バイクはどのようにして曲がるのか? 具体的な方法にいく前にぼんやりとでもこのあたりのことを理解しておいたほうが、バイクを操るのに都合がよろしい。 ジオメトリの稿と重複する点が多いが、あわせて読んでいただければわかりやすいと思う。 |
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バイクは二輪車である。同じ二輪車でもリヤカーとは違ってバイクは車体の前後に車輪が存在する。 カーブを曲がろうとすると曲がりたい方向とは逆向きに遠心力が掛かる。 四輪車ならタイヤが二列に並んでいるので外側のタイヤの踏ん張りが利くが、バイクの場合はひっくり返ってしまう。 だから、バイクは車体を傾けることで遠心力との釣り合いを取りコーナリングするのだ。 円断面を持つタイヤを装着した車体を傾けることでキャンバースラストが発生し、バイクは内側に曲がっていく。 |
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バイクは車体を傾けると自動的にステアリングが切れる。 フォークオフセットによりステアリング系の重心がステアリングシャフトより前方にあるため、車体を傾けると重心は高いところから低いところへと移動しようとする。すなわち、バンクしたほうへステアリングが切れるようになっているのだ。 この作用を確かめるには、サイドスタンドを軸にフロントタイヤが浮くようにバイクを傾けてみるとよい。 フロントタイヤを浮かし、ハンドルを右に切った状態から手を離してみると、傾いた方向、この場合は左にステアリングが切れてくることがわかるはずだ。 |
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もうひとつステアリングを切る作用にジャイロプレセッションがある。 ジオメトリの稿の走行バランスのところでも触れているが、回転体の回転軸の向きを変えようとすると、それに反発し元の姿勢に戻ろうとするため、軸が旋回しようとする性質だ。具体的にはフロントタイヤが傾くと傾いた方にステアリングが切れて傾きを引き起こそうとする。直進時には常に左右に振れつづけるフロントタイヤのわずかな傾きを引き起こし、直進安定性を確保するわけだが、明確にバイクを傾けようとするコーナリング時においては、傾いた方にステアリングが切れ、舵角をつける働きをする。ちなみにバンク角が安定してしまうとその作用は強いものではなくなる。要は傾きつつあるときに現れる作用と理解して差し支えない。 |
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またバイクはフォークにキャスター角を与えることで、ステアリングが切れなくても傾けるだけでフロントタイヤに舵角が付くようになっている。これを実舵角というが、おおざっぱに深いバンク角を与えるほど大きく実舵角が付くと思えばよい。 | |
さらに車体の向きが変わり始めると、遠心力+アクセルオンによる駆動力がリヤタイヤを大きくひしゃげさせ、タイヤの軌跡がホイールの向きより外側へズレていこうとする。このタイヤの向きと実際のタイヤの軌跡のズレをスリップアングルという。これはリヤタイヤであればフロントタイヤの描く軌跡の外側へ動こうとする動きとなる。これは内輪差を少なくし小回りしようとする動きになるので、さらに旋回が強まっていく。極端だが分かりやすい例を上げると、リヤタイヤがパワースライドして外側に逃げていく様子を思い浮かべればいい。 | |
左の画像で説明してみる。 バイクが傾くことで、キャンバースラストが発生、同時にステアリングが内側に切れる。傾きつつあるときはジャイロプレセッションもこれを助ける働きをする。またフロントタイヤの接地点が内側に移動し実舵角が付く。これにより、フロントタイヤに内向力が働き車体を内側へ向けていこうとする。一方、リヤタイヤにはスリップアングルが付きその軌跡を外側に移行させようする。結果、さらに車体を小回りさせようとする力が働くのだ。 |
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ステアリングが切れることによる操舵角の増大、深くバンクすることによる実舵角の増大、タイヤにスリップアングルが付くことによる内向性の向上。この3つの作用によりバイクは曲がっていく。こんな感じで理解しておけばヨロシ。 | |