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バイクの理想的エンジンレイアウトとは

長く乗っていると４サイクルエンジンの方が心地よく感じるようになる
レースや峠道を早く走るには２サイクルの方が軽くて加速も素早く
操る楽しみも大きいと思うのだが、のんびり走ろうとすると、４サイクル
に乗りたくなる、排気ガス規制が強化されてからは４サイクルしか選択肢
が無いという状態にある
しかし４サイクルなら何でもいいという訳ではなく、エンジンレイアウト
でその性格が微妙に違ってくる
何をいまさらという方もいるだろうが自分なりに整理してみた

・単気筒前方寝かせ置き、または斜め置き
　代表車種：ホンダ　スーパーカブ
　最もシンプルで排気量あたりのコストが安い、小型バイクでは圧倒的に多い
　斜めにする理由はシリンダーヘッドを空気で冷やすためである
　またスクーターの様にシートの前の部分をまたぎやすくするためである
　排気管を下に出した際に、曲がりが少なく出来るという利点もある
　小さい排気量では具合が良い

・単気筒縦置き
　代表車種：ヤマハSR４００他多数
　排気量が大きくなってくると、シートとハンドルとの距離を維持するため
　エンジンを垂直に近く立てるようになる
　フレームもパイプフレームにし易く、エンジンの振動に耐える構造になる
　一回ごとの振動が判りやすく　比較的大きなバイクでは趣味性が強くなる
　特に３０００回転位まではのんびりした雰囲気が味わえる
　いわゆる鼓動感を感じる事が出来る
　反面低回転ではトルクが少なく、無理にアクセルを開けてもノッキングの
　原因になる、また高回転はシリンダーが慣性のため追従できなくなり回せない
　単気筒は低回転でトルクがあると勘違いしている人がいた、高回転まで
　回らないから仕方が無いのである、クランクの慣性を大きくして低回転でも
　粘り強く見せる事は可能である
　鼓動感は裏返せば振動であり、ハンドルやミラー等、端で、かつ強度の弱い
　部分が破損する事もある、ネジも緩みやすくなり、常に点検が必要である
　車体はスリムにでき、軽量化が容易、バンク角も深く出来る
　排気量が４００ｃｃを超えると、エンジンが縦方向に大きくなり、バイクのサイズ
　では収まらなくなってくる
　特にＯＨＣはエンジンの先端にカムが来るため更に長くなる
　スズキのサベージのように燃料タンクにシリンダーヘッドが接近するため
　タンクを外さないと修理できない等の不具合が発生する
　（サベージは上記理由でメカニックさんからは嫌われていた）
・２気筒狭角Vツイン縦置き
　代表車種：ハーレーダビットソンのほとんどの車種
　単気筒の次に考えだされたのがＶツインだと言われている
　排気量を半分にして、長さを稼ぎ、かつ幅を抑える事が出来る
　並列２気筒より優れている点は、幅なのである
　２本の角度をできるだけ狭くすれば、単気筒のフレームを少しいじるだけで
　載せられる、つまりバンク角も確保できる
　特性は、振動が柔らかくなると言われている
　また単気筒に比べ高回転まで回せるし、排気量を倍にできる
　欠点として、柔らかいとはいえ振動が大粒で大きい、シリンダーが上に行くほど
　広がり、場所を食う、マフラーの処理が難しい
　２本のシリンダーの角度は狭いほど場所を食わないが、振動が単気筒に近くなり
　また、シリンダー同士の振動が増幅される部分も出てくるため、角度が難しい
　空冷では後ろのエンジンの熱処理が難しい等がある
　現在ではエンジンの性能面で採用されるのでなく、振動が大きい事で採用される
　つまりアメリカンモデルでゆっくり走るのに振動が心地よいので好まれている
　振動は単気筒よりも柔らかいといわれる、ドドッ、ドドッっという感じなる

