項目別に見るRC211V 車体技術の進化｜MotoGP｜テクノロジー

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MotoGP 項目別に見るRC211V 車体技術の進化

完成車レイアウト／ディメンションの設定

RC211Vは、ロードレース世界選手権の最高峰クラスがMotoGPに変わった2002年シーズンにデビューさせたレーサーだが、その開発においてHondaは「NSR500に勝つ性能を与えること」を最初の目標とした。

NSR500は、1994年から2001年までの8シーズンのうち7シーズンで世界タイトルを獲得した最強のGP500レーサーであった。搭載した排気量500ccの2ストローク・V型4気筒エンジンは、最終仕様では180PSをゆうに超える最高出力を発生。完成車の重量は規定最低重量と同じ131kgであった。これに替えて最高峰クラスに投入するRC211Vにおいて、Hondaは排気量990ccの4ストローク・V型5気筒というエンジン形態を選択。この場合、車両の規定最低重量は145kgであった。

レギュレーションが定めた最低重量のとおりに車両を仕上げるのはワークスロードレーサーとしては当然だが、それでもRC211VはNSR500より14kgも重く、減速や旋回において不利に働く物理的な作用が大きいことは避けられない。それでNSR500に勝つには、RC211Vのほうが約3割も強力なものとなるエンジン出力を生かし、コーナー立ち上がりの加速領域で優位に立つこと。そのためには、コーナーでのライン取りの自由度が高いマシンにすることだった。そこでRC211Vでは、NSR500の比でない度合いでマス（質量）の集中化を図った。そして、前輪と後輪の分担荷重比率（前後重量配分）が、ライダーが乗車した状態で50：50となるように開発した。

高い運動性能を実現させるためのマス集中や前後重量配分の考え方は、RC211Vの初代モデルである2002年のNV5Aから最終モデルである2006年のNV5HGまで変わることはなかった。

なお、1年目である2002年にRC211VでMotoGPをフルシーズン戦ったのは、同年のHondaのワークスライダーであったバレンティーノ・ロッシ選手と宇川徹選手の2名である。彼らは、体格がかなり異なっていた。宇川選手の乗車位置はHondaがRC211Vにおいてそもそも狙っていたポジションにあり、それまでのロードレーサーよりかなり前方だった。ロッシ選手は長身のためシートの後方に座るしかなかったが、そのうえで乗車状態での前後重量配分が50：50に近づくよう設定した。

ホイールベースは、2002年のNV5Aでは1450mmを基本値として設定した。NSR500の最終モデルより50mm長い数値である。これは、RC211Vの車両重心点の地上高（重心高）がNSR500より高い位置であったことに対応した結果だ。重心点と前後のアクスル（車軸）の3点がなす三角形の各頂点の角度を同じにする、ということが基本的な考えにあった。2003年のNV5B以降の各モデルでも、ホイールベースは基本的に1450mm近傍の値とした。エンジンの上限排気量が990ccであった2002年から2006年までの間、レギュレーションが定める車両の最低重量に変更がなかったことから、歴代RC211Vの完成車重量も一貫して145kgであり、重心点の位置もそれほど変わることがなかったため、ホイールベースを大きく変える必要がなかったためである。

地面の垂直線とステアリング中心軸との角度であるキャスター角は、モーターサイクルのハンドリング性能に大きく影響する要素だが、歴代RC211Vでは24°を基本とした。ロードレーサーの場合、キャスター角の決定において特に重要な要件はブレーキング時の車体安定性であり、RC211Vの145kgという車重＋燃料の重量＋ライダーの体重という質量を320km/h程度のトップスピードから200km/h以上も一気に減速させるようなブレーキングを繰り返し安定して行えるキャスター角として導き出した数値が24°であった。もちろんキャスター角はセッティングで変更可能だが、その範囲は±0.5°程度である。

