タイヤのトラクションとサスペンションとしてのタイヤ

タイヤのトラクションとサスペンションとしてのタイヤ

タイヤのトラクションとサスペンションとしてのタイヤ

 

MotoGPの凄さ

最近のライディングでは、タイヤにトラクションをかけ続けることが求められていると言われますね。

そいういわれても、実際にはあまりピンとくるものがなく「ああそうですか」と軽く流されてしまいがちなタイヤのトラクション、もう一度見なおしてみましょう。

レッドブル提供のMotoGPの凄さを紹介したマルク・マルケスのレーシングサイエンスという動画があります。

 

まあこれは、素人向けですね。

玄人向けのタイヤ情報

じゃあ、「タイヤについて詳しくなりたい」たと思ったとして、実情はあまり芳しくありません。

どうも、このジャンルは簡単に理解できるようなお手軽な分野ではなく、理解に苦しむ難しい世界のようです。

書籍は分厚いし、お高いし。※

ブリジストンさんではこんなのがあります。

BATTLAXタイヤ搭載技術一覧

 

なるほど!レーシングタイヤ 4輪ですが…

このコーナーではF1タイヤを中心にあらゆるレーシングタイヤの「普段、絶対に聞けない開発ストーリー」や「あれはいったい、どーなっているんだろう?」といった素朴な疑問を、皆さんに成り代わりブリヂストンのタイヤエンジニアの方に伺い、レポートしていきます。

(2000年~2001年制作のコンテンツです)

 

 

ミシュランにも期待

ミシュラン日本の公式サイトには モーターサイクルニュース というコーナーがあります。

MotoGPのタイヤブランドが変わるにあたってそれなりのインパクトは必要なことです。
違いを打ち出したいわけですからね。

ここではミシュランのサイトの記事から3つのこと紹介します。

  • 16.5インチから17インチへ
  • 窒素ではなく空気へ
  • インターミディエイト復活

全体的にレースという特殊な環境ではなく、公道を走る一般車両にも配慮したのは好印象です。

インターミディエイトを撤廃できるのはタイヤメーカーの工数削減にはなりましたが、スリックで走ることの危険性は高まったといえます。

そもそも街中ではタイヤ交換なんて、例えばツーリング中にレインタイヤとスリックタイヤを天候に合わせて履き替えるなんてありえませんからね。

タイヤの溝に関してのテクノロジーも必要でしょう・

ミシュランは決勝での使用頻度は低いと述べていますが、ウェット宣言された決勝レースでこそインターミディエイトの出番はあるのではないでしょうか?

往年のライダーの紹介も嬉しい企画です。

以下ミシュランのMotoGPウェブマガジン(pdf)から引用してみます。

17インチへの変更について

  ──わずかな違いがもたらす大きなインパクト

MotoGPでは長きにわたってリム径が16.5イ ンチのタイヤが前後ともに使用されてきまし た。それがミシュランのMotoGP復帰ととも に、来年から前後ともに17インチとなりま す。 では、なぜリム径を0.5インチだけ大きくする ことになったのでしょうか? 「その答えは簡単です。私たちミシュランは モータースポーツを一般走行用タイヤの開発 に役立てたいのです」 ニコラ・グベールはこのように説明します。 「現在、一般のオンロードタイプのバイクに 装着されるタイヤのリム径は前後ともに17 インチが一般的です。そして、様々な国にお いて行われている国内選手権レースでは前後 17インチタイヤの使用を義務づけていると ころが多いのです」 前後タイヤがリム径16.5インチのバイクを市 販しようという二輪車メーカーはありませ ん。なぜなら、世に多く出回っているタイヤ は17インチであり、そこにリム径が16.5イ ンチのバイクを出せば、それに17インチの タイヤを組み込んで走らせようとするユー ザーが出てくる可能性があるからです(実 際、本来のリム径が異なるタイヤとホイール を組み合わせて走行してアクシデントに見舞 われた例が過去に何件もあるのです)。 それにしても、16.5インチと17インチでは さして違いがないように思うのが普通でしょ う。しかしグベールは「これが大違いなので す」と言います。 「0.5インチは約12mmです。タイヤ全体の 大きさからすればわずかですが、それだけリ ム径が違うと実に大きな影響とインパクトを もたらすのです。 …

