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大型バイクを起こすのに必要な力を計算してみた。そして理論通り楽々起こせた。

読まないと損する、コツのいらない超楽々に大型バイクを起こす方法と言ったらオーバー?

すみません、またバイク関連の記事で。

さて、以前 ”ストーマでも大型自動二輪ライダーになりたいっ!” という記事を書きましたが、大型バイクって重たいから、倒したときに起こすのは大変だろうなぁ~と思います。

ネット上では、「倒れたバイクを起こすコツ」とか「バイクの起こし方」など、ブログや動画でたくさん紹介されています。
でも、あまり理論的ではないようなので・・・

まあ、普通は「200kgもあるバイクなんて起こせるわけがない」とイメージしてしまうのですが、本当にそうなのでしょうか?

理論的に考えて、実際にどれくらいの力が必要なのか?

それさえわかれば、力の入れ加減がわかり、上手に起こせるのではないでしょうか?

ということで、起こすときに必要な力の計算を説明してから、教習所で実践した起こし方を紹介したいと思います。

*

最近は「YAMAHAのMT-07のABS付も乗りやすそうでいいなぁ~」なんて思っているので、このバイクをモデルケースにします。

計算条件ですが・・・

まず、バイクの角度(θ)は、垂直に立てた状態が”傾き角度90°”、ステップが地面に着くまで一番倒れている状態が”傾き角度30°”です。

MT-07傾き正面図01

次に、ハンドル位置の高さと重心の高さの比率を、大体の想像で、16:7とします。
つまり、地面から重心までが7、重心からハンドルまでが9になります。

MT-07重心

計算は”傾いた剛体の荷重”(←参照リンク)というサイトを参考にし、難しいことを考えずに、バイクをそのような単純なモデルに置き換えて取り扱います。

MT-07(ABS付)の車両重量は182kg。
なので、仮にバイクを水平(傾き角度0°)に置いてタイヤとハンドルの2つの支点で支えたときの質量を、重心の関係から、タイヤ側[mg1]は182×(16-7)/16=102kg、ハンドル側[mg2]は182×(16-9)/16=80kgとします。

それぞれの角度(θ)に傾いた時は、

タイヤ側が、102cosθcosθ+182sinθsinθ
ハンドル側が、80cosθcosθ

なので、下表の結果になりました。

YAMAHA MT-07(ABS)起こす力

表中のハンドル側重量(質量)がバイクを起こすときに必要な力ということで、起きてくるにしたがって軽くなるということになります。

垂直に立てたときは、タイヤに全重量182kgがかかっていて、そのほかの角度では(mg1+mg2)の重量が182kgになってるので、あってるかな?

で、MT-07を倒しても、KenU自身を起こすくらいの重さなので、大丈夫でしょう。

他のバイクも重心位置が同じと仮定すると、その他の重量(X kg)のバイクを起こすのに必要な力は、X/182倍になるので、
250kgのバイクだと、傾き30°の場合、ハンドル側重量は82kgですか。
それは、ちょっと重いなぁ・・・

真上(90°方向)に引き上げるのは無理ですが、理論的には斜め上30°方向に2倍の力で押せばいいわけですよね?
身体全体を使えば1ton(1000kg)以上の乗用車も一人で押せるわけですから、身体を押し付けて力強く押せば、楽に起こせるということになりそうです。

来月から、教習所に通うので実践してみたいと思います。

*

[4/4追加]
今日、大型自動二輪教習初日でした。
バイク起こしやりましたよ。

結果の前に、一応、計算してみます。
教習車は、HONDA CB750[教習車仕様]車両重量240kg(※市販仕様は235kg)。
CB750は低重心らしいので、重心位置を下げて計算すると下表のようになりました。

HONDA CB750起こす力

起こすのに必要な力(ハンドル側重量)は72kg。
ちなみに、KenUの身長は170cm、体重は術後落ちて今は55kgです。

で、教官から教習所で教える倒れたバイクの起こし方のデモンストレーションを見せてもらったのですが、「腰があまり良くないのでその方法では無理です。」と断ってから、KenU流の方法でやらせてもらったところ、まったく腰を痛めることなく理論どおり一発で楽々バイクを起こすことができました^^。

本当は腰よりもストーマ(人工肛門)がつぶれる恐れがあるから教習所で教える方法ではできないので・・・

手順はつぎのとおり

・ギアをローに入れます。

・右手を逆手(さかて)にして前輪ブレーキをギュッと握ります。
※逆手にすることで、脇が絞まり力が入りやすくなります。

・右腕は肘を曲げずに伸ばします。

・左手を順手(じゅんて)にしてクラッチレバーを握らずに、ハンドルを握ります。
※ハンドルの向きはまっすぐにしなくてもOK。KenUはハンドルを左に切りました。腕の長さに合わせてハンドルの向きを調節するとよいでしょう。クラッチレバーを握ると後輪が動いて加えた力が逃げるので、絶対にクラッチレバーは握らないようにします。

