車体振動の原因は…

お疲れ様です。整備の谷地中です。

2月も半分を過ぎて、八戸では“えんぶり”の季節に入りました。この季節になると八戸は春までもう少しです。

さて、今回の患者さんはJB23のジムニー。総走行距離は17万㌔の車両です。

 結構距離が延びています。

お客様のご依頼は、“走行中にクルマの車体が振動するので診て欲しい。60㌔を超えるとはっきり分かる”との事。お車を引取りして、そのまま試運転へ出発。結果は…

①お客様の訴える通り、60㌔を超えると車両の床に伝わる細かい振動が発生。

②60㌔から、更に速度を上げると振動が強くなる。

③アクセルペダルを放すと振動は弱くなる。

④ステアリングに振動は出ていない。

⑤4輪駆動にしても振動の強さ、速度域は変わらない。

上記の結果から不具合箇所を推察しますと、⑤の結果で前のプロペラシャフトの不具合は除外されます。④の結果からステアリング系の不具合も除外。②の結果からタイヤ&ホイール系での不具合の恐れは低くなります。で、③の結果からトランスミッション↔︎トランスファー間での不具合を疑い、リフトアップし車両を点検します。

 不具合箇所見つけました!

この部品はトランスミッションとトランスファーを繋ぐプロペラシャフトです。一般的にプロペラシャフトは1本、または4輪駆動車の場合は2本使っているのですが、現車のジムニーは3本使われています。

 プロペラシャフトの部品図です。

部品図の1番上が今回不具合が発生したプロペラシャフトで、真ん中がフロント側のプロペラシャフト、1番下がリヤ側のプロペラシャフトです。

画像の赤い囲みの部分、 “スパイダージョイント”という部品でプロペラシャフトの角度を吸収してシャフトをスムーズに回転させるために重要な部品なのですが、スパイダージョイントに4個付いているベアリングのうち、1個のベアリングが破損してガタが発生していました。この部品が破損するとプロペラシャフトがスムーズに回転出来ず、振動が発生してしまいます。今回の症状はプロペラシャフトジョイントの経年劣化による振動でした。

本来ならスパイダージョイントだけを交換すれば良いのですが、破損したプロペラシャフトだけはスパイダージョイントの単品供給がないので、アセンブリ交換になります。

部品の構成。ご覧の通りです。

画像の青い囲みがスパイダージョイントです。3本あるプロペラシャフトの内、前と後のプロペラシャフトにはスパイダージョイントの単品供給があるんですけどね…

お客様へ車両の状況を説明し、了解を得て新品のプロペラシャフトに交換します。

 現車の下廻り

 交換作業中…

作業領域が広い様で少し狭いため、左側のトランスファブラケットを外すと楽です。

 外れました。

現車はAT車で、シャフトを外すと少しATFがこぼれますが、組付後に補充します。

 破損部品(左)と新品(右)

 破損したベアリング

この後車両を復元していきます。

 新品シャフトを取付

 トランスファブラケットを取付

車両をリフトダウン後、作業中にこぼれてしまったATFを補充。試走を行い症状の完治を確認し納車となりました。

 

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車体振動の原因は…” に対して13件のコメントがあります。

  1. 中村 友 より:

    コメント失礼します。
    当方、FJクルーザーに乗っているのですが、車体の振動に悩まされてネットサーフィンしているうちにこちらのブログに行き着きました。
    症状からして酷似しているのですが、当方の場合
    (アクセル4/1位にて走行→トップギアにかかる前位の高めのギアに変わる際の回転数が下がった時に軽く振動→時速60Km、回転数1000rpm位で本震→そこからアクセル開けるor離すと治まり、それ以降の高速走行では振動無しでした。
    素人なりに、消去法で四駆走行にて振動確認、ホイールバランス、エンジン、ミッションマウント交換等行ったのですが症状改善ならずでしたので、プロペラシャフトアンバランスかなぁーと思ってはいたのですが、やはり高額商品の為確実な原因を探っていたところです。
    現状、アライメント調整をを試していないのですが、大袈裟に狂ってる訳でもなさそうで、強いて言えばフロントのキャンバー角が逆ハの字かなと、、、
    写真でありますように、目視で分かる様な破損が見えず、動かしてもガタがわからない際はやはり外してみた方がいいのでしょうか?

