フレーム・ステアリングの概説:快適な走行と安定した旋回を実現する骨格【バイク用語辞典:フレーム・ステアリング編】

■高い強度と剛性とともに軽量化によって安定した走行と旋回性を実現

●主流のフロントフォーク式ステアリング機構は、操舵機能とともに衝撃を吸収

フレームは、バイクの骨格としてエンジンやボディ部品、サスペンションなどの部品を保持しています。また、ステアリング機構としては、サスペンション機能も備えたフロントフォーク式が主流です。

バイクの性格を決定づけるフレームとステアリング機構について、解説します。

●フレームの役割と求められる性能

フレームは、主要な部品を保持するバイクの骨格であり、車体のサイズや前後重量バランス、ホイールアライメントなどを決定づけ、バイクの特性を左右する重要な役割を担っています。フレームには、エンジンや路面からの振動、衝撃に耐える強度とともに、フレームにかかる曲げや捻じれなどに対する剛性が必要です。

さらに、強度と剛性と相反する軽量化を両立させる必要があります。

フレームの基本構造
フレームの基本構造

フレームの材質はスチールかアルミで、形状はパイプ状やプレス成形されたものが一般的です。最近は、強度の高い炭素鋼管や高張力鋼管、アルミ合金を使って、強度と剛性、軽量化を図っています。

バイクにはさまざまなタイプがあるので、それらタイプに対応したさまざまな種類のフレームがあります。代表的なフレームとしては、クレードルフレーム、ダイヤモンドフレーム、バックボーンフレーム、トラスフレーム、ツインスパーフレームなどです。

●車体を傾けて旋回するバイク

バイクには、車体を傾けた方向に意識しなくても自然にステアリングが切れて旋回するという「セルフステアリング」という機能が備わっています。傾きが大きいほどフロントタイヤの舵角が大きくなり、旋回力が高まる性質です。

セルフステアリングの原理
セルフステアリングの原理

また、セルフステアリング効果以外にも旋回をアシストする力が働きます。

一つ目は、曲がりたい方向にバイクの車体を傾けた場合に発生する横力「キャンバースラスト」です。これは、フロントタイヤのキャンバー角によって発生する内向きの力です。
二つ目は、タイヤの断面形状に起因する旋回力です。タイヤの断面は楕円形状になっており、旋回時にバイクが傾くとタイヤの接地面の中心部とサイド部に外周差が発生して、直径の小さい内側に向かって曲がる力が発生するのです。

●フロントフォーク式ステアリング機構とハンドル

フロントフォーク式
フロントフォーク式

現在バイクのステアリング機構としては、フロントフォークが主流ですが、ほとんどのバイクはテレスコピック式フロントフォークを採用しています。車軸を支えるフォークを2つのブラケット(アッパー&アンダーブラケット)で支持し、両ブラケットに取り付けられたステムシャフトがフレーム側にあるヘッドパイプを貫通して車体に固定されます。

テレスコピック式は、太いアウターチューブの中に細いインナーチューブが挿入されている、ちょうど望遠鏡(テレスコープ)のように伸縮する構造です。チューブの中にはスプリングとダンパー機構が収納されており、操舵機能とともに衝撃を吸収する役割も果たしています。

●ハンドルの種類

ハンドルにはいろいろなタイプがありますが、大別するとバーハンドル(バーハン)とセパレートハンドル(セパハン)があります。

2種のハンドル
2種のハンドル

一般的に純正ハンドルとして採用されることが多いバーハンドルは、一本のパイプを曲げて成形するシンプルな構造です。一方のセパレートハンドルは、左右が独立して分かれているタイプです。前傾姿勢になるため長時間の走行には向いておらず、快適さよりスポーティさに向いているハンドルです。


安定して走行し、確実に旋回できるためにフレーム構造とステアリング機構が重要な役目を果たします。

本章では、フレームとステアリング機構の構造と役目について、詳細に解説します。

(Mr.ソラン)

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