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アライメント

 最近ではGT-Rが、欧州プレミアムカー並のアライメント整備指定をするということで話題に
なっているが(あまりなっていないか?)、これはある意味で大きな変化である。
 日本車は伝統的に、アライメントに対してはとても大雑把な扱いをしてきた。

 どのメーカーでも、整備要領書では、トーは+3㎜~-3㎜、キャンバー角は基準に対して+_45分といった誤差を認めている。したがって、左右のキャンバーが異なっても片側がプラスで、片側がマイナスでも整備上は問題なしだった。
 まあ、この原因は昔の鉄ホイールの精度の悪さ、車体側のサスペンション取り付け精度の低さがベースになっているのだろう。

 また、車検や点検整備では、アライメントの計測という項目はなく、サイドスリップがゼロに近ければ、つまり直進すればOKという基準であるから、アライメントはあまり整備には関係のない項目なのである。

 だから、販売店の整備工場にはアライメント計測装置がなく、サイドスリップテスターだけというのは周知の事実だ。例えば東京のディーラーなどは集中整備センターを設けているメーカーが多く、大体はこの整備センターにアライメントテスターがある程度だ。
 これはなぜかというと、大きな衝突事故を起こした車の板金修理をした後で、測るためなのである。だから本来のアライメント計測とはちょっと意味が違うのだ。

 一方で、タイヤ販売店、大型パーツ販売店などではアライメントテスターを導入している店がとても多い。
 ちなみに今時のアライメントテスターはレザー光線を使ったりして、かなり高価、確か1000万円ていどするはず。ただ、こうしたテスターは精度が高すぎて細かくデータが出すぎる、かえってメカニックが迷うといった弊害もある。
 また、こうしたタイヤ販売店やパーツ販売店では、テスターがあったとしても、固有のクルマのアライメントに習熟しているかというとそれあ保証の限りではない。
 せいぜい整備要領書のデータしか持っていないだろうし、クルマごとの調整方法も知っているとは思えない。だから計測はできてもうまく調整できるとは限らないのだ。

 ということで、高価なテスターがあるなしに関わらず、アライメントの分野は意外と盲点なのだ。最初に戻って、整備要領書のデータではなく、最良と思われるデータにピンポイントで設定してやれば、そのクルマの走行フィーリングはずいぶん向上する。最良のデータを選ぶのは作業担当者の見識や技術なのだ。

 このピンポイントのデータに合わせるのが本来のアライメントセッティングなのである。
 ただしそのためには、技術、見識、時間(工数)を要する。テスターを使えば計測は瞬時だがセッティング、調整はずいぶん時間がかかるのだ。
 また欧州プレミアムカーなどでは、調整ポイントが多いのも特徴で、それだけセッティングにも時間がかかるし、セッティングの幅も広いといえる。
 確かアウディはキャンバーは+_15分以内、VWゴルフでもほぼ同様であったと記憶している。これに対して、日本車は、トーとキャンバー調整(それも限定された範囲で)だけ調整できるのが普通で、今回のGT-Rのようにキャスター角も調整できるのは珍しいのだ。

 レースカーなどはもともとがピンポイントのアライメントセッティングをするので、もしピンポイントのアライメント調整を行うのなら、レースカーに近いレベルの技術が求められるといえる。

 ところでアライメント計測、調整には定盤、つまり水平面が必要だ。これを検証するには水準器が必須である。
 作業の順番としては、計測(必ずしも最新のレーザー式は必要ない。簡易型のキャンバーゲージや鏡式トー計測器、糸張り整列ゲージでもじゅうぶん)、スラスト角の修正→(キャスターあわせ)→キャンバー合わせ→トー調整→クルマを動かす→計測→走行確認→トーの微調整→走行確認といった工程になる。もちろんこれ以外に、最初に車高計測をするのも基本中の基本である。
 またクルマの種類により、アライメントの重要度も違う。前後では、圧倒的にリヤのトーは重要だし、ミッドシップスポーツカーなどは、リヤのセッティングはレーシングカー同等のレベルで管理しなければならない。フェラーリ、ポルシェなどはアライメント(特にリヤ)が厳格でなければ乗れたものではないのだ。
 凡庸なFF車でも、ピンポイントのアライメント調整をするとずいぶん走行フィーリングは向上する。アライメントは古くて新しい分野なのである。
 
