効くの？そんなのいらない？仕組みは？謎の最新デバイス、マスダンパーとは？

最近Webike Plusに掲載された記事の中で、頭一つ飛び出た驚異の閲覧数を誇るのがアエラの扱うシュプリームテクノロジー製オーバーサスペンションの紹介記事。
皆さん興味があるようでスゴイ人気です。

かなり高価にも関わらず人気なのは明らかにカスタムしている事が一目瞭然のパーツスタイルにあるのか、純粋にテクノロジーに興味があるのか……？ それはわかりませんが注目度が高いのは事実。

一般的にはマスダンパーと呼ばれるこのパーツ、なにしろ馴染みの無いパーツなのでコメント欄も「効く/効かない」「意味無し/意味ある」で意見が真っ二つ！
でも、マスダンパーをバイクのカスタムパーツとして販売するのは恐らく世界初なので、意見が割れるのはある意味当然なのかもしれません。

パーツ本体の見た目の好みは人それぞれなのでひとまず置いておくとして、実際にこのパーツが効くのか？意味ないのか？を考えるために、まずは基本となる『マスダンパー』について軽ーく予習してみませんか？

そもそもダンパーが必要なわけ

マスダンパーではなく『普通のダンパー』が必要な理由は、サスペンションで考えるとわかりやすいです。
路面の凸凹からの衝撃をサスペンションのスプリングが縮んで吸収した後、反動でスプリングが伸びる勢いを抑えるためです。

もしもスプリングだけでダンパーが無かった場合、何らかの衝撃を吸収して縮んだスプリングが今度は逆に伸びようとするのを抑えられない事になります。
すると、凸凹を通過してスプリングが縮む → 反動で伸びる → その伸びた反動で再び縮む → その反動で……と、揺れが収まるまで時間が非常にかかるようになります。
ポヨンポヨンといつまでも揺れが収まらないので常に上下に揺れている事になり、非常に乗り心地の悪い乗り物になってしまいます。

更に突き詰めると単に乗り心地が悪いだけでは済みません。
凸凹通過後の何も無い平坦路でバネが縮んでしまうことは、その瞬間はタイヤの接地圧が減っている事を意味しています。
基本的にタイヤは荷重がかかっているほど（接地圧が高いほど）グリップするものなので、接地圧が減る（＝荷重が減る）のはタイヤのグリップが落ちてしまうという事です。

ずっとポヨンポヨンと揺れているのも困りますし、タイヤのグリップが落ちてしまう瞬間があるのも困ります。
そうならないように反動を抑えるのがダンパーの役目。
だから衝撃を吸収する方向（縮み方向）はダンパー不要で、反動方向（伸び方向）にだけダンパーが効くのが基本的な考え方です。
※サスペンションに付いているダンパーの役割はそれだけではないので縮み側にもダンパーが効くようになっているのですが、言い出すとキリがないので今回は全部割愛します

ダンパーが無いと（スプリングだけだと）揺れが収まらない。画像はフロントフォークの中身ですが、サスペンションがただのばねではないことが見て取れます。

普通のダンパーの仕組み

反動を抑えるのがダンパーの役目ですが、ではどうやって反動を抑えるのでしょうか？

普通のサスペンションに付いているダンパーの場合、オイルを封入した筒の中を小さな穴の開いたピストンが動く際に発生する抵抗を使っています。
一般的にこの方式を「オイルダンパー」と呼びます。

オイルを封入しない簡素なダンパーだと、何かと何かが擦れる摺動抵抗を利用している事もあります。
こちらは「フリクションダンパー」と呼ぶのが一般的。

いずれにしても一般的なダンパーは何らかの『作動抵抗を生む装置』で、その抵抗を使ってスプリングの反動を抑えています。
少し難しく書くと、動こうとするエネルギーを熱に変えて大気中に発散させている装置。

普通のサスペンション形状はコレ。スプリングの内側にある筒状の部分がダンパー本体。

マスダンパーの「マス」とは？

見た目からして一般的な普通のダンパーではないマスダンパーですが、そもそもマスダンパーのマスって何の意味でしょう？

その答えは『質量』です。
質量を英訳すると「Mass（マス）」。
とても馴染み薄く一般的に使う単語ではないので、マスと言われて質量の事だ！となる人はそんなに居ないでしょう。