窒素から空気へ

他のいくつかのタイヤメーカーはレーシングタイヤの中を満たす気体 に窒素を使用していますが、ミシュランは空気(大気)を充填してい ます。通常の状態であれば大気はその約80%が窒素であり、“湿り気”と いうリスクさえ排除すれば大気で何ら問題はないからです。 ミシュランの二輪レースプログラムマネージャーであるピエロ・タラマッソ は次のように言います。      「最適な内圧を設定し、それを安定的に保つことが、タイヤに本来のパフォーマ ンスを発揮させ続けるためはとても重要です。 ところが、湿気を帯びた大気をそのままタイヤに充填すると内圧が不安定になる要 因となります。そこで私たちは除湿器を使って大気を乾燥させ、それを充填するよ    うにしています。マレーシアのように湿度の高いところでは特に気をつける必要が   あり、除湿器のフィルターを頻繁に取り換えながら作業しています」

インターミディエイトについて

  コントロールタイヤ制度が導入された2009年以 降、MotoGPでインターミディエイトタイヤは 使われてきませんでした。それが来シーズンの MotoGPでは、ミシュランの復帰と同時に、こ のタイプのタイヤが復活することになりまし た。 「来年のインターミディエイトタイヤの復活 は、MotoGPに参戦しているライダーたちの要 望によるものです。私たちミシュランが2016 年以降のMotoGPにおける公式タイヤサプライ ヤーとして指名された際、MotoGPを統括して いるドルナは私たちにインターミディエイトタ イヤも開発・供給することが可能かどうか尋ね てきました。私たちは即座に『可能です』と返 答しました」(ミシュラン 二輪レースプログラ ムマネージャー ピエロ・タラマッソ) 来シーズン、インターミディエイトタイヤが MotoGPに復活すると言っても、それは決勝 レースにおいて使用されるわけではありませ ん。MotoGPでは2005年以降、決勝レース中に 雨が降り出したり、ウェットであった路面が急 激にドライコンディションへと転じていく状況 となった際には、スタート時とは異なる種類のタ イヤを装着したもう一台のマシンに乗り換えるこ とが可能となっているからです。 しかしながら、いくつかのコーナーの路面は濡 れているもののその他は概してドライ、といった ようなコンディションで行われる予選セッション においては、インターミディエイトタイヤは非常 に有効な手段となります。それゆえ、ライダーた ちはこのタイプのタイヤの復活を望み、それに ミシュランが応えることになったのです。

 

数値化

タイヤにかぎらず、何らかの変更を行う場合、数字は便利です。

いわゆる広告手法としては正しい、利点だけを述べて欠点や比較情報が含まれていないスペックページは購入のきっかけにこそなれ、現場レベルではあまり役に立ちません。

 

例えば自転車のタイヤですがこのように紹介されています

2本セット ミシュラン プロ3レース 700×23C (ブラック)

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商品の説明

PRO2 RACEと比べて・・・  ■コーナリング時(傾斜角30度)のグリップが27%向上  ■直線時のグリップが20%向上  ■転がり抵抗も低減  ■PRO2 RACEの225gから200gへと軽量化!  ■ウエット性能・耐パンク性も向上!  ■耐久性と軽量化を高次元で両立! メーカー:Michelin サイズ:700x23C 重量(メーカー公表値):200g

 

2本セット ミシュラン プロ4 サービスクルス 700C(622) フォルダブル ブルー/700×23C

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商品の説明

ミシュランのフラッグシップモデル。あらゆる状況で高いパフォーマンスを求めるライダーに対し、協議向けの性能と長い製品寿命のベストバランスを実現したクリンチャータイヤです。従来のPRO3に比べ、ウェット路面でのカーブ時のスピードが、約16%向上しました。

具体的な数字が記載されていると、探究心豊かな、知りたがり屋には嬉しい情報ですね。

自転車は結構数字化が進んでいますが、同時に各社の利便性というか顧客満足度というか、顧客視線度が垣間見えたりします。

 

 

タイヤのトラクションとサスペンションとしてのタイヤ

本題のタイヤのトラクションとサスペンションについてに戻ります。

自転車と街中走行とロードレース

それではコーナリング中のフロントタイヤにかかる荷重について考えてみましょう。

件の自転車タイヤのスペック表などを見ているとバンク角30度という数字が使われています。

ということで仮に、自転車が30度、街乗りが45度、そしてロードレースが60度としてそのGについて考えてみましょう。

ここでは、マシンとライダーの重量の合計が200kgとして、前後均等に100Kgずつとしてみます。

コーナリング中の荷重

直進走行時と、各角度でのフロントタイヤにかかる荷重は次のとおりです。

数値は概算です(三角定規を思い浮かべてください)。

  • ウイリー時:0Kg
  • 直進時:100Kg
  • 30度時:115Kb
  • 45度時:140Kg
  • 60度時:200Kg

随分と違いますね。

加速度(減速度、遠心力)で言うと45度で1G、60度では1.7Gになる計算です。

そして1Gのブレーキングでリアが浮いたとしたら280Kgに、もしも1.7Gだったら400kgがフロントタイヤに加重される計算になります。※

 

※タイヤのポテンシャルはバンク角60度よりも高いところにあり、バンク角に関してはタイヤのグリップのおかげではなくジオメトリー的、コントロール性的な進歩ととらえたほうがよいということを表しています。

 

 

想定ストローク量

 

では提供される(購入した)タイヤは、どのような使用環境を想定して作られているのでしょうか?

