乗り心地の鍵！サスペンションコンプライアンスを解説
車を知りたい
先生、「サスペンションコンプライアンス」って、ばね定数の逆数で、タイヤ接地点入力に対するばね支持系の柔軟性のことですよね？でも、具体的にどういうことなのか、イメージが掴みにくいです。
自動車研究家
良い質問ですね。例えば、柔らかいバネと硬いバネを考えてみましょう。同じ力で押した時、柔らかいバネの方が大きく縮みますよね？サスペンションコンプライアンスは、この「縮みやすさ」を表すものなんだよ。
車を知りたい
なるほど！硬いバネだと、少しの衝撃でも車全体に伝わってしまいそうですが、柔らかいバネだと衝撃を吸収してくれそうですね！
自動車研究家
その通りです。サスペンションコンプライアンスが大きい、つまり「柔らかい」と、乗り心地が良くなる傾向があります。ただし、柔らかすぎるとふらふらした乗り心地になってしまうので、車種や目的に合わせて最適な硬さに調整する必要があるんだよ。
サスペンションコンプライアンスとは。
「サスペンションコンプライアンス」とは、自動車のサスペンションの柔軟性を示す用語です。これはばねの硬さの逆数で表され、電気でいうと容量のようなものです。サスペンションコンプライアンスは、タイヤが路面から受ける力に対するサスペンションの柔軟性を表し、リンクの配置やブッシュの改良によってタイヤの転がり抵抗を減らす効果があります。この特性が活かされたことで、スチールラジアルタイヤの普及が進みました。また、車軸に角度をつけることで、コンプライアンスステア効果と呼ばれるハンドリング特性を得ることも可能です。このように、タイヤにかかる前後左右の力を利用してサスペンションの性能を高めるシステムを、コンプライアンス制御機構と呼びます。近年では、従来のリンク機構に加えてマルチリンクを採用することで、ダブルウイッシュボーン式やストラット式といった従来の形式を超えた、高度なタイヤ姿勢制御が実現されています。
サスペンションコンプライアンスとは？
サスペンションコンプライアンスとは、簡単に言うとサスペンションの動きの滑らかさを表す言葉です。 具体的には、路面の凹凸などによる衝撃に対して、サスペンションがどれだけスムーズに縮み、伸びることができるのかを示しています。このコンプライアンスが高いほど、路面の凹凸を吸収しやすく、乗り心地が向上すると言われています。
ばね定数との関係：柔軟性と乗り心地への影響
サスペンションのコンプライアンスは、乗り心地に大きく影響する要素の一つです。具体的には、ばね定数が低いほどコンプライアンスが高くなり、路面の凹凸による衝撃を吸収しやすくなるため、快適な乗り心地につながります。
柔らかな乗り心地を求めるのであれば、ばね定数の低いサスペンションが有効です。しかし、ばね定数が低すぎると、コーナリング時などに車体が大きく傾き、不安定な挙動を示す可能性があります。
一方、スポーティーな走行を楽しむためには、ばね定数の高いサスペンションが適しています。高いばね定数は、路面からの情報を的確にドライバーに伝え、正確なハンドリングを可能にします。ただし、路面の凹凸を拾いやすくなるため、乗り心地は硬めになります。
最適なばね定数は、車の用途やドライバーの好みによります。快適性と走行性能のバランスを考慮し、最適なサスペンションを選ぶことが重要です。
コンプライアンスがタイヤの転がり抵抗に与える影響
タイヤの転がり抵抗は、燃費を大きく左右する要素の一つです。路面の凹凸を乗り越える際、タイヤは変形しますが、コンプライアンスが高いサスペンションは、この変形を吸収し、タイヤへの負担を軽減します。その結果、転がり抵抗が減少し、燃費向上に貢献します。逆に、コンプライアンスが低いサスペンションは、路面からの衝撃を吸収しきれず、タイヤの変形量が増加し、転がり抵抗を増大させてしまいます。そのため、燃費性能を重視するなら、サスペンションのコンプライアンスは重要な要素と言えるでしょう。
コンプライアンスステア効果：車軸の傾斜がもたらすもの
サスペンションのコンプライアンスは、乗り心地に大きく影響する要素の一つです。その中でも、コンプライアンスステア効果は、車軸の動きがステアリング操作に影響を与える現象を指します。
車が路面の凹凸を乗り越える際、サスペンションは衝撃を吸収しようと上下に動きます。この時、サスペンションの構造や特性によって、車軸にはわずかながら角度（トー変化）が生じることがあります。
コンプライアンスステア効果は、このトー変化がステアリング操作に影響を与えることで発生します。例えば、旋回中に片側の車輪が段差を乗り越えたとします。この時、サスペンションの動きによって車軸にトー変化が生じ、車が意図せず内側または外側に進路を変えようとする力が働きます。
この効果は、車種やサスペンションの設計によって異なります。適切に設計されたサスペンションは、コンプライアンスステア効果を最小限に抑え、安定した直進性とスムーズなハンドリングを実現します。逆に、設計が不十分な場合は、不安定な挙動やドライバーの意図しない動きにつながる可能性もあります。
進化するコンプライアンス制御：マルチリンクとタイヤ姿勢制御
サスペンションの進化は、単に路面からの衝撃を吸収するだけでなく、タイヤを路面に最適な状態で接地させる「コンプライアンス制御」へと進んでいます。中でも、「マルチリンク式サスペンション」と「タイヤ姿勢制御」の組み合わせは、高級車だけでなく、幅広い車種で採用が進む、最新の技術です。
マルチリンク式サスペンションは、複数のアームを複雑に組み合わせることで、タイヤの動きをより自由かつ精密に制御できるのが特徴です。路面の凹凸に合わせてタイヤの角度を細かく調整することで、高いグリップ力と快適な乗り心地を両立させます。
さらに、近年では、このマルチリンク式サスペンションに、電子制御でタイヤの向きや傾きを調整する「タイヤ姿勢制御」を組み合わせることで、コンプライアンス制御は更なる進化を遂げています。走行状況やドライバーの操作に応じて、タイヤのグリップ力を最大限に引き出し、コーナリング時の安定性や、加速・減速時の姿勢変化を抑制。ドライバーに安心感と快適性をもたらします。
このように、進化を続けるコンプライアンス制御は、自動車の走行性能と快適性を飛躍的に向上させています。今後は、AIやセンサー技術との融合により、さらに高度な制御の実現が期待されています。