緩衝装置について
緩衝装置にはその分類としてスプリング本体と、懸架装置に大分類されます。
スプリング本体はコイルスプリングやリーフスプリング、エアスプリングなどで、懸架装置というのは車軸の項でも述べましたリジッド式なのかIFS式なのかにより、4リンクあるいは3リンク式などのリンク方式だとか、レジャー用のトレーラーではあまり使われませんがウォーキングビーム式なのかまたはトラニオン式なのかなどの分類となります。
通常の場合、リーフスプリングを使用してそのリーフスプリングを車軸の固定にも使用するケースが多いため、リーフスプリングを使用する場合に於いてはあまり深く考えなくても良いのですが、それ以外のスプリングを使用する場合は、トレーラの下部に入り込む部分ですので慎重に考えなければ、思いの外高床になってしまったとか、最低地上高を規定よりオーバーしてしまったなどということにもなりかねませんが、設計を綿密に行うことにより、リジッドのリーフスプリングでは実現できないような低床化なども作れるのがリジッドリーフスプリング以外の魅力でもありますので、ご検討されてみては如何でしょうか。
以下より各スプリング解説を行っていきます。
スプリングについて
スプリングにはコイルスプリング、リーフスプリング、トーションバースプリング、ラバースプリング、エアスプリングなどが存在します。
コイルスプリングは接地面積を小さくできるなどのメリットがありますがコイルスプリング自体に車軸の固定能力がないため、コントロールアームやスイングアームなどの懸架装置が必要となり、その構造が複雑になりやすい傾向にあります。
また、後の項で述べますが、単軸の場合は問題がなくても、複軸になるとイコライズ機能を装備しなければならないためその構造が複雑になってきます。
良く考えられて作られたものであれば、バネ下重量の軽減がリーフスプリングの比ではなくなりますので、乗り心地の向上などにかなり有効な効果を期待することができます。
リーフスプリングの場合は車軸の固定をリーフスプリング本体で行うことが可能なため、その他の懸架装置に依存する部分を無くすることも可能で、簡単なシステムを構成することが可能です。
またイコライズ機能を配置することも比較的簡単ですので、短軸をはじめ複軸の車輌にも比較的容易にシステムを組むことが可能となります。
アームの代わりをスプリングが兼用するため、その剛性は強く取る必要があり、スプリングとして稼働する部分がある程度の重量を持つこととなるため、どうしても乗り心地の悪化などは避けられません。
簡単なシステムで済むため、トラブルの要因になるような部分も少なく設計できますが、通常は左右の車軸を連結したリジッド式としなければならないため、低床化を計った時などは設計の自由度に限界が出てきます。
トーションバースプリングはバネとなる軸の一方を固定し、残りの一方にアームを取り付け車輪を固定することにより、バネとなる軸を捻る事により緩衝効果を得るというスプリング形式で、バネ下の重量に当たる部分に該当するのは、ホイールやタイヤ、ハブなどの他は、車輪とスプリングを連結するアームのみとなるため、その作り方によってはバネ下重量を軽くすることができる他、スプリング自体が鋼製の棒状のものであるため、設置するに当たって、スプリング上方のスペースをあまり必要としないため、設計の自由度が広がります。
この方式の場合もイコライズ機能の設置にはノウハウが必要となるため、単軸の場合には簡単にインストールすることが可能でも、複軸になると容易にはいきません。
またトーションバースプリングに使用されるアームは、その回転運動の支点になる部分にスプリングが取り付けられるため、強度的にかなり高強度なものが要求されることとなります。
そのため、アームには強度と軽さを考慮した設計が必要となります。
ラバースプリングは、様々な使われ方があり、コイルスプリングの様に車軸とフレームの間に挟めてゴムの弾力を利用して緩衝効果を得る物、トーションバー的に使用する方法もあり、上図の様にアーム軸と左右を連結している軸の間にかまぼこ型あるいは三角形状のラバースプリングを設置し、アーム軸が回転することにより左右連結軸とのあいだの空間の形状変化を利用してそこに設置されているラバースプリングを圧縮し、緩衝効果を得ようとする構造のものとなります。
先述のトーションバースプリングはこの図中のアーム軸の片方（左右連結軸の中に入っている方）を固定しアーム軸自体のねじりによって緩衝効果を得る構造となっております。
ラバースプリングも複軸にする場合は、イコライズ機能を装備するためには何らかのリンク機構を装備しなければなくなります。
エアスプリングは、最近アフターマーケットに於いても多数の商品が存在し、その耐荷重もトラックなどに使われているものや、更に言えば列車などにも使用されるものもあり、様々な商品が用意されております。
構造の基本となるものは一部の金属とスプリング部分となるゴムですので、コイルスプリングやトーションバースプリングなどよりも素材の優位性より、スプリング本体の重量を軽くすることができ、更に末端形状が、エアスプリングの場合は平らなものが多く、ボルトで固定される形状のものがほとんどであるため、コイルスプリングのようにその末端形状に合わせたスプリングシートなどの製作の手間が不要となります。
更に乗り心地の優位性については、物流業界に於いて道路輸送の際にエアサス装着車でなければ運ぶことを認めていないビールメーカーもあることなどからもうかがい知ることができます。
複軸化のイコライズ機能については、左右輪ごとに、圧縮空気をバイパスすることにより、ある程度のイコライズ機能を有することができますので、複軸化も比較的容易なスプリングとなります。
ただし、空気という流体を使用している以上、エア漏れなどの不安はつきまとうこととなり、コンプレッサーを車輌に設置するのが常識となっているため、部品点数が増える事や、その機器に関わる配線や配管が必要となるため、複雑なフェイルセーフが必要となります。
また、圧縮エアーを使う以上、凝縮による水の混入は避けることができず、その水分を確実に取り除かなければ、寒冷地などでは配管内で凍結することなども考えなければならないため、配管内における水分除去対策も必要となります。
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