サスペンションストラットベアリングとは

サスペンションストラットとベアリングは、路面からの衝撃を吸収し、動作をスムーズにすることで、搭乗者に快適な乗り心地を提供します。

サスペンションストラットは、クルマのハンドリングに重要な役割を担っています。このシンプルかつ非常に重要なパーツが、ドライバーや同乗者であるエンドユーザーの乗り心地の良さ、ひいてはクルマ全体の質感に大きな影響を与えます。

サスペンションストラットは、サスペンションスプリングコイルとダンパーで構成され、車軸と車体をつないでいます。車両走行時にはコイルが圧縮・伸長し、路面からの衝撃を吸収します。そのため、コイルは揺動と回転をする必要があり、静止しているトップマウントに対してこの動きを可能にするのがサスペンションストラットベアリングです。

サスペンションストラットベアリングは、その役割上、様々な要求があります。トップマウント・ベアリングの摩擦が大きすぎると、スティックスリップ現象が発生し、走行中にぎくしゃくした動きや振動が発生することがあります。性能面では、スティックスリップやジャダーが発生しないような、低くて一定の摩擦特性（トルク）が必要です。また、サスペンションの荷重をシャシーに伝えるために使用されるため、ベアリングの設計においてはこの点も考慮しなければなりません。

サスペンションストラットサブシステムが自動車の寿命まで滑らかな乗り心地を提供することができるかどうかは、サスペンションストラットベアリングに依存しています。

 

従来のサスペンションストラットベアリング

現在、サスペンションストラット用軸受は、鉄製の転がり軸受と樹脂製滑り軸受の2種類が主流となっています。滑り軸受は、その適応性の高さから普及が進んでいますが、それでも市場の8割以上をボールベアリングが占めています。ここでは、そのメリットとデメリットを詳しく見ていきましょう。

つまり、転がり軸受はトルク性能に優れ、滑り軸受はスペースと重量に優れたソリューションです。しかし、どちらの解決策を選んでも、エンジニアには何かしらの妥協が求められます。

サスペンションストラットベアリングの性能に関する考察

荷重、温度、腐食、NVHなど、すべてがストラットベアリングの性能に影響を及ぼします。さらに細かく分けると、各基準には性能に影響を与える可能性のある要因が複数存在します。さらに、各基準は互いに影響し合うため、ストラットベアリングの性能要件は複雑になっています。例えば、スポーツカーでは横方向の力が大きくなり、さらにラジアル方向の荷重がストラットベアリングに加わります。同時に、軽量化のトレンドにより、軸受にかかる全体的な荷重は減少しますが、これは、サスペンションシステムの要件に影響を及ぼす乗り心地の向上などの性能向上とバランスを取る必要があります。

サスペンションストラットシステムで利用可能なパッケージングスペースは、滑らかな乗り心地を実現するために重要です。ロードダイナミクスと乗り心地を最大化するためには、与えられたパッケージングスペースの中でストラットの移動量を最大化する必要があります。ストラットベアリングの中には、この重要なスペースを食いつぶしてしまうものがあります。ベアリングが厚くなればなるほど、ハンドリングと快適性において妥協しなければならなくなります。

寿命や摩耗も大きな問題であり、業界が直面するトップ5の課題の一つです。ボールベアリングは、その寿命の間に腐食やブリネリングに悩まされ、ノッキングやクランキングノイズ、ステアリングの硬直化などの原因となり、アライメント問題のリスクも高まります。

これらはすべて、エンドユーザーの体験や性能に対する認識、ひいてはブランドに影響を与える好ましくない結果となります。

サスペンションストラットベアリングに影響を与える、さまざまな変化

電気自動車（EV）の普及と自動運転への長期的な移行に対する要求はますます高まり、サスペンションシステムとサスペンションストラットベアリングに新たな要求が加わっています。エンジンがより静かになり、車内のノイズが内燃機関（ICE）によって隠されなくなるにつれて、NVHがより注目されるようになっています。部品はNVHを低減する必要があり、選定時にますます重要なポイントになるでしょう。現在、ボールベアリングにはNVHの減衰機能はありません。

