技術の“都市伝説”

なるほど。では真由さんは、どのようにしてバイクで曲がりますか？真由流の曲がり方とかありますか？
またどうしたらバイクは傾いて曲がるのでしょう・・・？

確かに、教習所などのスラロームでは曲がるきっかけをつくる操作として、フットレストを踏むということはありますね。デモ、まゆさん一般道でコーナリング時に毎回踏んでます？
私は、曲がる時に全く踏まないとは言いませんが、ツーリングなどでは殆ど踏んでません。だって、フットをレストさせるところですから。(^^ゞ

たしかにMotoGPなどでは、大胆な「ハングオンスタイル」(#2)が一般的ですね。でもそれは、バイクを傾けて曲がるための”条件”とは言えません。あれはコーナーで、遠心力とのバランスをとる工夫のひとつ、とボクは見ています。何故ならモトクロスではライダーがリーンアウトの姿勢を取ることが多く、曲がる方向とは逆に体重をかけていますよ。(#3)つまり体重を移動する側と、バイクが傾いて曲がる向きとは同じではない訳ですよ。

(#2)MotoGPでの「ハングオン」シーン

(#3)曲がる向きとは逆に体重を掛けるモトクロスシーン

んじゃ、ひとつ映像を紹介しましょう。これはヤマハ発動機の研究開発のひとつです。マシンにロボットが跨り操縦し、サーキットを走行するという映像です。

https://global.yamaha-motor.com/jp/showroom/motobot/

映像を見る限り、このモトボット君は全く体重移動していませんよね。と言うか出来ません。なのに、このマシンはサーキットを高速でコーナーを気持ち良さそうに曲がって走れています。

いま、「ハンドルを一瞬反対にきる」って言いましたね。いい表現です。ちょっと専門的用語になりますが、それを“逆操舵”(#4)と言います。例えば右に”逆操舵”すると、マシンはその反対側（左側）に倒れようとします。皆さん経験があると思います。そこが実は鍵です。
ライダーは曲がるとき、意識するしないにかかわらず、”逆操舵”をしています。その角度はとても微小で、曲がりたい方向と逆にハンドルを”押す”と言った方が、むしろ感覚にあうかもしれません。

(#4)「逆操舵」：軽くハンドルに力を加える(押す)と、その反対方向にバイクは曲がる性質があります。

そう。左に曲がるなら、右に僅かにハンドルをきります。逆操舵です。
例えるなら、傘を手のひらの上で立ててバランスをとった状態をイメージしてみましょう。左に移動しようとする場合、一瞬手のひらを右に動かすと、傘は左に倒れ始めますね。そして左に手を動かすと、傘はバランスをとったまま左に動いてくれます。バイクのコーナリングはそれととても似ています。(#5)
つまりライダーは逆操舵することで、旋回したい方に車両をバンクさせ、あるバンク角になると逆操舵を無意識にやめ、腕の力をぬくことで、バイクは自然に曲がる方向にハンドルをきっていきます。
するとバイクはバランスをとってバンクしたまま気持ちよく曲がっていくのです。これらの動作をライダーは無意識でやっています。しかもその舵角は極僅かで、コンマ数度から2度程度。だからライダーとしてはハンドルを操作した感覚が、ほぼないのですよ。

(#5)ライダーの「逆操舵」は、傘でバランスをとる動作に似ている

MotoGPライダーも、コーナーでのハンドルのきれ角はそれぞれ違いがあるようです。凄くハンドルをきることもあれば、そうでないことも。それが高度なGPテクニックなのかも。そんなことを考えながら、MotoGPの車載カメラの映像を眺めると、面白いかもしれません。

ヒトは、重力のある地球で誕生し進化してきたわけです。だから自然に、重力などと上手にバランスして暮す“技”を身に付けてきたのでしょうね、きっと。

”バイクは体重移動で曲がる”と言うのは、都市伝説かもしれません。

そうね。今、「リアが沈む」って言いましたね。「加速するとリアが沈む・・・」感覚的には確かにそうですよね。
また、自動車などを街中で観察すると、たしかに発進時に後方が沈んでいますよね。では、バイクはどうでしょう？
ちょっと映像をお見せしましょう。（#1）

（#1）

どうですか・・・・・？

そう感じるのは、フロントフォークの動きに関連します。実は加速するとフロントフォークは伸びる方向に動きます。すると車体の前が浮き上がって、相対的に後ろが低くなり、リアが沈んでいるように錯覚するわけです。

