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車を作る際には、様々な力が車体に掛かることを想定して設計する必要があります。車が走行中に路面の凹凸を乗り越えたり、急ブレーキをかけたり、カーブを曲がったりする状況では、車体に様々な種類の力が加わり、変形が生じます。この変形は「ひずみ」と呼ばれ、車体の安全性や耐久性を評価する上で重要な要素となります。ひずみは大きく分けて、引張りひずみ、圧縮ひずみ、せん断ひずみの三つの種類に分類できます。 引張りひずみは、物体を引っ張る力によって生じるひずみです。例えば、車を牽引する際に、牽引ロープが引っ張られることでロープには引張りひずみが生じます。車体においても、急発進時に車体が前方に引っ張られることで、車体の一部に引張りひずみが生じます。この時、車体は元の長さよりも伸びます。 圧縮ひずみは、物体を押しつぶす力によって生じるひずみです。例えば、橋の橋脚は、橋の上を通る車の重さによって上から押しつぶされる力を受けており、圧縮ひずみが生じています。車体においても、人が乗車した際に、タイヤやサスペンション、車体の一部に圧縮ひずみが生じます。この時、車体や部品は元の長さよりも縮みます。 せん断ひずみは、物体の平行な二つの面を互いに滑りずらそうとする力、すなわちせん断力によって生じるひずみです。例えば、ボルトとナットを締結する際に、ボルトにはせん断力が加わり、せん断ひずみが生じます。車体においても、カーブを曲がる際にタイヤが路面から受ける力、あるいは車体に横から力が加わった際にせん断ひずみが生じます。この時、車体の一部は平行方向にずれます。 実際の車の走行状況では、これらのひずみが単独で生じることは稀で、複数のひずみが組み合わさって複雑な変形が生じます。そのため、車体の設計者は、様々な走行状況を想定し、車体に生じるひずみをコンピューターシミュレーションなどを用いて解析することで、安全性と耐久性を確保する設計を行います。

車は、地面に接するタイヤによって支えられています。タイヤは、ただ円筒形のゴムの塊ではなく、荷重がかかるとわずかに変形する、複雑な構造をしています。この変形を理解する上で重要なのが、静的負荷半径です。 静的負荷半径とは、車が停止している状態で、タイヤの傾き具合を示すキャンバー角が０度、つまりタイヤが地面に対して垂直な状態で、決められた荷重をかけた時に、車輪の中心と、タイヤが地面に接している部分の中心との距離を指します。 タイヤは、荷重がかかると、ばねのようにたわみます。このたわみの量と、タイヤの縦方向の硬さによって、静的負荷半径が決まります。 例えば、同じタイヤでも、空気圧が低いとタイヤのたわみが大きくなり、静的負荷半径は小さくなります。逆に、空気圧が高いとたわみが小さくなり、静的負荷半径は大きくなります。また、同じ空気圧でも、重い車に装着した場合はたわみが大きくなり、静的負荷半径は小さくなります。 静的負荷半径は、車の地上高を決定する重要な要素の一つです。静的負荷半径が変化すると、車高も変化します。これは、車の見た目だけでなく、走行性能にも影響を及ぼします。 車高の変化は、サスペンションの動きや、空気抵抗、操縦安定性など、様々な面に影響を与えます。そのため、車の設計者は、静的負荷半径を考慮して、最適な車高になるよう設計を行います。タイヤの選択や空気圧の設定も、静的負荷半径を調整する手段となります。 このように、静的負荷半径は、車の設計において重要な要素であり、車の性能を左右する重要な値なのです。