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瞬間中心から車両特性を読み解く

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 先日は動画でスウィングアームのジオメトリを話、瞬間中心の説明をブログでも行いました。今回もその続きです。

 今後は独自に集めた瞬間中心の図を公開して行くつもりですが、参考例として10台ほど線を引き、情報を集めました。

 実際に試乗経験のある車両や、試乗できないようなGPマシンやそれに準ずる車両は中野真矢さんから得た証言を下地に考察を重ねた結果。瞬間中心が車両運動に大きく関わるのは当然として、操舵性に密接と異より、直接的に大きく関連しているとわかりました。

 特にCBR1000RR、RC213V-S、MT-09でその独特な瞬間中心位置(それはエンジン搭載位置とも換言できる)やクランクセンタが、これら車両の個性を強く演出している事実から、上記の「直接的に大きく関連している」を裏付けています。
 CBRやRC213はフロント一輪車のような操舵性で、それは瞬間中心が相当前方にあるためのハンドリングだと結論づけられます。当然、これに加え車両姿勢と前後ショックの設定も大切ですが、それらの合算が空車1Gの瞬間中心に現れるわけです。

 MT-09は引いた線から、エンジン搭載位置がより明確にわかりました。この車両はエンジンが低く後ろに置かれるため、ドカティのLツインや2ストレーサーのような重量配分です。こういった車両はサスを硬めすぎると重心移動が小さくなり、旋回性を下げてしまうため、前後サスは硬めづに柔らかく動く中に踏ん張りを持たせた方が良いと思いますし、過去の実績ではそのように仕上げてきました。

 今後は車両預かりの場合は、瞬間中心を求め車両の運動特性をより深く探究してみます。

 

スウィングアームの瞬間中心

 先日、動画にあげたスウィングアーム回の話の続きです。

 スウィングアームはピヴォットを中心に回転しているのは間違いありませんが、図面をご覧になればわかるように瞬間中心という仮想センターを持っています。

 

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 図の仮想センターである瞬間中心はかなり前方にあります。課題はスウィングアームの角度、スプロケットの大きさなどにより瞬間中心は刻々と変化しており、それにより乗り味を変化させます。

 後日、話をまとめますが瞬間中心によりアンチスクワット比がスウィングアーム角度により変わることは良い面があります。

 

 

 

 

 

 

 

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 写真をご覧ください。

 ACサンクチュアリ様のZレーサーです。当社も前後ショックの仕様変更で関わっていますが、中村社長と整備士鈴木さんの好意で画像の使用許可をいただきました。

 線を引き上の図面は、実車においてどの程度の位置にくるのかを表しました。

 瞬間中心はクランクシャフトよりも前方でやや上方にあるようです。
 これから文献を精読し確認しますが、瞬間中心がクランクセンタ近くにあり、リアタイアから伸びる瞬間中心を通る(写真では黄色)線がキャスターと直角を成すと、ハンドリングやよくなるようです。

 つまり、写真の車両はかなり理想的な配置を持っています。

 今後はこのような車両のエンジン搭載位置(ジオメトリ)などできるだけ多くの参考例を集め、良い車両、悪い車両を見極められるように成りたいと考えております。

アンチスクワットの理論の入り口を解説してもらいました

 昨日は中洲産業大学非常勤講師代理補佐の金岡くん(本当は東工大の院生)を招き、スウィングアームに働く力学を解説願いました。

 和歌山利宏さん著、図説バイク光学入門を題材に、式を読み解きました。他にはレーサーズVol.58の無限・神電の後半に元ホンダの方が解説した部分も大いに参考としました。

 理論を式に則り詳しく論じるというよりも、理論的背景を下にして実際にはどのように動くのかを考察したりと、加速すると実際にはリアが沈むのではないか?との課題を話しています。

 https://youtu.be/1FE9d5ZiFVo お時間があればどうぞご覧ください。

 今後は前記のバイク光学入門を切り取り、題材として動画を継続的にあげて行こうと思います。キャスターとトレールの関係だったり、リアショックのレバー比や、基礎の物理現象などを取り上げたいと考えております。

