車の安定性に影響？接地荷重を解説
車を知りたい
先生、「接地荷重」って、タイヤにかかる重さのことですよね？
自動車研究家
そうだね！ 正確には、路面からタイヤにかかる力のうち、地面に垂直な方向の成分のことだよ。タイヤにかかる重さ、と考えてもらって大体は合っているよ。
車を知りたい
じゃあ、車が走っている間も、接地荷重はずっと一定なんですか？
自動車研究家
実はそうじゃないんだ。例えば、カーブを曲がるときには、外側のタイヤの接地荷重が増えて、内側のタイヤは減るんだ。これは遠心力が関係しているんだよ。他にも、路面の凹凸や車の加速によっても変化するんだ。
接地荷重とは。
「接地荷重」とは、車が路面を捉えているタイヤにかかる重さのことです。タイヤのグリップ力や旋回性能に大きく影響します。この接地荷重は、各タイヤが均等に負担していますが、走行状況によって変化します。例えば、カーブを曲がるときには、遠心力によって外側のタイヤへの荷重が増加し、内側のタイヤは逆に減少します。この荷重の変化量は、サスペンションのセッティングによって調整することができ、車のハンドリング特性を調整するために利用されます。また、デコボコ道を走行する場合、上下動によって接地荷重は常に変動します。その結果、グリップ力が安定せず、運転しにくくなることがあります。さらに、高速道路やサーキットなど、傾斜のついたコーナーでは、重力と遠心力の影響で接地荷重は変化します。具体的には、重力による荷重は減少し、遠心力による荷重は増加します。
接地荷重とは？
車が路面にどれだけしっかりと接地しているかを示す指標、それが「接地荷重」です。タイヤのグリップ力は、この接地荷重に大きく影響を受けます。車が安定して走行するため、そして安全を確保するためにも、接地荷重への理解を深めることは非常に重要です。
コーナリング性能への影響
-# コーナリング性能への影響
車の旋回能力は、タイヤのグリップ力に大きく依存します。そして、グリップ力は、路面とタイヤの間に働く摩擦力によって決まりますが、この摩擦力は接地荷重に比例するという特性を持っています。つまり、接地荷重が大きくなるほど、タイヤのグリップ力は高まり、より速い速度でコーナーを曲がることができるようになります。
逆に、接地荷重が小さくなると、グリップ力は低下し、旋回中にタイヤがスリップしやすくなるため、コーナリング性能は悪化します。このことから、スムーズで安定したコーナリングを実現するためには、旋回中の接地荷重の変化を最小限に抑えることが重要となります。
荷重移動とロール剛性
車が旋回するとき、車体には遠心力が働き、外側に傾こうとする力(ロール)が発生します。この時、タイヤの接地面にかかる荷重は、内側のタイヤでは減り、外側のタイヤでは増えます。 この現象を荷重移動と呼びます。荷重移動が大きくなると、タイヤのグリップ力が低下し、スリップや横転のリスクが高まります。
荷重移動の大きさは、車のロール剛性によって異なってきます。ロール剛性とは、車がロールする際に抵抗する力のことで、サスペンションやスタビライザーなどの影響を受けます。ロール剛性が高い車は、荷重移動が少なく、安定したコーナリングを実現できます。反対に、ロール剛性が低い車は、荷重移動が大きくなりやすく、不安定な挙動を示しやすくなります。そのため、車を運転する際には、荷重移動とロール剛性の関係を理解し、安全な運転を心がけることが重要です。
悪路での接地荷重の変化
スムーズな舗装路とは異なり、悪路走行では路面の凹凸によりタイヤにかかる接地荷重は常に変化します。
これは、車体が上下に揺さぶられることで、各タイヤにかかる荷重が刻々と変動するためです。
例えば、凸部に乗り上げたタイヤは瞬間的に荷重が増加し、逆に凹部に入ったタイヤは荷重が減少します。
このような接地荷重の急激な変化は、タイヤのグリップ力を低下させ、車の安定性を損なう要因となります。
特に、オフロード走行のような状況では、この影響が顕著に現れます。
高速走行時の接地荷重
高速道路を走行する際、安定した走りを実現するには接地荷重への理解が欠かせません。車が速く走るほど、空気抵抗の影響を大きく受けます。特に、揚力と呼ばれる上向きの力が発生し、車が浮き上がろうとするため、タイヤの接地荷重が減少してしまうのです。接地荷重の減少は、グリップ力の低下に直結し、ハンドル操作やブレーキの効きが悪くなるなど、安全な走行を脅かす危険性があります。そのため、高速走行時は、車体の空力設計によって揚力を抑え、十分な接地荷重を確保することが重要となります。