大人4人が乗った時の車高ダウン

現在車庫を計画中です。
その際にそばの縁石の高さを検討しているのですが、ドアを開けた時に当たらないかどうかを心配しています。
その際に車内に自分以外に荷物や人が乗っていることも考慮しようと思っています。また、今の車だけを検討しても次の車のことも考えないといけないとも思っています。

ですので、ここでお聞きしたいのが、仮に大人4人が乗った時に一般的に車高ってどれくらい下がるのでしょうか？
（もしくは＊＊＊kg積んだ時に・・・mm下がる等）
対象は一般的な国産のミニバンでお願いします。
（ステップワゴン、オデッセイ、ストリーム、ウイッシュ、ノア、セレナ、プレマシー、グランディス・・・）

よろしくお願い致します。

No.3 ベストアンサー 回答者： hama-t 回答日時： 2009/05/30 17:43

こんにちわ

人や荷物が乗ったとき、どれくらい車体が下がるのかは大雑把には計算できます。
ミニバンなどはもともと車重が重たいんで、割とレートの大きなバネが使われている場合が多いようですね。
一応、目安として6kg/mm（6kgの荷重で1mm縮む：これをスプリングレートといいます）くらいで計算してみるといいのではないでしょうか？
もちろん、このレートは1本あたりですので、6kg/mmのバネを使用している車体の場合、24kg荷物（人）が乗れば1mm下がることになります。
ただし、この計算の難点は、「車の重心部分への荷重」の場合、計算が成り立ちますが、実際には運転席に乗る場合と、リアラゲッジに荷物を積む場合では、前後左右の荷重配分が異なりますので、その分の前後左右のアンバランスは発生します。
また、車体によっては前後で異なるレートのスプリングを使用している場合もありますので、もっと厳密に計算したいのであれば、対象車種のスプリングレートを調べればいいでしょう。

なお、他の回答にあるような、「ショックアブソーバが縮み方向に弱い・・・」などということは、静止状態の計算では一切考慮する必要はありません。
ショックアブソバー（ダンパ）はあくまで振動減衰の装置であり、荷重云々には関与しません。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
非常に明解で納得できました。
目安は計算できそうです！

『車の重心部分への荷重』というのが難しいですね。
ＦＦの場合、かなり前側にありそうです。

ちなみに前席と2列目が空席で、リアラゲッジに重い荷物を積んだ場合は、モーメントによって、車両前方は逆に若干浮くのでしょうか？

＞ショックアブソバーはあくまで・・・
そうですね。ありがとうございます。
ショックアブは動的要素ですね。勉強になります。

お礼日時：2009/06/02 12:36

No.8 回答者： hama-t 回答日時： 2009/06/04 18:40

すみません、やっぱり文字など一切見えないので、図だけを添付して再投稿します。

【条件】
ホイールベースの長さ2500mm、リアラゲッジの荷室長1000mm
（リアアクスル後方に積むものとする）
乗車は体重60kgの人間（集中荷重）が前後各2名
荷物は等分布荷重100kgf/mとする
前輪（F点）をローラー（移動点）、後輪（R点）をピン（回転点）とした単純梁＋片持ち梁とみなす。（図１参照）

【解説】
まずややこしいのでリアラゲッジの荷重を無視し、人の重さだけで検討します。
車は静止した（つり合い）の状態なので、
応力　Vf + Vr = 240kgf　　・・・(1)
つり合いの状態なので、R点を規準に次式が成立する。
Vf × 2.5m - 120 × 1.5m - 120 × 0.5m = 0　　・・・(2)
※時計回りを＋、反時計回りを－としたモーメントなので、R点は０であり、力のつり合いなので右辺の数値は０となる。
(1)(2)式を解くと、Vf = 96kgf Vr = 144kgf となる。

