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スプリングのバネレートを計算で求めようとやりはじめたらハマってしまった。
スプリングのバネレートを計算するには以下の計算式が使われるのだが、ここでポイントとなるのが、総巻き数から座巻きを引いた有効巻き数である。

K : バネ定数 (kgf/mm)
G : 横弾性係数 : 8000 (kgf/mm2)
d : 線径 (mm)
n : 有効巻き数 (巻)
D : 中心径 (mm):外径から線径を引いた数値

K = (G×d^4) ÷ (8×n×D^3)

d^4やD^3はそれぞれd4乗、D3乗を表しています。試しに線径16.1mm、中心径128mm、有効巻き数5.2のスプリングのレートを計算。Googleの検索窓にこの式を入力すれば計算してくれます。
16.1^4=67189
128^3=2097152
K = (8000×67189)÷(8×5.2×2097152)
K = 6.16119458125188
小数点第三位以下切り捨てでK=6.16となって、このスプリングのレートは6.16kgf/mmとなりました。
と、有効巻き数がはっきりしている場合はさらさらっと計算できてよいのだが、難しいのはここからである。

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セミトレーリングアーム式サスペンションのレバー比を図面からはじき出そうと思ったのだが、ストラットやダブルウィッシュボーンと違ってどことどこを測れば良いのかわからないのと、面倒くさいので実測することにした。
ほぼ完全な1G状態を保ちながら実測しないと意味がないので、ジャッキアップ後にスロープスタンドに乗せるのではなく、リアから自走でスロープスタンドにのりあげ1G状態を保ったまま車体下に潜った。この状態で、リアスプリングとリアショックアブソーバーのそれぞれの1G時の長さとフェンダーからアルミホイールのリム間の1G時の長さを実測した。この1G時の各数値とジャッキアップした際の数値を照らし合わせれば各所の1Gダウン量がわかるというすんぽうである。
で、なんでこんなことをやっているかというと、リアスプリングの特注を考えているから。というのも、現在の車高を維持しながらレートを変更するには、特注するしか方法がないからだ。ちょうど良いスプリングがあれば良いのだが、実測値もわからずに、TBSやEBNのいう「何センチダウンします」なんていう台詞を鵜呑みにしてもしょうがない。それとEBNのメール環境は死んでるようでメインアドレス宛はリターンされるし他のアドレスに何を聞いても無反応、おまけにTBSの7kgスプリングは本当に7kgなのか疑惑も発覚した。
もっとも、各数値が測定できたとしても現在の正確な車重がわからないことには、ばっちりのスプリングを作るのには物足りないので、後日以前より興味のあったコーナーウェイトの測定も行ってみる予定である。

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バネレートの変更や設定に併せて車高やストロークの変化量を推し量る際に必要となるサスペンションのレバー比というものがある。一般にストラット形式のサスペンションは「1.0」とかいろんな雑誌に書かれていて、そこに記載されていた説明や簡略図をよめばまぁそうかなとは納得はする。左の図はZ10系ソアラのストラット形式サスペンションの図、隣はZ20系ソアラのダブルウィッシュボーン形式のサスペンションの図であるが、このようにボディーに対して正面から見た際にわかりやすいサスペンション形式の場合は、雑誌の特集記事にあるような恐ろしく簡略化されたレバー比計算の図と見比べても、サスペンションアームの取り付け位置とホイールの位置、スプリングやショックアブソーバーの位置の相対関係がわかりやすいので、ストラットがおよそ「1.0」で、ダブルウィッシュボーンが「0.6」だとかいうのはわかる。
しかしZ10系ソアラのリアサスペンションのようにセミトレーリングアーム式のサスペンションの場合は、どこをどう測れば正確なレバー比が計算できるのだろうか?

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キャスター角度の調整をしたい。純正のテンションロッドで行う場合はロッドのナット位置を変更して、単純にテンションロッドの長さを変更するのだが、このナットが固着してるんだか噛み込んでいるのだかして硬い。もう随分前、15年程前にアライメント調整の元祖的存在の東京自動車エンジンでアライメント調整を行っていた際には鉄パイプでギィギィいわせながら調整していたのを思い出す。
なんとかもっとらくちんに調整できないかと考えたのだが、テンションロッドが短くなるような位置にナット位置を動かしておき、ピロカラーのようなものをロッドに通して初期位置(純正位置)を調整、キャスター角度を調整する場合にはこのカラーの厚み変更で調整するというのはどうだろうか。基本的には車高を落とした際に立ってしまったキャスター角度を寝かす方向に調整する場合が多いと思われるので、薄いカラーに変更してあげればテンションロッドの長さが短くなりキャスター角度をつけることができるようになるというわけだ。
この方法であればテンションロッドのナット位置を変更して行う方法よりもあらかじめカラーの厚みで変化するキャスター角度を想定し調整することが出来るので、ナットを回しすぎたとか微妙に戻してとかいうことがなくて良いのではないだろうかと思う。
こんな部品ないのかなと思ったら、厚みを変えて調整するという基本的な考え方は同じの「ハンドリング向上シムキット」というのが、すじがね君でおなじみのマルシェから発売されていた。

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サスペンションメンバーのクッションが生産中止になったことを受け、流用できるものはないかと探している最中なのだが、ここでセミトレーリングアーム式サスペンションとブッシュの関係について調べてみた。
セミトレーリングアーム式サスペンションの場合、前後方向、横方向であろうと、応力がかかった場合トーアウトとなってしまうので、そのトー変化を抑えるためにデフマウントメンバーのクッション、コントロールアーム部とそのブッシュについては可能な限り高剛性なものにして良いとのことだが、サスペンションメンバーのクッションに関しては硬い部分と柔らかい部分の2つの方向性を持っているものでないといけないことがわかった。要はサスペンションメンバーのリジット化はだめということである。
デフマウントメンバーのクッションについては生産中止の際にはウレタンやデルリン等のものでよいとして、コントロールアーム部のブッシュも同様にウレタンやデルリン等でも良い(?)、その先をねらうならピロボールブッシュ?、ここはトー調整に偏芯ボルトがつかわれているが、ピロボールブッシュにした場合、偏芯ボルトで調整できるのか?、できるか、頭がこんがらがってきた。
でも、サスペンションメンバーのクッションがやはり一番の問題である。流用可能なものがない場合、ウレタンやデルリン等を利用することになるだろうが、これで方向性が出るのか?、またウレタンやデルリン等にゴムブッシュと同じように「スグリ」を入れて方向性を持たすことが出来るのだろうか?、ん〜悩む、またそのうちに追記修正することにする。

参考にしたのは「車両運動性能とシャシーメカニズム」という本。この本はほんとにお勧めである。いつも枕元において読んでいる。サスペンション形式毎に豊富な図解と計算式をもちいており、内容は難しいがとても理解しやすく書かれており、サスペンションをいじるのなら絶対に持っていて損はないです。

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