タイヤがバウンドする

TC1000でプロにEF8に乗って頂き，プロから与えられた宿題の1つ目「フロントのトー角」に関して，先日，考察→対策案を出してみました．

続けて，宿題の2つ目「タイヤのバウンド」に関しても考えてみたいと思います．プロから受けた指摘は，そのまんま「タイヤがバウンドするのが気になる」の一言だけでした．どこで，何が，どうバウンドするのか？といったコメントはなかったのですが，察するにあそこしかないな・・・と思いました．

「あそこ」というのは・・・，



インフィールド（2ヘア） です．

インフィールドはTC1000でたった2つしかない左コーナーの1つ．それもブレーキングして進入する複合コーナーなので（もう一つはアクセル全開の高速コーナー），コース全周を通して唯一右リアタイヤのグリップが重要なコーナーであり，冬場はウォームアップに手を焼かせられるコーナーでもあります．


このインフィールドで，なぜタイヤがバウンドするか？というと，こういうメカニズムです．

まず，私はこのコーナーで旋回ブレーキを使うので，アクセル全開でステアリングを左に切ります．
すると，車体がロールし，右側の前後2輪に荷重が移動します．



そして，ここからブレーキ！ 右側2輪に移っていた荷重はフロント側へ移動しようとしますが，ステアリング→ブレーキと操作しているため，左フロントは若干リフト気味であるため荷重が移りにくく，実質的に右フロント1輪に荷重が集中する事になります．



先述の「バウンド」というのは，この右フロント1輪集中の条件でタイヤが荷重を支え切れなかった時に起きる現象と思われます（ドライビング中はタイヤがつんのめったかのように，ダ・ダ・ダ・・・と振動が返ってきます）．


「タイヤが荷重を支えきれない？ そんな事が本当に起きるのか？？」と疑問に思う方のために，ちょっと試算してみましょうか．

荷重が右フロント1輪に集中するという事は，対角線上の左リアの荷重が完全に抜けている事になります．
左リアが完全に浮くとどうなるか？というと，ブレーキロックして白煙が上がるという事ですね（↓）．



従って，左リア分の軸重が全部右フロントに乗っかっていると仮定すると，ちょっと古いですがコーナーウェイトを測った時のデータ（↓）を引っ張ってきて・・・，



　右フロントタイヤに掛かっている荷重 ＝ 315.5 ＋ 164.5 ＝ 480kg

となります．


続けて，以前やったようにエクストラロードタイヤのロードインデックスを調べてみると，今使っているタイヤ（A052 205/50R15）は「89」ですので・・・，



　内圧230kPa以下　⇒　耐荷重480kg以下　⇒　耐えられない・・・
　内圧240kPa以上　⇒　耐荷重500kg以上　⇒　耐えられる！

という事が分かります．そして，実際この通りなのですよ．

「あ～，今タイヤがバウンドしているなぁ～」と感じて，内圧を測ってみるとだいたい230kPaくらい．そこから240kPaまで上げるとバウンドが治まります．じゃあ，内圧を最初から高めにしとけばいいか？というとそんな事はなくて，250kPa以上まで上がってしまうと今度は顕著にグリップが低下します．このため，冬場はこの240kPaぴったりになるように，路面温度から上昇幅を読んで冷間時の内圧を設定し，前後・左右均等になるようにタイヤを温めてからアタックしないといけないので，ホント面倒臭いです（笑）．


「じゃあ，内圧を240kPaに設定していればバウンドは起きないんでしょ？」と思われるかもしれませんが，実際はそんな簡単な事ではありません．先程述べた通り，バウンドが発生する原因は右フロント1輪に集中する荷重が原因なので，コーナーの奥まで突っ込んでハードなブレーキングを行ったり，リアを積極的に動かすのにステアリングの舵角を大きくしたりすると，途端にタイヤは音を上げてしまいます．

同乗でプロの操作を横から見ていた感覚からすると（↓），



プロのブレーキングポイントは，私よりも奥だったので，右フロントの負荷は私よりも高いはず・・・．
なので，これならバウンドしてもおかしくないかなぁ～？と思いました．
（当然ですが，プロにクルマを渡す前に，内圧が温間240kPaになるようにセットしています）

「じゃあ，その分，ブレーキングポイントを手前にすればいいんでしょ？」と思われるかもしれませんが，突っ込まなかったら突っ込まなかったで，今度はリアの持ち上がり量が足りず，向きが変わんないんですよねぇ・・・．同乗走行の後，プロに「インフィールドで私よりもブレーキングポイントが奥ですね」と話しをしたら，「ああ，じゃあ少し突っ込み過ぎだったかもしれないですね」なんて仰っていましたが，恐らくリアを動かすために，意図的にそうされていたんだろうなぁ～と思っています．

従って，ドライバー側で辻褄合わせをしようと思えば出来ない事もないのですが，クルマ側で対策出来れば更に一段階高いレベルに引き上げられる可能性もあるので，対策を考えたいところです．パッと思いつくのは，エクストラロードでない剛性の高いSタイヤを使ったり，フロントのバネレートを上げてタイヤへの依存度を下げたり，ダンパーの減衰を強めてバウンドを抑え込んだり，とかですかね？（プロからは逆に「ダンパーをスムースに動かす方向でも良いのではないか？」とアドバイスを頂いたので，現在この方向性でショップと対応を協議中です・・・）


そんな中で，ふと「そもそも，どういう原理でバウンドしているんだっけ？」と気になりました．負荷が高過ぎてタイヤが滑るだけなら，ザーッと流れる動きなはずで，ダ・ダ・ダ・・・といった抵抗感のある動きにはならないんじゃないか？と．「なんでかなー？」と思いつつメカニズムが分からなかったのですが，スクラブ半径を調べている時に，この絵（↓）を見て「ん？」と思いました．


（小学生でも分かるホイールアライメントの話：8. タイヤの横変形とスクラブ半径の関係より）

直線でスクラブ半径が「ポジティブ（外側に出ている）」だとしても，コーナリング中にタイヤが変形すれば「ネガティブ（内側に引っ込む）」になる可能性があるんだよ，というお話です．

FFの場合，スクラブ半径が「ポジティブ」であれば，こういう特性（↓）になるのですが，


（小学生でも分かるホイールアライメントの話：9. スクラブ半径の走行時への影響より）

スクラブ半径が「ネガティブ」になった瞬間，この特性（↑）は反転するのだそうです．


上記の点から，タイヤに起きているのはこんな事（↓）なんじゃないかと推測してみました．

　①加速中はスクラブ半径がポジティブなので，トーイン方向に力が掛かる
　↓
　②その状況で，ブレーキング！
　↓
　③スクラブ半径がポジティブなので，トーアウト方向に力が掛かる
　↓
　④タイヤが内側に捻じれる
　↓
　⑤スクラブ半径がネガティブになる
　↓
　⑥特性が反転し，トーイン方向に力が掛かる
　↓
　⑦力の掛かる方向が反転したので，タイヤの捻じれる方向も反転する
　↓
　⑧タイヤが外側に捻じれたので，スクラブ半径が再びポジティブに戻る
　↓
　⑨上記③に戻る

この③～⑨を繰返しがあるから，ガ・ガ・ガ・・・と抵抗感が生じているのではないか？と思いました．


では，この現象に対する最も有効な策は何か？というと，

　・・・．
　・・・・・・．
　・・・・・・・・・．
　┐(´ー｀)┌ ﾜｶﾗﾝ

分からないので，研究熱心なCR-Zの方の動画を見つつ，引続き考察してみようと思います・・・．


（こもりん.さん，動画をお借りしました <(_ _)>）