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往复式 发动机的 曲轴

阅读：17发布：2020-05-21

专利汇可以提供往复式发动机的曲轴专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且曲轴具备成为旋转中心轴的轴颈部(J)、相对于该轴颈部(J)偏心的销部(P)以及将轴颈部(J)和销部(P)相连的多个曲臂部(A)。多个曲臂部(A)一体地具有配重部(W)。在臂部(A)的销部(P)侧的表面设有减重部(10)。在减重部(10)的两个侧部分别沿着臂部(A)的轮廓设有肋部(11)。，下面是往复式发动机的曲轴专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种往复式发动机的曲轴，该曲轴具备成为旋转中心轴的轴颈部、相对于该轴颈部偏心的销部以及将所述轴颈部和所述销部相连的多个曲臂部，该曲轴能够搭载于往复式发动机，其中，
所述多个曲臂部中的全部或者一部分曲臂部一体地具有配重部，
具有所述配重部的所述多个曲臂部中的全部或者一部分曲臂部在所述曲臂部的所述销部侧的表面设有减重部，
在所述减重部的两个侧部中的至少一者沿着所述曲臂部的轮廓设有肋部。
2.根据权利要求1所述的往复式发动机的曲轴，其中，
所述肋部分别设于所述减重部的所述两个侧部。
3.根据权利要求1或2所述的往复式发动机的曲轴，其中，
所述肋部从所述减重部的所述销部侧的端部延伸至比所述曲轴的旋转中心靠近所述配重部的位置，
在从侧面观察所述曲臂部时，所述肋部的所述配重部侧的端部存在于从所述轴颈部的轴心的位置至所述轴颈部的外周与所述曲臂部的交点中的、最靠近所述配重部的点的位置为止的范围内。
4.根据权利要求3所述的往复式发动机的曲轴，其中，
在从侧面观察所述曲臂部时，所述肋部的顶面相对于将所述销部的外周与所述曲臂部的交点中的、最靠近所述配重部的点和所述轴颈部的外周与所述曲臂部的交点中的、最靠近所述配重部的点相连结的直线平行。

说明书全文

往复式发动机的 曲轴

技术领域

[0001] 本发明涉及可搭载于汽车用发动机、船舶用发动机、发电机等的通用发动机这样的往复式发动机的曲轴。

背景技术

[0002] 往复式发动机将在缸(汽缸)内的活塞的往复运动变换成旋转运动而输出动力，因此需要曲轴。曲轴大致分成由模锻制造的曲轴和由铸造制造的曲轴。尤其是，在汽缸数为两个以上的多缸发动机中，大多采用强度和刚度较优异的前者的模锻曲轴。

[0003] 图1和图2是示意性地表示通常的多缸发动机用曲轴的一个例子的侧视图。图1和图2所示的曲轴1是搭载于四缸发动机的曲轴，包括5个轴颈部J1～J5、4个销部P1～P4、前端部Fr、凸缘部FI以及分别将轴颈部J1～J5和销部P1～P4相连的8个曲臂部(以下也简称为“臂部”)A1～A8。

[0004] 对于图1所示的曲轴1而言，在全部的8个臂部A1～A8一体地具有配重部(以下也简称为“配重部”)W1～W8。该曲轴1被称为四缸-八配重的曲轴。

[0005] 以下，在对轴颈部J1～J5、销部P1～P4、臂部A1～A8以及配重部W1～W8分别进行统称时，将轴颈部的附图标记记为“J”，将销部的附图标记记为“P”，将臂部的附图标记记为“A”，将配重部的附图标记记为“W”。也将销部P以及与该销部P相连的一组臂部A(包括配重部W在内)统一称为“曲拐”。

[0006] 对于图2所示的曲轴1而言，在8个臂部A1～A8中的开头的第1臂部A1、最末尾的第8臂部A8以及中央的两个臂部A(第4臂部A4、第5臂部A5)一体地具有配重部W。剩下的第2臂部A2、第3臂部A3、第6臂部A6以及第7臂部A7没有配重部。该曲轴1被称为四缸-四配重的曲轴。

