FR車のように、駆動輪と操舵輪を別けた方が良い理由

質問

物理や力学になるため、こちらか物理板か迷いましたが、
こちらに質問することにしました。

FR車(以下FR)のように、駆動輪と操舵輪を別々にした方がハンドリングがいいと聞いたことがあります。

※FRにすることで、前後重量配分が50：50に近づく為のお話とは別です。
実際は重量配分もありますが、
操舵輪と駆動輪・被駆動輪の点から見たお話で、重量配分の点から見たお話は含まないこととします。

駆動している(回転している)ものを、操舵で左・右に向きを変えるより
被駆動輪を操舵し左・右に向きを変える方がハンドリングが良い、無理が少ない？
と聞いたことがあります。

しかし結局は、被駆動輪である前輪も回転しており、その回転しているものを操舵するのだから
駆動輪を操舵していることと変わりないのではと疑問がわきました。

しかし、実際は駆動輪と操舵輪を別けた方が操舵性(操縦性)は良いと思います。

その点は、力学や物理を使い理論的にもそうなると思います。
しかしそういった難しい計算などは素人にはできない為、他人から
「なぜ、駆動輪と操舵輪を別々にした方がいいの？」と聞かれた時に
相手にわかりやすく説明がすることに困ります。

言葉でわかりやすく説明して下さる方はいらっしゃいませんでしょうか。

突っ込まれやすい点を予想すると、
先程も言いましたが、FFだって回転している物体を左・右に方向を変え、
FRだって同じように回転している物体を左・右に方向を変える。
FFは直接駆動、FRは間接駆動だが、結局は回転している物体を
左・右に向きを変えるから同じことじゃないの？
と、言われることが予想されます。

ここから更に相手を納得させる、正しい説明をご教示お願い申し上げます。
相手を丸め込む嘘の説明はではなく、
本当の理由を説明して納得してもらう説明をしたいと思っています。

どなたかご教示宜しくお願いします。

回答No.8

kotaro-h

仕事を別々の人（部分）に別の仕事をさせる方が、負担が少なく、
能率が良いと言う考え方が出来ると思います。
駆動輪を４つにすると、パワー配分の機械が要り、その分重量とエネルギーロスが出ます。
FFは前のタイヤで両方させるので、舵取りが重くなるのでパワーステアリングなどの
補助装置が必要。無いと大変ハンドルが重いクルマが多い。
RR車も実は長く乗っています（非ポルシェ）。
これは本当は小型車の設計でスペース有効性の面で優位なものでした。
ハンドルも軽くて良いです。また別々の仕事分担ですので、リアが重くなるだけです。
FRはエンジン位置だけ前に持って来て、長いドライブシャフトで後輪を駆動する時に
デフが必要。縦方向を横軸に伝える時に1回で済む。
FFはエンジンの下か真後ろにトランスミッションを持って来て変速します。
等速ジョイントとか、これが結構大変でウイークポイントのひとつです。

現代のクルマというのは整備性で見たところからスタートでなく、いかに効率よく売って
いかに早く廃車させるか、といっても品質の低いものはNGで退場です。
長く乗り続ける、耐久消費30万Kmとか50万Kmまで使うのなら、FRの方が軍配が上がる。
ついこの間まで、タクシーはみんなFRだったことをご存じでしょう。
今はプリウスやリーフのタクシーもありますが、タクシー業界も商品化の波に飲み込まれました。
私は３台、（FF、FR、RR）とも所有していますが、実際に全部のっていると、
どの方式にはどんな癖があるか判ります。
一番癖の無い動作特性をしているのがFRで、それは久しぶりに乗ると、クルマって
こういうものだったなあと、しみじみ思い出すようなものです。
失礼いたします。

お礼

ありがとうございました。

回答No.7

大明神（@bathbadya）

慣性やコリオリ力を考えれば、ＦＲのフロント側の方が小さいですね。
でも、実際は後輪も向きは変わっていくんですけどね(笑)

むかしは、ＦＦのような複雑な装置をコンパクトに作れなかったのでＦＲにしただけのことですね。

最近の考えだと、加速や減速で前輪の沈み込みが変化して、ホイールを支えるジオメトリが変化する。
で、操舵した時のフィーリングとして、ＦＲの方が最適化しやすいってところでしょうか…

お礼

ありがとうございました。

回答No.6

noname#252929

おおざっぱですが、

・ＦＲという訳では無く、駆動と操舵を分けた方が良い理由は、強度の問題です。
操舵には、操舵だけではありません。自動車の場合には、サスペンションと言う役目も持っています。

上下に衝撃吸収をしながら、操舵を行って居る訳で、細かい部品が多く、強度を持たせにくいのです。
なので、操舵と駆動は分けた方が良いのです。

・ＦＲにして後輪駆動のメリットは、加速時の荷重の問題です。
加速する場合、フロントの荷重が抜けてリアに移動します。
フロントに駆動力があった場合、加速時の荷重が抜ける事で、タイヤのグリップ力が落ちます。
後輪駆動の場合、加速時の荷重はリアに移って居ますので、タイヤのグリップ力が上がります。