また、自分なりにセッティングが必要なのでしょうか?

考えてみましょう。

まず、タイヤ的に考えると難しくなるので、サスペンション的に考えましょう。

タイヤの変形量とか、接地面積とかは置いておいて、タイヤの変形率をストロークで表してみましょう。

タイヤの半径からホイールの半径を差し引いたものを有効ストロークとし、数値もよくわからないのでパーセントで表してみます。

要は、ストローク量が20%のときに最大限の効果を発揮するとか、20%のストローク量を基準にしてセッティングを行うとかいう感じです。

因みに直進時のブレーキング時にはリムが接触するまでの100%のストローク量があり、コーナリング中はそこまでストローク出来ませんが、それは想定荷重(少ない)からタイヤの幅(トレッド幅?)とリム幅の関係が決まったりしているので問題なしです。

パーツ的にはタイヤのゴムそのものの粘性的なものと、構造上と空気体積的な弾性的なものとに分けられまが、ここでは粘性的なものは無視できるので、接地面を含めた構造上なものとして考えればよいでしょう。
本来ならば重要な発熱量や運動量に関しても一旦省きます。

構造上のタイヤはバネとして考えることが出来ます。

フロントフォークなどのサスペンションではバネにイニシャルをかけることがありますが、その役目な構造上のタイヤではなく、空気圧(内圧)が受け持ちます。

そして、同じくフロントフォークの油面や内圧に当たるのが、タイヤの内圧とその体積です。
特徴はプリドードも兼ねているために体積が大きいことと言えるでしょう。

フロントサスペンションとの大きな違いは、サスペンションだけではなく、グリップや路面抵抗などがそもそもタイヤ本来の役割であり、そちらの性能が優先されるということがいえます。

例えば内圧をパンパンに高くして、ストレートの路面抵抗を少なくすることもできるわけです。

反対に内圧を低くしてもタイヤが傷まないように、寿命も長くできるようにメーカーは作ることもできるわけです。

また、タイヤの中に詰め物を入れて、硬性を落としてもフルボトムさせないことも可能です。

そして肝心なことは、こんなことはチームやライダーではなく、タイヤメーカーが十分テストして数値化して提供すれば良いということです。

数値化されれば、無駄なことと、選択肢があることとが判断できるようになるので、よりライダーは短時間で好みのセッティングにできることでしょう。

 

特に接地面積の違いに寄るフロント周りの挙動の特徴とその対策やら、発熱量と転がり抵抗の相関図とか、タイヤのスプリング換算のバネレートとかがわかると面白いのに。

 

現状では、手探りすぎるので、タイヤアドバイザーの言う通りの基本セッティングに収めざるをえないのですが、そのセッティングで自分の走りが、タイヤのポテンシャルを発揮できている状態かどうかは不明です。

そしてこの対応は、基本セッティングで速く走れる、上手いライダーに対してだけの情報と言えなくもありません。

まあ世の中甘くなく格差社会なわけですが……

 

そしてトランザクション重視のライディング

かくして、コーナリング中の荷重をもとにベストなタイヤのストローク量(たわみ量)がはじき出され、

そしてその時の状態、セッティングを優先してタイヤの構造上の硬性や、内圧が決まり、ストレートの路面抵抗なども優先した結果は、街乗りタイヤに比べ、遥かにカチカチのタイヤなわけです。

そしてそのことは、少ない荷重の時の、接地面積の少なさを表しています。

これはバンキング時のトラクションはもちろんのこと、コーナリング中でも、ちょっとしたトラクション抜けが命取りなことを意味しています。

街乗りなどでのリカバリー術などでは、まるで役に立たないことを意味しています。

ライダーにしてもタイヤのランクアップは、いきなり今まで不要だったより高いライディングを必要とされてしまうわけです。

 

 

サスペンションの反応速度

タイヤは見た目の通り、路面の凸凹などに最初に曝露されるわけです。(暴露=さらされる)

そして、肝心の衝撃吸収はどこが行うかというと、タイヤが最初に処理し、タイヤが処理したくないものや、その反応に手間取っているものが、次のサスペンションに受け継がれます。

タイヤのゴム→タイヤ→フロントフォーク→ライダーの腕 ですね。

そしてその運動量はそれぞれの発熱量などからうかがい知ることが出来ます。

こうしてみると、ホイールを含めたフロントサスペンションなどのタイヤから見たバネ上はタイヤを路面に押し付けてくれることに特化しているといえるでしょう。

もしかしたらフロントサスペンションは、バネ下の衝撃吸収よりも、マシンやライダーなどのバネ上のギクシャクした動きを路面に伝えないことに貢献しているといえるかもしれません。

ウォブル→シミー→チャタリング→?

