小学生でも分かる
ホイールアライメントの話

目次

はじめに

キャスター、キングピン、トウ、キャンバー等、聞いた事はあるものの、ホイールアライメントの実態を正確に理解しようとするとかなり苦労します。


そもそもタイヤは上から見ても、前から見ても、横から見ても、真っすぐなのが一番自然で抵抗が少ないはずなのに、なぜ傾ける必要があるのでしょうか？


ハンドルを軽くするためだ、直進性能を高めるためだ、旋回性能を上げるためだ、と書かれてはいるものの、何をどちらに傾けると何がどう変わって、その弊害は何なのか皆目分かりません。

そして一番知りたいのは、その理由です。

なぜタイヤを傾けると、直進性能や旋回性能が上がるのでしょう。

という訳で、小学生でも分かるトルクと馬力の話の別冊として、ホイールアライメントについてもまとめてみました。

理論を優先するために一般的に言われている事と多少異なる見解も多々含まれていますが、ここは一つ読者にどちらが正しいか判断を委ねたいと思います。

恐らく旧来のアライメント理論や調整方法が正しいと信じられて方には、びっくりされる様な話が満載ですのでしょうが、観念的な記述は一切排除して全て図解付きで説明していますので、お役に立つ事請け合いです。

2. 結論

それでは本サイトの恒例で、先に要点をお伝えしておきたいと思います。

下はホイールアライメントの測定データですが、これだけを見ても何がどうなのかはさっぱり分かりません。


ですが本書を読み頂ければ、このクルマがどんな特性を持っているか、おおよそ分って頂けると思います。

1) キャスター角

前輪の操舵回転の中心軸と垂直線との傾きをキャスター角と呼び、キャスター角が大きいとタイヤを進行方向に向ける力が発生し、直進性能が良くなります。

ただしアクセルから足を離した瞬間にこの力は失われ、更に後退時にはタイヤは180度反転しようとします。

一般的なクルマのキャスター角は、4度前後と思って頂いて大きな間違はありません。

前述のホイールアライメントの測定データですと、左のキャスター角が+2.4°と右と比べても1°以上異なりますので、もしかしたら左前輪を何かにぶつけたのかもしれません。

2) スクラブ半径

操舵回転軸の中心（キングピン中心）からタイヤの接地面中心までの距離をスクラブ半径と呼び、スクラブ半径が小さいほど、操舵力は軽くなります。


このスクラブ半径は、後述するオフセット量の異なるホイールを装着すると変化し、クルマの操舵特性に大きく影響します。

当然ながら一般的なクルマのスクラブ半径はゼロです。

3) キングピン角（S.A.I.）

キングピン角を大きくすると、ハンドルの操作力は重くなりますが、ハンドルの中立への回復力が大きくなるので、直進性能が増します。


キングピン角は車種によって大きく異なるのですが、最大でも10度前後です。

またこれによっても、スクラブ半径が変化する事になります。

ちなみに前述のホイールアライメントの測定データですと、左のSAIが12°で右のSAIが12.4°とほぼ均等なので、恐らく問題は無いと思われます。

またSAIが12°と大き目なので、この車はFF車なのでしょう。

4) スクラブ半径の動特性

スクラブ半径が変わると、クルマ（FR車）の走行中にどんな力がタイヤに働くかを示したのが下の図です。


上の図をご覧頂きます様に、スクラブ半径をポジティブにすると、走行中FR車の場合タイヤは外側に、ネガティブにすると内側に向かおうとする力が働きます。

またハンドルも路面の凹凸に取られ易くなります。

なお下の図の様に、FFの場合FRと逆の特性になります。


前記しました様に、スクラブ半径を大きくして良い事は何もありません。

5) オフセット

オフセットとは、ホイールの中心から取り付け面までのズレ量を指し、中心から外側をプラス、内側をマイナスとします。


オフセット量がオリジナルと異なるホイールを装着すると、スクラブ半径が変わるのでクルマの特性が大きく変わる恐れがあります。

これについても、オリジナルのホイールオフセットがベストなのは間違いありません。

6) キャンバー

キャンバーとはクルマの正面から見た時の、タイヤの傾きを指します。

低中速域でコーナリングフォースを得たいのならば、キャンバーをポジティブ、タイヤ外側に十分な荷重が掛かる程度の高速旋回ならばニュートラル、タイヤが横変形する程の超高速旋回ならばネガティブにします。


ただし今時のクルマで無茶な運転をしない限り、キャンバー角は0度が理想値です。

ちなみに前述のホイールアライメントの測定データですと、前輪が-1.5と-1.9、後輪が-1.7と-1.9ですので、恐らくメーカー設定値を維持していそうで問題は無さそうです。（正確にはメーカー設定値の公差内かどうかで判断します）

7) トウ

トウとはタイヤを上から見たときの傾きを指します。


トウを傾けると当然ながらタイヤが無駄に磨耗する事から、他の弊害を補える程の利点はありません。
ですのでこれも理想値はゼロで、許容範囲もせいぜい±2mm程度です。

ちなみに前述のホイールアライメントの測定データですと、前輪のトーが-6.2ｍｍと+3.5ｍｍで、左右差が9.7ｍｍもありますので、明らかに異常です。

これだけ差があると、直線路であってもハンドルが左に取られるし、特に左タイヤは異常摩耗していた事でしょう。

なお後輪のトーは-0.2mmと+0.7mmですので、もしかしたらメーカー設定値の公差外かもしれませんが、特に走行に支障は無かったと思われます。

3. 直進性能と旋回性能

細かい説明に入る前に、言葉の定義をしておきたいと思います。

よく自動車雑誌の記事に、このクルマは直進性能が良いだの旋回性能が悪いだのと書かれていますが、一体何なのでしょう？

人によって認識が違う可能性もありますので、言葉の定義をしておきたいと思います。

とは言え、調べてみてもJISやISOに定義されていない様なので、取り敢えず以下の様にしたいと思いますがいかがでしょうか？


ですので、直進性能の良いクルマですと、ハンドルにそっと手を添えているだけで真っすぐ走り、悪いクルマですと、路面のちょっとした変化でタイヤがあっちを向いたりこっちを向いたりするため、常時ハンドルを握り締めていなければならず、ヘトヘトに疲れ切ってしまいます。

また旋回性能の劣るクルマですと、カーブを曲がろうとハンドルを切っても曲がらない、或いは意図した以上に曲がってしまう、更には簡単にスピンしてしまう事になります。

それではホイールアライメントが両者にどう関係するか、順番に見ていきたいと思います。