4cycle

・直列４気筒エンジンディスプレイモデル（２０１７．１１．１４）

Ｖ８エンジンディスプレイモデル、英AIRFIX製ジェットエンジンモデルと前後して、Ｓｍｉｔｈｓｏｎｉａｎ製４サイクルエンジンモデルを組み立ててみました。Ａｍａｚｏｎを覗いていると、購入履歴から関連商品が次々と表示されてきます。関心のある製品（教材関係）を労せずして見つけられるので便利といえば便利ですが・・・。
聞きなれた「スミソニアン」、「酢味噌和え」とは無関係でスペルは「Ｓｍｉｔｈｓｏｎ」＋「ｉａｎ」。製造元を調べてみると、	米国スミソニアン博物館のショップに行き当たります。ＷＥＢでの販売は終了しているようです。
ＡｂｏｕｔＵｓを確認すると、ワシントンＤＣを中心に１９もの博物館を擁するスミソニアン学術協会が紹介されています。	Ａｍａｚｏｎでは外観がほぼ同じＨｙｎｅｓ社製モデルも販売されています。おそらくスミソニアンにＯＥＭ供給しているのでしょう。
箱の中からパーツを取り出してみます。日本製品では考えにくいずいぶん無造作な詰め込み方です。	組み立て部位ごとに大まかに袋分けされています。ジッパー付きのビニル袋なので再利用できそうです。
英文の組み立て説明書です。冊子ではなく、大判１枚に細かな文字でぎっしり印刷されています。組み立て作業よりも読み取りに苦労しそうです。
ピストン周りのパーツを取り出します。右端は精密に一体成型されたクランクシャフトです。	別のパーツ袋にピストンピンがあります。同色の樹脂ごとに袋分けされています。
見たことのあるパーツです。以前に組み立てたＨｙｎｅｓ社製V８エンジンと全く同じパーツです。	Ｈｙｎｅｓ社製モデルがパッケージを変えてＳｍｉｔｈｓｏｎｉａｎへ供給されているようです。
本キットは４気筒エンジンモデルなので計４組のピストンを組み上げます。	Ｖ８エンジンでベアリングキャップと呼んでいたパーツ名が、コネクティングロッドキーパーに変わっています。
ピストンのベアリング部をクランクの溝に嵌め込みます。	ベアリングキャップ（コネクティングロッドキーパー）を２本のビスで固定し、アセンブリを完成させます。
ロワークランクケース（ハウジング下部）にオイルパンを組み付けます。	さらにスタンドを組み付けます。スミソニアンモデルではスタンド部に乾電池ホルダーを内蔵しないようです。
シリンダブロックにクランクシャフトアセンブリを組み込みます。	各シリンダにピストンが入ります。２組ずつ１８０度の位相と燃焼サイクルが異なります。
ロワークランクケースにシリンダブロックを組み付けます。薄い青色に着色された半透明の樹脂材を通して、ピストンやクランクシャフトの動きを観察することができます。
バルブ周りのパーツです。圧縮荷重数グラム程度のごく柔らかいスプリングを挿入します。	スプリングを介してシリンダヘッドにバルブステムを通し、シリンダ側に吸排気バルブを取り付けます。
４気筒分の吸排気バルブステムが並びました。ドーム型シリンダヘッドの垂線方向に傾斜します。	吸気バルブ（小）、排気バルブ（大）で異なるバルブ径も再現されています。
ロッカーアームをシャフトに差し込みます。この辺りもＶ８エンジンと同じパーツです。	ロッカーアームアセンブリをアッパーシリンダヘッドに組み付けます。各気筒吸排気バルブに２個ずつ対応します。
ベアリングカバー（実物ではべアリングが組み込まれるから）を取り付け、シャフトを固定します。	５個のベアリングカバーをネジで固定します。Ｖ８エンジンでは同じアセンブリを２セット使用しました。
シリンダヘッドを構成するアセンブリです。おそらく４気筒エンジンのモデルが先に開発され、その後パーツを再利用することでＶ８エンジンのモデルが開発されたのだと思われます。
シリンダブロックとシリンダヘッドの中間にガスケット（厚紙製）を入れます。なぜか２枚同梱されていました。	ガスケットを挟みシリンダヘッドを組み付けます。６か所をネジ止めして固定します。
カムシャフトを組み立てます。ロッカーアームごとにカムの位相角が決まっているものの、パーツの判別が困難です。	Ｖ８エンジンを組み立てた時の経験を元に、何とか配置を割り出します。
