マルチリンクサスペンションは、従来のウィッシュボーンサスペンションに取って代わりました。最新の設計は、ドライビングダイナミクスを向上させるだけでなく、快適性も大幅に向上させます。そのためには、設計に多大な労力を要します。片方または両方のウィッシュボーンが複数のコンポーネントに分解され、可動部品が大幅に増えます。

ハウツーガイド

ウィッシュボーン式サスペンション
ウィッシュボーン・サスペンション

このサスペンション設計のもうひとつの特徴は、ホイールセンターとステアリングアクスル間の距離、いわゆる外乱力レバーアームが比較的短いことです。これにより、外乱力(推進力、制動力、横方向のガイド力)をできるだけステアリングから遠ざけることができる。しかし同時に、ジョイントはブレーキに近づき、自動的に高温にさらされる。その結果、取り付けられるゴムスリーブやプラスチック製ベアリングシェル、そして使用されるグリースに対する要求が著しく高くなる。

可動部品が増えるということは、部品をつなぐジョイントの数も増えるということです。その結果、モーメントの総和が大きくなり、ブレークアウェイト・トルクとランニング・トルクに分けられる。

図1 ウィッシュボーン・サスペンション

マルチリンク・サスペンション

ブレークアウェイ・トルクは、ボールピンが静止した状態から動き出すのに必要な力から生じます。このモーメントを測定するために、試験の少なくとも24時間前からボールピンを動かさない。ランニングモーメントは、ボールピンを回転させたり、関節内で前後に動かしたりするのに必要な力です。

開発エンジニアは、これらのモーメントをできるだけ小さくしようと努めています。これにより、例えばコーナリング後にフロントアクスルが独立してスムーズにセンターポジションに戻り、サスペンションがより敏感に反応するようになります。今日、いわゆる低摩擦ボールジョイントが使用されていますが、これは以前のタイプよりも摩擦モーメントが大幅に小さくなっています。

以前はボールピンがスムーズに動くとボールジョイントの摩耗が進むと考えられていましたが、現在ではそのようなことはありません。最新のボールジョイントは、ブレークアウェイ・トルクとランニング・トルクが明らかに低くなっています。

図2 マルチリンク・サスペンション

ラバーマトリックス・ジョイント

マルチリンクサスペンションの製品仕様は、テストベンチおよび実車での広範な試験手順の中で決定されます。関連するモーメント(走行トルクと離脱トルク)とジョイントの減衰特性は、システム全体で常に考慮されなければなりません。

その際、他のすべての製品との相互作用を無視してはなりません。

ステアリングシステム、サスペンション、スプリング、ブレーキ、タイヤの影響因子は、車両全体の機能と車両の安全性にとって非常に重要です。

個々のコンポーネントや仕様の変更は、全体的なコンセプトを考慮した場合にのみ許可され、必ず車両メーカーの承認が必要です。

図3 減衰付きジョイントのラバーマトリックス(1)

腐食したアイ

トラックロッドエンドに振動減衰のないスペアパーツ。スフェリカル・ヘッドまたはスタビライザー・リンクの直径の変更は、トルクの増加につながる。

その結果:

  • ラック&ピニオンステアリングの摩耗の増加。
  • ステアリングの漏れ
  • ステアリングの硬さ
  • ゼロ位置への復帰が保証されない
  • 衝撃が吸収されないことによるステアリングの損傷

図4 腐食したアイ

清掃したアイ

個々の部品を交換する場合、整備士はいくつかのポイントを守る必要がある。

ボールジョイントを交換する場合、アイとジョイントが取り付けられているゴムの接触面を清掃し、錆を除去しなければならない。接触面に錆がないと、ゴム製スリーブが粗い表面と擦れて漏れるからである。

汚れや水分がジョイントの中に入り込むこともある。これはジョイントの早期故障につながる。

図5 清掃された目

ボール・ジョイントは手動で締める

取り付けの際、サークリップの腐食保護層が損傷していないことを確認する必要があります。サークリップが錆びることで、バネの力が失われ、ジョイント内部に水分が侵入し、寿命に大きな影響を与えるからです。

ボールジョイントをインパクトレンチで締め付けないでください。ボールピンが高速で回転し始め、プラスチック製ベアリングシェルが摩擦熱で変形し、システムに遊びが生じる恐れがあります。さらに、締め付けトルクを超えると、ボールピンがスタブアクスルのアイの中で動きすぎてしまう。これは、ゴムスリーブがシール機能を果たせなくなり、ボールジョイント内に汚れや湿気が侵入することを意味する。

コントロールアームのラバーベアリングは、ねじれを避けるため、無負荷で圧縮された状態でのみ締め付けることができます。

ここで説明した取り付けミスは、交換した部品の早期摩耗や故障につながる可能性があります。整備工場では、サスペンション部品を交換した後、アクスル部品だけを取り外した場合でも、必ずホイールアライメントを実施する必要があります。これらの簡単なルールに従えば、サスペンションの修理はすべて成功します。

図6 ボール・ジョイントは必ず手で締める

知っておきたいこと

ZF アフターマーケット製品

サスペンションシステムの製品カタログをご覧ください。