バランスシャフトがバイク振動と鼓動感を決める仕組み

バランスシャフトでバイクの振動と鼓動感が決まる仕組み

バランスシャフトが付いていれば振動はゼロになると思っているなら、それは間違いで、ホンダGB350はあえて「0.5次振動」だけを残す設計で鼓動感を作り出しています。

バランスシャフトの振動を打ち消す基本的な仕組み

バイクのエンジンは、ガソリンが爆発してピストンを押し下げ、クランクシャフトが回転力に変換するという流れで動きます。このとき、質量のあるピストンが上下に激しく動くことで、さまざまな方向への振動が発生します。

振動の種類は大きく3つに分けられます。まず「1次振動」は、クランクシャフト1回転につき1回発生する振動で、ピストンが上死点・下死点を通過するたびにエンジン全体を前後に揺さぶる力です。次に「2次振動」は、クランク1回転につき2回発生する細かい振動で、ピストンの上下スピードの変化が原因です。そして「偶力振動」は、複数気筒エンジンで隣り合うピストンの動きがずれることで、エンジンをねじるような揺れが生まれるものです。「すりこぎ運動」とも呼ばれ、体感しやすい不快感があります。

これが基本です。

バランスシャフトは、クランクシャフトに連動してギアを介して回転する錘（おもり）付きのシャフトです。振動の原因となる力と「逆向きの力」を意図的に発生させることで、振動を打ち消します。クランクと同じ速度で逆回転させれば1次振動を抑制でき、クランクの2倍の速度で回転させれば2次振動を打ち消せる構造になっています。

数字で整理すると、以下のように振動の種類とバランスシャフトの対応関係が決まります。

振動の種類	発生タイミング	バランスシャフトの回転速度
1次振動	クランク1回転に1回	クランクと同速で逆回転
2次振動	クランク1回転に2回	クランクの2倍速で逆回転
偶力振動	気筒のずれによる捩じれ	専用2軸バランサーで対応

ただし、すべての振動を消せるわけではありません。これが条件です。

バランスシャフト自体が回転するためには、エンジンの動力の一部を使います。一般的にはエンジン出力の数%が損失するとされており、同時にシャフトや歯車が追加されることで車体重量も増加します。エンジンがコンパクトに収まらなくなるという物理的な制約もあります。メリットとデメリットを理解した上で、バランスシャフトの搭載可否をメーカーが判断しているわけです。

参考：バランスシャフトの構造・種類・デメリットについて詳しく解説している記事
エンジン内部の「バランサー」は何のため？ 本当に必要？ 無いとどうなる？｜バイクのニュース

バランスシャフトがバイクに搭載される気筒数・エンジン別の違い

エンジンの種類によって、どの振動が問題になるかが変わります。そのため、バランスシャフトが必要かどうか、何本必要かも車種によって異なります。

単気筒エンジンの場合、1次振動と2次振動の両方が発生します。ただし、排気量が小さくエンジン回転数も低めであれば振動の絶対値が小さいため、125cc以下の小排気量車ではバランスシャフト非装備の車種が珍しくありません。一方、350ccクラス以上になると振動が体感レベルで大きくなるため、バランスシャフトの搭載が一般的です。ホンダGB350は、1軸バランサーに加えてミッションメインシャフトに「同軸バランサー」を追加した変則2軸式を採用し、振動制御の精度を高めています。

並列2気筒エンジンでは、クランクの「位相角」によって発生する振動の種類が変わります。

• 360°位相クランク（旧車に多い）：2つのピストンが同時に上下するため、単気筒と同じ大きな1次振動・2次振動が発生します。
• 180°位相クランク（250ccスポーツに多い）：互い違いに動くため1次振動はほぼ消えますが、偶力振動（すりこぎ運動）が発生します。
• 270°位相クランク（現代の中〜大排気量に多い）：2次振動が自然に相殺される一方、1次振動と偶力振動が残るためバランサーが必要です。スズキは「クロスバランサー」という独自の2軸式を採用し、コンパクトさと振動抑制を両立しています。

意外ですね。

さらに、90°V型2気筒（ドゥカティや一部のスズキ車）は、理論上1次振動・2次振動・偶力振動がすべて打ち消し合う「完全バランス」に近い設計です。そのためドゥカティは長年バランスシャフトなしでエンジンを作り続けており、その分だけエンジンを軽量・コンパクトに仕上げられるというメリットを享受しています。直列6気筒も同様に完全バランスとなるエンジン配列で、バイクでは川崎・Z1300などに採用されていました。

つまり、気筒数が多いほど振動が少ないとは限りません。配列とクランク角の組み合わせが振動特性を決める、というのが正確な理解です。

参考：気筒数とクランク角の違いが振動に与える影響をわかりやすく解説しているページ
二気筒エンジンが七変化した理由 ―クランク角について―｜バイクの系譜

SR400やハーレーがあえてバランスシャフトを使わない理由

バランスシャフトを搭載していないバイクは「古い設計だから」と思われがちです。しかし、これは大きな誤解です。

ヤマハのSR400はバランスシャフト非装備の代表的なモデルで、2021年に生産終了するまで約43年間にわたって製造され続けたロングセラーです。SR400の単気筒エンジンは1次振動をあえて残しており、それがライダーが感じる「ドコドコ」とした鼓動感の正体です。ヤマハは振動を「排除すべきノイズ」としてではなく、「個性として演出する要素」と位置づけていました。

ハーレーダビッドソンも、2000年代以前のモデルはバランスシャフトを持たないものが多く、振動を「バイクの魂」として積極的に残してきました。ただし現代のハーレーは、ウォーターボクサーエンジンなどでバランサーを組み込む設計に移行したモデルも増えています。これは排ガス規制強化に伴う高回転化への対応と、長距離ツーリングユーザーの快適性ニーズに応えるためです。