・２気筒並列横置き
　代表車種：カワサキZZR250他多数
　日本のバイクがまだ発展途上だった頃、大型バイクはイギリス製のバイクが
　全盛期であった、その中心的レイアウトが並列２気筒である
　エンジンの爆発は２回転に一回だが、２気筒で交互に爆発させる事で互いの
　トルクを補い合い、安定したトルクを発生させる、、またシリンダーヘッドの部
　分の駆動力をクランクからつたえるのに一つの機構で済み、安価である
　効率的で安定した出力を得やすい構造と言える、Ｖツインのようにシリンダー
　部分がかさばらないのもメリットである、マフラーの処理が容易である
　反面、Ｖツインより幅が広くなり、振動が細かくなり、味わいが薄れる
　Ｖツインがノスタルジックなバイクに限定して生き残っているのに対し、並列
　２気筒は今でも最新鋭のエンジンとして生き残っていることからも窺える
　クランクから１８０度と３６０度に分けられるが、１８０度の方が比較的穏やか
　と言われている
　大排気量バイクよりも中間排気量バイクに採用される事が多い
　低回転から高回転まで全域にわたり良く回るエンジンと言う味付けのバイクが
　多い
　私の青春時代（昭和５０年頃）は単気筒から、並列二気筒の移行する全盛期
　だった、ホンダは４サイクルで、ヤマハは２サイクルで９０ｃｃから５００ｃｃまで
　二気筒でラインアップを揃えた
　スズキとカワサキは少し出遅れたが２サイクル３気筒で対抗し、２５０ｃｃから
　７５０ｃｃまでラインアップを揃えた
　今と違いエンジンの種類は多くなかった
　私はその当時４サイクル単気筒にあこがれてドカティの４００ｃｃのカタログを
　見てため息をついていたものである

・２気筒並列横置き、２７０度クランク
　代表車種：ヤマハTDM９００他多数
　１０年ほど前にヤマハで２気筒エンジンのクランクシャフトを１８０度から２７０度に
　変えて見たら、エンジンとの相性が非常に良かったとの実験結果から、ＴＲＸ８５０
　に初めて搭載されたと記憶している
　並列２気筒でありながらＶ型２気筒の様に振動特性が変るとのことである
　現在ではヤマハだけでなくトライアンフでもアメリカンモデルに採用されている
　エンジンレイアウトは並列２気筒なので効率的でコンパクトに出来る

・２気筒水平対向横置き
　代表車種：BMW　Rシリーズ
　エンジンの振動を抑える最善の方法として、シリンダーを２本用意し、反対方向に
　同時に動かす方法がある、全く同時であれば振動が打ち消し合う理屈である
　これを具体的に作ったのが水平対向エンジンである
　このレイアウトは車ではポルシェ、スバルで作られたがバイクではＢＭＷだけである
　欠点は横に大きくはみ出す事、並列２気筒に比べシリンダーヘッドの部品が共通化
　出来ず、部品点数が増え、価格を安く出来ない事がある
　ガソリンの供給も左右のエンジンに同時に同じ量を送らねばならず連動が難しい
　バイクの様に傾けて駐車する場合、下側のエンジンのヘッドにオイルが溜まり、始動時
　にオイルが燃えて白煙が出るなどがある
　また理論的には全く振動が無いのだが、実際は少しだけずらさないとクランクシャフト
　に取り付け出来ない、このため独特の揺れが発生する

・２気筒９０度Vツイン縦置き
　代表車種：ドウカティのほとんどの車種
　Ｖ型２気筒の内、シリンダーが９０度に開いた場合、お互いの振動を打ち消し合う事が
　できる、ドウカティではこれをＬツインと呼んで自社オリジナルの特徴としている
　日本でもホンダがＶＴ２５０という傑作を生んだ

・２気筒Vツイン横置き
　代表車種：モトグッティのほとんどの車種
　Ｖツインのエンジンを横から見てＶに見えるのでなく、バイクの前から見てＶに
　見えるように配置する
　この場合クランクシャフトが縦方向になる、モトグッティのようにクランクシャフト
　が重いと慣性モーメントが働き、エンジンの回転を上下すると車体がぐらっと
　傾く動きが発生する、初期型のモトグッティはこれが特徴と言われた
　その後、クランクシャフトと反対方向に回るダミーのシャフトを付ける事で緩和
　された
　そう言う意味ではBMWのRシリーズもクランクシャフトは同じ方式なのだが、ド
　イツらしく対策は早かった、わたしはK100LTに乗った際に心配したが、アクセ
　ルを開けてもぐらっとこなかった
　むしろカーブを曲がる際に日本車と違い抵抗が無く、すっと曲がる利点を感じた
　日本車のようにクランクシャフトが横向きだと、バイクを傾けると反対方向に
　抵抗が発生するのである、エンジンレイアウトと密接に結びついている問題である

