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前後重量配分の理想的な値と言えば誰でも知ってる５０：５０です。

地球が太陽の周りを回っているのと同じくらい誰でも知っています。

本当でしょうか？
実際は太陽が地球の周りを回っているのではないでしょうか？
少なくとも僕には太陽が回っているように見えます。

おっと、話題がズレました。
今日のお題は、サーキット走行をするクルマの理想的な前後重量配分についてです。
そもそも理想的なというところには、○○に対してという前提があって、○○のところが重要です。

サーキット走行でラップタイムを縮めたいのか？
サーキット走行でドリフトを自由自在にしたいのか？
峠道を違○な速度で気分よく走行したいのか？
街中でデートに使うのか？

用途が違えば理想的な重量配分だって違うはずです。
５０：５０というのは、恐らく峠道を○法な速度で気分よく走行することに対して理想的な重量配分なんだと思います。（と僕は勝手に思ってます）

今回はサーキット走行でラップタイムを縮めるために理想的な重量配分について考えてみたいと思います。
まずはレーシングカーを見てみます。
Ｆ１等のフォーミュラカーは４０：６０～４７：５３くらいの後軸荷重が重めの設定です。
スーパーＧＴは本当の値は知りませんが５０：５０に近いと思われます。
でも、昔のＧＴは後軸荷重が重めの設定でした。

レーシングカーの場合はレギュレーションでタイヤの最大サイズが前後で決められていることが多く、通常はその最大サイズのタイヤを使ったときに、最も速く走れるような前後重量配分を選択してしまうので、あまり参考にならないと考えています。

そこでレギュレーションに縛られない一般車を見てみます。
フェラーリ Ｆ４０⇒　３９：６１
マクラーレンＭＰ４－１２Ｃ⇒４２．５：５７．５　
ホンダ ＮＳＸ⇒４３：５７

やはり後軸が重めの設定です。
前後重量配分が５０：５０なのはスポーティーカー（なんちゃってスポーツカー）だけです。
ＮＳＸの場合は、レジェンドのエンジンとミッションを積んだら、こうなったくらいの理由しかないかもしれませんが、マクラーレンは狙ってこの値のはずです。

マクラーレンの紹介記事にこんな記述がありました。
”前後の重量配分は前42.5：後57.5とミドシップ・スポーツカーとしては理想的なバランス”

意味がわからない。

ミドシップスポーツカーをマクラーレンが設計する上で理想的だったのか？
それとも、六本木をゆっくり流すのに理想的だったのか？
それとも、ジャッキアップをするときに理想的だったのか？
（ロータスエリーゼをジャッキアップするときは気をつけましょう）
用途が書かれていないとまったくわかりません。

おっと、また話題がズレました。

では、なぜ世の中のスポーツカーやレーシングカーは後軸が重めの設定なのでしょうか？
それについては
「車はなぜ曲がるか？（限界コーナリングのダイナミクス）」三田村 樂三著　山海堂　をお読みください。
※残念ながら現在絶版中なので、中古でしか購入できません。

では無責任なので、この本を読んで自分が理解したことを書きます。
前提は後輪駆動車であるというところです。
前輪駆動車や４輪駆動では事情が異なりますので注意してください。

後輪駆動車は当たり前ですが
１、後輪を駆動する
２、ブレーキは４輪にかかる
です。

加速時は前から後ろへ荷重が移動します。
この点で後輪駆動車は都合がよく、駆動輪の後軸荷重が増大します。
従って荷重移動量が大きいほど大きな駆動力を路面に伝えることができます。

減速時は後ろから前へ荷重が移動します。
ブレーキは４輪にかかるので、荷重移動量が小さいほど４輪合計のグリップ力は高くなり、大きな制動力を路面に伝えることができます。

ここで、加速時と減速時では荷重移動に対する要求が違ってしまいました。
若干悩ましいところではありますが、旋回時を考慮すると荷重移動は小さければ小さいほど４輪合計のグリップが上がりコーナリング速度も上がるので、荷重移動は極力小さくしたいわけです。

