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荷重移動とGについて


▼対象
荷重移動を理解したい方

荷重移動とは?

荷重移動とは?

荷重移動という言葉を聞いたことがあるドライバーは、運転に関する知識欲が強い方かも知れません。クルマの運転を上達させたい、と考えれば考えるほど、荷重移動という言葉がついて回ることになります。

簡単に言えば、ブレーキを踏むと、クルマが前に「つんのめる」ような動きをする。逆にアクセルを踏むとクルマが「後ろのめり」になる、もしくは背中がシートに押し付けられるようになる。この感覚が荷重移動です。クルマを運転したことがない方でも、山道などのつづら折りのカーブで、頭や体が前後左右に揺すられる経験があると思いますが、これが荷重移動です。この動きが急だったり激しかったりすると、荷重移動がぎこちない。この動きがスムーズであれば、荷重移動が上手だ、ということができます。下記のWeb記事をご覧ください。

 

●マニア御用達の知識じゃない! 知れば得するクルマの「荷重移動」って何?

人間は無意識のうちに荷重移動をしている

走り好きのカーマニアなら「荷重移動」というワードに関心を持ったことがあるだろう。荷重移動を意識してドライビングすることはスポーツドライビングの鉄則であるばかりかクルマやタイヤの性能を引き出す上でも、また開発やレースなどあらゆる場面で重要なキーとなる。

一般の人でも荷重移動を意識した運転ができれば適切な状況の判断や対応、安全運転にも繋がりメリットは大きい。

「荷重移動」は物理用語的だ。高校生の物理の教科書にも出てくる「荷重」という文字から「重さ」と思っている人が多いが、物理学的には「力」として解釈する。クルマという物体は静止時にも地球の重力に引っ張られ、地面(鉛直)方向に車体重量分の荷重が掛かっている。その大きさは質量(車重)×重力で単位はkgfで示される。というようなことを話しているとどんどん混乱してわかりにくくなってくるだろう。

だから単純のタイヤに掛かる重さを意識すると便宜的に考えるとわかりやすい。たとえば体重60kgの人が両足で立っているとき、片足に30kgずつの荷重が掛かっていることは無意識に感じられる。そこで前に歩き出すために左足を上げると、右足に全荷重の60kgがかかってくる。左足が負担していた荷重が右足に「移動」したわけだ。

しかしこれがマネキンなら、片足を持ち上げたところで倒れてしまうだろう。人間は倒れないように重心位置を移動させ、右足に鉛直荷重がかかるように調整している。このように重心の位置を意識し荷重のバランスを取ることが歩行では重要で、ロボットの制御では難しい部分ともいえる。

クルマの荷重移動を理解しておけば安全運転にもつながる

ではクルマで考えるとどうか。車重1000kgのクルマで便宜的に前後左右の重量バランスが均等であるとすれば、4つのタイヤそれぞれに250kgfずつの荷重が掛かっていることになる。これは静止荷重といい、クルマのスタティックなバランスを示している。

重要なのは人が歩くように、クルマは走ることで動的な荷重バランスが変化するということなのだ。たとえば加速させると後方に引っ張られるようにG(重力)が発生する。ブレーキングでは前方に、コーナリングでは横方向にGが発生する。Gが発生することで重心位置に力が加わり前後左右のタイヤにかかる荷重が変化するのだ。

走行中に強くブレーキを踏み込むと前のめりになる。このとき後輪にかかっていた荷重が前輪に移動している。加速のときは前輪から後輪に、コーナリングでは内輪から外輪へとそれぞれ荷重が移動する。どれくらいの荷重が移動するかはGの大きさや重心の位置、車体のディメンション(寸法)により異なるが、たとえ低速でもGが発生すれば僅かにでも荷重移動は起こっているといえる。

それを意識し、感じ取り、運転に反映させるわけだ。荷重の変化がどうして重要かというとタイヤの接地荷重そのものになるからだ。タイヤはクルマが路面と接している唯一のパーツ。タイヤがグリップするかしないかはブレーキの利き、トラクション(駆動力)。コーナリング性能など全挙動に影響する。タイヤのグリップが高ければそれぞれの性能が高まる。タイヤのグリップ力とはタイヤと路面の間に発生する摩擦力そのものだ。

摩擦力は摩擦係数ミュー×荷重で決まる。つまり荷重が増せばグリップ力が高まり、荷重が抜ければグリップ力が低下する。それをドライビングに利用するということなのだ。コーナーでハンドルを切る手前で減速すると前輪への荷重移動が起こり前輪のグリップが増す。そこでステアリングを切り込めば高いグリップ限界を引き出せ、ターンイン区間を速く走れる。

よく勘違いされがちなのは、ブレーキングに前のめり姿勢になることで荷重移動が起こる、と考えることだ。実際は荷重移動が起こるのでフロントサスペンションにも荷重が増え、スプリングが縮み前のめり姿勢になるのである。ゴーカートのようにフレームだけでサスペンション機能を持たない車両でも減速Gがかかれば前輪荷重は増しているだ。ゴーカートでのトレーニングが効果的なのは、サスペンションがないので荷重移動をダイレクトに感じ取れることもある。

4輪それぞれの荷重変化を意識し、高まるグリップ、減ずるグリップを感じ取りドライビングに反映できるように心がけてもらいたい。

引用元;Webカートップ
https://news.livedoor.com/lite/article_detail/18244510/

 


上記の記事にあるとおり、荷重移動がうまくなると、クルマの運転が劇的に上手になります。クルマはたった4つのタイヤだけで地面と接しており、1トンを越える荷重を、4つのタイヤに分配しています。そして、その分配比率は、ドライバーのペダル操作とハンドル操作によって、リアルタイムに変化しています。

そして、タイヤのグリップ力も、これら変化する荷重と密接に関係しています。タイヤのグリップは物理的に限界があり、必要以上の力が掛かると滑りはじめてしまいます。しかし、荷重が掛かり、上から押さえつけられていれば、グリップ力は高まるのです。このため、4つのタイヤのうち、しかるべきタイヤに荷重を掛けてやることが上手な運転につながります。例えば、加速するなら後輪の2つのタイヤに均等に荷重が掛かるのが効率が良いため、強くアクセルを踏んでる間はハンドル操作を最小限にした方が効率的です。また、カーブを曲がっている最中なら、ハンドルの切れ角をそのカーブに合わせて一定にしつつ、加速も減速もしない、つまり前後方向に荷重を移動させないのが効率的です。

こうした基本的な考え方をもとにして、MT車攻略マニュアルAT車一気に合格運転術を編集しています。荷重移動を意識した運転について、より詳しく知りたい方は、生死を分ける危険回避テクニックをご覧ください。

なお、こうした荷重移動とタイヤのグリップは、なにもクルマだけの知識ではなく、バイクや自転車などの二輪車にも当てはまります。クルマと違う点は、前後左右の4つのタイヤではなく、前後2つのタイヤだ、というところ。基本的な考え方はクルマとまったく同じです。この知識がないと、二輪車で雨の日のマンホールの上などでグリップを失って転んでしまうことも避けられないでしょう。

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