V8

・Ｖ８エンジンディスプレイモデル組み立て（２０１７．１０．１４）

イギリス製８気筒エンジンディスプレイモデルの組み立てキットです。もちろん工房の製作品ではありません。英国ブリストルにある出版社Ｈａｙｎｅｓが販売している、Ｖ８エンジンの構造を再現した精巧な模型です。技術教育において実物および実物に近いモデルは、装置の構造や機能、原理を理解する上で重要です。実物をできるだけ忠実に再現し教育効果の高いモデルは、なかなか見つけることが出来ません。
ネットショッピングをしていて偶然見つけたもので、実際にはＡｍａｚｏｎで購入しました。	２５０以上のパーツを組み立てるキットです。プラモデルではないので接着剤は不要です。
組み立て手順が説明されている付属のマニュアルです。全４０ページ、英文です。	精密に作図された図解と、必要十分な解説が用意されています。視力の衰えた目には小さい！
ガイドピンが嵌まり込むか、要所はネジで固定されるよう設計されています。	最初にピストンを組み立てます。コネクティングロッドにピストンピンを通します。
左右に分割されたピストンのパーツをピストンピンを挟むように組み合わせます。	８気筒エンジンなので計８個のピストンを組み立てます。
ガイドピンを強く押さえ付けるよう指示があるものの、実際には緩んで隙間が生じます。	接合面に少量の接着剤を使用することにします。
完全に密着させます。隙間が開いているとシリンダの内壁と干渉する恐れがあります。	クランクシャフト周りの組み立てに必要な、ベアリングキャップと固定ネジを用意します。
複雑な形状のクランクシャフトは、肉厚を避けたリブ構造で一体成型されています。かなり精密なインジェクションです。
クランクシャフトにピストンを取り付ける部分の説明です。矢印の意味がやや分かり難い。	実際に取り付けます。リブで区切られた一方にピストンの片側が取り付けられます。
隣の区切りにもう一方のピストンが取り付けられます。ピストンは４５度の角度で交差するので互いに干渉しません。	ベアリングキャップに予め固定ネジを取り付けておきます。
コネクティングロッドの底部にベアリングキャップをネジ固定します。	クランク１か所に交差する２個のピストンを取り付けます。
計８個のピストンがいかにバランスよく運動するか良く分かります。各クランク部の位相関係と動作は、このようなモデルを手にすることで正確に把握することができます。
ピストン・クランクシャフトアセンブリをシリンダブロックに挿入します。
ピストンを２個ペアで上死点・下死点にセットし、シリンダ内に注意深く挿入します。	逆さの状態で組み立てたシリンダブロックを上に向けます。ピストンが収まった状態を確認できます。
バッテリーボックスを兼ねるベースの上にオイルパンとクランクケースを取り付けます。	先ほど組みあがったシリンダブロックをクランクケースと合体させます。
組み合わせてみると、シリンダブロックとクランクケースの接合部に隙間が生じます。	クランクケース側に付いているピンがシリンダブロック側の穴に入りません。
穴の成型が不完全で小さいため。ピンが通りません。穴を大きくします。	完全に密着するようになりました。全体的に成型精度は高いようです。
シリンダヘッド部の組み立てに移ります。アッパー・ロワーに2分割されています。	先に、ロワーシリンダヘッドに各２枚のシリンダヘッドプレートを組み付けます。
シリンダヘッドプレートに開けられた２列の穴を、吸気・排気バルブステムが通ります。	バルブステムに傾斜を与えるため、シリンダヘッドプレートは斜めに取り付けられます。
スチールシャフトにバルブスプリングのセットが必要数通されています。	バルブステムのパーツです。吸気用と排気用で先端に取り付けるバルブの形状が異なります。
バルブステムにバルブスプリングを通します。非常に繊細なスプリングです。	ロワーシリンダヘッドの穴に通し、反対側に突き出たところでバルブを取り付けます。
シリンダヘッドの内側に吸排気バルブが並んでいます。バルブステムを押すと実際に開閉します。	ロッカーシャフト（スチール製）にロッカーアームを通します。左右シリンダブロックで組み方が異なります。
ロッカーアームアセンブリを、左右のアッパーシリンダヘッドに取り付け、ベアリングキャップをネジ固定します。	ロワーシリンダヘッドと合体させてみます。ロッカーアームがバルブステムの頭を叩きます。
