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サスペンションセッティングとは何か

はじめに

サスペンションのセッティングが分からないので解説してほしい、というリクエストをよく受けますが今まで踏み切れなかった大きな理由が「サスペンションのセッティングは簡単じゃない」事に起因します。
いきなりハードルの高いお話になってしまって申し訳ないのですが、「だれでも簡単にできます」と言えないのがこのサスペンションのセッティングであろうと私は考えます。なぜなら走る場所も、走る人の技量も、走る人の体形体格も、走る人の感性も、すべてが千差万別ですので、ひとくくりに説明が難しいのです。

それだけに奥深く、面白い分野であるのですが。
そんな難解なサスペンション沼の入り口に立ったチャレンジングなあなたへこの記事を捧げます。

さてサスペンションに限らず、セッティングとは調整であり、そこには目指すべきゴールがあるはずです。
そして「サスペンションセッティングが分からない」という人には二通りあって

●ゴールは見えているけどたどり着く方法が分からない
という人と
●そもそもゴールが分からない
という人に分かれます。

前者のゴールが見えている人はサスペンションの機能と効果を切り分けて話を整理していけば理解可能なのですが、そもそもゴールが分からない人はまず『コーナリングの基本』と『コーナリングにおけるサスペンションの役割』から理解する必要があります。

 

例えば二輪の場合「ブレーキをリリースするとフロントフォークが伸びます」と言葉にすることは簡単ですが「どのタイミングで」「どの程度の量」「どの程度の速度で」伸びるべきかという事は「サスペンションの役割」を理解していないとなかなか判断できないことです。
縮んだフロントフォークがどんな状況でどんな仕事をしているのかを理解していないと、フォークの仕事の良し悪しを評価できないためです。

なのでまずここでは「ゴールラインが分からない」人向けにコンテンツを作成することにいたします。
そんなことは分かっているよという方、調整の仕方だけ知りたいという方は後段の「サスペンションセッティングの実践」をご参照いただければ幸いです。

 

コーナリングのメカニズムとサスペンションの役割

コーナリング中の車体に何が起こっているのか？

コーナリングとは直進状態にある車体が旋回状態になって向きを変えることである、と尤もらしい説明ができるのですが、これは換言すると「安定している車体を不安定な状態にして旋回する」という事に他なりません。
ここで言う『安定性』とは力学的な恒常性を指します。「その状態を維持し続けようとする力」の事ですね。
安定した直進とはまっすぐ走り続けようとする、安定した旋回とはその旋回状態を維持し続ける状態……それが安定した状態と言えます。

直進状態から旋回状態に入るためにはこの「安定した状態」をいったん崩す必要があるのです。

こうした安定した状態を崩して狙った旋回性を引き出す能力を『操縦性』と呼びます。

よく雑誌などの記事にある『操安性』という言葉はこの『操縦性』と『安定性』を組み合わせたもので、正しくは『操縦安定性』と呼びます。
これの意味するところは安定すべきところで安定して、かつ運転者が曲がりたいところで曲がる・・・運転者の意思・期待通りに車体が動くかどうかを体系化した能力と言えます。

ここで大事なことは『安定性』と『操縦性』は相反する真逆の性能であるという事です。

誤解を恐れずに言うならば「旋回中に安定性を求めるのは間違っている」のです。潜水艦で長野に進路を取るくらい間違ってます。
旋回したいなら安定している車体を不安定な状態に落とし込まなくちゃいけない・・・だからこそ安全なコーナリングを実現するためには「（不安定状態である）旋回時間そのものを最短に収める」必要があります。ゆえに

 

コーナーの入り口でさっさと旋回して車体の向きを変えたら息の長い脱出加速で安定を回復する･･･これが（特に公道における）コーナリングの基本的な考え方になります。

 

じゃあ定常円旋回はコーナリングとして間違っているのか？　というごもっともな疑問が発生しますが私は定常円を特殊な技術に位置付けています。
定常円というのは同じ曲率で旋回し続ける安定した旋回状態です。これはつまりアクセルを開けることも閉めることもなく一定開度で走り続けるパーシャル旋回であるという事です。スロットルを開ければ速度が上がって遠心力が上がり外へはらんでいくし、アクセルを閉めると逆に減速して遠心力が小さくなって車体は中へ入り込んでいきます。アクセルを一定にして遠心力を一定にし、ハンドルをフルロックなどにして固定、バンク角を一定に保って初めて為せる安定した旋回が定常円というものです。