つぎにリアラゲッジが及ぼすモーメントを考慮します。
1000kgf/mの等分布荷重は、反力を考える際にはR点から右に500mmずれた点にかかる集中荷重としてみなせます。
よってR点に及ぼすモーメントは　Rr = 50kgf・m　となります。
これにつり合う反力として、F点には下向きに
50kgf・m ÷ 2.5m = 20kgf
という反力が働きます。
下向きの反力なので、つまりは上向きの荷重となり、
VF = Vf + ( -Wpf ) = 96 - 20 = 76kgf
上向きの力と下向きの力はつり合い（＝０）なので、
VR = Vr + Wpr = 144 + 120 = 264kgf
となります。
※必ずP1+P2+Wp＝VF＋VR＝340kgfの関係は崩れません。

よって、
フロント：76kgf ÷ ( 3kgf/mm × 2本 ) = 12.7mm
リア：264kgf ÷ ( 9kgf/mm × 2本 ) = 14.7mm
だけ圧縮します。

No.7 回答者： hama-t 回答日時： 2009/06/04 15:38

すいません、なぜか解答に添付ファイルがつけられなかったので、再び投稿いたします。

No.6 回答者： hama-t 回答日時： 2009/06/04 13:54

Ｎｏ．３／４です。

F:3kgf/mmでR:9kgf/mmとは、FF系もしくはFFベース車のワゴンかミニバンくらいでしょうか？
ひとつの質問に質問を重ねるのはちとルール違反のような気もしますが、ここは乗りかかった船ということで。
少し数字をかえさせていただきました。
でも文字だけでは到底説明がつかないので、別紙解説を添付いたします。（文字が読み取れるかな？）
そちらをご覧ください。

なお、私は電力系が専門で、物理学は本来専門外なので、私の例題があってるかどうかは別のカテゴリーで質問されたほうがより確実だとは思いますよ。
結構適当なこと言ってる可能性がありますので(^^ゞ

No.5 回答者： dek38588 回答日時： 2009/06/02 13:42

#1です。

参考になればと思い投稿しましたが、知識が少なく他の方の指摘のとおりですね。ショックは動的減衰にのみ効果を発揮します。失礼しました。

中古車の後輪の沈みですが、単純にヘタリの問題です。
スプリングやショックはやはり消耗品ですので、走行距離が伸びると新車時のような処理能力を確保することができません。
特に古い国産車になると、加速時や満載時にボートのように後ろが沈んでいるクルマをご覧になったことがあるとおもいます。
なぜか、昔の国産車は後ろがやたらと沈む傾向があります。昔の設計がもともと後ろを柔らかくして沈ませ、トラクションを稼ぐ設計だったのかも知れませんね。このためFR車に多いのかもしれません。
ミニバンの場合はあまり関係ないと思いますが、ヘタリはどのクルマにもおこりますので、中古車を検討される場合はチェックされた方がいいかなと書き添えさせていただきました。

この回答へのお礼

いえ、ありがとうございます。
本当に参考になります。
中古車のへたりは要注意ですね。

お礼日時：2009/06/04 02:15

No.4 回答者： hama-t 回答日時： 2009/06/02 13:26

No.3です。

＞ＦＦの場合、かなり前側にありそうです。

厳密には左右の重心軸も正確に中心線ではない場合が多いようですが、まず無視して問題ないレベルだと思います。
前後の重量配分は車検を受けたことのある車体であれば、前後の軸重が記録表に記載されていると思いますので、この重量比を用いてホイールベースの長さで分割してやれば、おおよその重心を求めることはできます。
ただ自動車の荷重は普通、点荷重でも等分布荷重でもない、かなり不均等な荷重なので、荷重配分を考えることのほうが難しいと思います。
なので、もし仮に前後もしくは左右どちらかの２輪（１輪だけに架かることはありえないため）にのみ集中荷重がかかった場合を想定して算出した数値を「最大値」として用いれば、安全だと思います。


＞前席と2列目が空席で、リアラゲッジに重い荷物を積んだ場合は、モーメントによって、車両前方は逆に若干浮く？

そうですね、重心がホイールベースの内側にあり（普通はそうですね）、リアアクスル（後輪の軸）より後方（リアのオーバーハング部分）に荷物を積む場合には、理論上はフロント側は浮く方向に作用しますね。
これは簡単なてこの原理です。
リアの荷重が後輪を押し下げますが、同時に後輪の車軸を支点とする反力がフロント部分には働きますので。
（チョロキューの後ろに10円玉を差し込むとウィリーしながら走る・・・ということを想像すると、飲み込みやすいですね）
ですから、リアラゲッジに重量物を積む場合は、なるべくリアアクスルより前に積むべきなのです。（舵取りが不安定になります）

