トーションビームサスペンションとマルチリンクサスペンションの違いは何ですか?

コネクティングロッドの数の違い

トーションビームサスペンションは、両側にトレーリングアームを備えたI字型構造です。トレーリングアームの前端は車体に直接連結され、後端はサスペンションを駆動します。クロスビームとトレーリングアームは一体化されているため、高い剛性を持ち、アンチロールバーとして機能します。トレーリングアームが上下に動くと、ねじれによってサスペンションにロール角が与えられます。構造がシンプルなため、製造コストとメンテナンス費用が自然に削減され、必要なスペースも少なくて済みます。そのため、トーションビームサスペンションを採用した車両は、マルチリンク式サスペンションに比べてトランクのインナーホイールアーチが小さくなります。しかし、ホイールがバウンドすると、ホイール同士が干渉しやすくなり、路面グリップが低下し、コーナリング安定性に影響を及ぼします。

トーションビーム式サスペンションは、通常、車体に接続する両側のトレーリングアーム（カンチレバー）を備え、クロスビームが横方向の位置決めリンクとして機能します。スペースが限られているため、このタイプのサスペンションは小型車の後車軸によく見られ、スペースを最大限に活用しています。

ダブルAアームサスペンションから発展したマルチリンクサスペンションは、構造的にダブルAアームと非常によく似ており、区別が困難です。メーカーの公式仕様が一般的に決定版と考えられています。マルチリンクサスペンションとトーションビームサスペンションの最大の違いは、マルチリンクアームが独立して動作できるため、路面からの衝撃が大幅に軽減されることです。主に3～5個のリンクを持つマルチリンクサスペンションは、ジオメトリの調整の自由度が高く、レーシングチームのエンジニアはコンピューターシミュレーションを使用して、より正確な調整を行い、コーナリングの安定性を向上させることができます。これは、変化する路面状況に適応するために自動調整マルチリンクサスペンションが不可欠なオフロードレースでは特に重要です。快適性とハンドリングが最も重要である高級セダンでは、マルチリンクサスペンションはより多くのメーカーの注目を集めて研究されていますが、その複雑な構造は、車内スペースの最大化を目指す小型車には不利です。

マルチリンクサスペンションは、各リンクの長さと角度を異なるように設定する設計で、タイヤの接地性を高めるための連続的な動きを増やすことで、乗り心地と操縦性を向上させます。主に高性能車や高級セダンに採用されています。

サスペンションは位置決めにどのように影響しますか?

前回の記事では、サスペンションの種類によってホイールのキャンバー角、キャスター角、ベベル角が決まることを説明しました。これらの角のいずれか1つでも不適切な調整があると、タイヤの摩耗が不均一になり、ハンドリングに影響を与える可能性があります。トー角も非常に重要です。前輪を上から見た場合、ホイールと車両の進行方向との間の角度で、内側に向いた（8つま先）形状になります。これは、トー角による横力とキャンバー角による横方向の推進力が互いに打ち消し合い、キャンバーによる外側へのロール効果を抑制し、タイヤの摩耗を抑え、前進力を高めるためです。市販されているほとんどの前輪駆動車／後輪駆動車は、一般道路での走行を想定して、内側に向いた（8つま先）形状と正キャンバー角に設定されています。一方、レーシングカーは、後輪の安定性を向上させるために、外側に向いた（8つま先）形状と負キャンバー角に調整されています。

フロントアクスルに採用されたマルチリンクサスペンションは、プッシュロッドによる支持により、前後方向の力（加速力と制動力）や横方向の力を受けた際に、最適なトー角を自動的に調整し、車両の前進安定性を高めます。

