Φ37倒立フロントフォークの性能，品質改善構造の開発

製品紹介

Φ37倒立フロントフォークの性能，品質改善構造の開発
須

１

崎渓

ンラバーが採用されている（図 ２ ）．

はじめに

近年，インドの二輪市場では所得の向上により，プレミアムセグメントと呼ばれる150㏄以上の車両の需要が高くなっている（図 １ ）．そこで，各社ではプレミアムセグメントを狙った開発が活発化している．性能だけでなく意匠性にも関わっているフロントフォーク（以下FF）においても，高級感のある倒立型注1）の要求が高まっている．
2021年には，インド市場の小排気量車に合致した小径サイズ（インナチューブサイズ：φ37）の倒立FF を KMSI（ KYB Motorcycle Suspension India
Pvt. Ltd.）にて量産開始した．今回更なる性能，及び品質改善を目的に新構造の開発を行ったため，その概要について紹介する．
注 １）従来の，インナチューブを車両に固定する正立型と異なり，径の太いアウタチューブを車両に固定することで剛性アップを図ったFF

クッションラバー

図２

φ37倒立FFボトムショック吸収機構

しかし，舗装が劣化した路面，もしくは舗装されていない路面を走行したり， ３ 人以上の乗車が常態化しているインド市場（写真 １ ）においては，クッションラバーだけではボトムショックを吸収しきれないため，スプリング荷重や内部エアの圧縮比，圧側減衰力で補填している．市場からの様々な要求に対応するため，セッティングの自由度を考慮すると高荷重を発生できるHCSは必需品と考え，φ37倒立FFにも搭載できるHCSを開発した．

写真 １

図１２

インド市場の路面状況

また，インナチューブ（以下インナ）×アクスルブラケット（以下アクスル）結合部（図 ３ ）については，アクスル内径奥にあるOリング溝に切粉が排気量別販売台数推移と予測残っていると，Oリングを傷付けて油漏れとなるリスクがあることや，鋳造製であるアクスルが圧力を開発背景

現在KMSIにて量産中のφ37倒立FFにおいて，ボトムショック（サスペンションがフルストロークした時の衝撃力）吸収機構には，スペースの都合上吸受けるため，連通した鋳巣が存在すると油漏れとなることが懸念されるため，Oリング溝の切粉確認，及び気密検査による油漏れ確認を実施して品質を確保している（写真 ２ ）．

収 エ ネ ル ギ ー の 大 き な 油 圧 ス ト ッ パ（HydraulicCompression Stop，以下HCS）ではなく，クッショ― 26 ―

カヤバ技報第68号

2024―４

ピース スプリング ピストンロッド ケース

インナ

図３

Oリング

高圧室

アクスル

インナ×アクスル結合部

図４

3. 2. 2 既存φ41用HCS機構縮小化
既存φ41用HCS機構をφ37用に縮小した場合，ピースサイズはスプリング内径に依存するため，受デンタルミラー

写真 ２

圧面積が小さくなり，φ41用HCSに対し荷重が60%減少してしまい，目標未達となった（図 ５ ）．

確認風景

性能改善構造φ37倒立FF向けHCS機構について説明する．
3. 1 目標設定
各インナサイズが採用される車両重量に着目し，重量比よりφ37倒立FFに必要なHCS荷重を算出した．φ41倒立FFが採用される400㏄クラスの車両重量はおよそ200㎏に対し，φ37倒立FFが採用される150㏄クラスの車両重量はおよそ160㎏であることから（表 １ ）
，φ37用HCSに必要な荷重はφ41用HCSの80%（ダンパ速度：1.0m/sec時）と設定した．
また，φ41倒立FFは左右のダンパASSY.2本共にHCSを備えているのに対し，φ37倒立FFはコスト等の兼ね合いもあり，片側に機能を集約する必要があるため， １ 本のダンパASSY.で ２ 本分のHCS荷重が必要になる．したがって，φ37用HCSはφ41用HCSの1.6倍の荷重が必要である．
表１φ37変位

図５

既存φ41用HCS機構縮小化

次に，ピース×ケース間のクリアランスを狭めることで荷重アップを図った．しかしクリアランスに対する各部品公差の感度が高くなるため，HCS荷重のバラつきが大きくなってしまう（φ41用HCSの約1.5倍）．また，ピース突入時にケースと干渉する恐れがある．
3. 2. 3 新φ37用HCS機構

車両諸元比較表

FFサイズ

φ41倒立

φ37倒立

排気量

400㏄クラス

150㏄クラス

車両重量200㎏

160㎏

3. 2φ41HCS荷重３

既存φ41用HCS機構

そこで，ピースをケース内にあらかじめ配置することで，ピースサイズがスプリング内径に依存しない構造とした．ピースの受圧面積を確保しつつφ37サイズへ搭載可能となり，十分なHCS荷重を発生させることができた（図 ６ ）．
HCS荷重発生メカニズムは，ピストンロッドに固構造検討

