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サスペンション
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【問】スープラなど用の車高調は、設定されているバネレートが非常に高いのですが、サーキット仕様ば
かりなのでしょうか。
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2007．07．07 carviewの掲示板にて○よさん（HN)という方にアドバイスを頂戴しましたので、ちょっくら書き換えました。
【答】ダブルウイッシュボーンなどのサスペンション構造は、バネの反発力のロア・アームに作用する場
所が、ストラットなどの構造に比べてボディ側に近くなります。
このため、同じバネレートでは、タイヤに作用するバネの反発力が小さくなってしまいます。
要するに「梃子の原理」なワケです。
コレをカバーするために、ダブルウイッシュボーンなどのサスペンション構造ではバネのレートを高く
せざるを得ません。
バネの反発力が、ロアアームのどの部分に掛かるかの比率によって、タイヤのストローク量とバネ
の ストローク量の比率が決まります。
ただし、ストローク量比の違いは、そのままタイヤに作用するバネの“力の差”にはなるものの、“バネ
レートの差”になるというわけではありません。
例えば、ボディ側の支点とタイヤの中心までの距離（Ｌ）が同じだと仮定して、バネの作用する点がＬ
の１／２と２／３（ボディ側から２）はどう違うのでしょうか？
レバー比は、３／６と４／６ですから、バネの反発力が６kg/mmの場合、タイヤの中心に作用するバ
ネの力は、前者が３kg/mm、後者が４kg/mmになると思われがちです。
しかし、バネレートはバネを１ｍｍ縮ませるのに必要な荷重ですから、バネのストローク量が変われ
ば、タイヤの上下運動によって縮むバネの量も変わります。
タイヤが６ｃｍ動く間に、前者のバネは３ｃｍ、後者のバネは４ｃｍ縮みます。
つまり、ストローク量の違いによって生じる「タイヤに作用するバネレートの差」は、梃子の原理による
力の差と、ストローク量の差の乗算・・・つまり、 [ バネレート ] × [ ストローク量の差の二乗 ] を掛けた
数値が、 タイヤの中心に作用するバネの力（＝ホイールレート）になります。
この例でいえば、同じ６kg/mmのバネレートなら、前者のホイールセンターに作用するバネレートは６
kg/mm×（１／２）^2＝1.5kg/mm。 後者のホイールセンターに作用するバネレートは６kg/mm×（２／
３）^2≒2.7kg/mm。
このように、アームの力点・支点・作用点の距離比が変わるとレバー比が大きく変わるため、バネレ
ートを非常に大きくしなければ辻褄が合わなくなります。
ですから、たとえ車高調のバネレートが倍位違っても、サスペンションの構造が異なれば、ホイールセ
ンターに作用するバネレートは大差ないことがあるのです。
★☆★＜2005.0７.10 追伸＞★☆★
私の説明が悪かった所為で、レバー比がストローク量の差の二乗になるという理屈がイマイチ解り辛
かったようです。 お詫びし、以下に補足説明をします。
（支）━━━（作）━━━━━━（力）
という梃子を用意したとします。
（支）は、支点。
（作）は、作用点。
（力）は力点。
で、支点〜作用点の距離：１
支点〜力点の距離：３
です。
さて、作用点の上にバネレートが9kg/mmのバネＡを置いたと仮定します。
（壁）
＝
＝ Ａ
＝
（支）━━━（作）━━━━━━（力）
↑
押
では、力点を下から押して、このバネＡを1mm縮めるのに必要な力は幾らでしょう？
答えは簡単ですよね。
[ 支点〜作用点の距離 ] ： [ 支点〜力点の距離 ] ＝ [ 力点に掛かる力 ] ： [ 作用点に掛かる力 ]
なのですから、
１：３＝？：９
∴？＝３
で 3kg になります。
と、 ここまでは梃子の原理だけのお話。
バネレートは、1mm縮めるのに必要な力を現す単位。
ですから、力点の移動量に着目しなくてはなりません。
先の例でバネを1mm縮める時、力点は何ミリ動いたのでしょうか？
[ 支点〜作用点の距離 ] ： [ 支点〜力点の距離 ] ＝ [ 作用点の移動距離 ] ： [ 力点の移動距
離 ]
なのですから、
１：３＝１：？
∴？＝３
で 3mm になります。
ということは、先の例は、力点の下にバネＢを置き、それを下から３ｋｇの力で押して３ミリ縮めた時
に、バネＡが１ミリ縮んだのだと見做すことができるでしょう。
（壁）
＝
＝ Ａ
＝
（支）━━━（作）━━━━━━（力）
＝
＝ Ｂ
＝
↑
押
このバネＢのバネレートは、３ｋｇの力で３ｍｍ縮んだのですから、1kg/mmとなります。
つまり、ストローク量の差が１：３のロアアームによってホイールセンターに掛かるバネレートは、サス
に取り付けられたバネレート9kg/mmの時に僅か1kg/mmになるワケです。
以上を計算式で表すと、 [ ホイールレート ] ＝ [ サスペンションスプリングのバネレート ] × [ ストロ
ーク量の差 ] ^ ２ になるというだけの話なんですよ。
■□2007.07.03 追補□■
何気なくいつものようにキーワード「cabad806」で検索してみたら、また新しくみんカラの掲示板に当サ
イトのURLが貼られていました（http://www.carview.co.jp/bbs/104/299/?bd=100&pgcs=1000&th=
2530178&act=th）。
マイナーサイトを宣伝して下さるのはありがたいのですが、間違った知識で否定されるのは敵いませ
ん。
なんでも、
＞知人のご家族の方が現役物理教師なので聞いてもらいました。
＞「二乗する必要は無い」そうです。
とのこと。
それ訊き方が悪かったんじゃないですか？
逆に二乗する必要が無いと仮定しましょう。
そうすると、
（壁）
＝
＝ Ａ
＝
（支）━━━（作）━━━━━━（力）
＝
＝ Ｂ
＝
↑
押
の図でバネＡのレートが9kg/mm，バネＢのレートが3kg/mmということですよね。
バネＢが3kg/mmのレートなら3kgの力で下から押した際に1mmしか縮みません。
この時、バネＡは何ミリ縮んでいるのでしょうか？
先の計算式の通り、
[ 支点〜作用点の距離 ] ： [ 支点〜力点の距離 ] ＝ [ 作用点の移動距離 ] ： [ 力点の移動距
離 ]
なのですから、
１：３＝？：１
∴？＝0.33333…
となります。
作用点に掛かっている力は、梃子の原理で9kgですから、バネＡは9kgの荷重を受けて0.33333…mm
縮むことになります。
あれれ？ 9kgの荷重を受けて0.33333…mm縮むバネのレートは、計算すると9÷0.33333…＝27です
から、27kg/mmということになりますよ。
バネＢのレートを1kg/mmにしないと辻褄が合わなくなるんだけど．．．いいのかな？ （笑）
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