〈車／サスペンション〉トーションビーム、マルチリンク、ダブルウィッシュボーンは、それぞれどのようなメリットデメリットがあるのでしょうか。当方、車についてまったくの素人です。《お礼25

Question

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Answer 1

基本的にサスペンションの形式より、設計や製造、セッティング(仕上げ）のほうが大事ですね。

それでも多少のメリットデメリットがありますので、ざっくりですけど

・車軸式
左右のタイヤを車軸でつないでいます。
なので左右のタイヤの接地角度は同じ。

左右輪の高さがバラバラに動くような荒れた路面では接地面積が変わる。
左右のタイヤが車体の角度に関係無く常に垂直に接地しているので非常に直進安定性が高い。

荷物を載せて車高が下がってもタイヤの接地面が変わらないので貨物車には非常に向いています。

前後方向のアームを長くすることで大きなストロークでもホイールベース変化を抑えたり、単純な形式だからこそ、シンプルに良い設計をすれば確実に性能が向上します。トヨタプロボックスのように。



・トーションビーム
左右を変形するビーム（梁）でつないでいる。
車軸式と勘違いしている人もいますが独立懸架の仲間です。
実際に動かしてみると分かりますが左右の自由度はかなり高いです。

前後方向のアームの長さによって全然性格が変わってしまうので、ストロークを大きく取ったりするには前後方向を長くしたいけど、長くすると横力に弱くなるのが弱点と言えば弱点。
ブッシュ点数が少なく、作動抵抗がすくないのでかなり優秀な足回り。
軽量なFFのリヤサスに使う場合、ほとんどデメリットは無いように思います。



・ストラットサス
ロアアームとショックアブソーバーをタイヤの上側の取り付け部品と兼用した形式。
サスペンション点数が少ないことはメリット。

またロアアームは比較的長く設計することが出来るので、長いロアアームを使うことが出来れば接地性変化も抑えられて良い足回りになる可能性が。

コーナリングの横力の一部をショックアブソーバーで受けるので、ショックの作動がスムーズでなくなるデメリットが。
最近のストラットサスはバネを傾けて横力を受けたりして性能向上してます。



・ダブルウィッシュボーン
上下にA型のアームを配置して、Aの先端にタイヤを付ける。
A型のアームを長くするほどに接地性も良くなる。
アームを長くしないとストラットサスにも劣る。

またアームの強度も必要でバネ下重量が重くなりがち。
そしてブッシュ点数が非常に多いので、ゴムブッシュを多数使ってしまうと、作動抵抗がかなり大きくなる。

作動抵抗は少しの違いで乗り心地や走行性能に大きな影響があるので、ピロを使いたいですが、そうすると非常に騒音が大きくなる。

市販車ではエンジンやボディのサイズのせいで、長い上下A型のアームを配置するスペースがないので、かなり高額の2シーターミッドシップでしか良い設計のダブルウィッシュボーンを見ることはほとんどない。

アッパーアームをタイヤの上に上げたタイプのハイマウントアッパーアーム型のダブルウィッシュボーンはよく見ますが、設計的にはインホイールタイプより性能的に劣る傾向。
インホイールタイプのダブルウィッシュボーンはマツダRX-8やロードスターはアームの長くて良い設計。
ロータリーエンジンや縦置きエンジンの幅が狭いので長いアームを確保出来る。
コルベットも縦置きエンジンで素直な良い設計。


・マルチリンク
ダブルウィッシュボーンの進化版のように言われることもありますが、
タイヤがストロークすると転舵が起こるのがマルチリンクだと思いますので、ストラットの進化のマルチリンクなど、コストダウンや安全性からマルチリンクを採用していることが多いです。
ワーゲン、三菱、マツダのリヤマルチリンクは似た形式でストラットサスの改良にも見えます。
非常に似た設計のそれらでも、マツダのロアアームが異常に長くて接地性変化を可能な限り抑えて大きなストロークを使えるように配慮されていたり、コストや設計の違いがあって面白いです。

走行性能を純粋に向上させようとマルチリンクを採用しても剛性不足等で、新型ではダブルウィッシュボーンに戻して操作性など良くなることも多いので、マルチリンクは難しい、デメリットも多い形式。
ブッシュ点数が多いのはデメリット。


・トレーリングアーム
リヤサスで採用されていましたが、コーナリング横力を受けるとブッシュの変形でトーアウトになるので、タイヤのグリップが大きくなった現在では採用されなくなりました。
ですが、非常に乗り心地に有利なサスペンション。
マツダのリヤマルチリンクはトレーリングアームの利点の前後方向のアーム角度や長さを得ているので乗り心地に配慮されているように感じます。

質問者からのお礼コメント

ありがとうございました！

Answer 2

〈車／サスペンション〉トーションビーム、


コストが安い

乗り心地





マルチリンク、ダブルウィッシュボーン

４輪独立懸架車両

Answer 3

車両のサスペンションは、4輪が独立している独立懸架のほうが路面の追従性が良く、従って乗り心地も良くなります。

ダブルウィッシュボーン型は、サスペンションの基本形です。
オープンホイールのレーシングカー、いわゆるF-1に代表されるフォーミュラーマシンのサスペンションはダブルウィッシュボーンです。
車体とホイールハブを、上下2本のアームで接続しています。
メリットは、
①アームの取付点、長さなどで、ジオメトリ(ホイールが描く軌跡)を自由に設計できること。
② ①が最適であればメカニカルグリップが高いこと。
③取付剛性が高いこと。
デメリットは
①設計、製造に手間が掛かるので高価であること。
②2本のアームが有ることで、ある程度のスペースが必要であること。
③4輪が全て別々に動くのでフレーム剛性が必要である。
など。
マルチリンク型は、ダブルウィッシュボーンの発展型です。
基本は同じですが、マルチリンクの名の通り、主となる上下2本のアーム以外に、コントロールアームが存在します。
これにより、メリットとしては
①サスペンション剛性をさらに高められる
②ホイールトラベル中のジオメトリを制御可能。典型的な例だと、後輪マルチリンクにおいて、沈み込むとトーがインにつくことです。
デメリットは
①さらに高価になること
②ゴムブッシュの変形によって動きを制御しているのでブッシュの劣化に敏感。また、劣化したブッシュでは性能を発揮できないこと。

トーションビームは車軸懸架の仲間です。(左右独立していないので)
ただ、剛性の低いビームで連結されているので、左右独立して動くことができます。(その際、連結ビームはねじれ変形を起こす)
いわば半独立、半車軸懸架、といえるものです。
メリットは
①部品点数が少ないためコストが安い
②ストローク変化による対地キャンバー変化が少ない(=後輪向き)
デメリットは
①左右が逆に動くような場面では接地性が低い
②ボディとの締結が左右2箇所となるので、ブッシュ設計が難しい。
③バネ下重量が重くなり、乗り心地で不利