フレームボディ／スイングアーム

走行中の車体に発生するモーメントには、ヨー（上下方向の軸まわりの回転）、ピッチ（左右方向の軸まわりの回転）、ロール（前後方向の軸まわりの回転）の3方向ある。モーターサイクルの車輪は前後の2つで、それらをつなぐ車体のフレームボディとスイングアーム（リヤアーム）には、各方向のモーメントに対応する剛性が求められる。特にロール方向に対するねじり剛性は、コーナーで車体が傾いた状態から加速に入ったときの車体安定性を担保するために、高くあってほしい。

しかし、それまでの標準的な作りのフレームボディやスイングアームでは、ねじり剛性を上げると横方向の曲げ剛性も上がってしまった。横剛性が過度に高いと、モーターサイクルでは高い旋回性能を得にくい。そこでHondaは、新開発であったRC211Vの車体に、従来車両であるNSR500とは異なる作りを採用した。NSR500では、高温・高圧で金型から絞り出して製造する押し出し材のアルミパイプを車体のメイン部材として長らく使用していたが、RC211Vでは、部位ごとに製作したアルミの板金部品を組み合わせてフレームボディやスイングアームを構築する作り方を採用した。

材料としたアルミは、強度が高く、溶接後に時効硬化により母材強度に戻る特性を持ったA7N01で、それを用いた各部位の板金部品は、コの字形に加工した部品をモナカ状に合わせ、溶接により結合させて製造した。設計はCAE（コンピュータ支援エンジニアリング）を全面的に採り入れて行ったが、A7N01の板厚や部品の作りを車体の部位によって変えることができ、部位ごとの適正値で剛性を確保できた。そのため、従来のNSR500のフレームボディを見慣れた目からすると華奢に思えるほど、全体的な幅は狭く、軽量に仕上げられるようになった。

この製造法により、HondaはRC211Vにおいて、ねじり剛性は引き上げながら横剛性は落としたフレームボディ／スイングアームを実現させた。初代モデルである2002年のNV5Aでは、フレームボディで23％、スイングアームで29％もNSR500よりねじり剛性を高め、その一方で横剛性は、フレームボディで17％、スイングアームで12％も引き下げた。これにより、コーナー立ち上がりの加速時などにおける高い車体安定性を確保しながら、コーナーで車体を倒し込んだ状態でもライダーに良好な応答を示す車両にできた。

フレームボディ：横剛性 17％ダウン／ねじり剛性 23％アップスイングアーム：横剛性 12％ダウン／ねじり剛性 29％アップ

剛性設定の変更にあたっては、フレームボディの形状も押し出し材時代とは異なるものにした。特に重要なのは、エンジンをフレームボディに留めるポイントの中でも最前方にある締結点（Hondaでは「A点」と呼ぶ）の位置設定である。横剛性を下げながら、ねじり剛性は上げるというフレームボディを成り立たせるには、どういうA点の位置設定が良いのかという検証をCAEモデルを使って入念に行った。その結果、前側の、より下方にA点を設けたほうが、縦方向のフレーム断面は大きくなって、ねじり剛性を稼げる一方で、フレームのメインパイプから距離があるぶん横方向の動きは出しやすい（横剛性を下げられる）という方向性を見出した。

従来車両であるNSR500のV型4気筒エンジンの締結点は、①クランクケースの後シリンダー列側のフランジ付近、②クランクケース後端上部、③クランクケース後端下部の3点だった。この場合、①がA点であり、フレームボディのメインパイプに溶接した逆三角形型のエンジンハンガーブラケットを伸ばして留めていた。一方、RC211VのV型5気筒エンジンでは、④クランクケースの前シリンダー列側フランジ付近にも締結点を追加して4点留めに。RC211Vでは④がA点となり、フレームボディのメインパイプから分岐させたエンジンハンガー部を長く下へ伸ばし、メインパイプからかなり離れた位置にA点を設定した。

こうしたA点の位置設定は、その後のHondaのロードレーサーやCBR1000RRなどの量産スポーツバイクに適用していくものとなった。また、HondaがMotoGPでしのぎを削ったライバルメーカーには、2002年のMotoGPスタート時はフレームボディのメインパイプ付近にA点を持たせていたところが多かったが、いずれのメーカーも2003年以降はA点をRC211Vと同様の位置に設定するようになった。

