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軽トラの理想はRRでない【続編】

前回記事で個人的にエンジニア目線での理想の軽トラはRR(リアエンジン・リアドライブ)ではなく
MR(ミッドシップエンジン・リアドライブ)もしくはMRベースの4WDだと書きました。
そして、その理由の一つとしてホイールベースの長さとリアオーバーハングの関係の話をしました。
今回はもう一つの大きな理由としてのRRとリアサスペンションの設計自由度の話をしていきます。

クルマにあまり詳しくない人はサスペンション(以下サス)というと
路面の凸凹でただ上下にタイヤが動くようにしているものという概念しかないかもしれませんが
凸凹だけでなくクルマがロールしたりピッチングしても動きますし
その動き方もそのまま垂直に平行移動するのでなく僅かにタイヤ(車輪)が向きを変えて
さらにタイヤの接地面に横力や前後力がかかっても僅かにタイヤ(車輪)が向きを変えています。
これらを適切に設計してコントロールすることでクルマは操縦性を良くし安定性を良くしています。

サスが上下にストロークすることによりタイヤの向きが変わることをジオメトリ特性
横力や前後力によりタイヤの向きが変わることをコンプライアンス特性と呼んだりします。

今回はリアサスだけに絞って話を進めたいと考えていますが
リアサスでまず最も重要なのがいかに安定性を高めるかということになります。
その観点で言えば、クルマが旋回してロールした時、つまり外輪がバンプした時に
リアタイヤは上から見て僅かに内側向きになるようにサスペンションの各リンクなどを配置します。
これをバンプ・トーインとか(プラスの)ロールステアと呼びます。

例えば初代レガシィのリアサスに使われたパラレルリンク式ストラットの場合でも
2本のラテラルリンクは完全にパラレル=平行ではなく前側のリンクが僅かに水平に近くなってます。
これによってバンプした時に前側より後側の張り出しが大きくタイヤがイン側に向くのです。

サンバーのリアサスは伝統的にセミトレーリングアーム(セミトレ)という片側2点で支持する形式ですが
内側のピボット位置を外側ピボットより僅かに高くすることによって
バンプした時にタイヤが僅かにイン側に向くよう設計しています。

※図解じゃなく言葉だけで説明してるとチンプンカンプンかもしれないですけど
 こういう時は極端にやるとどうなるかを考えてみると分かりやすいです。
 内側ピボットを極端に高くしてアームが垂直近くになったら
 アームごと外側に弧を描くように動くのでそこにタイヤが付いていたらトーインになりますよね。

 

ここまでは良いのですが、問題はタイヤに横力がかかった場合です。
これもクルマが旋回して横力を発生している時、外輪なら内向きに横力が発生している時にも
タイヤが僅かに上から見て内側向き(トーイン)になるようにした方が安定するわけです。
これを横力トーインなどと呼んでいます。

これも例えば初代レガシィのリアサスのパラレルリンク式ストラットの場合だと
前側ラテラルリンクを車軸中心に近づけ、逆に後側ラテラルリンクを車軸中心より遠目に配置することで
横力が加わった時に前側ラテラルリンクの方により多くの力を分担させてブッシュを大きく変形させ
それによって僅かにタイヤがイン側に向くように設計しています。
※実際にはクロスメンバーなどの変形が悪さしてトーインになっていなかったのは愛嬌ですが……

けれども、セミトレというサス形式ではこの横力トーインがほぼ不可能なんです。
セミトレはジオメトリ特性の設計自由度はまずまずあるのですが
コンプライアンス特性の設計自由度が限られてしまうからです。

ポルシェのバイザッハアクスルなどセミトレになんらかの追加をしたりして
横力トーアウトを抑えようと工夫したものも見られますが
単純な話、力学的に車軸より後ろ側を支えない限りは横力トーインにすることはできないのです。
だから、現代ではセミトレはほぼ絶滅したわけですが……

要は、セミトレでは横力トーインは実現しないから違うサス形式にすれば良いのですが
横力トーインにするには車軸より後ろ側を支えない限りは絶対に実現しないわけで、
RRを採用する限りは車軸の内側にエンジンとトランスミッションがぎっしりあるから
セミトレーリングアームでなくても車軸より後側に横力を支えるアームを配置するのは困難です。

もちろん、RRでもサスアームとエンジン&ミッションを上下に配置して逃げる手もありますが
軽トラでそれをやっては荷台が高くなってしまい軽トラの最重要な実用性が損なわれてしまいます。
また、エンジン&ミッションと干渉しないような短いサスアームとしてしまうと
空荷から過積まで大きな荷重変化に対応できなくなりこれまた軽トラとしては成立しません。
エンジンのさらに後側まで長く迂回させるとなるとやたら大きく重いアームとなってしまうし
そんなことしたらさらにリアオーバーハングがさらに長くなってしまいます。

ここがサンバーがRRであることのもうひとつの大きな弱点です。
RRが直接の要因ではないかもしれませんがRRが故に必然的に帰着される弱点であるわけです。

 

これがMRであれば車軸の後側には比較的スペースを確保しやすいので
横力トーインになるようにサスアームを配置してゴムブッシュなどでそれらを適切に設定可能となります。
以上、前回記事の荷台のオーバーハングの件と今回の横力トーインとなるサス設定の自由度という
2つの重要な点においてボクが軽トラの理想としてRRではなくMRとする理由なわけです。

ただし、だからといって富士重工製サンバー・トラックはダメだというつもりはないし
ホンダ・アクティ・トラックが最高といいたいわけでもありません。
言いたいことはサンバー・トラックはRRだから良いという単純な話ではなく
様々な要素を最適化してRRの長所を活かしつつも短所を補って軽トラとしての実用性を高めており
それらは長い間の軽トラ・ユーザーの要求・要望に耳を傾けて開発をしてきた結果であり
そこにサンバー・トラックの進化と真価があるということです。

 

さて、ここまでボクとしては比較的簡潔に書くことができたので
このサスの話となった流れで軽トラのサスには四輪独立懸架(四独)が理想でないという話も
これから書いて行こうと思うのですが、いや実際に書き始めたのですが……
これがまた長くなりそうになってしまったので、また改めて記事にしたいと思いますorz

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