3次元のクルマの動きを3軸に分解したもの

走っているクルマは、前後左右上下といった具合に、三次元的に揺れている。その揺れの方向を物理的に分解したのが、ローリング、ピッチング、ヨーイングと呼ばれるもの。

●ローリング

ローリングから説明すると、クルマの車体を重心の位置を中心に前後に貫く軸を、X軸といい、このX軸まわりに発生する回転モーメントのことを、ローリングという。もっと簡単に言えば、横方向への傾きのことだ。

ローリングはこのX軸(ロールセンター)と、車体の重心が離れていれば離れているほど、大きくなるので、車高が高くて、座席の位置も高いバス、とくに2階建てバスの2階席では、ちょっと交差点を曲がったりすると、このロールを大きく感じる。

逆にいえば、車高を落とせばこのローリングは減らせるので、運動性能を追求するスポーツカーの車高は低い方が望ましい。

ジムカーナなどでは、ドアの窓を下げることで、重心を落としたりもしているし、BMW M3CSLのカーボンルーフなども、重心から遠い部分の軽量化が、よく“効く”から、採用されたシロモノ。

クルマの場合、通常は、X軸=ロールセンターは、車体の中心よりも低いところにあるので、コーナリングしはじめると、車体は外側に傾くが、モーターボートなどは、重心よりもロールセンターが高い位置にあるので、旋回すると内側に傾く。物理的には、重心の高さとロールセンターの位置を一致させれば、まったくロールしないクルマもでき上がる。

かつて、ボルボがコーナリング中、車体が内側に傾く、逆ロールサスペンションのデモカーを走らせたこともあるし、ベンツのS65 AMGに搭載された「ダイナミックカーブ機能」も、逆ロールするシステムとして注目された。

ロールやピッチもただ抑えればいいというものではない

●ピッチング

ピッチングは、クルマの重心を中心に車体を左右方向に貫く軸=Y軸まわりの回転モーメントのこと。

簡単にいえば、ブレーキをかければ、クルマが前のめり(ノーズダイブ)し、加速をすれば後ろが沈む(スクォート)する、あの動きがピッチング。

サスペンションが固いクルマは、ピッチングの量が少ないが、サスペンションのジオメトリーでも、アンチダイブジオメトリーといって、ピッチングを少なくするセッティングもできる。

とはいえ、このピッチングもローリングも、なくしてしまえばいいというものではない。事実、F1をはじめとするレーシングカーも、きちんとローリングもピッチングも発生しているので、多すぎてもダメ、少なすぎてもダメということを覚えておこう。

●ヨーイング

最後がヨーイング。クルマの重心を中心に車体を上下に貫く軸=Z軸まわりの回転モーメントのこと。回転(慣性)モーメントは、「出っ張りの重さ×出っ張りの長さ」で決まる。

出っ張りとは、回転軸の中心(Z軸)から離れているものなので、エンジンなどの重量物は、できるだけ車体中心に集めた方が、小さなきっかけでヨーが発生し(クルマが曲がり出し)、小さな力でヨーが収束するので、アジリティが高く、運動性能に優れている。

F1や本格的なスポーツカーが、ミッドシップレイアウトにするのはこのため。逆に末端の重いクルマ、例えばフロントヘビーのFF車などは、ヨーが発生しにくく、回頭しづらい……。

というわけで、運動性能を高めるには、ショートオーバーハングにしたり、アルミボンネット、カーボンバンパー、チタンマフラーなどにして、末端の重量を軽くするのが、非常に効果的になる。

(文:藤田竜太)