クランクシャフトとは
クランクシャフトは、エンジン内部にある不可欠なコンポーネントであり、エンジンの「核」とも称されています。
エンジンが生成するピストンの動きを回転運動に変換し、タイヤを回転させる機能を担当しています。
簡潔に言うと、エネルギーを最終的な動力に変換するための部品であり、クランクシャフトが存在しなければ、車は走行できません。
重要なコンポーネントであるため、エンジンを駆動力とする車やバイクなどには欠かせない部品です。
クランクシャフトは、重要な部品であるだけでなく、複雑な構造を持つ部品でもあります。
目に見えない部分に存在するため、日頃からチェックすることが難しく、腐食が進むと車の故障につながることがあります。
それゆえ、耐熱性や耐食性が重要であり、製造時にも多くの課題が伴う複雑なコンポーネントです。
クランクシャフトの意味
クランクとは、回転運動を直線運動に変換する機構、またはその逆の機能を持つ機構を指します。釣りリールや自転車のペダル、手動式の窓開閉ハンドルなど、多くの部分でクランク機構が使用されています。
シャフトとは、英語で「軸」や「棒」という意味を持ちます。
クランクシャフトの役割と用途
エンジンでは、ガソリンなどの燃料が蒸発し、シリンダーという部品で圧縮されます。
圧縮された空気が燃焼し、エネルギーが発生しますが、このエネルギーはピストンの往復運動として現れます。
この往復運動をコンロッドという部品がクランクシャフトに伝え、エネルギーを回転運動に変換し、タイヤに伝わります。この一連の流れの中で、クランクシャフトは重要な役割を果たしています。
クランクシャフトの切削加工における3つのポイント
クランクシャフトは、エネルギー変換だけでなく、スムーズな回転運動が求められます。これが不十分だと、車は走行できず、エンジンの異音や不具合、車の故障につながることがあります。
円滑な回転を実現するためには、耐熱性や耐食性を考慮した材料の強度や金属加工が重要です。クランクシャフトの加工には切削加工が用いられ、材料を切り取ったり削ったりして形状を変更します。
クランクシャフトの切削加工において重要なポイントは以下の通りです。
- 材料選定: 耐熱性や耐食性を考慮した適切な材料を選定する。
- 加工精度: 高い精度で加工を行い、円滑な回転運動を実現する。
- 品質管理: 加工工程全体で品質を確保し、長寿命で信頼性のあるクランクシャフトを製造する。
加工不良率を抑制する方法
クランクシャフトは、サイズや重量、設計などの規格が僅かに変化しても使用できないほど繊細な部品です。そのため、切削加工において加工不良率をどのように低減するかが重要な課題となります。
加工不良率を抑える方法として、以下の方法が挙げられます。
- 公差を緩和すること: 公差とは、設計図面に記されている誤差を含んだ寸法幅のことです。金属加工では、公差が小さいほど精密に仕上がりますが、クランクシャフトの機能を確保しながら適切な公差緩和を行うことで、加工不良によるコストを削減できます。ただし、公差を過度に緩和させると、クランクシャフトの性能が低下するので注意が必要です。
材料費を削減できる加工技術の検討
次に重要なポイントは、材料費を削減できる加工技術を検討することです。金属加工においては、材料費を抑制すれば利益率が向上することが期待されます。
そこで、形状や寸法の変更などを通じてコスト削減を図る方法があります。加工工程や工法の見直し、加工技術を活用し、材料費を抑制することが求められます。
切削工具寿命を延ばす加工技術の検討
クランクシャフトの製造に用いられる切削工具は、金属加工において必要不可欠なアイテムです。そのため、大きなコストがかかっています。
切削工具の寿命を延ばすための加工技術を検討することが、3つ目のポイントとなります。工具寿命を伸ばすことで、工具にかかるコストを減らし、加工不良率も低減できます。
クランクシャフトに関連する企業
株式会社東陽製作所
株式会社東陽製作所は、東京都府中市に本社・工場を有し、グループ会社である株式会社東陽九州と共に、大分県豊後高田市を拠点に金属加工業務を展開しています。
主力事業として、自動車部品（重要保安部品を含む）や農業機械部品などの製造販売に取り組んでおります。量産に関しては特に実績があり、試作も対応し、量産前の試作においては、より効率的な生産を目指してVE提案を行っています。
【主要製品】
- スタブシャフト（自動車部品）
- ドライブシャフト（自動車部品）
- バランスシャフト（自動車部品）
- クランクシャフト（屋外作業機械部品）
- ドライブピニオン（自動車部品）
- モーターシャフト（自動車部品）
- その他
【認証取得】
- 品質マネジメントシステム：ISO 9001 2015年版
