3リンクサスペンションは、3本のコントロールアーム(下側2本と上側1本で、通常は、アクスルを左右に中央に保つパナールロッドと組み合わせます)で、リジッドアクスルの位置を決めます。4リンクは、4本のコントロールアーム(下側2本、上側2本)を使い、上側のリンクの配置によっては、パナールロッドがまったく不要な場合もあります。追加の1本のリンクは、部品数以上のものを変えます。アクスルが干渉せずにどれだけねじれるか、システムが車体下にどれだけのスペースを必要とするか、そして、1本のリンクが壊れたときに、その構成にどれだけの冗長性があるかが変わります。
リンクの数と位置
名前は、その名のとおりの意味です。3リンクは、2本の下側コントロールアーム(前後の位置決めと駆動/制動の推力を担当)と、通常は片側にオフセットして取り付けられる1本の上側コントロールアームを使います。4リンクは、2本目の上側リンクを加え、アクスルに上側のコントロールアームを1本ではなく2本持たせます。紙の上での構造上の違いはそれだけですが、以下のその他すべてに波及します。
それぞれが横方向の動きをどう制御するか
ここが、2つの設計が、工学的アプローチで本当に分かれる点です。
- 3リンク(および平行4リンク):3リンクも、平行タイプの4リンク(4本のリンクがすべて、フレームと平行に、おおむね前後方向に走る)も、それだけでは、アクスルが左右に滑るのを止められません。どちらも、アクスルをシャシーの下で中央に保つために、別のパナールロッドまたはワットリンケージが必要です。
- 三角形配置の4リンク:上側のリンク(まれに下側のリンク)が、平行に走るのではなく、アクスルの中心線に向かって内側に角度を付けられている場合、その幾何学自体が、アクスルを横方向に固定します。パナールロッドは不要で、三角形配置のリンクが、その角度の副次効果として、その役割を果たします。
つまり、「4リンク」が自動的にセルフセンタリングになるわけではなく、三角形配置の種類だけがそうです。平行4リンクは、3リンクと同じパナールロッドが依然として必要です。
可動性:3リンクが本当に優位な点
4つではなく3つのピボット点しかないため、3リンクのアクスルは、極端なサスペンションストロークでも、どのリンクも互いに干渉することなくねじれます。技術者はこれを「ゼロバインディング」と呼びます。これは、一方のホイールが完全に圧縮されている間に、対角のホイールが完全にドループするロッククローリングや極端なオフロードにとって、本当の利点です。
4リンクは、自動的にこの問題を抱えるわけではありませんが、より影響を受けやすくなります。上側と下側のリンクが、ロッドエンド(ハイムジョイント)や、ねじれを吸収する三角形配置のジオメトリーではなく、固いブッシュを使っていると、極端な可動で、リンクがブッシュに対して干渉する可能性があります。三角形配置のジオメトリー、ロッドエンドジョイント、またはその両方を備えた、よく設計された4リンクは、これをほぼ解決しますが、3リンクが考えなくてよい、追加の設計上の制約です。
パッケージング:一部の車両が3リンクしか収まらない理由
3リンクのコンパクトな設置面積は、排気管、ドライブシャフト、狭いフレームレール、低い位置にある燃料タンクなど、車体下の狭い障害物の周りに通すのを、明らかに容易にします。4リンク、特に上側のリンクが内側に角度を付ける三角形配置のものは、上記のすべてを避けるために、より多くのクリアランスが必要です。一部の車両、特に幅の狭いオフロードプラットフォームでは、大規模な切断や移設なしでは4リンクがまったく収まらず、3リンクなら収まります。
冗長性:ほとんどの比較が見落とす点
3リンクには、アクスルの回転を制御する(加速時と制動時のアクスルラップに対抗する)すべての仕事をする、1本の上側リンクがあります。そのリンク、またはその取付ブラケットが壊れると、アクスルの回転制御が、バックアップなしで、即座に損なわれます。4リンクの2本の上側リンクは、その仕事を分担します。1本のリンクまたはその取付部に問題が生じても、もう1本がアクスルの回転を抑え続けます。3リンクを完全に避ける理由にはなりません(適切に作られた構成では、リンクの破損はまれです)が、可動性とパッケージングだけで両者を比べるときには、見落としやすい、本当の構造上のトレードオフです。
チューニングの複雑さ
リンクが1本増えるごとに、ジオメトリーの方程式の変数が1つ増えます。4リンクは、調整すべきこと(ロールセンターの高さ、アンチスクワット、ピニオンアングル)が増えますが、その同じ柔軟性のために、ジオメトリーを誤ることも容易になり、その修正は(特に三角形配置では)、通常、リンクの長さを入れ替えるだけでなく、フレーム側の改造を伴います。3リンクのより単純なジオメトリーは、計算が速く、1つの寸法を変えたときの意図しない副作用が出にくくなります。
3リンクと4リンクの比較一覧
| 3リンク | 4リンク(平行) | 4リンク(三角形配置) | |
|---|---|---|---|
| 下側リンク | 2 | 2 | 2 |
| 上側リンク | 1 | 2 | 2(内側に角度を付ける) |
| パナールロッドは必要か? | 必要 | 必要 | 不要 — セルフセンタリング |
| 可動性/バインディング | 優れている — バインディングなし | 良好。ジョイントの種類による | 良好。ジョイントの種類による |
| パッケージング | 狭いスペースに最も収めやすい | より多くのスペースが必要 | 最も多くのスペースが必要 |
| 冗長性(上側リンクの破損時) | 単一の故障点 | 2本の上側リンクが荷重を分担 | 2本の上側リンクが荷重を分担 |
| チューニングの複雑さ | より単純 | 計算すべき変数が多い | 計算すべき変数が最も多い |
| 一般的な用途 | スペースに制約のあるオフロードビルドのフロントアクスル | ドラッグ/ストリートでのパフォーマンス、けん引 | ロッククローラー、カスタムオフロードビルド |
どちらを作るべきか
- 3リンクを選ぶのは、車体下のスペースが限られていて、リンクがバインドしない範囲で可能な最大の可動性が欲しく、パナールロッドを使う(またはすでに持っている)ことに抵抗がない場合です。
- 平行4リンクを選ぶのは、2本の上側リンクによる回転方向の冗長性が欲しく、追加のパナールロッドとパッケージングの要件が気にならない場合で、けん引やストリートパフォーマンスのビルドでよく見られます。
- 三角形配置の4リンクを選ぶのは、パナールロッドを完全になくしたく、そのセルフセンタリングのジオメトリーのために、車体下のスペースとチューニングの複雑さを引き換えにしても構わない場合で、多くの専用ビルドのロッククローラーの標準的な選択です。
特にJeep Wranglerのビルドについて、この判断を検討している場合も、上記のトレードオフは引き続き当てはまりますが、車両固有の適合(燃料タンクのクリアランス、工場出荷時のフレーム幅、一般的なリフトの高さ)で選択肢はさらに絞られます。以下にリンクしたJeep専用のガイドをご覧ください。
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