バンプステア

バンプ ステアとは、車のホイールがサスペンション ストロークを移動するときに、自動的にステアリングを切る傾向を表す用語です。

バンプ ステアは、車輪がバンプにぶつかったり、穴やわだちに落ちたりしたときに、車両が自ら方向転換する原因となります。バンプ ステアが過剰になると、タイヤの摩耗が進み、荒れた道路での車両の操縦が困難になります。たとえば、左前輪がバンプを乗り越えると、そのコーナーでサスペンションが圧縮され、自動的に左に回転 (トー アウト) し、ハンドルからの入力がなくても、車両が瞬間的に左に方向転換します。別の例として、ほとんどの車両が空中に浮くと、前輪が顕著にトー インします。

リアサスペンションは、さまざまな方法で設計できます。多くの現代の自動車のリアサスペンションは、フロントサスペンションとは逆の設計になっています。つまり、バンプの下ではトーイン、ドループの下ではトーアウトです。また、バンプステアがほとんどないかまったくないように設計することもできます。リアライブアクスル (ソリッドアクスルとも呼ばれます) を備えた車は、真のバンプステアは示しませんが、片方の車輪がバンプしたときには、ステアリングが多少作動することがあります。バンプステアとロールステアの違いについては、§ を参照してください。ライブアクスルの両方の車輪が同じ量だけ上方に動くと、ステアリングが作動しない傾向があります。

バンプ ステア カーブの直線性は重要であり、コントロール アームとタイ ロッドのピックアップ ポイントの関係、および各パーツの長さに依存します。サスペンションがバンプとドループを通過すると、各パーツは円弧を描き、有効長が変化します。どのパーツが最も長いかに関係なく、円弧の半径が長いため、有効長の変化は少なくなる傾向があります。これが、設計されたバンプ ステアの決定要因です。バンプ ステアに影響を与えるもう 1 つの要因は、ブッシングのコンプライアンスとたわみ、およびアームの曲がりです。旋回中にブッシングの一部またはすべてがたわむと、ピックアップ ポイントが変化します。アームとタイ ロッドのいずれかが曲がると、有効長が変化し、トーが変化します。

バンプ ステアは、車高を下げたり上げたりして車を改造した場合、スプリングが摩耗または破損して車高が低くなった場合、または車両に重い荷物を積んでいる場合に問題になることがあります。車を下げたり上げたりすると、車輪のトー設定が変わります。

車が下げられたり持ち上げられたりした場合は、タイヤの過度な摩耗を避けるために、再度調整する必要があります。これは、ステアリング タイ ロッドの長さを調整することで実現します。タイ ロッドの長さが変更されると、バンプ ステアの値も変更されます。場合によっては、車のトーの変化が少なくなり、ロール アンダーステア​​が少なくなり、旋回中に「ぴくぴく」した感じになります。他の車両では、ローダウン後にストックと比較してトーの変化が増加し、まっすぐで凸凹した道路で車が非常に「ぴくぴく」した感じになり、同時に、ロール アンダーステア​​の増加により、通常よりも多くのドライバーの入力を必要とする、曲がりにくい感じになります。

車両に重い荷物が積まれていると、車高が低下します。通常、トランクに重い荷物が積まれていたり、乗客が多かったり、トレーラーを牽引していたり​​すると、車は主に後輪に影響を及ぼします。車に重い荷物が積まれている場合 (ライブ リア アクスルがない場合)、サスペンションは荷物を支えるために大きく圧縮され、後輪のトーインが極端に大きくなります。これによりタイヤが急速に摩耗し、車が道路の亀裂をたどる原因となり、摩擦の増加によりタイヤの温度が通常よりも高くなる可能性があります。ネガティブキャンバーも大幅に増加することがよくあります。その結果、重い荷物を積んだり牽引したりしている車の後輪のタイヤ内側が非常に激しく摩耗します。ほとんどのトラックにライブ アクスル リア サスペンションが装備されている理由の 1 つは、荷物によるトーとキャンバーの変化を完全に回避できるためです。マルチリンク リア サスペンションを装備した車は、長期間にわたって重い荷物を積んだ状態で運転する場合は、積載時のアライメントが必要です。

バンプ時には、両方の車輪が同時に上昇します。カーブ中に車が傾いて転がる場合、内側のサスペンションが伸び、外側のサスペンションが圧縮されます。通常、これにより、一方の車輪が「トーイン」し、もう一方の車輪が「トーアウト」し、ステアリング効果が生じます。

リア ライブ アクスル (ソリッド アクスルとも呼ばれる) を備えた車は、真のバンプ ステアを持たない傾向があります。両方の車輪が単一の剛性メンバーに接続されているため、通常の状態ではトー角を持つことができません。そのため、リア ライブ アクスル サスペンションは、ロール アンダーステア​​を示すように設計されています。カーブ中、車軸全体がカーブの内側を向くようにわずかに回転するため、車はドライバーが予想するよりも急に曲がることはありません (ロール アンダーステア​​)。ロール オーバーステアを示すリア ライブ アクスル サスペンションを設計することは可能ですが、オンロードでの使用には非常に望ましくありません。ロール オーバーステアは、厳しいオフロード車両に組み込まれることがあります。これは、タイトなトレイル条件で後輪が車両を非常に急激に回転させるのに役立つ可能性があるためです。

ロールステアは通常、ロール 1 度あたりのトー角で測定されますが、ホイール移動 1 メートルあたりのトー角で測定することもできます。

バンプステア曲線の直線性は重要であり、コントロールアームとタイロッドピックアップポイントの関係、および各部品の長さに依存します。

ホイールが適切に調整されていない場合は、タイ ロッドの長さを調整する必要があります。通常は、数ミリメートルまたは 16 分の 1 インチの範囲の小さな調整のみが必要です。

バンプ ステアは、フロント サスペンション コンポーネントのピックアップ ポイントを上下、内側、または外側に移動することで調整できます。たとえば、ラックを移動するか、ピットマン アームのマウント ポイントまたはアーム ドロップを変更して、内側のタイ ロッド取り付けポイントを上に移動したとします。その結果、タイ ロッドのアークが変わります。次に、タイ ロッドの長さを適切に調整してアークの半径も変更する必要があります。フロント ステア セットアップでタイ ロッドの半径アークが標準よりも長い場合、車のトー アンダーステア​​が大きくなります。同じシナリオをリア ステアリング設計に適用すると、車のトー アンダーステア​​は小さくなります。これは、タイ ロッドの有効長が、コントロール アームに対するサスペンション移動の各フェーズでの静的長さ/アーク半径、ピックアップ ポイント、およびアークの角度によって影響を受けるためです。

• 車両ダイナミクス

• 「タイヤ、サスペンション、ハンドリング」ジョン・C・ディクソン著
• ハーブ・アダムス著「シャーシエンジニアリング」

• サスペンションジオメトリ計算機を使用したバンプステアに関する2017年の記事
• 2007年トラクターのバンプステアに関する技術論文
• 2001年トラクターのステアリング運動学に関する技術論文（バンプステアを含む）