荷重移動量は、重心高とホイールベース、トレッドで決まるので、重心高は極力低くしておきたい。
すると加速時の荷重移動量は小さくなって加速能力が低下します。
これでは具合が悪いので、始めから後軸の荷重を大きくしておきます。

ただ、タイヤサイズを４輪同じままで後軸荷重を大きくするだけでは、後輪の面圧が上がってしまい前輪に比べて摩擦係数が下がってしまいます。
そこで、後軸荷重が増大した分だけ始めから太い（外径も大きい）タイヤを後輪に使います。
こうすれば、コーナリング時の前後輪タイヤ摩擦係数に差ががなくなり、オーバーステアになりずらくなります。

もちろん実際はこんな簡単な話ではないので、前後荷重配分に合わせたロール剛性の設定などをして適切なハンドリングになるように調整します。

それでは、なぜスーパーＧＴは前後荷重配分が５０：５０に近いのか？
それは、まずレギュレーションで許されている最大サイズが前後同サイズであること。
その結果、前後重量配分を５０：５０にした方がコーナリング速度が上がり、駆動力が低下したことによるラップタイム低下分を補えるから。
だと思います。
空力の影響も大きいのでこれだけではないと思いますが、基本はこうだと思います。

最後にこの考えを僕のＳ２０００に当てはめてみると
Ｓ２０００の前後重量配分は峠道を違○な速度で走行するのに適していると考えられる５０：５０。
Ｓ２０００は後輪駆動車なので、本来であれば後軸荷重を増やしたいものの、前後重量配分を変えることは非常に困難。
そこで、装着可能な最大サイズで前後同サイズのタイヤを使う。
ということになると思います。

またまた文句タレコーナーです。

昨今、気になる表現に”タイヤを潰す”という表現があります。
お手元のレブスピード３月号５８ページをご覧ください。

「タイヤを潰して路面に強く押し付けることでグリップが上がる」

と書いてあります。
タイヤのグリップ力Ｆ（Ｎ）は以前も書いたように、垂直荷重をＮ（Ｎ）、タイヤの摩擦係数をμとすれば
Ｆ＝μ×Ｎ　（Ｎ）
ですから、確かにタイヤを路面に強く押し付けるとグリップ力は増加します。

がしかし、騙されてはいけません。
誰が下に押し付けているのでしょうか？
ドライバーでしょうか？
ドライバーが頑張ると押し付け力が上がったり下がったりするのでしょうか？
違います。（若干寄与しているけど）
昔イギリスにいたアイザック・ニュートン氏によれば地球とクルマが万有引力によって引っ張られているからだそうです。
地面がないとそのまま地球の中心めがけて落っこちてしまいますが、地面があるので引力の反作用としてタイヤの接地面に荷重がかかるというメカニズムです。

ウソかホントかはわかりませんが、ニュートン氏のこの理論は世界中で正しいとされているので、ここでは正しいことにします。
このときの引力はクルマの質量に比例します。
例えば質量が１３５０ｋｇのクルマであれば、１３５０×９．８０６＝１３２３８Ｎの力が万有引力によって下向きに発生しています。
タイヤは地面からその反対方向の荷重を受けます。これがタイヤにかかる垂直荷重Ｎです。

つまり、タイヤを路面に押し付ける力は地球上ではほぼ一定なのです。
加減速により荷重移動はしても、４輪の合計に変化はありません。
ドライバーにできることは加減速と旋回によって、４輪の荷重配分を変えることだけです。

一方、タイヤの特性として面圧が高くなると摩擦係数μが小さくなるという特性があります。
荷重移動の結果、タイヤの荷重が増加するとタイヤは潰れますが、荷重の増加率に比べると面積の増加率は遥かに低いので、必ず面圧は上がります。
逆に荷重移動の結果、荷重が減少した側は面圧が下がります。

