ハンドルバーがオートバイに、ハンドルが車に合う理由は何ですか?


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ハンドルバーがオートバイに取り付けられ、ハンドルが車に取り付けられている理由は何ですか?

ハンドルバーとハンドルの両方を使用する方法は非常に似ていますが、車両を制御する場合、ハンドルはハンドルバーよりもはるかに多くの回転を許可します。

大型車両がハンドルを使用し、軽量車両がハンドルバーを使用する理由を教えてください。

その理由には、科学的理由、安全上の理由、または設計上の理由が関係している可能性があります。


ATVまたは四輪車には、ハンドルバーとフロントステアリングがあります。一部の戦車にもハンドルバーがあると思います。
jjack

オートバイと自動人力車には、ハンドルで回転できる前輪が1つあります。また、十分に軽量です。車には、操舵する必要がある2つの前輪があります。したがって、ラックアンドピニオンステアリングが必要になります。
ジェスビンホセ

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オートバイのハンドルバーは、ホイールとフォークを回します。車のステアリングは、重い質量のために重いホイール、サスペンションなどを回す必要があります。レバレッジが関与します。ステアリングホイールを一周すると、タイヤが小さな角度になります。
ジェスビンホセ

オートバイが低速以外の状況でどのように「操縦する」かについてのデイブツイードの説明を注意深く調べることをお勧めします。 。これは自転車にも同様に適用できます。非常に低い速度では、「ブルートフォース」でホイールを回すことができ、「効果をポイントするステア」を生成するために必要なボディバランスの変更を自動的に行います。速度が上がると、相対的な力の比率が変化し、Daveが説明する方法が優勢になります。...
ラッセルマクマホン

...ここに、(できれば:-))を説得する簡単なテストがあります。「合理的な速度」で10 km / h以上で、平らな地面を2輪で走行します。多いほど良い。両方の手のひらをハンドルバーに優しく置きます。次に、左手をちょうどハンドルバーから離し、右手のひらで右ハンドルバーに優しくゆっくり押し込みます。ハンドルバーは、あなたが行使しているよりも強い力であなたの手を押し戻し、あなたの手に対して後方に移動し、「機械」は右に傾きます。これは、ほとんどの直感やほとんどの人が期待することとは反対です。
ラッセルマクマホン

回答:


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実際、ハンドルバーとステアリングホイールはあなたが思うよりも似ていない。

二輪車がバランスをとるのに十分な速さで動いている場合、前輪は数度以上回転することはありません。ステアリングの主なメカニズムは、前輪を回すのではなく、車両を傾けることです。

たとえば、右に曲がるには、実際にハンドルバーの左側を軽く引っ張ります。これにより、車輪が重心の左側に移動し、自転車が右側に傾きます。この傾斜は、バランスを維持しながら方向を変える原因になります。自転車の重心にかかる合計力は、タイヤと道路の間の接触パッチを通過します。旋回中、前輪は自転車のフレームに対して基本的に真っ直ぐであり、右ハンドルバーのわずかな張力によってタイヤが路面に接触するジオメトリであり、自転車を回転させ続けます。

ターンから出てくるために、あなたは少し引っ張るより多くのタイヤは質量の中心に対してより垂直方向の配置にそれらをもたらす、右に追跡することが原因と右ハンドル(ない左)、上。これにより、自転車の傾きが止まり、回転が停止します。

ハンドルバーを使用する場合、これは非常に直感的であり、ほとんどの人は実際に何が起こっているのかについても考えていません。

ハンドルバーを大量に動かして自転車を操縦するのは、ゆっくりと動いて片足または両足を地面につけて(自転車を垂直に保ち)、狭いスペースで操縦しようとするときだけです。


コメントに対する追加のポイント:

低速での経験の浅い自転車乗りは、バランスを保つためにハンドルバーを激しく前後に動かしますが、私はそのことを「ステアリング」と呼ぶことはほとんどありません。二輪車が直立したままでいる主な理由は、回転する前輪のジャイロ効果です。自転車が傾斜し始めると、ホイールは傾斜方向に向けて操舵する力を経験し、傾斜を修正します。自転車の動きが遅い場合、この効果は大幅に減少し、ライダーはバランスを保つためにハンドルバーを使用する必要があります。

また、自転車では、ライダーは通常システムの質量の約90%(バイク+ライダー)であり、経験豊富なライダーは、ハンドルバーにまったく触れずに体重を移動するだけで操縦できます。オートバイでは、ライダーは総重量の約25%以下である場合があり、ハンドルバーの使用はほとんど必須になります。


+1。これが「カウンターステア」の考え方です。
tc

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@DaveTweed-ジャイロ効果は、自転車のバランス調整とはほとんど関係ありません。ある実験では、自転車はジャイロ効果を無効にするように設計されていましたが、それでもかなりの乗り心地がありました。ハンズフリーライディングの場合でも、自転車の形状が最も重要な効果であり、氷点下の効果ではありません。
ジョニー

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@DaveTweed:安定した小さな(1インチ?)車輪を備えた自転車で行われた実験もありました。自転車を安定させるためにジャイロ効果を必要としません。前輪を少し前にすくうだけです。
-slebetman