特に二輪は前輪にサスペンションとハンドルとアクセルが直結しているせいでアクセルを一定にすることが難しいです。ギャップやうねりでハンドルが取られるとアクセルまで影響が及んでフラフラしやすく定常円旋回というのは非常に難易度が高い技術になります。
ジムカーナなどで定常円旋回をやる場合はニーグリップで車体を押さえつけながら上半身を保持してアクセルを安定させ、前輪が滑っても後輪が滑っても対処できる状態で行います。

逆に一般公道で初見の峠を走る時、先が見えないとアクセルを開けることができずパーシャル開度でダラダラと旋回をしてしまう事がありますが、コーナリングの効率としてはあまりよろしくないという事になります。

 

閑話休題。
かように一般公道での道路の形は千差万別でこの基本に一見当てはまらないように見えるところも少なくありません。ですがそれらの道すらもよーく見ていけば基本に必ず当てはまります。
例えば複合コーナーならば分割して考えて一つずつ処理していくべきなのか、手前のコーナーを直線として無視して突っ切ってしまって奥のコーナーを本命ととらえるべきか、逆に手前のコーナーを重視して奥のコーナーは二次旋回で抜けてしまうのか…それらのライン取りは「そのコーナーを抜けた先がどうなっているか？」によって変わってきます。

考え方としてはパーシャルスロットルで開けることも閉めることもできない状況をとにかく減らす、という方向でライン取りを組み立てます。パーシャル旋回というのは加速も減速もしていない、旋回力も出ておらずただ道の形に追従して速度を調整して次にアクション出来るポイントを待っている、コーナリングにおける最も無駄な時間だからです。

 

ライン取りの基本は

1.最短距離を走ること。（コースの最短距離を走る）

2.直線距離を最大にとること。（エンジンパワーを最大限活用する）

3.コーナリング速度を最速に保つこと。（車体の旋回性能を引き出す）

この3つすべてを並立することにあります。

基本を機械的に当てはめていくことで解が導き出される……基本とは「いつ、どこでも応用の効く概念」なのです。

サーキットでは使えるけどツーリングや街乗りで使えないテクニックは「基本」とは呼ばないのです。
この基本を理解しないままステップがどうのとか腰がどうのとか尻がどうのとか枝葉末節に拘泥しても全く意味がありません。（膝擦りなんて基本でも何でもないのでポイしても大丈夫w）

 

さて、前段で「ライン取りの基本」について説明しました。
【走行距離は最短に、加速時間を最長に、最速で旋回可能な最小の旋回半径で走る事】です。
これを突き詰めると、旋回部分は各コーナーで1箇所で済ませたいのです。

テクニック本などではこの部分を「初期旋回」などと呼んだりします。
このたった1回の旋回にサスペンションの力を借りよう…というのがコーナリングにおけるサスペンションの使い方になります。

 

二輪車のサスペンションの機能と役割

こと自動二輪においてサスペンションの役割は前後で異なります。四輪車も前後のサスペンションの役割が異なるのですが、二輪車のサスペンションはより顕著に異なると言っていいでしょう。
その理由は二輪のかじ取り装置（ハンドル）がサスペンションと直結している（四輪はかじ取り装置と懸架装置が独立している）、サスペンションそのものが車体に対して傾けて取り付けられている（二輪はキャスター角に沿ってサスペンションが動作する。四輪はアップライトの角度がキャスター角にあたりサスペンションストロークとは無縁である）というあたりが挙げられるでしょう。
サスペンションの作動に伴うアライメントの変化が二輪の方が大きいという理由によります。

さてここで二輪車のサスペンションの歴史を紐解いてみます。

世界初のモーターサイクルは後のダイムラー社の創始者となるゴッドリープ・ダイムラーによるリートヴァーゲン（1885）であると言われています。さらにその10年後には市販バイクが作られることになり、この新しいオートモーティブ業界に次々に若い企業が参入していくことになります。
https://bike-lineage.org/etc/bike-trivia/daimler.html

 

1903年創業という古い歴史を持つハーレー・ダビッドソン社は、1906年最初の市販車として「サイレント・グレー・フェロー」を発売しましたが、すでにフロントフォークにはスプリングが取り付けられています。（リアはリジッドでサドルにだけスプリングが付きます）
フロントタイヤが跳ねるとハンドルがとられて単車は危ない、という認識がすでに当時存在したという事でしょう。
ちなみにリアタイヤにサスペンションが付いたのは少し後の1910年代であると言われております。こちらもどちらかというとトラクションを稼ぐというより地道の衝撃を何とかしようという当時の道路事情が大きかったものと思われます。

