サスペンションの形式の違いによる乗り心地の差について教えて下さい。 一般的に軽自動車やコンパクトカーの後輪はトーションビームなどが使われています。

Question

上級車種になるとダブルウィッシュボーンとかになっています。
やはり、トーションビームの乗り心地は明らかに劣るのでしょうか？
劣るとしたら、どのような状況で違いを感じるのでしょうか？
よろしくお願いいたします。

Answer 1

サスペンションはアームの設計やブッシュの選択でガラッと変わってしまいます。

トーションビームでも乗り心地の良い車はあるし、ダブルウィッシュボーンでも乗り心地の悪い車はあります。

ダブルウィッシュボーン等は部品点数も多く、長いアームが取りにくいなどデメリットもあるので、設計の良いストラットが乗り心地に優れたりすることも。
設計の良いダブルウィッシュボーンは優れた乗り心地も実現可能でしょうけど、乗り心地や足回りの設計のために他の部分やコストを犠牲にする必要も出ます。


ストラットはロアアームだけの構成なので、基本的な特性としては、横力をショックアブソーバーで受けるので、コーナリング時のショックの作動に邪魔が入ります。
しかし、最近はバネを斜めにして、横力をバネでキャンセルしたり工夫されてます。

全長５ｍ前後のセダンのフロントサスでも使われていて問題ありません。

ストラットの部品点数の少なさはコスト面だけでなく、作動抵抗の面でも非常に有利です。

この作動抵抗は物凄く大事で、スタビの受けのグリスが切れただけで、唐突な動きになったり乗り心地悪くなったりするほど繊細です。

ブッシュ点数が少ないストラットは作動抵抗でも有利だし、タイヤの位置決めでも動くブッシュが少ないので有利です。

長いロアアームのストラットサスであれば、出来の悪いダブルウィッシュボーンを越えることはよくあります。


ダブルウィッシュボーンはリンクが多く、ブッシュも多いので高価で重くなります。
そして、タイヤの位置がブッシュの変形で変わりやすいです。

これを減らすために、ブッシュをピロ化したり、アームを長くする必要がありますが、
ただでさえ重い頑丈なアームを長くすることは重量増になって、それを支持するボディも重くなります。

市販車では長いアームを付けることが物理的に無理なことが多いです。
実際にフロントに横幅の異常に広い水平対向エンジンを搭載したあるスポーツカーのショックアブソーバーが作動に有利な斜め配置に出来ずに、垂直に立って付いていたり、ロアアームが短かったり。
その車はストラットでさえフロントスペースが厳しいのに、ダブルウィッシュボーンにすることは無理そうです。


幅の狭いエンジンを縦置きするか、ミッドかリヤエンジンにでもしないと、まともなフロントダブルウィッシュボーンは難しいと思います。
エンジンをほとんど車内に押し込んでるRX8やロードスターではインホイールのまともなダブルウィッシュボーンが付いていますが、それくらい特殊な設計になってしまいます（４駆化できないし市販車としては制限が多すぎる）


ダブルウィッシュボーンでさえこれだけ設計が大変なのに、さらにリンクを増やしたマルチリンクをまともに性能発揮させるのは更に大変です。

マルチリンクの定義も曖昧ですが、ストロークしたときにタイヤの転舵が起きることがマルチリンクだとすると、ストラットの変形のリヤマルチリンクとかは、FF車でもよく使われます。
ワーゲン、マツダ、三菱のリヤマルチリンクはとても似ています。

ストロークしたときに安定方向になるように少しトーインが付きます。


フロントマルチリンクもありますが、そもそもタイヤの位置決めにピロとかつかわないで、リンクだけ増やすと、結局想定外のタイヤの位置変化が起きたりしてしまいます。
相当に高剛性にしないと。
以前スカイラインやアテンザはフロントマルチリンクでしたが、そういった原因から、ダブルウィッシュボーンに戻しましたが、そのほうが結果的にはよく仕上がってました。
アテンザはついにストラットになりましたが、さらに良くなってます。


フロントにはハイマウントのダブルウィッシュボーンやその変形のマルチリンクが使われがちですが、インホイールのアームの長いダブルウィッシュボーンにくらべるとアームの作動があまり良いとは言えないと思います。

しかし長いアームのインホイールダブルウィッシュボーン（マルチリンク）なんか、普通の車ではフロントに設置スペースが在りません。


こんな感じで、ストラットには非常にメリットが大きいです。
サスペンションだけを優先して設計出来るならいいですが、ピロ化すると異常にうるさくなるし（騒音で内装がビビるくらい）耐久性も問題だし。
車全体の出来として、ストラットはバランスの良いサスだと思います。
RX8くらい足回りをかなり優先して作れば、前後まともなダブルウィッシュボーン（とマルチリンク）に出来ますが、それで販売に貢献できるわけでもないです。
これもデメリットですね。


ざっくりまとめると
・トーションビーム
部品点数が少なくコストも低い。バネした重量や作動抵抗も軽減できるので軽量な車両には向いている。
横力に対しての剛性不足が起きやすいが軽量な車との組み合わせだとデメリットが出にくい。

・ストラット
安い、シンプル、アームを長くするなどで良い足を造りやすい。
車全体の性能に貢献しやすい（安い、メンテナンス、素直に良い足、重量）

・ダブルウィッシュボーン
アームが短いと致命的。
アームが長いと重い、高い。
部分的にでもピロ化しないと接地性等下がる。
車のパッケージングに影響が大きい（エンジン位置や室内空間）
走行性能だけを重視して他の犠牲にして設計場合、ダブルウィッシュボーンが一番良くなりやすい。