3. 2. 1 既存φ41用HCS機構
図 ４ に示す通り，既存φ41用HCS機構はピストンロッドにピースを固定し，ピストンロッドと共に摺動することで，ストローク後半でピースがケースに定したストッパがストローク後半でケース内にあらかじめ設置されたピースを押し込み，高圧室を形成し減衰力を発生させる．戻り工程においては，ピー
ス内径を花びら形状にし，油路を確保することで負侵入し，高圧室を形成，ピース外径とケース内径の環状隙間により減衰力を発生させる構造となってい圧の発生を抑制した．また，リタンスプリングを組合わせることでピースが速やかに初期位置へ戻るこる．とを可能とした．
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ストッパ

ピストンロッド

ピース

スプリング

4. 2 構造検討
4. 2. 1 従来構造
アクスル内径奥にあるOリング溝に切粉が残っていると，Oリングを傷付けて油漏れとなるリスクがあることや，鋳造製であるアクスルが圧力を受けるため，連通した鋳巣が存在すると油漏れとなることリタンスプリングケースが懸念される．よって，Oリング溝の切粉確認，及び気密確認を実施して品質を確保している．なお，シリンダCOMP.を締結するボルトは，アクスルとの接触面で銅パッキンを挟み込みシールしている（図 ７ ）．

高圧室

伸側←HCS荷重→圧側

銅パッキン

ボルト

目標荷重

0
圧力を受けるインナ
0
圧側←変位→伸側

図６

図７

新φ37用HCS機構

3. 3 コスト
既存φ41用HCS機構に比べ部品点数削減により，コストを23%ほど削減することができた（表 ２ ）．
表２部品構成比較表

シリンダCOMP.

Oリング

アクスル

従来のインナ×アクスル結合部構造

4. 2. 2 リング型カラー追加構造案
新規部品のカラーを追加し，シール面をインナの内径側にすることで，アクスルのOリング溝を廃止する構造であるが，アクスルは圧力を受けるため，連通した鋳巣が存在すると油漏れとなることが懸念される．気密確認を実施して品質を確保する必要がある（図 ８ ）．
Oリング

インナカラー

図８４

圧力を受ける

アクスルリング型カラー追加構造案

4. 2. 3 新インナ×アクスル結合部構造
カラーの形状をリング型からプレート型に改良し，品質改善構造

インナ×アクスル結合部の品質を向上することを可能とした構造について説明する．
4. 1 方策
アクスルのOリング溝廃止，及び圧力を受けないシリンダCOMP.をアクスルではなくカラーに締結，カラーをインナ×アクスル締結部に挟み込むことで，アクスルのOリング溝の廃止と共にアクスルが圧力を受けない構造とした（図 ９ ）．

構造とすることで，油漏れに対しロバストな構造とする．

この構造により，アクスルのOリング溝の切粉残り，及び連通した鋳巣による油漏れに関して，その発生要因を根絶することが可能となった．

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カヤバ技報シリンダCOMP． Oリング

カラー第68号

2024―４

５

まとめ

アクスル

φ37倒立FFに搭載可能なHCSを開発することができ，通常走行での乗り心地と，ボトムショック吸収性能の両立ができた．また，倒立FF全般の課題であった，気密漏れ不合格による生産性低下を構造変更によって解消した（図10）．
インナ

図９

本製品の開発中にBMW Motorrad社様より新規電動車両（写真 ３ ）の引合をいただき，本構造を搭載したφ37倒立FFを評価した．

圧力を受ける

新インナ×アクスル結合部構造

4. 2. 4 コスト・工数
従来構造に対しカラーを追加することでコストアップするが，Oリング溝の切粉確認，及び気密検査が廃止可能となるため，生産性を大幅に向上させることが可能となる（表 ３ ）．

表３

ボトムショック吸収性においては操安評価を合格し，受注することができた．またインナ×アクスル結合部については，2023/ ９ より量産開始し現在（2023/12）まで気密漏れゼロを達成している．

コスト・工数比較表

写真 ３ 本構造搭載FF採用車両 BMW CE02
※CE02はBMW Motorrad社の商標です．

従来構造改善構造

図10

φ37倒立FF 性能，品質改善構造― 29 ―

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インナ×アクスル結合部構造改善の結果，アクスルがない状態でカートリッジ化できるため，組立工今後について各インナサイズ，及び他拠点への展開を進めていく．HCS機構についてはインナサイズアップ（φ程の簡略化が可能となり，更なる生産性向上が期待できる（図12）．

37→φ41/φ43等）に伴うスプリングの内径拡大よりスプリング座面確保のため，スプリングシートを追加検討中（図11）．スプリングシート追加により，ピース抜け止め機能を兼任とし，スナップリングを廃止できる．

図12

７スナップリング

組立工程見直し案

おわりに最後に，本製品の開発にあたり，ご支援とご協力を頂いた関係部署，並びにKMSIの方々に，この場スプリングシートを借りて厚く御礼申し上げます．

図11

著

サイズ展開検討構造者 須崎渓

2019年入社．カヤバモーターサイ
クルサスペンション㈱技術部．二輪車用サスペンションの設計・開発に従事．

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