 

かくて当初自転車の車体そのままであった自動二輪はまもなく独立した前後のサスペンションを備えるに至ります。

そのなかでフロントサスペンションとしてテレスコピック式フォークが、リアサスペンションとしてスイングアーム式サスペンションが第二次世界大戦のころに誕生し今も主流となり続けています。
勿論戦後技術革新により様々なサスペンション形式が試されてはきましたが、そのいずれも二輪用のサスペンションとしてテレスコピックとスイングアームを駆逐することは叶いませんでした。
それはこの「作動するとアライメントが変わってしまう」という一見不出来なサスペンション機構が人間の感性に合っていた、という人もいれば、この不出来なサスペンションにあわせてライダーがテクニックを磨いてきたから、という人もいます。
いずれにせよ、テレスコピック式フォークとスイングアーム式のリアサスペンションが今現在も主流であることは疑うまでもありません。

 

そして本来「緩衝器」として衝撃を吸収するために備え付けられたサスペンションが「走行の運動エネルギーをためておくための姿勢制御装置」として認識されるようになりました。
それにより、コーナリングという行為の技術が飛躍的に向上したと言えます。

 

それでは実際にこのテレスコピックフォークとスイングアームサスペンションが作動したときのサスペンションの仕事を順にご説明しましょう。

 

二輪を含めたクルマの前輪には「キャスタ角」という角度が与えられています。
これは車輪を後ろから押すことによってフラつきを抑えて真っ直ぐ前へ進む力を得るために付けられています。概ねキャスタ角が大きくなれば直進安定性が上がり、キャスタ角が小さくなれば反応が速くなり操縦性が上がります。

 

さて直進状態にある二輪車が前輪のブレーキを掛けたとき、フロントフォークが沈みます。反対にリアサスペンションは伸びます。
これにより前傾姿勢となった車体はキャスタ角が立ち上がります。また角度のついたフロントフォークが縮む、という事は軸距離（ホイールベース）が縮む、という事でもあります。主にこの二つの理由によって車体はより小さな回転半径を描くことが可能な状態になります。
フロントフォークが縮み、リアサスペンションが伸びた状態は旋回にとても優位な体勢であると言えます。

しかしフロントブレーキが掛かっている状態では前輪にジャイロモーメントが発生します。
ジャイロモーメントとは「車輪を起こそうとする力」の事で、回転体が加速したり減速したりするときに発生します。2つしか車輪がない二輪車が転ばずに走り続けられるのはこのジャイロモーメントのおかげです。

ブレーキでジャイロモーメントが発生するという事は、逆に言うと「ブレーキをかけている限り単車は寝ない」のです。
旋回ではこの特性を利用し、ブレーキで車体を起こしたままイン側に荷重してタメを作っておき、ブレーキのリリースとともにイン側への入力を開放するとブレーキによるジャイロモーメントという支えを失った前輪が急激にイン側に落ち込み、向きが変わり（旋回）ます。

ブレーキをリリースすると、圧縮方向に掛かっていた力が抜けたフロントフォークは伸びようとします。

フロントフォークの第一の仕事はこの時ハンドルをイン側に突き落とすきっかけです。
ブレーキリリース時に軽くポンと反発することでリーンとセルフステアを助ける働きがあります。
ただし、先述の通りフロントが縮み、リアが伸びた状態というのは旋回にとって非常に優位な体勢でもあります。なのでここですぐ元の体勢に戻ってしまうのは旋回においてはマイナスです。

ゆえにここからサスペンションが元の体勢に戻る1秒そこそこの時間内に旋回を終わらせるのが望ましい、というわけです。

じゃあ旋回が終わるまでゆっくり伸びればいい、という方もいらっしゃるでしょうが、世の中の道路というのはそんな素直な単純旋回ばかりではありません。切り返しの早いS字コーナーや緊急避難的にスラロームのような機動が求められるケースも多々あります。
つまりそのバランスをどこでとるのか、がサスペンションの伸びる時間の判断基準になるわけです。

 