例えばブレーキング中では、
前輪⇒荷重増加⇒面圧増加⇒摩擦係数減少　・・・　このときの減少率をａ％とします。
後輪⇒荷重減少⇒面圧減少⇒摩擦係数増加　・・・　このときの増加率をｂ％とします。

ａ＝ｂであれば、４輪合計のグリップ力に変化はありません。
しかし実際はａ＞ｂなので４輪合計のグリップ力は減少します。

最初に戻って、「タイヤを潰して路面に強く押し付けることでグリップが上がる」について考えると
前輪では正しい
４輪合計では間違い
ということになります。

だからタイヤは荷重移動で潰しちゃいけないんです。
だからレーシングカーは低重心にして荷重移動しないようにするんです。
重心を低くして、ホイールベースを伸ばして、トレッドを広げる。これらは全てタイヤを余計に潰さないようにするための施策です。（それだけが理由ではないと思うけど）

クルマを速く走らせるためには、高い前後加速度、横加速度で走らざるを得ません。
なので、本当は荷重を移動をさせたくないんだけど、止む無く、断腸の想いで荷重移動させてるわけです。その結果、止む無くタイヤが潰れてしまっているのです。
タイヤが潰れている具合を見るといかにも”がんばってグリップしてます”って感じに見えますが、実際には４輪合計のグリップ力は低下しているので見た目に騙されないようにしましょう。

ただし、ジムカーナやタイトターンの多いミニコースでは４輪合計のグリップ力が大きいことよりも向きの変わりやすさの方がタイムアップに繋がるので必ずしも前後荷重移動量は小さい方がいいということはありません。

最後にもうひとつ
同じ５８ページに書いてある文章

「コーナー進入で「フロント荷重を掛ける」ことが重要視されるのは、それによってタイヤが路面に押し付けられてグリップが上がるから。するとブレーキングに掛ける時間も短くできる。」

４輪合計のグリップ力が低下してるのに、どうしてブレーキングに掛ける時間が短くなるのかさっぱりわかりません。
それにこの文章を読む限りでは、”フロントに荷重をかけること”と”ブレーキングの強さ”は別の事象であるように表現されています。
でも実際には、ブレーキの強さ（減速の加速度）に比例した荷重移動が発生するので別事象ではありません。

レブスピードの編集者はもう一度物理の教科書を読んで理解した方がいいように思いました。
自動車の運転理論は物理現象の説明なのであって、人の感覚とかイメージで説明してはいけないんです。
こういう雑誌を読むときは注意して読んでください！

最近仕事が忙しく、毎日偏頭痛がします。

さて、今日は荷重移動はどうでもいいの第２回目です。（前回と内容が重複します）

物理や工学の世界では、まず計算をするための準備として単純化という作業をします。
例えばクルマの走行性能を考えるときは、クルマは質量ｍ（ｋｇ）の点だったり、慣性モーメントＩ（ｋｇｍ２）のかたまりだったりします。

なんでそんなことをするのか？
それは、いろいろ考慮していると事象を理解しずらくなるとともに、計算が複雑になりすぎて計算できなくなってしまうからです。
頭のいい大学教授でも誰でも同じことをしています。

ではサーキット走行をするクルマについて考えるときはどうでしょうか？
クルマを質量ｍ（ｋｇ）の点として考えていますでしょうか？
僕は質量ｍ（ｋｇ）の点だと思ってます。
なので、僕の作ったサーキットシミュレーションではＳ２０００は１３５０ｋｇの物体になっていて、これにエンジンパワー（速度毎の加速力）とタイヤのグリップ（前後左右の最大摩擦力）を与えています。

当たり前ですが、点なので前輪とか後輪の概念はありません。
あるのは質量と加速力と前後左右の最大摩擦力だけです。
まずはこのような物体がどのようにしたらサーキットを最速で走行できるかを考えるわけです。
これだけでも相当難しい問題です。

荷重移動なんて概念を持ち出したら難しすぎていつになっても答えはでてきません。
なので、荷重移動はあとから考慮します。

まずは荷重移動のないクルマだったらどういうラインをどういう加減速で走行すれば最速タイムを記録することができるのか？
この問題を解けない人が、さらに荷重移動を考慮してサーキット走行の問題を解くなんて無理です。

