レイク & トレール
 Harley-Davidson Rake & Trai

ハーレーのステアリングシステムのディメンションは、大きく以下の３ポイントで把握することができます。

図．ステアリングシステムのディメンション
スケールは、ブレーキロータの直径（10inch）から導いた長さ。

1977年、ウイリー・Gは、ローライダーのロー＆ロングスタイルを、標準３０度レイクフレームを加工することなく、２インチのフロントフォーク延長とオフセット、リアサスのローダウンで実現したといわれている。トレールのカタログスペックは不明。

Oｆｆset（オフセット）、Rake（レイク）、Trail（トレール）の３点の他にも、ホイールの径、フロントフォーク、リアサスペンション、積載重量や搭乗者の体重により、ステアリングシステムのディメンションが変わってきます。


以下の図は、標準３０度レイクフレームに、ロングフォークを装着したイメージです。 レイクツリーにより約＋１５度レイクさせています。
レイクツリーを使わずに、図のようなロングフォークを装着した場合には、車体が大きく前に持ち上がる格好となります。
その逆で、フロントフォークを延長せずにレイクさせる場合には、前方がローダウンすることになります。この場合、地面と平行を保つためには、リアサスをローダウンする等の考慮が必要になります。

レイクツリーで極端にレイクさせた結果、トレールは負の値（マイナストレール）となります。ハンドリングが不安定になり、かなり危険な状態といえます。




以下の図は、標準３０度レイクフレームのネック部を約＋１５度レイクさせ、ロングフォークを装着したイメージです。

結果として、トレールが適正値を上回ることになります。高速時の直進安定性は増すものの、低速時には乗りにくい、曲がらないバイクになってしまいます。



ロングフォーク等によるスタイルの変更に伴い、前後の車高バランスや、適正なトレールを確保するためには、１箇所の調整だけでなく、複数箇所を調整する必要があるといえそうです。
以下、各箇所の特性を表にしてみました。

各箇所の特性
※各箇所のサイズ等が UP(↑)またはDOWN(↓)した場合に、どう作用するかを示します。
DIMENTION UP(↑) DOWN(↓) SAMPLE
Trail（トレール） 直進安定性がUP(↑)。
コーナーへのアプローチがDOWN(↓)。		 直進安定性がDOWN(↓)。
コーナーへのアプローチがUP(↑)。		 レーサーレプリカ 3.7インチ前後。
国産ネイキッド 4インチ前後。
ハーレー 5インチ前後。
Rake（キャスター角） トレールがUP(↑)。
ハンドルの切れ角がDOWN(↓)。
車高(前）がDOWN(↓)。
車重(前）がUP(↑)。		 トレールがDOWN(↓)。
ハンドルの切れ角がUP(↑)。
車高(前）がUP(↑)。
車重(前）がDOWN(↓)。		 レーサーレプリカ 25度 前後。
国産ネイキッド 27度 前後。
ハーレー 30度 前後。
・キャスター角0度の場合、ハンドル1度の切れでタイヤが1度動く。
・キャスター角45度の場合、ハンドル1度の切れでタイヤが0.5度動く。
フォークオフセット トレールがDOWN(↓)。
車高(前）がDOWN(↓)。
車重(前）がUP(↑)。
キャスター角がDOWN(↓)。
トレールがUP(↑)。
車高(前）がUP(↑)。
車重(前）がDOWN(↓)。
キャスター角がUP(↑)。
レーサーレプリカで1.2インチ （トレールを稼ぐために切詰めた結果。）
ハーレーで2.4インチ
フォークオフセットレイク トレールがDOWN(↓)。
車高(前）がDOWN(↓)。
車重(前）がUP(↑)。
キャスター角がDOWN(↓)。
トレールがUP(↑)。
車高(前）がUP(↑)。
車重(前）がDOWN(↓)。
キャスター角がUP(↑)。
ハーレーにレイクツリーをつけた場合、トレールがゼロになる角度は6度前後。
フロントホイールの径 トレールがUP(↑)。
車高(前）がUP(↑)。
車重(前）がDOWN(↓)。
キャスター角がUP(↑)。
トレールがDOWN(↓)。
車高(前）がDOWN(↓)。
車重(前）がUP(↑)。
キャスター角がDOWN(↓)。
　
フロントサス トレールがUP(↑)。
車高(前）がUP(↑)。
車重(前）がDOWN(↓)。
キャスター角がUP(↑)。
トレールがDOWN(↓)。
車高(前）がDOWN(↓)。
車重(前）がUP(↑)。
キャスター角がDOWN(↓)。
　
リアホイールの径 トレールがDOWN(↓)。
車高(後）がUP(↑)。
車重(後）がDOWN(↓)。
キャスター角がDOWN(↓)。
トレールがUP(↑)。
車高(後）がDOWN(↓)。
車重(後）がUP(↑)。
キャスター角がUP(↑)。
 　
リアサス トレールがDOWN(↓)。
車高（後）がUP(↑)。
車重(後）がDOWN(↓)。
キャスター角がDOWN(↓)。
トレールがUP(↑)。
車高（後）がDOWN(↓)。
車重(後）がUP(↑)。
キャスター角がUP(↑)。
　

