バイクの乗り方　Vol.5：「セルフステア・曲がるの正体①」の巻

前回、さらりと以下のことを言いましたが、端折りすぎかと思い、補足することにします。

＞バイクのメカニズム的に言うと、タイヤのグリップ力を、キャンバースラストとサイドフォースの２つの内向力配分が変わる領域と言えるかと思います。





バイクはどうやって曲がってゆくのか？を操る側からの流れで見てきましたが、セルフステアを使うのが私流です。するとセルフステアはなぜ働くか？を理解しないと、なかなかその「利かせ方」が分からないということに成ると思います。

セルフステアはバイクを傾けると、フロントタイヤに舵角が付いて、旋回を始める・・と見えますが、最初にシーケンスを明かしたように、

①ライダーが、②バイクを曲がりたい方に傾けると、③バイクの質量のリア：フロントは７：３ぐらいの割合ででリアタイヤが主体に（イメージですが）車体重心とタイヤ接地点のモーメントにより、リアタイヤのキャンバースラストをメインに内向する（コイン転がしのクロソイド曲線の例）と、④その動的慣性力の行きたい方（リアタイヤの旋回方向）に、⑤追従する最も転がり抵抗の少ない舵角にフロントタイヤがステム軸（三つ又）の回転により舵角が生じて、⑥フロントタイヤはキャンバースラストと若干のサイドフォースを加えて、バイクの内向力に合流する・・・と言うイメージ。

その土台の概念を、割とざっくりではあるものの、多くの人にはとっつきやすく解説していたブリジストンの2輪タイヤのコーナを紹介しておきます。
＜タイヤの役割＞
タイヤの働きが、バイクの運動を生かす、、という視点で開発されているので、当然ながら重要ポイントが踏まえてあります。ぜひ一旦こちらを見ておいてください。






次に、セルフステアが起きる理由についてのメカニズムについての構造説明をしておきたいと思います。（ブリジストンさんのページの中のグラフも使って、勝手に解説を加えます。）

１．バンク角によるキャンバースラストの非線形特性（グラフ１）


タイヤの最大グリップは、ゴムの特性上か、5～8％ぐらいのスリップ率をピークに急減しますが、その手前の段階として、バンク角の深さとキャンバースラスト成分による内向力は、大体30度ぐらいを境に、発生力は落ちて行き、公道での路面μとコーナリング速度のバランスで、45度のバンク角を発生させているとき、に、タイヤをつぶす荷重状態に持ち込めれば、車では難しい旋回しつつの最大加速グリップが得られます。）


２．公道走行での妥当な、バンク角範囲（グラフ２）


このグラフでは、バイクのバンク角で発生する旋回力の合成関係が分かります。
バンク角30度ぐらいまでは、ほぼキャンバースラスト力で内向力を賄っていますが、それ以上になって来ると、フロントタイヤの舵角によるサイドフォース（スリップ率が出てくる）を使って、旋回力を上げている（私はラジアルタイヤの誕生以降、これが大きくなって行き、現在のSSは深いバンク角と舵角を許容するハイグリップなタイヤの出現と相まって、その領域が楽しめる。しかし、考えてもらいたいのは、あくまでグリップ有っての話で、サイドフォースを使いだすと、スリップ率が閾値を超えないように、制御する必要が出てくること。

この2つの内向力成分について、リアタイヤを使ったセルフステアが支配するのは、基本キャンバースラストの世界。で、これ以上の旋回力を得ようとする場合の領域

①バンク角を深めてさらに旋回力を上げるために、逆説的だけれどフロントタイヤの舵角を逃がしてバイクを倒し、キャンバースラストを獲得するか、
②フロントタイヤを若干切り込ませて（サイドフォースを増やして）バイクが起きる力に対抗するか、となる。


加えて、車の世界でもタイヤの荷重制御をデリケートに（プラスマイナスに振らせず、一定Gをかけ続けるような操作や、ハンドルを切ってタイヤがたわんで、、という過渡状態を作りこめる操作をできるケースでは、この内向力の絶対値も配分もライダー次第でかなり異なる。倒し始めてから内向力が発生するまでを短縮できるわけで、当然同じ旋回時間の中で、旋回角度を大きく出せることに成ります。

これが、少し深堀したバイクの曲げ方についての水面下の風景。・・・ですが！、これだと、ライダー側が何をしたら「セルフステア特性」をコントロールできるのか、、に到達できないので、もう少し深堀するため、解説図を作ってみました。
セルフステアを構成する原理を知らないと難しいから、、、と思いつつやっぱり良くわから無いか、返ってさらにわからなくなるかも、の危険も思いつつ(;^_^A　次回に。