・マルチリンク
コストと性能をバランスしたダブルウィッシュボーンの進化ではない偽マルチリンクもある。（悪いわけではなくてとても良いことが多い、マツダリヤサスとか）
ダブルウィッシュボーンの進化（走行性能重視型）のマルチリンクは設計や製造が大変。
その割に性能向上が限定的（走行性能くらいしか向上しない）。

Answer 2

単純に「乗り心地」という尺度だけで見た場合、
・車重がある程度重い方が良い。
・いいシートなら車の悪さをある程度カバーできる。
・バネが柔らかい方が良い。
・タイヤは細く厚い方が良い。
・サスペンションストロークがたっぷりあった方が良い。
・そのサスペンションのアームと車体の取り付け部分＝ブッシュが柔らかい方が良い。

ということがあります。
その点で見て、サスペンションの形式に関わるのは、
・サスペンションストローク
・ブッシュ
です。


サスペンションストロークは、サスペンションの形式よりも「何を求めてどういう設計をするか」によって変わります。
ですので、トーションビームでもストロークのある車や、ダブルウィッシュボーンでもストロークの無い車があります。

例えば、プジョー／シトロエンは、以前はセミトレでしたが今は極普通のトーション
ビームです。
が、ストロークがあり柔らかめなバネと強いダンパーで「しなやかな」乗り心地で、これを悪く言う人はいないでしょう。
けれど、例えばフィットの場合は、硬いバネと緩いダンパーでゴツゴツ感が大きくなります。
どちらにも共通して言えるのは、左右の後輪が繋がっているので、左タイヤが縮めば、右タイヤは伸びようとする（荷重が増える）、ということで、この性質を逆に利用してグリップを高めているのがフランス車。


例えばポルシェ９１１はウィッシュボーン変形のマルチリンクですが、
幅広で薄いタイヤなのでタイヤが傾くと接地面積が大幅に減る→サスペンションアームを長くしてキャンバー変化を小さくすればいいけれど、真ん中にエンジンが乗ってるので長いアームにできない→タイヤをロールさせないためにガチガチのバネ→乗り心地も悪いし、結局コーナー内側が荷重不足でハンドリングが悪い。

最近の大型セダン等で後輪が「マルチリンク」とか「ウィッシュボーン」としているものは大体このパターン。「幅広で薄いタイヤをどうやって真っ直ぐ接地させるか」を考えた結果、ウィッシュボーン＋キャンバー規制用のアーム＝マルチリンク、という形式が多いようです。
乗り心地の為というより、コーナーで後輪を踏ん張らせるためのものです。



もう一つのブッシュは、サスペンションの形式を問わず、
バネでは吸収しきれない微振動を吸収する役目が第一で、
第二は「横力」が加わった時に変形することで疑似４輪操舵状態を作り、FFにありがちなアンダーを消すようにしています。
この第二の部分に関しては、もう完全にメーカーの匙加減。
不自然に後輪が回り込む感触にしているメーカーもあれば、さらにやり過ぎて横ズレ起こしたような感じのものもあれば、FFでもアクセルオンできっちり安定方向に味付けしてるものもあります。

普通の人が普通に感じる「車ががっしりしてる」とか「剛性感」とかは、かなりこのブッシュの感触に左右されます。


ということで、
fdk********さんの言う通り「サスペンションはアームの設計やブッシュの選択でガラッと変わってしまいます。」です。

トーションビームだから乗り心地が悪い、というわけではありません。


ちなみにF1等のレーシングカーがWウィッシュボーンなのは「キャンバーやトウなどのジオメトリーを簡単に調整できるから」というのが一番の理由で、簡単に調整できるという点において一番優れた形式ですが、乗り心地とか剛性とか軽量とかで一番優れている、というわけではありません。

Answer 3

ビームアクスルでサーキット走ると
横剛性不足が露見する
乗り心地はダンパーの性能で決まる

Answer 4

トーションビーム云々より4輪独立懸架かそうでないかで決定的に変わります。

トーションビーム等は左右が一体なので片方だけ凹凸を乗り越えても両方動いてしまう為乗り心地には不利に働きます構造上避けられない欠点ですから。

※乗り心地の基本はホイールベースが長ければ長いほど、4輪は独立して動けば必然的によくなります、いくら設計を良くしても根本的な特性は改善できませんから。

Answer 5

基本的に、左右の車軸が繋がっているタイプは乗り心地がイマイチ。
軽自動車の後輪は一部を除きほとんどそうですね。
4輪独立サスにはかないません

Answer 6

例えばアルファードは、ダブルウイッシュボーンに成り
走行性能と乗り心地が、飛躍的に向上しましたが、
これでやっとC4クランピカソとやっと同等に近づき
ました。グランピカソはトーションビームです。
性能は形式だけで決まるものではありません。
メーカーの技術レベルで逆転する事すらあります。

Answer 7

トーションビームはリジットでは無くビームがスタビライザーの役目も持ちます。

Answer 8

やはり、トーションビームの乗り心地は明らかに劣るのでしょうか？セダンなどの２０００ｃｃ以上～の車両は独立懸架サスペンションの採用、トーションビームサスペンションは少ないです

Answer 9

悪路での接地性です。

Answer 10

キャラバン、ハイエース、ボンゴ、エルフ、キャンター等もダブルウィッシュボーンとかになっています。