クルマの安定性を左右する『浮き上がり』現象

クルマの安定性を左右する『浮き上がり』現象

クルマの安定性を左右する『浮き上がり』現象

車を知りたい

先生、自動車の『浮き上がり』ってどういうことですか？車が空を飛ぶわけではないですよね？

自動車研究家

良い質問だね！実は、車が完全に地面から離れるわけではないんだけど、高速走行時やカーブを曲がるときに、タイヤが地面から少し浮いてしまう現象なんだよ。

車を知りたい

へえー！なんでそんなことが起きるんですか？

自動車研究家

主な原因は二つあってね。一つは空気の流れによって車が上に持ち上げられる力、揚力が働くこと。もう一つは、カーブを曲がるときに遠心力で車が外側に傾こうとすることで、内側のタイヤが浮き上がってしまうことなんだ。特に高速走行時は安定性を損なうから、レーシングカーなどではダウンフォースといって、逆に車体を地面に押し付ける力を利用しているんだよ。

浮き上がりとは。

「浮き上がり」とは、自動車用語で、車体やタイヤが地面から離れる現象のことです。車は高速走行時、空気の流れによって生じる揚力により車体が浮き上がります。また、カーブを曲がるときには、サスペンションの特性上、車体が持ち上がります。揚力による浮き上がりは10mm程度であっても、車の本来の性能を低下させてしまうため、好ましくありません。なぜなら、浮き上がりによって、あらかじめ設定されたタイヤの角度（アライメント）が変化したり、タイヤが地面を捉える力が弱まったりするからです。そこで、多くの車は揚力を抑えるように設計されています。しかし、レーシングカーなどでは、高速安定性を高めるため、あえて空気抵抗を利用して車体を地面に押し付ける力（ダウンフォース）を発生させています。一方、カーブを曲がるときの浮き上がりは、内側のタイヤよりも外側のタイヤの方が大きく、重心が高くなるため、安定性を損ないます。さらに悪化すると、車体が傾いてタイヤが浮き上がり、横転する危険性もあるのです。

浮き上がりとは？

クルマは、走行中に様々な力が働いており、そのバランスによって安定性を保っています。しかし、スピードを出しすぎたり、急なハンドル操作やブレーキ操作を行うと、このバランスが崩れ、車が不安定な状態になることがあります。その中でも、特に注意が必要なのが「浮き上がり」と呼ばれる現象です。

高速走行時の浮き上がり：揚力の影響

スポーツカーやレーシングカーの走りをイメージしてみてください。彼らは高速でコーナーを駆け抜けますが、その際に車体が路面に吸い付くように安定していることが不可欠です。しかし、スピードが増すにつれて、車体には上向きの力、『揚力』が働きます。この揚力は飛行機を空に持ち上げる力と同じ原理で、車体の上面と下面を流れる空気の速度差によって生まれます。

揚力は車体を浮き上がらせ、タイヤのグリップ力を低下させるため、安定性を損なう要因となります。特に高速走行時はこの影響が顕著になり、最悪の場合、コントロールを失う危険性も孕んでいます。そのため、レーシングカーなどでは、揚力を抑え、逆に車体を路面に押し付ける力、『ダウンフォース』を生み出すために、エアロパーツと呼ばれる様々な工夫が凝らされています。

旋回時の浮き上がり：サスペンションの役割

クルマが旋回するとき、遠心力が発生し車体が外側に傾こうとします。この時、車体には外側に引っ張られる力が働き、タイヤの接地荷重が変化します。特に内側のタイヤは接地荷重が減少し、最悪の場合、タイヤが浮き上がってしまうことがあります。これが旋回時の浮き上がり現象です。

この現象を抑え、安定した旋回性能を確保するために重要な役割を果たすのがサスペンションです。サスペンションは、スプリングとダンパーで構成され、路面からの衝撃を吸収するだけでなく、車体の傾斜を制御する役割も担っています。

具体的には、旋回時に発生する車体の傾斜を抑え、タイヤの接地面積を確保することで、浮き上がり現象を抑制します。サスペンションのセッティングは、車種や走行性能によって異なり、適切なセッティングが施されたクルマは、安定したコーナリングを実現できるのです。

浮き上がりによるデメリット

クルマは速度を上げると車体が浮き上がる現象が起こることがあります。これは、空気の流れによって車体の上部に下向きの力よりも大きな上向きの力が働くために起こります。
この浮き上がり現象は、クルマの安定性や走行性能に悪影響を及ぼします。グリップ力が低下し、ハンドル操作が不安定になったり、ブレーキの制動距離が伸びてしまうなどの危険性があります。
特に高速走行時は、わずかな浮き上がりでも大きな影響を与えるため注意が必要です。