こんにちは。
師匠からそんなことを言われて思い立った記事です。
ぶっちゃけ、僕はレース屋さんでもバイクメーカー勤務でも何でもないので、この言葉の真意はやるなら楽しくやれよ、ということだとは思うのですが個人的に色々引っかかっています。
というのも、曲がるバイクを作るって壮大だなと。バカなのでは。僕。
ということで、どういうことなの？と自分で自分に今一度知識を改めるところを見てってください。
前提として
曲がるバイクってなんだろう？
いわゆる曲がるバイクって、乗りやすいバイクなんて言い換えられたりします。
CB400SFとか正に。って感じ。でもアレはバーハンで高速仕様って感じではない。
多分師匠が言うにはレーサータイプも喰えるような一発マシンを作れ、というような意志を感じた。
ということは何？ハンドルが凄く切れる、とかバンクしているときの安定性を確保する、とかブレーキで曲がる準備が出来てアクセルでちゃんと立ち上がれる、とかそういった次元の話をしているのか？
フレームから考える
アルミフレーム異常信者の師匠は「スチールフレームは剛性が足りなくてどこまでいったらいいか分からなくて、ローパワー車にハイパワーなエンジンを積むと絶対縒れるし補強は必須だと思う」とのこと。
それはまあ間違いないだろう。じゃあどこを補強するの？ローパワーとハイパワーの違いって何？
エンジン積み替えただけで曲がるときに撚れたりするの？いやいや、そんなことはないでしょうよ。
ってことで、色々文献を漁っていると大事なのは「エンジンが引っ張る力」「エンジンに引っ張られるもの」のバランスが重要なのだと思いました。
ローパワーなマシンは元からハイパワーなエンジンを積む想定をしていないので、引っ張られるものが非常に弱い。
高速域でスチールパイプのスイングアームが左右上下にしなっている感じが正にそうなんだろう。
今回採用するのはスチールフレームなので、しなっている感じは避けられない。
でもマトモに走るためにはクリアしないといけない問題も当然ある。
じゃあ、エンジンハンガーを強固に。またスイングアームはアルミ化して剛性UPを図るか。
っていうパワー系発想に至ります。
そもそもどうやって曲がってる？
ってことを考えると、キャスター角というのは良く出来てるなと思いました。
トレール量ってありますよね。バイクそれぞれの個性を表している大事な要素です。低ければ不安定になり、高ければ安定化する。そんな感じです。
バイクを曲げるとき、僕は一切何も考えていませんがブレーキを握ってフロントフォークを沈めてそのまま曲がる姿勢を作ってます。そんなときにトレールとやらが非常に役立っているのだとか。逆にコーナー出口で加速していくときにも関係しているそうです。
じゃあ、どうするか。作ろうとしているベースはタダの安バイクなので元が96mmもあります。
96mmって結構基準としては高い方。いや高いバイクは100mm近くあるのですが。基本はキャスター角でバイクの方向性を決めて、ステムオフセットで実際のトレール量を設定している、って感じっぽそうです。
つまりはキャスター角で決めたトレール量のお釣りをステムオフセットで調整している、って感じなのかな？
キャスターが立てば立つほど、コーナリングマシンを狙った設計になっているのは各レーサー系バイクのカタログを眺めていて思います。
コンセプトとしては、往年のレーサーみたくブレーキでゴリゴリフロントタイヤを使ってアクセルを開けて加速していく。
どちらにせよ、補強は必須ですが方針は見えました。トレール量を減らして、ブレーキング・アクセラレーションに耐えるフレーム設計、ですね。
トレール量の調整
となると、トレールを手軽に減らすにはキャスターをおっ立てようとなります。
多分、キャスターを立てればフロントタイヤがより潰れる角度になるから、というのも理由なんでしょうね。
基本そうなった場合にどうやってトレールを確保するかというと、ステムオフセットを狭く取ります。
ステムオフセットを狭く取るメリットとしてはトリプルツリー自体の剛性の確保も出来そうですね(ただ△の両端で受けるよりかは□の両端で受けたほうが変形量は少なさそうです)。
そうしていくと、次はフォークの剛性が足りなくなります。
フォークの剛性・・・
ここはもう正立フォークとしての限界が見えてきます。
単純にバネレートを高くする？オイルを固くする？油面を高くする？そうしても結局アウターフォークとインナーパイプを繋いでいるスライドメタルの強度に問題が出てきそうです。