・２気筒並列前方寝かせ置き
　代表車種：ヤマハT-MAX
　Ｔ－ＭＡＸは５００ｃｃのエンジンである、単気筒ではヤマハの提唱するスポーツ
　性能が出せないと判断したのか２気筒にした
　前方に寝かせたのはスクーターでスペースの要求が厳しいからであった
　更にＴ－ＭＡＸでは振動低減のためにバランサーを付けた
　エンジンとは反対方向に動く重りをつけたのである、擬似的な水平対向４気筒
　にしたわけである
　同じスクーターでもスカイウェイブはバランサーまでは付けていないが、単気筒
　に比べれば格段にスムーズである、しかし２気筒の粒々感は感じる
　T-MAXは推測だが４気筒に近い感覚なのだと思う
　吹け上がりがスムーズでスポーツできるとインプレッションに書いてあった

・３気筒横置き
　代表車種：トライアンフ　スピードトリプル
　２気筒より３気筒の方が振動が細かくなるとの理屈から、１気筒増やしたが、
　振動面では大きなメリットが発生する、２気筒だと１８０度か３６０度にしないと
　振動が不規則になるが、シリンダーは上下を同時に動かすか、正反対に動か
　すかいずれかしかない
　上下同時では振動が大きくなる、正反対だとエンジンの燃焼が不規則になり
　今度はトルクの出方が均一でなくなる
　しかし３気筒だと３分の２で区切る事ができ、シリンダーが２回転する間に均一
　の爆発が起こり、シリンダーの動きも均一になる

・３気筒縦置き
　代表車種：トライアンフ　ロケットⅢ
　ロケットⅢは３０００ｃｃ４気筒の車のエンジンを３気筒縦方向に載せたといわれて
　いる、排気量は２３００ｃｃで量産車ではオートバイで最大である
　これだけ大きなエンジンになると横置きでは幅が大きくなりバイクとしての性能に
　支障が出ると考えたのであろう
　しかし、縦置きにしても重量だけはどうしようもない、またモトグッティのように
　クランクシャフトの問題も解決する必要がある
　昔、大きい事はいいことだというチョコレートのコマーシャルがあったが、バイクは
　取り回しの限界をどの程度に設定するかが難しい
　今後もこれ以上の大きいバイクは恐竜の様に絶滅するのではないかと思う

・４気筒横置き
　代表車種：ホンダ　CBシリーズ他多数
　日本製の大型ロードスポーツの代表的エンジンレイアウトである、本来４気筒を
　横置きにすると幅が大きくなり、バンク角が取れなくなり、バイクには合わないと
　思われてきたが、日本の高い技術力でコンパクトなエンジンにしてカバーした
　また水冷にする事で中央のシリンダーがオーバーヒートするのを防ぐ事で大きく
　普及する事となった
　エンジン特性はスムーズで低回転から高回転まで良く回る
　またカムシャフトの動きを部品共用化で効率的に行える、ＤＯＨC化も容易に
　できる
　振動や安定したトルクの発生等、メリットが多く、車でも中心的レイアウトである
　しかし、バイクでは乗り味が味気ないという人がいる
　贅沢なものである、単なる移動の道具でなく、運転が楽しくなければならない
　だから、音とかハンドリングも含め、「最善でない」設定をあえて行う
　快適に移動するだけなら、最善のエンジンレイアウトと思う

・４気筒寝かせ置き縦クランク
　代表車種：BMW　K１２００LT
　採用されたのはＢＭＷのＫシリーズのみである、最近ＢＭＷも横置きになって
　しまい、現存するバイクにはこのレイアウトはない