・バイクに背を向けるようにして、腰を押し付けて、ほぼ綱引きと同じ姿勢になって、バイクに寄り掛かります(下図)。
※寄りかかるだけで、体重が自動的にバイクを起こすのに必要な力の一部に変換されるわけです。

・足をつっぱって、バイクを後ろに押します。
※押す方向は、意識して上方向に押そうとしなくてもよいです。どちらかというと反対向こう側に水平に押すつもりくらいの気持ちで、ゆっくりと左右の足を交互につっぱらせながら腰で押してやれば楽にバイクが起きてきます。

KenU流 腰を痛めない楽々大型バイクの起こし方

KenU流 腰を痛めない楽々大型バイクの起こし方

いとも簡単に難なく起こせたので自分でもびっくり。
しかも、背中を向けて起こすので、お腹のストーマがバイクで圧迫されてつぶれる心配はありません。

白バイ隊員の方法、教習所で教える方法でバイクを起こせない人は、ぜひ、KenU流の方法を試してみてください。
バイクがなくても練習できます。
壁に背中を向けてしゃがんでから、そのままの低い位置で、足を前に伸ばして壁に寄りかかるだけです。

*

ついでに、大型自動二輪検定の時は、どんな速度でこなしたらいいのか、目安の平均速度を計算してみました。

検定速度目安

ちなみに、スラロームは4.5m間隔のパイロンが5本を半径2mの円弧で走行した場合を想定しました。

なるほど。

よしっ、イメージできた。

*

余談ですが・・・

本当は、力というには、9.80665 を掛け算してニュートン[N]にしないといけないんでしょうけど、わかりにくくなるので質量[kg]そのものを力といいました。

科学の世界では、質量[kg]と重量[kgf]を使い分けないとならないので面倒だよね。

同じ地球上でも重力が違う場所があって、同じ質量の物体でも、測定場所によって重さが変わってくるのですが、でも、車両重量といって車両質量と言わないのは、文部科学省ではなく国土交通省だから?

*

[4/15追加]
最初は怖かった大型バイクでの八の字走行ですが、まだ教習3時間だけどコーナーリングでかなりバイクを倒して走れるようになった気がします。

それで、検定のスラロームをこなす速度を計算しましたが、そのときにバイクをどれくらい寝かせることになるのか計算してみました。

まずは、結果から、

コーナーリング半径と走行速度と傾き

コーナーリング半径と走行速度と傾き

検定のスラロームでは、半径2m、速度16km/hとすると、バイクを45°くらい倒しこむ走行になるわけですね。

一応、計算の説明をしておきましょう。

コーナーリング時のバイクの傾きと応力

コーナーリング時のバイクの傾きと応力

ここでは、バイクが垂直に立っている状態の角度θを90°ではなく、0°にします。

速度vで半径rのコーナーリングをしている時に重心Gに遠心力(F2)が生じ、
F2=mv^2/r (※mは、総重量(バイク重量+乗員重量))

それによって傾いたバイクを起こそうとする力は「遠心力×cosθ」なので、
F2y’=mv^2/r・cosθ

一方バイクが傾いたときに倒れようとする力は、総重量m×重力加速度×sinθなので、
F1y’=9.80665m・sinθ

コーナーリングのときには、傾いたバイクを起こそうとする力とバイクが倒れようとする力が釣りあっている状態
F2y’= F1y’

なので、
mv^2/r・cosθ=9.80665m・sinθ

上式の両辺をmと9.80665とcosθで割って移行して、
tanθ=v^2/r/9.80665 (※sinθ/cosθ=tanθ)

よって、
θ=arctan(v^2/r/9.80665)

エクセルの式にすると、
=DEGREES(ATAN((v/3.6)^2/r/9.80665)) (※速度vの単位km/hをm/sに換算するので、3.6で割ります。)

*

[2016/1/29追加]
その後、免許を取得して、MT-09(ABS付き)を購入。
購入後2か月で立ちごけ(笑
で、ストーマをかばいながら前向きで起こしてみました。

240kgの教習車と違い、191kgのMT-09は軽い。
ローギアに入れて、ハンドルもブレーキも握らず、下図のようにバイクに寄りかかって、向こう側に押すだけで簡単に起き上がりました。

MT-09前向きでの起こし方

MT-09前向きでの起こし方

上に持ち上げようとするのではなく、全体重を使って向こう側に押します。

一応、ハンドルではなく、シート位置の重さで計算してみました。 重心の高さは適当です。

MT-09起こす重さ重心位置

YAMAHA MT-09(ABS)起こす力

シート位置で計算すると重心に近くなるので、重くなりますね。

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