自分で創る自分の車 No.1

①ハンドリング　1/2

はじめに
"ハンドリング"とは、車を運転するときの基本的な挙動を表す言葉です。
よく言われるのは、ドライバーの操作に対するクルマの反応のことです。
例えば、アンダーステアとか、オーバーステアなどです。
※アンダーステアとはステアリングの蛇角に対して車体が曲がらない状態、 オーバーステアとはステアリングの舵角よりも車体が曲がってしまう状態。

ここでは、車内の重量配分、駆動力に対するサスペンションの反応、タイヤの路面への接地状態など、さまざまな要素が組み合わさって車が反応する様子を表現しています。
ハンドリングを物理目線から理解することで、車の挙動を可視化し、その性能を最適化することができます。
以下では、クルマのハンドリングを構成するさまざまな要素について触れています。

・重量配分
車体を構成する部品の位置によって、静止している状態での重量配分が決まります。
この静的重量配分は、サーキットでのハンドリングにも影響します。
車両とコースをつなぐタイヤは、路面との摩擦を与え、旋回、制動、加速などの力をサスペンションやシャシーに伝えます。
これらの力による重量移動は、車両が期待通りのハンドリングをするかどうかを大きく左右します。

・トラックワイド
トラックワイドとは、下図に示すようにタイヤの接地面の中心間で測定した車両の幅です。
トラックワイドは、コーナリング時に車両の質量によってどれだけの重量が伝達されるかを決定するため、重要な役割を果たします。

・ホイールベース

ホイールベースとは、下図に示すように前輪と後輪の中心を測ったときの距離のことです。
ホイールベースは、加速時や制動時に車両の質量によって伝達される重量や、旋回時のヨーイング特性を決定するため、重要な役割を果たします。

・静的重量配分
車両の各部には質量があり、その質量がタイヤに対してどの位置にあるかによって、それぞれのタイヤにかかる重量が変化します。

静的重量配分は2つの比率で定義されます。

1：車両のフロントタイヤまたはリアタイヤにかかる総重量の比率。
2：左右のタイヤにかかる総重量の比率。

下図の例では、車の中心に赤い十字があり、これがホイールベースの半分、トラックワイドの半分となっています。

重量はフロント50％・リア50％で均等にバランスされています。

また、重量は左50％・右50％で均等にバランスされています。
実際には、大きな部品は必要な位置に配置されているために、ほとんどの自動車は静的重量をここまでバランスさせることはできません。
フロントエンジンとドライバーがいれば、車両は下図のようになります。
ドライバーの体重により、配分が左55％・右45％に変化します。
エンジンにより、配分がフロント60%・リア40%に変化します。
赤い十字の位置は変わりませんが、左右の重量の割合が変わることに注目してください。

・CG（Center of Gravity）の位置
前後左右の重量配分がわかれば、車両の長さと幅に沿って、CGの位置を特定することができます。

CGとは、車をジャッキアップしたときに、その下でバランスがとれるポイントのことです。

上図の例では、CGはおよそ下図のような位置にあります。

・CGハイト

静的重量配分は2D（2次元）の概念に過ぎませんが、上述の同じコンポーネントの、地面からの高さを考慮に入れるまでは、CGの高さを考慮に入れます。
CGハイトは、車両部品の質量が垂直方向の、どの位置にあるかによって決まります。
下図例では、右の車両は車高を下げているので、エンジン、ボディ、ドライバーなどすべての構成要素が、左の車両の構成要素（CGハイト "X"）よりも地面に対して低くなっています（CGハイト "Y"）。

高速で旋回したい車両は、通常、意図して路面に近づけます。
その理由は、次回、ハンドリング 2/2 "体重移動" に続きます。

■1/2まとめ　すべての車両に対して

・CGハイトの最小化

・静的重量配分を、前後・左右 できるだけバランスさせる。

バランスが悪い状態で作業するよりも、その後の作業がしやすくなります。

・路面が非常に滑りやすい場合を除き、コーナリング時の体重移動を減らすと、通常はトラクションが向上します。

・路面が滑りやすい場合は、CGを高くしたり、トラック幅を狭くしたりすることで、外側のホイールに体重を移動させて、より "食いつき" を良くすることができます。また、タイヤの幅を狭くすることも有効です。

・部品をできるだけCGの近くに配置することで、慣性モーメントを最適化します。

2/2へ続く