自分で創る自分の車 No.48

設定の調整　つづき

■トー
トーの設定は、ほとんどが過渡的なハンドリングのカテゴリーに属するもので、ほとんどがドライバーの好みに左右されます。
しかし、やりすぎると過剰な抵抗を引き起こす可能性があります。
また、グリップに関連する要素もありますが、ほとんどの状況では無視できる程度のものです。
しかし、トーの設定は、最も誤解され、誤って使用されているセットアップ・パラメーターのひとつです。 

一般的に誤解があるように思うので、ここではトーをもう少し深く取り上げるべきだと考えています。
これらの誤解は主にフロントトーに関するものなので、まずそれを見てみましょう。

♦フロントトー
トーを調整する主な目的は、最初のステアリング入力に対する車両の反応を変えることです。
ここでは、トーを調整したときにタイヤに何が起こっているのかを具体的に確認していきましょう。

トーの調整で最も影響を受けるのは、センター付近でのステアリング操作に対するクルマの反応の速さです。

フロント／トーインであると、ドライバーがハンドルを切ったときに、旋回力の大部分を供給している負荷の高い外側のタイヤが、すでにコーナーリングに力を発生させているので、車の反応が早くなり、より早く曲がることができます。

一般的に知られていることとは異なり、最初のステアリング量が一定の場合、トーインは実際に車を遅くするのではなく、早く曲がらせる効果があります。
しかし、操舵力の増加が早くなると、ステアリングホイールにかかるセルフアラインメント力が大きくなり、ドライバーはより安定した感覚を得られるようになります。

これが、一般的に市販車がトーインで設定される主な理由です。

まっすぐに走る傾向があり、ステアリングに強いセンター感がある車を好む平均的なドライバーにとって、トーインの方が安定感があるからです。

一方、フロントをトーアウトに設定した場合、最初の操舵量が一定であれば、車の初期旋回は遅くなります。

旋回力の大部分を発生させている外側のタイヤは、センターを過ぎてから旋回方向に力を発生させます。

しかし、負荷の軽い内側のタイヤは、すでにコーナー方向への回転力が発生しています。
そのため、ホイールの最初の回転で、正味の回転力はコーナーの方向になりますが、トーインの場合よりも小さくなります。

このような荷重移動と、外側のタイヤが内側のタイヤに比べて相対的に重要な力を供給していることから、初期のスリップアングルを変更することで、車が最初に曲がる速さを変えることができるのです。

簡単に言えば、トーアウトの方が旋回力の立ち上がりが緩やかになります。

このゆっくりとした立ち上がりの副作用として、ステアリングが軽く感じられ、セルフセンタリング力が弱くなります。

多くのドライバーにとっては、技術的には応答性が低いにもかかわらず、車の応答性が高まったように感じられます。

このようなパラドックスがあるため、トー効果に対する人々の混乱は容易に想像がつきます。

しかし、これは単に、あるステアリングホイールの動きに対するタイヤとステアリングフォースの反応であることを認識してください。

ドライバーは、ステアリングを速く切ったり遅く切ったりすることで、トーの設定を変えても全く同じ回転反応を得ることができます。

つまり、人によっては特定のトー・セッティングの方が良いと感じるかもしれませんが、熟練したドライバーであれば、数種類のトー・セッティングを用いて、ターンイン時に必要なステアリングの速度を調整・変更することで、ほぼ同じ方法でコーナーを通過することができます。

また、通常、トーは最初のステアリングに影響を与えると考えられていますが、実際には、トランジションの途中や修正時など、タイヤが一方向に進む場合であっても、最初に回転力が発生するときには影響があることを理解しておく必要があります。

どこかで聞き覚えがありませんか？

そうなんです。
トーの設定は、主に車高調と同じような場面で効果を発揮します。
では、車高調と同じように、スラロームを走ることを前提にトーセッティングを行うべきなのでしょうか？

