【コネクティングロット】見る機会は少ないがその重要な役割とは?

「コネクティングロット」特に機械に興味のない人には馴染みのない言葉ですが、日本語では「連接棒」「主連棒」などと呼ばれている工業部品です。通称「コンロット」と呼ばれているこの部品について、ちょってお話しします。

コネクティング・ロッドとは

どこに居るんだろう?

この姓は「ロッド」で、名は「コネクティング」、日本では「連節棒」とか「主連棒」と言われています。
通称「コンロッド」と呼ばれている彼が生まれた時期は定かではありませんが、16世紀初頭にあのレオナルド・ダ・ビンチが残した文章にも起源が記されている様に古くから、その役割が認められている存在です。そんな昔から彼(コンロッド君)が何をしてきたかというと、「This rod is connecting ◯and△.」。要するに◯と△を連結してる仲介役的存在なんですね。でも、野球のリリーフ、結婚式の仲人などその仲介(中継)機能を活かす場所によって呼ばれ方が違うんですよね。そして彼が「コンロッド」と呼ばれて昔から活躍している場所がどこかというと、原動機と言われる自然界にある様々なエネルギーを機械的な力に変換する装置の中で活躍しているのです。原動機には様々な種類がありますが、その一つである自動車やバイクで使われているエンジン(内燃機)を例に彼(コンロッド君)が昔から活躍している役割を説明してみましょう。

コネクティングロッドにおける◯って何だろう?

このエンジン(内燃機)はガソリンや軽油といった液状のエネルギーを「燃やす」という行為で熱エネルギーに変換させています。ここでちょっとエンジンから離れますが、熱気球が空を飛ぶシーンを想像してみて下さい。耐熱性の布で作られた風船の下で火を燃やし続けていると何故か風船が膨らみ、やがて人を乗せたカゴを空高く浮かせることが出来ます。風船状の布が熱エネルギーで温められた空気によって膨らむのがわかります。熱エネルギーによって限られたスペースで空気が膨らむ力を利用しています。ここでエンジンに話を戻すと、エンジン内のより狭い場所に出来るだけ多くの空気を入れて、可能な限り高温・短時間で温めると瞬間で空気が膨張します。この膨張する力が自動車やオートバイを動かしている力であり、彼がコネクティングしていものです。

コネクティングロッドにおける△って何だろう?

では彼が膨張力を伝える相手「This rod is connecting ◯and△.」の△とは何でしょう?多くの人は自転車に乗った経験があると思います。ペダルを使って脚力で下に押すと歯車とチェーンによってタイヤが転がりだします。このペダルと歯車(スプロケット)をつないでいる棒をクランク呼びます。自動車やオートバイのエンジン内にはコンロッドと同様に「押す力」を「回転する力」に変えるクランクシャフトという名前の部品があります。△の正体がこのクランクシャフトになります。

コンロッドの正体

「コンロッド」の正体は「押す力」を「回転する力」に変換するクランクシャフに伝える役割なんですね。自動車やオートバイのエンジン内で生み出される力を最初に伝えるとっても大切な部品なのです。

コンロッドの強さ

「コンロッド」の正体が解ったので、もうちょっと彼を詳しくご紹介します。一般的な自動車やオートバイを時速100km/h以上で動かせるエンジン内で何年も何十年も休みなく働く「タフな奴」。当然、かなり頑丈に作られています。世界的に名の通った自動車やオートバイのメーカーで作られているコンロッドであれば安全率を10倍以上見ています。この安全率とは、ある部品が破壊または正常に作動しなくなる最小の負荷と、予測される部品への最大の負荷との比(前者/後者)のことである。例えば、10 kgf の荷物を置くための棚を作ると考えた場合、荷物を置くときの動作の勢いや、棚の上で荷物が偏った置き方をされる場合などを考えて実際には10 kgf以上の荷重に耐えられるように設計しなければなりません。具体的には「耐荷重量:100 kgf (安全率 10)」のように用います。この場合、安全に使用出来るのは100 kgfまでであり、1000 kgfで確実に壊れる(あるいは計算上壊れると予想される)という意味です。ちなみにここで表記している単位kgfは例の様に静止物の強度に於いては一般的な重さと考えても大きな違いはありませんが、コンロッドの様に動いている部品は単なる重さではなく、動く速さによってより大きな負荷が掛かります。軽い力で投げたピンポン玉は当たって痛く感じませんが、卓球選手のスマッシュの様に早い速度であれば痛く感じます。同じピンポン玉でも速度によって玉の持つエネルギーが違うのです。コンロッドの安全率は、この動いている状態を想定して導き出されている強度なので、近年の部品では壊れる事は100%に近い数字で起こらなのです。自動車やオートバイを購入してから手放す間に、彼(コンロッド君)と直接会う人の比率は極めて低いと思います。利用者全員の側に必ずと言っていいほど居るのに会う事のない「タフでシャイな奴」そんなコンロッド君がエンジンの中に居ることを、偶に思い出してあげると愛車に対する愛情が深まるのではないでしょうか?