現実的にＦＦなんて、以前はスバル位しか作ってなかったんです。
エンジンとトランスミッション、デファレンシャルギヤをまとめると結構大きくなり、ハンドルを切った時のタイヤの角度が取れなかったんです。
タイヤの曲げられる角度は、最小回転半径に影響して、日本のような狭い道を走るのには致命傷になります。
また、色々な機器がまとまる事で故障時の修理の手間なども増えますので、嫌われて居た訳です。

それが、ある程度の性能の中で、目途が付き組み立て工程でコストダウンが出来るので、大手メーカーも採用して行ったと言う話になって居ます。

まぁ、ＦＲの荷重の問題だって、そこまでの状態でなければ意味はありません。
其処までの状態を求めなければＦＲである必要自体が無い訳ですからね。

ＦＦにすることで、エンジン、トランスミッション、フロントサスペンション、フロント駆動系(ハブまで)、操舵系がまとまって１つになって工場に納品されます。

ＦＲだと、取り付け工程が多くなります。
それだけでなくプロペラシャフトなどの重くて、単価の高い構造物を付けなければなりませんので、部品コスト面、組み立てコスト面で高くついてしまうので、ＦＲを敬遠しています。

まぁ、ＦＲだＦＦだで言ったとしても、それはそれぞれの限界性能まで引き出す時に係る話なだけで、それ以下で使って居る普通の使いかたでは、その意味が無いと言うのが現実的な話になる物なんですよ。

希望している回答とは違う物になって居ると思いますが、残念ですがそういう物なんです。

勿論、大パワーなどを使うのであれば、上に書いた荷重移動でタイヤのグリップが負ける様なものなら、ＦＲの意味があります。

タクシーなどでＦＲが残って居るのは、雪道やすべりやすい時など、大パワーと同じ状況になり、その時の操作性は、従来からの物に合わせた方が運転手の負担が少ないと言う事と、上にも書きましたが、フロントの構造を複雑にしないことで、修理や整備性を高めると言う部分で使われていると言う事になるかと思いますよ。

お礼

ありがとうございました。

回答No.5

kimamaoyaji

そんな事は無いでしょう、例えばGTRやトヨタ 4.0 Cタイプ i-Fourの様に4輪駆動（４WD)、4輪操舵（４WS)の車がありますが、それよりFRの方が操舵性が良いとは言えないと思いますが？
まあ現在４WSはその操縦性の違和感から、新車は無いと思いますが。

＞しかし、実際は駆動輪と操舵輪を別けた方が操舵性(操縦性)は良いと思います。
＞その点は、力学や物理を使い理論的にもそうなると思います。

いやむしろ逆だと思いますが、操舵の車輪と動輪が一緒のFFの場合は、移動方向にベクトルが変わりますが、操舵の車輪（フロント）と動輪が別の場合は、ベクトル的には直進しようとする力が動輪でそれをタイヤの摩擦抵抗を使って操舵するベクトルの総和がFRのハンドリングですから、むしろ力学的には操舵性が落ちると思われます（雪道などの低μの道路でそれは顕著に表れます、ノーマルタイヤでのFRではカーブを曲がれないという事が起きやすいです、これば力学的ベクトルの問題があるからです）、ただし人間は直進しようとするボディに座っての操舵ですから、感覚的にはFRの方がイメージしやすいと言うだけだと思いますが？
またハイパワー車に関してFRが多いののは、加速時の動輪にかかる荷重の問題、操舵輪はタイヤ幅を太く出来ない（操舵角が小さくなるため）、動輪とブレーキ荷重がかかるFFはタイヤの負担が大きいなどの問題から、ハイパワー車では４WDもしくはFRとなるだけです。
また50：50を気にしている様ですが、レースカーの様に軽量で低い重心、同じ重量の場合は50：50の方が操舵性が良いと言うだけで、トラックに積載荷重で調整して前後比を50：50、旧エスティマの50：50とFT86の53：47、Z34の52.4：47.6、FD50：50とか比較して全部同じハンドリングが良い車なのでしょうか？いくら前後比率が同じでも車重や重心が違えばハンドリングは別物だと思いますが？
ただし、これは私個人の意見ですから、間違いもあるかもしれません。

