倒れない自転車の秘密 – 米・コーネル大学

これまで自転車の直進性は、キャスター角とジャイロ効果で説明できると考えられていた。キャスター角とは、前輪を支えるフロントフォークの傾きで、鉛直線からの傾きが大きいほど直進安定性が増す。ジャイロ効果は、回転する前輪が、慣性により倒れにくくなる現象だ。

米・コーネル大学のAndy Ruina氏らは、前輪が負のキャスター角をもち、前後輪ともそれぞれ反対方向に回転する2つずつの車輪でジャイロ効果を打ち消した自転車を作った。もしこれまでの通説が正しければ、よろよろと非常に不安定な挙動を示すはずだった。

ところが、論より証拠、こちらの動画をご覧いただきたい。意外や意外、非常に安定した直進性を示し、なかなか倒れない。走行中に横から押しても、すぐに軌道修正して直進を続ける。このことから、自転車の直進性には、正のキャスター角もジャイロ効果も絶対に必要というわけではなかったことがわかる。では、この自転車の安定した直進性は、何によってもたらされているのか?

その秘密は、前輪と後輪の重量バランスにあった。前輪が後輪と比べて極端に軽いと、倒れようとするその方向に常に前輪が先回りして倒れ込もうとするため、結果的に倒れないのだそうだ。自転車のデザインに新たな方向性を示した結果と言えそうだ。今回の研究成果は、『Science』4月15日号に掲載された

(神無 久:サイエンスあれこれ

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