なお、RC211Vのフレームボディやスイングアームの作りは、2002年のNV5Aから2006年のNV5HDまでの5機種では板金部品のモナカ合わせ製法を使ったものだったが、最終モデルである2006年のNV5HGではアルミのインゴットから目的とする形状に機械加工によって削り出す方法で製作した部品を多く使うようになった。これは5軸加工機が主流になるなどの加工技術の進歩があったからこそだが、板厚などを部位に応じて細かく変えることが切削加工による製法では可能であり、設計時に想定した性能の具現化が容易に行えるようになった。

ユニットプロリンクリヤサスペンション

1980年代前半以降のHondaのモーターサイクルは、一般のストリート用か競技用かを問わず、大半がリヤサスペンションに「プロリンク」を採用した。サスペンションストロークに応じて荷重がプログレッシブに変化するリンク式サスペンションである。クッションユニットの上側は車体に取り付け、下側はリンクにつなげるものだ。

RC211Vでもリヤサスペンションはプロリンクとしたが、それは通常仕様とは異なり、クッションユニット上側取り付け点をスイングアーム基部の近くの補強構造体に設けた形態のものである。スイングアーム側でリヤサスペンションとして自己完結したユニットであることから、この形態のプロリンクを「ユニットプロリンク」とHondaは名付けた。RC211Vは、その最初の採用例であった。

RC211Vにおけるユニットプロリンク採用の直接的な狙いは、テーマとしたマス集中の大きな手立てのひとつである低重心燃料タンク（※次項で詳述）を実現させるために、クッションユニット上側の取り付け点をフレームボディから排除することだった。そして、実際にユニットプロリンクを使ってみると、車体を横方向に“しなる”ようにした効果を補完する作用があることが分かった。通常のプロリンクであれば、左右のフレームをつなぐクロスパイプと呼ぶ部品にクッションユニット上側の取り付け点を設ける。そして、フレームボディが横剛性を落としたものであった場合、コーナーの立ち上がりなどでリヤに荷重が大きくかかったときに、クッションユニットを介して入力を受けたフレームがたわみ、フレームのメインパイプやステアリングヘッドパイプまわりのジオメトリーが変化して、車体の安定性が損なわれてしまう。だが、フレームボディとは切り離されているユニットプロリンクではそのようなことはなく、“しなる”ようにした車体に狙いどおりのハンドリング性能を発揮させられた。

RC211Vの初代モデルである2002年のNV5Aと2003年のNV5Bにおけるユニットプロリンクは、リンク機構をクッションユニットの下側に配置したロワリンク式であった。それを2004年のNV5Cでは、上下関係を逆転させたアッパーリンク式に変更した。ロワリンク式では、リヤサスペンションのストローク位置によってスイングアームピボットにかかる力の向きが異なることになり、車両の挙動に悪影響を与えているところがあった。その点、アッパーリンク式は、リヤサスペンションのストローク位置に関係なく一貫して前方向でピボットに力がかかる。その利点からの選択であった。

アッパーリンク式は、加速時の車体挙動が良く、トラクションも優れていた。反面、減速時の後輪の路面追従性で劣るところがあった。双方の性能はトレードオフ的な関係にあり、検討の結果、2005年のNV5D以降は再びロワリンク式を採用した。

低重心燃料タンク

2002年に施行されたMotoGPのレギュレーションでは、4ストロークエンジンを使用する場合、気筒数に上限はないものの、排気量は990ccまで、そして燃料タンク容量は24ℓまでと規定されていた（また、2005年以降は燃料タンク容量を22ℓとすることもあらかじめ決まっていた）。

通常のモーターサイクルでは燃料タンクはエンジン上方・ライダー前方に配置されるが、マスの集中化を命題としたRC211Vでは、ライダーが座るシートの下にタンク容量の半分程度の燃料が来る特殊な形状の低重心タンクを採用した。これには、満タン時のタンク重心点の位置が低いというだけでなく、燃料の減少にともなう車両の重心高の変位が小さいという利点があった。