[0007] 轴颈部J、前端部Fr以及凸缘部Fl配置于与曲轴1的旋转中心相同的轴线上。销部P自曲轴1的旋转中心偏心活塞冲程的一半的距离地配置。轴颈部J利用滑动轴承支承于发动机体，成为旋转中心轴。销部P通过滑动轴承与连接杆(以下也称为“连杆”)的大端部连结，该连杆的小端部与活塞连结。前端部Fr是曲轴1的前端部。在前端部Fr安装有用于驱动正时皮带、风扇动力带等的减震带轮2。凸缘部Fl是曲轴1的后端部。在凸缘部Fl安装有飞轮3。

[0008] 在发动机中，燃料在各缸内爆炸。该爆炸所引起的燃烧压力经由活塞和连杆作用于曲轴1的销部P。此时，轴颈部J由固定于发动机体的轴承支承。因此，将销部P和轴颈部J相连的臂部A受到弯曲载荷和扭转载荷。由此，曲轴1一边反复发生与各种载荷相应的弹性变形一边旋转。

[0009] 若曲轴1的弹性变形较大，则在支承轴颈部J的轴承内，油膜厚度变化较大。由此，可能在轴承发生热粘。并且，对轴颈部的旋转造成阻碍的阻力上升，燃耗性能可能发生恶化。因此，曲轴1的弹性变形较小为佳。

[0010] 此处，曲轴1的弹性变形的大小由曲轴1(特别是臂部A)的刚度决定。由于弹性变形较小为佳，因此刚度较高为佳。但是，通常，若提高曲轴1的刚度，则曲轴1的重量增加。

[0011] 提高曲轴1的臂部A的刚度和谋求轻量化处于此消彼长的关系。为了同时实现两者的要求，一直以来，提出了各种关于臂部形状的技术。作为现有技术，存在下述的技术。

[0012] 日本特开2010－255834号公报(专利文献1)公开了在臂部的销部侧的表面设有减重部的曲轴。图3A和图3B是示意性地表示专利文献1所公开的曲轴的臂部形状的一例的图。在这些图中，图3A表示侧视图，图3B表示从销部侧沿轴向观察到的主视图。减重部10在臂部A的宽度方向上的整个区域的范围内设置。

[0013] 日本特开2000－320531号公报(专利文献2)公开了在臂部的减重部设有加强肋部的曲轴。加强肋部设于将轴颈部J的轴心Jc和销部P的轴心Pc连结起来的直线Ac(以下，也称为“臂部中心线”)上。

[0014] 现有技术文献

[0015] 专利文献

[0016] 专利文献1：日本特开2010－255834号公报

[0017] 专利文献2：日本特开2000－320531号公报

发明内容

[0018] 发明要解决的问题

[0019] 根据所述专利文献1所公开的技术，能够在维持臂部的刚度的同时利用减重部实现曲轴的轻量化。然而，无法期望刚度的提高。另一方面，根据所述专利文献2所公开的技术，在能够利用减重部实现曲轴的轻量化的基础上，能够利用臂部中心线上的肋部期待弯曲刚度的提高。然而，无法期望扭转刚度的提高。

[0020] 本发明是鉴于这样的实际情况而完成的。本发明的目的在于，提供一种轻量化并且能够实现弯曲刚度和扭转刚度的提高的往复式发动机的曲轴。

[0021] 用于解决问题的方案

[0022] 本发明的实施方式的往复式发动机的曲轴具备成为旋转中心轴的轴颈部、相对于该轴颈部偏心的销部以及将轴颈部和销部相连的多个曲臂部。多个曲臂部中的全部或者一部分曲臂部一体地具有配重部。在具有配重部的多个曲臂部中的全部或者一部分曲臂部的销部侧的表面设有减重部。在减重部的两个侧部中的至少一者沿着曲臂部的轮廓设有肋部。

[0023] 发明的效果

[0024] 根据本发明，在具有配重部的曲臂部的销部侧的表面设有减重部，在该减重部的两个侧部中的至少一者设有肋部。因此，臂部的侧部利用肋部加厚，该侧部的内侧的区域利用减重部减薄。其结果，能够实现曲轴的轻量化并且能够实现弯曲刚度和扭转刚度的提高。