    1. 谷地中洋 より:

      中村様、コメントありがとうございます。
      私の過去の経験だと、フォードエクスプローラー(年式2003年位)の車体振動(45〜55Km/h)の修理をした際に、目視では異常が見られないのに外して点検してみたら、フロント側のプロペラシャフトのスパイダージョイントが固着(全く動かない)していて車体振動が発生していました。ちなみに、現車のスパイダージョイントにはガタはありませんでした。
      頂いたコメントの内容から、プロペラシャフト系に何らかの問題が発生している感じはあります。
      スパイダージョイントの中には、ニードルベアリングという、針の様に細いベアリングが使われてていて、そのベアリングがプロペラシャフトの回転脈動を吸収しています。ただ、スパイダージョイントのニードルベアリングの良否判定は、車両から外してスパイダージョイントを動かしてみないとプロでも正常な判断は出来ないと思います。私も日常の作業の中で、目視や触診で判断出来ない場合には、面倒でも車両から外して単体での点検を行なっています。
      中村さまの言う通り、プロペラシャフトは高額な部品ですので、振動発生原因の確実な結果を掴みたいですよね。プロでも難儀する症状なのに、ご自身で故障診断作業をされている事に感服致します。
      もし、ご自身で車両からプロペラシャフトの脱着を行う場合には、見た目より重量がある部品ですので作業中のケガにご注意下さい。あと、車両から取り外す前にマーキングをして、組付の際に元の位置に戻せる様な準備をして作業する事をお勧めします。

  2. 根岸 より:

    初めまして。コメント失礼します。
    JZX110マークⅡ(マニュアル)に乗っていまして、
    自分の車も40~50km/hで振動が出ており、困っております。
    時々ですが、ほとんど振動しない時があります。
    雨の日やその翌日などに特に振動が大きくなる感じがしております。
    車体に振動があり、ステアリングに振動は伝わってきません。
    ギヤを変えても同じ速度なら振動します。
    振動している時にクラッチを切っても、加速中でも減速中でも同じように振動します。

    整備工場で話したところ、マウントが劣化しているからだと思う。との事で、
    エンジンマウント、ミッションマウント、デフマウントを新品に交換したところ、
    振動が収まるどころか、余計に振動が大きくなってしまいました。
    整備工場の方は、これ以上はうちでは分からないな~。言われてしまいました・・・
    マウント類交換前は、気にはなりますがそれほど大きな振動ではありませんでした(汗
    以前、別のところでデフのファイナルギヤのギヤ鳴りを直してもらったので、デフでは無いと考えています。

    リヤをジャッキアップして空転させると低速からでも少し振動があります。
    (危険なのであまり速度は上げていません。)
    ドラシャを交換し、リヤのハブASSY交換、リヤキャリパー交換、ブレーキローターの交換、四輪アライメントをとりましたが改善されませんでした。
    プロペラシャフトかミッションの不具合の可能性があるのでしょうか?

    次にどこを見たら良いのか分からなくなってしまい、藁にも縋る思いでコメントを入れさせて頂きました。
    お忙しいところ質問してしまい申し訳ありませんが、お手隙の時にご返答頂けると助かります。

    1. 谷地中洋 より:

