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タイヤが小さいとトルクが高い?

 僕はタイヤが小さいという面でのメリットは、小回りが効く、という事ぐらいしか浮かばないんですけど、ほかにありますか? 小さいと路面接地面積もちいさくなり、コーナーでの安定性なども落ちると思いますし、タイヤの持久力も弱いなど、メリットが出てきません。
 あと車の運動、構造、用語に関してわかりやすく書いてある本、ホームページなど知っていれば教えて欲しいです。用語辞典ではイメージが浮かびにくく、わかりません。

投稿日時 - 2003-06-25 20:40:21

QNo.585016

困ってます

質問者が選んだベストアンサー

 これは色々なケースが考えられますが、とりあえず、

【既に出来上がっているクルマの、タイヤだけを変更する(ホイールは同じ)】

と(勝手に)決めて回答します。
 上記の条件ですと、結果的にタイヤ幅を小さくするか、同じ幅ならハイトを低くする事になります。(これが大前提です。)

>タイヤが小さいという面でのメリットは、
>小回りが効く、という事ぐらいしか浮かばないん
>ですけど、

 小回りが効く、とゆぅのはクルマが同じでタイヤだけを小径化した場合には当てはまりませんが、しかしタイヤを小径化によって色々変わってしまうのは確かです。ただ、メリット/デメリットとは『どんなクルマを作りたいか?』によって受け取り方が変わる、とゆぅ事です。

1.ギヤ比が低くなります。
 オーバーオールのギヤ比が低くなるので、ローでの加速が強くなり、トップでのスピードは低下します。(逆に、ローですぐにフケ上がってしまい、トップがOD的なギヤ比ならよりレッドゾーン近くまで使える様になって最高速に近い領域での加速性能が上がる、とも言えます。)

2.タイヤの回転慣性モーメントが減るので、タイヤの回転を増減し易くなります。
 これは上記1.のギヤ比とも関連する話ですが、実際には、加速時にホイールスピン、制動時にホイールロックし易くなります。低馬力のクルマでは、タイヤの小径化でブレーキやスロットルのコントロール範囲が広がる事があります。

3.エアボリュームが減る
 タイヤのエアボリュームにはタイヤ温度を一定に保つ機能があり、更には第2のサスペンションとして働きます。
 小径化してエアボリュームが減ると、ロードホールディングが減り、高周波の振動を伝達し、トレッド面の温度が上がってコンパウンドの耐久性を低化させます。
 但し1点だけ。小径化はタイヤの剛性が上がるので、応答性は向上します。

4. その他
 幅が減ったら摩擦力が落ちる、同じ速度なら回転数が増えるのでタイヤの寿命が短くなる、突起乗り越えや穴通過のショックが大きくなる、車重が軽くなる、バネ下が軽くなるのでこの面では乗心地とロードホールディングが向上する、車高が下がって重心も下がる、などなど、色々あります。対象のクルマがフェンダのないフォーミュラ型としますと、タイヤ小径化で空気抵抗が減る、なんてのもありますね。

 さて一方…最初から小径タイヤ(ホイールも小径)のメリットを勘案してサスを設計する手法もありますが…当然大径タイヤ(正確にはホイール)より不利な点も多く、それを克服する工夫が必要になります。(この点をここで述べるのは…とてもこんなところでは打ちきれません…)

 最後に…対象のクルマはやはりF-SAEでしょうか?もしワタシが設計するなら…恐らくギヤBOXは何かの流用ではないかと思いますが、タイヤ外径は使うギヤBOXのレシオで選択する、とゆぅ手はあります。見方を変えると、タイヤ外径をファイナルギヤレシオのセッティングに使う、と考えてもヨイかもしれません。F-SAEのコースや走行パターンを勘案しますと、エアボリュームに係る性能(トレッド温度や縦バネによるロードホールディング)はあまり関係が無いでしょう。

 ところで、長くなったついで?に。

 この様な場での回答量には限界があります。
 この長い回答でも、雑誌レベルの一般論に過ぎず、設計に利用する知識が全てモリ込まれているワケではありません。この御質問に係る回答のすべてを列記しようとしたら、これの3倍にはなるでしょう。(ホントは、絵やグラフを書きながら説明出来ればベストですが・・・)
 せめて御質問をもっと細かく別けて幾つものスレッドを立てて頂いた方が、回答はし易くなります。

投稿日時 - 2003-06-26 13:20:39

お礼

>ホントは、絵やグラフを書きながら説明出来ればベストですが・・・

是非、その説明を受けたいです。他にもいろいろ聞きたいことは山ほどありますし、ぜひ一度お会いするかしていろいろ質問したいです。本当にそうしたいです!!