附图说明

[0025] 图1是示意性地表示通常的多缸发动机用曲轴的一例的侧视图。

[0026] 图2是示意性地表示通常的多缸发动机用曲轴的另一例的侧视图。

[0027] 图3A是示意性地表示专利文献1所公开的曲轴的臂部形状的一例的图，表示侧视图。

[0028] 图3B是示意性地表示专利文献1所公开的曲轴的臂部形状的一例的图，表示从销部侧沿轴向观察到的主视图。

[0029] 图4是用于说明臂部的弯曲刚度的评价方法的示意图。

[0030] 图5A是用于说明臂部的扭转刚度的评价方法的示意图，表示一个曲拐的侧视图。

[0031] 图5B是用于说明臂部的扭转刚度的评价方法的示意图，表示一个曲拐的沿轴向观察到的主视图。

[0032] 图6A是表示将臂部视为单纯的圆板的情况下的典型例的图，表示矩形截面圆板。

[0033] 图6B是表示将臂部视为单纯的圆板的情况下的典型例的图，表示凸型截面圆板。

[0034] 图6C是表示将臂部视为单纯的圆板的情况下的典型例的图，表示凹型截面圆板。

[0035] 图7A是表示将臂部的截面形状单纯化并将臂部视为单纯的梁的情况下的典型例的图，表示矩形截面梁。

[0036] 图7B是表示将臂部的截面形状单纯化并将臂部视为单纯的梁的情况下的典型例的图，表示凸型截面梁。

[0037] 图7C是表示将臂部的截面形状单纯化并将臂部视为单纯的梁的情况下的典型例的图，表示凹型截面梁。

[0038] 图8是关于与弯曲刚度和扭转刚度直接关联的截面惯性矩和极惯性矩、根据截面形状总结了大小关系的图。

[0039] 图9A是示意性地表示第1实施方式的曲轴的臂部形状的一例的图，表示侧视图。

[0040] 图9B是示意性地表示第1实施方式的曲轴的臂部形状的一例的图，表示从销部侧沿轴向观察到的主视图。

[0041] 图9C表示图9B的IXC－IXC剖视图。

[0042] 图9D表示图9B的IXD－IXD剖视图。

[0043] 图9E表示图9B的IXE－IXE剖视图。

[0044] 图10A是示意性地表示第1实施方式的曲轴的臂部形状的一例的图，表示侧视图。

[0045] 图10B是示意性地表示第2实施方式的曲轴的臂部形状的一例的图，表示从销部侧沿轴向观察到的主视图。

[0046] 图10C表示图10B的XC－XC剖视图。

[0047] 图10D表示图10B的XD－XD剖视图。

[0048] 图10E表示图10B的XE－XE剖视图。

[0049] 图11A是示意性地表示第3实施方式的曲轴的臂部形状的一例的图，表示侧视图。

[0050] 图11B是示意性地表示第3实施方式的曲轴的臂部形状的一例的图，表示从销部侧沿轴向观察到的主视图。

[0051] 图11C表示图11B的XIC－XIC剖视图。

[0052] 图11D表示图11B的XID－XID剖视图。

[0053] 图11E表示图11B的XIE－XIE剖视图。

具体实施方式

[0054] 以下，关于本发明的往复式发动机的曲轴，详细说明其实施方式。

[0055] 本发明的实施方式的曲轴具备成为旋转中心轴的轴颈部、相对于该轴颈部偏心的销部以及将轴颈部和销部相连的多个曲臂部。多个曲臂部中的全部或者一部分曲臂部一体地具有配重部。在具有配重部的多个曲臂部中的全部或者一部分曲臂部的销部侧的表面设有减重部。在减重部的两个侧部中的至少一者沿着臂部的轮廓设有肋部。

