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うんちくのコーナーです。 ちょいと人様から、「ＭＡＳ２０００、バネレート１８キロって固すぎない！？」とご質問を頂きました。 ぱっと聞き、固いですよねぇ〜。ＭＡＳも最初はそう思ってました。。。 と言うワケで、今日は小学校レベルの、サスペンションとバネレートとレバー比のお話。 いい機会を頂きましたので、ちょっと僕なりの考えを書き連ねてみます。 ※よ〜〜〜くご存知の方は、ボロが出るから見ないでね♪ ※ウソ８００ですので、突っ込みや細かい事言っちゃいけません。 ※解りやすくする為に、リンクの回転モーメント、ブッシュのたわみ、梁のたわみ等、機構学に関わる複雑な部分は割愛です。 さて、レバー比って聞いたことあります？「レバー比」。 「焼肉屋に言って、カルビを食った量に対するレバーを食った量」…まぁ確かにそれもレバー比かもしれませんが（爆）･･･そういうこと言ってんじゃないんです。 順を追って行きましょう。  ↑バネです。 バネの上に、1kgの重しを乗っけました。すなわち、バネに1kgfの力を加えました。 すると、もとの全長から１ｍｍ縮みました。さて、バネレートはいくらでしょう？ Ｆ（力）＝ｋ（バネレート） ・ ｘ（縮み量） ｋ ＝ Ｆ ／ ｘ ＝ 1（kgf）／1（mm） ＝ 1（kgf/mm） つまり、「１キロの重さで１ｍｍ縮むバネ」これがバネレート１キロのバネと言うことですね。 みなさんのスプリング、何キロでしょう？ ＭＡＳ２０００に付いているハイパコは１８キロですので、１８キロの重さで１ｍｍ縮むワケです。 次に、これ↓  ストラット式サスペンションの略図を描いたつもりですｗ 適当〜？・・・いいんです。略図ですから(^^ゞ テコの原理、やりましたよね？ 小学３年生くらい？？ 支点・力点・作用点なんての。 ホイールのセンターが１ｍｍストロークして上昇すると、バネが１ｍｍ縮みました。当たり前ですよね。ナックルとショックアブソーバーは、ボルトで直結されているワケですから。 これを、仮にロアアームがバネを縮めるテコだとして考えると、車体側の取り付け軸が「支点」、ナックルへの取り付け軸が「力点」、ショックのロアシートが「作用点」となります。 力のかかる方向で見ると、力点と作用点が限りなく同一線上にありますので、実際には作用点も力点（ロアアームの右端）と同じトコロにあると考えられます。 すなわち、 支点〜作用点の長さ：支点〜力点の長さ＝１：１ こいつがその「レバー比」１：１のサスペンションっちゅー訳です。 スプリング単体のバネレートが8kgf/mmなら、ホイールセンターでのバネレートも8kgf/mmになります。 では、Ｓ２０００↓  ＭＡＳ２０００のフロントサスペンションの略図を描いたつもりです。 すげー。だぶるうぃっしゅぼ〜ん♪ 拙い？･･･いいんです。略図ですから！！ Ｓ２０００のレバー比は、Ｆ，Ｒともにおよそ１：１．５程度と言われています。 すると、上図の様になるのですが、、、実際そんな感じで付いていますよねｗ まぁ、ちょっとそう思って覗いて見て下さい。 今、18kgf/mmのスプリングがセットされています。このスプリングが、1mm縮んだ状態を考えてみましょう。 ↓その図。  バネレート18kgf/mmのバネが1mm縮むワケですから、作用点（ショック取り付け部）に掛かっている力Fは18kgfです。 この時、レバー比が a : b = 1 : 1.5 ですから、力点(ロアアーム右端）は1.5mmストロークする事になります。 では、実際に力点に掛けた力Ｆ´はいくらでしょう？ 支点から力点までの距離×力点に掛ける力＝支点から作用点までの距離×作用点に働く力ですので、 1.5 ・ Ｆ´ = 1 ・ F Ｆ´ = F / 1.5 = 12（kgf） という事で、12kgfの力が加わっていた事が解りました。 もう一息！じゃぁ、実質ホイールセンターでのバネレートはいくつなの？と言うと、12kgfの力で、1.5mm縮むワケですから、 ｋ´ = Ｆ´/ ｘ´ = 12 / 1.5 = 8（kgf/mm） 出ましたｗ。 とどのつまり、 「Ｓ２０００の場合、１８キロのバネを付けても、実質ストラットで言う８キロのバネを付けているのと同程度」 っちゅう事なんです。 なるほどー。 そう考えると、まだまだ１８キロでも柔コイ気がしてきますね〜。 車って、おもしろいですなぁ〜♪