 下の写真は図説バイク光学入門と金岡くんの手記です。

 

 

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ZX-10Rのフォークスプリングを決めた

 先週分解したZX-10R、2017年型ですがフォークスプリングの値を決めました。

 0.9Kgf/mmを採用するつもりです。一般的には0.9Kは柔らかいのですが、トップアウトスプリングの変更とイニシャル量、それに減衰の設定を組み合わせてムニャっと動く、ストローク初期から程よい反力を感じつつボトム付近でも踏ん張り感よりまだ動きそうな、モトクロッサーやトライアル車のような感触を得られるように作り込みたいと思います。

 動くサスペンションを作るのは簡単です。課題は動く中で要求される耐衝撃性を備えているのか?その点にあります。バネ系と減衰系が高度に調和しなければ作り出せない動きです。ガス加圧された減衰系を持つBF機構ならではの特性を活かして、作り込んでみます。

 

 

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ピストンを造りたい

 技術開発のために、ピストンを造りたいのです。

 最近、友人がシミュレーションで減衰調整ニードル部のオイルにどの様な現象が起きているのかを調べており、その報告を受けました。私の理解力では全てを把握はできませんが、最も重要な課題に関しては解き明かすことが出来たので、今後の減衰設定にはとても有益です。

 先日、動画でピストン/シム系と調整ニードル部分の分担に関して問題にしたオイルロックポイントは、やはり相当程度確信をついており、ならば今後の減衰設定は思うままに進めるのが正解の様です。それはつまり、ピストン/シム系で主要な減衰を発生させ、ニードルは本当に微調整を行う程度が正しい、と言った訳です。

 減衰調整部分の形状はオイルの流れにとても大きな影響を与えます。このニードル形状を細かく追い求めているのはオーリンズのTTxGP以外は今のところ(私の知る限り)は無いようです。このニードル形状も追い求めたいのですが、先ずはピストンから始めたい。なぜなら格好良いからです。やはりこの削り部分の造形は美しい。良質な造形から生み出される上質な減衰を体感したいものです。

 そうなると小型でも良いので、マシニングが欲しくなります。試作品を自社生産できればこれに勝る喜びはありません。おいおい考えてゆきましょう。

 

 

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自社製ロッドを製作

 SRXのツインショックに自社製ロッドのSGSA12を作りました。最後に問題点を論じますので、興味ある方は飛ばして読んでください。

 純正は10.5mmの太さです。80年代はヨーロッパメーカーの影響が色こく、この寸法もビルシュタインを模したのでしょう。

 剛性と作動性の帳尻を考えロッド径をφ12へと改めました。それに関わる部品全てを加工しなければならず、実はロッド径拡大は大ごとです。ガスバルブの蓋もアルミで作り直しました。

 ロッド製作ですがメッキの下に焼き入れ層があり、ダイスでは歯が立ちません。そのため超硬チップでねじ切り加工を行いました。溝を作って逃げ場を設けない切り上げで仕上げました。

 ゲージを使わない目検で仕上げましたが、久しぶりの割には上等です。回転数は100回転で低めにしたのが勝因でしょうか。焼き入れ材の切削は難しい反面、仕上がりが綺麗にしやすい良い面もあります。

 SRXや初期XJR400のリアショック問題点とは?

 これはシリンダーです。アルミを採用していますが、表面処理のない生材のようです。もしくは極めて柔らかいか薄い膜厚で、簡単にえぐれます。だからこのショックのO/Hは推奨していません。
 しかしシリンダー政策も可能であり、価格を考えずどうしても純正が良いと感じていらっしゃる方は、相談いただければ見積もりを算出いたしますので申し付けください。

 

 