[0056] 根据本实施方式，在具有配重部的曲臂部的销部侧的表面设有减重部，在该减重部的两个侧部中的至少一者设有肋部。因此，臂部的侧部利用肋部加厚，该侧部的内侧的区域利用减重部减薄。其结果，能够实现曲轴的轻量化并且能够实现弯曲刚度和扭转刚度的提高。

[0057] 在上述的曲轴中，优选的是，肋部分别设于减重部的两个侧部。在该情况下，曲轴的弯曲刚度和扭转刚度更加提高。

[0058] 上述的曲轴优选包括以下结构。肋部从减重部的销部侧的端部延伸至比曲轴的旋转中心靠近配重部的位置。在从侧面观察曲臂部时，肋部的配重部侧的端部存在于从轴颈部的轴心的位置至轴颈部的外周与曲臂部的交点中的、最靠近配重部的点的位置为止的范围内。在该情况下，在抑制因肋部导致的重量的增加的同时能够期待弯曲刚度和扭转刚度的提高。

[0059] 上述的曲轴优选包括以下结构。在从侧面观察曲臂部时，肋部的顶面相对于将销部的外周与曲臂部的交点中的、最靠近配重部的点和轴颈部的外周与曲臂部的交点中的、最靠近配重部的点相连结的直线平行。在该情况下，在确保较高的弯曲刚度的同时能够抑制重量的增加。

[0060] 1.在曲轴的设计中应该考虑的基本技术

[0061] 1－1.臂部的弯曲刚度

[0062] 图4是用于说明臂部的弯曲刚度的评价方法的示意图。如图4所示，对于曲轴的各曲拐而言，由缸内的爆炸引起的燃烧压力的载荷F经由连杆施加于销部P。此时，各曲拐的两端的轴颈部J被轴承支承着，因此，载荷F从销部P经由臂部A向轴颈轴承传递。由此，臂部A成为3点弯曲的载荷施加状态，弯曲力矩M作用于臂部A。与此相伴，在臂部A，在板厚方向的外侧(轴颈部J侧)产生压缩应力，在与其相反的内侧(销部P侧)产生拉伸应力。

[0063] 在销部P以及轴颈部J的各直径被确定为设计参数的情况下，臂部A的弯曲刚度依赖于各曲拐的臂部形状。配重部W几乎对弯曲刚度没有帮助。此时，如下述的式(1)所示，销部P的轴向中央处的燃烧压力施加方向的位移u与施加于销部P的燃烧压力的载荷F成正比，并与弯曲刚度成反比。

[0064] u∝F/(弯曲刚度)…(1)

[0065] 1－2.臂部的扭转刚度

[0066] 图5A和图5B是用于说明臂部的扭转刚度的评价方法的示意图。在这些图中，图5A表示一曲拐的侧视图，图5B表示该一曲拐的沿轴向观察时的主视图。曲轴以轴颈部J为中心进行旋转运动，因此产生扭矩T。

[0067] 在销部P以及轴颈部J的各直径被确定为设计参数的情况下，臂部A的扭转刚度依赖于各曲拐的臂部形状。配重部W几乎对扭转刚度没有帮助。此时，如下述的式(2)所示，轴颈部J的扭转角γ与扭矩T成正比，并与扭转刚度成反比。

[0068] γ∝T/(扭转刚度)…(2)

[0069] 2.本实施方式的曲轴

[0070] 2－1.用于提高臂部刚度的见解

[0071] 如上所述，配重部几乎对弯曲刚度和扭转刚度没有帮助。因此，在本实施方式中，提出了轻量且同时提高了弯曲刚度和扭转刚度的臂部形状。

[0072] 2－1－1.使扭转刚度提高的形状

[0073] 在此，基于材料力学的理论，对用于使扭转刚度提高的典型的形状进行研究。对于臂部A，为了在维持重量的同时使扭转刚度提高，增大极惯性矩是有效的。

[0074] 图6A～图6C是表示出于在材料力学上的扭转刚度的观点考虑而将臂部视作单纯的圆板的情况下的典型例的图。在这些图中，图6A表示矩形截面圆板，图6B表示凸型截面圆板，图6C表示凹型截面圆板。在任一图中，均是上部分表示立体图，下部分表示剖视图。图6A所示的矩形截面圆板、图6B所示的凸型截面圆板以及图6C所示的凹型截面圆板的各重量设为相同。即，这些圆板的截面形状彼此不同，分别为矩形、凸型以及凹型，但这些圆板的体积相同。

