2007年11月09日

フロントフォークの進化

 サスペンションはバネとダンパーからできているといわれますが、厳密にはそれはサスユニットのことで、広い意味でサスペンションはホイールを支えるシステムのことをいいます。

 フロントサスは、バネとダンパーで前輪と車体の動きをコントロールするだけでなく、前輪を支えるとともに、ステアリングとして前輪を切る働きもしています。

 操舵しなければならない前輪を支え、しかもそれをストロークさせなければならなかったので、どのような構造がいいのか、開発者は様々なものにトライしてきました。

 古くはガーターフォークやアールズフォークなどがあり、現在でも小さいビジネスバイクにはボトムリンク式が採用されています。
 しかし、これらは、剛性的にも不利で、フリクションも大きくなっていました。
 ストロークしたときの前輪の動きも理想的ではなく、ホイールアライメントを調整するうえでも好ましいものではありませんでした。

 60年代以降のスポーツバイクでは、アウターチューブとインナーチューブがスライドして伸び縮みするテレスコピックフォークが主流になりました。
 このフォークは、前輪がフォークに沿ってストロークするため、それまでの欠点が一気に解決し、フロントサスが担うべき仕事を一手に引き受けてくれるものとなりました。


ダンパー機構の進歩

 昔のピストンスライドフォークは、インナーチューブに開けたオリフィスをオイルが通過することで減衰力を得ていました。
 そこから進化したのが、チェリアーニフォークのフリーバルブ式ダンパーです。
 これは正立フォークのアウターチューブの下にシリンダーを設けて、フォーク伸縮時にシリンダーの内側と外側でオイルを行き来させ、減衰力を得るもので、現在はネイキッドモデルなどに使われています。

 また、より完璧なダンパーとして最近のスーパースポーツが搭載しているのが、インナーロッド方式です。
 これは複筒型と呼ばれるリアショックユニットの中身をフォーク内に収めた構造になっており、減衰力特性の自由度が高く、特性も安定させやすくなりました。


正立フォーク

@インナーチューブとアウターチューブの接地面積が広く取れるため剛性が高い。
A柔らかいスプリングが使用でき、30cm以上の長いサストラベルを確保できる。
B更にインナーチューブを太くして高剛性化すると重量増加やサスの運動性が落ちる。

 テレスコピックとは、テレスコープ(望遠鏡)がピントを合せるために伸び縮みすることから名付けられた言葉です。
 このテレスコピックフォークにも欠点がないわけではなく、インナーとアウターがスライドするために、そこにフリクションが生じやすくなります。

 このため、初期のテレスコピックは、両チューブの間にかなりの隙間があり、スライドメタルとピストンで接触するピストンスライド式でしたが、今のスポーツバイクはすべてチェリアーニタイプと呼ばれるものになっています。

 このタイプは、両チューブが直接接触するため、フリクションもなくスムーズに作動します。
 また、剛性も高く、ストロークも大きく取りやすくなりました。


倒立フォーク

@高強度アルミ軽量合金をアウターチューブに使用することでステアリングまわりの剛性が向上
A曲がりが少ないため運動性が向上する
Bあまり剛性が高すぎるとフロントタイヤの接地感がつかみにくい

 テレスコピックフォークにとって、剛性を高め、作動性を良くすることは、大きなテーマでした。
 これを解決するためにインナーチューブの大型化が進められました。
 インナーチューブが太くなれば、剛性は上がり、スライド部にかかる圧力も下がるので作動性もよくなるのです。
 
 アウターチューブを、従来からの正立型とは逆の上側にセットした倒立フォークの登場は、これをさらに進めたものです。
 フォークを支える根元側の方が大きな力がかかるので、こちらに太いアウターをセットした方が剛性面で有利になり、また、アウターチューブを長くしスライド部を大きくできるため作動性も良くなります。
 
 もともと倒立フォークは、モトクロスで正立フォークのアウターチューブが路面のわだちと接触しないようにと開発されたものです。
 正立よりも重量はあるのですが、それ以外のメリットがあることから、高性能スポーツ車にとって切り離せない存在となりました。


テレレバー&シングルアーム

@減速時のノーズダイブが少ない
Aステアリングとサスペンションの機能を別々にすることでそれぞれの作動性が向上
B複雑な構造による重量と高額なコスト

 テレスコピックフォークを中心に発展してきたフロントサスですが、ヤマハGTS1000やビモータ・テージ(現在はバイルス)のハブステアリングシステム、BMWのテレレバーとK1200Sのデュオレバーなど、非通常型も開発されてきました。

 これらの良いところは、テレスコピックではフォークだけでショックの吸収、前輪の支持、操舵という働きをしなければなりませんが、それぞれの役割を分担したことです。
 このため、フォークだと作動性が悪くなりがちな路面から突き上げられた場合でも高い作動性を維持し、ステアリングが振られることも少ないといったメリットがあります。

 また、ストロークにともなう前輪の軌跡にも自由度があり、アライメント的にも有利なことに加え、ブレーキングで沈み込まないようなアンチダイブ効果を得ることもできます。
posted by nekopunch at 23:30| Comment(0) | TrackBack(4) |  ・サスペンション | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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