06/08/01 バイクはハンドルで曲がる?
「バイクは傾くことで曲がる」とよく言われる。本当にそうなのだろうか。10円玉を転がし、傾いた方に曲がる様子を例に挙げ説明されることも多いが、どうも違う。バイクは2つの輪がフレームで連結されているので、1枚の10円玉のようにはいかないのだ。そこで模型を作って実験してみた。写真左のように傾いたタイヤを円錐で模し、一直線に固定して進ませてみると「タイヤ」も「車体」も傾いているのにもかかわらず真っすぐにしか進まなかった。10円玉を連結させて実験したとしても同じ結果になるはず。そして今度は写真右のようにハンドルをイン側に切った状態を作って進ませてみると、ちゃんとイン側に曲がっていく。この結果をみると、「バイクはハンドルが切れて曲がる」と言えるのではないだろうか。

06/08/01 キャンバースラスト
バイクが曲がるための要素その1、キャンバースラスト(camber thrust)。バイクはこのキャンバースラストを主に使って曲がっていくとされている。リーンして回転するタイヤが路面に接すると、その接地面のタイヤ表面は路面とグリップして真っすぐに移動することになる。路面が無ければアウト側に丸く軌跡を描くタイヤ表面が無理矢理真っすぐにされるので、弾性体であるタイヤに反発力が生まれ、タイヤを回転軸方向イン側に押す。この横押しの力がキャンバースラストだ。
しかし、この横押しの力がバイクを曲げる力になるとはあまり思えないのだが・・・。※2015/03/08修正

06/08/02 スリップアングル
バイクが曲がるための要素その2、スリップアングル(slip angle)。四輪のコーナーリングは主にこの力を使うと言われている。バイクのコーナーリングにもやはり関係しているはずだ。走行中、ハンドルを切ってタイヤの向きを変えると、タイヤの向きと進行方向とにズレが生まれる。この角度をスリップアングルと呼び、スリップアングルがつくことによってタイヤがイン側に横押しされる力＝コーナーリングフォースが生まれるのだ。タイヤは弾性体なので、接地面部分では路面にグリップして進行方向に沿って進む。するとタイヤにねじれが起きるが、このねじれの反発力がコーナーリングフォースとなるのだ。
ただ、バイクの場合はセルフステアリングでハンドルを「切らせる」関係上、コーナーリングフォースを導くような強いスリップアングルをあまり付けられないと思われる。※2015/03/08修正

06/08/03 バイクを傾けるとフロントタイヤはなぜ曲がるか その1
よく言われるのが「ジャイロ効果」。回転体(タイヤ等)はジャイロ効果で、その位置を保とうとする。また、回転軸に対して直角の力を入力すると、90°ずれた方向に出力する。地球ゴマで実験してみると、たしかに回転軸(車体)を傾けると、傾けた方向に回転板(タイヤ)が曲がるのが分る。ただ、これが「バイクを傾けるとなぜフロントタイヤが曲がるか」の答えとしては怪しい気がする。それは、バイクを傾けてごく低速で押し出す実験をしてもちゃんとタイヤは曲がるし、タイヤが回転していない止まったバイクでさえ傾ければタイヤは曲がるからだ。
実際、Uターンなどのごく低速ターンでのフロントタイヤの回転ぐあいをみても、とてもジャイロ効果が発生しているとは思えない。さらに、高速走行時はジャイロ効果も強く現れるはずだからタイヤの曲がる力も大きくなって良さそうなもの。しかし、実際にはより直進性が強くなりタイヤは曲がりにくくなる。このことから、ジャイロ効果でフロントタイヤが曲がるといういままでの説は、かなり怪しく思えるのだ。

06/08/04 バイクを傾けるとフロントタイヤはなぜ曲がるか その2
ステアリング軸に対するフロント回りの重心は、図で分るようにステアリング軸より前。そのため、バイクを傾けるとフロントタイヤはその重みで、ステアリング軸を中心にイン側に落ちるように向きを変える・・・というのもよくある説明。たしかに、フロントタイヤを浮かせたり、つるつるの路面ではこの現象が起こる。しかし、ブレーキングでタイヤが路面に強烈に押し付けられている時に、このようなフロント回りの自重でタイヤの向きが変わるというのはどうも納得がいかない。あの急激なフロントタイヤの向きの変わり方は、もっと別の、タイヤの接地面を支点にした何かの力が働いているに違いないと思うのだが・・・。