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スバル1000

*水平対向エンジン
 スバル1000に初めて搭載された水平対向4気筒エンジ ンは1.0Lで55ps、ツインキャブのスポーツ用は 63psで、当時としては高出力だった。しかも、水平対向型の特長である
振動が少なく滑らかに回り、OHV式だったが7000回転まで一気に吹け上がるスポーティな性格だった。バルブを作動させるアルミ製プッシュロッドはショートストローク・エンジンのために全長が短く、高回転を苦にしなかったのである。
 そもそも当時は技術的にFF方式は欠点が多かったが、スバルは技術の先端を追求し、FFのスバル1000を作り上げた。そのために不可欠だったのが、縦置きエンジン/縦置きミッションを前提にしたこの水平対向4気筒なのだ。エンジンは前車軸の前に突き出すため、できるだけ短く、かつ重心が低く、軽いことが求められ、これらの条件を満たすために当時としては異例のオールアルミ製水平対向型が採用された。この水平対向エンジンを使用した縦置きFF方式を採用したことでドライ ブシャフトを左右等長にでき、しかも重量配分はエンジン横置きのFFよりも優れているという大きなメリットを獲得することができた。
 この縦置きエンジン方式のFFレイアウトを実現するためには、水平対向4気筒がもっとも合理的だったわけである。
 また初期モデルは、エンジン性能を最大限に引き出すため、パイプ製の等長エキゾーストマニホールドを採用するなど、コストより性能重視のデザインを 採用していたことも大きな特徴だ。

*シャシー
 スバル1000は当時としては先進的な4輪独立サスペン ションを採用していた。フロントはトーションバーを使ったダブルウ イッシュボーン、リヤはコイルスプリングとトーションバーを使った トレーリングアーム式だ。
 リヤのトレーリングアーム式は、トランク内に出っ張らないように うまくまとめられていた。また前後ともバネとしてトーションバーを使っている ため、ピボット位置を変えると簡単に車高調整ができるという特長を持っていた。
 フロント・サスペンションはスポーティで滑らかな操舵を実現する ために、キングピン軸をゼロオフセットにし、そのために邪魔になるブレーキはインボード(ミッション側)に設置したのだ。これは現在でも実現できないような理想を追求したサスペンションであった証明である。言い換えれば、FF車の操舵フィーリングの欠点を克服し、それどころか当時のFR車のステアリングフィーリングを上回るレベル を目指していたことの証明である。
 また当時はFF車のドライブシャフトは十字ジョイントを2個使用したりしたもので、舵角が大きいとトルク変動が生じ、滑らかな操舵感が得られないのが常識だったが、スバル1000は世界初の等速ジョイントを採用したドライブシャフトを採用することで問題を見事に解決していた。

*インボードブレーキ
 普通のブレーキはホイール側、つまりハブの部分に設置されている が、こうしたバネ下側ではなく、バネ上側、つまり車体側にブレーキ を設置するのをインボードブレーキと呼ぶ。
 インボードブレーキにするメリットは、バネ下重量が軽くなりそれだけロードホールディングや乗り心地が向上する。
 しかしこれだけではなく、ホイール側にブレーキがあるとホイールが外側に追い出される形になりホイールのオフセット量やキングピンのオフセット量が増大する。そうした場合、路面からの外乱入力が大きくなり(FRの場合はこの点だけだが)FFの場合は駆動トルクの反力も大きくなり、それだけステアリングのキックバックが大きくなったり操舵フィーリングが悪化する。
 これを回避するためにインボードブレーキ の存在理由がある。
 スバルの場合は、バネ下が軽くなるメリットと、ホイールセンターと キングピン軸の位置を一致させるゼロオフセットを実現するためにこの方法を選んだのだ。
 つまりどれほど、ステアリングフィーリングを重要視していたかわかる。なおインボードブレーキは当初はドラム式で、放熱性を高める ためドラム外側にアルミフィンを設けていた。

