RRとは「Rear-engine, Rear-wheel Drive（リアエンジン・後輪駆動）」の略で、エンジンを後輪車軸より後方に配置し、後輪を駆動するレイアウトを指します。
代表的な車種には、後輪駆動のポルシェ911や旧型フォルクスワーゲン・ビートルがあります。
RRはエンジンなどの重量物が車両後方に集中するため、後輪荷重が大きく、発進時や加速時のトラクションに優れています。一方、重量物が車両重心から離れた位置にあることは、車両の回転運動にも影響します。
RRの走行特性を理解するには、後輪荷重の大きさと、重量物の配置によって決まるヨー慣性モーメントを区別する必要があります。
本記事では、RRの基本構造とメリット・デメリットを説明し、ポルシェ911がこのレイアウトをどのように活かしてきたかを考えます。
RRの基本構造
RRではエンジンを後輪車軸より後方に置き、トランスミッション（変速機）とデファレンシャル（差動装置）を介して後輪を駆動します。
基本的な構成は次のとおりです。
- エンジン：後輪車軸より後方
- 駆動輪：後輪
- 駆動系：エンジン、変速機、デファレンシャルを車両後方に配置
エンジンと駆動輪が近いため、一般的なFR車に必要な長いプロペラシャフトを省くことができます。
また、車両前方を荷室として利用できます。ポルシェ911や旧型ビートルがその例です。
さらに、エンジンが後輪車軸の後方にあるため、乗員室の後部に座席を設けることも可能です。911が伝統的に採用している2＋2の座席配置にも、この構造が活かされています。
RRの運動性能を決める２つの要素
1．前後重量配分
RRではエンジンなどの重量物が後方にあるため、後輪の静的な接地荷重が大きくなります。
タイヤが発生できる摩擦力は接地荷重の影響を受けるため、後輪荷重の大きさはトラクションの確保に有利です。
一方、車両が旋回するときには、前輪と後輪がそれぞれ横方向の力を発生させています。
一定速度で旋回している状態では、前後輪が負担する横力の割合は、基本的に前後重量配分に対応します。
そのためRRでは、後輪が大きな横力を発生できる一方、旋回を維持するために要求される横力も大きくなります。
また、タイヤのグリップ力は接地荷重に単純比例して増加するわけではありません。
このため、後輪荷重の大きさと、後輪に必要な駆動力・制動力・旋回力との関係が、RRの走行性能を左右します。
2．ヨー慣性モーメント
ヨー慣性モーメントとは、車両が重心を通る鉛直軸の周りに回転するときの、回転しにくさを表す物理量です。
重量物が車両重心から離れるほど、ヨー慣性モーメントは大きくなります。
RRではエンジンが後輪車軸より後方にあるため、重量物を車体中央付近に集めるMRと比べて、ヨー慣性モーメントが大きくなりやすい傾向があります。
ヨー慣性モーメントが大きい車両は、同じヨーモーメントが作用しても、向きの変化が緩やかになります。
一方、車両が回転しているときの角運動量は、ヨー慣性モーメントとヨー角速度によって決まります。同じ角速度なら、ヨー慣性モーメントが大きいほど角運動量も大きくなり、回転を同じ時間で止めるには大きな反対方向のヨーモーメントが必要です。
つまり、ヨー慣性モーメントは、回頭応答と回転運動を収める際の応答の両方に影響します。
RRのメリット
1．発進時や加速時のトラクションが強い
RRの最大のメリットは、駆動輪である後輪に大きな荷重をかけられることです。
加速すると前輪から後輪へ荷重が移動するため、後輪の接地荷重はさらに増加します。
その結果、大きな駆動力を路面へ伝えやすくなります。
これはFRやMRにも共通する後輪駆動の利点ですが、RRはもともとの後輪荷重が大きいため、強いトラクションを確保しやすい傾向があります。
雪道などの低摩擦路面でも、この静的な後輪荷重は有利に働きます。
低摩擦路面では大きな加速度を得にくく、加速による後輪への荷重移動も小さくなります。それでもRRでは、駆動輪に十分な接地荷重を確保しやすいからです。
ポルシェも、911のリアエンジン配置が冬季や低摩擦路面でのトラクションに有利であると説明しています。
もちろん、実際の雪道走行ではタイヤの性能や路面状態、電子制御も重要です。
2．後輪の制動力を活用しやすい
