18.サスペンションのスプリングに関する記述として、適切なものは次のうちどれか。
(1)エア・スプリングのばね定数は、荷重が大きくなるとレベリング・バルブの作用により小さくなる。
(2)はね定数が大きいスプリングは、小さいスプリングに比べてばねは柔らかい。
(3)金属ばねを用いたホデーの上下方向の固有振動数は、荷重が軽いときは大きく、荷重が重くなると小さくなる。
(4)エア・スプリングは、金属スプリングと比較して、荷重の変化に対してばね定数が自動的に変化するので、固有振動数は比例して大きくなる。
解く
(1)エア・スプリングのばね定数は、荷重が大きくなるとレベリング・バルブの作用により小さくなる。
乗り心地
乗り心地の良否を定める要素は主観的なものも含め多種多様で、これらを量的に表すことは困難であるが、その主な要素として数値的に取り扱うことができるものが振動である。
乗り心地は、ボデーの固有振動数に左右されるが、ボデーのの上下方向の固有振動数は荷重とスプリングのばね定数どの関係で決まり、このボデーの固有振動数がある程度大きくなると不快を感じる。
図は、金属ばねとエア・スプリングについて、荷重の変動に対してのばね定数及びボデーの上下方向の固有振動数の変化を比較したものである。、金属ばねの場合、ばね定数が一定であり、スプリングは最大積載荷重に耐えるように設計されているため、車両が軽荷重のときはばねが硬すぎて固有振動数が大きくなり、結果、乗り心地が悪くなってしまう。しかし、エア・スプリングでは荷重が小さくなれば、ばねも柔らかくなるため、固有振動数は大きくならず、軽荷重のときでも乗り心地がよい。
(2)はね定数が大きいスプリングは、小さいスプリングに比べてばねは柔らかい。
(3)金属ばねを用いたホデーの上下方向の固有振動数は、荷重が軽いときは大きく、荷重が重くなると小さくなる。
(4)エア・スプリングは、金属スプリングと比較して、荷重の変化に対してばね定数が自動的に変化するので、固有振動数は比例して大きくなる。
エア・スプリング
エア・スプリングは、空気の弾性を利用したスプリングで、内部のエアの圧力により荷重を支えており、ホイールの上下運動に応じ、伸縮してばね作用をするもので、べローズ型とダイヤフラム型がある。
長所としては、
・非常に軟らかいばね特性が、比較的容易に得られる。
・スプリングの硬さが荷重にほば比例して変化するので、空車時、積車時の乗り心地の差が少ない。
短所としては、
・圧縮エアを作るためのコンプレッサや、荷重によってエアの圧力を自動的に調整するレベリング・バルブなどが必要となる。
・前後、左右方向の剛性がないので、コイル・スプリングと同様にアクスルなどを支持するための機構を備える必要がある。
・上下動による振動を減衰する作用がほとんどないので、大容量のショック・アブソーバが必要となる。
よって答えは（3）