ビルシュタイン ダンプトロニック

 GT-Rに装備されているビルシュタイン・ダンプトロニックは、実はライバルとされるポルシェ911ターボにも、アストンマーティンにも装備さえている。
 微妙なチューニングは違うのだろうし、スプリングの選択ももちろん違うのだが、ダンパーユニット・システムはまったく同じである。
 しかし、このダンプトロニック、日本ではなじみがなく、あまり知られていない。

 ビルシュタインは、もともとは町工場といったレベルの小規模のメーカーで、精密工業系だと思う。かなり昔だが、その工場を見学したことがある。なんと、ダンパーのシリンダーは鍛造スチールである。つまり鉄の塊を叩いて円筒状に引き伸ばすという、信じられない工程を見た。つまり完全に継ぎ目がないシリンダーを使うのだ。
 日本の単筒式ダンパーのシリンダーは平板を丸めた溶接管だ。当時はその意味があまり理解できなかった。シリンダーの内面を研磨して、メッキをかける。その後は真円度の検査とメッキに斑がないかを顕微鏡を使っての目視検査を行う。
 こんなところから完全なる精密工業の発想であることがわかり、これじゃあ量産はできないな、と思った。確かにビルシュタインも、「一山いくらの量産ダンパーではない」と力説していた。ビルシュタインはシングルチューブのドカルボン式だから、高圧窒素ガスを封入している。
 したがって、ダンパー内のピストンが動いたときに、エアレーションが発生せず、微小な動きでも正確に減衰力を発生できるのがメリットだ。
 ドカルボン式はフリクションが大きいといわれるが、そのあたりは、フリクションを減らすことと
微小な動きでのフリクションの適正化というのが、同社のノウハウになっているようだ。
 それからもうひとつ、封入されているオイルも秘中の秘らしい。液柱剛性という言葉が使われるが、その剛性がとても高いらしい。

 ビルシュタインも今ではティッセンクルッペという巨大鉄鋼会社の傘下にあり、開発資金も豊富なようである。
 ダンプトロニックはもともと高級スポーツカー用に開発されたらしい。システム的には、通常のバルブのほかに、バイパスバルブを持ち、このバイパスバルブに流れるオイル流量は可動式のシャッターバルブで制御される・・・というものだが、この可動式シャッターバルブは針のように細いコントローラーで作動する。
 オイルのバイパス量が多いほど減衰力は下がるということだが、電子制御ユニットは11個のセンサー情報をもとに減衰力を制御するらしい。
 結果的にはたんなる減衰力可変制御というより、1輪ずつの動きを検知しながら総合的に車体制御をするセミアクティブ的な制御になっているんだと思う。
 このあたりの電子制御部分は、自動車メーカーとビルシュタインとの共同開発ということになっているが、どうやら自動車メーカーが車両側のデータを渡すとビルシュタインがプログラムチューニングをするらしい。もちろんそれを実地検証するのは自動車メーカーなのだが。

 思えば昔はトヨタTEMSなど同様の発想はいろいろあったのだが、いまいち優位性を保てなかった。今ではトヨタもダンパーはドカルボン式シフトしつつあり、しかも内製化している。着目はよいのだが、量産と精密化はやっぱり大きなジレンマだと思う。
 