ホンダGB350の開発エンジニアは、振動を完全に消すことを目的にしなかったと明言しています。GB350では「燃焼と同じ周期で発生する0.5次振動」を意図的に残しつつ、不快感の主因である1次振動を2軸バランサーで抑制するという、精密なコントロールを実現しています。

これは使えそうです。

まとめると、バランスシャフトの「あり・なし」はシンプルに「良い・悪い」ではなく、メーカーがどんな乗り味を狙っているかによって意図的に選択されるものです。バランスシャフト非搭載のバイクに乗っているからといって「時代遅れの設計に乗っている」ということにはなりません。鼓動感を楽しみたいライダーには、あえて非搭載のモデルを選ぶという選択肢が明確に存在するわけです。

参考：GB350の開発エンジニアが振動と鼓動感の設計哲学を語った詳細インタビュー記事
音と振動の「解析」から生まれた鼓動感！ホンダGB350開発秘話｜モーサイ

バイクの振動が体に与える健康リスクと「振動障害」の正体

バイクの振動は「慣れれば気にならない」と思っているライダーは多いです。しかしこれは、じわじわとリスクが蓄積される健康問題を見落とす考え方です。

バイクのエンジン振動やハンドルの振動は、長時間継続してグリップを握り続けることで、手・腕・肩にわたって局所的な振動ばく露として蓄積されます。厚生労働省が職業病として認定している「振動障害」は、チェーンソーや削岩機などの振動工具が主な原因として知られていますが、長時間・継続的なバイク走行でも同様のリスクが報告されています。

振動障害の主な症状は次の3種類です。

• 末梢循環障害：指先の血管が収縮し、指が白くなる「レイノー現象（白蝋病）」。寒冷時に悪化しやすい。
• 末梢神経障害：指のしびれ・冷え・こわばりが慢性的に続く状態。
• 運動器障害：骨・関節・筋肉へのダメージが蓄積し、握力低下や関節痛につながる。

痛いですね。

配達業務などでバイクに毎日長時間乗り続けた場合、早ければ6〜7年で指の感覚が失われ、レイノー現象が発症したという事例も報告されています。これはチェーンソーを日常的に使う林業従事者に近い振動ばく露環境です。

一般のツーリングライダーが毎日業務乗車するケースと同一視はできませんが、週末ツーリングでも1日に4〜5時間以上を継続する場合は、手への振動ばく露量が積み重なります。特にバランスシャフト非搭載の単気筒エンジンや、低周波の大きな振動が出やすいモデルに長時間乗る場合は注意が必要です。

振動ばく露を減らすためのアプローチとして、まずエンジン由来の振動を根本から抑えているバランスシャフト搭載車を選ぶことが有効です。すでにバランスシャフト非搭載のバイクに乗っている場合は、ハンドルバーにウェイトを追加するバーエンドウェイトや、振動吸収素材を使ったグリップへの交換が現実的な対策です。走行面では、グリップを必要以上に強く握り続けない「リラックスしたライディングフォーム」の維持も重要です。

参考：厚生労働省の振動障害に関する解説（症状・原因・予防）
振動障害｜職場のあんぜんサイト（厚生労働省）

バランスシャフトを活かすためにライダーが知っておくべき独自視点

バランスシャフトの搭載有無だけでなく、「タイミングのズレ」という点に注目しているライダーは少数派です。これが実は体感できる振動増大に直結する問題です。

バランスシャフトはギアやチェーンでクランクシャフトと連動して回転します。この連動のタイミングが正確でなければ、振動を打ち消すどころか、逆に振動を増幅させてしまうことがあります。Reddit上のKLR650オーナーのコミュニティでは「突然エンジン振動が増えた」という相談に対して、複数のベテランユーザーが「カウンターバランスシャフトのアライメント（位相合わせ）をチェックするべき」と回答している事例があります。

エンジンのオーバーホールや腰下整備を自分または経験の浅いショップで行った後に「以前より振動が増えた」と感じる場合、バランスシャフトのタイミングマークのずれが原因である可能性があります。エンジンを分解して組み直した際に、クランクシャフトとバランスシャフトの位相（タイミング）が1歯分でもずれると、振動キャンセル効果が大幅に低下します。

これに注意すれば大丈夫です。

また、ボアアップやピストン交換などのカスタムを行った場合にも注意が必要です。ピストンの重量が変わると、もともとそのピストン重量に合わせて設計されていたバランスシャフトの錘との釣り合いが崩れ、振動が増加します。カスタムショップで「ボアアップ後に振動が増えた」という声が出るのはこのためです。純正ピストン重量から大きく変更する場合は、バランスシャフトの錘量の見直しまで含めた計算が必要になります。

バランスシャフト搭載車に乗っているライダーは、エンジン整備後に「振動の質が変わっていないか」「以前より振動が増えていないか」を確認することを習慣にしておくと、問題の早期発見につながります。振動の変化に気づいたらまず整備記録を確認し、エンジン分解整備があった場合はバランスシャフトのタイミング確認をショップに依頼するのが確実な対処法です。

• 🔧 エンジン分解後は「バランスシャフトのタイミングマークのずれ」を確認してもらう
• ⚖️ ボアアップなどでピストン重量が変わった場合は、バランス設計の見直しが必要
• 📋 「整備前後で振動の質が変わった」と感じたらすぐにショップへ相談する

参考：KLR650オーナーによるバランスシャフトタイミングずれの実例討議（英語・日本語翻訳あり）
振動がすごい（KLR650コミュニティ）｜Reddit

AUCERAMIC エンジンバランスシャフトセット トヨタカムリ2007-2011、トヨタカローラ2009-2010、レクサスHS250h 2010-2012、2.4L、1360128020、1360128021に適合