伊ドゥカティが公道用量産車とレースバイクに使用するデスモドロミック(強制弁開閉機構)。その採用のメリット(およびデメリット)はいろいろあるが、その最大のメリットは1956年の初号機完成時から変わっていないといえるだろう。
文:宮﨑健太郎

金属製バルブスプリングの品質が問題だった時代

そもそもデスモドロミックとは、ギリシャ語のデスモス(=つなぐ、の意味)とドロモス(=道、の意味)を語源としている。デスモドロミックはドゥカティにとって最もシンボリックな技術といえるが、強制弁開閉機構のアイデアはドゥカティが2輪メーカーとして活動を始める時代よりもはるか前・・・19世紀末にはそのパテントが提出されていた。

画像: 様々なデスモドロミック(強制弁開閉機構)のレイアウト。ひとつの弁(バルブ)に対し、オープン用とクローズ用に複数のカムを使うのがその特徴だ。 www.italian.sakura.ne.jp

様々なデスモドロミック(強制弁開閉機構)のレイアウト。ひとつの弁(バルブ)に対し、オープン用とクローズ用に複数のカムを使うのがその特徴だ。

www.italian.sakura.ne.jp

20世紀に入り、もっぱらデスモドロミックが採用されたのは、自動車競技用などの高性能レーシングエンジンだった。一般に4ストロークエンジンは、カムシャフトにより動きが制御される吸気・排気バルブを、金属バルブスプリングによって燃焼室内のバルブシートに密着させる構造をしている。

高品質なバネ材でバルブスプリングを作る・・・というやり方については、今も昔も変わりはない。しかし20世紀半ばまでの時代のバネ材は、今日のそれに比べるとはるかに性能が低かった。とりわけレーシングエンジンにおいては、高回転時のバルブスプリング破損、そして往復運動をする吸気・排気バルブの動きに追従することができず、カムシャフトの制御から逸脱した動き(バルブジャンプ)を発生するなど様々な問題が発生し、そのことに開発者たちは悩まされた。

4輪レースの世界で、デスモドロミックを採用して最も成功したのは、1954~1955年の間に、12戦9勝という圧倒的な成績でF1レースを席巻したメルセデス ベンツであろう。F1の名機であるW196が活躍していたこの時期、ファビオ・タリオーニはドゥカティに入社した。

ボローニャ大学で機械工学を学んだタリオーニは、第二次世界大戦の影響もあって28歳でようやく博士号を取得。イモラの技術学校で教師として働いていたころ、描きあげた75ccレース用単気筒の図面がボローニャにあったチェカートにより実用化され、その高性能ぶりからタリオーニの名はイタリアの2輪業界で注目されることになった。

画像: 製図版に向かうF.タリオーニ。ドゥカティのデスモドロミックの生みの親である。 www.ducati.com

製図版に向かうF.タリオーニ。ドゥカティのデスモドロミックの生みの親である。

www.ducati.com

1953年、世界ロードレースGP(現MotoGP)で活躍するF.B.モンディアルにタリオーニは移籍するが、その翌年にはドゥカティのレース活動総責任者に就任。当時33歳だったタリオーニは、大学時代から研究してたデスモドロミックを新天地で試すことを決意。その結実である125GPは、初のドゥカティ製デスモドロミック採用車として1956年に完成した。

画像: その構成から"トリアルベロ"(3本のカムシャフト)と呼ばれる、125GPのデスモドロミックの図。吸排気バルブのオープニングはフィンガーフォロワー、クローシングはロッカーアームを介して行われる。 www.ducati.com

その構成から"トリアルベロ"(3本のカムシャフト)と呼ばれる、125GPのデスモドロミックの図。吸排気バルブのオープニングはフィンガーフォロワー、クローシングはロッカーアームを介して行われる。

www.ducati.com

タリオー二がドゥカティにもたらしたデスモドロミックが、ロードレースの世界や量産市販車の世界でどれだけ多くの名声をもたらしたかについては、多くの人の知るところだろう。デスモドロミックは一般的な金属バルブスプリングの宿痾(しゅくあ)ともいえる、高回転域での慣性によるバウンスの発生と、金属疲労によるバルブスプリングのトラブルは無視することができるのが特徴だった。

つまりバルブスプリングがないゆえに、バルブスプリングにまつわるトラブルを回避できる。そして高回転域でも正確なバルブタイミングを維持できることが、バルブスプリングの性能が低かった時代における、デスモドロミック最大のアドバンテージだった。

スプリングの抵抗がないことは、実はデスモドロミックの大きな利点ではない?