質量が「Mass」なのに対して、馴染み深い重量は「Weight」となります。
きちんと区別していないと理系の方はものすごくイライラする用語なのですが、今回は何となく「重さのある物」くらいに考えてもらって大丈夫です。
※本当は似ているようで全然違うものです

マスダンパーという呼び名が一般的ですが、後に説明する動作の特徴から「ダイナミックダンパー」とか「慣性ダンパー」という呼び名もあります。

正確には違いますが、「オモリを使ったダンパー」くらいの認識で大丈夫。

マスダンパーの構造

マスダンパーをそのまま和訳すると質量減衰装置となりますが、正式には日本語で「動吸振器」と言います。
そんな日本語が存在するくらいメジャーな装置って事ですね！

一般的な普通のダンパーは何らかの抵抗を発生させて反動を吸収し、熱に変えて拡散する装置です。
それに対し、マスダンパーは作動原理がかなり異なりますので構造も全然違います。

まず、ダンパー内にオイルが入ってません。
作動で抵抗を生むどころか「何の抵抗も無く動いた方が良い」という時点で、他の一般的なダンパーとは作動原理が全く違う物だとわかるでしょう。

ダンパー内部の仕組みは下記のイラストのとおりです。
筒の中間にバネを使って重りを「浮いた状態」で保持してあり、筒の中で重りがポヨンポヨンと抵抗無く動くようになっています。
たったこれだけ。

そんなワケのわからない物で何ができるのかと言うと……。

内部の構造図。スプリングで重りを浮かせておき、その重りができるだけ抵抗無く筒の中を上下に動けるようにしてあります。

実際のカットモデルはコレ。内部は中空でオイルなどは入っていません。赤いダイヤルは内部のスプリングにプリロードをかけて「どのくらいの衝撃から重りが動き出すようにするか？」を調整するための物。

マスダンパーが機能する仕組み

ものすごく噛み砕いて作動原理を書くと「振動と逆方向に重りを動かしてエネルギーを相殺する」となります。
なるほど、わからん！

わかりやすく順を追って作動する所を解説しましょう。

まず、凸凹を通過するとタイヤが上下に動きます。
今回は凸を通過してタイヤが上に動いたと仮定します。

マスダンパー（オーバーサスペンション）はタイヤを支えるサスペンションの末端に装着されているので、タイヤが上に動くとダンパー本体も上に動きます。

大事なのはここから！
タイヤの動きに合わせてダンパー本体は上に動くけれど、ダンパーの中に入っている重りは物理法則によってその場に留まろうとします。（図1）
これを傍から見ると、ダンパーの下側にむかって重りが下がっているように見える事になります。

重りがその場に留まろうとするのがイメージしにくい場合は、電車の中で立っているのを想像してください。
電車が動き出しても中の人間はその場に留まろうとするので進行方向とは逆の方向に倒れそうになりますよね？
アレと同じ原理です。

次に、凸を通過してサスペンションのスプリングが縮んだ（マスダンパー本体を上に上げた）後は、今度は縮んでいたサスペンションが伸びようとします。
マスダンパー本体もサスペンションが伸びる動きに合わせて下に下がるのですが……。
この時、マスダンパー内で下に下がっていた重りがダンパー内のスプリングの反動で上に上がろうとします。（図2）

するとどうなるか？
本来なら下に向かってビヨーン！と勢いよく伸びるはずだったサスペンションが、重りが上に上がってきた勢いで打ち消され、勢いよく伸びなくなるのです。
サスペンションの動きに対して重りがワンテンポ遅れて動くのでサスペンションの動きと逆方向に動く事になり、重りの勢いで本来の勢いを削ぐ事ができる……それがマスダンパーの作動原理です。

難しく言えば「運動エネルギーを位置エネルギーに置き替えている」という事になりますがそんな事はどうでもよくて、『激しく動こうとしている物に逆方向の力を発生させて動きを打ち消そうとする効果がある』と思ってもらえればだいたい合っています。