06/08/04 フロントタイヤはステアリングヘッドに「引っ張られて」いる
ステアリング軸の延長線が地面に接する点から、フロントタイヤの接地面の中心までの距離が「トレール」。この関係をよく見てみると、フロントタイヤはステアリングヘッドに押されて進んでいるのではなく、逆に引っ張られていると考えられる。もっと言えば、フロントタイヤというものはリアタイヤに「引っ張られて」進んでいるとも言えるのだ。このトレールの存在がどうやらフロントタイヤの曲がりに一番影響しているような気がする。
ちなみに、キャスター角が大きくなればなるほどトレールが長くなり直進安定性が増す(ステアリングが重くなる)。また、フロントフォークはステアリング軸よりも前方にオフセットされているが、これはトレールの長さを調節するため。オフセット量をゼロにすると、トレールが長くなり過ぎ、ステアリングが重くなってしまう。

06/08/05 バイクを傾けるとフロントタイヤはなぜ曲がるか その3
トレールの部分に注目してみると、これは台車などのキャスター(脚輪)と同じ動きになると思い、模型を作ってみた。これを地面の上で進ませ、車体に見立てた木材を傾けてその動きを見てみると、たしかにバイクのフロントタイヤと同じ動きをする。つまり、車体を傾けた方向に車輪が曲がっていく。もっとよく観察してみると、車体を傾けた分、ステアリングヘッドが横方向に移動するわけで、結局その動きに引きずられてタイヤの向きが変わっているようだ。これがバイクのフロントタイヤに舵角がつく一番の要因なのかも知れない。だとしたら都合がいい。例えばキャスターのタイヤに爪楊枝などを突っ込んでタイヤが回らないようにさせておいて実験しても、このキャスターの向き変わりは起こる。ということは本物のバイクに置き換えて考えてみると、ブレーキをかけながらリーンさせてもなんら変わりなく舵角がつくということになるからだ。

06/08/06 バイクはなぜ倒れずに進むか
ひと昔前のライダー本の説明はひどかった。「ライダーが無意識のうちに細かく左右にハンドルを切ってバランスを取っているから」なんていうのが大半。ライダーが乗っていなくてもバイクは倒れずに真っすぐ走っていくから、もちろんこんな説明は間違っている。写真のように、フロントに取り付け部が回転する脚輪を、リアには取り付け部が固定された脚輪をつけた模型を作って実験してみた。自立しないこの模型でも、勢い良く押し出してやるとバイクと同じように倒れずに進む。よく観察していると、例えば左に傾くとその分、フロント取り付け部が左に移動し、フロントの脚輪がその動きに引きずられて左に向きを変える。するとその瞬間、模型は慣性(遠心力)によって逆の右方向に放り出されるように傾く。右に傾くとその分、フロント取り付け部が右に移動し・・・といったことが連続的に繰り返され、模型は前に進み続ける限りバランスが取れて倒れないようだ。
ちなみにこの脚輪のタイヤは全体の重さに比べて極端に軽いので、「回転するタイヤが真っすぐに進もうとするジャイロ効果で倒れない」という説も、この実験ではおかしいということになる。また、「トレールがタイヤを真っすぐに戻す復元力によって直進する」という説もあるが、実際に実験してみると、いったん曲がったタイヤが真っすぐに戻るだけではダメなのがすぐに分かった。さらに逆側にまで曲がる力がないとバランスが取れないからだ。

06/08/06 バイクを傾けるとフロントタイヤはなぜ曲がるか その4
取りあえずの結論として、「トレールがあることによって、ステアリングヘッドの動きに引っ張られてフロントタイヤは曲がる」と結論づけてみた。そうすると、バイクの傾きよりも本当はステアリングヘッドの横方向の移動量が重要となる理屈だ。もちろん実際のコーナーリングでは、ステアリングヘッドの横移動はステアリング軸を傾かせることで作り出すのだが・・・。ちょっと試しに、停めた実車のステアリングヘッドを「真横」に引っ張ってみると、バイクを傾けなくてもフロントタイヤがその方向に曲がった。まさにキャスター感覚。それにしてもトレールがあることでフロントタイヤが曲がっているとは意外。本当にそうなのか?