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2017年モデルのZX-10Rフロントフォークを改造中

 表題の通りですが、10Rのフロントフォークを分解しています。

 初代ZX-10RからカワサキのリッターSSのフロントフォークにおける設定は常々疑問を感じていました。

 私には分からない、作り手の課題は数多くあるのでしょうが、私の知る限り2011年位から極端な設定となっています。この年式は減衰の設定が強烈で本当に動きません。
 サーキット向け。と言うのも無理がある位、本当に硬い。その後にフロントフォークがSHOWAのBPFを採用しました。BPFはホンダ、スズキ、カワサキ(その他、海外メーカーにも多く)に採用されましたが必ずと言って良いほど、満足のゆく仕上がりになっていませんでした。構造上の問題から油面を一定の高さより下げられない。
 減衰調整の手法が特殊など種田ねの問題を抱えており、根本の発想は良いのですが、要求性能を全て満足させるのは難しかったようです。余談ですが、トップキャップに伸び圧の減衰を集約していると言うことは、一本で伸びと圧の調整が可能なわけです。そしてもう一本にスプリングの調整を行えるようにすれば、フルアジャスタブルとなり、作り手としては安価に「フルアジャスタブル」と銘打てるためSFF-BP等の名前をつけて高機能と感じさせる商売を行っています。

 ここからが本題 

そして現在のZX-10RはBFF(バランスフリー・フロントフォーク)となりました。何がバランスフリーなのかはSHOWAのサイトをご覧いただければわかると思います。
 簡単に申しますとザックスが初めてオーリンズ、FGなど殆どのレースメーカーが追従したツインチューブタイプです。オイルの流れが良く、ダンパー内部の圧力変化が抑えられるため、強い減衰を安定して長期間発生させられます。

 昨年、一昨年とST1000用にGSX-R1000RのBFFを改造しました。そので得た知見を軸にZX-10Rを分析すると「硬い・動かない」となります。GSX-Rが柔らか過ぎるのではなく、カワサキが硬いのです。

 それは何故断言できるのか?まずスプリングが極めて高い。当社の測定では1.2Kgf/mmでした。レースで使うにも極端な硬さといえます。それを街乗りで用いるのはかなり難しい設定です。
 減衰に関してもレース用に変更したスズキと同等でした。ですから街乗りでは過剰減衰です。

 なぜ間違ったのか?

 私はこのZX-10Rのフロントフォークは間違った設定だと思います。それが正しいと仮定して、何故間違ったのかを考察します。結果から記すと、車高の設定を誤り、それを正す手法もまた間違ったからだと思います。それはどう言う意味か?

 フロントの車高を低く設定「したかった」。または「してしまった」。それを低いままなんとかまとめようとすれば硬めて、動き過ぎないようバネ定数を上げる。そうなるとイニシャル量は自ずと小さくなり、低くて(ストローク量の少ない)動かないフロントの完成です。

 どのような解消方法を考えているのか

 まず低いフロントを持ち上げます。これはトップアウトスプリングで解決する問題です。その次に硬過ぎるバネを交換し、イニシャルを掛けても動く仕様とし、動き出しのメリハリを出しつつ底付き近辺の特性を滑らかにします。
 減衰は少し抜いて、動かす事も硬める事もできるようにシムの設定を見直します。

 ここまで行えばフロントフォークが十分な仕事を行えるようになると同時に、後ろも適切な重量配分になりリアセクションの仕事量も増えます。平たく言えばサスペンションが動くようになる訳です。

 エンジン特性、車体の基本的な設定はとても好感触でした。フロントフォークだけで車両の評価を大きく落としていると感じ、とても勿体ない。上手にセッティングすれば更に高評価を得られるはずなので、楽しみつつより良いセットアップを目指します。

 

 

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JP250のリアショックを仕立て直す

 今季もJP250のレースサポートを行います。

 今年はCBR25RR/MC51がマイナーチェンジを行うそうですが、車体がいつ届くかわからない現状は現行型で作業を進めてゆきます。

 一昨年までの2年間はキジマさんのKissレーシングにおいて、サスだけでなくエンジンマネジメントも関わっていました。今回は前後ショックのみを扱うことになりますが、手始めにリアショックを製作しました。