- 環境マネジメントシステム：KESステップ２
【表彰実績】
- 平成17年度 東京都中小企業ものづくり人材育成大賞 受賞
- （東京都による技能者育成や技能継承に成果を残した中小企業への表彰）
- 令和4年度 厚生労働大臣表彰 受賞 技能振興関係優良事業所
- （永年にわたる技能振興への貢献が評価された事業所や団体への表彰）
【事業内容】
- 自動車部品（重要保安部品含む）、エンジン部品およびこれらの機能製品の製造・販売
- 金属加工品の製造（高周波焼入、熱処理含む）
- 農業用機械器具、工作機械、建設機械、精密機械およびそれらの部品及び機能製品の製造・販売
引用参考イプロス：https://www.ipros.jp/company/detail/2072426
光栄テクノシステム株式会社
光栄テクノシステム株式会社は、様々な産業の機械や装置部品の修理や再生、延命、メンテナンスを行う『病院』のような企業です。部品の高品質化、耐磨耗、耐熱、防触等の機械の高度化を目指す研究開発にも力を入れています。
私たちは、お客様に迅速・確実・丁寧なサービスを提供するため、設計から製作、アフターサービスに至るまでを一貫体制で行っています。ISO 9001:2015の認証も取得しています。
【事業内容】
- 溶射加工：高速フレーム溶射・プラズマ溶射・溶線式フレーム溶射・粉末式フレーム溶射・アーク溶射・セラミック・サーメット・樹脂溶射・耐磨耗皮膜マグコート加工
- エンジン・産業機械の再生と修理：シリンダーヘッドの修理・クランクシャフトの修理・シリンダーブロックの修理・シリンダーロッドの修理・その他修理
- 切削・切削加工：円筒・クランク軸・内径・平面などの精密研磨加工・旋盤・フライス盤・横中ぐりフライス盤・ボール盤による機械加工
- 粉末・溶接棒の製造：溶射用・粉末冶金用・その他粉末の製造・肉盛溶接棒製造
- リバースエンジニアリング：3次元形状測定機・材質測定機の導入
- 事例一覧：ロール・軸受け部分・ディーゼルエンジン・モーター軸・カバー・スクリュー・クランクシャフト・SL等の再生・修理・鉄道関係・造船関係・製紙関係・バス関係・産業機械等
- その他の加工・サービス事業：動バランス・溶接加工・フッ素樹脂加工・品質評価・研究開発・動バランス調整・製品への応用
引用参考イプロス：https://www.ipros.jp/company/detail/318987
蔦機械金属株式会社
同社の製品は、現代社会において欠かせないものです。例えば、私たちの生活を支える自動車には、エンジン周りや電装品、カーオーディオ関連など、多くのTSUTA製品が使用されています。
また、人気の高いジェットスキーやオートバイのエンジン部品にもTSUTA製品が採用されており、農業用機械や建設用機械など幅広い業界においても、私たちの製品が役立っています。国内外の一流メーカーから高い評価を受けており、世界中の道路や海、山、田園など様々な場所で活躍しています。
事業内容
- 営業内容：アルミ合金ダイカスト、ダイカスト用金型、アルミ合金鋳物、精密機械加工
- 生産品目：自動車用電装品、二輪車用部品、農業用機械、産業用機械の各ダイカスト及び機械加工部品、ダイカスト金型設計・製作
引用参考イプロス：https://www.ipros.jp/company/detail/2030648
米山機工株式会社
同社は、長年にわたり自動車エンジンの再生修理および自動車部品の再生修理・製作を行ってきました。
エンジンのオーバーホール、シリンダーのボーリング及びホーニング加工、クランクシャフトの研磨、バルブ研磨、バルブシート研磨など、さまざまな要望に応えます。
事業内容
- 営業品目: エンジン部品の修正機械加工、エンジンのチューンナップ、自動車部品の加工、機械部品の制作、真空ポンプの修理
引用参考イプロス：https://www.ipros.jp/company/detail/2095154
株式会社ナサダ
株式会社ナサダは、航空機用エンジン部品や航空機用機体部品、油圧機器部品、ガスタービンエンジン部品、クランクシャフト・カムシャフト・エンジンハウジングなどのディーゼルエンジン部品の製造を行っています。
また、油圧ショベル、クレーン、産業機械、船舶に搭載されるアキシャルピストンポンプ、アキシャルピストンモータの部品も製造しています。
事業内容
- 営業品目:航空機エンジン部品、油圧ポンプ・油圧モータ・減速機部品、ガスタービンエンジン部品、ガスタービン減速機部品、エンジンハウジング、防衛・宇宙関連部品、半導体部品
引用参考イプロス：https://www.ipros.jp/company/detail/2071043
