中心的な違いは、金属だけでなく、断面です。純正のプレス鋼のコントロールアームは、薄い鋼板を、開いたCチャンネルまたはUチャンネルの形にプレスし、箱形の構造に溶接したものです。チューブラーのコントロールアームは、DOM(Drawn Over Mandrel)または4130クロモリの鋼管を、切断し、閉じた円形の断面に溶接したものです。その閉じた丸い断面は、開いたプレスのチャンネルよりも、材料の単位あたり、曲げとねじれに、はるかに効率的に抵抗します。だからこそ、チューブラー構造は、オフロード、レース、高性能なサスペンション部品に、ほぼ普遍的に見られ、厳しい荷重の下でも、サスペンションの幾何形状を、より一貫して保てるのです。
それぞれが、実際にどう作られるか
プレス鋼:油圧プレスが、平らな鋼板を、CチャンネルまたはUチャンネルの形にプレスします。2つのプレスされた半体が、通常、箱形の断面に溶接されます。大規模に大量生産するのが安価で、まさにそれが、工場出荷時のほぼすべての日常使いの車と軽トラックで、デフォルトである理由です。
チューブラー(DOM/クロモリ):丸い鋼管 — 肉厚の公差が狭く、滑らかな内径を生む、冷間引き抜きの工程のDOM、または、より高い強度対重量比のための、4130クロモリ合金鋼 — を、長さに合わせて切断し、TIGまたはMIGで、三角形の構造に溶接し、ブラケットとボールジョイントのボスを溶接して、最終的な嵌合まで、機械加工します。
閉じたチューブの断面が、本当に重要な理由(単に「より強い金属」ではない)
これは、冶金ではなく、基本的な構造の幾何形状に帰着します。開いたCチャンネルまたはUチャンネルの断面、つまり、プレス鋼が成形される形状には、実際の弱点があります。一方向への曲げには、よく抵抗しますが、チャンネルの開いた縁が結合されていないため、比較的簡単にねじれます。閉じた円形のチューブには、開いた縁がなく、円周のどこに加えられた荷重も、断面全体で受け止められます。同じ量の材料で、閉じた丸いチューブは、開いたチャンネルよりも、ねじれ(ひねり)に、劇的によく抵抗します。それが、オフロード走行や激しいコーナリングが、コントロールアームにかける、軸外の、大きな角度の荷重に、チューブラーのアームが、よりよく耐える、実際のエンジニアリング上の理由です。それは、単に「鋼管が鋼板より丈夫」なのではなく、形状の利点です。
実際に感じること
- 荷重下での、より一貫した幾何形状。激しいコーナリング、制動、または加速の下で、プレスのアームの開いた断面は、わずかにたわみ、キャスター/キャンバー/トーを、少しずらすことがあります。より剛性の高いチューブラーのアームは、その幾何形状を、設定された位置により近く保ちます。
- より鋭く、より直接的なステアリングの反応 — 荷重下での、幾何形状のずれが少ないことの副産物。
- オフロードでの、衝撃による変形への、より優れた耐性。プレス鋼は、鋭い衝撃角度で、曲がる(あるいは、深刻な衝撃では、ひび割れる)傾向があり、よく作られたチューブラーのアームは、同じ種類の衝撃による歪みに抵抗します。
- 繰り返しの過酷な使用を通して、より一貫したタイヤの接地 — 周回ごと、衝撃ごとに、幾何形状の累積的なずれが少ない。
誇張しやすい点:ブッシュとジョイントが、仕事の半分をしている
プレス鋼を丸いチューブに替えることは、アップグレードの半分にすぎません。実際に、目立つ性能の違いをもたらす、チューブラーのアームのほとんどは、より剛性の高いチューブを、柔らかい純正のゴムの代わりに、より硬いブッシュ(ポリウレタン、デルリン、または球面(ロッドエンド/ハイム)ベアリング)と組み合わせています。柔らかいゴムブッシュは、騒音と振動をよく吸収しますが、荷重下で、アームの取付点が、わずかにずれることも許し、それが、より剛性の高いチューブが得る利点の一部を、打ち消します。柔らかい純正スタイルのゴムブッシュを、まだ使っているチューブラーのアームは、利点を十分には示さず、チューブとジョイントのアップグレードは、独立してではなく、連携して機能します。その組み合わせが、チューブの形状だけではなく、人々が実際に気づく、ステアリングの反応と、幾何形状の保持の向上を生み出します。
チューブラーは、自動的に、より軽いのか? いいえ — 具体的な設計を確認する
「プレス鋼の代わりにチューブ」が、自動的に、より軽いことを意味すると想定したくなりますが、それは保証されていません。単純なDOMチューブのアームは、純正のプレスのアームに近い重量になることがあり、軽量化は、特に、目的を持って設計された設計、多くの場合、より重いDOMチューブではなく、より薄肉の4130クロモリで作られたものから生じます。文書化された例として、特定のアフターマーケットのロワコントロールアームのプログラム(lsxmag.comの記事によるBMR)は、アーム1本あたり、約1.6kgの軽量化を達成しました。これは、特定の製品の実際の数字で、「チューブラーのアームは、Xポンド軽い」という一般的な規則ではありません。重量が実際の目標なら、チューブラー構造が、デフォルトでそこに連れて行ってくれると決めつけずに、特定のアームの仕様を確認してください。
実際にどう製造されるか
チューブラーのアームを作ることは、特定の製造手順です。DOMまたは4130クロモリのチューブを、長さに合わせて切断し、ボールジョイントのボスと取付ブラケットにTIG溶接し、その後、精密な嵌合のために、合わせ面を機械加工します。SYZ Machineは、オフロード、レース、UTV/SXSのサスペンションプログラム向けに、この工程で、特注の4130クロモリのアッパーとロワのAアームを製造しています。TIG溶接のチューブ構造で、チューブの肉厚は、アームの荷重要件に応じて、通常、0.095″〜0.156″の範囲です。原材料の側面(チューブの外径/肉厚/長さの仕様、溶接前にチューブの内径とロッドエンドのねじのサイズを、どう合わせるか)を知りたい場合は、SYZ Rod Endsの4130クロモリチューブのリファレンスが、より詳しく扱っています。これは、この構造の方法が、出発点とする材料です。
これらのどれも、チューブラー構造を、あらゆる用途にとって「正しい」選択にするものではありません。純正の車高の日常使いの車には、品質の良いブッシュを持つ、よく作られたプレス鋼のアームが、設計されたとおりの仕事を、何分の一かの費用で行っており、チューブラー構造が得るトレードオフは、厳しい用途(オフロード、リフトアップしたトラック、レース)での、強度対重量比と、幾何形状の保持であって、普遍的なアップグレードではありません。アルミと鋳鉄が、この全体像のどこに収まるかを含む、4つの材質の完全な比較は、チューブラー、プレス鋼、アルミ、鋳鉄のコントロールアームをご覧ください。
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