そうなった場合は倒立フォークを入れるしかないんでしょうね。
倒立フォークを入れるとセパハンにした時にハンドル角に制限が出るし、単純にストローク量も正立より減りそうな気がして選択肢からはなるべく無くそうとしていました。
でも、入れるしかなさそう。
幸い、現行の外車で流用出来る部品を発見出来たのでそうするようにしましたが。
単純に剛性を上げていくと
これである程度方向性が決まってきました。
今の段階ではフロントフォークだけ剛性が上がっているような状態です。
受けた力を前側で耐えるのではなく後ろに流していく、そんなフレームが必要そうです。
細かい分類、後出しで申し訳ないですけどダブルクレードルフレームを使います。
いわゆるブレーキング時に必要な力って上半分にしかかからないと思うんですよね。
フロントフォークを使うようなブレーキングは背骨の部分(僕はメインパイプって呼んでます)が非常に重要な役割をしてそうです。
てことは、ここを補強すればいいのかな。という設計が見えてきます。
ぶっちゃけ、下側のパイプってエンジンを積むこと、フレームとしての形を維持すること、が目的に思えてしまいます。
なんせ、その後の発明?されたモノコックでは下側なくなってますしね。車種によってはアンダーパイプはボルトオンで取り外しが出来ちゃったりします。
剛性部品として大きく機能してたら、そんなこと出来ないですよね。
ブレーキの後はアクセルのこと
このフレームのリア側、特にリアサスペンション周りの剛性は低く見えます。
CB400SF、バリオスとかのフレームを見てるとアクセルを開けたときリアを下に下げようとするので、メインパイプを直結に繋ぐようなライン。そして、その状態でリアフレームが下に押し付けられるような状態になるような設計がされてるように見えます。
一応、画像貼っときますね。
てことは、このフレームも似たような設計をしないといけない。
つまりは少し作り替えて、アクセルを開けたときに発生するアンチスクワット効果を利用してメインフレームの前後上下荷重が後ろになったとき、フレームがサスペンションを介してスイングアームを押し付けるようにしなければならない。
要はちょっと角度付ける必要があるということです。後ろが立ち上がるように。
普通に平坦だとバネレートが上がります。ちょっと角度付けることでバネレートは下がると思います、サスペンションに角度も付きますので。
この辺はサスペンションのリンク比などで調べればある程度文献も出てきます。ぶっちゃけ何言ってるか分かんないまま僕は進めてますけど。
いいんですよ。雰囲気で。だから曲がるバイクを作れ、なんて言われちゃうんでしょうけど。そのへんは難しいです。
フレームの強化その2
また、リア周りだけじゃなくてエンジンハンガー単体も強化する必要があります。
エンジンリア側は特にピボット点と引き合うような力が働くことが予想されるので、ここはもうガチガチに強化しないと駄目そうです。
逆にフロントはクランクの回転も近く振動が発生するため、ダンパーを入れないと駄目だと思います。
実際作ったことはないので詳しくないですが、フレームビルダーさんの制作物を眺めていてもそう感じます。
理由は分かりませんが慣習的なものには従う、というか理由はそういったのが考えられますしね。
逆に上側の保持はしたりしなかったり。これについては理由は分かりません。考えるべき一点。
なにか忘れてない？
そう。書いていて思いました。やっぱり書くことは大事。
バイクに限らず、乗り物はロール・ピッチ・ヨーの3要素の回転が掛かります。
今話していたのはピッチングの話だけ。要は前後の話だけ。
実際にコーナリングをするにはヨーイングに耐えなければなりません。
けど、横のしなりって何したら良いんでしょうね。ぶっちゃけ、バイクの個性を殺し切ってはいけない気がします。
なんせ、アルミスイングアームですし、ツインサスですし、両端に橋をかける様に補強を入れれば、ヨーイングでかかる左右の力ってある程度反対側にも伝わるものだと思います。
アンダーパイプの分かれ目に三角板を入れて補強する人が居ますが、つまりはヨーイング対策なんでしょうか？
次書くときはここに着目して書きたいですね。
今回はピッチングだけ
以上、ふゆぱちの適当な自論でした。
くれぐれも参考にしないように。有名ビルダーさんの制作物をしっかり観察して気づいたことがあれば教えてくれよな！
読了、ありがとうございました。