ハイミスアライメントスペーサーでバンプステアを修正する方法

How to Fix Bump Steer Using High-Misalignment Spacers featured image

まず安全を:今、車が、段差で引っ張られたり、急に向きを変えたりするのを感じている場合は、それは、ステアリングジオメトリの問題であり、高速で運転しながら診断するものではありません。以下の変更を行う前に、アライメントの確認を受け、タイロッドエンドとボールジョイントに、遊びがないか点検してください。高速道路の速度での、ステアリングジョイントの緩みは、バンプステアそのものとは別の、より緊急の問題です。

高ミスアライメントスペーサーでバンプステアを修正する方法のための、標準ワッシャーと高ミスアライメントスペーサーの技術イラスト
球面ボールの周りのクリアランスが、角度がついた状態でのバインディングを防ぎます。

はい、高ミスアライメントスペーサーは、バンプステアの修正に使えますが、スペーサー自体が、ジオメトリを直すわけではありません。それは、別の、より限定的な問題を解決し、取り付け点を、新しい高さに動かした後も、ロッドエンドが、自由に可動し続けられるようにします。実際の修正、つまり、外側のタイロッドのピボットを移動させ、その円弧が、ロワコントロールアームの円弧に、より近く一致するようにすることは、別のステップです。この2つを混同するのが、この種の構成で、最もよくある間違いです。

バンプステアの修正の、より幅広いメニュー(ジオメトリの確認、摩耗した部品の交換、プロによるアライメント)については、一般的なガイドをご覧ください。バンプステアを避ける方法。この記事は、そのリストの、1つの具体的な技法を、深く掘り下げます。

なぜ、標準のロッドエンドでは不十分なのか

高ミスアライメントスペーサーでバンプステアを修正する方法のための、バンプステア修正のワークフローの技術イラスト
推測するのではなく、測定して、繰り返し調整します。

バンプステアは、サスペンションが動く際に、タイロッドとロワコントロールアームが、異なる円弧を描くことで起こり、その不一致は、望ましくないトーの変化として現れます。標準的な対策は、外側のタイロッドのピボットの高さを動かして、その円弧が、コントロールアームの円弧と、より適切に揃うようにすることです。

問題は、すべてのロッドエンドに、最大のミスアライメント角、つまり、シャンクがハウジングに接触して、バインディングを起こす前に、ボールが回転できる角度があることです。バンプステアの曲線を直すのに十分なほど、標準のロッドエンドの取り付け点を動かすと、特に、サスペンションのフルストロークで、その角度を超えさせてしまうことが容易にあります。高ミスアライメントスペーサーは、ロッドエンドのボアに収まり、シャンクが、何かに接触する前に、より広い円すいの範囲で振れるよう、追加のクリアランスを与える、特別な形状のブッシュで、移動した位置を、機械的に使えるようにするものであり、その位置が、どこであるべきかを、決めるものではありません。

ミスアライメント角は、製品によって異なり、その数値は小さくありません。たとえば、GKTECHの高ミスアライメントのタイロッドエンドラインは、PTFEライナー付きのローズジョイント(ハイムジョイント)の、ミスアライメントを、一般的な純正タイプのタイロッドエンドの約60°に対して、64°と指定しており、5mmのシムによって、最大15mmのバンプステアの補正が組み込まれ、シャンクは、176 ksi(クラス12.9)の引張強度で定格されています。これらは、1つのメーカーが公表した仕様であり、業界標準ではありません。購入する、あらゆるロッドエンドの実際のミスアライメントの範囲は、その特定の製品の設計に完全に依存するため、「高ミスアライメント」が、固定の角度を意味すると決めつけず、メーカーの数値を確認してください。

調整のプロセス

高ミスアライメントスペーサーでバンプステアを修正する方法のための、正しい二面せん断の支持の技術イラスト
片持ちのボルト荷重と、緩いワッシャーの積み重ねは避けてください。
  1. 実際の車高から始める。車が、間違った高さで、ジャッキスタンドに載った状態で測定すると、バンプステアの補正は意味を持ちません。サスペンションに、運転時と同じように荷重をかけてください。
  2. 純正のタイロッドエンドを取り外し、メーカーの設計に従い、球面ベアリングの両側に、高ミスアライメントスペーサーを付けた、ロッドエンド/ハイムジョイントを取り付けます。
  3. 初期のピボットの高さを設定する。妥当な出発点は、タイロッドとロワコントロールアームが、同じような角度になる位置の近くですが、これは、最終的な答えではなく、最初の推測です。
  4. 推測せず、測定する。ホイールまたはローターの縁に、ダイヤルゲージを当て、車高でのトーを記録し、その後、サスペンションを、バンプ方向に約1インチ、ドループ方向に約1インチ動かして、各位置のトーを記録します。
  5. 誤差の方向に基づいて、スペーサーのスタックを調整する。圧縮時に、トーがアウトに変化する場合は、ほとんどの製作者が、ピボットを下げます(ジョイントの上に、シムを追加します)。インに変化する場合は、ピボットを上げます。実際に使用するストローク全体で、トーの変化が最小になるまで、繰り返します。よく引用される目標は、合計で0.030インチ未満ですが、これは、サスペンションのチューニングの議論から得られた、実用的な目安であり、公表されている工場の公差ではありません。
  6. 規定のトルクで締め、確実にロックする。調整用のねじ部には、摩擦だけでなく、ジャムナットまたはロックワイヤーを使います。
  7. プロのアライメントで仕上げる。タイロッドのピボットを動かすと、トーが変わり、キャンバーが、わずかにずれることもあるため、アライメントの技術者が、最終的な数値を承認するまで、作業が完了したとは見なさないでください。

