「クランクシャフトってなに？」
クランクシャフトは、ピストンの往復運動によってタイヤが回転して自動車が走るようにするための部品です。
エンジン内部に搭載されており、車が走るための部品として重要な役割を担っています。
今回はそんなクランクシャフトにおける構造や役割、そしてクランクシャフトと隣接する重要な部品であるコンロッド、クランクプーリーやクランクペアリングといった部品などをまとめて紹介します。
それでは参りましょう。
もくじ
クランクシャフトとは
クランクシャフトとは、往復運動を回転運動に変える部品です。
そもそも、クランクとは、回転運動に変換させる動作やその逆の動作が可能となる機構のことを指します。例えば、釣りのリールや自転車のペダル、手動式の窓開閉ハンドルなどといった部分にクランクの仕組みが利用されています。
また、シャフトとは、英語で「軸」や「棒」という意味があります。
これらの言葉をつなげて往復運動を回転運動に変える部品のことをクランクシャフトと呼びます。
現在ではほぼ全ての車がこのクランクシャフトが採用されています。
クランクシャフトの役割
エンジンから生み出される高速で強力な往復運動を、より高い出力で回転運動を生み出すことができるという役割があることから、ほぼ全ての自動車でクランクシャフトが採用されています。
また、動力伝達用の部品として、自動車を走らせるための重要なパーツである役割があることから、頑丈かつ高精度に作られています。
クランクシャフトの仕組み
クランクシャフトは、部品の場所によってそれぞれ名前が付けられています。
軸の中心となっている部分をクランク・ジャーナル、そしてピストン運動をする部分と繋がっている部分をクランクピンと呼ばれます。
また、クランクジャーナルとクランクピンを繋ぐ部分をクランクアームと言います。
これらの部品がピストンの往復運動と噛み合って回転力に変換されます。
そもそもピストンとは
自動車のエンジン内で爆発した燃焼ガスの圧力をクランクシャフトに伝えるのがピストンです。エンジンの内燃機関としてエンジン内に空気を取り込み、燃焼されたガスを排気ガスとして外に押し出す役割も持っています。
ピストンを支える筒
ピストンの往復運動は円筒の中で行われますが、そのピストンを支えているのがシリンダーと呼ばれる部品です。
ピストンのエネルギーをクランクシャフトに伝えるために重要なパーツです。
ピストンとクランクシャフトをつないでいる部品
エンジン内部でピストンとクランクシャフトを繋いでいる部品を「コンロッド」と呼びます。
エンジン内部で爆発した力がピストンに伝わり往復運動を生み出しますが、コンロッドと呼ばれる部品を通して、自動車を走らせるための回転運動に変換するクランクシャフトへ力を伝えます。
ピストンから強力な運動エネルギーが高速で伝達されるため、高い強度と精度が必要となります。
クランクシャフトの先端部品
クランクシャフトからベルトを通じて動力を伝達するために、先端部品に「クランクプーリー」と呼ばれる部品があります。
このクランクプーリーによって生み出された回転運動によって、冷却ファンやオルタネーター、エアコンのコンプレッサーなどといった様々な機器が動きます。
クランクシャフトを理解すればトルクもわかる
クランクシャフトをどれくらいの力で回すことができているのかを示しているのがトルクといいます。また、エンジンの力もクランクシャフトの回転数になります。
トルクの単位は「kg-m 」と呼ばれます。これは、クランクシャフトから1メートルの長さの棒を出した時に、その先端に吊り下げた1キロの重りを回転させる力が１kg-mというトルクになります。
また、「N-m」という単位でもトルクは表されます。「N」は、力の単位で、「1kgの質量を持つ物体に1m/s²の加速度を生じさせる力」と定義されています。
つまり、エンジンの燃焼室で一つ一つの爆発が起きる度に、クランクシャフトに回転のトルクがかかり、トルクの発生回転数が高いほど加速力があるということになります。
クランクシャフトのメンテナンス
一般的な運転であれば、クランクシャフトが損傷することはありませんが、レーシング、モータースポーツなど、エンジンに一気に圧力をかける際、クランクシャフトに損傷を抱える場合があります。
その際には、専門的なスキルや知識が必要となるので、修理工場や専門ショップにて相談する必要があります。
特に、ポルシェのパフォーマンス面において相談したいという方がいましたら、ポルシェ専門の『プロモデット』がおすすめです。
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まとめ
いかがだったでしょうか。
自動車が走るために、重要な役割を担っているクランクシャフトについて紹介しました。
クランクシャフトは、エンジンの内部に存在するため、普段は目にすることはありませんが、クランクシャフトを知ることで、運転時によりトルクを感じることができます。
ぜひ素敵な自動車体験をお過ごしください。
それではまたお会いしましょう。
