接触パッチ

接地面とは、車両のタイヤが実際に路面と接触している部分のことです。空気入りタイヤ（加圧タイヤ）の議論でよく使われ、この用語は厳密にはタイヤのトレッドが路面に接触している部分を指します。「フットプリント」という用語はほぼ同義語として使われます。ソリッドホイールの接地面も空気入りタイヤの「フットプリント」よりも一般的に小さくなります。

接触パッチサイズ

接地面は道路と車両を繋ぐ唯一の部分です。

空気入りゴムタイヤ

接地面のサイズと形状、および接地面内の圧力分布は、車両の乗り心地と操縦性にとって重要です。タイヤの摩耗特性はタイヤメーカー間の競争が激しい分野であるため、接地面に関する研究の多くは非常に独占的であると考えられており、このテーマについて公開されることはほとんどありません。

空気入りタイヤは柔軟性があるため、車両が動いているときと静止しているときでは接地面が異なる場合があります。タイヤが動いていない状態で接地面を観察する方がはるかに簡単なので、静的接地面の調査を実施するのが一般的です。

静的には、タイヤのサイズ、形状、圧力分布は多くの要素によって決まりますが、^[1]最も重要なのはタイヤにかかる荷重と空気圧です。

タイヤにかかる負荷が大きいほど、接地面積が大きくなります。
空気圧が高ければ高いほど、接地面積は小さくなります。^[2]

これら 2 つの特性は、接地面積に比例するわけではありません。たとえば、荷重または空気圧が 10% 変化しても、接地面積が 10% 変化することは通常ありません^[3]。これは、タイヤにかかる荷重または圧力は自由に変更でき、接地面積はタイヤの形状と剛性によって影響を受けるためです。さらに、接地面積は荷重を空気圧で割って単純に計算することはできず、タイヤと路面の平均接触圧力は空気圧と等しくありません^{[4] 。}

ソリッドタイヤ

固体材料の接触面のサイズは、接触力学の方程式によって記述されます。これは主に、ヤング率の観点から見た材料の剛性に関係します。

レール上の鉄道鋼車輪

鉄道車輪の接地面積は空気入りゴムタイヤよりもはるかに小さく、10セント硬貨程度の大きさ（252 mm ²）しかありません。^[5]

参照

参考文献

^ 概要レポート: タイヤサイズと空気圧によるタイヤ接触応力と路面応答の評価、Emmanuel Fernando 著、2006 年 8 月。
^ MG Pottinger (2006年2月)。「空気入りタイヤ」(PDF)。米国道路交通安全局。pp. 335–336 。 2018年4月7日閲覧。空気圧を上げると、フットプリントのサイズが小さくなります。
^ 概要: 空気圧保持がタイヤの転がり抵抗、自動車の燃費、CO2 排出量に与える影響について、2008 年 7 月 4 日にカリフォルニア大気資源局に提出された Walter Waddell による論文
^ トラックタイヤの種類と路面接触圧力、ペドロ・ヤップ著、1989年6月
^ Eric Magel、Joe Kalousek、Mike Roney、「鉄道スタイルのストレス軽減: 車輪とレールの接触面積は 10 セント硬貨ほどの大きさです。できるだけストレスをなくすことで、多額の費用を節約できます」。Railway Age、2002 年 7 月。findarticles.com