      根岸さま
      コメントありがとうございます。また、詳細な症状と作業経過の記載を拝見させていただきました。かなり苦労されていますね。プロが匙を投げた症状に立ち向かう姿に感服致します。
      現車を確認出来ていませんので何とも言えないのですが、症状発生時の速度域と、これまでの作業経過から、自分ならプロペラシャフトのセンターベアリングのマウントブッシュを疑います。
      なぜなら、①ギアを変えても発生する速度域は変わらない→((ミッションから後側(プロペラシャフト)は速度が変わらない限り回転数は変わらないです)) ②走行中にクラッチを切っても変わらない→(路上を走行している限り、クラッチを切ってもプロペラシャフトはタイヤ側から回転させられます) ③加速中でも減速中でも変わらない→(当たり前ですが加減速中でもプロペラシャフトは回っています) ④ドライブシャフトは交換済み→(FF車ではサスペンションの上下動とステアリング操作に追従しなければならない都合上、インナージョイントに可動域が広い部品が使われていて、稀にインナージョイントの不具合で振動が出るケースはありますが、現車はFR車。FR車のインナージョイントはサスペンションの上下動に追従出来れば良いので、それ程可動域が広い部品は使われていない車両が殆どです。不具合要因から一旦除外しても良いと判断します) ⑤エンジンマウント、ミッションマウント、デフマウントを交換したら症状が酷くなった→(エンジンの搭載位置とデフの搭載位置は正規の位置に戻った)
      特に⑤の状況ですが、FR車を真横から透視したとして、エンジンの出力軸からミッション、デフまで、基本的に直線になる様に各ユニットが搭載されています。(例外もありますが…) エンジンの搭載位置とミッションの搭載位置、デフの搭載位置が正常な位置になっても、プロペラシャフトの搭載位置がズレていれば(下がっていれば)、そこがミッション以降の回転に抵抗を発生させ、振動に繋がる恐れがあります。プロペラシャフトのセンターベアリングブッシュは、プロペラシャフトの重量を支える機能とプロペラシャフトが発生する振動を吸収する機能があります。ブッシュの現物を観察すると解るのですが、非常柔らかいゴムが使用されていて、経年劣化で硬化して振動吸収出来なくなってしまって、振動発生に至ってしまった車両は多いです。
      以上の事から、症状改善の為にプロペラシャフトのセンターベアリングブッシュの交換を検討して頂ければと思います。
      過去事例では、プロペラシャフトのスパイダージョイントのベアリングの不良で同様の速度域で振動が発生していた車両もありますので、プロペラシャフト全体の点検もお願い致します。
      ※110系のマニュアル車のセンターベアリングブッシュの部品番号は、“37230-59015”、部品名称は“センターサポートベアリングASSYNo.1”です。
      注文の際には部品番号が変更になっている場合がありますので、地元のトヨタモビリティパーツさんに確認の上、注文をお願い致します。

      1. 根岸 より:

        ご返答感謝致します。
        とても詳細な分析と説明を頂き感謝しきれません。
        センターベアリングの交換をしてみようと思いますが、圧入との記憶がありますので、趣味程度の技術では難しいと感じます。
        まずはトヨタディーラーで部品と整備図の確認をしてきたいと思います。
        進展がありましたらコメントを入れさせていただきます。
        貴重かつ丁寧なアドバイス本当にありがとうございました。

        1. 谷地中洋 より:

          根岸さま
          自分の見解が症状改善のお役に立てれば幸いです。
          良い報告をお待ちしております。

          1. 根岸 より:

            お世話になっております。
            先日はアドバイスを頂きまして、ありがとうございました。

            センターベアリングブッシュが怪しいとの事で、交換の見積もりを取りましたら、3万円ほどかかるとの事でした。

            自分の車は元々AT用のぺラシャを加工してMTの長さにしているものですので、センターベアリングブッシュを交換して直らない場合、ぺラシャ自体を疑う事になりそうだと判断いたしました。
            そこで、新品のペラを購入しようとしましたが、既に廃盤となっており、入手できない状況です。
            中古で色々探しましたが見つからず、オークションでセンターベアリングブッシュが生きているAT→MTの加工品が出品されていたので、購入し交換しました。
            センターベアリングブッシュのみ交換との差額3万5千円ほどでしたが、これで解消されるか、又は振動の速度域や振動の大きさに変化があれば原因の特定ができると思い、思い切って今回の対応となりました。

            肝心の結果ですが・・・

            見事に振動が無くなりました!
            乗る度に悩まされていたのが嘘のようです。

            取り外したペラシャのセンターベアリングブッシュを見ると、明らかに劣化し、硬くなって酷いヒビ割れも確認できました。
            『センターベアリングブッシュが原因だった可能性が非常に高い』との結論に至りました。

            的確なアドバイス、本当に本当にありがとうございました!
            心より感謝いたします!!!