図1：タイヤが上に動くとダンパー本体も上に動くが、マスダンパーの中に入っている重りは物理法則によってその場に留まろうとする。

図2：縮んでいたサスペンションが伸びようとした時に、マスダンパー内の重りはスプリングの反動で上に上がる。

どんな効果が期待できるのか？

上で説明したように、マスダンパーの役割は上下に動くサスペンションの振動エネルギーを、逆向きに重りを動かす事で相殺して打ち消す事です。

路面からの衝撃とサスペンションが伸びようとする力を全てを打ち消すには相当なエネルギーが必要になりますが、別に全てを打ち消す必要はありません。
もともとサスペンションにはダンパーが付いていますから、一部を相殺するだけでも衝撃吸収能力を向上することができます。

それに、サスペンションはいつも同じ動きをするわけではありません。
毎回の状況に合わせてピッタリ動きを打ち消すための重りを用意する事は不可能です。
だから、ある程度「どんな動きにも対応できる重り」を用意しておき、ある程度打ち消せれば大成功なのです。

これはつまり、めちゃくちゃ作動抵抗が少ないけれど減衰力だけは発生する超高性能小型ダンパーを追加したのと同じような効果が得られるということ。

具体的にはサスペンションがしっとりと落ち着きのある動きになるでしょうし、路面追従性が上がるのでタイヤのグリップが増すはずです。
シュプリームテクノロジーの輸入元であるアエラの説明では「極端に重いホイールを装着して走った時のイメージ」と言っていますが、とても上手い表現だと思います。
もしも本当に重いホイールを装着するとデメリットしかありませんが、それと同じような感触だけを得られるのがマスダンパーというわけです。

サスペンションとして動く部分の後端に装着して振動を相殺！

デメリットもある

完璧に思えるマスダンパーですが、良い事だらけではありません。

まず、装着する事で間違いなく重くなります。 重り（＝マス）を内蔵してる装備なので当たり前ですが、軽量化を重視している方にとってはちょっと許せないかもしれません。

また、シュプリームテクノロジー製オーバーサスペンションの輸入元であるアエラでは「サスペンションの動きが減り、タイヤの仕事量と時間が増えるのでタイヤの消耗が早くなる可能性がある」と言っています。
これもとても上手い表現で、マスダンパーが完璧に作動すればそのとおりの事が起こると思います。

さらにマスダンパー全般の問題として、サスペンションの上下動とマスダンパー内の重りの振動周期が一致した場合（動きが逆位相ではなく同位相となった場合）は正反対の効果が出てしまう宿命があります。
伸びようとするサスペンションをもっと勢い良く伸ばそうとしてしまい、逆に路面追従性が悪化するという事ですね。

しかしバイクの場合に限るとこの心配は要らない気がします。
バイクのサスペンションはバネだけでビヨンビヨン動くものでは無く、オイルダンパーで制御されてゆっくり動くのに対して、マスダンパーの重りはバネだけで支えられていてビヨンビヨンとフリーに動くのが基本なので、サスペンションの動きとオモリの動きが同位相になって振動増幅してしまう場面はほぼ無いと考えられるからです。
仮に一致してしまう瞬間があったとしても、次の瞬間には一致しなくなっているはず。

重りを追加するのだから当然ですが重くなります。「バネ下重量は軽い方が良い」という常識を打ち破るメリット（＝路面追従性向上）が得られるかが勝負！

マスダンパーは位置、向き、重さ、バネの強さが重要

シュプリームテクノロジー製のオーバーサスペンションはサスペンションの動きに合わせて動作するので、ダンパーを効かせたい作動物のできるだけ端に装着した方が効率が良くなります。
マスダンパーとはそういう物。

向きも大切で、極端に言えば筒を90°ズレた真横に装着するとサスペンションの上下動では反応せず、バイク本体の加減速に効いてしまいます。
だからサスペンションの動作方向と直交する向きに装着するのが基本。

さらに、どのくらいの質量を持つ物（重り）をどのくらいの強さのバネで中間に保持するのか、そのバネにはどのくらいのプリロードを掛けるのか、この辺りのセッティングで効果が変化するはずです。
単に「ビヨンビョヨン動く重りをサスペンション後端に装着すれば良い」というほど単純な物ではありません。
オーバーサスペンションではプリロードが調整できるようになっているので、ベストな動きを求めて締めたり緩めたりするのも楽しみのうちでしょう。

