マイスターへの道

しっかり読んで、ダウンサスに詳しくなろう！！

気になるあれこれ

subject：　スプリングの端末形状

自動車用コイルバネには軽自動車から輸入車まで様々な形状があり、その端末部分の形状も多種多様です。エスペリアでは、熱間成形と冷間成形をそれぞれ使い分けることによりフレキシブルに対応しています。
下記にその代表的な端末形状をご紹介します。（サムネイルをクリックすると画像が拡大します）

1.ピッグテール 2.オープンエンド 3.クローズドエンド（圧延加工）
ﾋﾟｯｸﾞﾃｰﾙ 冷間成形が得意とする形状です。その形がブタのしっぽに似ていることが名前の由来です。 ｵｰﾌﾟﾝｴﾝﾄﾞ 熱間成形、冷間成形ともに得意とする形状です。使用する線径によって使い分けます。 ｸﾛｰｽﾞﾄﾞｴﾝﾄﾞ 熱間成形でしか出来ない形状です。熱した先端をたたいて平らにしてからコイリングします。
4.オープンエンド(片方絞り） 5.両端ピッグテール 6.研磨仕上げ
ｵｰﾌﾟﾝｴﾝﾄﾞ（片方絞り） 熱間成形、冷間成形ともに得意とする形状です。使用する線径によって使い分けます。 両端ﾋﾟｯｸﾞﾃｰﾙ 芯金を使わない冷間成形が得意とする形状です。輸入車に多く見られる形状です。 研磨仕上げ 直巻きスプリングに見られる形状で、冷間成形した後、研磨作業を行います。

subject: ダウン量の決め方

ダウンサス選びの最大のポイントの一つとして挙げられるダウン量。 どうやってダウン量を決定するのか、エスペリアの方法をお教えします。

まず、地上高。

純正状態の車両をチェックする際に地上高を確認します。車両の下回りで一番低い所です。下回り計測
大概、フロントのメンバー部分が一番低いみたいです。フォグランプ高さそれともう一つ、純正でフォグランプを装着している場合、その下縁部分の地上高をチェックします。
これで、どれくらいダウン出来るか見えてきますが、保安基準をクリアーさせなければなりません。車種によっては、タイヤとフェンダーのクリアランスは、充分あっても地上高に余裕が無く、５～１０ｍｍ位しかローダウン出来ない車種も存在します。

装着後のストローク？

乗り心地を決定させるストロークの有り無し。いくら保安基準をクリアーするからといってストロークを無視したダウン量は、乗り心地を悪化させることに直結します。そこで最低限のストロークを確保するよにダウン量を決めていきます。分解状態

やっぱり、バンプラバー。

ローダウンすることでその影響力が大きくなるのが、バンプラバーです。純正のバンプラバーは、純正車高に合わせて長さを決めてあります。バンプラバー比較このままローダウンサスを装着して車高を下げた場合、車種によっては長過ぎてストロークがなくなり、密着状態になります。
これはスプリングではなく、バンプラバーで車を支えているということです。これでは、突き上げをひどく感じるはずです。理想のローダウンフォルムと最低限のストローク確保を実現させるため、エスペリアは、ダウンサス専用のショートハイトバンプラバーを開発しました。

エスペリアでは、これらのデーターを踏まえたうえで試作スプリングを製作します。その後装着テストを行います。そして保安基準をクリアーしているか、目標のダウン量になっているか、乗り心地など実用で問題がないか、カッコイイかなどなどを総合的に判断し、全てクリアーしたところでダウン量が決定されるのです。

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subject:　気になる設計方法

1G状態のスプリング0G状態のスプリング

ここでは、ダウンサスの設計方法を分かりやすくご説明します。

まず、ノーマル車輌からデーターを採取します。車高や、最低地上高はもちろん、ここで重要なのはスプリングのセット長の計測です。


1G状態、0Ｇ状態、さらに最大荷重時のセット長を計測します。スプリングが車輌にセットされた状態で計測するので車の構造上、スプリングが隠れて計りづらいものもあります。
※1G状態・・車輌が地面に接地している状態のスプリングの長さ
※0G状態・・車輌を4輪とも浮かせスプリングが伸びきった状態のスプリングの長さ
※最大荷重時・・これ以上縮まらないスプリングの長さ

次に純正バネ単体の寸法を計測します。試作品を作るための基本となるデータなので慎重に行います。
専用のゲージを使い外径、線径、巻き数、自由長とバネレートも計測します。また端末の形状やバネ全体のフォルムを確認します。

荷重試験風景荷重試験機に純正スプリングをセットし、予め計測しておいた1G状態の長さになるよう荷重を掛けます。

仮に1G状態のスプリングの長さが200ｍｍだとします。荷重試験機で200ｍｍの長さになるまで荷重を掛けていきます。その時の荷重が400ｋｇだったとします。
ダウン量30ｍｍのダウンサスを作りたいのなら、同じ400ｋｇの荷重で170ｍｍの長さになるよう自由長、巻き数などを変更し設計していくのです。


自由長を短くすれば車高を下げることは簡単に出来ますが、自由長と0Gのセット長がほぼ同じで、自由長を短くするとバネに遊びが出てしまう場合があります。
このような時は、自由長を短くせず、不等ピッチの巻き方を採用します。（右画像参照）
不等ピッチスプリング不等ピッチを採用することでスプリングに遊びが無く、バネレートをUPさせてローダウンさせることが可能です。

不等ピッチ部分の長さは、目標のダウン量に合わせて調整します。必要以上に不等ピッチ部分を多く設計してしまうとその結果、1G状態でのストロークが減り、バネ単体の重量の増加、つまりバネ下荷重の増加につながり、スプリングのコストにも悪影響がでます。
適正な長さになるようメイクアンドトライを繰り返し煮詰めていきます。
ここは、設計者の技量に差がでる大きなポイントです。

また、1G状態で不等ピッチ部分の線間が密着するよう設計しないと、バネからの異音が出やすくなります。エスペリアでは、車種ごとに開発段階で異音が出なくなるまでテストを行っています。

さらに、へたりの無いようバネの線径や巻き数を厳選し応力計算を入念に行い試作品を製作します。
これがダウンサス設計の概略です。このあと、試作品をテスト車輌に装着します。この際、スプリングを装着するにあたり問題が無いか細部まで確認します。走行テストも十分繰り返しセッティングが煮詰まった段階でいよいよ量産スタートです。

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subject:　熱間成形と冷間成形、どっちがいいの？

成形方法の比較

スプリングの特性は、成形方法だけで判断されるものではありません。その為、どちらにも優位性は無く、同じであると言えます。
それよりも重要視されるのは、生産設備の環境や、スプリングメーカーの設計ノウハウなどです。
また、スプリングの品質は、スプリング製造メーカーの品質基準で管理されています。熱間成形、冷間成形としての差は全く無く、スプリング製造メーカーの加工品質で決定されます。エスペリアでは熱間、冷間いずれの成形方法も得意としており、様々な線径の材料を最適な方法で製造しております。

熱間成形

材料の再結晶温度以上において行う成形方法。700℃～900℃に熱して成形を行う。
両端ピッグテール形状の製作には不向き。

冷間成形

材料の再結晶温度以下において行う成形方法。常温（20℃）にて成形を行う。
線径１４ｍｍ以上の成形には不向き。

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