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上下運動を回転運動に変えるクランクシャフトについて

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クランクシャフトは、エンジンから生み出される原動力をタイヤの回転力に繋げるために必要となるカー部品の一つです。具体的には、エンジンはシリンダー内でガソリンが爆発してピストンを往復するエネルギーが上下運動により発生するので、それをホイールの回転を生み出す回転運動に変換させる仕組みになっています。

クランクシャフトの構成は、軸であるクランク・ジャーナル、上下運動を伝えるクランク・ピン、ジャーナルとピンを繋げているクランク・アームで構成されています。また高速に上下運動を行い、それを回転運動に結び付けているので、少しの重量の狂いが振動によって発生することもあるため、カウンターウエイトを取り付けることで回転バランスを保っています。

実際にクランクシャフトは往復エネルギーを受けて、高速に上下運動を展開するため、1秒間に何千回転以上の高速回転を行なうこととなります。そういった運動が摩擦熱が発生したりして金属疲労などを引き起こすため、強度、剛性、耐摩耗性などの素材の強度を必要とするケースも多いです。

その素材の材質には特殊鋼、炭素鋼、特殊鋳鉄といった鋼材が主に用いられて、軸部には高周波焼入れを施したり、タフトライドの窒化を施す工夫により、疲労強度を上げる加工を施しています。

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