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カム駆動ベルトの性能差の秘密
国産車のタイミングベルト交換は大体10万キロくらい保つのですが、輸入車の場合2万キロにて交換などというケースもあるようなのです。何か理由があるのでしょうか？
ベルトの質が違うからと聞いたことがあります。日本製のベルトにしたらもっと長く保つのでしょうか？
【むつ市の鳴海さん】
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欧州車のカム駆動用の歯つきゴムベルトは弱いですよね。それはイタリア車やフランス車に限らず、全般的に言えることです。昔はBMWもこれを使ってましたが、古くなったものを触ると、裂きイカのように脆かったのを覚えてます。それでBMMはいち早くチェーン駆動に戻したわけですが。
で、その弱さの原因ですが、私は以下の5点が主な要因だと考えてます。
まずゴムそのものの素材がダメ。ベルトは熱を出して回ってるエンジンの脇にあるので、その熱にガンガン炙られて、雰囲気温度は100℃を平気で超えます。なのに、欧州車は未だにCR（クロロプレン）系のゴムを使ってます。これは耐熱温度の限界が100℃ちょっとしかない。一方、日本車はHNBR（ニトリル）系のゴムを使います。これは耐熱温度の限界が40℃以上高いのです。長期間での疲労も少ない。実験によると、HNBR系はCR系の2倍の耐久性があったそうです。だから当然HNBR系ゴムにすべきなのですが、未だにイタリア車などはなぜかCRのままだったりします。
いまひとつは、内側の歯の形状の問題。欧州車は山になる部分も谷になる部分も四角い形のものを使うことが多い。“角があれば、そこに応力が集中して破壊しやすい”ってのは物理学の基本です。そこで日本車は、山も谷も丸くした形状にしてます。これなら応力集中が起きにくいのですね。
加えて、欧州車はベルトに対しての保護が甘い傾向があります。カムシャフト本体はヘッドの中で油づけになって回っていますが、その油を外のベルトハウジングのほうに漏らさないようにメカニカルシールを使います。高速で回るカムの途中をシールするのですからキツい仕事なのではありますが、このシールの耐久性が、欧州車はおしなべて足りず、ここから油が漏れたりまします。そしてベルトに掛かる。ところが、先述のCR系ゴムは油に弱く、それを吸って簡単に膨張します。膨張などしたら、それはまずいに決まってますね。
また、ベルトは切れ防止のために、芯に強い繊維を入れてます。ガラス繊維をこの芯線に使うケースあるのですが、これは水分に弱い性質を持つています。ところが欧州車は、先述のように熱に弱いCR系ゴムを使うため、ベルトハウジングに穴をあけて風通しをよくしている。この穴から、路面から跳ね上がった水が浸入するケースがあるのです。
ベルトテンショナーの寿命の短さが原因になることもあります。ベルトは高速で回転するため共振が出るのですが、テンショナーが劣化していると、それを止められない。また使うローラーに内蔵されるベアリングがダメで、ロックしてしまいベルト破断に繋がるケースもあります。
以上は設計上の問題ですが、工場でのベルト交換の際のノウハウ不足からトラブルが起きるケースもあります。設計の旧いイタリア車のブロックは、冷えてる時と、運転中に熱くなって膨張してる時の差が異様に大きい傾向があります。それを知らずに、冷間（修理中ですから当然です）でベルトをハンパンに張ってしまうと、運転中にブロックが伸びた際に想定した以上のテンションが掛かってしまい、破壊に至ることがあるのです。ランチア4気筒などで、交換して1万km足らずでベルト切れを起こした例がかつて続出しましたが、それはこのパターンだったようです。
欧州車は、ベルトを改良する以前に、金属チェーンでカム駆動する方式に設計が変わりつつありますから、こんな話もそのうち過去のものになるでしょうね。
（回答者：沢村慎太朗） |
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