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Oh〜っ！
ニャンと科学的なぁ〜〜っ！！
MASさんは博士だったのキャ〜。
ムズカシイの苦手だから、オジサンは １：１の車しか乗れニャ〜。
ニニンガ５．。。。(･･;)沈
2008/5/31(土) 午前 8:24 [ HASE ]
すげ〜！、すげ〜！
さすが、若い人は勉強家だね〜。でも、オジサンにも何となく理解できる解説で、とても勉強になりました。
私はまだまだバネレートを考えるところまで行き着いていません。
これからも、解説よろしくね。
ニニンガ３．。。でしょ。
2008/5/31(土) 午後 1:01 [ iragoです ]
そうだったのかぁ。いやぁ、計算で少し悩みましたが僕のは5.333キロと4.444キロになりました。実は白老カーランド(バンピーなサーキット)で近々走る事になるかもしれないのですが、一緒に行く予定の方がストラットサス・Ｓタイヤ装着で10キロのバネだったんですよね。僕は初心者でラジアルなのに10キロは僕のと同じだぁ。なんて思ってたんですけど、かなり、ホっとしました。バネが硬いとギャップでどこかに吹っ飛んでいくんじゃないかと想像してたんです。
2008/6/1(日) 午前 9:02
>HASEさん
にゃはは(~_~;、、カンニングですよ、カンニンぐぅ〜ｗ
HASEさん号も、リアはマルチリンクなので１：１じゃない鴨しれませんね〜♪
ニニンガ忍！（爆
2008/6/1(日) 午後 8:53 [ ＭＡＳ ]
>iragoさん
すげ〜くないです〜(＠_＠; 錆び付いた「お勉強」を引っ張り出したので、たぶん叩くと粉が舞いますよっ！けふっけふっｗ
バネレートやセッティングを必死で考えますが…スタビが外れてても１年間も気付きませんでした（爆 考えるのも走るのも、楽しくやればオールＯＫって事ですね♪
ニシンガ大漁！
2008/6/1(日) 午後 9:00 [ ＭＡＳ ]
>三印さん
このウンチク、どこまで信憑性があるやら、はなはだ疑問ですが（爆、S2000で24キロとかそれ以上のバネを使っている例もありますから、少々バンピーでもきっと大丈夫ですよっ(^^v
どれだけ数字とニラメッコしても、走ってみた結果にはかないませんので、楽すぃ〜〜く走ってみるのが吉です♪
いよいよサーキットでびゅーの予感ですね？(^o^／
2008/6/1(日) 午後 9:17 [ ＭＡＳ ]
ところでＭＡＳさーん。リアブレーキのクーリングって必要でしょうか？もしそうだとしたらなにか作戦でもありますか？僕はリアバンパーに穴っこ空けて、風が巻き込んでブレーキまわりが冷えるかと思いましたが、５�劼曚疋�ーリングしてもリアのローターは指で触れないくらい熱かったですよ。ダクトが必要ではないかと考えてました。
2008/6/2(月) 午前 0:24
>三印さん
それ、正解！！リアブレーキの冷却、場合によっては必要だと思います。リアバンパー穴あけでブレーキの熱も抜けるかな？と思いきや、案外抜けないんですよね…。色々考えてはいますが、、、前例としては、ココにちょくちょく書き込みをしてくださる「藤沢のＳ子さん」がリアブレーキにもダクトを引いて冷却されていますよ♪
な・の・で・す・が、、、(~_~;
５kmクーリングして「指で触れないくらい熱かった」＝「要冷却」は、ちょっぴり気が早いですぅ〜(^^ゞ