06/08/06 逆操舵は必ず起こるもの?
レーシング本に「バイクが傾く時、必ず逆操舵が起きている」と書かれていた。たしかにバイクをリーンさせる時、傾けたい方と反対にハンドルを切ってリーンさせるテクニックがある。これはベテランライダーなら誰でも知っている逆操舵(当て舵、カウンターステア)というモノ。しかし、本当に「必ず起きている」ものなのか・・・モーションピクスで実際にコーナーリング時のステアリングの動きを撮影してみた。すると180°ターンをするフルバンクのヘアピンコーナーでも逆操舵の動きなしにそのままステアリングはイン側に切れていた。つまり、逆操舵はライダーが意識的に使うモノであって、バイクがリーンする時に必ず起こる動きではないということだ。

06/08/08 バイクを傾ければ舵角が増す
車体に対する実際のステアリングの切れ角が実舵角だが、「同じ実舵角」のままでも、写真の模型のようにバイクを倒すと地面に対する「舵角」はどんどん大きくなる。つまり、ハンドルを切って深くリーンさせると、それだけで大きな舵角が付いて小回りが出来るのだ。ちなみに、実際のコーナーリング時のステアリングの切れ角を撮影してみると、この模型の1/4程度のごくわずかな実舵角しか付いていなかった。それでも深くリーンさせているので、舵角はそうとう大きくなっていると思われる。※2015/03/08修正

06/08/11 バイクを傾けるとフロントタイヤはなぜ曲がるか その5
「トレールがあることによって、ステアリングヘッドの動きに引っ張られてフロントタイヤは曲がる」という結論がますます正しく思えてくる実験。写真のように模型を左にリーンさせて、なおかつ無理矢理「ステアリングヘッド」を逆の右へ水平移動させてみた。すると左に傾いているのにも関わらず、脚輪はステアリングヘッドが動いた右へ曲がった。これはつまりバイクの傾きよりもトレールがどう引っ張るかが重要だということ。かなり参考になる動きだ。

06/08/12 コーナーリング練習
タイヤを新しくした88ロスで練習。課題は、ハードなブレーキングの勢いを強い向き変えの力に変え、さらにその勢いを加速につなげるという実践的な走り。ブレーキを引きずりながらイン側前方に身体をダイブさせるとかなりいい感じで全体の流れがつながった。ダイブさせる感覚は下半身のホールドを解き、そのまま慣性で身体だけ前に飛び出させるというモノだが、何回も練習していると、慣性に頼らず、イン側ステップに乗り込む感じで身体を前に飛び込ませても同じようにいい感じに曲がる。
この方法ならブレーキングをかけないようなコーナーでも同じダイブというきっかけが使えるわけだ。それと、いままではバイクの「横方向」に荷重する意識が強かったけれど、「斜め前」に、というのがいいようだ。「横方向」への荷重の意識では速いスピードに対処出来ない。「斜め前」にダイブしてちょうどいい感じだった。一見、これではフロントタイヤへの負担が大きくなりそうだが、そのあと加速させるのですぐにリアタイヤに荷重が移ってバランスが取れる感じ。ちなみに、ステップまで擦る深いリーンでも写真のようにフロントタイヤの端はあまり使われていない。

06/08/19 ステップワークの練習
連続したコーナーを「攻める」ためのステップワーク。ひとつ目のコーナーを立ち上がりながらイン側の爪先立ちした足を前へずらすようにして土踏まずのポジションに変えておく。セット出来たら、すばやく反対側の足を爪先立ちに変えて、ふたつ目のコーナーに向けて斜め前方に身体を飛び込ませる・・・こんな感じでリズムよく土踏まずのポジションから爪先立ちのポジションに切り替えれば、なんとか「外足土踏まず」の乗り方で連続したコーナーをクリア出来る。ただ、切り返し中に忙しく足を移動させるという余計な手間を取ってしまう。フルリーンから反対側のフルリーンまでスパっと切り返すのは無理な感じだ。いっそ、爪先立ちのまま切り返す方がいいのか、まだよく分らない。

06/09/14 コーナーリングラインについて
サーキット走行会後の久し振りの練習。88テラでランプウェイコーナーを走る。登りの緩い右コーナーをセオリー通りアウトインの青いラインで走ってみたが、これだとどうしても手前で減速し過ぎる。そこでちょっと思いついて、コーナーのインに飛び込んでから曲げる赤いラインを走ってみた。するとどうも赤いラインの方が速く抜けられる感じだ。車速があまり落ちなくて済むのと、それと「最短距離」を走っているせいもあると思う。もっとも、コーナー奥でスピードを乗せたままバイクを曲げる技術がないと難しいラインだが、このラインはサーキット走行会でも使えるラインのような気がする。今後、要検証だ。