用語が適切かどうかわかりませんが、フロント周りの小刻みな振幅は数ヘルツで済んだシミーからどんどんと高周波化しています。

というより、低周波が発生しているようではそもそも速く走れていないといえ、そして次元が高くなるに連れて高周波化していくわけですが、最近のハイスピードカメラを見ても分かる通り、もはやフロントフォークの吸収できるような周波数ではないことが見て取れます。

これは衝撃を吸収できていないというよりは、戻りのスピードが追いついていないことを表しています。

ダンパーのせいだったり、プリロード周りのせいでグリップ力が波打ってしまったりするせいだったりしますね。

改めてタイヤ自体の柔らかさが求められてたりとか。

全ては現在の時点で、取捨選択した組み合わせでのバランスをとったものであろうことから、ミシュランがコーナリング後半の過渡期のセッティングに苦労するとおもわれまう(追いつくのに時間を要する)。

 

ライダーに必要なもの

さてこのようなタイヤ事情の上では、ライダーにも同じように高次元なテクニックが求められてしまったりします。

又あまりにも小刻みな振動は、それに特化したセッティングパーツが見つからなかったりします。

またチャタリングなどの症状が出ていたとしても、セッティング自体は完璧な場合もあります。

見当違いなセッティング変更は、徒労に終わってしまうことでしょう。

まずは、正しくそれを感じることから始めると良かったりします。

見た目のテクニックが不要だとしても、その高次元の走りでの転倒率が低いことに越したことはありません。

そのために、まずはタイヤの挙動への反応速度を高めてみてみましょう。

あるいはタイヤに起きている状態を敏感に感じ取れるようにしてみましょう。

それは、サスペンションのリジット化です。

実際のところサスペンションユニットは不要なのでは?
といってもロードレースでいきなりは自殺行為なのでまずはジムカーナでです。

自転車が手っ取り早いですが実際にチャタリングを感じられるような安全な下り坂コースが思い浮かびません。

 

もちろんサスペンションユニットを本当に取り外せといっているのではありません。

フロントフォークを突き出せるタイプのマシンであればフォークオイルを満タンに入れて、車勢(姿勢)を整えれ場完了です。

 

実際にやってみてわかるのが、ライダーの操作が如何にタイヤにとって優しくないかということです。

いきなりのタイヤロックや逆にロックしなかったり、今までとは異なる挙動が起きます。

そして今まで、サスペンションが吸収していたと思っていたものが、実はタイヤが吸収してくれていて、
また、まさしくサスペンションが吸収していた衝撃を、吸収しなくなったことによる新たな挙動を感じることが出来ます。

そして、タイヤ挙動に対して何かアクションが必要だったとしたら、今までよりも反応速度が上がった分、何事も無く走行できるようになったり、転倒しなくて済むようになったりするかもしれません。

 

そして、件の、硬いタイヤのせいで、初期のトラクションと、最大仕事時のトラクションの差の違いに合わせたコントロールに対してのテクニックを学ぶことが出来ます。

まとめ

最近のタイヤはそのバンクから見ても分かる通りかなりの荷重がかかるため、プリロードあるいは、バネレート的に高いセッティングがなされてしまっているといえます。

そのことは、安定した走行を続けるためには、トラクションをかけ続けた走行が要求されるということです。。

それは。一旦トラクションが抜けてしまうと厄介だということを表しています。

高トラクションがかかった状態でその能力を発揮するタイヤは、当然低トラクション状態では能力が落ちているといえるでしょう。

すなわち低次元になればなるほど転倒しやすいわけです。

トラクションをかけ続けている場合は、おおまかなで済んでいた操作でも、一旦トラクションが抜けた後の再荷重にはそのことを想定した繊細な操作が必要になります。

そしてそのストローク量の少なさからその操作は一瞬の出来事でしょう。

 

これは「気をつける」だけではダメで具体的にテクニックを身につける必要があるということです。

 

 

 

以上

タイヤのトラクションとサスペンションとしてのタイヤ
でした。

タイヤはいろいろ難しいので本投稿の記事をうのみにするのではなく、正しい情報を入手するためのきっかけとしてくれると安全です。

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