長いストレートを気にしないジムカーナならそうかもしれませんが、多くのサーキット走行では、トーの最適化で最も重要なのは抵抗を減らすことでしょう。

ダンパーの設定を変えるのとは違い、トーの設定で車の過渡的なハンドリングを変えることは、走行抵抗にも影響を与えます。
前輪にネガティブキャンバーを使用した場合、キャンバースラストにより、トーインと同じように両輪を互いに回転させようとする力が発生してしまいます。 

これにより、タイヤに抵抗が生じ、ストレートでの走行速度が低下します。
フロントにトーアウトを設定すると、このキャンバースラストの内側への力を打ち消し、抵抗を減らすことができます。

これは、ストレートスピードをチェックすることで簡単に確認できます。

一般的には、最も抵抗が少なく、直進性の高いセッティングがベストだと考えています。
多くのドライバーが過渡的なハンドリングの観点から好むと思われる、最小限のトーアウトにすることがほとんどですが、過渡的なハンドリングに多少の適応が必要であっても、直進速度の向上は歓迎すべきことです。

前述の通り、グリップに基づいた要素も考慮する必要があります。
コーナリング半径が一定の場合、フロントタイヤには最適なスリップアングルがあります。
最適な角度は通常、タイヤごとに異なりますが、テストを行うことで決定することができます。

一般的には、低速コーナーではトーアウトを大きくする必要があり、ステアリングジオメトリーにアッカーマンがある程度組み込まれているのはそのためです。

しかし、一般的には、コーナリンググリップのためにトーを最適化することのコスト／ベネフィット比は非常に高くなるため、抵抗の削減に焦点を当てたいと思うところです。

例えば、ある半径のコーナーで、最適なコーナリンググリップを得るためには1度のトーアウトが必要で、アッカーマンは2度のトーアウトを与えていたとします。

アッカーマンが2度のトーアウトを出していた場合、それを補うために1度の静的トーインを行うことができます。
しかし、特定のコーナーでのコーナリングスピードは向上しても、得られるスピードの差は非常に小さく、1度のスタティック・トーインはストレートスピードに悪影響を及ぼし、他のコーナーでも最適とは言えませんでした。

サーキット走行では抵抗低減のための調整を行うのがベストと考えます。

♦リアトー
リアトーの設定は、主にターン中の車の回転（ヨーイング）の速さに影響します。

リアのトーインにより、荷重の大きい外側のタイヤがわずかにスリップした状態でスタートするため、力の蓄積が早く始まり、一定のステアリング量に対する最大ヨーイングが少なくなります。

これらの理由により、コーナリング時の車の安定感が増します。

しかし、最初の反応は、最終的に得られるヨーよりもはるかに大きな影響を与えます。

リアのトーアウトは逆の効果をもたらし、一定のステアリング量に対する初期回転と最終的なヨーの割合を増加させます。

しかし、フロントトーの設定とは異なり、リアトーの効果は常に存在します。

ドライバーはステアリングホイールを回す速度を変えることでフロントトーの設定を補うことができますが、リアトーの設定はコーナーでの車の姿勢に直接影響します。

コーナーでの全体的な最大ヨーが大きくなるため、同じコーナーでもステアリング操作が少なくて済むようになりますが、その差はかなり小さくなります。

リアのトーアウト設定は、主に最初のターンインが速いときに感じられます。

熟練したドライバーであれば、この影響は最小限に抑えることができますが、シケインなどでタイヤがステアリングセンターを通過する際のヨー速度の変化は避けられません。

ほとんどの車にとって、余分なヨー方向の速度は好ましくありません。
したがって、安定性を高めるためだけでなく、コーナリング時のグリップを得るためにタイヤのスリップアングルを最適化するためにも、車はリアにある程度のトーインを設定したいと考えるのは、ほぼ共通の認識です。

リアをトーインにすると、ドラッグが発生する可能性があります。

そのため、リアのトーインとトーアウトの設定を変えてドラッグテストを行い、その変化に対するタイヤの感度を確認することが有益でしょう。
タイヤによっては、トーインを大きくしても抵抗感が変わらないものもありますが、それはテストしてみないとわかりません。