確かにフロントフォークが動かなければ、体感的な加速感も違うかも知れませんね。普通の自転車は、フロントに緩衝機能がないので、姿勢変化がありません。でも、バイクは姿勢変化があるので、より加速感が味わえるのかも知れません。
一方、その姿勢変化はバイクの性能にも関係しています。その秘密は、実はリアアーム（「スイングアーム」とも呼ぶ）です。リアアームの形とか長さ、配置、剛性などが大きな要素です。

そうですね。しかし、実は他にも重要な役割があります。エンジンの力でタイヤが回転しますね。タイヤの回転は路面との摩擦を生み駆動力となります。その伝達経路を大まかに言うと、エンジン⇒前ドライブ軸（ドライブスプロケット）⇒チェーン⇒後ドライブ軸（ドリブンスプロケット）⇒ホイール・タイヤ⇒地面という流れになります。（#2）

（#2）

この時、チェーンは大きな力で引っ張られます。その力をリアアームが受けます。重要なのは、その力の受け方にあります。

はい。前方向です。でも正確には水平方向の前とはやや違います。殆どのバイクのピボット軸は、前後ドライブ軸を結んだラインより少し上にあります。（#3）

（#3）

仮に下側にあってもバイクは前進できますが、上側にあるところに、ちょっと秘密があります。ピボット位置が上の場合と、下にある場合の相違をイメージで紹介しましょう。（#4と#5）を見てください。

（#4）
（#5）

三角形が変形するシーンをイメージするとわかるかもしれません。

前後のドライブ軸を結んだ線と、ピボット（リアアームの車体側取り付け軸）が作る三角形です。図で説明しましょう。（#6）を見てください。

（#6）

（#6）

加速の時、エンジンのトルク（力）でチェーンが引っ張られリアホイールはエンジンに引き寄せられようとします。左の図です。従って、A-B間の長さは短くなろうとします。でも、A-C間とB-C間の長さは固定されており、変わりません。すると右の図のようにこの三角形の高さ（C点）が高くなっていくのです。タイヤは地面に当たっているので、リアアームの前方だけが上がり、どんどん起き上がっていきます。

ピボット（C）が上へ上がろうとするので、車体の後方は沈むのではなくて、浮き上がるようになるわけです。もちろんリアアームの傾斜角（「垂れ角」ともいう）も影響がありますが。

そういうことです。要するにピボット位置やリアアームの形、長さはバイクの特性に大きく影響するということです。ちなみに90年代のGPマシン、YZR500や近年のMotoGPマシンYZR-M1でも、ピボット位置の調整が可能となっているようです。（#7）

（#7）YZR-M1のピボット部分

こうしたニッチな技術も想像しながら、レース観戦するのも、また面白いかもしれませんね。

MotoGPでは前輪が地面から離れるほどの猛烈な加速をして、時にウィリー状態になるので、リアが沈んでいるように見えるだけです。（#8）

（#8）2016年MotoGP第15戦日本GP

”バイクは加速時にリアが沈む”というのは、都市伝説かもしれません。

真由さん、トリシティに乗ったことありますか？

LMW（リーニング・マルチ・ホイール）の特徴はいろいろですが、抜群の安定感が一番の魅力ですね。

うちの会社では通勤で使っている人も多いです。天竜川の橋を渡るときなどは「遠州の空っ風」で知られている強風に見舞われるのですが、横風に対する安定感は「大型バイク並み」と言う人もいます。
実証テストがあるので見てください。

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興味深いです。そんな「説」が出回っているとは。

そうでしたか。でもタイヤが３本あるトリシティが、通常の二輪バイクに比べてパンクの可能性が増えるというのは、少し違うかなと思います。

逆です。パンクの可能性は減る場合があります。釘踏みによるパンクの多くは、路面に転がっている釘をフロントタイヤが跳ね起こし、その真後ろにあるリアタイヤがこれを踏みつけるケースが殆どと言われています。

もちろん、この現象は、車速、ホイールベース、釘の向きなどさまざまな条件が揃ったときに起きるわけで、釘を踏んだからといって必ずしもパンクする訳ではありません。

走行中に生じる釘などが原因のパンクは、リアタイヤに多いと言われています。であるならば、後輪が前輪の真後ろにないLMWでは、釘踏みでのパンクの可能性は低いと言えます。分かりやすくしたアニメーションを作ってみました。