トーションビーム式サスペンションは、マルチリンク式サスペンションのようなハンドリング性能は得られませんが、それでもポジショニングの面で優位性があります。左右のタイヤがバウンドすると、クロスビームがそれらを引き寄せ、キャンバー角とトー角の変化を防ぎ、タイヤの摩耗を軽減します。さらに、車高を下げてもタイヤの角度が変わりにくく、ハンドリング性能を維持します。マルチリンク式サスペンションの最大の利点は、1つのリンクの角度を調整しても他のリンクのパラメータに影響しないことです。そのため、チームによるチューニングが容易になり、最適なレーシングパフォーマンスを実現できます。ダブルウィッシュボーン式サスペンションに比べて、チューニングの自由度が高くなります。負荷がかかった状態でも、マルチリンク式サスペンションはキャンバー角とキャスター角を自動的に調整してタイヤのグリップを維持し、トー角も自動的に調整することで、前方安定性をさらに高めます。

左右の車輪のバウンスが不均一になると、マルチリンクサスペンションの正確な車輪角変化を実現することが難しくなります。さらに、構造が単純であるためサスペンションセッティングの自由度が制限され、操縦安定性が低下します。

トーションビームサスペンションの進化<br /> 長年の努力を経て、多くの自動車メーカーがトーションビームサスペンションを大幅に改良しました。ビーム本来の弾性により、左右の車輪の動きに一定の自由度が生まれます。さらに、ビームと車軸間の距離は操縦性と快適性に影響を与え、間接的に車輪の角度を変化させ、独立懸架の利点に近づきます。プッシュロッドの強化も相まって優れた性能を発揮し、小型ハッチバックではほぼ標準装備となっています。

トーションビームサスペンションは非常に堅牢な構造で、変形率も非常に低いです。ベアリングのずれを防ぐだけでなく、ジョイントへのダメージも軽減します。コスト管理を重視する車にとって、トーションビームサスペンションは間違いなく良い選択肢です。

剛性の違い

トーションビーム式サスペンションは、構造的に非常に堅牢で耐久性があり、変形率が低いため、関節部分の摩耗が比較的少ないという利点があります。しかし、軽量ではなく、凹凸のある路面ではサスペンションの上下動によって生じる慣性が大きく、ショックアブソーバーがエネルギーを正確に吸収できず、高い快適性や操縦安定性を実現することが困難です。片方の車輪が岩にぶつかって浮き上がると、もう一方のタイヤを引っ張り、横方向の変位と車体後部のわずかな揺れを引き起こします。しかし、なぜ主に小型車に採用されているのでしょうか。主な理由は、開発コストが安く、開発期間が短く、構造がシンプルで組み立てやすいことです。また、非独立懸架式サスペンションは剛性が高いため、ピックアップトラックや一部のオフロード車両では、リーフスプリング式サスペンション（別の非独立懸架式サスペンションの一種）と組み合わせて荷重容量を増やすリアサスペンションとして採用されています。

重いトーションビームは正確な衝撃吸収はできませんが、剛性が高いため耐久性も向上し、多くの自動車メーカーが市販の前輪駆動車を発売する際に第一選択肢として採用しています。

マルチリンク式独立懸架は、高い柔軟性と大幅な変更可能性を秘めていますが、剛性はトーションビーム式ほど高くありません。各リンクの接合部には高い応力がかかるため、摩耗しやすく、メンテナンスコストも増加します。そのため、トーションビーム式の耐久性を実現するには、開発段階で材料と構造に細心の注意を払い、リンクの変形を防ぐ必要があります。リンクの変形は価格を倍増させる要因となります。トーションビーム式は必ずしもハンドリングを阻害するものではなく、その構造は優れた高速安定性を維持します。しかし、コーナリングではマルチリンク式ほど効果的ではありません。したがって、非独立懸架式が独立懸架式よりも必ずしも劣るわけではなく、車両の重量配分も重要です。優れたハンドリングと快適性を実現するには、サスペンションのチューニングだけでは不十分です。

耐久性向上のため、トーションビームよりはるかに複雑なマルチリンク構造を採用したサスペンションは、主に後輪駆動車や4WD車に採用されているが、10代目シビックFCのような高性能前輪駆動車にも登場している。