・４気筒寝かせ置き横クランク
　代表車種：ヤマハ　ＦＪ７５０
　４気筒横置きエンジンを前に４５度倒すと重心が下がるだけでなく、シリンダー
　ヘッドに風が当たり、冷却に有意であり、またマフラーも下に４５度に出るため
　後方へ曲げるのに無理が無い
　ヤマハではこれをジェネシスエンジンと呼び、今後１０年これ以上のエンジン
　レイアウトは生まれないだろうと豪語していた
　しかし、水冷が主流になり、前傾するメリットから冷却効率が消えたのと、性能面で
　極端によくなった部分がなくなり、いつか下火になっていった
　　
・４気筒V型横置き
　代表車種：ホンダ　パンヨーロピアン
　モトグッティに比べよりゴージャスというのが狙いかもしれないが、何のために
　このレイアウトを採用したかコンセプトが不明
　もっと多気筒の例えばＶ８位ならコンパクトを追求したと言えるのだが・・・
　ホンダらしくそつのない良いバイクに仕上がっているが、ここで扱うエンジンレイアウト
　から見たエンジンの性格という面ではそつがない分不明確である
　
・４気筒V型縦置き
　代表車種：ヤマハ　ロイヤルスター
　かってはホンダとヤマハで業界を牽引し、Ｖ型４気筒を広めようとした時期が
　あったらしい
　今残っているのはＶ－ＭAX位か、並列４気筒と同じくパワーを得やすい構造だが
　部品点数が多くなり、高価になるとの事である

・４気筒水平対向横置き
　代表車種：ホンダ　ＧＬ１０００
　重心が低く出来るが反面バンク角が浅くなる、従ってゆったり流すような用途の
　バイクに向いている、またシリンダーヘッドの部品が重くなり重量増になる
　振動面では有利であり、理論的には高回転までロスなく回す事が可能である
　量産品ではホンダＧＬ１０００のみと思う
　ツーリング志向の快適なバイクという位置づけでＧＬ１０００は受け取られたが
　開発側はカワサキ９００Ｚ１の対向車だったと思う
　結局市場からは受け入れられなかった
　現在は水平対向６気筒に「進化」したが、私にはまさに大型恐竜を感じる

・６気筒横置き
　代表車種：カワサキ　Ｋ１３００
　４気筒よりも更に横幅が広くなり、バイクとしては不向き、また部品が多くなり
　高価にならざるを得ない
　車では振動面で有利であり、高回転型エンジンに使われるが、バイクでは馬力の
　メリットより重量のデメリットの方が大きく普及していない
　ホンダやベネリでも作ったが、カワサキのＫ１３００は扱いずらさから「男カワサキ」
　を感じる、女には乗れねえバイクという意味で最もカワサキらしいと思う
　残念ながら私にも恐らく乗れない、女だけでなく、軟な奴はカワサキには乗れない
　のである

・８気筒V型縦置き
　代表車種：ボスホス
　注文生産のため量産品ではない、一台一台手作りになる
　エンジンは車のエンジンそのものであり、排気量はたしか５０００ｃｃと８０００ｃｃｃ
　位だったと思う、ここまで大きいともはや車よりも融通の利かない乗り物になり
　普及はしなかった
　仮に排気量を小さくするとＶ８の意味が無くなってしまう
　バイクとしては採用するべきでないレイアウトと思う
　車重はたしか５００Ｋｇぐらいと思う、ギアは前進２速である
　バイク屋さんで見た事があるが、エンジンの前にラジエーターを冷やすプロペラが
　付いており、エンジンを吹かすとプロペラも早く回る
　回転に合わせてクランクシャフトの反動でバイクがグラっと傾く
　エンジンが大きく横にはみ出しているため、足をエンジンの後方に置き、耕運機
　のような巨大なハンドルが付いていた
　ライダーは結構大柄な人だったが、小学生の様に見えた
　ＧＬ１８００よりも一回り大きいと言えば想像できるだろうか
　
・６気筒水平対向横置き
　代表車種：ホンダ　ＧＬ１８００
　ホンダのＧＬ１８００しか使用されていない、実物を見れば判るが、巨大なエンジンが
　前方にあり、足をその後ろに置かざるを得ず、結果としてハンドルが耕運機のように
　長くなってしまっている、エンジンとしての理想がバイクではデメリットになってしまっている