持続可能性プログラムの加速は、一部の材料や潤滑油の使用が制限される可能性があり、また規制要件に影響を与える可能性があります。もう1つは軽量化で、これは何年も前から変化をもたらしているテーマです。電気自動車の航続距離を伸ばしたり、CO₂を削減したりするためには、自動車をより軽くする必要があることはよく知られています。これは、自動車の構成部品をより軽く、より小さくする必要があることを意味します。

現在の業界の課題

2016年、サンゴバン・ベアリングスのチームは、自動車用サスペンションストラット市場の調査を開始しました。その目的は、提供されている製品の詳細と、自動車メーカー（OEMやティア1サプライヤー）のニーズを満たしているかどうかを確認することでした。

市場の調査から始まったチームは、複数の展示会や顧客訪問を行い、主要な顧客と何度も面談を重ねました。その結果、サスペンションのストラットベアリングに求められるものはよく理解されているものの、既存のソリューションでは、上記のように全ての面では実現できていないことが明らかになりました。

業界は、利用可能なオプションに満足しているのでしょうか？いいえ、完璧には。お客様とのインタビュー、会話、業界のイベントなどを通じて、5つのポイントが何度も話題に上りました。現在の選択肢はすでにこれらを捉えていますが、完全ではありません。要約すると、1つのソリューションで実現するものはなく、その結果、より強固なソリューションを開発する機会があることがわかりました。まとめると、上位5つの課題は以下の通りです。

• 費用対効果：転がり軸受を滑り軸受と比較した場合、価格が非常に高額である。
• 軽量化・小型化：特に部品の厚みを薄くすることで、ダンパーのストロークが増え、乗り心地に直接影響するため。
• NVH軽減：転がり軸受の特性を評価する場合、ダンピング機能がないため、摩耗すると音や振動が発生する。
• 寿命性能の問題：転がり軸受を滑り軸受と比較した場合、腐食やブリネリングが発生する可能性がある。
• トルク性能：転がり軸受は、基本的には素晴らしいトルク性能を発揮するが、低温になると悪化する。また、従来の滑り軸受は、トルクが非常に高い。

では、これまで提示された問題を克服し、OEMやティア1を納得させるだけのソリューションとは何でしょうか。

ノルグライド・サスペンションストラットサブシステムの発表

新しいコンポーネント、サブシステム、あるいはコンプリートシステムを導入することは、OEMにとって挑戦的なことです。R&D、コスト分析、適正評価などの実証が必要です。どのようなソリューションであっても、それを検討するためには、複数のレベルで提供する必要があります。

このような課題を理解し、要求される性能を概説し、世界中の多くの専門家や顧客と話をすることで、サスペンションストラットベアリングに求められるものが明らかになりました。
2018年、ノルグライド・サスペンションストラットベアリングの開発に着手し、テスト用のプロトタイプの作成に着手しました。デザインはユニークである必要があり、新しく革新的であるだけでなく、業界の要求に耐えるベアリングを開発する必要がありました。

プラスチック部品と、ノルグライド・エンジニアが開発した独自のPTFEから作られたノルグライド・サスペンションストラットベアリングは、省スペースで軽量なソリューションであり、NVH軽減と一貫したトルク制御を提供します。継続的なテストにより、エンジニアは設計を改良し、性能に影響を与えるインプット（負荷、温度、トルク）を理解することができました。これは、お客様のシステムに合わせたサスペンションストラットベアリングを開発する際に役立ちます。私たちのアプローチは、エンジニアtoエンジニアでソリューションを開発することです。

ノルグライド・サスペンションストラットベアリングは、アプリケーションページで性能特性や試験結果についてより詳しくご紹介しています。

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