足し算がわからない人が連立方程式解こうとしてるくらい無理があります。

話は変わりますが、レーシングカーは重心を低くすることを追求しています。
これはＦ１に限らずラリーカーでも同じです。
ラリーカーは最低地上高の制約があるので重心を気にしていないように見えるだけで、実際はひたすら重心を下げることを追求しています。

重心は低ければ低いほどいい（正しくはタイヤの接地面と近ければ近いほどいい）

これがレーシングカーの基本です。
重心を低くすると起きること。
それは、”荷重移動量が減少する”です。
つまりレーシングカーデザイナーは荷重移動なんてして欲しくないんです。
荷重移動があると、タイヤ４本が発生できる合計グリップ力が下がります。
だから荷重移動はしない方がいいんです。

なので、タイヤのグリップ力を高くするためには荷重移動をしないように走らなければなりません。
しかし、荷重移動は加減速、旋回によって必ず生じます。
ハミルトンだろうがベッテルだろうがアロンソだろうが誰が運転しても重心に加速度が加わっている間は荷重移動が生じています。

荷重移動という言葉が使われるのは、世の中のクルマが荷重移動ができていないと曲がりづらい（向きが変わりずらい）という特性を持っているからで、荷重移動がないと曲がりずらいクルマになればなるほど荷重移動を意識しながら走らないと速く走れないのは事実です。
したがって荷重移動がどうでもいいわけではありません。

しかし、クルマを点と考えてサーキットを最速で走れるような走行ライン、加減速を与えてあげれば多くのクルマは十分な荷重移動ができているので問題なく曲がってくれるはずです。
むしろ曲がりすぎてスピンしそうになることの方が多いはずです。（まれに曲がらないダメクルマもあります）

本日のまとめ
走行中の荷重移動を意識することは重要。
しかし、サーキットを最速で走る方法を考えるときには荷重移動を考慮しない方がより簡単に答えを得ることができる。
荷重移動はその答えが実現可能かどうかを判断するときに考慮するだけで十分。

僕のＳ２０００は２月末が車検です。
なので車検対応をしなくてはなりません。
車検対応とはなにをすることか知っているでしょうか？
車検対応とは、陸運事務所のおっちゃんが「問題なし」と言ってくれる状態にすることです。

決して、クルマを安全な状態に整備することではありません。
不安全だろうがなんだろうが、おっちゃんが「問題なし」と言ってくれればそれでいいのです。
したがって、車検整備に出すとサイドスリップの検査をパスするためだけにステアリングホイールセンタがズレた状態で戻ってくることがあります。
車高を上げるので、リアのトーなんてめちゃくちゃです。
真っ直ぐ走らない状態で戻ってくることもあります。
でも、おっちゃんや陸運事務所の検査機器が「問題なし」と判定すれば、それで車検を通すことができます。

下から届かないところの打音検査はできないので、届かないところのボルトの軸力が低下していても問題なしです。
こんな検査やって意味があるのでしょうか？

ないので即刻やめて欲しいです。
当局のおっちゃんに見てもらわなくても、自分のクルマと自分の安全は自分で守ります。
仮に車検の翌日に車輌の不具合で事故が起きても責任を取ってくれない人に確認してもらう意味など微塵も感じられません。

自分で整備できない人はどうすればいいのか？
今までどおり整備屋さんにちゃんと整備してもらえばいいんです。
当局のお墨付きなど不要です。

さて、怒りをぶちまけたところで今日の本題です。
先週は車検対応のために純正ダンパとスプリングへサスペンションを交換しました。
そのときにダンパを外したのでスタビの確認をしました。
色々わかりました。