展示用デスモドロミックエンジンのカットモデルの、カムシャフト軸を手で回してみたことがある人は、(存在しないので当たり前ではあるが)バルブスプリングの抵抗がなく、軽く回ることに驚かされるだろう。またカムシャフトのカムロブ、タペットまたはシムなどのバルブトレインに、バルブスプリングによる大きな力がかからないことこそ、デスモドロミックの大きなアドバンテージであると信じている人は多いようだ。

確かにエンジンが低中速回転域のときに、デスモドロミックのバルブトレインは摩擦損失が少ない。しかし高回転域では摩擦が生じる構成部品の多さがあだとなり、デスモドロミックはむしろ摩擦損失の面では不利になってしまう。そもそも出力の25%ほどを摩擦損失する可能性がある高性能レース用エンジンにおいて、バルブトレイン由来の損失はそのうちのわずかだったりする。もちろんバルブトレインの摩擦損失を無視することはできないが、ほかの摩擦損失に比べればそんなに重要なことではない。

画像: 2024年型ドゥカティ デスモセディチ GP24。多くのMotoGPマシンは圧縮空気を金属バルブスプリング代わりに使うニューマチックバルブスプリングを採用しているが、ドゥカティは初代モデルから一貫してデスモドロミックを採用するという伝統を守り続けている。 www.ducati.com

2024年型ドゥカティ デスモセディチ GP24。多くのMotoGPマシンは圧縮空気を金属バルブスプリング代わりに使うニューマチックバルブスプリングを採用しているが、ドゥカティは初代モデルから一貫してデスモドロミックを採用するという伝統を守り続けている。

www.ducati.com

すっかりMotoGPの標準技術として普及しているニューマチックバルブスプリングについて、当然ドゥカティもその採用を検討したことがある。2003年当時にドゥカティのレース部門を担当していたクラウディオ ドメニカリ(現ドゥカティCEO)は、そのことをメディアのインタビューに答えている。検討の結果、多額のコストがかかること、そして研究に時間を費やすという2つのデメリットを嫌って、長年の技術蓄積があるデスモドロミックを使い続けることをドゥカティは選択し、今に至っている。

ひと昔前のレース用カムシャフトは吸排気バルブのオープン時間が長い、いわゆるオーバーラップが多いものが主流だったが、このタイプは高回転高出力ながら低中速が弱々しい欠点があった。今日では乗りやすさの向上を視野に入れて強力かつ幅広いパワーバンドを与えるため、吸排気バルブのオープン時間を短縮する一方、バルブリフト量を増やす考え方が主流になっている。

バルブオープン時間の短縮とリフト量の増加は、バルブスプリングにとっては非常に過酷な労働の環境を生み出すことになる。急速に押し縮みさせられたバルブスプリングは金属疲労によって短寿命になってしまうため、ニューマチックバルブスプリング採用前のMotoGPマシンは、レースウィーク中は毎晩のバルブスプリングの交換が必須になっていたという。

画像: 日本のメーカーではじめて、ニューマチックバルブスプリングをMotoGPマシンに採用したのはスズキだった(写真は2006年型GSV-R)。ニューマチックバルブスプリングの利点は、バルブに対する追従性の良さ、共振によるトラブルの起きにくさ、往復運動部分の軽量化、スプリング力を空気圧で調整できることなどだ。 www.autoby.jp

日本のメーカーではじめて、ニューマチックバルブスプリングをMotoGPマシンに採用したのはスズキだった(写真は2006年型GSV-R)。ニューマチックバルブスプリングの利点は、バルブに対する追従性の良さ、共振によるトラブルの起きにくさ、往復運動部分の軽量化、スプリング力を空気圧で調整できることなどだ。

www.autoby.jp

モトクロスの分野で、デスモドロミックのアドバンテージはあるのか?