こうした低重心燃料タンクの思想をHondaは以前から持っており、並列4気筒エンジン搭載の量産車用に、搭載位置は通常ながら底面の一部を大きく下にくぼませ、一定量の燃料が低く位置することになる、通称「中落としタンク」を開発していた。その思想を、V型5気筒エンジン車であるRC211Vでも実践した結果が、シート下のスペースも利用した燃料タンクレイアウトであった。プロトタイプ車両のテスト段階では、通常位置の燃料タンクも製作し、実走行によって比較検討したところ、低重心燃料タンクに狙いどおりの効果があることが確認でき、採用に。そして結果的には、RC211Vの最終モデルである2006年のNV5HGまで、同じような形状の燃料タンクを使用した。

初代モデルである2002年のNV5Aの低重心燃料タンクはアルミの薄板で作る板金製品で、特殊な形状ゆえ、溶接線がかなり長く、ひずみがある程度生じてしまうことは避けられなかった。そのため、製造が難しいうえに、わずかながらも容量の個体差も生じてしまう、という難点があった。そこで、2003年のNV5Bでは、カーボン（CFRP）タンクを開発し、HondaワークスであるチームHRCの車両にのみ投入した。これはタンク本体がCFRP製で、その内面に燃料漏れ防止のためのラバーを貼り付けたものだった。

明くる2004年からは、燃料を収めるブラッダー（ガスバッグ）を入れた燃料タンクを使用しなければならないレギュレーションとなった。NV5Bでのカーボンタンクは、製品の容量を安定させることが目的のものであったため、ブラッダーによって容量が定まることになった2004年のNV5C以降では、タンク本体はアルミ製に戻した。

フロントフォーク

モーターサイクルでは、前輪を支持するアームを「フロントフォーク」と呼ぶ。そして、昨今のモーターサイクルの大半は、フロントフォークにテレスコピック式のクッションユニットの機能を持たせている。クッションユニット自体をフロントサスペンションの構造体として使用している、とも言える。

この場合、フロントフォークはアウターチューブとインナーチューブからなる。アウターチューブはクッションユニットのケース（筐体）であり、その内側で摺動するインナーチューブはオイルダンパーとスプリングを内蔵する。1980年代終盤以降のロードレーサーでは、ステアリングヘッドパイプまわりの剛性を高く確保するため、アウターチューブが上側（ステアリングヘッドパイプ側）に来る倒立式フロントフォークがほとんどの場合において使用されている。

RC211Vの場合、ショーワ（現・日立Astemo）とHondaで共同開発した倒立式フロントフォークを一貫して使用した。Hondaが要求性能を示し、それを満たす諸元や技術仕様の提案をショーワより受けながら、一緒に開発を進めるという形である。

初代モデルである2002年のNV5Aから最終モデルである2006年のNV5HGまでの間では、フロントフォークにおいても様々なトライを行い、ダンパーの減衰バルブをはじめとする各所で進化を図った。その中でも、車体設計にも関わってくる大きな項目はインナーチューブ径の設定で、2002年のNV5Aと2003年のNV5Bではφ47mmを使用したが、2004年のNV5Cではφ45mmと比較的大きなサイズダウンを行った。これは、フレームボディの件と同様に、剛性を落として“しなり”を出すことで、コーナーで車体を倒し込んだ状態でもフロントの接地感をつかみやすくし、より素直な応答を得られるようにすることが目的だった。ただし、やがて330km/hのレベルとなってきたトップスピードからのフルブレーキングでの高い安定性を確保するにはフロントまわりの剛性はとにかく高くあってほしく、2005年のNV5D以降では再びφ47mmのインナーチューブを使用した。

ステアリングダンパー

加速時には後輪に荷重が乗り、そのぶん前輪の荷重が減る。そして、荷重の増減によってタイヤのグリップ力も増減する。それは四輪車でも同じだが、二輪車で事情が違うのは、車体が傾いた状態でも加速や減速は行われ、前後の荷重移動があることだ。

