乗り心地の秘密兵器！ベローズ型空気ばねとは？
車を知りたい
先生、「ベローズ型空気ばね」って、普通のばねと何が違うんですか？トラックやバスによく使われているみたいなんですが…
自動車研究家
いい質問だね！普通のばねは金属の弾力で衝撃を吸収するけど、「ベローズ型空気ばね」は空気の力で衝撃を吸収するんだ。蛇腹みたいな形をしていて、中に空気を入れたり抜いたりすることで、車高を調整したり、乗り心地を良くしたりするんだよ。
車を知りたい
へぇー、空気で衝撃を吸収するんですか！でも、空気だと柔らかすぎて、逆に乗り心地が悪くなったりしないんですか？
自動車研究家
確かに、空気だけではフニャフニャしてしまうよね。だから、「ベローズ型空気ばね」の中には、空気の圧力を調整するピストンや、ばねの伸び縮みを制御する金属リングなど、様々な工夫が凝らされているんだよ。そうすることで、乗り心地を損なわずに、路面からの衝撃を吸収できるんだ。
ベローズ型空気ばねとは。
「ベローズ型空気ばね」とは、トラックやバスに使用される空気ばねの一種です。蛇腹状の空気室が特徴で、この構造により、高い柔軟性を実現しています。空気室の直径は中間リングで制御され、ピストン（アクチュエーター）で空気圧を調整することで、車高を自在に変えられます。最大限に伸ばした状態から完全に縮めた状態まで、ほぼ一定のばね特性を保ち、滑らかな乗り心地を提供します。
ベローズ型空気ばねのピストンには、空気室に挿入される際に容積が変化するタイプと、一定容積を保つタイプがあります。後者は、鋼板またはアルミ合金鋳物で作られています。車体の重量は、ピストン上部のストッパーゴムとアクチュエーターの反力で支えられています。
トラックやバスの乗り心地を支える縁の下の力持ち
毎日何気なく利用するトラックやバス。たくさんの荷物や人を乗せていても、ガタガタと揺れすぎることなく、快適な乗り心地を提供してくれているのには、「ベローズ型空気ばね」という縁の下の力持ちの活躍があります。
では、ベローズ型空気ばねは、一体どのような仕組みで私たちの乗り心地を支えているのでしょうか？その秘密に迫ってみましょう。
蛇腹状の構造がもたらす快適性
自動車や鉄道車両の乗り心地を左右する重要な要素の一つに「サスペンション」があります。その中でも、近年注目を集めているのが「ベローズ型空気ばね」です。名前の通り、蛇腹状のゴムや繊維で補強された容器に空気を充填することで、ばねとして機能するのが特徴です。
この蛇腹状の構造こそが、ベローズ型空気ばねの快適性の秘密です。従来の金属ばねに比べて、空気の圧縮を利用するため、非常に滑らかで振動の少ない乗り心地を実現します。また、空気圧を調整することで、車高を自由に変化させたり、荷物の重さによって乗り心地が変化するのを防いだりすることも可能です。
さらに、軽量であることもベローズ型空気ばねのメリットとして挙げられます。金属ばねに比べて軽量なため、車両全体の軽量化に貢献し、燃費向上にも繋がります。
このように、ベローズ型空気ばねは、快適性、調整の自由度、軽量化といった多くのメリットを持つことから、今後ますます普及していくことが予想されます。
ベローズ型空気ばねの仕組み
ベローズ型空気ばねは、その名の通りアコーディオンのように伸縮する「ベローズ」と呼ばれるゴム製の筒状部品に空気を出し入れすることで、車体の高さを調整したり、振動を吸収したりする装置です。 ベローズ内部に充填された空気は、外部からの圧力に対して柔軟に変化するため、路面からの衝撃を効果的に吸収します。また、空気圧を調整することで車高を自由自在に変えられるため、走行状況や積載重量に合わせた最適な乗り心地を実現できます。
中間リングとピストンの役割
ベローズ型空気ばねにおいて、中間リングとピストンは、その性能を最大限に引き出すために重要な役割を担っています。
まず、中間リングは、ベローズとエンドフィッティングを接続する役割を担います。ベローズはゴムや合成繊維などで作られた蛇腹状の部品で、空気圧によって伸縮することで衝撃を吸収します。中間リングは、このベローズにかかる負荷を分散させ、耐久性を向上させる役割を担います。
一方、ピストンは、ベローズ内部の空気圧を調整する役割を担います。ピストンはシリンダー内部を上下に移動することで、ベローズ内の空気量を調整します。これにより、車高の調整や乗り心地の調整が可能となります。
このように、中間リングとピストンは、ベローズ型空気ばねの性能を最大限に引き出すために欠かせない部品と言えるでしょう。
スリーブ型との違いとベローズ型のメリット
自動車のサスペンションには、コイルスプリングやリーフスプリングなど様々な種類が存在しますが、中でも優れた乗り心地と車体制御を実現するのが空気ばねです。空気ばねは、内部に充填された空気の弾性を利用して車体を支え、路面からの衝撃を吸収します。
空気ばねには、大きく分けて「ベローズ型」と「スリーブ型」の2種類があります。スリーブ型は、円筒形のゴムチューブに空気圧をかけることで伸縮するシンプルな構造を持つ一方、ベローズ型は、蛇腹状のゴム製容器に空気を出し入れすることで伸縮します。
この構造の違いにより、ベローズ型はスリーブ型に比べて、同じ空気圧でも大きく伸縮することができます。つまり、より少ない空気圧で車重を支えることができるため、乗り心地を柔らかくすることができます。また、空気圧を細かく調整することで、車高を自在に変えたり、車両の姿勢を安定させたりすることも可能です。
このように、ベローズ型空気ばねは、スリーブ型に比べて、乗り心地、車高調整、車両姿勢の安定化といった面でメリットがあります。そのため、高級車やバス、トラックなど、快適性や走行安定性が求められる車両に多く採用されています。