⑲ 自転車の旋回の原理。これを知ることが、上手に曲がる基礎になります。

なぜ自転車は曲がれるのか…。ハンドルを切るから。それはそうですが、ここでの話は、ハンドルを切るとなぜ曲がれるのかということです。自転車の旋回は、コーナリングフォースとキャンバースラストという2つの力によって行われます。camber_angle3
まずコーナリングフォース。これは車輪の方向が進行方向から外れてスリップアングルが出来た際に、タイヤ接地部に発生する向心力です。(F1)
つぎにキャンバースラスト。これは車輪が傾いてキャンバーアングルが出来た際に、タイヤ接地部に発生する向心力です。(F2)
sideForceコーナリングフォースとキャンバースラストはともに進行方向と直角をなして旋回の中心に向かっているため、この2つの力の和を広い意味でサイドフォースと言っています。

注意すべきはタイヤ接地部の摩擦力の限界と向心力の大きさで、とくに前輪の向心力であるサイドフォースがタイヤの摩擦力の限界を上回ると、前輪は足をすくわれた感じで旋回の外側へ向かって滑り、乗り手と自転車はもんどりうって内側に転倒します。
また、同じタイヤでも接地部の摩擦力の限界は路面状況によって異なり、整備されたコンクリート路面での最大摩擦力を100%とすると、アスファルトでは85%ぐらい、さらに鉄板では40%ぐらいまで低下します。したがって、コンクリート路面で曲がれたからと、同じ速度でアスファルト路面を曲がろうとすると、タイヤが滑って転倒する場面が出てきます。
Cornering-baseB(F3)は旋回中に働いている「力」の関係を示したもので、直進では合成重心から下ろした垂線が前後車輪の接地点を結ぶ接地線を通っていればよいのですが、旋回では遠心力が発生するために、乗り手+自転車の重力と遠心力の合力の方向が接地線を通るようにしなければなりません。

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