後輪のパンクが多いので急なエア漏れが少ないチューブレスタイヤを、リアだけに使っている車種もあります。例えば真由さんのセローもそうでしょ。

もちろん、後輪チューブレスの理由はそれだけではなく軽量化の意味もありますが、やはりパンク時に急なエア漏れが少ないこともチューブレスタイヤのメリットですね。

ともかくLMWは二輪のバイクに比較すると、確実にパンクのリスクが少ない、と考えられています。

正しい対応と思います。いずれにせよ、LMWはタイヤの数が多いのでパンクの可能性が増えるというのは、都市伝説かもしれません。

どちらも「力」であることは分かりますか？

トルクは「捩じる力」と言い換えたら分かりやすくなるかと私は思います。

イメージできてきましたね。トルクは”雑巾を絞る”ように「軸を捩じる力」です。（#1）さらに、“捩じる力”が掛かったまま軸が回転すると、「回転力」が生まれ、それが「エンジンの馬力」として捉えられるのです。
バイクのメカニズムに置き換えると、エンジンが発する「回転力」がタイヤを回転させて最終的に車体が前進する力になります。ちなみにこれは、「回転力を生み出すエンジン」に限っての話になりますが。

バイクや自動車のエンジンを無理矢理に言い換えれば「回転式駆動力発生装置」となります。

飛行機のジェットエンジンが発生する力は、回転力ではありません。ですから「トルク」という概念は存在しないのです。（#2）

航空機のエンジンが発する力は、「推力」や「最大離陸重量」などで表されます。「トルク」という表示はないんですね。話をバイクに戻しましょうか。

「トルク」と「馬力」を混同した話だと思います。

トルクがあるから速い、トルクがなくても速くできる、真逆のことに聞こえますよね。混乱するのも無理ないです（笑）整理しましょう。
まずトルクから。体重30kgのAさんと、体重60kgのBさんがシーソーに乗った時を例に考えてみます。Aさん（30kg）が中心から４ｍ、Bさん（60kg）が2mのところに座っているとシーソーはバランスが取れて動きません。(#3)

(#3) シーソーの支点における左右にかかる力がトルク

この時、シーソーの支点で左右からかかる力が「トルク」なんです。支点を軸に「物体を回転させる力」が発生しているけれど、左右にかかる力が同じなので釣り合って動かないのです。この場合のトルク値は左右共に120kgm（30kgｘ４ｍ＝60kgｘ2ｍ）です。

体重5kgの猫が、シーソーの支点から50ｍのところに座ったとき5kg×50m＝250kgmのトルクが発生しています。反対側に支点から１ｍのところに200kgのゴリラが座っても、1m×200kgですからトルクは200kgm。なんと、ゴリラのほうが「軽い」となるわけです。(#4)

(#4) トルクは「支点で回転させる力」なので、小さな猫がゴリラに勝る結果となる

整ってきたようですね（笑）シーソーの長さにあたるのがスプロケットのサイズですね。イメージとしてはこんな感じです。（#5）

(#5) 小排気量エンジンのバイクでも極大のスプロケットを装着すれば（左）極小スプロケットの大型バイク（右）と同じ後輪トルクになる

さらに言えば、タイヤ径を変えることでも、排気量が小さいエンジンでもリッターバイク並みの駆動トルクを得ることができます。エンジンからのパワー以外の減速比やタイヤ径などによって後輪での発生トルクは変わってしまうんですね。

いい疑問ですね。シーソーの話に戻って考えてみましょう。左右でかかる力＝トルクが同じになれば、釣り合って動かない状態になります。トルクは発生しているけれど静止している状態は、「馬力が発生していない」つまり「0馬力」となります。

「トルク」は言ってみるなら単なる捩じる力です。そして、ある方向に運動、速度が発生する動き、バイクであれば車体の移動に必要なパワーを捉えたものが「馬力」です。

あのグラフは「トルク」と「馬力」という個々に説明すべき情報を便宜上ひとつのグラフの中に書いているものです。あれが普及したために、「トルク」についてのある意味「誤解」が生じてしまったと思っています。(#6)

(#6) 「エンジン性能曲線」は、トルクと馬力を別々に説明しておきながら、ひとつのグラフで表示したもの

「馬力」の見せ方を変えることになります。「トルク」は今まで通りに曲線で表し、馬力は面積で表現したら分かりやすいのではないでしょうか。 (#7)

(#7) 馬力は「線」ではなく「面」で捉えれば分かりやすい。　※上図はイメージです

霧が晴れたようですね。「馬力がある＝速い」で基本的に問題ないですが、「トルクがある＝速い」と言ってしまうのは違うということが分かってもらえましたね。では、馬力についても知っておいてください。1馬力は75kgの物を1秒で1m動かす力です。同じものを0.5秒で動かす力であれば、それは2馬力ということになります。(#8)

(#8) 1馬力とは、75kgの物を1秒で1mを動かすこと

単純化して言ってしまうなら、より馬力があるエンジンなら、加速も最高速度もより速くなるということです。そして、「馬力＝トルクと回転数が合わさった力」ですから、トルクが発生していても回転数が上がらなければ、馬力は出ていないことになります。

はい。これも都市伝説だと思いますね。