・その他レイアウト
　①飛行機のエンジンの様にクランクシャフトの周りを複数のシリンダーが取り囲んだエン
　ジンが考えられるが、バイクでは３気筒が限度である、実際に作られたのを写真で
　見た事があるが、確か下向きのシリンダーのオイルが燃え白煙が出るとか書いてあった
　自転車の三角形のフレームに収まるようにしたレイアウトだった
　３０００ｃｃという排気量の割にはエンジンが小さく見えた、馬力は１０馬力ぐらいだったと
　思う、昔のエンジンはシンプルで補器類が少ないため小さく見えたのだと思う
　フランスで飛行機の１２気筒エンジンをそのまま車の前輪の後ろに載せた車を見た事が
　有るがさすがに不気味だった、マフラーやキャブをどう配置したのかまで確認してない
　②４気筒を四角形にレイアウトし、クランクシャフトを２本にするレイアウトが考えられる
　２サイクルエンジンでレース用に開発されたと聞いた事があるが見た事は無い
　③５気筒Ｖ型エンジンが有ると聞いた事があるがこれも見た事が無い
　前３気筒後ろ２気筒でクランクシャフトに交互に設置するため、構造上は３気筒エンジン
　と同じ横幅で済む

・理論的に最適なバイク用エンジンレイアウト
　バイクは傾けて曲がる乗り物である、エンジンが横へ張り出すのは出来るだけ少なくしたい
　Ｖ型ならば、傾けて乗るのには有利だが、縦にしても横にしても、シリンダーのヘッド部分
　がかさ張りエンジンがでかくなる
　レイアウトは水冷の並列型が良い
　気筒数は、単気筒か２気筒だと大排気量は上下方向の寸法が大きくなり無理がある
　従って排気量が大きくなるほど気筒数を増やしたい
　横でダメなら縦方向で増やすしかない、つまりトライアンフロケットⅢのレイアウトである
　２３００ｃｃ３気筒があのレイアウトになったのはある意味必然だったのである
　もう一つの課題が重心位置である、上下方向に大きくなるほど、シリンダーヘッドの位置が
　上にあがり、重心があがる
　ＤＯＨＣは特にヘッドが重い、かといってＯＨＶは環境規制の面で不利になる
　そこで、エンジンを傾ける案が出てくる、シリンダーが長いのでＢＭＷ　Ｋシリーズのように
　横置きにしてしまうと今度はバンク角に影響が出る、４５度が理論的に最も重心が低くかつ
　バンク角が多く取れるレイアウトになる
　マフラーはどう処理するか、シリンダーヘッドや足に当たると熱そうである
　ガソリンタンクとギアボックスの間でカバーを作り、その中を通すしかない
　マフラーの反対側はキャブレターが気筒数分並ぶ事になるが４５度傾けると、キャブがうまく
　はみ出さずにレイアウトできそうである
　通常はバイクを止めておくには左側にスタンドを出し、傾けるので、見た目が美しいシリンダー
　ヘッドをスタンドと反対側へ４５度傾けてヘッドが見えるようにすると良い
　ヘッドの下にはマフラーが並び集合管で後方へ送られるようにすれば、人体に接触しない
　こうすることで例えばロケットⅢならばあと数センチシートの高さを下げる事ができたはずである
　反面エンジン幅は数センチ広がったと思う、でもマフラーを通すためかえって良いかもしれない
　この方法なら５０００ｃｃ６気筒位まではレイアウト可能と考える
　もちろん重量の問題は考えねばならないが、エンジンレイアウトはバイクにとって理想的と考える
　なぜこのレイアウトが存在しないのか、５０００ｃｃでなくとも比較的多い１０００ｃｃで考えなかっ
　たのか、横置きにするより乗りやすかったのにと思えてならない
　もっとも６気筒バイクが開発されたのはまだ空冷の時代だったのかもしれない
　空冷では縦置きそのものが却下されたに違いない
　結論的には、水冷６気筒２０００ｃｃ縦置き４５度傾斜、エンジンの一部はシート下まで来てしまう
　ようなレイアウトのバイクがあるといいなと思った
　シート下までエンジンが来ても高さがないので問題ないのである
＜斜め４５°エンジンレイアウト＞マフラーは一旦正面から見て左側に出し、まとめてから
右側へ送っている、これはギアボックスが左になり駆動軸が左の方が出しやすいため
しかし、バイクサイドスタンドで駐車する際、左が下になり、右側にシリンダヘッドとキャブが見える
方が見栄えがする、反面マフラーの処理が難しくなる
この絵ではマフラーは右側にだし、ギアボックスの上にカバーをつけてその中を通せばやけどを
しないのではないと考えた案を載せた
これをカッコイイと思うかどうかは別として、上下にも横にもはみ出さず、かつ大排気量のエンジンを
積めると思う


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