車。ハンドルを離すとまっすぐに向く原理。 交差点や、カーブを抜けた後、ハンドルから手を離すと ハンドルやタイヤがまっすぐになる原理を知りたいです。

Question

自分でも調べてみたのですが、
それはキャスタ角があることにより、
タイヤを上面から見たとき、
軸中心よりニューマチックトレール分後方の位置で
コーナリングフォースが発生し、それがモーメントとなり
セルフアライニングトルク（SAT）になるから
と認識したのですが、

Q1)この認識で合っていますか？

Q2）キャスター角が付いているから、
ニューマチックトレールが生まれるのですか？
だとすると、
もし、キャスタ角もキャンバ角も無かったら
ハンドルから手を放しても
タイヤ・ハンドルはそのままで、まっすぐの向きには
向き直さないということになるのでしょうか。

Answer 1

トレール値です。回転軸の延長と地面の交点が車輪の接地点より前方にあればそうなります。

この場合自転車なら、倒れたほうに車輪が向きます。これによって、倒れた方向に曲がりますから、反対方向に遠心力がかかり、回復できます。

Answer 2

少し考えすぎのような気もしますね。

昔、教わった話なので、現在は考え方も違っているかもしれませんが・・・・

サスペンションの設定を決める数値は基本的に３つで、キャスター角、キャンバ各と、トーイン。


「ニューマチックトレール」は、昔の説明では出てこなかったものなので、ざっくりと調べてみましたけど、ちょっと考えすぎのような気もします。
https://automotive.ten-navi.com/dictionary/19284/

それだけとは言えないはずですけど、トーインがあってタイヤが少し変形するはずで、それによるタイヤの変形によって発生するのが「ニューマチックトレール」と考えるといいんじゃないかな。


タイヤをベタで接地すると、路面が完全な平面じゃないので、その影響を受けて直進しにくいために、タイヤの一部が設置するようにしている（これがキャンバ角）。
トーインでタイヤの前の方が少しだけ内側に向くことで、バランスをとって直進性をよくする。

キャスタ角については、家具などのキャスタと同じように考えるといいでしょうね。
キャスタのついている本体を前に押すと、車輪が回る前に軸が回って一番後ろに寄り、そこから車輪が回りだします。

自動車やバイクの場合、キャスタの軸に相当する部分に角度がついているわけです。
それがキャスタ角で、大きいほど直進性はよくなると言われていますけど、転回性能は落ちるわけで、適正と言われる範囲があるはずです。
カーブを抜けた後でハンドルが勝手に戻るのは、キャスタ角のおかげです。
ニューマチックトレールは関係ないといってもいいんじゃないかな。