金属バルブスプリングでは頻繁な交換が必要となるバルブタイミングがMotoGPの世界で主流となった時代でも、デスモドロミックは正確なバルブタイミングを維持できるという、その黎明期からの長所を活かすことができた。

そしてこのことも昔からのデスモドロミックの美徳ではあるが、コスト増やメンテナンスの観点から市販車には採用することが難しいニューマチックバルブスプリングに対し、デスモドロミックは誰でも購入ことができる商品に、採用できるのも大きな利点といえよう。

最近ドゥカティは、デスモドロミック採用のモトクロッサー「デスモ450MXプロトタイプ」を発表した。そして2024年はイタリアモトクロス選手権・・・近い将来には世界モトクロス選手権やAMAスーパークロスなどに参戦する計画を明らかにしている。

画像: デスモ450MXプロトタイプ。9度世界モトクロス選手権王者に輝いたアントニオ カイローリが、その開発を担っている。 www.ducati.com

デスモ450MXプロトタイプ。9度世界モトクロス選手権王者に輝いたアントニオ カイローリが、その開発を担っている。

www.ducati.com

周知のとおりモトクロスの世界では依然バルブスプリングを使った単気筒が主流であり、ファクトリーバイクで培った技術が翌年の市販レーサーにフィードバックされるのが常だ。当然ドゥカティも、ゆくゆくはデスモ450MXの市販版を欧米などのマーケットに投入することを目論んでいるだろうが、どれだけモトクロスの世界でデスモドロミックであることをセールスポイントとしてアピールできるのか? については、多くの人が興味を持っているだろう。

モトクロスの世界もMotoGP同様、ピークパワーよりも扱いやすい、強力かつ幅広いパワーバンドを持つエンジンがトレンドになっている。アメリカのAMAの某ファクトリーチームのマシンはミッドレンジ重視の仕様となっており、むしろピークパワーは市販版よりも低くなっているそうだ。

画像: デスモ450MXプロトタイプはカイローリのほか、イタリア選手権で8度のチャンピオンに輝き、2021年のMXoNで優勝したアレッサンドロ・ルピノにも託される。 www.ducati.com

デスモ450MXプロトタイプはカイローリのほか、イタリア選手権で8度のチャンピオンに輝き、2021年のMXoNで優勝したアレッサンドロ・ルピノにも託される。

www.ducati.com

強力かつ幅広いパワーバンドを生み出すカムプロファイルを使えるデスモドロミックは、おそらくモトクロッサーとしてのデスモ450MXの武器として強くアピールすることができるだろう。低中速域では摩擦損失が少ない点も、モトクロッサー向きの長所といえるだろう。

一方でデスモドロミックを採用することのデメリットとして、無視することができないのがコスト増だ。価格競争がシビアな市販モトクロッサーのマーケットで、他社製品より大幅に高い値札が仮についたとしたら、多くの潜在的顧客層は市販版デスモ450MXの購入を躊躇するに違いない。

ドゥカティはムルティストラーダV4用に、スーパースポーツ用デスモドロミックV4エンジンをベースに、バルブスプリング仕様のV4エンジンを作った前例がある。デスモドロミックを与える必要はないとドゥカティが判断した場合、市販モトクロッサーが一般的なバルブスプリングを採用して登場する可能性もゼロではないだろう。

ただ、単気筒ゆえデスモドロミック採用によるコスト増の幅はマルチシリンダー車よりも少なく、公道モデルより頻繁なメンテナンスが必要な競技専用車であることなどから、市販モトクロッサーも「デスモ」の名を受け継いで販売されることになる可能性は高いと思われる(と思いたい?)。ともあれ、今後デスモ450MXプロトタイプがどのような活躍を各地のモトクロスコースで披露するのか、注目していきたい。

文:宮﨑健太郎

This article is a sponsored article by
''.