あらためてここでシリンダブロックとクランクケースをネジで固定します。	両端に突き出たクランクシャフトを回転させると８気筒分のシリンダが次々と往復します。
紙製ではありますが、シリンダヘッドガスケットです。内部の視界を遮りますが、透明では存在が分かりません。	その上にロワーシリンダヘッドを載せます。Ｖ８エンジンの迫力が出てきました。
ロワーシリンダヘッドをネジで固定します。実物のＶ８エンジン構造とほぼ同等です。	左右に分かれた４気筒ずつふたグループのシリンダヘッドが、４５度に開いたＶ字になります。
バルブステムを駆動するカムシャフトの組み立てに移ります。スプリングを通していたスチールシャフトです。	シャフト断面およびカムに開けられている穴は、周の一部が欠き取られており、各カムの位相角が正確に決定されます。
従って、カムの挿入順序を間違えるわけには行きません。アッパー・ロワーシリンダヘッドの間に入ります。	シャフトと共にカムが回転し、ロッカーアームを下から正確なバルタイ（バルブタイミング）で上下させます。
ロワーシリンダヘッドとアッパーシリンダヘッドを合体させネジで固定します。	Ｖ８エンジンの最重要部分、クランクシャフト、ピストン、シリンダブロック、ヘッド、バルブ、カム、ロッカーアームを俯瞰できます。
シリンダ周り組み立ての最後に、ロッカーアームカバーを取り付けます。ここまでの筐体部品には全て透明樹脂材料が使用されており、組み上げてきた複雑で巧妙な構造を、外側から覗き見ることができます。実物の持つ構造に限りなく近く、非常に良く考えられた学習教材と言えます。
前後に突き出た左右のカムシャフトに溝付きベルト車を入れます。正確にはカムシャフトスプロケットです。	説明なしではまず理解できないこの部品、左右スプロケットの同期位置を合わせる冶具です。
冶具に付いている３本のピンが、スプロケットの特定位置に開いた３個の穴に嵌まり込みます。	カムシャフトスプロケットの位置を保ったまま、クランクシャフトスプロケットとアイドルプーリ経由でタイミングベルトを掛けます。
タイミングベルトカバーを取り付けます。同じく透明樹脂製で内部を透視できます。	クランクシャフトプーリ、ウォーターポンプを挟み冷却ファンを取り付けます。重要度の高い補器類が網羅されています。
強いて申し上げれば、ラジエータが略されている点が残念です。しかし、このスケールで再現することは難しいでしょう。また、熱交換システムとしてラジエータの機能を正確に説明することは、必ずしも必要とは思えません。
このモデルには、さらに深い理解を促す工夫が盛り込まれています。点火システムです。	カムシャフトの回転によって駆動されるディストリビュータから、８本の点火プラグへ配線が延びます。
ディストリビュータには回転する電気接点が内蔵されており、その先には点火プラグではなくＬＥＤが接続されています。	クランクシャフトの手前にモータユニットを取り付けます。歯車で減速された後、実際にピストンを駆動します。
モータユニットおよびディストリビュータ（ＬＥＤ）への電力は、ベース内のバッテリーから供給されます。	モータユニットの上に、クラッチカバーに見立てたキャップを被せます。巧妙にデザインされており違和感がありません。
吸気マニホールドやエアクリーナを取り付けます。ドレスアップパーツに過ぎませんが、実物に近い印象を高めます。
クランクシャフトが回転し、ピストンが交互に上下し、バルブがタイミングよく開閉し、ロッカーアームやカムが実物同然に動作します。ピストンが上死点に到達するタイミングで、点火プラグに見立てたＬＥＤが一瞬点灯します。これら一連の動きを、全て透明樹脂を通して細かく観察することができます。
２Ｄの図面ではなく、３ＤのＣＧでもなく、モデルとは言え実際に動作し機能を再現して見せるこのような教材は、多くの学習情報と、理解を促すヒントと、そして圧倒的な説得力を併せ持っています。技術を生み出し工業を発展させた英国ならではの、素晴らしいモデルです。同じように技術立国・ものづくり大国と呼ばれる日本ですが、このレベルの教材は、残念ながら私が知る限り皆無です。
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