車の体を支える構造には、頑丈な骨組みにボディを載せる「ラダーフレーム」と、ボディ自体で力を受け止める「モノコック」があります。同じように見える車でも、中身は別物。外見だけで判断できないのは、人間だけではありません。
今回は、この二つの構造と得意分野の違い、さらに「シャシー」「サブフレーム」といった紛らわしい言葉の意味をやさしく解説します。
ボディ、フレーム、シャシーは何を指す？
ボディは、人や荷物が収まる車体の部分。フレームは、車を支える骨組みです。シャシーは車台や足回りなどを指す呼び名で、どこまで含めるかは文脈によって変わります。まずは、客室の形と、力を受ける土台を分けて見てみましょう。
車体は、人や荷物の重さを支え、走行中の曲がりやねじれの力も受けます。その土台を、主に独立した骨組みで受け持つのがフレーム構造です。ラダーフレームは、左右の長い部材を横の部材でつなぎます。
一方、一般的な乗用車のモノコックでは、床や柱、屋根などを組み合わせたボディ全体で力を受けます。別の大きな土台に載せるか、体そのものを土台にするか。まずは、どこで力を支えているかの違いです。
シャシーも、話によって範囲が違います。ボディ以外の車台全体だったり、足回り、ハンドル、ブレーキなどだったりします。モノコックにも、走るためのシャシーの働きはあります。
ボルトくん
ボディは、上からかぶせるだけじゃないの？
ハグルマ先生
モノコックでは、そのボディも骨組みの仕事をしています。外側の見た目だけの部品とは分けて考える必要がありますね。
ラダーフレームは、はしご形の骨格にボディを載せる
「ラダー」は、はしごのことです。車体の下に、前後へ伸びる太い棒を左右に置き、横向きの棒で結ぶと、はしごのような骨格になります。そこへエンジンや足回りを取り付け、上にボディを載せるのが代表的な作りです。土台と、その上に載る部分が分かれているんですね。
間にゴムなどのボディマウントを入れる車もあります。固定しつつ、振動と動きを調整します。ジムニーも、骨格を補強するほか、方向ごとにマウントの硬さを変えています。
積載や悪路走行に対応しやすい理由
前後方向の骨格を横部材で結ぶ実車例。写真の形や荷重能力を、現行Jimnyなど別車種へ当てはめません。1973 Ford LTD Chassis (4838266476).jpg — Spanish Coches / 出典 / CC BY 2.0
別のフレームを土台にすると、大きな荷物や、何度も入る路面の力を受けやすく、上の荷台や車体も展開しやすいです。トラックや一部の悪路向け4WDで使う理由です。
ただ、悪路を走れるかは骨格だけでは決まりません。地面との隙間、タイヤ、足回りの動ける範囲、駆動方式も必要です。力の配分は4WDの種類と仕組み、地面について動く働きはサスペンションの構成と役割をご覧ください。
重量や床の高さとの兼ね合いがある
フレームとボディを両方作るので、同じような用途の一体式より、重さと高さが増えやすくなります。床、乗り降り、重心にも関わるので、使い方に合わせます。
ねじれや乗り心地は、ラダーという名前だけで決まりません。箱のような断面、横棒の配置、つなぎ方、材料で変形を抑えられます。マウントで振動を切ることも、快適さに役立ちます。
| 構造 | 荷重を主に受ける部分 | 比較する条件 |
|---|---|---|
| ラダーフレーム | 左右の縦材と横材からなる骨組み | フレーム、車体、取付部を含む質量と床位置 |
| モノコック系 | 床、柱、側面などを一体で働かせる車体 | 同じ大きさ・用途・積載条件での質量と構造 |
ボルトくん
ボディは、フレームへ直接くっついてるの？
ハグルマ先生
ゴムなどのマウントを挟む車もありますよ。止めるだけでなく、振動の伝わり方を整えます。
モノコックは、床や柱をつないで車体全体で支える
モノコックと呼ぶ乗用車は、床、ドア下のサイドシル、柱、屋根などを一緒に働かせます。溶接や接着でつなぎ、広い範囲で力を受けます。
薄い外板だけで支えるわけではありません。中に骨格と補強もあるので、殻だけの本来のモノコックと分け、セミモノコックやユニットボディとも呼びます。
空間と材料を効率よく使いやすい