例えばＦＳＷですと、１周約4.5km。一周半クーリングをしてパドックに戻ったとしても、多分ローターで焼肉焼けますよ（爆
今度その白老カーランドを走られる際、リアブレーキパッドの地板（地金？）の塗装に注目してみて下さい。もし一発で黒や焦げ茶に塗装が変色してしまう様ですと、必要かもしれません。恐らくですが…余程お猿さんの様に休まず周回を重ねない限り、大丈夫だと思います〜♪
2008/6/2(月) 午前 1:42 [ ＭＡＳ ]
こんばんは。
僕のバネは前後16キロなので、MASさんの計算だとおよそ7キロ＠ストラット換算になります。
さてここで問題です。
先日マフラー交換して約11キロの軽量化。あまり変化しないだろうという予想を裏切り、リアの車高は3mmアップしていた模様。次にトランク内の荷物（約10キロ）を積んだ状態と降ろした時で比較。やはり3mm変化しました。
どういうことなのかイマイチ納得出来ないでいます（爆）
2008/6/2(月) 午後 11:11 [ Ω-tribe ]
ＭＡＳさん、返答ありがとうございＭＡＳ。今度、塗装の変化に着目してみます。
2008/6/3(火) 午前 0:27
>Ω-tribeさん
こんばんは。
う〜ん、難しい問題ですねぇ(~_~; Ωさんもエンジニアでいらっしゃるので、あんまりウンチクを傾けると恥をかきそうで恐いのですが…（爆
僕はブッシュやタイヤの仕業ではないか？と思いＭＡＳ。
例えばストラットサスの時、仮に全く変形しない金属製のタイヤ＆金属製のブッシュが装着されていたとして、スプリングのレートが１０キロだったとしたら、モロに１０キロで１ｍｍ縮むスプリングとして働きますよね。
つづく
2008/6/3(火) 午前 1:06 [ ＭＡＳ ]
>Ωさん
つづき
ところが、今度はレート１００ｋｇｆ/ｍｍのゴムブッシュを一つ入れたとすると、１０ｋｇｆ/ｍｍのバネ（Ｋ１とします）と１００ｋｇｆ/ｍｍのバネ（Ｋ２とします）を二つ直列に繋いだ事になります。この時のバネレートＫを求める式は、
Ｋ＝Ｋ１Ｋ２/（Ｋ１＋Ｋ２）ですので、
Ｋ＝１００×１０/（１００＋１０）＝９．０９０９…
と言う事で、実際のブッシュのレートは解りませんが、仮に１００キロでも元の１割減になってしまいます。Ｓだと、最低２〜３個は間に挟まって、タイヤもあるので、結構柔こくなってるかもしれませんよ〜。。。
ってなトコでどうでしょう？(~_~;
にしても３ｍｍにはならない鴨〜？？？
2008/6/3(火) 午前 1:06 [ ＭＡＳ ]
>三印さん
どういたしまして〜(^^ゞ
結局は、実際走ってみてどうか？ですので…僕の話は話半分くらいに見て頂いてｗ、ブレーキフィーリングと相談してみてくださいませ〜♪
2008/6/3(火) 午前 1:14 [ ＭＡＳ ]
こんにちは
以前mixiの方でカキコさせて頂いたものです
Ωさんの件ですが、車高は重心を支点として前後で天秤になってます
さらに、マフラーはリアサスよりも重心から遠い位置にあるのでサスに掛かる計算質量は重量とイコールではないような気がします
かなり強引ですが、全長４ｍとして、重心が２ｍの位置
ホイールベースが２．４ｍなのでリアタイヤから重心まで１．２ｍ
２ｍの位置にマフラーがあったとしてリアタイヤの位置では計算重量は１６ｋｇです
それと、リアが軽くなった分重心が前に移動するのでフロントが沈んだ分、リアが上がる？
これで3ｍｍの計算が成り立つかどうかはかなり怪しいので、間違ってるかもしれませんが(~_~;)
単純に重量だけでは計算できない気がしますね
2008/6/4(水) 午前 11:42 [ hal ]
>halさん
お久しぶりです。halさんのblog、時々拝見しております〜♪
コメントありがとうございます。ナルホドぉ〜、、、
いよいよ難しくなって来ましたねぇ〜(~_~; 僕ぁ、もーギブアップ気味ですｗ