車体が傾いた状態であっても、加速により荷重は後輪へ移動する。その加速Gがやがて弱まると、前輪が荷重を取り戻し、タイヤのグリップ力が回復する。そこで車体が依然として傾いた状態にある場合、グリップ力が急激に立ち上がった前輪のコンタクトパッチ（接地面）を起点に、フロントのステアリングまわり全体が左右に激しく振られる挙動が発生する。この症状を抑え込むための部品であるステアリングダンパーを装着することは、ロードレーサーでは必須である。

ステアリングダンパーは、1960年代のロードレース世界選手権に出場していたHondaのRCレーサーの頃から、RC211Vがデビューした2002年に至るまで、筒型のロッドタイプだった。左右どちらかのフロントフォークとフレームボディをつなぐ格好で取り付けるものだ。その形態のため、ステアリングダンパーがつくフォークの側にステアリングを切った場合と、つかない側に切った場合とで、ダンパーの減衰特性が異なることにならざるを得ないという泣き所があった。

この問題を解消したのがロータリー型ステアリングダンパーである。ステアリングの切れ角に応じてダンパー室内のベーン（羽根）が動き、封入されたシリコンオイルの抵抗によって減衰力を発生させるもの。左右均等に作動するため、ロッド型のように減衰特性が左右で異なるということはなくなり、セッティング幅も広く取れた。また、小型で軽量であり、加えて減衰機構がケース内で完結していることから転倒などによる外部衝撃に強い、といったメリットがあった。

このロータリー型ステアリングダンパーは、そもそもはHondaの二輪量産車部門で開発が進められていた技術だったが、それを開発スピードが速いレーサーであるRC211Vで先取りし、2003年のNV5Bが初の搭載車両となった。以後、2024年現在に至るまで、HondaのMotoGPマシンはすべてロータリー型ステアリングダンパーを採用している。

フェアリング（カウル）デザイン

マス集中を図り、慣性モーメントを小さく抑える──HondaがRC211Vを企画した際に強く意識したこのテーマは、フェアリング（カウル）のデザインにも及んでいた。

車体横面の投影面積が大きければ、横方向の空気抵抗が大きくなる。それは四輪車も二輪車も同じ話だが、車体を傾けて旋回するモーターサイクルの場合、車体横面の投影面積は、コーナーで車体を倒し込んでいくときの軽快性という重要性能に大きく影響する。そしてRC211Vでは、スクリーンを含めたトップカウル部とシートカウル部の前後長をかなり短く設定して横面の投影面積を小さくし、車体を倒し込んでいく速さ、ひいてはハンドリングの軽快性を追求した。

トップカウル部の前面投影面積も自ずと小さいものになったが、それは空力性能的にはネガティブなところもあった。ライダーがカウルにもぐり込むように上体を伏せてもヘルメットや両腕がカウルから露出する面積が大きいRC211Vは、従来車両であるNSR500より空気抵抗（ドラッグ）が大きかった。それでも、初代モデルである2002年のNV5Aの開発段階におけるHondaは、カウルをコンパクトに作ることで実現できるハンドリングの軽さを優先させる思想に立っていた。

NSR500よりドラッグが大きいことは、NSR500より約3割増しのエンジン出力によって帳消しにした。そして、2002年のNV5Aで320km/hレベルのトップスピードを確保していたわけだが、その速度域でライダーが受けていたドラッグとストレスが大きかったことには変わりなかった。そこで、2003年のNV5B以降の各モデルでは、横方向のドラッグを増やしてしまって旋回性能を損なうようなことは避けながら、正面からのドラッグは抑えていくという空力開発を続けた。

