(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024132688
(43)【公開日】2024-10-01
(54)【発明の名称】クランクシャフトおよびその設計方法と鍛造方法
(51)【国際特許分類】
F16C 3/08 20060101AFI20240920BHJP
B21K 1/08 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
F16C3/08
B21K1/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023043559
(22)【出願日】2023-03-17
(71)【出願人】
【識別番号】000116655
【氏名又は名称】愛知製鋼株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115646
【弁理士】
【氏名又は名称】東口 倫昭
(74)【代理人】
【識別番号】100115657
【弁理士】
【氏名又は名称】進藤 素子
(74)【代理人】
【識別番号】100196759
【弁理士】
【氏名又は名称】工藤 雪
(72)【発明者】
【氏名】小島 佑太
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 誠哉
(72)【発明者】
【氏名】橋本 哲明
【テーマコード（参考）】
3J033
4E087
【Ｆターム（参考）】
3J033AA02
3J033AB03
3J033AC01
3J033BA01
3J033CA10
4E087AA06
4E087CA13
4E087EC02
4E087HA32
(57)【要約】
【課題】クランクシャフトの製造に供する原料の投入量を削減することを課題とする。
【解決手段】クランクシャフト１は、メインジャーナル２ａ～２ｅと、クランクピン３ａ～３ｄと、クランクショルダー４ａ～４ｈと、カウンターウエイト５ａ～５ｈと、を備える。メインジャーナル２ａ～２ｅの軸方向から見て、クランクショルダー４ａ～４ｈの幅をショルダー幅Ｌｓ、カウンターウエイト５ａ～５ｈの外周縁の周方向両端５０ａ、５１ａ間の幅を振分幅Ｌｗとする。メインジャーナル２ａ～２ｅの径方向から見て、クランクショルダー４ａ～４ｈの厚みをショルダー厚みＴｓとする。Ｌｓ／Ｔｓは７．０６以上７．２０以下である。Ｌｓ／Ｌｗは０．８９以上１．１７以下である。
【選択図】図３
【解決手段】クランクシャフト１は、メインジャーナル２ａ～２ｅと、クランクピン３ａ～３ｄと、クランクショルダー４ａ～４ｈと、カウンターウエイト５ａ～５ｈと、を備える。メインジャーナル２ａ～２ｅの軸方向から見て、クランクショルダー４ａ～４ｈの幅をショルダー幅Ｌｓ、カウンターウエイト５ａ～５ｈの外周縁の周方向両端５０ａ、５１ａ間の幅を振分幅Ｌｗとする。メインジャーナル２ａ～２ｅの径方向から見て、クランクショルダー４ａ～４ｈの厚みをショルダー厚みＴｓとする。Ｌｓ／Ｔｓは７．０６以上７．２０以下である。Ｌｓ／Ｌｗは０．８９以上１．１７以下である。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸受に回転可能に支持されるメインジャーナルと、
前記メインジャーナルに対して偏心して配置されるクランクピンと、
前記メインジャーナルと前記クランクピンとを連結するクランクショルダーと、
前記メインジャーナルを介して前記クランクショルダーに連なるカウンターウエイトと、
を備えるクランクシャフトであって、
前記メインジャーナルの軸方向から見て、前記クランクショルダーの幅をショルダー幅Ｌｓ、前記カウンターウエイトの外周縁の周方向両端間の幅を振分幅Ｌｗとして、
前記メインジャーナルの径方向から見て、前記クランクショルダーの厚みをショルダー厚みＴｓとして、
Ｌｓ／Ｔｓは７．０６以上７．２０以下であり、Ｌｓ／Ｌｗは０．８９以上１．１７以下であることを特徴とするクランクシャフト。
前記メインジャーナルに対して偏心して配置されるクランクピンと、
前記メインジャーナルと前記クランクピンとを連結するクランクショルダーと、
