ツイストビーム式リアサスペンション

フォルクスワーゲン ゴルフ Mk3のツイストビーム式リアサスペンション

ツイストビーム式リアサスペンション（トーションビームアクスル、変形トーションビーム、複合クランクとも呼ばれる）は、大型のH型またはC型部材をベースとした自動車用サスペンションの一種です。H型部材の前部はゴムブッシュを介して車体に固定され、H型部材の後部には車体の両側にスタブアクスルアセンブリが取り付けられています。H型部材のクロスビームは2本のトレーリングアームを一体的に保持し、2本のトレーリングアームが互いに垂直方向に動く際にねじれることで、サスペンションの ロール剛性を確保します。

機能している

コイルスプリングは通常、スタブアクスルに隣接するパッドに支持されます。多くの場合、ショックアブソーバーはスプリングと同一線上にあり、コイルオーバーを形成します。多くの場合、ダンパーはアームが下がりすぎてコイルスプリングが完全に無負荷状態になり、抜け落ちるのを防ぐための拘束ストラップとしても使用されます。この配置により、ほとんどのサスペンションと比較して高いモーション比が得られ、パフォーマンスが向上します。

クロスビームの縦方向の位置は、ロールステア曲線やトーおよびキャンバーコンプライアンスなど、サスペンションの挙動に関する重要なパラメータを制御します。クロスビームが車軸スタブに近いほど、たわみによるキャンバーおよびトーの変化が大きくなります。ツイストビームサスペンションと従来の独立懸架サスペンションのキャンバーおよびトーの変化の主な違いは、キャンバーおよびトーの変化が車のシャーシではなく、もう一方の車輪の位置に依存することです。従来の独立懸架サスペンションでは、キャンバーおよびトーは車体に対する車輪の位置に基づいています。ツイストビームサスペンションでは、両車輪が同時に圧縮されても、キャンバーおよびトーは変化しません。つまり、両車輪が路面に対して垂直から同時に圧縮されても、路面に対して垂直のままになります。キャンバーおよびトーの変化は、一方の車輪が他方の車輪に対して相対的に圧縮されることによって生じます。^{[ 1 ]}

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  ツイストビームサスペンションの概念モデル。緑色の線は車軸スタブの中心線を示しています。静止状態では、車軸は一直線上にあり、車輪は垂直です（キャンバー角は0度）。
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  左車軸が上方に偏向したツイストビーム式サスペンション。偏向した車輪はネガティブキャンバー角を持つ。左右の車軸は一直線ではなくなった。左車輪の偏向により、右車輪のキャンバー角はポジティブキャンバー角となる。
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  両方の車輪が上方に（バンプ状に）偏向し、静止している状態を示しています。車軸の両半分は一直線上にあり、車輪のキャンバーは変化していないことに注意してください。
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  両方の車輪が静止しているときと比べた、片方の車輪のたわみを示します。
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  片輪のたわみ（ロールによるたわみ）と両輪が上がった状態（バンプによるたわみ）。両輪がたわんでいる場合、車軸は一直線上にあり、車輪のキャンバー角は変化しないことに注意してください。

用途

このサスペンションは、様々な前輪駆動車（主にコンパクトカーとサブコンパクトカー）に広く採用されており、欧州のスーパーミニではほぼ普遍的に採用されていた。フォルクスワーゲンが1970年代半ばにリアエンジンのRRレイアウト車から前輪駆動のFFレイアウト車に変更した際、アウディ50 /フォルクスワーゲン・ポロ・スーパーミニだけでなく、コンパクトハッチバックのフォルクスワーゲン・ゴルフとシロッコにもこのシステムを採用した。^{[ 2 ] [ 3 ]}

このタイプのサスペンションは通常、セミインディペンデント・サスペンションと呼ばれます。これは、2つの車輪が互いに相対的に動くものの、その動きは真の独立リアサスペンション（IRS）よりもある程度連動していることを意味します。これにより、車両のハンドリングと乗り心地が若干損なわれる可能性があります。このため、一部のメーカーは異なるリンケージ設計に変更しました。例えば、フォルクスワーゲンは2004年に、ライバルであるフォード・フォーカスが1999年に導入した「コントロールブレード」マルチリンク・リアサスペンション（このセグメントで初めてマルチリンク・サスペンションを採用）への対抗策として、ツイストビーム式を廃止し、フォルクスワーゲン・ゴルフMk5で真のIRSを採用しました。その後、Mk6およびMk7ゴルフの小型エンジン搭載モデルでツイストビーム式が復活しました。

欧州のゼネラルモーターズ（ボクスホールとオペル）は、GMによるブランドの所有権が終了するまでツイストビーム式またはトーションビーム式のサスペンションを使い続け、1982～1988年のキャデラック シマロン、オールズモビル フィレンザ、ビュイック スカイホークに使用された。ツイストビーム式は、マルチリンク式リアサスペンションに比べて1台あたり100ユーロのコスト削減をもたらしたが、^{[ 4 ]} 2009～2018年のオペル アストラで使用されたバージョンでは、欠点を解消し、競争力があり費用対効果の高いリアサスペンションを提供するために、20ユーロのコストでワッツリンケージも採用された。 ^{[ 4 ]}