GT-Rに見る文化的違和感

 GT-Rの試乗記を読むと、「速い!、すごい!」のオンパレードだ。そりゃあそうでしょう、480psで、今までのGT-Rより1.7倍もパワーがあるのだから。そんな当たり前のことを書いても試乗記にはならいないと思う。もう少し別の冷静な視点が欲しい。
 実は、R32型、R33型のGT-RのRB26型エンジンのN1耐久仕様で、約450psくらい出ていた。最初は耐久レースはSタイヤを使用しており、途中からスリックタイヤに規則変更されたが、サイズはノーマルと同じだったが。車重は、軽量化をして1350kgくらいだったと思う。
 友人で、N1耐久時代のドライバーにサーキットインプレを聞いたら、パワー感はN1耐久時代とほぼ同じだが、トルクが大きい分だけ新しいGT-Rのほうが余裕が感じられるとのこと。ただ、タイヤのグリップは当然N1耐久の方が上だから、まあN1耐久仕様でラジアルを履いた感じといえそうだ。
 RB26型は8000回転まで回るが、N1耐久仕様はせいぜい7000回転までしか使わないし、最大トルクも4500回転あたりでどかんと稼ぐようにしていたものだ。いわゆる日産工機仕様が各チームのスタンダードになっていたのだ。そういう意味では、今回の新型もフラットトルクにこだわっていてコンセプトは似ている。ただ、排気量がでかいのでもっとトルクは強烈だが。
 シャシーのフィーリングは、現在のビルシュタイン・ダンプトロニックのほうが優れているそうだ。そりゃ、N1耐久仕様では意外と安価なツインチューブ・ダンパーがメインだったから。

 ところで、新型GT-Rは一般マニアの間では、メンテ費用が高いと大騒ぎだ。しかしながらそれはちょっと認識不足ではないかと思う。例えばブレーキは、アフター商品の4potブレンボ・キャリアー(モノブロックではない)と固定式ローターのフロントキットで約30万円、リヤも2potにしたら50万円になるのは常識だ。1ピース式のブレンボ製ローターは純正設定でも1枚が8万円くらいはする。だから、2ピース、380φとなれば、ぐんと高くなっても当然だ。
 当然モノブロック6pot用のブレーキパッドもお値段は通常の2倍以上する。380φの2ピースローターでモノブロック・キャリパーとは、現実にはレースパーツであり、レース用のお値段になるのだ。

 タイヤもランフラットで専用設計、ホイールも専用設計だからこれも通常の倍の価格と思わなくてはならない。20インチサイズならランフラットでなくても高いはずだ。
 超扁平で、タイヤの強度をアップするならランフラット同然になるからランフラットにしたそうだ。ランフラットタイヤは、パンク時にビードはずれを起こさない、フィラー部分で荷重を支えて80㎞/h走行できるということで、ビードとフィラーが異常に硬く、強度もある。
 さらにGT-R用は300㎞/h以上の速度保証をしなければならないため、トレッドの強度もきわめて高い。速度基準は300km/h以上をカバーするZRよりはるかに高いY規格なのだ。200km/h以上の速度では、タイヤが遠心力で円周方向に膨張するようになる。これはタイヤにとってきわめて危険な現象だ。これを押さえ込むためにトレッドの厳重な補強が重要なのだ。
 だからこのクラスのタイヤは速度規格が重要で結果的に純正タイヤが一番安全ということになる。正確には、同規格であれば問題なないと思うが。
 ホイール側もビードのリム落ちをしないようなハンプ形状になっているはずだ。だからタイヤ交換も大変で、レース用スリックなみの作業かもしれない。レース用のタイヤは、やはりフィラー、ビードがとても硬く、タイヤの脱着は大変だ。新型GT-Rはほぼレーシングタイヤと同じ要領が求められるのだろう。だから一般のタイヤ屋では手に負えないのだ。