[0075] 具体而言，图6A所示的矩形截面圆板的截面形状是矩形，厚度是H0，直径是B0。图6B所示的凸型截面圆板的截面形状是中央部比外周部突出而成的凸型，最外周的直径是B0。该中央部的突出部分的厚度是H2且直径是B2，该外周部的厚度是H1。图6C所示的凹型截面圆板的截面形状是中央部比外周部凹陷而成的凹型，最外周的直径是B0。该中央部的厚度是H1，凹坑的深度是H3，凹坑的直径是B3。

[0076] 对于这些圆板的扭转刚度的大小关系，在将重量设为相同的条件下进行调查。通常，根据材料力学的理论，在扭转刚度、极惯性矩以及扭转角之间存在下述的式(3)～式(5)所表示的关系。根据这些式子的关系，增大极惯性矩对扭转刚度的提高是有效的。

[0077] 扭转刚度：G×J/L…(3)

[0078] 极惯性矩：J＝(π/32)×d4…(4)

[0079] 扭转角：γ＝T×L/(G×J)…(5)

[0080] 在式(3)～式(5)中，L：轴向长度，G：横向弹性模量，d：圆棒的半径，T：扭矩。

[0081] 在图6A～图6C所示的3种圆板中，重量相同这样的条件意味着体积相同这样的条件。因此，关于上述3种圆板的各尺寸参数，存在下述的式(6)的关系。

[0082] (π/4)×B0×B0×H0＝(π/4)×(B0×B0×H1+B2×B2×H2)＝(π/4)×{B0×B0×(H1+H3)－B3×B3×H3)}…(6)

[0083] 并且，考虑厚度，以下述的式(7)～式(9)表示3种圆板各自的极惯性矩。

[0084] 矩形截面圆板的极惯性矩：

[0085] J(A)＝(π/32)×H0×B04…(7)

[0086] 凸型截面圆板的极惯性矩：

[0087] J(B)＝(π/32)×(H1×B04+H2×B24)…(8)

[0088] 凹型截面圆板的极惯性矩：

[0089] J(C)＝(π/32)×{(H1+H3)×B04－H3×B34}…(9)

[0090] 根据这些式(7)～式(9)，矩形截面圆板的极惯性矩J(A)、凸型截面圆板的极惯性矩J(B)以及凹型截面圆板的极惯性矩J(C)的大小关系以下述的式(10)表示。

[0091] J(B)＜J(A)＜J(C)…(10)

[0092] 该式(10)是根据材料力学从理论上导出的结论。若定性地说，该结论能够从如下这样的材料力学方面的研究来理解：在距扭转中心的距离较远的位置配置较多的构件的截面形状的极惯性矩较高。

[0093] 因而，对于扭转载荷，可以说凹型截面圆板是最优选的形状。这是因为，扭转刚度以凸型截面圆板、矩形截面圆板、凹型截面圆板的顺序变高。

[0094] 2－1－2.使弯曲刚度提高的形状

[0095] 在此，基于材料力学的理论，对用于使弯曲刚度提高的典型的形状进行研究。对于臂部A，为了在维持重量的同时使弯曲刚度提高，增大相对于弯曲的弯曲截面惯性矩是有效率的。

[0096] 图7A～图7C是表示出于在材料力学上的弯曲刚度的观点而将臂部的截面形状单纯化并将臂部视作单纯的梁的情况下的典型例的图。在这些图中，图7A表示矩形截面梁，图7B表示凸型截面梁，图7C表示凹型截面梁。在任一图中，均是上部分表示立体图，下部分表示剖视图。图7A所示的矩形截面梁、图7B所示的凸型截面梁以及图7C所示的凹型截面梁的各重量设为相同。即，这些梁的截面形状彼此不同，分别为矩形、凸型以及凹型，但这些梁的截面的面积相同。