ハーレーの適正トレールは、一般的に、５インチ前後と言われています。
これは、ブレーキロータの直径（ショベルで10インチ、エボリューション以降で11.5インチ）の半分の長さと一致する値です。
以下は、カタログスペックでほぼ５インチのトレールを持つ1999年型FXSTCソフテイルカスタムを例にしたイメージです。

トレールと、ブレーキロータの半径が、ほぼ一致。

メモ1.トレールとオフセットの関係
●FXSTCのRake 34度
●オフセット 3.1インチと仮定
●タイヤMH90(2.75")21"の半径 = (0.9*2.75*2+21)/2
トレール = tanキャスター角×（タイヤ半径 - オフセット量 / sinキャスター角）
これをエクセル等で計算すると （角度は、PI()/180 を掛けてラジアンに変換）
= TAN(34*PI()/180)*((0.9*2.75*2+21)/2-3.1/SIN(34*PI()/180))
= 5.0 インチ



メモ2.タイヤ径、フォーク延長、トレールの関係
タイヤの半径をXインチダウンさせる場合、 キャスター角を保つためには、 リアをXインチローダウンさせるか、 フロントフォークを、X/cosキャスター角（インチ）延長する必要がある。
リアをローダウンする場合には、トレールは tanキャスター角*Ｘ（インチ）減少することになる。

●タイヤMH90(2.75")21" → MＴ90(5.10")16"の変更
インチダウン=(0.9*2.75*2+21)/2 - (0.9*5.1*2+16)/2
=0.385 インチ
フォーク延長=0.385/COS(34*PI()/180)
=0.464インチ延長することでキャスター角、トレールへの影響はゼロとなる。

リアをローダウンする場合には、キャスター角の影響はゼロとなるが、、、
トレールダウン = TAN(34*PI()/180)*0.385
=0.260インチDOWN(↓)
・・・トレールに対して若干影響する。(気にするほどではない）

メモ3.レイクツリーに伴うローダウンの試算
ＦＸＤＷＧを、トリプルツリーで６度レイクする場合
（変更前）
●キャスター角３２度、フォーク角も３２度と仮定
●フォーク長 ３３インチと仮定
（変更後）
●フォーク角３８度（＋６度レイク）
●フォーク長 ３３インチ（変更なし）

Ａ．変更前の高さ（フォークトップ〜車軸の水平線）
＝ フォーク長 ＊ cos32度
Ｂ．変更後の高さ（フォークトップ〜車軸の水平線）
＝ フォーク長 ＊ cos38度

ローダウン ＝ Ａ−Ｂ
=33*COS(32*PI()/180)-33*COS(38*PI()/180)
=1.981インチ
=約２インチ フロント側DOWN(↓)


以下は、最新のハーレーダビッドソン VRSCA V-RODのディメンションです。
写真をみると、フォークの傾斜が、従来モデルよりも寝かされていることに気づきます。 キャスター角34度、フォーク角38度（オフセット＋4度）とすることで、3.9インチというトレールをだしています。 これは、高速のみならず、ストリート（街乗り）での走行も意識した数値といえると思います。
ちなみに、国産ネイキッド等、オールラウンドな走りのモデルは、この約４インチというトレールを採用しているようです。



以下は、微低速時でのシビアなハンドリングを要求される、トライアルバイクのイメージです。


フロントフォークを立てて、車軸をオフセットすることで、トレールを切詰めている。
このように特殊なバイクの場合でも、トレールが確保されている（マイナストレールにならない）ことに注目。


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