車の軽量化のメリットとデメリットとは？

最近は軽自動車でも1tオーバーの車が当たり前のように存在する世の中になりました。ユーザーが必要とする、あるいはメーカーやディーラーが売り文句にしたい装備を装着していった上で、法律などガイドラインで定められた安全性などを満たしていけば、重くなるのは当たり前の話です。

その一方で、あの手この手で「軽量化」を売り文句にしたクルマや特別なスポーツグレードなども存在するため、重くするのが正しいのか、軽くする方が正しいのか、今ひとつわかりにくい時もあります。

ただ一つだけ言える事は、「軽量化」する事で「エネルギー効率の向上」という最大のメリットが得られます。軽量化と言えば「軽くて速い」ばかりを想像しがちですが、それはあくまで結果的にそうなっているだけの話です。

同じエンジンを使っていても、軽い方が少ない力で走れる、少ない力ならエネルギーを使わない、内燃機関なら燃費、EVやFCVなら電力消費という形で、その差は歴然と現れます。
それに比べれば、「速さ」などというものは、同じ力ならそれは軽い方が速いだろう、という副次的な効果に過ぎません。

もう一つ、副次的効果を述べれば、重量以外は全く同じ車が2台あったとして、「軽い方がカーブを曲がる時やブレーキの時に、その重量から受ける慣性という影響が少ない、つまり運動性が向上する」という、物理的効果があるくらいです。

ただし、後述しますが、この物理的効果にはメリットもあればデメリットもあります。

「エネルギー効率」、そしてその副次的効果としての「速さ」や「運動性の向上」といった恩恵を軽量化によって受けたクルマの代表としては、古の名車トヨタ スポーツ800、通称「ヨタハチ」を第一に挙げたいところです。

旧態依然のフレームに、重たくて空気抵抗の面でも厳しいオープンスポーツボディを被せた車です。
当時としては一般的な手法で作られたスポーツカーを、57馬力と強力な水冷直列4気筒DOHCエンジンで突っ走らせるホンダ S600というライバルに対し、ヨタハチは全く対照的なクルマでした。

空気抵抗低減を狙った流麗、かつ軽量なモノコックボディを、大衆車であるバブリカ用エンジンをファインチューンした、45馬力空冷水平対向2気筒OHVという非力なエンジンで走らせていたのです。
馬力差は歴然でも、その車重はS600の695kgに対し、ヨタハチは580kgと、100kg以上も軽量でした。

レース用マシンはこの通りのスペックでは無かったとはいえ、伝説の名レーサー、故 浮谷東次郎 氏の手により1965年の船橋CCCレースで同じく往年の名レーサー、生沢 徹 氏の駆るS600を相手に奇跡の大逆転勝利を挙げるなど、ヨタハチは大活躍したのです。

船橋CCCレースはスプリント(短距離レース)でしたが、ヨタハチの持ち味は耐久レースにもあり、「軽いので非力なエンジンでも速くて燃費がいい」ヨタハチは、まさにスポーツカーとしてだけでなく、燃費スペシャルカーなども含めたあらゆるクルマにとっての「軽量化のお手本」だったと言えるでしょう。

それ以来、速さだけならひたすらハイパワーなエンジンを積む事で補えますが、ことエネルギー効率の面では全ての車がヨタハチのように「少しでも軽く、空気抵抗を少なく」を目標にしています。

ここまで「軽量化されたクルマの素晴らしい世界」を紹介しましたが、デメリットも実はあります。
あまりにも軽くしすぎると、路面に対する接地圧が不足し、必要な摩擦力を得られなくなる場面が出るのです。

先に物理的な話として、軽量化による慣性という悪影響から逃れられる話を紹介しましたが、その反面、いくら軽快に走れてもタイヤと路面との十分な接地圧が無ければ、高速コーナリングで踏ん張る事も、急加速や急制動でタイヤに十分なグリップを与える事ができません。

そのため、部分的にしろ全体的にしろ、わざと重く作る事もあります。
もちろん空力パーツでダウンフォースを発生させて補うという方法もありますが、ダウンフォースというのは空気抵抗であり、空気の力で車重をわざと重くしているようなものですから、闇雲にダウンフォースを稼げばいいというものではありません。

速く走るために車重やダウンフォースを稼ぐとしても、軽さとのバランスは大事なのです。
他にも衝突安全性や快適性、または車体剛性の著しい欠如もデメリットになるので、行き過ぎた軽量化もまた困難ではあります。

ここまでの話を踏まえて「どこまで軽量化できるか」をまとめます。
まず軽量化そのものは、快適性や衝突安全性といった要素を全く無視すれば、エンジン本体+α程度まで削ぎ落とせます。
極端な話、レーシングカートを思い浮かべればいいのです。

実際、極端に軽いマシンで楽しもうという人で、レーシングカートにパワフルな大排気量エンジンを載せてしまうマニアも少なくありません。
ただし、それでは日常にも使えるクルマとしては成立しませんから、主に素材の面で軽量化を図る事になります。

ボディのモノコックそのもの、あるいは一部をドライカーボン(安いウェットカーボンはFRPと変わりません)などの複合素材を用いて、ガラス類も可能な限り薄いものかアクリル化、アルミホイールやブレーキなども高価で軽量な素材を用いれば、いくらでも軽くなるでしょう。
実際、市販車でもそれに近いレベルで作られた軽量マシンもあります。

ただ、それも予算が青天井ならの話であって、もっと現実的な話をすれば、「いらないものは全部撤去する」これに尽きます。
外すだけならタダなので、カーペットを剥がして遮音材や防振材として貼られているアンダーコートなどを撤去し、内装も灰皿やコインホルダーに至るまで、外せるものは全部撤去すればいいのです。
いろいろ外すと風通しも良くなってきてエアコンなど不要になるので、当然それも外します。

筆者は昔、それで車重580kgの軽自動車を540kgまでタダで軽量化した事がありますが、思い切ればそのくらいの軽量化はすぐできるという例です。
皆さんもその気になったら、安い中古車の一台も買ってきて、ご自分で軽量化、してみませんか？