お礼

ありがとうございました。

回答No.4

corkey

初めまして。機械工学や物理学の学位を持っているような専門家ではないので、「正しい説明を」と言われるといささか自信はありませんが。
　ざっくりした説明で言えば、タイヤが持っているグリップ力は有限です。縦方向（加減速）も横方向（操舵）も全てタイヤと路面の間で発生する（させる）摩擦力を用いるわけですが縦方向で消費してしまえば横方向に使える余地は少なくなりますし、その逆も同じです。
　と言う訳で駆動輪と操舵輪のどちらも前輪が担っているＦＦ車の場合ですと、そのどちらかしか負担していないＦＲ（またはＭＲ）車よりも加減速または操舵のどちらかに視点を置いた場合に使えるグリップ余力は少ないという事はお分かりいただけると思います。
　この結果、ＦＦ車はコーナリング中にスロットルを閉じる（＝駆動力を減らす）と操舵に使えるグリップ力の余力が増え、グリップが増してステアリングが急にコーナー内側に切れ込んだようになる「タック・イン」という現象を起こすことが良くあります。
　逆にステアリングを効かせるためにスロットルを閉じてコーナーに入るＦＦ車に対して、後ろから押すことによってより前輪にグリップ力を与えつつテール・アウト状態を起こし、コーナーを小さく回る事ができるのでスロットル・オンでコーナーリングするＦＲ車（またはＭＲ車）の方が「ハンドリングが良い」「スポーティ」と言われることが多いですね。

　もちろん最近のタイヤは性能が高いですから、一般道程度では駆動力と操舵力の両方を負担してもお釣りが来るほどのグリップ力を発揮できるので実用上は問題ないのでしょうが、サーキット走行などタイヤの持つポテンシャルを目一杯引き出して走るような領域では、こうした物理的な特性は避けられないと思います。

　僕はこの様に理解していますけどね。ご参考になれば

お礼

ありがとうございました。

回答No.3

16278211

・機能を前輪と後輪に分散させることで、適切な重量バランスを得る
・ミッションは車両中央部に置くことができる。
・前輪にシャフトを通す必要が無いため、
サスペンション構造を高度化でき、繰舵時のアライメント変化を最小限に抑える
・駆動力の変化が操舵へ与える影響が少ない
・ブレーキング時のオーバーステアが小さい
・ハンドル舵角を大きく取ることができる。
・サスペンションは繰舵のみのためにつかうことができる
・エンジン出力軸を、ドライブシャフトと同軸にするため
縦置きにすることで、エンジンルームの「横幅」の補強が強い
・ドライブシャフトの摺動抵抗のようなものがない、
ステアリングの感覚が直接

お礼

ありがとうございました。

回答No.2

noname#198425

個人的な考えなので違うかもですが。

前輪を駆動するということは、後輪を駆動す時の従の動作に対して、主の動作になります。
それに対してタイヤの接地面は一定。
アクセルを一切踏まずにコーナリングしようとすれば、前輪駆動も後輪駆動も単なる車輪の回転ですが、駆動させると地面にタイヤを押し付けようとする力が加わると同時に、反力でタイヤを浮かせようとする力も加わります。
これは、地面を自分で蹴って進むのを考えれば解りやすいかと思います。
タイヤは回転しているとはいえ、地面そのものを蹴って前に進むという動作には違いないですから。
違いは単に、それが一回の動作で終わるか、常に連続しているかだけ。
その曲がる、蹴るの２つの動作を前輪のみで行えば、決まった面積の中で掛かる力が増えます。
（後輪駆動の場合、蹴るのは後輪、曲がるのは前輪と別れます）
当然、負担も増えますから、タイヤの能力に余裕がなくなります。
その余裕の差を感じ取っているのだと思いますが。

お礼

ありがとうございました。

回答No.1

yasuto07

詳しくはないけど、、、経費の問題ではある、、、ドライブシャフトや、部品が少なくなる。

FRだと、回転しながらパワーをかけながら、曲がる、、、この辺で、乗り味や、カーブでの切れ込み、曲がり方に、違いが出ます。

前にタイヤに、回転の力をかけながら曲がる、斜めの力もかかるわけです、タイヤとか、ヘリが早いですよね。

FRは、回転力は後ろのタイヤがにない、前は回転力は少なく、打力で回りながら向きを変える、タイヤの仕事が少ないわけです。

また、FRなら、ドリフト、、、後輪に過度な力をかけ消しゴムをこすり力をかけながら、前のタイヤをロックしつつ、横にスライドさせることもできます。

ですから、スポーツ走行した時の、、、カーブの入り込み立ち上がりなど、、、乗り心地、ソウジュウカンニ違いが出ます。

今はコンピューターで、制御して、四輪全て、別々に加重コントロールできたり、四輪駆動なんかもあったり、また、低速で、後輪を逆側に回すシステムなどもありますが、、、。

スポーツドライブをした時に、面白いのは、FRですね。FFはカーブで、頭側から、インにしっかり、コントロール合わせないといけないし。

FRなら、後輪駆動のパワーを感じながらカーブに入れます。乗り味とコストの違いですね、メーカー側の理由、、あと、、、普通に運転するなら、安い車で構わないわけだしね、と思います。

お礼

ありがとうございました。

すみませんが、質問に対する回答になっていません。
そういったことを聞いたのではありませんし、
そんな事は知っています。

ドリフト云々とかいう話は
モーメントの話ですよね。