その他の競合車であるルノー・メガーヌ、プジョー308、シトロエンC4もツイストビーム式を採用している。^{[ 5 ]}ルノー・メガーヌRSやプジョー308 II GTiなど、同ブランドの最もスポーティなモデルは、ツイストビーム式リアサスペンションがコンパクトカーとして、サーキットだけでなくムーステストでも高いレベルのパフォーマンスを発揮できることを証明した。プジョー308 IIは、このテストを82 km/hでクリアし、マルチリンク式リアアクスルを搭載した競合車を上回るパフォーマンスを発揮した。^{[ 6 ]}これは、1999年にシトロエン・エグザンティア・アクティバが樹立した時速85 kmの世界記録よりわずか3 km/h遅いだけだった。^{[ 7 ]}

Kia Soulもツイストビーム式リアサスペンションを採用していますが^{[ 8 ]}、より大型のHyundai Elantra (HD)とHyundai i30では、市場やグレードに応じて、トーションビーム式または真のマルチリンク式独立懸架式リアサスペンションを採用しています。チェコ共和国で生産されるi30のほとんどのモデルは真のマルチリンク式独立懸架式リアサスペンションを採用していますが、韓国で生産されるモデルはトーションビーム式リアサスペンションを採用しています。

第4世代のフォードフォーカスには3種類のリアサスペンション設定があり、ハッチバックとセダンのほとんどのモデルは市場に応じてトーションビーム式を採用し、ワゴンモデルはすべてマルチリンク式リアサスペンションを採用しています。^{[ 9 ]}

利点

• 低コスト
• 非常に耐久性があります
• マルチリンクサスペンションよりもブッシングの数が少なく、ブッシングのストレスや摩耗が起こりにくい
• 単純
• 床下の乱雑さを軽減
• かなり軽量
• スプリングやショックアブソーバーは低コストで軽量化できる
• 車軸自体がその機能を果たすようにすることができるため、別途アンチロールバーを必要としない場合があります（ある程度まで）。
• 快適性は犠牲になるものの、ロードハンドリングは優れている場合があります（例：ホンダ シビック タイプ R FK2、スズキ スイフト スポーツ、ルノー クリオ III RS、プジョー 308 II GTi）。

デメリット

• 基本的なトー対横力特性はオーバーステアである
• つま先特性が不適切である可能性があるため、つま先制御ブッシングを追加すると費用がかかる可能性があります。
• キャンバー特性は非常に限られている
• ロール剛性を下げるのは簡単ではありませんが、ロール剛性を上げるのはアンチロールバーを追加することで簡単にできます。
• 溶接は疲労が激しいので、多くの開発が必要になる可能性がある
• 後退時の追従性があまり良くない：衝撃の強さが劣り、望ましくないトーの変化（ステア効果）を引き起こす可能性がある。
• ホイールは上昇すると前方に移動します。また、衝撃のハーシュネスが悪くなる可能性があります (これは、スタブ アクスルよりも高いマウントを使用してビームを設計することで解消できますが、フロアパンの高さに影響し、ロール オーバーステアが増加します)。
• クロスビームの向こう側に排気口などのためのスペースを確保する必要がある
• キャンバーコンプライアンスは高い可能性がある
• ホイールアライメントの修正はできません。アライメントジオメトリは工場出荷時に設定されており、通常は調整できません。工場出荷時の仕様／許容範囲から逸脱すると、車軸の曲がりや取り付けポイントの損傷につながる可能性があります。

参考文献

1. 「アーカイブコピー」（PDF） 。 2010年7月10日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2010年11月16日閲覧。
2. アレン、ジェームズ（2014年12月）「トーションビームサスペンション」『オートモーティブ・エンジニア』 9ページ。
3. Crolla, David (2015).自動車工学百科事典. John Wiley & Sons. p. 2003. ISBN 9780470974025。
4. 「Astraサスペンション by Automotive Engineer | Richard Aucock」。2014年4月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年9月9日閲覧。
5. 「自動車エンジニア」 Ae-plus.com 2010年12月1日. 2016年11月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年12月29日閲覧。
6. GhostarchiveとWayback Machineにアーカイブ：「Peugeot 308 2017 - Maniobra de esquiva (moose test) y eslalon | km77.com 」。YouTube 。
7. "結果は Teknikens Världs älgtest" .
8. http://www.kisouman.com/rear_torsion_beam_axle_components-1476.html |title=Kia Soul: リアトーションビーム
9. 「CCニューススタンド：トーションビーム式リアサスペンションの復活」 。 2023年12月12日閲覧。

外部リンク

• ツイストビームの写真