エンジンが吸い込む空気をどう取り込み、エンジンにどう送るかも、空力開発の領域である。初代モデルである2002年のNV5Aでは、トップカウル部の下側の左右に外気導入のためのインテークを設けていたが、エンジン吸気用のトランペットが並ぶ部分のエアボックスは完全密閉ではなく、いわゆるラム圧過給は行っていなかった（※「ラム＝Ram」とは「押し込む」の意）。しかし、シーズンが進むにつれてエンジン出力のさらなる増大が求められるようになり、シーズン途中から完全密閉型エアボックスによるラム圧過給を導入。2003年のNV5B以降は、ラム圧過給を前提としたカウル形状とし、進化させていった。

ラジエター

RC211Vのラジエターは風冷式だが、実はかなり凝った作りとしていた。このマシンのV型5気筒エンジンのVアングルは75.5°と狭角ではあったが、前バンクが前方に倒れた格好での搭載で、それと前輪との間のわずかなスペースに175kW程度の最高出力を発生させるエンジンの冷却水を十分に冷やせる容量のラジエターを配置せねばならなかった。

従来車両のNSR500においても、フロントフォークがフルボトムしても前輪と干渉しないように、大きなU字型に湾曲させた形状のラジエターを1980年代後半のモデルからすでに使用してきていた。しかしRC211Vでは、それだけの工夫では、必要な容量のラジエターを当該スペースに収められなかった。

あるとき、RC211Vの開発者に、1979年にHondaがロードレース世界選手権へ送り込んだNR500の初代モデル（NR1）を眺める機会があった。NR1は車体の両サイドにラジエターを配置していた。それで十分な風量を受けるために、階段状にしたラジエターコアを採用していた。RC211Vの開発者はそれを見て、先人の知恵をRC211Vに応用することを思いついた。そして、ラジエターの製作を請け負った昭和電工（現・レゾナック）との共同開発で、ラジエターコアを階段状に配置し、横から見ると前輪に対する逃げをうまく確保していることが分かる複雑な形状の水冷式ラジエターを実現させた。ろう付けによってラジエターコアを階段状につないでいき、最後に一体成形するその製造は、まさに職人技であった。

ホイール

RC211Vのホイールの基本デザインは、Hondaのロードレーサーが1990年代から使用してきたものを引き継いでいる。もちろん、車両の進化とともにホイールも絶えず進化させており、剛性、重量、慣性モーメントなどの要請に応じて、スポーク、リム、ハブの各部の形状や諸元をグレードアップさせていった。材料はマグネシウム合金で、鍛造製。その設計はすべてHRCで行い、エンケイより製品供給を受けた。

ホイールリムのサイズは運動性能に大きな影響を与える。フロントホイールについては、初代モデルである2002年のNV5Aと2003年のNV5Bではリム径を17インチとしていたが、2004年のNV5Cからは16.5インチに。タイヤ外径は基本的に変わっておらず、内径を小さくすることでタイヤのハイトが高くなり、タイヤが傾いた状態での接地面が幅広となり、ブレーキングから旋回に入るところのグリップ力の安定性が向上した。また、リム幅は、2002年のNV5Aでは3.50インチだったが、2003年のNV5B以降は3.63インチ、そして2006年のNV5HDでは3.75インチとワイド化。やはりブレーキングにおけるグリップ力と安定性の向上を図っていった。

リヤホイールは対照的に、標準サイズは歴代RC211Vの全モデルで同じで、リム幅6.25インチ×リム径16.5インチだった。もちろん、異なるリム幅のリヤホイールはセッティングパーツとして常に用意していた。

ホイールに組み合わせるタイヤについては、ロードレース世界選手権の最高峰クラスにおけるHondaワークスチームは1979年デビューのNR500から一貫してミシュランタイヤを使用してきており、RC211Vを走らせた2002年から2006年の5シーズンも例外でなかった。MotoGPにおいてタイヤがワンメイクになるのは2009年からで、RC211Vの時代はタイヤの開発競争があった。実際には、当時のMotoGPにおけるバイクメーカーのワークスチームのほとんどがミシュラン社製のタイヤを使用していたが、同社は各バイクメーカーからの個別の要望にそれぞれ対応するという姿勢であり、Hondaとしても大いに助けていただいた。