[0097] 具体而言，图7A所示的矩形截面梁的截面形状是矩形，厚度是H0，宽度是B3。图7B所示的凸型截面梁的截面形状是中央部比两侧部突出而成的凸型，整个宽度是B3。该中央部的厚度是H2且宽度是B2，该两侧部各自的厚度是H1且宽度是B1/2。图7C所示的凹型截面梁的截面形状是中央部比两侧部凹陷而成的凹型，整个宽度是B3。该中央部的厚度是H1且宽度是B1，该两侧部各自的厚度是H2且宽度是B2/2。

[0098] 关于这些梁的相对于弯曲载荷而言的刚度的大小关系，在将重量设为相同的条件下进行调查。通常，根据材料力学的理论，矩形梁的弯曲刚度和截面惯性矩的关系以下述的式(11)～式(13)表示。根据这些式子的关系，增大截面惯性矩能提高弯曲刚度。

[0099] 弯曲刚度：E×I…(11)

[0100] 截面惯性矩：I＝(1/12)×b×h3…(12)

[0101] 挠曲位移：u＝k(M/(E×I))…(13)

[0102] 在式(11)～式(13)中，b：宽度，h：厚度，E：纵向弹性模量，M：弯曲力矩，k：形状系数。

[0103] 在图7A～图7C所示的3种梁中，重量相同这样的条件意味着体积彼此相同、即截面的面积彼此相同这样的条件。因此，关于上述3种梁的各尺寸参数，存在下述的式(14)的关系。

[0104] B3×H0＝(H2×B2+B1×H1)＝(H2×B2+B1×H1)…(14)

[0105] 并且，3种梁各自的截面惯性矩以下述的式(15)～式(17)表示。

[0106] 矩形截面梁的截面惯性矩：

[0107] I(D)＝(1/12)×B3×H03…(15)

[0108] 凸型截面梁的截面惯性矩：

[0109] I(E)＝1/3×(B3×E23－B1×H33+B2×E13)…(16)

[0110] 在该式子中，

[0111] E2是“(B2×H22+B1×H12)/{2×(B2×H2+B1×H1)}”，

[0112] E1是“H2－E2”，

[0113] H3是“E2－H1”。

[0114] 凹型截面梁的截面惯性矩：

[0115] I(F)＝1/3×(B3×E23－B1×H33+B2×E13)…(17)

[0116] 在该式子中，

[0117] E2是“(B2×H22+B1×H12)/{2×(B2×H2+B1×H1)}”，

[0118] E1是“H2－E2”，

[0119] H3是“E2－H1”。

[0120] 上述式(16)和上述式(17)的形式是相同的。这表示在重量相同这样的条件下凸型截面梁的截面惯性矩I(E)和凹型截面梁的截面惯性矩I(F)相同。

[0121] 总之，矩形截面梁的截面惯性矩I(D)、凸型截面梁的截面惯性矩I(E)以及凹型截面梁的截面惯性矩I(F)的大小关系如下述的式(18)所示。

[0122] I(D)＜I(E)＝I(F)…(18)

[0123] 该式(18)是根据材料力学从理论上导出的结论。定性地来说，该结论能够从如下这样的材料力学上的研究来理解：在距弯曲中立面的距离较远的位置配置较多的构件的截面形状的截面惯性矩较高。

[0124] 因而，针对弯曲载荷，可以说，凸型截面梁或者凹型截面梁是优选的形状。这是因为，臂部的局部加厚了的凸型截面梁和凹型截面梁具有同等的弯曲刚度，它们的弯曲刚度比矩形截面梁的弯曲刚度高。

[0125] 2－1－3.使弯曲刚度和扭转刚度提高的形状的汇总

[0126] 图8是针对与弯曲刚度和扭转刚度直接关连的截面惯性矩以及极惯性矩、根据截面形状汇总大小关系而成的图。在图8中，针对所述图6A～图6C以及图7A～图7C所示的矩形截面、凸型截面以及凹型截面的截面形状的每一个截面形状，以将矩形截面设为基准“1”时的比率来表示极惯性矩以及截面惯性矩。

