ボディー剛性について

質問

「ボディー剛性は高い方がイイ」といいますが、
高いことによるメリットってなんですか？
又、デメリットはないのですか？
教えてください。

回答No.7

noname#12265

『教えて！goo』では回答者同士の会話は禁止されており、新たな御質問を立てて頂くのが本筋ではないかと思いますが・・・・しかし折角御質問頂いたので（しかも大変深い御質問です）回答致します。

>ではメーカーがMCやFMC時にタワーバー・補強バーの追加等をおこなっているのは
>どうしてなのでしょうか？

　自動車メーカが量産段階で、或いはオプションとして設定している補強パーツとショップで売られているパーツは、ほぼ同じモノに見えますが、部品の機能を証明している点に於いて全く別モノです。

　自動車メーカでは、設定されている各種の補強を施した上で衝突実験及び耐久実験を実施し、補強による他の部位への影響をキチッと検証しています。
　社外品でこれほど厳密に開発された補強部品は、ワタシは存じません。

>車体、特にスポーツ走行を行う車両の耐久性にとって、好結果を生むと理解してい
>たのですが、これは誤っているのでしょうか？

　誤ってはおりません。が、車体の補強全てがそぅである、とゆぅワケではありません。
　国際レベルでの自動車競技用の車両では、膨大な時間を費やしてトライを繰り返して弱い部分を順々に補強して行き、結果的に全ての箇所の剛性が上がり耐久性もそれなりに向上していますが、町のショップ等で行われる部分的な補強だけで全体の耐久性が向上する、とは必ずしもならないとゆぅ事を御指摘致しました。

　また、車体、サスペンション部品などに対してコンピューターによる応力解析を実施し、或る部分に応力集中が発見されたとしますと、まずはその部分を補強しますが、時に補強すると応力集中部が他の位置に動いてしまうだけ、とゆぅ場合があります。こんな時は、逆に周辺の剛性を落とし、全体が近いたわみとなる様にして応力集中を軽減させるとゆぅ設計手法があります。
　こんな部位に見た目やイメージだけでスポット増しや板増しを施しても、また応力集中部を発生させてしまうだけです。

>ボディがそれで取り返しのつかない状態になったなどというのは実際には見たこと
>がありません。

　あまり補強が進んでいない（＝部分的な補強を施しただけの）市販車ベースの競技用車両を注意深く御覧下さい。
　ボンネットとフロントフェンダの段差が変わっていたり、応力をダイレクトに受けているリヤフェンダがなんとなくグラマラスになっていたり、或いはドアやトランクなどの開口部のウェザーストリップを外してみると、スポットフランジのクリアランスが大きくなっていたりしています。
　勿論この状態でも走行は十分に可能なので致命的な変形とは言えませんし、また、補強してなくても自動車競技にクルマを使ってしまえば何らかの変形は発生します。しかし、ノーマルの車体の変形は、そのクルマの開発段階である程度検出されており、それが重篤なトラブルにつながらない事が証明されています。
　ところが、ハンパな補強を施した車体を観察すると、設計者が予想だにしなかった変形の進行が見られる事があります。そのクルマを競技にのみ使われており２～３年も持てばヨイ、としますとどぅでも良い話ですが、そのクルマを気に入られて今後も永く乗り続けようと御考えの場合、設計サイドが予期していない変形が進行している状態が『取り返しのつかない状態』ではないとは言えません。５万km、１０万km走行後にどれほどオリジナルの性能が失われているか、誰にも予想出来ないはずです。

>自分たちの場合はゆるいボディの車(ほとんどの車は直巻の車高調サスに耐えるボ
>ディを持っているとは思いませんが…)には荒巻の柔らかめの足、純正交換タイプ
>のサスショックを入れ、ロール・ピッチをさせながら走るようにし、最大荷重やク
>イックなレスポンスを追求する場合にのみ、各種補強バー・発泡ウレタン・スポッ
>ト増し・ボンド注入等を施した上で車高調サス・ピロリンクなどの装着を行うよう
>にしています。

　ダートラやラリーなど、自動車メーカーが開発段階で全く想定していない使途の場合には、その様な補強を施す意味もありますが・・・・我々の方としましては逆に伺いたいのですが、その様に改造されたクルマを普通に一般路上で使用した場合、自動車メーカが保証する耐久性と同等以上の耐久性が実際に得られているのでしょうか？（耐久性に対する、追跡データをお持ちでしょうか？）
　・・・・例えば、サスペンション・アームの車体側のピックアップポイントは、スフェリカルジョイント（機械工学上は、ピロボールとゆぅ名称の機械要素はありません。あれはスフェリカルジョイント＝球面継手或いは球面軸受と言います）が伝達する高周波の振動に耐える様には設計されていませんが・・・・（そしてこの部分を板増しなどで補強すると、今度はその周辺の応力が心配になります・・・・）。

>荷重の大きさに対応して、車体がばたつかない程度には補強した方が、ハンドリン
>グの安定性および車体の耐久性(クラッシュ時は除く)にとってはプラスとなる。た
>だし、車体を補強すれば、インプットに対するアウトプットが速くなるため、正確
>なコントロールが要求されるということです。

　開発の方向性に関しましては、我々が目指すモノと同一です（ただ、インプットに対するアウトプットが速くなるのは、剛性が高い車体の為のサスペンションではないからです。車体剛性に合わせたサスペンションを設計し直せば、素直な特性が得られます。勿論、バネやダンパ、スタビの交換やジオメトリ変更だけがサスペンション設計ではありません。近年では、車体の剛性も勘案したサスペンション設計が出来る様になりました）。

>車体を硬くして足を柔らかくするほうが、正確なハンドリングを得られるように感
>じるからです。

　御指摘の点は、正にその通りです。サスペンション設計者もバカではありません（時々信じられないマヌケもいますが・・・・A^-^;)。高い車体剛性は、より理想に近い特性のサスペンション設計を可能にします。
　問題はその車体剛性が、耐久上も衝突安全上も十分な検証を加えられたモノであるかどぅか？です。