クルマが減速すると、前輪へ荷重が移動し、後輪荷重は減少します。
しかし、RRはもともと後輪荷重が大きいため、制動中にも比較的大きな荷重が後輪に残ります。
そのため、後輪にも大きな制動力を分担させやすくなります。
ポルシェもリアエンジンの利点として、この制動力への寄与を挙げています。
実際の制動性能は、タイヤ、前後の制動力配分、ABSなどによって決まります。
3．前輪を操舵と制動のみに利用できる
RRは後輪駆動なので、前輪が主として操舵を担当し、後輪が駆動を担当します。
タイヤが発生できる前後方向と横方向の力には限界があり、その関係は摩擦円で説明できます。
FF車では、旋回中に前輪へ大きな駆動力を要求すると、旋回に利用できるグリップが減少します。
RRでは後輪が駆動力を受け持つため、前輪のグリップを操舵と制動どみに利用できます。
また、前輪まわりに駆動系を配置する必要がないことは、サスペンションやステアリング機構の設計にも有利です。
コーナリングで現れるRRの特性
RRの走行特性は、エンジンの配置による静的な重量配分に、加減速による荷重移動が加わることで変化します。
コーナー進入、旋回中、脱出時に分けて考えます。
1．コーナー進入｜トレイルブレーキング
ブレーキング中は前輪へ荷重が移動し、後輪荷重は減少します。
トレイルブレーキングでは、ステアリング操作を開始したあとも、ブレーキを徐々に緩めながら減速を続けます。
このとき前輪は、制動力と旋回力を同時に発生させています。
一方、後輪では荷重が減少するため、旋回に利用できるグリップも変化します。
RRはもともと後輪荷重が大きいため、減速中も比較的大きな後輪荷重を維持できる場合があります。
しかし、制動力と旋回力の合計が後輪の摩擦限界を超えれば、オーバーステアが発生します。
特に、旋回中に急激にアクセルを戻したりブレーキを強めたりすると、前方への荷重移動が増え、後輪のグリップ余力が減少する場合があります。
ここにヨー慣性モーメントの影響が重なります。
RRはヨー慣性モーメントが大きくなりやすく、回転の始まり方だけでなく、回転が生じたあとの修正応答にも影響します。
したがって、コーナー進入時には、後輪のグリップ余力と車両の回転状態を意識した操作が求められます。
2．旋回中｜後輪の横力と車両の回転
一定速度で旋回しているとき、前輪と後輪はそれぞれ横方向の力を発生させています。
RRでは後輪荷重が大きいため、後輪が負担する横力の割合も大きくなります。
また、コーナリング中は左右のタイヤ間でも荷重移動が発生します。
タイヤのグリップ力は接地荷重に単純比例しないため、前後重量配分に加えて、左右の荷重移動や前後のロール剛性配分も旋回限界に影響します。
そのため、タイヤ幅、サスペンション、ロール剛性配分などを、RRの重量配分に合わせて設計することが重要です。
後輪が先にグリップを失えば、オーバーステア方向のヨーモーメントが生じます。
その後の姿勢変化は、発生したヨーモーメントとヨー慣性モーメントによって決まります。
3．コーナー脱出｜後輪荷重を駆動力に活かす
クリップ付近からアクセルを踏み増すと、荷重は後輪へ移動します。
RRでは大きな静的後輪荷重に加えて、加速による荷重移動も利用できるため、コーナー脱出時に強いトラクションを確保しやすくなります。
ただし、旋回中の後輪は駆動力と旋回力を同時に発生させています。
アクセルを踏み込むと、後輪荷重が増えて利用できる摩擦力が増加する一方、駆動力にも多くの摩擦力を使うようになります。
後輪が先に摩擦限界へ達すればオーバーステアが発生します。
また、加速によって前輪荷重が減少するため、前輪の旋回グリップが不足すればアンダーステアが強まります。
RRの優れたコーナー脱出性能を活かすには、アクセル操作によって変化する前後輪のグリップを適切に利用することが重要です。
RRのデメリット
1．限界付近の姿勢制御に繊細さが求められる
RRでは後輪荷重が大きく、トラクションや旋回力を確保しやすい反面、後輪が摩擦限界を超えるとオーバーステアが発生する場合があります。
その際の挙動は、後輪のグリップがどれだけ失われたか、発生するヨーモーメント、車両のヨー慣性モーメントによって決まります。
すでに車両が回転している場合には、その回転を収めるための適切な修正操作が必要です。