マウントするためのベースが斜めになっているのが見えます。わざわざコストを掛けてまで斜めに装着するようにしてあるのはダンパーの搭載角度を最適化するため。

オカルトパーツではない

このテのパーツにつきものですが、マスダンパーについてもプラシーボ効果しかないオカルトパーツ扱いされがちです。

否定的な意見にしろ肯定的な意見にしろ、意見の全てが正しいとも間違っているとも言えません。
そもそも様々な動きをするサスペンションに対して重りは1種類しか無いのですから、時と場合によって思いっきり効果を発揮する場面もあれば逆に作用してしまう瞬間もあるはずです。
とある一瞬の動きだけを捉えて「効く／効かない」を論じるのは無理があると思います。
常に動いているサスペンションに対して総合的に見てどうなのか？が重要です。

ちなみに、効果がある/無いで言えば「まちがいなく何らかの効果がある」です。
バイク用のカスタムパーツとしては初見のパーツですが、マスダンパーそのものは普通に実用化されている普通の技術だからです。

一般的に認知度の高いものは高層ビルの制振装置でしょう。
ビルの最上階付近に重りを吊るしておき、地震や風でビルが揺れようとした時に逆向きの揺れを発生させてビル全体の揺れを相殺させる装置です。
典型的なマスダンパー。
実際に重りが揺れている様子を見学できるビルもありますよ！

他にもミニ四駆では（重りが上下するだけの簡易構造ですが）かなり一般的な装備ですし、自動車のF1では2006年にルノーが採用して開幕から9戦連続で1位か2位という性能を発揮して年間チャンピオンになった歴史もあります。
本気出すとレースでも効果がある事の証明です。
※あまりに速いので翌年からマスダンパーは使用禁止になってしまいました。

マスダンパーを装備したビルとして有名な台北101。ビル先端の最上階付近にあるフロア6階分をブチ抜いた空間に巨大な重りをぶら下げて揺れを相殺しています。

motoGPでも使用している？

motoGPのワークスマシンは企業秘密の塊なので内部構造は部外者にはわかりません。
しかし、今のところmotoGPのマシンにマスダンパーが装備されているのは間違いないというのが定説になっています。

DUCATIが始めた（とされる）のですが、ある時から急に巨大になったテールカウルがマスダンパーの設置場所にピッタリな事から「マスダンパーを格納しているに違いない！」と言われています。
実際には何が入っているのか謎ですけどね。
でも……たぶん……マスダンパーが入っているのでしょう。

ところで、motoGPの車両がマスダンパーを使用しているとしても、シュプリームテクノロジー製オーバーサスペンションとはダンパーの装着位置が全然違うのは気になるところ。

これは完全に私の想像ですが、シュプリームテクノロジー製のオーバーサスペンションはサスペンションという『乗れば必ず動く場所』に装着する事で「誰もが簡単に効果を体感できる」メリットを重視しているのに対して、motoGPマシンは「一般ライダーでは不可能なトンデモナイ車体の挙動を抑える」のが目的なのではないかと思います。
急ブレーキでリヤ周りが浮き上がろうとするのを抑えるとか、そういう用途。

motoGPを走るワークスマシンの真実なんて誰にもわかりませんし、motoGPマシンと違った位置にあるマスダンパーを見て「そんなの意味無い」と切り捨てるのは、ちょっともったいないかなと思います。
装着したからと言ってレースのタイムアップに結び付けるのは至難かもしれませんが（レースではマスダンパーの調整以前にやらねばならない事が唸るほどあるので）、公道でマスダンパーの恩恵を受けられる機会は結構ある気がします。

気になった方はじっくり試してみませんか？（ちょっとお高いですけど自作困難な物なのでガマン！）

巨大なテールカウルの中に何が入っているのかは謎ですが、マスダンパーが入っている説が濃厚です。

車体の姿勢制御、特にピッチング（車体が縦方向に回転しようとする動き）の制御にマスダンパーを使っているのかも……？？

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