過去にあったF1技術に迫る！今回はマスダンパーについてです。
Mass Damperは2005年ルノーRS25に搭載された、路面の凸凹や縁石乗り上げ時のマシンの上下動を抑制するシステムです。
上下に動くスプリングに支えられた重りは、ノーズセクションに取り付けられ、フロント全体を安定させる事ができた。
総重量10kgにも及ぶMass Damperは、重心位置が上昇する、マシン最低重量のクリアなど、ネガティブな要素が多いものの、シルバーストンで約0.25秒のゲインがあったと言われている。
Mass Damperの原理
Wikipediaの説明は以下
- 振動する対象物に、補助的な質量体をばねなどを介して付加することにより、対象物の固有振動数周辺での共振現象を抑制する装置のことである。
- 補助質量体が対象物の振動を肩代わりして振動することで、対象物が振動しないようにする装置である。
工業学的には「Tuned Mass Damper」と言われるもので、高層ビルなどの横揺れを抑制するために使われています。
この動画のものは、F1で使われていたものにかなり近いと思われます。
訳の分からない周波数の数式を見るよりは、非常にわかりやすい動画だと思います。
Tuned Mass Damperの断面図
https://mooregoodink.com/
Tuned Mass Damperはこの様な機構のものです。
ルノーの場合、質量ディスクをシリンダー側面にぴったりと合わせ、空気の動きをスプリングの減衰媒体に使用しました。
レーストラックごとに最適な5kg、7.5kg、10kgの質量を選択し、各ユニットごとにスプリングレートも調整していました。
Mass Damperの効果
縁石乗り上げ時のフェラーリとルノーの比較動画です。フロントウィングの動きに注目して下さい。
F1マシンの空力はフロントから始まる。
マスダンパーを搭載したルノーは空力安定性に優れ、タイヤに優しく、他よりダウンフォースレベルを低く保つことができた。
ルノーはパワーで劣っていたが、ドラッグを少なくでき最高速をカバー、加えて燃料消費を抑えることができた。
2006年にはリアにも同じようなもの（前後方向に振り子回転するダンパー付きの重り）を取り付け、無類の強さを発揮したが、可動空力装置にあたるとしてトルコGP以後禁止された。
まとめ
2005、2006年アロンソの2年連続チャンピオンにもっとも貢献したと思われる「Mass Damper」です。
予算の少ないルノーチームが、フェラーリで5年連続チャンピオンだったシューマッハを止めた快挙にふさわしい、F1とんでもメカでした。
マクラーレンがFIAに働きかけ、「全てのパーツはマシンに固定されていなければならない。」などと言われる可動空力装置に認定されてしまいお蔵入りになったのが当時の話題でしたね。
Mass Damperは、ある特定の振動周波数を消し去る事ができるものです。2020年の今現在では、ヒーブサスペンションに組み込まれたイナーターダンパーがこの役割を担っています。
イナーターとは？
正直、わかりやすい説明をする自信がありませんので動画をご覧下さい。
一番右についてるのがイナーターで、入力を回転方向に変換しているようです、動画後半の微振動で揺れが少なくなっているのがわかると思います。この機構をダンパーに取り入れたのがイナーターダンパーと言われるものです。
コメント Comments
コメント一覧
Kazu.tama がコメント
2020-03-17 13:54
こんにちは
マスダンパーの解説ありがとうございます
大変分かり易く説明して頂き有り難うございました
やっと疑問が解決しました
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2020-03-17 14:03
最後のイナーターで消化不良になってすいません。
簡単に言えば、特定の振動数を抑制するものです。
タイヤの振動数はこの当時8～12Hzと説明されています。
主に8Hzあたりを、無効化できたとルノーの技術者がコメントしています。
あんちゃん がコメント
2020-03-18 00:08
おはようございます
例のヤマハが開発、現販売されているパフォーマンスダンパーと同じような感じなんですかね？
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2020-03-18 01:16
そんなものがあるなんて知らなかったので、調べました。
原理はイナーターで間違いないと思います。
建物には既についているものですし、車体の振動を吸収するものにしたんですね。
鶴氏 がコメント
2020-03-18 03:55
イナーターダンパーに関してはブレーキング時の急激な姿勢の変化を抑えて、空力的な安定性を生み出す装置と記憶してますが合ってますかね？
ブレーキング中にイナーターが回転を始めて徐々にボトミングするみたいな仕組みだった気がしますが………
ハイドロニューマチックサスペンションのハイドロ抜き がコメント
2020-03-18 05:25
イナーターは第４のサスペンションと呼ばれて好きでした。
構造的に単純(極端な表現ですが、まるでネジとナットみたいです)で、バネも無くて油などの流体も一切使用しない完全機械式。
導入初期の頃は、急な衝撃ショックが加わると破損しやすいのが欠点とか言われてましたが、今では改善されたようですね。
このイナーターなんですが、これも２０２1年新レギュレーションで使用禁止と記載した雑誌を見たのですが、本当なのでしょうか？
油圧式サスペンションが禁止と言うのは知っていたのですが
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2020-03-18 06:42
10.2.6 各車軸で、サスペンションシステムの状態は、2つのロッカーの回転と角速度によって一意に定義する必要があります。 慣性およびヒステリシス効果は、偶発的であれば許容されます。
また、次のシステムまたは構成は許可されていません。
a.ロッカーの身体加速度および/または角加速度に対するサスペンション要素の応答（イナーター、質量ダンパー、ダンパー内の加速度に敏感なバルブなど）。
2021年レギュレーションの翻訳ですが禁止と書いてますね。
又も技術の後退をするのか、車体の安定には必要な技術であり、また代替え技術の開発に時間とお金がかかる。
各チームで差が大きくでそうな必要な技術は、共通パーツにすればいいのになぁ。
※ヒステリシス効果（現在加えられている力だけでなく、過去に加わった力に依存して変化する）
がコメント
2020-03-18 08:50
マスダンパーは1シーズンで禁止になりましたが、イナーターは導入されて年月も経過していて、今では全チームが標準装備しているのに、何故今頃になって禁止するの？と一瞬思いました。
もはやレッドブルが早くに使ってる皿バネや、オーソドックスなコイルスプリングしか手段が無いのかな？と残念です。
新しく技術が発明、導入されても直ぐ芽を摘み取られてしまう。
こんな状況なので、開幕戦スタート次第ですが、
来年レギュレーションを、今しばらく保留にして
現行レギュレーションを、来年まで引き続き延長して欲しい、と思っています。
auto sportsで、メルセデスW11のフロントサスペンションのトーションバーを左右共に無くした(ゼロトーションバー)解説ありましたが、
車体静止状態で
ヒーブユニットだけでフロントを支える事が出来るのか？不思議です。
左右のロールロッカーを連結させるリンクもW10に比べて長くなっていました。
メルセデスは、DAS以外も色々やっているようです。
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2020-03-18 14:05
とりあえず例のベルビルワッシャーのメーカー
https://www.abssac.co.uk/p/Wound+Springs/Carbon+Composite+Springs/141/#.XnIpRqjTm01
https://www.mw-ind.com/composite-spring-capabilities/
W11は画像を見る限り、右にあったトーションバーが無いですね。
https://www.designworldonline.com/uploads/ImageGallery/helical-springs.jpg
このようなものを使ってる可能性もあるかも。
がコメント
2020-03-18 08:27
うる覚えですがこれってルノーが無駄に公表したんじゃなかったでしたっけ？
なぜそうしたんでしょうね。不思議です
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