また、トーのように非常に小さな角度でサスペンションの設定を行う場合、サスペンションのリンケージに遵守する内容があるため、測定された静的なトーの設定は、必ずしも車がサーキット走行において乗車しているときと同じではないことを考慮してください。

荷重に応じて少なくとも少しは変化しますし、車によってはその変化が無視できないものもあります。
多くのドライバーにとって、これを測定する実用的な方法はありませんが、重要なポイントは、論理的でない設定でも客観的に良い結果が得られている場合、それはリンケージの遵守する内容が原因である可能性があり、ガレージでの静的な設定は、サーキットでの動的な設定とは異なるということです。

最後に、サーキット走行では一般的に大きなトーを使用することはありませんが、ジムカーナのように抵抗が問題にならない場合には、より極端なトーの設定を試してみるメリットがあるかもしれません。

常に過渡的な操作が行われ、速度も低いため、変化時にアンダーステア傾向のある車では、リアのトーアウトを大きく設定して試してみる価値があるかもしれません。

このようなハンドリングは、サスペンションの調整範囲が限られているストリートベースのジムカーナ車両では珍しいことではありませんが、常識にとらわれないトーセッティングがその答えになるかもしれません。

■キャスター
リストの一番下にあるのがキャスターです。
キャスターは車に多くの影響を与え、一般的にはプラスにするほど良いとされていますが、調整範囲や操舵力によって制限されます。

キャスターの増加による最も顕著な影響の1つは、主に機械的なトレールの増加により、ホイールのセンタリングフォースが大きくなり、ステアリングの労力が増加することです。

パワーステアリングを使えば克服できますし、シミュレーションレースでは設定値を下げればよいのですが、多くのレーシングカーでは、ドライバーの疲労を考慮して、キャスターには現実的な限界があります。
しかし、たとえドライバーが物理的にステアリングを切ることができたとしても、一般的にステアリングを軽くすることで、ドライバーはより正確に車をコントロールできるようになります。

ポジティブキャスターの利点として、まずよく知られているのは、ホイールを回すとフロントタイヤが両方ともターンの最中に傾くことです。
これにより、内側のホイールはグリップに役立つポジティブになり、外側のホイールはネガティブになります。

このようにホイールが大きく傾くことで、ネガティブではない静的なキャンバーを設定することができ、ステアリングがまっすぐになっているときには、直線的なブレーキングに役立ちます。

しかし、ステアリングが回転すると、必要なときにネガティブキャンバーを取り戻すことができます。
行き過ぎてネガティブキャンバーが変化しすぎることもありますが、多くの場合、そこに到達する前にドライバーの体力の限界か、車の調整の限界に達してしまいます。

あまり知られていないキャスターの効果としては、スクラブ半径と組み合わせて、キャスターを大きくすると、ステアリングを切ったときにシャシーに対して内側の前輪が下に、外側の前輪が上に移動するようになります。

これにより、ステアリングを切ったときのクルマのバランスは、徐々にオーバーステア方向に変化していきます。

これは一般的に、タイトなコーナーを曲がるほど車のバランスが自然にアンダーステアに傾くため、好ましいこととされています。

レーシングカートでは、この効果を利用して、デフがないために必要な後輪の内側を地面から浮かせることができます。

全体として、キャスターは車のハンドリングにメリットをもたらし、合理的な範囲内でよりポジティブにすることは良いことだと思います。

多様なターン半径を持つサーキット走行では、かなり接近していればラップタイムに大きな差は出ないでしょう。

キャスターを高く設定すると、ステアリングの操作性が向上します。
キャスターをテストして調整する場合、一般的には、最も快適なステアリング操作性を提供するキャスター設定にすることをお勧めします。
性能向上のためにステアリングフィールを妥協しようとは思わないでください。

快適なステアリング操作と、車のコントロール性の向上が、一般的にはより良い利益をもたらします。

気になった方はぜひ次の機会に試してみてください。