Suzuki Alto GFのボディ構造展示。床、柱、屋根などがつながることを確認する例です。特定の板厚や溶接点数を写真から数えていません。Suzuki Alto (GF) hatchback, body in white (2010-10-16) 01.jpg — OSX / 出典 / Public domain
客室を囲む部分を、支える構造にも使えるので、重さを抑えつつ変形しにくくできます。床下に別フレームを重ねない分、床を低く、室内を広くしやすいのも特徴です。
ただし、全モノコックが全フレーム車より軽いとは限りません。大きさ、装備、衝突の設計、電池の量でも、車全体の重さは変わります。
サブフレームが付いていてもモノコック
Tesla Model Sの車台展示。前輪の内側には、サスペンションや操舵系を支えるサブフレームがあります。独立した車台で車全体を支えるラダーフレームとは、範囲が異なります。Tesla Model S subframe front 01.jpg — Alison Cassidy / 出典 / CC BY-SA 3.0
エンジンや足回りをまとめて支える別の骨格が、サブフレームやサスペンションメンバーです。モノコックへ、ボルトで付けるものも多いです。
部品をまとめ、組み立てやすくし、振動も調整します。車体全体を受けるラダーとは、役割と範囲が違います。位置はモノコックボディの部材と役割で確認できます。
ボルトくん
エンジンの下に骨格があれば、モノコックじゃないの？
ハグルマ先生
サブフレームかもしれませんよ。エンジンと足回りを支える部分で、車体全部を支えるラダーとは別です。
変形しにくさと、衝突時の守り方を分けて考える
GR Corollaのボディシェル。客室を囲む構造が見えます。The chasis of Toyota GR COROLLA RZ (GZEA14H-BHFRZ).jpg — Tokumeigakarinoaoshima / 出典 / CC BY-SA 4.0
剛性は、力を受けても形が変わりにくいこと。強度は、壊れたり変形が戻らなくなったりするまで、どれくらい耐えられるかです。似た言葉ですが、別の性質です。
衝突では、全部を硬くするだけでは足りません。前後は計画的につぶれてエネルギーを受け、客室は人の空間を保ちます。力を一か所へ集めず、複数の道へ分けることも必要です。
これは、別フレームでもモノコックでも同じです。名前だけで安全と決めず、その車がどう力を受けるかを見ます。
ボルトくん
全部硬い方が、ぶつかっても安全じゃないの？
ハグルマ先生
つぶれてエネルギーを吸う部分も必要なんですよ。人がいる部屋は守り、前後などで衝撃を受けるように作ります。
外板の傷と、骨格の損傷は別に確認する
ドアの表面やバンパーの傷だけで、骨格も傷んだとは限りません。反対に、小さなへこみに見えて、中までゆがむこともあります。
ラダーも、骨格やマウントが曲がれば走行と安全に関わります。モノコックも、場所に合う正規の直し方があります。直せるかは名前ではなく、寸法を測り、その車の基準と比べます。
事故後、まっすぐ走れない、ドアが開きにくい、タイヤの位置が左右で違うなどがあれば、走り続けず整備工場へ相談します。
ボルトくん
小さいへこみでも、中が傷んでることがあるの？
ハグルマ先生
見える傷だけでは分からないんですよ。事故後の直進やドアの変化は、走り続けずに点検を相談しましょう。
板の厚さと一緒に、形とつなぎ方を見る
紙も、平らなままより箱や筒に折る方が曲げにくいですよね。車体も、材料の位置、閉じた断面、つなぎ方が大切です。
箱形の部品を一つ足せば済むわけではありません。足回りから力が入る場所が、床と柱へ連続してつながり、車体全体が働きます。つなぎ目の変形も関わります。
だから、外の補強棒の本数と板の厚さだけでは比べられません。ねじれ、振動、衝突、さびへの強さなど、目的を分けて見ます。
ボルトくん
厚い板なら、どこも同じように丈夫になるの？
ハグルマ先生
形、材料、つなぎ方、力の道も大切ですよ。一か所を厚くすることと、全体がうまく働くことは別です。
よくある疑問
モノコック車にフレーム部材はない？
別の車台がないという意味で、中には骨格と補強があります。
ラダーフレームは必ず衝突に強い？
ラダーという名前だけでは、安全性は決まりません。つぶれて衝撃を受ける部分と、客室を守る設計を見ます。
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