セルフステアリング効果とは？車体の傾きで旋回力を生み出す【バイク用語辞典：フレーム・ステアリング編】

■バイクを傾けると自然にフロントタイヤに舵角が発生

クルマはステアリングを操作するだけでスムーズに旋回します。一方、バイクは体重移動で車体を大きく傾けると、自然にステアリングが曲がりたい方向(内側)に切れ込む性質があり、傾きに応じた舵角を発生させて旋回します。

バイクを旋回させるセルフステアリング効果とそれを実現する機能について、解説します。

バイクには、車体を傾けた方向に意識しなくても自然にステアリングが切れて旋回する「セルフステアリング」という機能が備わっています。傾きが大きいほどフロントタイヤの舵角が大きくなり、旋回力が高まる特性です。

バイクの傾きと速度に応じて、バイクが勝手にステアリングの切れ角のバランスを取ってくれるので、できるだけセルフステアリングを邪魔しないように、舵角をバイク任せにすることが効率的に旋回能力を発揮することにつながります。

一方で高速で回転するホイールには、「ジャイロ効果」が働きます。

ジャイロ効果とは、物体が回転運動をすると姿勢が安定するように働く現象です。回転する物体の回転軸の回転方向に対して直角に力が働き、物体が回転している間はその回転を保持しようとするもので、回転物が重く回転速度が大きいほど強くなります。

揺れながら高速で回転しているコマの軸が、時間ともに直立して安定して回転するようになるのはジャイロ効果によるものです。走行中のホイールだけでなく、回転するエンジン部品や駆動系部品にもジャイロ効果による力が働きます。

ジャイロ効果は、セルフステアリング効果が発揮している旋回時にも働き、バイクを傾けた方向と逆の力が発生します。したがって、安定して旋回するためには、ジャイロ効果に打ち勝つ力でバイクを傾けることが要求されます。

曲がりたい方向にバイクの車体を傾けると、フロントタイヤのキャンバー角によって発生する横力「キャンバースラスト」と呼ばれる内向きの力が発生します。キャンバー角とは、フロントタイヤを前方から見たときの路面の垂線に対する角度です。

クルマでは、わずかにキャンバー角が設定されていますが、もちろん走行中に変化させることはできません。バイクでは、車速やコーナリングの状況に合わせてライダーがキャンバー角を変えて走行します。

また、タイヤの形状に起因する旋回力も発生します。

タイヤの断面は楕円形状になっており、旋回時にセンター部とサイド部は同時に接地し、タイヤの直径はセンター部よりもタイヤが傾いたサイド部の方が小さくなります。このため、バイクが傾くとタイヤの接地面に外周差が発生して、直径の小さい側に向かって曲がっていきます。

バイクが旋回する原理のひとつは、バイクの傾きによって自然に発生するセルフステアリング効果、2つ目はタイヤの傾きに応じた旋回内側に発生するキャンバースラスト力、3つ目はタイヤの接地面の直径差に起因する旋回力です。

これらの機能を上手くコントロールできれば、スムーズに旋回できます。

（Mr.ソラン）

某自動車メーカーで30年以上、自動車の研究開発に携わってきた経験を持ち、古い技術から最新の技術までをやさしく解説することをモットーに執筆中。もともとはエンジン屋で、失敗や挫折を繰り返しながら、さまざまなエンジンの開発にチャレンジしてきました。

EVや燃料電池の開発が加速する一方で、内燃機関の熱効率はどこまで上げられるのか、まだまだ頑張れるはず、と考えて日々精進しています。夢は、好きな車で、大好きなワンコと一緒に、日本中の世界遺産を見て回ることです。

続きを見る

閉じる