前記メインジャーナルを介して前記クランクショルダーに連なるカウンターウエイトと、
を備えるクランクシャフトであって、
前記メインジャーナルの軸方向から見て、前記クランクショルダーの幅をショルダー幅Ｌｓ、前記カウンターウエイトの外周縁の周方向両端間の幅を振分幅Ｌｗとして、
前記メインジャーナルの径方向から見て、前記クランクショルダーの厚みをショルダー厚みＴｓとして、
Ｌｓ／Ｔｓは７．０６以上７．２０以下であり、Ｌｓ／Ｌｗは０．８９以上１．１７以下であることを特徴とするクランクシャフト。
【請求項2】
前記クランクシャフトは、排気量が１８００ｃｃ以上３０００ｃｃ以下の４気筒ディーゼルエンジン用であり、
前記クランクショルダーの曲げ剛性［Ｎ／ｍｍ］をＫｂ、前記クランクショルダーの質量をＭｓ［ｇ］、前記クランクシャフトの回転中心から前記クランクショルダーの重心までの距離をＲｓ［ｃｍ］、ＭｓとＲｓとの積をショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）［ｇ・ｃｍ］として、以下の（式１）が成立する請求項１に記載のクランクシャフト。
ＭＲ（ｓ）≦０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１ ・・・（式１）
前記クランクショルダーの曲げ剛性［Ｎ／ｍｍ］をＫｂ、前記クランクショルダーの質量をＭｓ［ｇ］、前記クランクシャフトの回転中心から前記クランクショルダーの重心までの距離をＲｓ［ｃｍ］、ＭｓとＲｓとの積をショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）［ｇ・ｃｍ］として、以下の（式１）が成立する請求項１に記載のクランクシャフト。
ＭＲ（ｓ）≦０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１ ・・・（式１）
【請求項3】
軸受に回転可能に支持されるメインジャーナルと、
前記メインジャーナルに対して偏心して配置されるクランクピンと、
前記メインジャーナルと前記クランクピンとを連結するクランクショルダーと、
前記メインジャーナルを介して前記クランクショルダーに連なるカウンターウエイトと、
を備えるクランクシャフトの設計方法であって、
前記クランクショルダーに作用する慣性力をショルダー側慣性力、前記カウンターウエイトに作用する慣性力をウエイト側慣性力、前記ウエイト側慣性力を前記ショルダー側慣性力で除した値をバランス率として、
所望の曲げ剛性、捩り剛性を確保しつつ、前記ショルダー側慣性力が最小となるように、前記クランクショルダーの形状を最適化するショルダー形状最適化工程と、
所望の前記バランス率を確保しつつ、前記ショルダー側慣性力に応じた前記ウエイト側慣性力を設定できるように、前記カウンターウエイトの形状を最適化するウエイト形状最適化工程と、
を有することを特徴とするクランクシャフトの設計方法。
前記メインジャーナルに対して偏心して配置されるクランクピンと、
前記メインジャーナルと前記クランクピンとを連結するクランクショルダーと、
前記メインジャーナルを介して前記クランクショルダーに連なるカウンターウエイトと、
を備えるクランクシャフトの設計方法であって、
前記クランクショルダーに作用する慣性力をショルダー側慣性力、前記カウンターウエイトに作用する慣性力をウエイト側慣性力、前記ウエイト側慣性力を前記ショルダー側慣性力で除した値をバランス率として、
所望の曲げ剛性、捩り剛性を確保しつつ、前記ショルダー側慣性力が最小となるように、前記クランクショルダーの形状を最適化するショルダー形状最適化工程と、
所望の前記バランス率を確保しつつ、前記ショルダー側慣性力に応じた前記ウエイト側慣性力を設定できるように、前記カウンターウエイトの形状を最適化するウエイト形状最適化工程と、
を有することを特徴とするクランクシャフトの設計方法。
【請求項4】
