メカニズム模型の設計と製作

科学技術基礎：機械分野
往復スライダクランク機構が利用されている製品
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　学年クラス　番号　名前

(1)挙げられる製品
　自動車等のエンジン、ガソリン機関、電動糸のこ盤等が挙げられます。今回は自動車のエンジンを題材にして往復スライダ・クランク機構についてまとめます。

(2)自動車エンジン
　この図は、自動車のエンジンの往復直線運動を回転運動に変える機構を、図式化して表したものです。
　 動力として動かすにはエンジンのクランクシャフトと呼ばれる軸の回転(回転運動)として出力され、この回転をクラッチ、デファレンシャルギア等の制御装置と、それらを連結する各種シャフト（プロペラシャフト、ドライブシャフト等）を経て伝達し最終的にタイヤを回転させ、地面との摩擦力を用い推進力して動かします。
　そこで、何故エンジンは回転し続ける事が可能なのか、私は調べてみました。すると、ピストンの上下運動が関係していて、注射器と同じ原理で、吸気バルブというものが開きピストンが下がると混合気を吸い、収入→圧縮→点火・爆発→排気という流れになります。つまり、混合気を吸入した際、混合気は爆発燃焼して燃焼ガスが急激に膨張するため、この膨張圧力によってピストンは下に押し下げられ、回転力を与えて動力にしているということです。また、バルブはピストンが上死点に到達する少し前に開き、過死点を過ぎる位まで開いているようです。ちなみに出力を上げるためには排気量を増やして多くの混合気を燃焼させる事で可能ということもわかります。

(3)感想
　今回このメカニズムを学習することを通して、私達はこのような機構があってこそ今のような便利な生活が成り立っているのだと感じました。そして、私達がより良い生活を求めるならば、このメカニズムを基本として更に優れたものを開発する必要があるだろうと思います。

―参考文献―
My Car Tuning　http://takasi16.hp.infoseek.co.jp/index.html
RAIのページ　http://homepage3.nifty.com/rairaichi/index.html