スリップ角

車両力学において、スリップ角^[1]または横滑り角^[2]は、車輪が向いている方向と実際に移動している方向との間の角度（すなわち、右の図で定義されているように、前進速度ベクトルと車輪の前進速度と横方向速度のベクトル和との間の角度）である。 ^{[1] [3]}このスリップ角により、コーナリング力と呼ばれる力が生じ、これは接地面にあり、接地面と車輪の中央面の交点に垂直である。^[1]このコーナリング力は、スリップ角の最初の数度ではほぼ線形に増加し、その後、最大まで非線形に増加して減少し始める。^[1]${\displaystyle v_{x}}$${\displaystyle v_{x}}$${\displaystyle v_{y}}$

スリップ角は次のように定義される。${\displaystyle \alpha}$
$${\displaystyle \alpha \triangleq -\arctan \left({\frac {v_{y}}{|v_{x}|}}\right)}$$

タイヤのカーカスとトレッドの変形により、スリップ角がゼロ以外になります。タイヤが回転すると、接地面と路面の間の摩擦により、個々のトレッド「要素」（トレッドの有限部分）が路面に対して静止したままになります。横滑り速度uが導入されると、接地面が変形します。トレッド要素が接地面に入ると、路面とタイヤの間の摩擦により、トレッド要素は静止したままになりますが、タイヤは横方向に動き続けます。したがって、トレッド要素は横方向に「偏向」します。これを、タイヤ/ホイールが静止したトレッド要素から偏向していると捉えることも同様に有効ですが、座標系はホイールの中央平面の周りに固定するのが慣例です。

トレッド要素が接地面を通過すると、車輪の中央面からさらに偏向します。この偏向により、スリップ角とコーナリング フォースが生じます。コーナリング フォースが増加する速度は、緩和長によって表されます。

フロントアクスルとリアアクスルのスリップ角の比率（それぞれフロントタイヤとリアタイヤのスリップ角の関数）によって、特定の旋回時の車両の挙動が決まります。フロントスリップ角とリアスリップ角の比率が1:1より大きい場合、車両はアンダーステア​​になる傾向があり、1:1未満の場合はオーバーステアになります。^[2]実際の瞬間スリップ角は、路面の状態など多くの要因によって異なりますが、車両のサスペンションは特定の動的特性を促進するように設計できます。発生したスリップ角を調整する主な方法は、フロントとリアの相対的な横方向の荷重移動量を変えることで、前後の相対的なロールカップル（旋回時に内側の車輪から外側の車輪に重量が移動する速度）を変更することです。これは、ロールセンターの高さを変更するか、サスペンションの変更またはアンチロールバーの追加によってロール剛性を調整することで実現できます。

接地面の長さに沿った横滑りの非対称性により、この横滑りの合力は接地面の幾何学的中心から離れたところで発生し、この距離は空気トレイルとして表され、タイヤにトルク、いわゆるセルフアライニングトルクを生み出します。

タイヤのスリップ角を測定する主な方法は 2 つあります。走行中の車両上で測定する方法と、専用のテスト装置上で測定する方法です。

移動中の車両のスリップ角を測定するために使用できるデバイスは多数あります。光学式を使用するもの、慣性式を使用するもの、GPS を使用するもの、GPS と慣性の両方を使用するものなどがあります。

制御された環境でスリップ角を測定するためのさまざまな試験機が開発されている。オートバイのタイヤ試験機はパドヴァ大学にある。これは、最大54度の固定ステア角とキャンバー角に保持されたタイヤの下で回転する直径3メートルのディスクを使用する。センサーが生成される力とモーメントを測定し、トラックの曲率を考慮して補正が行われる。^[2]他の装置では、回転ドラム、スライディングプランク、コンベアベルト、または試験タイヤを実際の路面に押し付けるトレーラーの内面または外面を使用する。^[1]

• キャンバースラスト
• コーナリングフォース
• スリップ（車両ダイナミクス）
• トラクションサークル
• トレイルブレーキング