[0127] 根据图8所示的结果，可以说，作为用于提高臂部的弯曲刚度和扭转刚度的有效的手段，加厚臂部的厚度是有效率的。尤其是，可以说，只要截面形状是凹型，弯曲刚度和扭转刚度就提高。

[0128] 2－2.本实施方式的曲轴的概要

[0129] 本实施方式的曲轴在臂部的销部侧的表面设有减重部。具备减重部的臂部既可以是具有配重部的多个臂部中的全部臂部，也可以是其中的一部分臂部。并且，并非在减重部的臂部中心线上设置肋部，而是在减重部的两个侧部分别设置肋部。由此，臂部的两个侧部利用肋部加厚，其内侧的区域利用减重部减薄。这样的臂部的截面形状成为凹型。因而，利用本实施方式的曲轴，能够实现轻量化并且能够实现弯曲刚度和扭转刚度的提高。

[0130] 本实施方式的曲轴也可以在减重部的两个侧部中的一者设置肋部。由此，臂部的一个侧部利用肋部加厚。在这样的情况下，也能够实现轻量化并且能够实现弯曲刚度和扭转刚度的提高。但是，为了更有效地获得弯曲刚度和扭转刚度的提高，优选的是，在减重部的两个侧部分别设置肋部。

[0131] 2－3.具体例

[0132] [第1实施方式]

[0133] 图9A～图9E是示意性地表示第1实施方式的曲轴的臂部形状的一例的图。在这些图中，图9A表示侧视图，图9B表示从销部侧沿轴向观察到的主视图。图9C表示图9B的IXC－IXC剖视图，图9D表示图9B的IXD－IXD剖视图，图9E表示图9B的IXE－IXE剖视图。图9B和图9C的IXC－IXC截面是与将轴颈部J的轴心Jc和销部P的轴心Pc连结起来的臂部中心线Ac垂直的截面，是通过曲轴的旋转中心(轴颈部J的轴心Jc)的截面。图9B和图9D的IXD－IXD截面是与IXC－IXC截面平行且比曲轴的旋转中心靠近销部P的截面。图9B和图9E的IXE－IXE截面是与IXC－IXC截面平行且比曲轴的旋转中心靠近配重部W的截面。第1实施方式的曲轴既可以是四缸-八配重的曲轴，也可以是四缸-四配重的曲轴。

[0134] 如图9A～图9E所示，在第1实施方式中，在具有配重部W的臂部A的销部P侧的表面，在臂部A的宽度方向(与臂部中心线Ac垂直的方向)上的整个区域的范围内设有减重部10。但是，在该减重部10的宽度方向上的两个侧部分别沿着臂部A的轮廓设有肋部11。减重部10的配重部W侧的端部的区域扩展至臂部A的侧部，肋部11未延伸至该区域(参照图9E)。也就是说，肋部11从减重部10的销部P侧的端部延伸至比曲轴的旋转中心靠近配重部W的位置即可。

[0135] 例如，如图9A所示，在从侧面观察臂部A时，肋部11的配重部W侧的端部11b存在于从轴颈部J的轴心Jc的位置至轴颈部J的外周与臂部A的交点中的、最靠近配重部W的点JB的位置为止的范围内。这是因为，即使肋部11的端部11b超过点JB的位置，刚度的提高也饱和了。肋部11的顶面11a的形状没有特别限定。但是，肋部11的端部11b不与减重部10的配重部W侧的端部相连。也就是说，肋部11在减重部10的区域内中断。

[0136] 利用这样的结构，臂部A的两个侧部利用肋部11加厚，该侧部的内侧的区域利用减重部10减薄。其结果，曲轴被轻量化，与其相配合地，曲轴的弯曲刚度和扭转刚度均提高。另外，当曲轴在发动机内旋转时，能够利用中断了的肋部11有效地搅拌润滑剂。总之，肋部11不但有助于刚度的提高，也有助于润滑剂的搅拌。

[0137] [第2实施方式]