          2. 谷地中洋 より:

            根岸さま
            コメントありがとうございます。
            大変ご苦労されていた症状が改善されて良かったですね。
            自分の経験が症状改善の手助けになったのは、仕事の励みになります。
            こちらこそありがとうございました。

  3. 山中 より:

    初めまして。記事を読ませていただきました。コメントをよろしくお願いします。
    当方、JB23の平成11年式の24万キロ走行のATに乗っております。完全ノーマルです。
    ここ1か月ほど前から走行時、床下からの振動のリズムと同じような、ビビリ音が出ていて困っています。
    気になるビビリ音が出ているのが助手席後ろのハメ殺しガラス近辺で耳を澄ますをなんとなくリアの空間、車体全体からも聞こえているような感じです。
    振動が出るポイントは、走行中、速度は関係なくエンジン回転数で2400近辺で
    そのような振動が出ます。特に負荷がかかっている時の1~4速で出ます。アクセルがパーシャルの時も出る時があります。逆に負荷がかからない減速時、下り坂だと出ません。
    ニュートラルで2400で吹かしても出ません。
    後部内装類を外しても、変化はなく同じ感じでビビリ音が出ています。
    冬タイヤに交換しても、変化はありません
    先日、こちらの記事に辿り着き、スパイダーの劣化で振動という内容をみて
    早速、スパイダーの部分をチェックしたところ、記事に画像と同じような状況に
    なっていました。場所はNO1の後ろで、ゴム?パーツが切れていて、金属面が露出
    していました。画像ほどの錆はなくまだ銀色をしています。
    これだ!と、思い部品の交換を考えたのですが、試すには思いのほか高く・・・・
    やはり、この振動、ビビリはプロペラシャフトの不具合の可能性が高いのでしょうか?
    どちらにしても交換は必要だと思うのですが・・・

    参考に当方のJB23のここ4年3万キロの部品の交換状況ですが
    リビルトエンジン交換、マウント類交換、排気系は、エギゾーストからマフラー出口まですべて交換、ロアアー、ショック等も全て交換してあります。
    ただ、エンジンから後ろのパワートレーンは、ハブベアリング以外、手付かずです。
    車自体は、事故車でもなく、山登りもしておりません。

    何かアドバイス頂けたらと思います。ぜひ、よろしくお願いします

    1. 谷地中洋 より:

      山中さま
      コメントありがとうございます。なかなか難解な症状ですね。
      プロペラシャフトのスパイダージョイントのブーツに破れがあるとの事ですが、症状発生の速度域が限定されずに、特定のエンジン回転域、それも負荷がかかった時に症状が発生するとの事ですので、一度外してジョイントの点検をして、異常が無いのであればプロペラシャフトの不具合からは一旦離れて考えても良いと思います。
      なぜなら、プロペラシャフトはトランスミッションで減速された回転数で回転しますので、プロペラシャフトの不具合が振動発生の原因であれば、1速でも4速でも症状発生の速度域は限定されると思うからです。プロペラシャフト以降の回転部品に不具合があるとしても、症状発生の速度域が限定されないのは別な部位に不具合を抱えている恐れがあると考えます。
      2400rpm近辺の負荷時に症状が発生するとの事ですが、スパークプラグ、イグニッションコイルの点火系の部品は点検済みでしょうか?現車で2400rpm近辺となればターボの過給が始まったいると思われますが、過給時の点火はアイドリング時より多くのエネルギーを使いますので、プラグやコイルが正常でなければ正しい点火を行えません。プラグとコイルは外観上の異常を発見出来なくても、走行すると異常が発生する場合もありますので、点火系は未点検であれば、一度、点火系の点検をお願い致します。もし、異常がありプラグやコイルを交換する場合には、可能なら純正品、社外品ならNGKの使用をお勧めします。(後々のトラブル防止の為)
      他に、ATのメインテナンスの状況はどうでしょうか?総走行距離が24万㌔との事ですので、ATFの交換は何度か行っているかと思いますが、経年による内部の磨耗によって、ジャダー(クラッチ等の部品が磨耗によって細かい断続を繰り返す現象)が発生し、それが振動を発生させている恐れもあります。可能であれば、ATのオイルパンを外して、外したオイルパンにクラッチの摩擦材の欠片や、異常な金属粉が残されたていないか?点検してみて下さい。
      現車確認が出来ていない状況ですのでアドバイスはこの程度になってしまいますが、参考にしていただければと思います。

      1. 山中 より:

