クランクプーリー
クランクプーリーは、エンジンのクランクシャフト先端に固定され、補機をベルトで駆動する回転体である。オルタネータ、ウォーターポンプ、エアコンコンプレッサ、パワーステアリングポンプなどに動力を分配し、場合によってはトーション振動を低減するハーモニックバランサ（ダンパプーリー）を兼ねる。基本構成はハブ（ボス）部、ディスク部、リム（溝）部からなり、キーやスプライン、圧入・ボルト締結で位相と固定を確保する。材質は球状黒鉛鋳鉄、鍛造鋼、アルミ合金などが用いられ、耐摩耗性と軽量化、減衰特性のバランスが重要である。またプーリー径とベルト種別（V-belt、マルチリブ/serpentine belt）は各補機の目標回転数とベルト張力、NVHに大きく影響する。
機能と役割
クランクプーリーの主機能は、クランクシャフトの回転をベルト伝達で分配することである。同時に回転慣性の付与により微小な回転ムラを平滑化し、ダンパ一体型ではクランク系ねじり振動のピークを避ける。タイミング指標やトリガホイールを統合する設計では、クランク角センサの基準面を担い、点火・噴射制御の精度にも関与する。
構造と材質
ハブは高強度材でシャフトに嵌合し、ディスクは剛性と軽量の両立を図る。リム外周にはV溝またはリブ溝を加工し、摩耗や摩擦係数、自己清掃性を考慮する。鋳鉄は減衰に優れ、鍛鋼は強度が高い。アルミ合金は軽量で応答性に優れるが、表面硬化やブッシュの併用で耐摩耗を補う。
ベルト伝達と仕様設計
プーリー径は減速比を決め、各補機の効率域を確保する。溝形状・リブ数はベルト規格に適合し、オフセットと同芯度はベルトのトラッキングを左右する。張力は自動テンショナの設定値と組で最適化し、鳴き（squeal）やスリップの発生限界に余裕を持たせる。
ベルト種別と溝形状
- V-belt：単列で高い面圧を許容し、古典的補機配置で用いられる。
- マルチリブ/serpentine belt：小径対応と柔軟な取り回しに優れ、近年の主流である。
プーリー径と回転数設計
エンジンプーリー径と補機プーリー径の比で回転数が決まり、アイドル時の発電量・冷却能力、レッドゾーン近傍の許容回転数の両立を図る。高回転域ではベルトの遠心減張と曲げ損失を考慮する。
振動・NVH対策（ダンパプーリー）
ねじり振動はクランク系の固有値に依存し、共振付近でトルク脈動が増幅する。ラバー層や粘性体を介したハーモニックバランサは共振時の応答を低減し、アイドル振動やアクセルオン/オフのショックを緩和する。ラバーの硬度・厚み・配置は対象周波数帯に合わせ調整する。
ダンパの劣化症状
- ラバー剥離・亀裂：金属外輪がずれ、ベルトラインが狂い鳴きや摩耗を誘発。
- 偏心・ランアウト増大：ベルトの片当たりや張力脈動、発電出力変動を生む。
故障モードと診断
- 溝摩耗・欠け：スリップや粉化（ダスト増）。目視と面粗さで確認。
- キー溝・ハブのがた：打音、位相ずれ。締結面とキーの磨耗痕を点検。
- センターボルト緩み：異音・振動増。角度法で再締付し、再使用不可のボルトは交換。
- ダンパ層劣化：ラバーの膨潤・硬化。アイドル振動とベルト鳴きの併発に注意。
取付と整備の要点
固定は高トルクのセンターボルトで行い、保持治具でクランクを確実に反力支持する。オイルシール唇部の損傷を避けて挿入し、キー位置を合わせてから規定トルク＋角度で締結する。溝・リブの清掃、ベルト幅・リブ欠けの点検、張力の初期なじみ再確認を行う。
計測と許容
ダイヤルゲージでランアウトと同心度を測定し、動バランスは量産では等級管理を行う（例：ISOのバランス等級に準拠）。過大な偏心はベルト寿命とベアリング荷重を悪化させる。
設計・製造上の配慮
加工は旋削・ブローチ・転造などを組み合わせ、熱処理や表面処理で耐久性を確保する。ダンパ一体型では金属外輪とハブの接着・加硫条件が寿命を左右し、温度依存性を考慮して材料を選定する。軽量化ではアルミ＋スチールスリーブのハイブリッドも採用される。
電動化・車両アーキテクチャの影響
EVではエンジンが存在しないためクランクプーリーは不要であり、補機は電動ポンプや電動コンプレッサに移行する。HEVではエンジン停止・再始動が頻発するため、ダンパの減衰とベルト系の過渡応答設計がより重要になる。
安全と取り扱い注意
走行直後は高温であり、回転部の巻き込み危険があるため、防護具とエンジン停止・バッテリ遮断を徹底する。締結部の油膜や異物は滑りや緩みの原因となるため、指定の洗浄と乾燥、規定締付を遵守する。
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