仮に重心（この場合、荷物を積んだ状態での重心の話です）がフロントアクスルより前にあった場合どうなるか・・・そうです、この場合は前後とも下がりますが、その比率は作用点までの距離に比例します。

何だか理科の講習みたいになりましたが、「運転は物理学だ」というのが私の持論なので^_^;

この回答へのお礼

ご教示ありがとうございます。
今乗っている車をメーカーに尋ねた所、
フロントのスプリングのばねレート（1本）が約3kgf/mm、リアが約9kgf/mmという貴重な情報を得ることができました。平均するとご教示頂いた数字に近いですね。リアは荷物の分だけ強いのですね。

この場合、前後のばねレートに差がありますが、計算はどうなるのでしょうか？
私なりに仮説を立てました。
カタログの側面図から、前席はホイールベースのほぼ真中。リアはホイールベースのリア側から１／４くらいの位置なので、60kgの人間が前2人、後2人乗ったとしたとき、前2人の荷重はばね４つで支える。後2人の荷重は３／４がリア、１／４がフロントで支えるというものです。

フロントばね1本あたりの負荷：
（前2人分）120kg／4本＝30kg
（後2人分）120kg×1/4÷2＝15kg
∴30＋15＝45kg
なので、バネは45／3＝15mmダウン
リアばね1本あたりの負荷：
（前2人分）120kg／4本＝30kg
（後2人分）120kg×3/4÷2＝45kg
∴30＋45＝75kg
なので、バネは75／9＝8.2mmダウン

半ば強引ですが、いかがでしょうか？

お礼日時：2009/06/04 02:29

No.2 回答者： monomousu 回答日時： 2009/05/30 09:35

>>その際にそばの縁石の高さを検討しているのですが

>>次の車のことも考えないといけないとも思っています。
だったら、駐車場等の枕を基準に検討すれば良いかと....

No.1 回答者： dek38588 回答日時： 2009/05/30 05:36

こんにちは

これは結構難しい問題です。一般的には６０キロの大人が４人乗った状態で約１５mmから３０mmぐらい下がると思います。
しかしこれはあくまで基準値であって、メーカーや車種によって全く変わってきます。というのも、その車種のサスペンション形状によってバネレートが全く違いますし、もっと細かいことをいえば車種の基本設計によって乗り心地と操舵性能を両立させるため、状況によっては非常に柔らかいスプリングを採用している場合があります。

経験上、トヨタの場合は柔らかくて加速や減速の際に前後に大きく動きましたが、荷物が満載でも車高が落ちることはあまりありませんでした。
ハリアーでしたのでミニバンと車高や車格はあまりかわらないとおもいます。
ホンダはこの逆で、サスは固めなのですが重量で車高が下がることがよくあるみたいです。
ショックアブソーバが縮み方向に弱いのかもしれません。
マツダの場合は柔らかくてヘタりやすく、最初は大丈夫でも距離や年数で下がりやすくなる傾向が他社より早いようですね。

いずれにせよ自動車ディーラーで事情を説明し、営業マンやメカニックに確認することをおすすめします。
クルマが売れないご時世ですからおそらく親身に相談に乗ってくれると思いますよ。

あと中古車の場合(特にFR車)は、後輪部分のみ５センチ以上落ちる危険性がありますので注意してくださいね。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
私もバネ定数によるのではないかと思っていました。
やはりそうなのですね。
某メーカーのお客様相談室に電話した所、
『設計に確認します』と言って、数時間後返ってきた答えが、
『そのような数字はありません』とのこと。
『そんなことはない！』と言ったのですが、その方は間に挟まれて
『私に言われても・・・』みたいな感じでした。
困ったものですね。

後輪部のみ５ｃｍ下がるのはなぜですか？

お礼日時：2009/06/02 12:28