「5mmのスペーサーを使う」という、普遍的な答えはありません。正しいスペーサーの厚さは、特定のラックまたはステアリングアームの高さ、車高の変化、コントロールアームのジオメトリ、実際に使用するサスペンションのストロークの量によって決まり、GT86に対する、GKTECHのキットが公表している、5mmのシムの結果は、そのシャシーの数値であり、あなたの構成のための、規則ではありません。

してはいけないこと

即席のスペーサーとして、一般的な平ワッシャーを、ハイムジョイントの下に積み重ねないでください。適切な高ミスアライメントスペーサーは、ロッドエンドの可動範囲を保ち、荷重を正しく分散させるように成形されており、標準のワッシャーを積み重ねても、そのどちらも果たせず、ジョイントが、耐えるように設計されていない曲げ荷重を、ステアリングナックルやアームに導入する可能性があります。設計が許す場合、二面せん断の取り付け(1本のボルトで、片持ちにするのではなく、ロッドエンドを、両側で捕捉する)は、ステアリング用途に、より寛容な構成です。

実際の製作例と、実際の警告

MINI Cooper(R53)のオーナーは、コイルオーバーで車を下げた後に、North American Motoringフォーラムで、まさにこのプロセスを記録しました。純正のタイロッドは、元の高さにとどまっていた一方で、ローダウンされたコントロールアームが、ジオメトリを平行から外し、バンプステアを生じさせました。解決策は、ハイムジョイントと、スペーシングリングのスタックを使った、カスタムのタイロッドアセンブリでした。試行錯誤の後、「スペーシングリングを1つ外して、ハイムを、ほんの少し上げたら、それが魔法のポイントだった」と述べており、その後、バンプステアとステアリングホイールの振動が、どちらも、はっきりと減少しました。

同じスレッドには、似た構成を使っている、別のユーザーからの、鋭い警告が含まれています。「そのハイムジョイントが、緩んでいないか、約200マイルごとに、注意深く見ておくこと。ベアリングカバーがあってもなくても、公道では、長持ちしない」。これは、1人のフォーラムメンバーの個人的なメンテナンスの習慣であり、メーカーが指定した間隔ではありませんが、真剣に受け止める価値のある、現実のパターンを反映しています。公道で使われるタイロッドの、露出したハイムは、専用のレース用途の同じジョイントよりも、はるかに多くの汚染にさらされ、密閉された純正のタイロッドエンドよりも、頻繁に点検する必要があります。

シナリオ別の当てはめ

状況 一般的な必要性 重要な考慮事項
ローダウンした公道用の車 コントロールアームの円弧に再び合わせるために、タイロッドのピボットを下げる 補正は、通常、特定のローダウン量に対して、固定量で、一度測定し、確認すれば完了
リフトアップしたオフロードトラック タイロッドのピボットを上げる より大きな補正は、高ミスアライメントスペーサーなしでは、標準のロッドエンドのミスアライメントの範囲を超えることがある
車高調整が可能なレースカー 各車高設定で、再確認する ある車高で正しいスペーサーのスタックが、別の車高では、正しくない場合がある

関連記事: バンプステアを避けるには? · サスペンション設計における瞬間中心とロールセンターの理解

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Danny Ni エンジニアリング&機械システムのライター
Danny Niは、SYZ Machineでエンジニアリングを専門とするテクニカルライターで、機械部品、リンケージシステム、実際の用途に即したエンジニアリングを得意としています。アフターマーケットの車両部品、産業用ジョイント、機械の原理を扱い、複雑なエンジニアリングの概念を、エンジニア、製作者、業界のバイヤーに役立つ実践的な知見へと落とし込んでいます。

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ハイムは、ブッシュのたわみを減らし、荷重下でのキャンバーとトーを、より再現性のあるものに保ち、ドライバーに、より直接的なフィードバックを与えることで、サーキットでの精度を向上させます。ゴムブッシュは、騒音、衝撃の硬さ、耐久性の面で、依然として役立ちます。サーキット向けの構成では、ジオメトリの精度が、最も重要なピボットのみを、換装することがよくあります。