マルチリンク式サスペンション

マルチリンク式サスペンション(マルチリンクしきサスペンション、: Multi-link suspension)は、自動車サスペンションの形式の一つ。4本以上の運動方向に拘束がない自在アームを三次元に配してアップライトを支持する構造である。

ここでは特に独立懸架方式の一種としてのマルチリンクについて記述する。固定車軸方式のものについては「リンク式サスペンション」を参照。

前後視
平面視

概要編集

 
ロータス・49のリアサスペンション。アップライトを上I形、下逆A形のラテラルリンクと、バルクヘッドからの上下ラジアスリンクが支持している。

1960年代から1970年代にかけて、レーシングカー[注釈 1]スポーツカー4リンク構成のリアサスペンション (駆動輪の懸架) が多く用いられた。これは上Iアームと下リバースAアームで保持されるアップライトを上下に配した2本の長いトレーリングリンクで前後位置決めするもので、当時フォード・モーターはこれをマルチリンクサスペンションと称していた[1]

1982年、ダイムラー・ベンツセミトレーリングアーム式サスペンションの限界を打破すべく5リンク構成のリアサスペンションを開発し、メルセデス・ベンツ 190Eに初採用した。ダイムラーベンツではこのサスペンションをラウムレンカーアハゼ (Raumlenkerachse, 空間接続車軸≒スペースリンク式サスペンション) と称し、以後その構成を大きく変えることなく、主なメルセデスベンツのリアサスペンションとして採用されている[2]

マルチリンク式の明確な定義とは、5本のリンクを用いてタイヤの持つ6自由度の運動(直交3軸方向の直線運動+直交3軸回りの回転運動)のうち1自由度(1方向の直線運動または1軸回りの回転運動、すなわちタイヤストローク)を残して5自由度を拘束したものである[3]。2本まはた3本のリンクを剛結したものをアームと呼ぶが、これによってリンクを置換したもの(1アーム+3リンク、2アーム+1リンク)といったバリエーションも存在する(ダブルウィッシュボーンや996型ポルシェ・911のようなI アームとセミトレーリングアームを組み合わせたようなもの)。マルチリンクの本質の理解が広がっていなかった頃には、サスペンション設計者ですら「仮想転舵軸(仮想キングピン)を持った構造」といった漠然とした理解しかできていなかったこともあった。また、前記のように原理的にはマルチリンクの延長線(簡略化)にある形式がダブルウィッシュボーンであるが、登場としては理解と設計の容易なダブルウィッシュボーンの方が早かったため、「ダブルウィッシュボーンの延長線上にある形式」と逆に書かれた資料もある[要出典]

狙った1自由度運動を実現するための設計が難しい(膨大なリンク配置の組み合わせから絞り込む必要がある)が、上手くできればジオメトリー制約による相反や妥協が少なく、タイヤを路面に正しく接地させる能力に秀でている。そのため、高エネルギー領域[要説明]で不安定になりやすい高性能FF車[要説明]や、ハイパワー後輪駆動車のトラクションを確保する目的でリアサスペンションに採用されることが多い[注釈 2]

理論的には各リンクの両端支持点は回転3自由度のみで直線運動3自由度(芯ずれ)は拘束されていること前提とする。ピローボールのような球面軸受を使用すると理論的動きに近いが、一般乗用車では乗り心地や悪路耐久性上ゴムブッシュをの使用は避けられない。ゴムブッシュは回転方向によって動きの渋さが異なる上にたわみによる芯ずれも発生し、実車両におけるスカッフィング(ストローク時のトレッド変化によりタイヤが路面を左右方向にこすること)や動きの渋さ、入力とは異なる方向へ車体を揺らすなどの不安定現象に繋がる。マルチリンクサスペンションの開発工数の大部分はこのブッシュや球面軸受の最適化である。

したがって性能を維持するためには、使用過程でのブッシュ類の点検管理を行う必要があり、ブッシュの交換周期は短い。作業工程と調整箇所が多いことから、分解、組み付け、その後のホイールアライメント調整にも時間を要す。時間短縮のためブッシュの打ち換えをせず、アームごとのアッセンブリー交換を推奨している販売店もあるが、当然、部品代の増額となり、いずれの場合も他の懸架方式に比べ、ランニングコストは上昇する。

種類編集

概要にて述べられている通り、リンクをアームに置換して構成要素を簡略化することで制約は増えるが設計やセッティングは容易になる。独立懸架サスペンションとして実際に存在するほぼ全ての形式は5リンク式マルチリンクの簡略版として説明できる。わずかに存在する例外の大半は「6自由度運動を全て奪った過拘束であるが、特定のジオメトリ配置制約を掛ければ例外的に動ける」といった特異事例である。例としては上下台形アームのダブルウィッシュボーンが挙げられ、これは6リンクに相当するので自由度0であるが上下アーム両端回転軸4本が全て並行に限り動ける。しかし組み付け位置ずれが避けられないため実際の動きは渋い。 基本的に支持アームが4本以上のものがマルチリンクとして扱われるが、アームを左右それぞれ2本に分割したデュアルリンク式ストラットもマルチリンクの変形型・派生型として扱われることがある[注釈 3]

関連項目編集

脚注編集

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注釈編集

  1. ^ フォーミュラ二座席レーシングカーなど
  2. ^ ただし日産・プリメーラのようにフロントサスにのみ採用されたケースもある。
  3. ^ ストラットのアッパーマウントは無限長のAアーム(リンク2本)に相当するため、タイロッド1本とロワリンク2本で合計5本となり、5リンク式マルチリンクの簡略版であることに何の疑念の余地もない。

出典編集

  1. ^ R. C. Lunn, "The Ford GT sports car," SAE Technical Paper, New York: Society of Automotive Engineers, 1967, p. 10.
  2. ^ Technik der Raumlenkerachse, Revolution an der Hinterachse”. 2019年10月14日閲覧。
  3. ^ 「福野礼一郎のクルマ論評5」 p.270 株式会社三栄 ISBN 978-4-7796-4228-9