シリンダヘッドの中、バルブステムの間を貫通するようにカムシャフトを取り付けます。	ロッカーアームの先端がバルブステムに当たるよう、アッパーシリンダヘッドを正確に組み合わせます。
ロッカーアームによりバルブステムが押し下げられ、スプリングにより元に戻る動作は実物と同等です。	アッパーシリンダヘッドをシリンダヘッドにネジで固定します。シャフトの細いドライバが必要です。
ロッカーアームカバーを取り付けます。Ｖ８エンジンと多少デザインが異なります。	ロッカーアームの樹脂材が明るいグレー、シリンダ周りが薄い青色の半透明樹脂で、内部が良く見えます。
ピストンやバルブを駆動する機構周りを組み立てます。	タイミングギヤ（下）をクランクシャフトに、タイミングホイール（上）をカムシャフトに差し込みます。
ギヤとホイールを同期させるため、このような専用ツール（アライメントツール）が付属しています。	ギヤ・ホイール表面の穴に爪を差し込むことで、ピストンとカムが互いに正しい位置に調整されます。
両者を連結するタイミングベルトを掛けます。同期を維持するため、小さなコグドベルト（歯付きベルト）が用意されています。
タイミングベルトカバーを取り付けます。ここも半透明樹脂により内部の動きを観察できます。	ウォーターポンプを取り付けます。Ｖ８エンジンとほぼ同じパーツで、これは飾りに過ぎません。
ウォーターポンプを介してファンベルトプーリをネジ止めします。樹脂の色が違うだけで、Ｖ８エンジンと同じパーツです。	冷却ファンを取り付けます。Ｖ８エンジンと全く同じパーツです。ネジ２本で固定します。
クランクシャフトの先端にプーリを取り付けます。冷却ファンを駆動する動力を取り出します。	ファンベルトプーリとクランクシャフトプーリの間にゴムベルトを掛けます。かなりきつめです。
クランクシャフトの反対側にフライホイールクラッチと呼ぶ部品を差し込みます。モータの回転を受ける平ギヤです。	クランクシャフトを回転させる動力ユニット、Ｖ８エンジンと同じく点火プラグを点灯させるディストリビュータです。
ディストリビュータを取り付けます。４気筒分の点火プラグに対して、配線も４本出ています。	ピストンの動作に合わせ点火のタイミングでＬＥＤが順次光るのは、とても良いアイデアだと思います。
モータを内蔵した動力ユニットを取り付けると組み立て完了です。動力ユニットを目立たなくするため、クラッチコーン（カバー）と称する樹脂製カバーで覆います。
完成後に実際に駆動させてみると、減速ギヤから耳障りな音が聞こえ、モータが途中で停止します。	モータシャフトのピニオンギヤが、減速１段目の平ギヤと、さらに出張って減速２段目の平ギヤにも噛んでいます。
ピニオンギヤの長さを切り詰めて、２段目の平ギヤとの接触を避けます。	また、ピニオンギヤの取り付け位置を出来るだけ奥に押し込みます。
減速ギヤとの接触が解消されました。思い起こすと、子供の頃に夢中になったモータライズされたプラモデルは、このような欠陥だらけでした。自動車や戦車やロボットの模型が、説明書通りに動き出すまで色々と工夫・苦労したことを思い出します。
最後の完成写真ですが、こちらはＨｙｎｅｓ社のパッケージで販売されている製品です。オイルパンの下部、スタンドのデザインが異なっています。スタンドの中にバッテリーを組み込み、Ｖ８エンジンモデル同様に全体がすっきりした印象があります。一部のデザインや樹脂色を変更し、パッケージも別途用意してＳｍｉｔｈｓｏｎｉａｎに提供しているのだと思います。
今回組み立てたＳｍｉｔｈｓｏｎｉａｎ版のパッケージ写真です。いくつかのエンジン模型を組み立ててきましたが、このような純粋にメカニズムを紹介する教材的製品が現存することに少しほっとします。しかし、どれも海外製品であり、技術立国・ものづくり大国であるはずの日本製品は見当たりません。このモデルが対象にしている８歳以上、中でも日本の８歳以上の子供は、今やゲーム機やスマホに夢中で放そうとしません。その大元は、例えばエンジンサイクルをＣＧで説明しようとする大人、それも教育に影響力のある大人たちでしょう。
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