F1のステアリングとは?小さな操作角で大きく曲がるように設定【自動車用語辞典:F1の技術編】

■ステリングは乗降や事故の際に俊敏に脱出できるように脱着可能タイプ

●ステアリングホイール前面には機能を設定するボタンやダイヤル、情報ディスプレイを配備

F1マシンのステアリングは、脱着可能な小判型のステアリングホイールが有名ですが、機構は市販車が採用しているラックピニオン方式です。ただし、操舵のレスポンスを高めるため、小さな操作量で大きな操舵角が実現できるようなギヤ比が設定されています。

F1マシンのステリングの機構と特徴について、解説していきます。

●ステアリングシステム

F1マシンのステアリングは、市販車で一般的に採用されているラックピニオン方式です。

作動原理は、次の通りです。

・ステアリングホイールの回転は、ステアリングシャフトによってステアリングギヤボックス内の外歯のピニオンギヤに伝えられる。

・ピニオンギヤには板状歯車であるラックが噛み合って、ピニオンギヤの回転運動を報復運動に換える。

・ラックの両端にはタイロッドがあり、タイロッドがアップライトを押したり引いたりすることで前輪に操舵角を与える。

ラックピニオン方式は、構造がシンプルで軽量が特徴です。路面の凹凸による振動がステアリングホイールに伝わってくる「キックバック」が出やすいという弱点があります。

市販車ではキックバックを抑えるように設定しますが、F1マシンではドライバーがキックバックによって路面の状況やグリップ力の状況を把握しやすいので、あえて抑えることはしません。

ラックピニオン方式
ラックピニオン方式

●ステアリングギヤ比

F1マシンでは、ステアリングホイールを2回転も3回転も切ることは非効率なので、ロックツーロック(ステアリングを片側から反対側まで切ること)は0.7回転程度です。一般乗用車は、3.5回転前後です。

ステアリングホイールの回転角とタイヤ操舵角の比率をステアリングギヤ比と呼びます。市販車が15~25:1に対して、F1マシンは10~15:1です。F1のステアリングは、少し切れば大きく曲がることを意味します。

F1マシンでは小さな回転操作でシャープに反応する分、ステアリングホイールの操作は重くなります。そのため、パワーステアリング機構を装備しています。

また、最小旋回半径は、普通車の4.5~5.5mに対し、F1マシンは9~10mです。

●ステアリングホイールの形状と材質

ステアリングホイールは、レース中は左右片側に90°以上回転させることは少ないので、握る位置を持ち替える必要はありません。そのため、形状はコンパクトで操作の邪魔にならないように円形の上下をカットした「小判」形状にしています。

材質は軽量で頑強なCFRP(炭素繊維強化プラスチック)で、乗降や事故の際に俊敏に脱出可能なように脱着式にしています。

●ステアリングホイール上のボタンとダイヤル

F1マシンのステアリングホイールの最大の特徴は、ホイール前面に機能を設定するボタンやダイヤルが多数配備されていることです。狭いコックピットの中で、ホイールより前方に配備すると操作し難くなるためです。もちろん、走行中に操作するのは限られたボタン類です。

また、各種の情報ディスプレイもホイールに配備するのが一般的です。

配備されているボタン類やダイヤル類は20以上にも及び、代表的なものは以下の通りです。

<ボタン系>

・N(緑):ニュートラルにシフト

・BB-(黒):ブレーキバランスの微調整

・PL(黄):制限速のあるピットレーン走行時

・TALK(白):ピットと無線連絡を行う

・RS(青):レーススタートモード

<ダイヤル系>

・ENTRY(赤):ブレーキングのデフ設定

・MID(白):コーナリングのデフ設定

・HI SPEED(青):高速コーナーのデフ設定

・BMIG(黄):ペダルマップ設定

ステアリングホイール
ステアリングホイール

F1マシンのステアリングは、本来の操舵の役目だけでなく、ホイール上のボタンやダイヤル類の操作によってさまざまな機能を調整するという役目もあります。

超高速F1マシンの「走る」「止まる」「曲がる」のドライビングテクニックに加えて、ステアリングホイール上のボタンも操作するF1ドライバーの集中力には恐れ入ります。

(Mr.ソラン)

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