車の動きを左右する「実舵角」とは?
車を知りたい
先生、「実舵角」ってよくわからないんです。ハンドルを切った角度のことじゃないんですか?
自動車研究家
いい質問だね!ハンドルを切った角度は「ハンドル角」って言って、「実舵角」とは違うんだ。 「実舵角」は、実際にタイヤが回転している角度のことだよ。
車を知りたい
じゃあ、ハンドル角と実舵角は違うものなんですか?
自動車研究家
そうなんだ。 例えば、車が傾いたり、タイヤが少し変形したりすることで、ハンドル角と実舵角は少しだけずれることがあるんだよ。 実舵角は、車の動きを正確に知る上で大切な角度なんだ。
実舵角とは。
「実舵角」とは、自動車用語で、操舵されるタイヤの中心線と車両の前後軸がなす角度のことです。タイヤがコーナリングフォースを生み出し、車両を横に動かす際に、実際にタイヤが曲がっている角度を示します。直進時はトー角と同じ角度になります。基本的にはハンドルを切った角度とステアリングギア比によって決まりますが、車体の傾きやサスペンションの変形によっても変化します。左右のタイヤはステアリング機構で繋がっていますが、「アッカーマンジオメトリー」という設計により、ハンドルを大きく切ると左右のタイヤの角度が異なり、内側のタイヤの角度が大きくなるのが一般的です。
実舵角とは?
「実舵角」とは、車が実際に曲がろうとしている方向へのタイヤの角度のことを指します。運転手がハンドルを回すとタイヤの向きが変わりますが、その角度と車が実際に曲がる角度には必ずしも一致しません。これは、タイヤのグリップ力や路面状況、車の速度など様々な要因が影響するためです。実舵角は、これらの要素を考慮した上で、車が実際にどの程度曲がろうとしているのかを示す重要な指標となります。
コーナリングフォースとの関係
車がカーブを曲がる際に発生する「コーナリングフォース」は、タイヤと路面の間に生じる摩擦力によって生まれます。このコーナリングフォースの大きさは、車の速度や重量、タイヤの状態など様々な要因によって変化しますが、実舵角もまた、コーナリングフォースに影響を与える重要な要素となります。
実舵角とは、ハンドル操作によってタイヤが実際に切れた角度のこと。実舵角が大きくなる、つまりハンドルを大きく切れば切るほど、タイヤはより大きな角度で進行方向を変えようとします。その結果、路面とタイヤの間により強い摩擦力が発生し、コーナリングフォースも増大するのです。
しかし、コーナリングフォースには限界があります。実舵角が大きすぎると、タイヤはグリップ力を失い、スリップを起こしてしまう可能性があります。これがいわゆる「アンダーステア」と呼ばれる状態です。逆に、実舵角が小さすぎると、車は十分なコーナリングフォースを得ることができず、カーブを曲がり切れずに外側に膨らんでしまう「オーバーステア」の状態に陥る可能性があります。
つまり、ドライバーは、車の速度や路面状況に合わせて適切な実舵角を保つことで、コーナリングフォースをコントロールし、安全かつスムーズな走行を実現する必要があるのです。
ハンドル角との違い
車を運転する時、私達はハンドルを回してタイヤの向きを変え、車を思い通りに進ませています。ハンドルを回す角度を「ハンドル角」と呼びますが、実際にタイヤが向けられる角度、つまり「実舵角」はハンドル角と必ずしも一致しません。この違いは、車の構造や動き、そして安全性を考慮して設計されているためです。
実舵角に影響を与える要素
ドライバーがハンドルを切った際に、実際にタイヤが転舵する角度である実舵角。しかし、ハンドル操作とタイヤの転舵角度が常に一致するとは限りません。 実舵角は、路面状況や車の速度、サスペンションの構造など、様々な要素の影響を受けて変化します。
例えば、滑りやすい路面では、タイヤのグリップ力が低下するため、ハンドルを切った以上にタイヤが横滑りし、実舵角が大きくなることがあります。また、高速走行時は、直進安定性を保つために、ハンドル操作に対して実舵角が小さくなるように設計されている車種もあります。
このように、実舵角は様々な要素が複雑に絡み合って決まるため、ドライバーは、走行環境や車の状態に合わせて、ハンドル操作を調整する必要があります。
左右輪の実舵角の違い
車がカーブを曲がる際、私達がハンドルを回すことでタイヤの向きが変わります。この時、実際にタイヤが回転した角度のことを「実舵角」と呼びます。左右輪の実舵角は、常に同じ角度とは限りません。なぜなら、左右のタイヤは異なる円弧を描く必要があるからです。
例えば、右に曲がる場合を考えてみましょう。この時、左側のタイヤは回転の中心からより遠く、大きな円弧を描く必要があります。一方、右側のタイヤは回転の中心に近い小さな円弧を描きます。このため、スムーズにカーブを曲がるには、外側のタイヤ(この場合は左側のタイヤ)は内側のタイヤよりも大きな角度で曲がる必要があるのです。
この左右輪の実舵角の違いを作り出すために、車は「アッカーマン・ジオメトリ」と呼ばれる機構を採用しています。これにより、ハンドル操作に応じて左右のタイヤが適切な角度で曲がり、安定した走行を実現しているのです。