わかったこと
１、前回の計算ではバネ下重量からホイールとタイヤを引いていたが、ジャッキアップする時にはついたままなので、その重量も加算された状態でダンパは伸びている。
２、サスペンションアームやダンパのフリクション（しゅう動摩擦）はそこそこ大きいので、一度アームが下がる（ダンパが伸びると）とフリクション分の荷重をかけないと縮み方向には動かない。
３、両側のダンパを外して片側をジャッキアップすると、２～３ｍｍくらいの左右差ですぐに反対側が動き始める。
⇒ダンパの有無はかなり影響大でした。

ということで、スタビは十分効いていることが確認できました。
それぞれの影響を測定したわけではないのですが、ダンパのガス圧反力とフリクションが大きいため、ジャッキアップ時のタイヤとホイール重量も加わった状態で一度下に伸びてしまうと、タイヤとホイールを外して下向きの力が減少しても、その状態から縮み側へは戻れないようです。

頭の中では理解しているつもりでも、こうやって改めて実際の状態を観察してみると色んなことがわかりました。
やっぱり現物をきちんと見てみないとダメですね。

今日はボディ剛性はどうでもいいという内容の第３回目です。

今月のレーシングオン読みましたでしょうか？
内容はＮＩＳＭＯについていろいろ書いてあります。
その中にＪＴＣＣのプリメーラとサニーのボディ剛性に関する記述がありました。
現ニスモ監督の鈴木豊氏のコメントということなので、信憑性は高いと思います。

レーシングオン　Ｎｏ４６３　９１ページより転載
「プリメーラについては前年モデルのモディファイ版で、大きな開発はなかったと思いますが、サニーについては大幅な改良を実施しました。　１シーズン戦って気づいたのがボディ剛性の不足でした。プリメーラを設計した時にお手本としたのは、それまでツーリングカー選手権を戦っていたＲ３２スカイラインです。　ところが、ＪＴＣＣに参戦していたオペルやＢＭＷを見るとものすごいロールケージが入っている。不思議に思って、ボディ剛性を高めたテスト車を作って試したところ、まったく違うクルマになることがわかったのです。」

だそうです。
そうです！、ボディ剛性は実はとっても大事なんです。
でも、なんでみんな気が付かなかったんでしょう？

ＪＴＣＣが始まったのは１９９４年ですから、グループＣよりもグループＡよりも後です。
ホンダはＮＳＸを発売しており、世の中にもボディ剛性という言葉が浸透してきたころです。

当時の日産ワークスドライバーは
星野一義、長谷見昌弘、鈴木利男の３名
グループＣにもグループＡにも乗っていました。
特に星野、長谷見はボディ剛性など微塵もなかったと思われる時代のクルマからカーボンモノコックのクルマまでテストしまくった日本でもこれ以上の経験を持った人はいないと思われるほどの経験のある人です。

このうちの誰か一人でも
「このクルマボディ剛性が足りないね」
と言ってあげれば、１シーズン戦わなくても、いやっテスト走行であっと言う間に戦闘力向上ができたはずです。

それにＪＴＣＣが開催される前からイギリスではＪＴＣＣと同じ仕様のクルマでレースが行われていたので、ロールケージの入り方なんて、一目見れば誰でもわかったはずです。

にも関わらず、ボディ剛性の向上が後手に回った理由は
彼らが間抜けで鈍感だったから、と考えるの間違いで、そのくらいボディ剛性を上げることの効果ってわかりにくくて理解するのが難しかったのだと僕は考えています。

なので、ボディ剛性はとっても大事なものの、我々凡人ががんばってどうにかなるようにも思えないので、この際どうでもいいってことにして、軽量化とパワーアップとサスセッティングに励むのが良いと僕は思っています。ヘタなボディ剛性アップはただの重量アップにしかなりません。

高剛性クランクシャフト＝軸径を太くしただけのクランクシャフト　というのと同じで、剛性アップは普通にやると必ず重量アップを伴います。
ところが、重量アップに見合ったボディ剛性アップによるタイムアップ効果を得るのは難しいので、明らかなボディ剛性不足を感じた場合を除き、ボディ剛性はあまり気にしないというのが僕の考えです。