06/09/20 産廃コーナーで練習
すっかり涼しくなったので革ツナギを着て走ってみた。最近ではブレーキングしながらコーナーに入れるようになっているので、自分の思った速度にコントロールしやすい。限界を超えずに、80%、90%で走れるので気分的には安全運転だ。写真は登りのコーナーで、ブレーキングせずに抜けるコーナー。助走区間があまりないのでスピードが乗らず、リーンも少ない場所だ。身体を前方に投げ出しているカタチはいいと思う。それをアクセルオンでバランスさせている。ただ、やはりもう少し速度の出るコーナーの方が練習になりそうだ。このコーナーでこのフォームはオーバーアクション気味。

06/09/22 産廃コーナーで練習 その2
今日は88テラで走ってみた。早めにインに付くラインに変えてみたら、この方が進入速度が少し速い気がした。出来るだけ「タメ」を作ってアウト側から回り込むのがセオリーだが、こういうラインもアリかも知れない。もう少し研究してみなければ・・・。それと上体をイン側にオフセットするフォームを実験してみた。これがなかなか難しい。イン側にオフセットするフォームがいいかどうかは別として、次回はもう少しヘルメットの位置がバイクのセンターからイン側になるように練習してみよう。

06/10/24 ハングオフの練習
腰を浮かして移動させようとすると、いったん身体を持ち上げるために太ももの筋肉がすぐに疲れてしまって保たない。そこでMさんに教えてもらったハングオフの方法を練習してみた。写真のようにタンクに沿って弧を描くように腰と膝を「前」に移動。尻はシート上で滑らすようにして浮かさないように・・・。これなら身体を持ち上げないで済むので太ももも疲れないはずだ。それに、身体を前方イン側に投げ出すことになるし、イン側の膝も閉じ気味になる。いま求めているハンオフスタイルに自然になるのがいい。これが正しいハングオフなのだろうか?
いままでハングオフは腰を横にずらすものだと思っていたが、どうも間違っていたようだ。タンクに沿って前に移動させるこの方法なら、素早し切り返しのタイミングにも遅れないし、直線に入ればすぐタンクをニーグリップ出来る。理屈にも良く合っているのだ。

06/10/26 フォーム改造
腰を「横」にずらすフォームを「斜め前」にずらすフォームに変えてみた。いままでだと、腰を足で浮かせて移動させていたためにバイクが安定しなかった。しかも腰の移動のために腕の筋力も使っていたので腕がすぐに疲労してしまう。新しいフォームは尻をシート上で滑らせるようにして「斜め前」に移動させる。減速時の慣性でずらす感覚だ。そして「外足荷重」なしにいきなりイン側ステップに乗り込む。ついいままでの癖で、アウト側ステップにいったん荷重してからイン側ステップに踏み替えるようにしてしまうが、これはまったく不必要な動作だと思う。それどころか「外足荷重」は身体に無駄な緊張と疲労を強いることになるはず。新しいフォームは出来るだけ無駄なく、楽にコーナーに入れるようにするのがミソ。

06/10/27 フォーム改造その2
昨日に続き、産廃コーナーで新フォームを試してみた。腰をいちいち持ち上げずに切り返していくのでコーナー進入時にやることが減って楽になったのは間違いない。フォームは思った通り、肩が落ちて、背中から入っていくような感じに変わった。ヘルメットの向きがクリッピングポイントと反対を向いているのがいいのか悪いのか・・・。

06/10/28 ライン取りの練習
コーナーのライン取り・・・頭では分っているつもりでもなかなか実践出来ていない。公道では別に問題にならないが、間違った考えでサーキットを走ると全くタイムが出ないのだ。
つい走ってしまいがちな青のライン。出来るだけがんばって突っ込んで、カーブの頂点(TP2)で最大リーンになり、ここが最低速度となってしまう。「峠のライダー」は大抵このラインを走ってしまうそうだが、TP2の位置で一番速度が落ちていると、いくら加速しようとアクセルを開けても失速してしまう。せっかくコーナー奥まで突っ込んだのに結局遅いということになるのだ。それどころかTP2までアクセルが全閉のままで、そこから大きくアクセルを開けてエンジンをかぶらせてしまうこともある。また、このラインでカタチだけクリッピングポイント(CP)に寄せようと思うと、さらに速度を緩めなくてはいけなくなってしまうのだ。
正解のラインは赤ライン。ターニングポイント(TP1)はコーナー入口に取り、ここが最低速度。最大リーンもこの位置。そして青のラインでは一番遅かったCPの辺りを、赤ラインでは加速して抜ける。これがコーナーを速く抜けラップタイムを削るラインのようだ。要するに、コーナー手前で向き変えもシフトダウンも全て済ましておき、CPはややバイクを起こしながら加速して、ファストアウトで抜けるようにするのだ。