ご返答、有難うございました。

投稿日時 - 2003-06-27 00:02:52

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回答(4)

ANo.4

あっいや逆らうつもりは無いんですけどね・・・・
タイヤ外径の減少は接地面の減少となり、縦(前後)方向のグリップ落ちて発進加速が悪くなると思うのですが・・・
どこかでタイヤ幅増加はコ-ナリングに外径増加は発進加速に効いてくると読んだ記憶があるのですが

投稿日時 - 2003-06-26 16:05:43

お礼

そういわれると、そうかもしれません、でも、タイヤが小さいと、その分エンジンの駆動力はダイレクトに伝わることを考えると・・・
車重などによっても、影響ので方が変わるでしょうし難しい問題だと考えました。 

投稿日時 - 2003-06-27 00:18:22

ANo.2

えっとですね・・・・・

>タイヤが小さいと小回りが効く、

これはありません、小回りはあくまで車両のホイールベースと
前輪の蛇角(どこまで切れるか)の問題です。
仮に同じ車両に、大きなタイヤと小さなタイヤを履かせて
較べてみても、ほとんど差はありません。
ただし、以下のメリットはあるでしょう。

「発進時の加速力に有利」
回転軸(タイヤの中心)から路面までの距離が短いため、
より大きな力を路面に与えることが出来ます。
(テコの支点と力点の関係と同じです)

「車輪が軽いほど加速性・運動性に有利」
重いタイヤを回転させるより、軽いタイヤを回転させる方が、
より少ない力で済みます。
また、タイヤは路面にくっついていますが、車体はバネの力で
路面から浮かせてあり、路面の起伏によってタイヤの上下は
そのバネによって車体に伝わらないように吸収されます。
重いタイヤの上下動は軽いタイヤよりも大きな慣性力が働きます。
車体のバネが同じものであれば、軽い方が車体の乱れは少なく、
より安定した走行が可能でしょう。

反対にデメリットもあります。

「路面走破性に劣る」
タイヤの回転半径が小さくなった分、路面を転がる当り面の角度は、
大きなタイヤよりも急な角度となっているため、起伏などの
乗り越え性能が劣り、転がり抵抗も増します。
(コロの大小による押す力の変化と同じです)

「旋回性能に劣る」
車体が旋回している時、タイヤには横方向の遠心力(横G)と
重力による車体の重さが掛かっています。
タイヤのグリップ性能が同じで、外径だけが異なる場合、
タイヤが横滑りを起こさない数値は、タイヤに掛かる横Gと
車軸から路面までの距離の合算によって決まります。
つまり直径の大きなタイヤの方が、路面から車軸までの
距離が長い分、より大きな力で車体を路面に押し付けられます。
徐々に横Gを大きくしていけば、大きなタイヤの方が
横滑りの発生は抑えることが出来ます。

ただし、より大きなタイヤを充分に使いこなすためには、
その過大な質量と慣性力を抑えて、安定させるだけの
強力な足回りが不可欠となります。
もちろん大きなタイヤ以上に、車体が大きくなってしまったら
何の意味もありません。

従って「車体のマスの大きさ」と「車輪の大きさ」は
微妙なバランスで成り立っているとご理解ください。

投稿日時 - 2003-06-25 22:21:46

お礼

タイヤの大きさって一口にいっても、奥が深いんですね!! 足回りにはまだ、ホイールアライメントとか考慮に入れないとならないし、車の運動をわかる、制御することって並大抵のことじゃないんですね。 
すごく勉強になりました。引き続きがんばって勉強しようと思います。ご返答有難うございました。

投稿日時 - 2003-06-26 23:47:20

ANo.1

素人考えですが…。

自転車の場合で考えてみると、折りたたみ自転車みたいにタイヤの小さいものって坂道でも漕ぎ易いですよね。逆にタイヤの大きいものは下り坂でもちゃんと漕いでスピードが上げられますよね。
大きさが違うタイヤで、一回転分タイヤを回したとき進む距離は大きい方が長いですが、小さい方は距離が短い分、まわすのが楽そうな気がします。

なんで、加速力は小さいタイヤの方が高いと思います。

その他に、大きさの違う歯車をある歯車に噛み合わせた場合を考えてみると、なんとなく分かるかもしれません。

投稿日時 - 2003-06-25 21:39:48

お礼

 言っていることはわかるのですが、イマイチイメージわきません・・・・
 参考になる意見有難うございました。

投稿日時 - 2003-06-26 23:10:07

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