RRでは、重量配分と慣性特性に合わせたアクセル、ブレーキ、ステアリングの操作が求められます。
2．前輪荷重が小さい
RRでは後輪荷重が大きい反面、前輪の静的な接地荷重は小さくなります。
前輪荷重が小さいことは操舵力を軽くしやすい一方、強い加速によってさらに荷重が減少すると、前輪の旋回グリップが不足する場合があります。
そのため、前輪のタイヤ、サスペンション、空力特性などを適切に設計する必要があります。
3．冷却や車体構造に制約がある
RRではエンジンが車体後端にあるため、冷却や熱管理に工夫が必要です。
旧型の空冷エンジンでは、冷却ファンやエンジン周辺の空気の流れが重要でした。
水冷エンジンでは、ラジエーターや冷却配管の配置が必要になります。車体前方にラジエーターを置く構造もあります。
また、後面衝突への対応、排気系、遮音、整備性なども考慮する必要があります。
一方、車体前方を荷室として使えることはRRの利点です。
ポルシェ911｜RRを磨き続けたスポーツカー
ポルシェ911は、1963年の初代モデル発表以来、リアエンジンという基本構造を受け継いできました。
その間、ポルシェはRRの重量配分と慣性特性に合わせて、タイヤ、サスペンション、ブレーキ、空力、電子制御を進化させてきました。
後輪荷重に合わせたタイヤ
1972年に発表された911カレラRS 2.7では、前輪に185/70 VR15、後輪に215/60 VR15という異なるサイズのタイヤが採用されました。
後輪を幅広にした理由について、開発者のピーター・ファルク氏は、後輪荷重が大きいため、トラクションとハンドリングを改善しようとしたと説明しています。
これは、RRの重量配分に合わせてタイヤの性能を配分した例です。
その後も911では、モデルに応じて前後異なるサイズのタイヤが採用されてきました。
リアサスペンションの改良
1993年に登場した993型911では、新設計のマルチリンク式リアサスペンションが採用されました。
LSAと呼ばれるこの構造は、後輪の動きをより適切に制御し、操縦安定性と乗り心地を改善しました。
サスペンションジオメトリーやコンプライアンス特性を工夫すれば、加減速や旋回中に後輪へ力が加わった際の車輪の向きや姿勢を調整できます。
エンジン位置を維持しながら、後輪の運動特性を改善した例です。
後輪操舵と電子制御
現代の911では、仕様に応じて後輪操舵、ポルシェ・トルクベクトリング（PTV／PTV Plus）、ポルシェ・スタビリティ・マネージメント（PSM）などが採用されています。
後輪操舵は、低速域での回頭性と高速域での安定性を高めます。
トルクベクトリングは、左右後輪への制動や差動制限機構を利用して、車両の旋回特性やトラクションを調整します。
PSMは、車両の動きを監視し、必要に応じて制動力などを制御して走行安定性を高めます。
なお、911には後輪駆動仕様と四輪駆動仕様があります。四輪駆動仕様はリアエンジンという基本構造を維持しながら、前輪にも駆動力を配分しています。
911の進化が示すもの
ポルシェ911は、リアエンジンという基本構造を維持しながら、その構造に合わせて車両全体を改良してきました。
大きな後輪荷重をトラクションに活かし、タイヤやサスペンションによって前後輪のグリップを整え、電子制御によって車両の応答を調整する。
911の進化は、RRが持つ物理的な特性を、車両全体の設計によって走行性能へ結びつけてきた歴史です。
まとめ｜RRの合理性とポルシェ911
RRは、エンジンを後輪車軸より後方に配置することで、大きな後輪荷重を得るレイアウトです。
この後輪荷重は、発進、加速、制動に有利に働きます。
一方、後方に配置された重量物はヨー慣性モーメントにも影響し、車両の回頭応答や限界付近の姿勢制御に固有の特性を生み出します。
これらの性質は、タイヤ、サスペンション、ブレーキ、空力、電子制御によって調整できます。
ポルシェ911は、60年以上にわたり、この基本構造を活かして性能を高め続けてきました。
そこから見えてくるのは、優れた車両設計とは、選択したレイアウトが持つ物理的な特性を理解し、それらを目的とする走行性能へ結びつけることだという考え方です。
RRは現在の乗用車では少数派ですが、ポルシェ911はその合理性を示し続けています。
