マスの集中化とは?重量物を重心付近に配置して運動性能を向上【バイク用語辞典:サスペンション編】

■あらゆる動きを容易にコントロールでき、また動きを素早く収束できる

●車体の軽量化とバネ下荷重の低減を組み合わせてさらに運動性能が向上

重量物を前後に分散させず、できるだけ車体の中央の重心位置に配置するによって、運動性能が向上できます。さらに、車体の軽量化とバネ下荷重の低減を組み合わせれば、より効果を高めることができます。

運動性能向上に欠かすことできないマスの集中化について、解説します。

●マスの集中化の必要性

「マスの集中化」とは、バイクの質量であるマス、すなわち重量物をできるだけバイクの重心付近に集中させることです。

重量物をできるだけ重心付近に配置することで、運動性能を上げることができます。

例えば、両手に重りを持って手を開いた状態で身体を動かすのは大変ですが、手を身体の近くにおいて動くのは簡単にできます。マスの集中化によって、ライダーはバイクを倒し込みやすくなり、加速時や減速時の姿勢を制御して外乱を収束しやすくなります。

逆にバイクの先端と後端が重たいと、慣性モーメントが大きくなるので旋回のためにより大きな力が必要となり、また一旦曲がり始めるとなかなか収束できないとい問題が発生します。

●車体の挙動

車体の挙動
車体の挙動

走行中のバイクは、前後、左右、上下に複雑な動きをします。重心位置は基本的には中心になるので、力と同じように重心を直交する3つの成分に分けて考えることができます。

重心を中心にした3つの挙動、前後軸中心の回転をローリング、左右軸中心の回転をピッチング、上下軸中心の回転をヨーイングと呼びます。

車両の3つの挙動
車両の3つの挙動

・ローリング

旋回時に起こるバイクの挙動が、ローリングです。

コーナリング中には、タイヤの接地面にはコーナリングフォースが発生し、バイクの重心にはコーナリングフォースと反対方向の遠心力が作用します。このとき前後軸を中心としてバイクを傾け回転させようとする力、ローリングが発生します。

・ピッチング

加減速時に起こるバイクの挙動が、ピッチングです。

減速時は、タイヤの接地面には制動力が発生し前向きの慣性力が、一方加速時には減速時とは反対の後ろ向きの慣性力が作用します。これにより前後方向に回転させようとする力、ピッチングが発生します。

・ヨーイング

旋回時にバイクを水平方向に回転させる力が、ヨーイングです。

ローリングとピッチングは極力抑えるのが一般的ですが、ヨーイングは旋回のきっかけ(回頭)のために必要です。しかし旋回中に発生するヨーイングは、オーバーステアやアウンダーステアを引き起こし、操縦安定性を悪化させてしまいます。

●バネ下荷重

サスペンションのスプリングを境に、燃料タンクやハンドルなどを「バネ上荷重」、ホイールやリアアームなどを「バネ下荷重」といいます。

バネ下が重いと、路面の凹凸にタイヤが追従しきれず、バネ下の振動を上に伝えてしまいます。したがって、バネ下荷重を軽減すれば車体の振動が低減され、運動性能が向上します。ちなみに、バネ下荷重を1kg減らすと車体を10kg軽量化した効果があるといわれています。


運動性能の向上を図るには、重量物をできるだけ重心近くに、コンパクトにすることが効果的です。スーパースポーツやモトクロスなどの高性能モデルでは、軽量化とともにマスの集中化、前後輪の分担荷重などに十分配慮した設計が求められます。

(Mr.ソラン)