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@DaveTweed編集をありがとう 先週は歩行者と共有する小道に乗って過ごしすぎたのかもしれませんが、今朝の簡単なテスト+観察によると、時速5 km未満ではリーンが感知できず、ハンドルが支配的です。約2倍、リーンが支配的ですが、私(この1人の観測はありません)がまだターンのわずかに進んでいます。高速では、まさにあなたが言ったとおりです。これは、バイクの元々の状況とは無関係かもしれません。
クリスH

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@DaveTweed:ジャイロ効果はアシストしますが、自転車/バイクの安定性を構成するものではありません
-DevSolar

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車は重く、操縦にはより大きな力が必要です。これは、ステアリングホイールを下に動かすことで得られ、ロックからロックまで数回転する必要があります。

ティラーステアリングを備えた車があり、ヨットの練習から間違いなく(逆方向のみ)継承され、代わりにティラーの長さが十分なてこ比を与えました。

彼らの転輪が同世代のハンドルとどのように比較されているのか、または運転手がその過程で前席の乗客にどのような暴力をしたのかはわかりませんが、そのアイデアは正確には受け入れられなかったようです!


旋回円は、最大たわみで後車軸と前車軸に線を引き、車両が交差点からどれだけ離れているかを測定することで計算できます。この車両では、ニアホイールから2車両幅離れているようです。
ラチェットフリーク

博物館は、あなたが完全なたわみにティラーをプッシュすることができたら...
ブライアン・ドラモンド

左側のドライバーの実際の最大たわみで表示されるように見える
ラチェットフリーク

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車を操縦するとき、方向転換の程度によっては、大きな弧を描くようにハンドルを回転させる必要がある場合があります。特にホイールを手でひっくり返す必要がある場合は、円形のステアリングホイールを使用してこれを行う方が簡単です。これは、半円形のステアリングホイール、航空機タイプのステアリングホイール、またはハンドルバーを使用している場合は簡単に行えません。

バイクのハンドルバーは、車のホイールが回される最大の弧角にめったに回されません。また、大きな半径のカーブでは、バイクのライダーは体の角度を使用してカーブに寄りかかり、ステアリングを支援します。しかし、車の運転手は車を操縦するためのハンドルしか持っておらず、体を動かしても操縦には何もしません。

バイクのライダーは、運転中に風雨にさらされ、2つの狭い車輪でバランスを取り、狭い座席に座る必要があります。ハンドルバーのわずかな回転は、自動車のステアリングホイールの同様のわずかな回転よりも、バイクライダーにとって重大な結果をもたらす可能性があります。

ハンドルバーを握ると、ライダーは三角形の頂点を形成し、ライダーの安定性を高めます。バイクにハンドルがある場合、ライダーはハンドルバーと同じレベルの安定性がありません。さらに、2つの狭いホイールでバランスを取りながらステアリングホイールを操縦しようとすると、トラブルが発生します。同じ平面でハンドルバーを回してホイールを回すときに身体のさまざまな筋肉が使用されるため、ライダーの安定性が低下します。胴体の特定の筋肉。

量産車の標準構成は、地面に4つの車輪があり、これは安定したバランスの取れた構成です。また、バイクの運転手と比較して、車の運転手は広い座席に座っています。車のドライバーは、運転するときに安定した運転状況にあります。ハンドルを使用しなければならない場合よりも、ハンドルを使用して自動車を制御する方が自動車の運転が容易です。


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単純な機械的摩擦を追加します。車が動かないときは、パワーステアリングなしで車のハンドルを回します。2つの広いホイールをしっかりと休ませ、同じ角度でエンジンに邪魔されてしまうと、より広いターンをより小さなターンに変えるトランスミッションを使用しない場合、アスリートが必要になります。オートバイにはこのような問題はありません。
SF。

ライダーが曲がるために傾くとは思わない。むしろ、傾くことは、ターンに入るためのカウンターステアの結果です。高速でのモーターサイクルの角運動量と線形運動量は、傾斜がモーターサイクルのバランスを乱すことにはほとんど影響しないことを意味します。
tc

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ギアリング!

低速で車の前輪の向きを変えるのに必要な力は非常に大きいため、ラックアンドピニオン機構により、低強度のドライバーでもそれを行うことができます。

これは、パワーステアリングの問題ではありません。1950年代にはハンドルバーのある車がいくつかありましたが、ドライバーが意図せずに速度を急激に変えるのは簡単すぎることがわかりました。

オートバイの場合と同様に、車が高速で移動すると、ステアリングの変更は最小限になります。

この理由(安全性)のため、ハンドルバーステアリングパワーステアリングシステムは、前輪の角度を変更するために大きな車輪角度の変更を必要とするギア設定を支持して、自動車での使用をすぐに停止しました。

また、プッシュボタン式自動ギアボックスセレクターが試行され、その後ドロップされたのは安全性です。ロックアウトをレバーに取り付けると、移動中に車が(D)から(R)リバースにシフトするのを防ぐことがはるかに簡単になります。

電子システムでは、複雑な機械的インターロックが不要になり、ソレノイドが仕事をするので、プッシュボタンセレクターがカムバックする可能性があります。

速度に敏感なステアリングシステムと電子制御では、ハンドルバーのセットアップを安全に展開できる可能性もありますが、非常に非伝統的であるため、ドライバーが速度で壊滅的なエラーを犯すことによる大きな保険リスクとなる可能性があります。

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