ダブルウィッシュボーン式サスペンション

ダブルウィシュボーン式サスペンション

ダブルウィシュボーン式サスペンションとは、自動車に使われるサスペンションの一形態であり、特に独立懸架システムに分類されます。この方式では、上下に配置された2対のアームによってタイヤを支持するメカニズムを採用しています。レースカーやスポーツカーにおいて、このサスペンション設計は非常に一般的です。

構造と特徴

ダブルウィシュボーンは、その名の通り、鳥の叉骨（wishbone）の形に似たA字型のアームが上下に2組あることから名付けられています。このサスペンションは、タイヤを支えるための上下2つのアーム（アッパーアームとロワーアーム）から成り立っており、リンク機構としては4つのリンクによる「4節リンク」構造を形成しています。また、このシステムでは特に前輪のステアリング操作を考慮して設計されているため、タイヤの動きがスムーズに車体に伝わります。この設計により、タイヤのキャンバ角が一定に保たれ、路面との接地が安定します。

アッパーアームはアッパーサスペンションアームと呼ばれることがあり、ロワーアームはロワサスペンションアームとして知られています。このサスペンションの構造は、路面に対してほぼ水平に配置され、アップライトを上下から支える形になっています。この形状により、タイヤの上下動に伴うキャンバ角の変化を最小限に抑えることが可能です。

特性と利点

長所

- 剛性の確保: サスペンションの剛性を維持しやすく、しっかりとした操縦特性を実現します。
- スムーズなストローク: マクファーソンストラット式と比較して、コーナリング時の曲げ力がスプリングやダンパーユニットに加わらないため、サスペンションの動きがよりスムーズです。
- 高い自由度: アームの長さや取り付け位置の調整によって、ジオメトリー設定における自由度が高く、個別の運転特性に応じた調整が容易です。細かいセッティングが求められるレーシングカー向けの設計として理想的です。

短所

- 複雑な構造: 部品点数が多くなるため、生産コストが高くなります。
- スペースの制約: アッパーアームの高さにより、エンジンルームやトランクルームの容積が制限されることがあります。
- 重量の増加: ばね下重量が増える傾向にあります。

特にレースカーにおいては、車体のローリングとタイヤの傾斜が同じ角度で発生するため、低偏平率の現代タイヤにはデメリットが生じます。このため、ローリング時のタイヤの傾きに対処するために、アームの長さを調整し、設計のバランスを取ることが求められます。

市販車での利用

ダブルウィシュボーンの技術は、1930年代から進化してきました。特に1960年代には、前輪独立懸架として人気を博し、その後ストラット式が普及し始めたため、高級車やスポーツモデルに多く採用されるようになりました。日本では1947年にトヨペット・SA型が初めて前輪で採用し、1989年には日産・スカイラインのフロントサスペンションに進化版が登場しました。

インボードマウントの進化

フォーミュラカーでは、1960年代からインボードマウントが導入され、空気力学性能向上に寄与しています。この方式では、スプリングとダンパーが車体内部に位置するため、軽量化や空気抵抗の低減が可能になります。

ロッド式とアーム型

インボードマウントの一環として、プッシュロッドとプルロッドが採用されることが一般的です。これにより、車体の構造を最適化しながら、サスペンションの動きを効率的に伝達できるようになります。また、これにより非線形特性の調整も可能となり、競技用車両においてさらに高度な性能が期待されます。

まとめ

ダブルウィシュボーン式サスペンションは、その高い性能と設計自由度により、レーシングカーや高級車に広く使われています。設計の難しさやコストがネックとなることもありますが、その特性は自動車技術において重大な進展をもたらしてきた要素です。

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