乗り心地の鍵！？自動車用語「有効巻き数」を解説
車を知りたい
先生、自動車用語の『有効巻き数』って、コイルスプリング全体のコイルの数を表しているんじゃないんですか？
自動車研究家
いい質問ですね！実は、有効巻き数はコイルスプリング全体のコイルの数ではありません。ばねとして実際に機能している部分のコイルの巻き数のことなんですよ。
車を知りたい
じゃあ、機能していないコイルの部分もあるってことですか？
自動車研究家
そうなんです。コイルスプリングの両端は固定するために密着していて、その部分はばねとして機能しません。これを『座巻き』と呼びます。有効巻き数は、全体のコイルの数からこの座巻きの数を引いたものになります。
有効巻き数とは。
自動車用語の「有効巻き数」は、コイルスプリングの中で実際にバネとして機能するコイルの巻き数を指します。これは通常、コイルスプリング全体の巻き数から、両端の取り付け部分に密着しバネの役割を果たさない「座巻き数」を引いた「自由巻き数」と同じです。ただし、非線形コイルスプリングの場合、コイル同士が接触し始めると有効なバネ部分が減るため、有効巻き数は自由巻き数よりも少なくなります。バネの特性（バネ定数や応力など）を計算する際には、この有効巻き数が使われます。
コイルスプリングの基礎知識
自動車のサスペンションには、路面からの衝撃を吸収し、車体の揺れを抑えるために、コイルスプリングが用いられています。コイルスプリングは、金属線を螺旋状に巻いたバネのことで、圧縮されると元に戻ろうとする性質、すなわち「弾性」を持っています。
この弾性によって、路面からの衝撃を吸収し、滑らかな乗り心地を実現しています。コイルスプリングの性能は、線径、巻き数、材質、長さなど、様々な要素によって変化します。そして、これらの要素を調整することで、車種や目的に合わせた最適なサスペンションを作り出すことができるのです。
有効巻き数とは？
車の乗り心地を語る上で、サスペンションは欠かせない要素です。そして、そのサスペンション性能を左右する重要な要素の一つに「バネ」があります。今回は、バネの性能を表す指標である「有効巻き数」について詳しく解説していきます。「有効巻き数」とは、バネにかかる力を伝えるために実際に機能している巻き数のことを指します。 簡単に言うと、バネ全体の一部が実際に働いている部分だと考えてください。
有効巻き数とばね特性の関係
– 有効巻き数とばね特性の関係
ばねの有効巻き数は、そのばねの硬さ（ばね定数）と密接に関係しています。 有効巻き数が多いほど、ばねは柔らかくなり、少ないほど硬くなります。
これは、有効巻き数が多いほど、同じ荷重を加えても同じ変位量を得るために、1巻きあたりにかかる負担が少なくなるためです。
例えば、乗り心地を重視する場合は、有効巻き数を多くしてばねを柔らかくすることで、路面の凹凸を吸収しやすくします。 一方、スポーティーな走行性能を求める場合は、有効巻き数を少なくしてばねを硬くすることで、車体のロールを抑え、安定したコーナリングを実現します。
このように、有効巻き数は、ばねの特性を決定づける重要な要素の一つと言えるでしょう。
線形コイルと非線形コイルの違い
コイルスプリングには、荷重の変化に対して、常に一定の割合で変位する線形コイルと、荷重の変化に対して変位する割合が変化する非線形コイルの二種類があります。
線形コイルは、構造が単純で製造コストが低いというメリットがある一方、乗り心地の面では改良の余地があるとされています。
対して非線形コイルは、荷重に応じてバネレートを変化させることで、線形コイルよりも乗り心地を向上させることが可能です。
例えば、通常走行時には柔らかく、大きな衝撃を受けた際には硬くなることで、快適な乗り心地と高い操縦安定性を両立することができます。
有効巻き数の重要性
自動車のサスペンションには、スプリングが使われています。このスプリングの性能を測る上で重要な指標の一つが「有効巻き数」です。
有効巻き数は、スプリングが実際に伸縮する際に働くコイルの数を指します。
なぜ有効巻き数が重要なのでしょうか？それは、有効巻き数がサスペンションの乗り心地や操縦安定性に大きく影響するからです。
例えば、有効巻き数が多ければ、スプリングは柔らかく、乗り心地は快適になりますが、反面、ふらつきやすく、操縦安定性に欠ける可能性があります。
一方、有効巻き数が少なければ、スプリングは硬くなり、路面の凹凸を拾いやすくなるため、乗り心地は悪化しますが、その分、車体の安定性が増し、キビキビとした走りを実現できます。
つまり、有効巻き数は、乗り心地と操縦安定性という相反する要素のバランスを取る上で重要なファクターと言えるのです。