        ご回答ありがとうございます。
        プロペラシャフトですが、昨日外してみましたところ、ガタや渋い感じはなかったです。お話し通り関係が無かったようです。
        点火系については、カムカバーパッキンの不具合から、プラグホールがオイルで浸かっていたため、コイル(純正)とプラグ(NGK)は、新品で
        6月頃に交換しております。
        残る、24万キロ走行のAT本体ですが。
        3万キロ前にストレーナーを交換した際にオイルパンを見てみましたが
        磁石には金属粉が剣山のようについていた覚えがあります。
        ATでもジャダーが起こるとは・・・勉強になりました。
        ATは来年夏にはリビルトへの交換をしようと考えていますので
        その際は結果を報告させていただきます。

        ところで、プラグのお話ですが、純正もしくはNGKと指定されておりますが
        他のデンソーやチャンピオン等のプラグはよろしくないのですか?
        少し興味がありますのでお聞かせ願えれば・・・

        1. 谷地中洋 より:

          山中さま
          返信ありがとうございます。
          自分の見解が症状完治に繋がる事を祈ります。
          プラグの件ですが、純正かNGKの使用をお勧めした理由は、自分のプライベートと業務での経験からです。
          自分は自動車が好きで整備士になり、プライベートでは自分で自分の車を整備してジムカーナ競技に参加し、業務では輸入車の整備経験が13年、今の会社に入社して7年、今は国産車を主に仕事をしております。
          ジムカーナ競技に参加していた際にはチューニングショップさんのお勧めするままにデンソー製のプラグに交換したら、1週間でプラグの碍子が折損しミスファイア。(締め付けトルクはトルクレンチで管理していたのにも関わらず…)
          ここでデンソー製のプラグに疑念を持つ様になりました。
          業務の中では、ドイツのメ○○○○・ベ○○のW126型のエンジン不調を整備していた際に、周辺部品には何も異常が無い状況で、純正で付いていた、それ程磨耗していないチャンピオン製のプラグから、現車に対応するNGKのプラグに交換したら、嘘の様にエンジン不調が完治した、という経験があります。(その後、メーカーのサービスインフォメーションで、日本市場においては、“チャンピオン”と“BERU”製のプラグは使わない様にとお達しがありました)他には、ドイツのオ○ル社の“ヴィータ”という車で、ボッシュ製プラグのカブり症状が改善されず、メーカーの指定ではないNGK製プラグに交換したら全く症状が出なくなった経験があります。
          ※輸入車においては、本国の使用環境と日本市場での使用環境がかなり違いますので、たまたま日本市場の使用環境にNGK製のプラグが合致していたのだとは思いますが…)
          国産車ではワゴンRに代表される軽自動車で、デンソー製のプラグは耐久性が低い様に感じます。軽自動車は通常の使用環境において、同じ速度でも普通車よりエンジン回転が高いのでプラグへの負荷が大きいです。大体同じ年式、総走行距離でも、デンソー製プラグを使用している車両とNGK製プラグを使用している車両では、点火系に起因するトラブル発生の頻度がデンソー製プラグを使用している車両が多い様に感じます。
          ※あくまで個人的な意見です。
          点火コイルにおきましては、近年、部品商さんに点火コイルを注文すると、社外の安価ブランド部品が供給されるのですが、今年の春に点火コイルの不調で社用車(カローラアクシオ)の点火コイル(安価なブランド品)は半年もしない内に点火コイルの不調によるミスファイヤが発生。NGK製のコイルに交換したところ、半年経っても不調はなく、日常業務に使用しております。
          ※部品商さんに聴いたところ、点火コイルの社外ブランド品が起因するクレームは増えているそうです。
          以上が純正又はNGK製をお勧めする理由です。数値化するのが一番良いのですが、使用環境によって数値も変わりますので、一概に“純正品とNGK製以外はダメ!”とは言えませんが、使用する部品の選定の際には参考にしていただければと思います。

  4. 山中 より:

    コメント大変に勉強になりました。ありがとうございます。
    自分は大昔に車を教わった先輩に「プラグは絶対にNGKいしとけ」と言われてから
    数十年、理由もなくNGK信者でした。お話を聞いて、先輩を信じて良かったと痛感しております。よく部品屋さんでプラグを頼むとデンソーが安いからとか勧められてました。
    頑なにNGKを頼んでましたが、6本とか8本だと明らかに安いデンソーに傾きそうでしたが・・

    コイルはNGKの存在も知っておりましたが純正を使ってましたが、これから、点火系
    は全てNGKで行こうかと思います。ちなみにプラグコード時代はNGKオンリーでした。

    良いお話しありがとうございました。

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