06/11/13 ミニバイクレースから考察
TZR50Rでのライディングを振り返ってコーナーリングを考えてみた。リーンの深さは十分なのにどうも向きがあまり変わっていないように思う。これは「TZR50Rはアクセルを開けて駆動力をかけてやらないとフロントタイヤがイン側に向かっていかないから」というのが理由では? たぶんコーナーリング中を常に加速状態にしておくともっと旋回力が増す気がする。これは88NSRでも同じ事が言えるかも知れない。今度、アクセルオンでの旋回具合の違いを88NSRで検証してみよう。もしかしたらいままでと全然違う動きが見られるかも。

06/11/15 ステップの押し込み
先回書いた「加速状態でコーナーを抜ける」検証では、確かに安定感は増したが、それで旋回力も高まったかというとなんとも言えない感じだった。
最近では(図A)のようにイン側膝を斜め前方下に落とすフォームにしている。これは以前のように「真横に腰を平行移動」させるよりずっと実践的で理にかなっているフォーム。意識としては、イン側ステップに100%乗り込むことでセルフステアを引き出すといった乗り方だ。ところが身体のインサイドをバイクからあまりオフセットさせなくなったこともあって、知らず知らずに身体がバイクと一緒に倒れていない感じになってしまっていた。路面に対して垂直方向にステップを踏み続けていては身体がバイクと同じ回転で倒れていかない。結果、バイクはちゃんとリーンしていても倒し込みの瞬間に力が逃げてしまっていて強い向き変えの力が生まれていないのだと思う。これがTZR50Rで旋回力を引き出せなかった一番の要因のような気がしてきた。試しにまた以前のようにイン側ステップを車体側に押し込む動作を加えてみたら、その勢いで身体が素直にバイクと一緒に回転してくれた(図B)。
このステップの押し込みは必ずしもやらなくてもいいと思う。要は身体がバイクに積まれた荷物のように一気にイン側まで倒れれば方法はどうでもいいはず。ところがこれがなかなか難しいのだ。頭の移動量がステアリングヘッドよりも大きくなるわけで、この激しい動きについて行けず途中で止めてしまいがち。それをさせないための方法のひとつがステップの押し込みだと思う。

06/11/22 新しい乗り方にチャレンジ
ハンドルでステアして、それをきっかけにターンさせるという乗り方。もっとも逆操舵のようにアウト側にハンドルを切るのではなくて、逆にイン側にハンドルを切るのだ。いきなりイン側に切ってはアウト側に放り出されてしまうだけだが、身体をイン側に倒し込んだ直後にイン側にハンドルを「当てる」感覚。身体が先行してイン側に倒れ込んでいるのでそのままターンに持ち込めるようだ。いままでのようにセルフステアを待っているのではなく、ライダーが積極的にステアしてやる方法だと言える。
なぜだかまだよく分らないが、この方法だともの凄くリーンが速い。そのせいか身体がリーンに取り残されないのも良い感じ。そしてなにより素早いリーンで旋回力がかなりアップした感じなのだ。コーナーの入口でフルバンクさせてターンを完了させ、そしてクリッピングポイントまで立ち上がりながら加速していく・・・こんな走り方にぴったりの乗り方のように思う。
もしかしたらTZR50Rのコーナーリングでもこのイン側にステアする乗り方に変えることで旋回力が高まるようになるかも知れない。もう少しこの新しい乗り方を練習、検証してみよう。
■実際の速さを求め出したが、公道での練習では限度があるし、リスクも大きくなってきた。そろそろサーキットでの練習を考えた方がいい時期かも知れない。

07/03/15補足・・・バイクを傾けるとフロントタイヤはなぜ曲がるか その6
以前、「トレールがあることによって、ステアリングヘッドの動きに引っ張られてフロントタイヤは曲がる」と結論めいたことを書いたけれど、どうも少し実際の感覚とニュアンスが違う。そこでまたプラモデルのNSRを取り出して、どういう力がかかっているかよ〜く見てみた。
写真内の円形の図はフロント回りを上からみた時の模式図。例えばバイクが左にリーンする時、横方向のバイクの荷重「↓」は、フロントタイヤと路面との接点「青丸」より前方にかかる。すると、フロントホイールはステアリングの回転軸「赤丸」を中心に回りながら、「青丸」を支点にして左に移動していた。
たしかにトレール(赤丸〜青丸間の長さ)があることでフロントタイヤは曲がっているが、それは横へ移動するステアリングヘッドが引っ張っているというより、バイクの重みが青丸より前方にかかって、この荷重でフロントタイヤが曲がるということだと思う。