型鍛造により、素形材から、請求項３に記載のクランクシャフトの設計方法により得られた形状を呈するクランクシャフトを成形するクランクシャフトの鍛造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、例えば車両のエンジンなどに用いられるクランクシャフトおよびその設計方法と鍛造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、一体鍛造品のクランクシャフトが開示されている。図１０に、同文献記載のクランクシャフト１００の平面図を示す。なお、図１０は、同文献の図２に対応している。図１０に示すように、クランクシャフト１００は、クランクジャーナル１０１と、クランクピン１０２と、クランクアーム１０３と、カウンターウエイト１０４と、を一体的に備えている。カウンターウエイト１０４は、クランクジャーナル１０１の軸心１０１ａから離れるほど広がる扇形状を呈している。カウンターウエイト１０４を構成する肉（素材）は、軸心１０１ａから離間している。このため、同文献記載のクランクシャフト１００によると、従来と同質量のクランクシャフトに対して、回転モーメントを増加させることができる。また、従来と同じ回転モーメントのクランクシャフト１００を製造する場合に、カウンターウエイト１０４の質量を小さくすることにより、軽量化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１６８６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者は、型鍛造により円柱状の素形材からクランクシャフトを製造する際の、肉（素材）の流動性について解析した。解析の結果、素形材は、まず図１０における上下方向に伸張し、次に左右方向に伸張することが判った。すなわち、型鍛造において、最後に肉が充填されるのは、鍛造型のキャビティのうち、カウンターウエイト１０４の外周縁の周方向両端１０４ａ、１０４ｂに対応する部分であることが判った。
【0005】
しかしながら、同文献記載のクランクシャフト１００の場合、より少ない質量で、アーム側慣性力（クランクアーム１０３に作用する慣性力）にバランスがとれたウエイト側慣性力（カウンターウエイト１０４に作用する慣性力）を得るための設計がされている。その結果、回転モーメントを増加させるために、また軽量化を図るために、カウンターウエイト１０４が、軸心１０１ａから離れるほど広がる扇形状を呈している。すなわち、周方向両端１０４ａ、１０４ｂ間の幅である振分幅１０５が大きい。このため、周方向両端１０４ａ、１０４ｂに肉が行き渡るまでの間に、キャビティからガター（バリ溜まり）に、余剰の肉（バリ）が流出してしまう。よって、原料投入量が多くなってしまう。
【0006】
そこで、本開示のクランクシャフトおよびその設計方法と鍛造方法は、クランクシャフトの製造に供する原料の投入量を、クランクシャフトとして必要な性能（必要となる曲げ剛性、捩り剛性の確保及びクランクショルダー側とカウンターウエイト側の慣性力のバランス調整）を確保しつつ、削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）上記課題を解決するため、本開示のクランクシャフトは、軸受に回転可能に支持されるメインジャーナルと、前記メインジャーナルに対して偏心して配置されるクランクピンと、前記メインジャーナルと前記クランクピンとを連結するクランクショルダーと、前記メインジャーナルを介して前記クランクショルダーに連なるカウンターウエイトと、を備えるクランクシャフトであって、前記メインジャーナルの軸方向から見て、前記クランクショルダーの幅をショルダー幅Ｌｓ、前記カウンターウエイトの外周縁の周方向両端間の幅を振分幅Ｌｗとして、前記メインジャーナルの径方向から見て、前記クランクショルダーの厚みをショルダー厚みＴｓとして、Ｌｓ／Ｔｓは７．０６以上７．２０以下であり、Ｌｓ／Ｌｗは０．８９以上１．１７以下であることを特徴とする。
【0008】
本構成のクランクシャフトによると、Ｌｓ／Ｌｗは０．８９以上１．１７以下に設定されている。このため、カウンターウエイトの振分幅Ｌｗを小さくすることができる。したがって、クランクシャフトの製造に供する原料の投入量を削減することができる。
【0009】