もう一つの問題は「どこまで沈めば効率的か？」という問題です。
伸び側についてはサスペンションの全長が決まっているので車体設計時の問題になりますが、縮み側についてはオーナーのお好みという事になります。
一つ言えることは「深く沈むと動作にかかる時間が伸びる」という事です。伸縮にも時間がかかります。この時間は峠道をゆっくり流すような速度域での走行ですと問題になりませんがパイロンスラロームのように1秒以下で伸縮を繰り返すような走行をする場合大きな問題になります。
旋回に使える時間は欲しいが機敏な運動もこなしたい、というジレンマがここに発生するのです。

 

サスペンションと遠心力の関係

前段では主にピッチング方向（進行方向前後）の入力とサスペンションの動きを解説しましたが、ことコーナリング時にはもう一つ大きな力が加わります。

遠心力です。

 

遠心力というのは回転体に掛かる力の事で回転の中心から外に回転体を押し出そうとする力です。

最初に申し上げた「安定した旋回」…つまり「定常円」とはこの遠心力とコーナリングフォース…車体が旋回しようとする力がつり合った状態であると言えます。

 

この遠心力は速度の二乗に比例し、旋回半径が小さくなると大きくなる特性をもちます。

この力をサスペンションの動作に使ってしまおうというのがここでの考え方になります。

つまり、サスペンションを有効活用するためにはピッチング方向とヨー方向どちらの力もタイミングよく利用する必要があるという事です。

サスペンションセッティングの難しさは結局コーナリングテクニックとイコールであるために他人と情報の共有が難しい点にあります。

ですので最終的には「自分が乗りやすければそれでいい」というお話に帰結するわけです。

のっけからミもフタもありません。（苦笑

 

 

二輪車のサスペンションの目的地

まとめます。

フロントフォークのセッティングの理想の姿は

1. 直進状態で路面に追従し、衝撃等をハンドルに伝えない事（特に荷重が抜ける上りでハンドルが振られないこと）
2. 荷重の掛かる下りのフルブレーキでフルストロークの8割前後のストロークである。（20～15％程度の残ストロークがある事）
3. ブレーキをリリースすると軽い反発がある事
4. イニシャル位置まで1秒前後で戻る事（この辺りは走る場所やお好みでプラスマイナスしていただきたいところ）

 

これがゴール地点となります。

 

対してリアサスペンションの役割はフロントフォークほどシビアではありません。
リアサスペンションの最も大きな役割は「確実に作動し、かつバンプしないこと」。何馬力もあるエンジンの力を受け止めてそれを路面に押し付けることがリアサスペンションの重要な役割となります。

「サスペンションが沈む、という事は視点を換えればサスペンションが同じ力で押し返している」という事。
力がつり合うというのは入力に対して反力が等しい状態だからです。

先述のとおり旋回を開始する際にフロントブレーキを開放してフォークが伸びるのですが、この時からリアサスペンションがシーソーのように沈み始めます。
この時の沈み込みの開始速度が遅い（リアのプリロードが過剰に掛かっているなど）とフロントから荷重を上手くバトンタッチできずにリアタイヤがブレークする原因になります。
反対に柔らかすぎると腰が砕けてしまってアクセルを開けたときにリアタイヤが外へ流れて行ってしまい、コーナリングがシャキッと狙ったラインに乗りません。
またダンピングが緩いとポヨンポヨンと車体が踊って転倒の危険が出てきます。

ダンピングが過剰だとサスペンションが動く前に次の衝撃が来てしまって「スプリングが固い」状態と同じように跳ねますが、ゆっくり力がかかると動くので大きなRのコーナーに力をかけた時の挙動を見ながら判断します。

リアサスペンションはフロントと違って能動的にハンドリングに寄与する部分ではありませんが、リアサスペンションが機能しなければアクセルを開けて車体を安定させることができません。
そのうえサスペンションがたいてい尻の下にあるので動きを観察することが非常に難しい部位でもあります。
サスペンションユニットのインナーロッドにグリースなどを塗布してストロークを観察するようにしましょう。

 

そこから導き出されるリアサスペンションのゴール地点とは

1. 直進状態で路面に追従し、衝撃等をライダーに伝えない事（特にリアから荷重が抜ける下りで跳ねないこと）
2. 荷重の掛かる上りの全開でフルストロークの8~9割前後のストロークである。（20～10％程度の残ストロークがある事。これはツインショックとモノショックで若干違いがある）
3. Fブレーキリリース直後にぐっと沈み込む感触を尻に伝える事
4. コーナーの立ち上がり加速でリアタイヤがグリップしている事（スロットルオープン時にリアタイヤが逃げないこと）

となります。