ダンパーと畏怖: 6 種類の自動車用ダンパーの説明

Aug 08, 2023

ダンパーは車の運転特性を大きく左右するため、適切なダンパーを選択することが重要です。

2017年6月号より

まず、ショックではなくダンパーと呼ばれます。 そして、サスペンションエンジニアなら誰もが言うように、ダンパーは尊敬されていません。 実際、自動車のより騒々しい、より派手で、より目に付きやすいコンポーネントと比較して考えると、これらの目立たないコンポーネントは、自動車の中で最も過小評価されている部品である可能性があります。 彼らの仕事は、乗り心地を快適にしながら、加速、制動、方向転換のためにタイヤを地面に維持するということですが、かなり重要です。 ダンパーのキャリブレーションはサスペンション チューニングで最後に仕上げる要素の 1 つですが、シャーシに個性を与える部分です。 最も人気のある品種の内訳は次のとおりです。

搭載車種: アウディ A4、マツダ MX-5 ミアータ

この設計では、フローティング ディバイダーによってオイル チャンバーとガス チャンバーに分割された単一シリンダーが使用されます。 シャフトがシリンダー内のピストンを押して減衰力を生み出します。 圧縮中、オイルはピストンのシャフト側のシムスタックを通じて計量されます。 リバウンド時はピストン面にシムを重ねて流れを制御します。 チャンバー内のガス (多くの場合窒素) は、シャフトによって押しのけられたオイルを補うために、圧縮中に圧縮されます。 減衰力はピストンの形状、大きさ、シムの枚数、シャフト径、シリンダー径、ガス圧によって決まります。

使用車種: キャデラック CT6、シボレー インパラ、ラム 1500

ツインチューブダンパーはその名のとおり、2本の同心円状のチューブを使用します。 インナーチューブにはオイルが満たされており、シャフトとピストンが収納されています。 単筒式ダンパーと同様に、ピストンメーターにシムを重ねることで圧縮側と伸び側の両方でオイルが流れ、減衰力を生み出します。 ベースバルブと呼ばれる追加のシムスタックバルブは、圧縮中にオイルの流れをアウターチューブ（リザーバー）に導き、減衰率に貢献します。 リバウンド中、オイルは逆止弁を介してリザーバーからメインチャンバーに戻ります。 アウターチューブには部分的に圧縮性ガスが充填されており、圧縮時にシャフトの体積を補い、リバウンド時にオイルをアウターチューブからインナーチューブに押し込みます。 減衰力は単筒式ダンパーと同じ要素にベースバルブの影響を加えて決定されます。 ツインチューブダンパーのチューニングは、シムの追加または取り外しによって行われます。

見つかった場所: フォード F-150 ラプター

フォードのフライング ピックアップ カップルに搭載されている Fox ツインチューブ ダンパーは、位置に敏感なダンピングで長距離走行が可能です。 移動量の中間 50% で減衰力を生成するには複数の回路が関与します。そのゾーンでは、ほとんどの流体がインナーチューブの穴を通ってピストンをバイパスし、補充穴を通って移動するときにピストンの後ろで補充されます。 一部のオイルはピストン内のシムスタック バルブも通過し、圧縮時にベース バルブも通過します。 バイパス穴のサイズ、位置、シミングにより、サスペンションが圧縮または反発するにつれて、減衰率が徐々に増加します。 ピストンが最後のバイパス穴を通過すると、流体は主にピストン上のシムスタックを通って流れ、減衰力が大幅に増加します。 ベースバルブは圧縮ストロークの全長にわたって役割を果たし、外部リザーバーへの流体の流れを調整して、一貫した圧縮減衰を提供し、高速イベント時のキャビテーション（オイル内に形成されるエアポケット）を軽減します。

対象車種: キャデラック CTS-V、シボレー コルベット、フェラーリ 488GTB、ランボルギーニ ウラカン

MR ユニットには減衰率を決定するバルブがなく、オイルの粘度を効果的に変化させることでホイールと車体の動きを制御します。 その構造は比較的伝統的 (シャフトの端にあるピストンが作動油のチューブ内で動く) ですが、その動作はまったく異なります。 現行世代の MR ダンパーは、ピストン内に配置された 2 つの電磁コイルを使用して、ピストンの通路の周囲に局所的な磁場を生成します。 ダンパー内の作動油には小さな鉄粒子が含まれており、ピストン コイルに電流が流れる前にランダムに分布します。 コイルに電流を流すと磁場が発生し、粒子が線状に配列され、流体の流れに対する抵抗が大きくなります。 ピストンのどちらかの側にかかる圧力が粒子の線をばらばらにするのに十分である場合、流体が通路を通って流れ、ピストンが移動できるようになります。 粒子の配列の強さは磁場の力に比例するため、コイルへのアンペア数を変えると減衰力が変わります。

対象機種: シボレー カマロ ZL1 1LE、シボレー コロラド ZR2

一見シンプルなスプールバルブダンパーは、エンジニアが既知の油圧方程式を使用して選択した正確な力/速度曲線を達成できるようにすることで、パッシブダンパーチューニングの試行錯誤を不要にします。 スプール バルブは、トップレス シリンダーの蓋として機能するバネ仕掛けのディスクで構成されており、バネが圧縮されると、シリンダー側面にある正確に成形されたポートを通ってオイルが流れるようになります。 オイルの流れを可能にするために露出するポートの面積は、ディスクに加えられる力の関数です。 力が大きいほど、オイルが流れる面積が大きくなります。 ポートの形状、サイズ、位置、およびスプリングの硬さによって減衰力が決まります。 スプールバルブダンパーはバルブの配置が異なりますが、ロードカーで使用される最も単純なタイプでは、ピストンの両側にスプールバルブが配置されており、1 つは圧縮を管理し、もう 1 つはリバウンドを制御します。

対象機種: フォード フォーカス RS、インフィニティ Q50 および Q60、ボルボ S90

ほとんどのアダプティブ ダンパー設計では、電子制御バルブとパッシブ シムスタック バルブの組み合わせによって減衰力が決定されます。 単管構成と双管構成の両方で利用可能ですが、電気機械式バルブの配置は異なる場合があります。 このツインチューブの例は、サプライヤー Tenneco によって設計された新しいモデルであり、ピストンの裏側に逆止弁を使用しており、これによりピストンが圧縮ストロークを通じてほとんど抵抗なく移動できるようになります。 圧縮中、シャフトがオイルを移動させるとインナーチューブ内に圧力が高まり、オイルがダンパーの底部にあるベースバルブを通って、ダンパー上部にある電子制御バルブを通って流れます。 圧縮中にシャフトによって押しのけられたオイルを補うために、リザーバー内で圧縮性ガスが使用されます。 リバウンド中の流量は、ピストン表面のシムスタックとピストン上部の電子制御バルブによって計測されます。 オイルはリバウンド中にベースバルブの下にあるチェックバルブを介してインナーチューブに戻ります。 ダンパー上部のバルブを開閉することで、縮み側と伸び側の減衰力が変化します。

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