タイヤに荷重をかけて、ねじって曲がる

さてさて、少しでも盛り上がると様にと言う事で、私の知識やノウハウを公開していく企画(誰も期待していない!?笑)の第一弾です。

ミセガワ商店はやはりタイヤ。速くクルマを走らせる上でとても重要なキーパーについて、たまたま私はかつてそんな事を仕事にしていたので、少なからず自分が速く走る上で役立っているのは疑う余地が有りません。

んで今日はその第一弾として雑誌等でも良く書かれていますが、タイヤのコーナリングフォース発生の特徴についてざっと書く事にしました。

よくクルマの走らせ方で「荷重移動」させる事が言われていますが、それはタイヤが荷重によって発生する横力や制動力、簡単に言えばグリップが変わるからなのです。
イメージはおおよそこんな感じ。


縦軸が発生する横力で、横軸がタイヤのスリップ角、言いかえればタイヤ進行方向と回転方向のズレ角です。横力はまあグリップと思ってもらっても良いです。
グリップを左右するパラメーターは1つはスリップ角で、ある程度まではスリップ角が増加するほど増加していきますが、一定角度以上になると頭打ちし、やがて低下し出します。
もうひとつのパラメーターは荷重です。こちらも有る程度までは増加し続け、一定以上では低下し出します。
このスリップ角と荷重を上手くコントロールして、グリップの最大力を引き出すのがドライバーの仕事です。まずは荷重を掛けてあげれば増えるので、それをマスターして中級者、スリップ角と荷重を両方ケアして上級者と言うところでしょうか。さらに上に行くと、前後左右の車輪個々についてこれを操る事になるわけです。
良く同じタイヤを履いていても、上手い人はよりコーナーが速いのは、シッカリ荷重が乗ってCF(コーナリングフォース)が高い状態で操作しているのに対し、初級者は十分に荷重を掛けられていないのにハンドルを切り、「曲がらない」となるわけです。

続いてこのCFカーブを実際に制御する上で重要な、動的接地形状の話をします。
タイヤはまっすぐ淡々と走っているときと曲がっている時、停まる時では接地形状が変化します。
例えばイメージとしてはこんな感じ。


ブレーキングではタイヤの出来栄えや扁平でも変わりますが、幅の両端の接地が増加したりします。ここのパターン剛性が高かったりすると、ブレーキングに強いタイヤとなるわけですし、逆に両端が弱いパターンだったら、そこの接地が支配的にならない様に空気圧を高めとか、リム幅を変更するなどして、中央領域の接地性を高めるなどの工夫をするとよいでしょう。コーナリングも同じで、接地が増加している部分のパターン剛性が高いように工夫したり、タイヤを選択する事が肝要です。
旋回や制動時に最大限の接地面積を得る為には空気圧は低い方が有利ですが、一方で構造的には弱くなり、CF低下ポイントが早まる事を招くわけで、この為タイヤや車両毎に空気圧を探る事が重要なわけです。


今日はここまでにしておきますが、実際に動的にどんな形状で接地しているかは凄く捉えにくく、結局は実走して横Gを計測するなどと言った事が簡単かもしれません。
今日は外的制御パラメーターについて話しましたが、勿論タイヤ構造やコンパウンドなどの寄与が高いのは言うまでも有りません。その辺についてもいずれお話したいと思います。

では皆さん、タイヤと仲良くお付き合いください。「タイヤは友達!」