リジットアクスルとトーションビームの違い

Question

リジットアクスルとトーションビームってどうちがうんですか？
調べても違いがイマイチわかりません。

Answer 1

nhbc_scpさんへ

欧州製小型車の後輪に良く見られるトレーリングアームの構造はご存知でしょうか?

リジッドはその名の通りで、左右のタイヤが一本の軸の両端に固定された形です。これに対してトーションビーム式は、トレーリングアームと同様に左右独立な物の、キャンバーの位置決めは左右関連させた物、と考えれば良いでしょう。その為に、左右を繋ぐビームは、捻れを許容する構造・剛さに成っています。
パイプ形状にせずU字形に開口しているのはその為です。

優劣の比較は・・・中々難しいですね。


<追加>
>トーション・ビーム式は，トーアウトになりにくい
この様な不思議な回答が付いていましたので、追加します。

ロール、つまり横gによってトーアウト傾向が出るか出ないかは、設計次第です。実際、トーションビーム構造であっても、ビームを先ずサブフレームに取り付け、そのサブフレームと車体の接合部に大きなブッシュを設け、そのブッシュの動きを制御する事(ゴムの特定方向肉抜きやストッパー金属配置等)で、サスストロークに伴うトーアウトが生じない様な工夫が、実用化への鍵でした。
車体を横方向から透視すれば、トレーリングアームとトーションビームでは、変わり無く、横からの押されに対してトーアウトが生じる事が解る筈です。から、一度サブフレームに付け、その車体への取付スパンを前後に長く設定し、後ろbushは硬くして、横gで前側が押し込まれてトーインに成る・・・様に作られたのです。(今はもっと沢山バリエーションが出てますし、パナールロッド or ラテラルリンク
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%AF%E5%BC%8F%E3%82%B5%E3%82%B9%E3%83%9A%E3%83%B3%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3
を使う物も増えて来た)
リジット式では、リンクの配置によってその傾向を調整する事が、昔のRX-7(SC22)の時代に広告にも使われていました。(5リンク)

・ ・ ・

その昔、ランチャ フルビアという、とても良く出来たFF車が在りました。あの、ローバーminiが一世を風靡していた時期でしたが、あちらとは違って落ち着いた操縦性は、世界の模範たる仕上がりでした。
その後軸は、リジット。(時代が時代ですから)
但し、懸架していた板バネの前後長は非常に長く、トー剛性の確保と同時に、ストロークに伴うジオメトリー変化を抑えた、大変秀逸な物でした。ストローク自体も長く取れていましたし。(これが大事。FFでもリバウンドストロークを使い切った途端にスピン挙動に入る)

今の基準で考えると、板バネの層間摩擦による振動の伝達は排除すべき物ですし、リジット構造によって、片輪のみ乗り上げの際の、両方へ衝撃が伝わる事も排除すべき用件です。設置スペースも広い。
今に再現するにはどうしたら良いか? タイヤも大幅に進歩して、走行ペースも大いに上がった今、どの様な構造にすべきか。
その、メーカーが量産で、FF車の後軸構造として考えた場合に、トーションビームが一つの最適解であった、と言う事なのです。

質問者からのお礼コメント

みなさん回答ありがとうございます！
理解したような気がします＾＾;

ＢＡは最初に回答されたk_fzr1000さんにさせていただきます&lt;(_ _)&gt;

Answer 2

リジッドアクスルは大分類で
リジッドアクスルの一種としてトーションビームがあります
リジッドアクスル式として他には５リンク式、リーフリジッド式などがあります

大分類としては車軸（リジッド）懸架式と独立懸架式に分類できます

Answer 3

●リジッドアクスル と トーション・ビーム式の違いは？
リジッドアクスル ＝ 左右輪をつなぐ「アクスル（車軸）」があります。このため右輪があるキャンバ角（後方からみてのタイヤの傾き）になると，左輪はその逆のキャンバ角になります。また右輪がバウンド（タイヤが車体に近づく方向の上下動）になると，左輪もバウンドになります。

トーション・ビーム式 ＝ 左右輪をつなぐ「弾性体（＝トーション・ビーム＝ねじれるはり）」があります。これによりリジッドアクスルほどではないのですが，左右のキャンバ角や上下動の動きが規制されます。

●リジッドアクスルのメリットは？
左右輪をほぼ完全な剛体でつないでいるため，オフロードのように車輪に大きな入力があるときでも，タイヤをしっかり支えることができます。このためトラックやオフロード車にしばしば使われます。乗用車でも30年くらい前までは使われていましたが，最近はほとんど使われていません。

●トーション・ビーム式とは？
ここでは，いわゆる独立懸架と比較してみましょう。
独立懸架とは，左右輪が別の上下動をできるサスペンションという意味です。上下動が別々にできると，道路の凹凸が左右で異なっていても対応できます。ところが最近のFF駆動車は，独立懸架よりトーション・ビーム式が使われています。どうしてでしょうか？

●独立懸架の問題点とは？
左右で異なる上下動ができる独立懸架より，左右で関連した動きをするトーション・ビーム式が使われるのはどうしてでしょうか？
20年くらい前までは，後輪の独立懸架としてセミ・トレーリング式がよく使われていました。左右上下動を分離できるのは良いのですが，旋回時，タイヤにかかる力で，左右輪を上から見ると，「ガニ股」になるのです。これを「トー・アウト」といいます。旋回の外輪が旋回の外側を向くため，車体後方が外側に動くことになり，旋回が安定しなくなります。
この問題があるため，セミ・トレーリング式の独立懸架を使うより，「半独立懸架」のトーション・ビーム式が望ましいということになりました。

●トーション・ビーム式のメリットは？
トーション・ビーム式は，左右の上下動で関連をもつデメリットがあるものの，下記のメリットがあります。

・トー・アウトになりにくい … 旋回が安定
・部品点数が少ない … コストが安い
・サスペンションの上部のスペースが広い … 燃料タンクなどのスペース確保が容易

これらのメリットがあるため，現在のFF駆動車の大半がトーション・ビーム式を使っています。

●欧州車は？
日本では，ヴェルファイアのような大型のミニバンまでリヤ・サスペンションにトーション・ビーム式を使っています。しかし欧州では，VWゴルフやBMWミニのようにトーション・ビーム式ではなく，ダブルウィッシュボーン式をベースにしたマルチリンク式を採用した車種もあります。
ちなみに，FF駆動車にトーション・ビーム式を広めたのは，初代のVWゴルフです。

●まとめると
リジッドアクスルにくらべてトーション・ビーム式は，上下動の追随が良くなり，タイヤの接地性が良いので，安定した走行が実現します。また古いタイプの独立懸架にくらべてトーション・ビーム式は，トーアウトになりにくいので，旋回時，安定した走行が可能になります。これにより最上の独立懸架より特性は悪いものの，コストメリットや部品点数が少ないことで，いろいろなメリットが出てきます。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。