コーナリングフォースとタイヤの関係
- タイヤから生まれるコーナリングフォースは、キャンバースラストとスリップアングルが関係しています。
- タイヤのコーナリングフォースは、キャンバースラストの特性によって変化することが想像されます。
- バイクのバンク角度やタイヤへの荷重方向などもコーナリングフォースに影響を与えます。
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コーナリングフォースとタイヤの関係
タイヤから生まれるコーナリーングフォースは大きく分けてキャンバースラストとスリップアングルと言うことで理解してます。 このうちスリップアングルは素人の私には理解が難しく、保留させてもらうとして キャンバースラストについてご質問させていただきます。 タイヤのコーン角、タイヤ剛性、コンパウンド等によりキャンバースラストの特性も変化すると想像するのですが、基本的にはタイヤ周長の違いにより発生する力がキャンバースラストと理解してます。 この解釈が正しいかどうかも含め、最大効果を発揮するキャンバー角と言うのがタイヤによってそれぞれ設計されているのでしょうか？ この疑問は ・バイクを寝かせば寝かせるほどキャンバースラストは増加するのか？ ・キャンバー角（バンク角）に直接関連無く、ある基準角を超えればタイヤにかかる荷重と荷重方向のベクトルにより最大効果が生まれるのか？ スリップアングルの定義を抜きにして考えると強引な説明になる過も知れません。 ようするに、コーナリングフォースはバンク角だけでは語れない、と思うことから、その細部のメカニズムを順序だてて理解したいのです。 ご意見よろしくお願いします。
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ひと昔前にはバイクにはラジアルタイヤを使用しにくいという、問題(横剛性が低い)がありましたが、現在は優れた耐摩耗性、転がり抵抗、グリップ性能を持つので、燃費向上などの要求からリム幅を広げ、扁平化を進めることによって横剛性を確保したラジアルタイヤが使われるようになったのは、ご存じの通りかと思います。 なお、タイヤの幅が広くなると、接地面が内側に移動するためライダーを含め車体重心の実際の傾斜角は車体の傾斜角より小さくなります。 したがって遠心力とバランスを取るためには車体を余計に傾ける必要があります。 前ふりが長くなりましたが、キャンバースラストはタイヤの傾きに比例して大きくなるが、限界に近付くと伸びは鈍くなります。 数値的には、キャンバー角約６０°で約１５００Nというデータがあります。 キャンバースラストはコーナリングFのに比べると約１/１０程度なので同等の横力を得るにはスリップアングルの約１０倍傾ける必要があります。 ちなみに自動車と同じようにスリップアングルによるコーナリングFも発生します。 通常バイクはキャンバースラストのみで遠心力に耐えるように設計されているが、キャンバー角が大きく(＝車速大)なるとキャンバースラストのみで不十分になりコーナリングFが必要になります。 つまり、横力はキャンバースラストとコーナリングFの和になります。 よって、バイクを寝かせば寝かせるほどキャンバースラストは増加するかというと、否になります。 この考えにジャイロ効果とプレセッション効果の法則を学ぶと更に理解を深められると思います。
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難しいことを考えなくても、５００円玉でも転がしてみれば、おおよそイメージできます。
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