重心、マフラーの重心は少し考えたんですよ、どの辺かな？って。純正マフラーは、外して持った感じでいくと…両手で、それぞれ分岐した管のメイン太鼓手前付近を持つと、メインパイプ＆サブ太鼓と吊り合った気がします。装着状態ですと、ドライブシャフトのスグ後あたりですので、タイヤ直上の荷重として考えたのですが…。。。
車輌全体の重心が前に寄るのは盲点でした。
うむむむ〜、、３ｍｍ車高が変化するには、レバー比の計算が正しいとしても、７（ｋｇｆ/ｍｍ）×３（ｍｍ）×２（バネ２本分）＝４２（ｋｇｆ）。リア１１ｋｇ軽量化で、差し引き３１ｋｇはフロントに行っちゃう計算です。
難しいぃ〜っ！ 今度、実験してみＭＡＳ〜ｗ
2008/6/5(木) 午前 0:03 [ ＭＡＳ ]
こんにちは、楽しい話題ですね〜
ダンパーユニットが斜めに取り付けられているので、そこも考慮すると実質レートよりもソフトですよね。
ストロークする時に取り付け部分は円運動してる。
知っているとは思いますが・・・・m(__)m
ちなみに、ＴＣ１０００ではＦ＆Ｒ12ｋ鈴鹿東ではＦ16Ｒ18＋アシスト４（アシストはほぼ動きません）ＴＣ2000ではＦ14Ｒ16＋アシスト4（動くのはコース上で１っ箇所だけ）
フェンダー内のカメラでストローク確認
６月13日〜15Ｓ耐久ありますので見に行きますか？datsuさんと来るならパドックで見学は？データ収集等ちょろっと見れると思います。（４輪に練習日はストロークセンサー付けてデータ収拾してると思います）
2008/6/6(金) 午前 0:08 [ TK923 ]
>TK923さん
こんばんは、ご無沙汰しております。
コメント、ありがとうございます♪
楽しいですが、難しいですねぇ〜っ（滝汗
物理現象は、実際には色々〜〜〜〜な要素が絡んでいて、数値を実証する為にはモノスゴク複雑な計算になりますよね。
その中で、影響が大きい要素・少ない要素を取捨選択して近似値を求めるワケですが、今回の様なケースは特に難しいと思いしらされました…ｗ。
重心や円運動、取り付け角まで考えますと、リンク機構と瞬間中心・モーメント・たわみ等にも話が及んで来ますし、キャンバーも考慮すればタイヤのたわみ方も鉛直方向ではなく、路面との摩擦係数やキャンバーに対する自重での戻り力も計算しなければなりませんものね。。。
もー、僕の頭ではパンクですっ(＠_＠; ｗ
結論！試してナンボっ！！ですね（爆
だから、Ｓ耐マシンも色々なセットでテストをするんですね！？
お後がヨロシクまとまりました。
つづく
2008/6/6(金) 午前 1:37 [ ＭＡＳ ]
>TK923さん
つづき
お誘い、ありがとうございます！！願ってもないチャンスに興奮ぎみです♪が…その週は夜勤なんですよ〜(ToT
行けたとしても日曜（本戦日？）なのですが、さすがにウロチョロなんか出来ませんよね、、お邪魔になってしまいますものね〜（汗。
うーん、残念っ！！また誘ってやって下さいませm(__)m
2008/6/6(金) 午前 1:44 [ ＭＡＳ ]
これだと、ロアアームの長さが可変になってませんか？最後の図
ロアアームの長さは変わらないので、ハブとナックルは円運動する
のではないかと思いますが、いかがでしょう？
2012/6/14(木) 午後 9:51 [ あれ ]
〉あれ さん
コメント、ありがとうございます。
仰る通り、円運動が正解ですね〜。しかし、ここでは話を解りやすくする為、近似値で計算しています。ショックアブソーバーのストローク量よりもロアアームの長さが十分に長いので、おおよそのバネレートの話だけを考えた場合、Z方向の変化量に対してX方向の変化量は、割愛出来るレベルと仮定して、記事を書いてみました。実際には、ストロークが深くなるに連れてショックの角度も変化するので、非常に複雑な話となりますね。図は、イメージとお考えください〜
2012/6/19(火) 午前 8:58 [ ＭＡＳ ]