 もうひとつ、あまり注目されていないが、アライメントも大問題だ。今回のGT-Rは、欧州プレミアムクラスのクルマ並みの精度にしているという。ということは、トーで1~2分、キャンバー角で誤差15分以内といった精度が求められる。
 国産車は、ディーラー整備、車検整備ではそもそもトーやキャンバーは見ない。サイドスリップ・テスターを使用するだけで、クルマがとりあえず真っ直ぐ走ればよろしい、というレベルだ。
 したがって、アライメント計測設備もないし、あったとしても使い方が分からないのが実情だろう。また整備要領書でも、キャンバー角は+_45分でOK、トーも+_数㎜などというのが常識だ。これは大昔から変わっていない。たとえ左右のキャンバー角が違っていても車検でも定期点検でも問題とはされない。というか、チェックはしないのだが・・・
 それに対して、レーシングカーのようにピンポイントの数値に合わせるのは、それなりの見識を持った人間でないと無理ではないかと思う。なにしろ数値合わせは人間の手でやるものだから。欧州プレミアムクラスのクルマはほぼキャンバー角で15分、厳しいクルマでは10分以内の誤差という例もあるから、これはやはり文化的な違いだろう。
 果たして日産ハイパフォーマンスセンター、レクサス店で特別教育されたメカニックがきちんと最初からこなせるものだろうか?
 ちなみにアライメントの数値をあわせるためには、調整作業と走行、あるいはサスペンションの伸縮運動を交互に行わなければ、+_10分などというデータは実現できないのだ。
 このアライメントに関しては、ホンダNSXでずいぶん問題になった先例がある。販売店で調整できないのだ。ミッドシップ/後輪駆動だから、リヤホイールのアライメントはきわめて重要だが、その意味するところを販売店はわからないままで扱わされたので、走行1万㎞以内でタイヤが丸坊主などという笑えない話が出てきたのだ。
 そんなことを考えると、ユーザー側もメーカー側も文化的な整合性がないと超高性能車は成り立たないと思う。

インプレッサWRX・STIのサスペンション

 どうもインプレッサWRX・STIの評価がはっきりしない。自動車雑誌の試乗記を読んでもわかりずらいことこの上ない。
 「乗り心地がよくなった」などという信じられないコメントも見受けられる。これはWRX・STIの評価のポイントにはもともとないのだ。
 開発者は、開発のイメージは動物のチーターだといっているのだから、基本的な狙いはフラットライドということになろう。これは乗り心地のよさではなく、ピッチングを抑制しているという意味を持っていると思う。
 シャシーの重要ポイントは、ロングホイールベース、ワイドトレッドになったことと、新しいサスペンションを採用したことだろう。
 フロントはレガシィ系と同じになり、ハイキャスターにしている。もちろんこれは、転舵時のキャンバー変化を大きくし、対地キャンバー特性を向上させるわけだ。フルストロークは80㎜くらいか? したがってバンプストロークは約40㎜だろう。本当はもう少し多くてもよいのだがレイアウト的に無理か? いずれにしてもバンプラバーのチューニングが結構重要になるはずだ。
 リヤはダブルウイッシュボーン式と呼んでいるが、正確にはマルチリンク式だ。
 このリヤの新型サスペンションはキャンバー変化を大きく取っていること、アンチリフトを強くしていることが特徴だ。アンチリフトは、フラットライドに貢献し、キャンバー変化の増大は旋回時の対地キャンバー変化を小さくしている。
 もうひとつ、バンプステア変化を小さくしながら、サイドフォース・トーイン(内引きトーイン)を取っていることだ。
 バンプステアが大きいと、うねり路面での安定性を損なうので、小さいほうが好ましいのだ。一方、旋回時にはトーイン特性が欲しいので、前後のブッシュのコンプライアンスを利用してサイドフォースがかかるとトーイン方向に動くようにしている。
 キャンバー特性と、このサイドフォース・トーインにより、リヤのメカニカル・グリップが格段に向上しているのだ。
 シャシー全体では、ピッチングが弱まり、フラットライドの方向になっていることと、リヤのグリップ力が高められていること、フロントは操舵時のグリップ力がアップしていることが明確で、方向性としては正常進化しているといえる。
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Author:TASG
Mail:songben.haru@gmail.com

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