[0138] 图10A～图10E是示意性地表示第2实施方式的曲轴的臂部形状的一例的图。在这些图中，图10A表示侧视图，图10B表示从销部侧沿轴向观察到的主视图。图10C表示图10B的XC－XC剖视图，图10D表示图10B的XD－XD剖视图，图10E表示图10B的XE－XE剖视图。图10B～图10E的XC－XC截面、XD－XD截面以及XE－XE截面分别与所述图9B～图9E的IXC－IXC截面、IXD－IXD截面以及IXE－IXE截面的位置相对应。

[0139] 图10A～图10E所示的第2实施方式的臂部A以所述图9A～图9E所示的第1实施方式的臂部A的结构为基础，对其结构的一部分进行了变形。在第2实施方式中，如图10A所示，引出将销部P的外周和臂部A的交点中的、最靠近配重部W的点PB和轴颈部J的外周和臂部A的交点中的、最靠近配重部W的点JB相连结的直线LPJ。在从侧面观察臂部A时，肋部11的顶面11a与该直线LPJ平行。

[0140] 此处，在对臂部A施加有弯曲载荷的情况下，臂部A处的弯曲载荷的传递路径沿着上述直线LPJ。因此，只要肋部11的顶面11a与上述直线LPJ平行，肋部11就能够高效地负担弯曲载荷。

[0141] 这样的结构的第2实施方式的臂部A也产生与上述的第1实施方式同样的效果。而且，在第2实施方式的情况下，在利用肋部11确保较高的弯曲刚度的同时能够将肋部11的大小抑制为最小限度。因此，第2实施方式对于曲轴整体的进一步轻量化是有效的。

[0142] [第3实施方式]

[0143] 图11A～图11E是示意性地表示第3实施方式的曲轴的臂部形状的一例的图。在这些图中，图11A表示侧视图，图11B表示从销部侧沿轴向观察到的主视图。图11C表示图11B的XIC－XIC剖视图，图11D表示图11B的XID－XID剖视图，图11E表示图11B的XIE－XIE剖视图。图11B～图11E的XIC－XIC截面、XID－XID截面以及XIE－XIE截面分别与所述图9B～图9E的IXC－IXC截面、IXD－IXD截面以及IXE－IXE截面的位置相对应。

[0144] 图11A～图11E所示的第3实施方式的臂部A以所述图9A～图9E所示的第1实施方式的臂部A的结构为基础，对其结构的一部分进行了变形。在第3实施方式中，如图11B～图11D所示，在减重部10的宽度方向上的两个侧部中的一者设有肋部11。

[0145] 利用这样的结构，臂部A的一个侧部利用肋部11加厚。在该情况下也能够实现轻量化并且能够实现弯曲刚度和扭转刚度的提高。第3实施方式的结构也可以应用于上述的第2实施方式。

[0146] 本发明的曲轴以可搭载于所有往复式发动机的曲轴为对象。即，发动机的汽缸数既可以是双缸、三缸、四缸、六缸、八缸以及十缸中的任一个，也可以是更多缸。发动机汽缸的排列也可以是直列配置、V型配置、对置配置等，不做特别限制。发动机的燃料也可以是汽油、柴油、生物燃料等种类，不做限制。另外，作为发动机，也包括内燃机和电动机复合而成的混合动力发动机。

[0147] 产业上的可利用性

[0148] 本发明能够有效地利用于可搭载于所有往复式发动机的曲轴。

[0149] 附图标记说明

[0150] 1、曲轴；J、J1～J5、轴颈部；Jc、轴颈部的轴心；P、P1～P4、销部；Pc、销部的轴心；Fr、前端部；Fl、凸缘部；A、A1～A8、曲臂部；Ac、臂部中心线；W、W1～W8、配重部；PB：销部的外周与臂部的交点中的、最靠配重部侧的点；JB：轴颈部的外周与臂部的交点中的、最靠配重部侧的点；LPJ：将点PB和点JB连结起来的直线；2、减震带轮；3、飞轮；10：减重部；11：肋部；
11a：肋部的顶面。

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