１．はじめに

スイングアームの軽量化と剛性の増加を主目的として、市販バイクの純正部品をベースとした改良に関する検討を行った。検討の流れは以下に示すとおりである。

1. はじめに純正部品について数値解析（三次元有限要素法）と実験によって応力・ひずみ解析を実施。
2. その結果を踏まえて改良品を試作・製作。
3. 改良品を装備した車輌で実地走行試験へ。

２．数値解析（三次元有限要素法、以下FEMと略す）

図１に市販のバイクの全体図とスイングアームと呼ばれる部品の単体図を示す。

スイングアームとは、バイクフレームと後輪をつなぐ重要なパーツであり、構造上リアサスペンションの一部となる部分である。

図２は、コンピュータを用いて作成したスイングアームと、応力・ひずみ解析に際して設定した境界条件（支持方法や荷重負荷条件）を示す。

高速でコーナー部分を走行する際にスイングアームが受ける"ねじり"の負荷を想定し、前方のシャフト貫通部分（バイクフレームとリンクする箇所）を固定して、後部の左右の部分（後輪のシャフトが通る箇所）に上下の荷重を与えた（赤色の矢印で表示）。

以上のような条件のもとで応力解析を実施した結果を図３に示す。基準色が青色となっており、色の変化によって応力値の大小がわかるようになっている。

なお、ここで表示されている応力は"相当応力σe"と呼ばれる値で、その部分に蓄えられているひずみエネルギにあたるものである。

３．実験

スイングアームの 14ヶ所に三軸ひずみゲージを貼り付け、ねじり試験機によってトルクを与えてひずみを測定した。

ひずみゲージを貼り付けた場所、ならびに実際のねじり試験のようすを、それぞれ図４、図５に示す。

図６は、A〜Nの14ヶ所のそれぞれにおいて測定された三方向のひずみ、εx、εy、ε45より主応力σ1、σ2を求め、相当応力σeを計算した結果である。

４．結果を踏まえた改良品の試作

図３に示したFEM解析結果、ならびに図６に示した実験結果からわかるとおり、両者の結果は非常によく一致している。

従って、FEM解析は忠実に実際の負荷状況を再現しており、今後の検討において非常に有効なツールとなるといえる。

これらの結果より、応力は以下に示す部分に集中していると考えられる。

1. スイングアーム左右側面上部の細いアームの付け根部分（図４のひずみゲージ貼り付け位置の B点、I点、N点付近）
2. スイングアーム前部と、フレームリンク用ボスとの接合部分（図４のD点、K点付近）
3. スイングアーム全部の開口部周辺部分（図４のM点、L点付近）

これらの結果を考慮して改良を施したスイングアームを図７に示す。

図７からわかるとおり、改良点の主なものは次のとおりである。