本構成のクランクシャフトによると、Ｌｓ／Ｔｓは７．０６以上７．２０以下に設定されている。このため、クランクショルダーが従来と同程度の曲げ剛性、捩り剛性を確保することができる。これにより、前記Ｌｓ／Ｌｗの最適化との組合せで、原料の投入量をできるだけ減らしつつ、必要な剛性を確保することができる。
【0010】
このように、本構成のクランクシャフトによると、従来と同程度の曲げ剛性、捩り剛性を確保しながら、カウンターウエイトの振分幅を小さくすることができる。すなわち、従来と同程度の機能を確保しながら、クランクシャフトの製造に供する原料の投入量を削減することができる。
【0011】
Ｌｓ／Ｔｓを７．０６以上かつ７．２０以下としたのは、その範囲とすることで、曲げ剛性および捩り剛性の目標値を達成可能となるからである。また、Ｌｓ／Ｌｗを０．８９以上かつ１．１７以下としたのは、その範囲とすることで、後述のバランス率を目標値の範囲とすることが可能となるからである。
【0012】
（２）上記（１）の構成において、前記クランクシャフトは、排気量が１８００ｃｃ以上３０００ｃｃ以下の４気筒ディーゼルエンジン用であり、前記クランクショルダーの曲げ剛性［Ｎ／ｍｍ］をＫｂ、前記クランクショルダーの質量をＭｓ［ｇ］、前記クランクシャフトの回転中心から前記クランクショルダーの重心までの距離をＲｓ［ｃｍ］、ＭｓとＲｓとの積をショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）［ｇ・ｃｍ］として、以下の（式１）が成立する構成とする方がよい。
ＭＲ（ｓ）≦０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１ ・・・（式１）
ここで、クランクショルダーに作用する慣性力をショルダー側慣性力Ｆｓ、カウンターウエイトに作用する慣性力をウエイト側慣性力Ｆｗ、カウンターウエイトの質量をＭｗ［ｇ］、クランクシャフトの回転中心からカウンターウエイトの重心までの距離をＲｗ［ｃｍ］、ＭｗとＲｗとの積をウエイト側ＭＲ値ＭＲ（ｗ）［ｇ・ｃｍ］、クランクシャフトの角速度をω、ウエイト側慣性力Ｆｗとショルダー側慣性力Ｆｓとの比をバランス率Ｂとして、以下の（式２）～（式４）を定義する。
Ｆｓ＝Ｍｓ×Ｒｓ×ω２＝ＭＲ（ｓ）×ω２ ・・・（式２）
Ｆｗ＝Ｍｗ×Ｒｗ×ω２＝ＭＲ（ｗ）×ω２ ・・・（式３）
Ｂ＝Ｆｗ／Ｆｓ＝ＭＲ（ｗ）／ＭＲ（ｓ） ・・・（式４）
本構成によると、式（１）不成立の場合（ＭＲ（ｓ）＞０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１）と比較して、同等の曲げ剛性Ｋｂを確保したまま、ショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）、つまりショルダー側慣性力Ｆｓを小さくすることができる。このため、カウンターウエイトの振分幅を小さくすることができる。すなわち、式（１）が成立するようにショルダー側慣性力Ｆｓを小さくすると、（式４）のバランス率Ｂを一定に保つため、ウエイト側慣性力Ｆｗを小さくする必要がある。（式３）のウエイト側慣性力Ｆｗを小さくするためには、クランクシャフトの回転中心からカウンターウエイトの重心までの距離Ｒｗを小さくすればよい。つまり、カウンターウエイトの重心をクランクシャフトの回転中心に近づければよい。よって、カウンターウエイトの振分幅を小さくすることができる。
ＭＲ（ｓ）≦０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１ ・・・（式１）
ここで、クランクショルダーに作用する慣性力をショルダー側慣性力Ｆｓ、カウンターウエイトに作用する慣性力をウエイト側慣性力Ｆｗ、カウンターウエイトの質量をＭｗ［ｇ］、クランクシャフトの回転中心からカウンターウエイトの重心までの距離をＲｗ［ｃｍ］、ＭｗとＲｗとの積をウエイト側ＭＲ値ＭＲ（ｗ）［ｇ・ｃｍ］、クランクシャフトの角速度をω、ウエイト側慣性力Ｆｗとショルダー側慣性力Ｆｓとの比をバランス率Ｂとして、以下の（式２）～（式４）を定義する。
