アシストスプリング考察

A:10kgf/mmとB:5kgf/mm、二本のスプリングを縦に重ねるとスプリングレートは幾つ?10キロのウエイトを載せるとA:1mm、B:2mm縮んで合計3mmのストローク。10kgf/3mm=3.33kgf/mmですね(公式は1/X=1/A+1/Bです)。元のレートより低くなるのが感覚的に納得行かないですが(^^;この計算をやるとアシストスプリングを使う気は起きなくなりますよね(笑)。

6.12kgf/mm・40mmストロークのアシストと10kgf/mmのメインスプリングを使用した場合のレート計算です。
合計スプリングレートは3.797kgf/mmになります。荷重が244.8kgを超えた時点でアシストスプリングが線間密着、そこからレートが徐々に上がっていきます。



ところがこの計算には落とし穴があります。

荷重に対する各スプリングのストローク量・合計ストローク量のグラフです。アシストが線間密着するまでのレートは3.797kgf/mmですが、密着してからは10kgf/mmのレートでストロークします。レート変化は段階的で、なだらかではないことも分かります。

私のロードスターの実測値からリア軸重量=210kg。よってリアアームレバー比=1.33から算出した1Gスプリング荷重=279.3kgになります。
このアシストとメインの組み合わせだと1G荷重で既にアシストが密着=バンプ側は常時10kgfのレートです。リバンプ側は5mm強を10kgf/mmで伸びた後、3.797kgf/mmのレートになります。

アシスト無しメイン10kgf/mm、イニシャル0mmだと1Gからのリバンプストローク量は27.9mm、タイヤストロークで37.1mmです。これ以上伸びればスプリングが遊び、タイヤを地面に押しつける力は有りません。イニシャルを掛けている場合はその分さらにリバンプストロークは短くなります。
これが6.12kgf/mmのアシスト有りだとリバンプストローク量は計算上68mm(!)TRDロッドの長ねじを有効に使えばイニシャルも掛からずストローク目いっぱいまで伸びそうです。でもそこまでのストロークは要らないでしょうし多少イニシャル掛けても4kgf/mm弱のレートでは問題は起きないでしょう。

高いレートを使えば使うほどリバンプ側ストロークが減るのは当然ですが、FFのシビックならともかくFRのロードスターはリアのインリフトがトラクション抜けに直結します。EK9はコーナー入り口でテール流してターンイン・すぐスロットル全開にしてもノーマルエンジンではフロントタイヤはまず滑りません。一方のロードスターではNA6ノーマルエンジンでもパワースライドしますよね。
ピッチング量・ロール量減少のための高レートスプリングによる弊害=インリフト対策として、リアのアシストスプリング追加はかなり魅力的です。しかし車高を落とすためスイフト10kgf/mm-150mm長をかなり遊ばせて装着しており、この車高をキープするには、密着高が低いヘルパーを想定しても下皿〜ドライブシャフト間のスペースが少し足りません。

私の使っているYZダンパーのリア品番はYZR9H-HDで200mmケース、ストローク=109mmです。ノーマルアッパーでメンバーとアームが接触するところまでストロークできるケース長となると最長でも220mm以下。テインアッパーのように盛り上がった形状でストロークを稼げるならその分長くてもOK、200mm以下ならピロアッパーにスプリングアッパーシートを入れて使う事が出来ます。市販ショックもせめてリアショック長さくらいは公表してもらいたいものです。この条件を満たしている市販ショックは多くはないはずです。

そこでメインスプリング長を短くする事に(レートは10kgf/mmで変更無し)。どこのメーカーのスプリングでもストローク量は自由長の約半分ですから10kgf/mm-100mm長では最大Gで線間密着してしまいます。120mmとか130mmというスプリングは見つけられなかったので140mmを使用、これでヘルパーのスペースが10mm稼げます。ググりまくってNOVAアイバッハで10kgf/mmのレートを見つけました(アイバッハ輸入元ユニコルセ スイフトも扱ってます)。どちらも値段は15000円/本くらい(高い!)。ストロークはNOVA=80mm、アイバッハ=72mmとNOVAがびっくりするほど長いです。アイバッハでも計算上線間密着はしませんが、最大ストロークに対しての変形率が低い方がヘタりにくいのでNOVAを選択しました。NOVAはクァンタム純正指定スプリングですので中村さんとおそろいになりました(^^)v

ちなみに一般的に線間密着させると一気にヘタるそうで、その中でベステックスやアペックス、NOVAは線間密着させてもヘタらないのがウリなんだそうです。しかしベステックスもちゃんとヘタるのを大昔に報告してます。スプリングは消耗品、ヘタらないスプリングは無いですよね。

アシストスプリングも車高を低く抑えるためできるだけ密着高さの低いものが必要です。スイフトとアイバッハで見つけました。スイフトは4、5、6kgf/mmがありどれも自由長72mm、ストローク42mm、密着高さ30mmです。どれを選んでも1Gで線間密着する計算です。価格はセットで18000円。対してアイバッハは5.1kgf/mm(自由長68mm、ストローク40mm、密着高さ28mm)または6.12kgf/mm(自由長66mm、ストローク40mm、密着高さ26mm)があります(6.63kgf/mmもカタログに載ってるのですが在庫切れでした)。
密着高さが最も低い事、1Gで線間密着するほぼMAXのレートの高さで有ることからアイバッハ6.12kgf/mmを選択。お値段12000円/(スペーサー別売5500円)(たけー(X_X)

たかがスプリングにやたらコストが掛かりますが、計算上まさしくこれしかない!って感じのピンポイント設定、選択の余地無し(あえて言えばリアレート14kgf/mmなら100mm長でも線間密着しないで使える可能性もあり。となるとアシスト密着長は長くてもOKになり選択に幅が出ます)。
実際組んでみてどうなるかは・・・


予想通りスプリング内径の方が微妙に手持ちのスペーサーより小さく、メインのNOVAスプリングはハンマーで叩き込んだらスペーサーが入ってくれましたが、アイバッハアシストはどうやっても無理でベルトサンダーで約1mm拡げる必要がありました。
アシストスプリング重量 0.6kg 実測長70mm
メインスプリング重量 1kg 実測長148mm(cf:スイフト10kgf/mm・152mm=0.83kg)
総重量 1.6kg/1組(cf:スイフト10kgf/mm・228.0mm=1.54kg)
スイフトは他のスプリングに比べて極端に軽いですから、十分軽いと言えますね。気になるのは各スプリングの長さ・・・設定より随分なげーじゃねーかよー(-_- 初期ヘタリで縮む分を見込んであるんだとは思うのですが・・・

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