 走る予定が無く、リアショックは別の車両へと転用したため、新たに作り直しです。今回はたまたまベースとして丁度良い長さのダンパーがあり1日かけて形にし、実車に取り付けられましたので、その辺りの変更点とシム組に関して書き記そうと思います。

 レース向けに作りますので前後ショック共に車高は上がる方向の仕様となります。スプリングレートはHRCのリアショックが95Nmを基本としており、当社としても概ね95Nmを基本にコースに応じて90Nmと100Nmを用意していました。
 この仕様で筑波サーキットは5秒台に入っており、筑波選手権では当時のレコードタイムを獲得し、全日本でも上位を狙えるタイムであり悪くないと思います。

 しかし以前に良い結果を得られたからとは言え、それが最善ではなく時間がたちライダーが代わりタイアも替れば、セットも同じままとは言えません。以前のライダーはどちらかと言えばカッチリした感触を好んでいたので、普遍性は少ないと感じていました。今回はもう少し一般化した動きやすい減衰設定に変えてあります。
 これを基準とし、試験走行を重ねて減衰の値を詰めてゆこうと思います。バネや長さがある程度まとまっているのはかなり助かります。スプリングと車高が決まっていれば、次の焦点は減衰になってきますから、普通の人が容易に変更できないこの部分は最後の勝負を決めるには大いに有効です。

 コロナ騒ぎでレース予定もどうなるかはわかりませんが、情報収集も含め極力現場へ出向きティームとの意思の疎通を図ろうと思います。

 

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カミさんにバレていた

 込み入った内容のブログは夜、または週末に書き記すつもりです。

 今回は、先日購入したSHUREのヘッドフォンがカミさんにバレていた件について報告します。

 買えばブログや動画、TwitterでネタにしますがSNSを監視されている私は、その件がカミさんにバレており、帰宅して食事中にその件を詰められました。笑って誤魔化すしかありません。価格がバレていたのかはわかりませんが、興味のある方はSRH940で検索してください。

 動画編集は細かい音や雑音を確認する必要から、スピーカーで鳴らすよりもイヤーフォンやヘッドフォンが便利です。以前はソニーの安価な製品を用いておりました。これは耳周辺が痛くなるし、何より音が良くない。そこでSHUREのSRH940となったわけですがやはり一聴して音が良い。もっと高い製品はありますが、とりあえずは十分な水準です。
 マイクも同メーカーのMV7なのでヘッドフォンも同じ会社の製品にした訳です。

 遊びで買ったのではないと示せる部分として、無線(ワイアレス)の雑音帳消し(ノイキャン)ではなく有線形式を選んだ点からも理解いただけるでしょう。外に持ち出すのではなく、動画編集とたまに動画や音楽を楽しむために買ったのです。

 ここまで書けばカミさんもきっと得心のゆくはずです。これで安心して大っぴらに使えますね。そういえば、年末に買ったM1MacBookAirやキヤノンのEOS RPの件も全部知れていたけれど、離婚されないだけ感謝しなければなりませんね。

 

フェラーリ456GTのリアショック

 フェラーリの456GT、ビルシュタインのリアショックを作業中です。

 調整機構が車内から変更可能で、しかもステアリング系の油圧を用いて車高をあげる事もできる複雑な機構を備えた同ダンパーは、ロッド表面が傷むと交換を余儀なくされ、調整機構が使えなくなります。当社ではロッドを再メッキや新品を自社製造することで、調整機構を残しつつオーバーホール可能にしています。

 さすがフェラーリに使うだけあり、アルミシリンダーの質は極めて高いのが特徴です。3流メーカーならあっという間にアルマイトが剥がれ、シリンダー交換となりますが、456GT,355その他マラネロなど傷んだシリンダーを見た事はありません。かなりの期間、持ち堪える様です。アルマイトの硬度や膜圧、それにアルミ自体の材質が良いからこそ可能な所業です。

 欧州の一流ダンパーメーカーは凄いと、改めて実感しました。

 

 

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