Ｆｓ＝Ｍｓ×Ｒｓ×ω２＝ＭＲ（ｓ）×ω２ ・・・（式２）
Ｆｗ＝Ｍｗ×Ｒｗ×ω２＝ＭＲ（ｗ）×ω２ ・・・（式３）
Ｂ＝Ｆｗ／Ｆｓ＝ＭＲ（ｗ）／ＭＲ（ｓ） ・・・（式４）
本構成によると、式（１）不成立の場合（ＭＲ（ｓ）＞０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１）と比較して、同等の曲げ剛性Ｋｂを確保したまま、ショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）、つまりショルダー側慣性力Ｆｓを小さくすることができる。このため、カウンターウエイトの振分幅を小さくすることができる。すなわち、式（１）が成立するようにショルダー側慣性力Ｆｓを小さくすると、（式４）のバランス率Ｂを一定に保つため、ウエイト側慣性力Ｆｗを小さくする必要がある。（式３）のウエイト側慣性力Ｆｗを小さくするためには、クランクシャフトの回転中心からカウンターウエイトの重心までの距離Ｒｗを小さくすればよい。つまり、カウンターウエイトの重心をクランクシャフトの回転中心に近づければよい。よって、カウンターウエイトの振分幅を小さくすることができる。
【0013】
このように、本構成によると、式（１）不成立の場合と比較して、同等の曲げ剛性Ｋｂを確保したまま、ショルダー側慣性力Ｆｓを小さくすることができ、カウンターウエイトの振分幅を小さくすることができる。
【0014】
（３）本開示のクランクシャフトの設計方法は、軸受に回転可能に支持されるメインジャーナルと、前記メインジャーナルに対して偏心して配置されるクランクピンと、前記メインジャーナルと前記クランクピンとを連結するクランクショルダーと、前記メインジャーナルを介して前記クランクショルダーに連なるカウンターウエイトと、を備えるクランクシャフトの設計方法であって、前記クランクショルダーに作用する慣性力をショルダー側慣性力、前記カウンターウエイトに作用する慣性力をウエイト側慣性力、前記ウエイト側慣性力を前記ショルダー側慣性力で除した値をバランス率として、所望の曲げ剛性、捩り剛性を確保しつつ、前記ショルダー側慣性力が最小となるように、前記クランクショルダーの形状を最適化するショルダー形状最適化工程と、所望の前記バランス率を確保しつつ、前記ショルダー側慣性力に応じた前記ウエイト側慣性力を設定できるように、前記カウンターウエイトの形状を最適化するウエイト形状最適化工程と、を有することを特徴とする。
【0015】
本開示のクランクシャフトの設計方法によると、まず、ショルダー形状最適化工程において、所望の曲げ剛性、捩り剛性を確保し、かつショルダー側慣性力が最小となるように、クランクショルダーの形状を最適化する。次に、ウエイト形状最適化工程において、所望のバランス率を確保しつつ、ショルダー側慣性力に応じたウエイト側慣性力を設定できるように、カウンターウエイトの形状を最適化する。
【0016】
所望のバランス率を確保しつつ、ショルダー側慣性力に応じて、ウエイト側慣性力を小さくするためには、前述のとおり、カウンターウエイトの重心位置をクランクシャフトの回転中心に近づければよい。よって、カウンターウエイトの振分幅を小さくすることができる。
【0017】
また、図１０に示す従来のクランクシャフト１００の場合、回転モーメントの増加、クランクシャフト１００の軽量化を目的に、カウンターウエイト１０４を扇形状に設計している。これに対して、本開示のクランクシャフトの設計方法の場合、ショルダー形状最適化工程において最小化されたショルダー側慣性力と釣り合うように、ウエイト形状最適化工程において、ウエイト側慣性力を設定している。すなわち、本開示のクランクシャフトの設計方法は、慣性力の最小化を目的としている。このように、本開示のクランクシャフトの設計方法は、従来のクランクシャフトの設計方法に対して、目的（着想）が全く相違している。本開示のクランクシャフトの設計方法によると、慣性力（ショルダー側慣性力、ウエイト側慣性力）を小さくすることができる。
【0018】
（４）本開示のクランクシャフトの鍛造方法は、型鍛造により、素形材から、前記（３）に記載のクランクシャフトの設計方法により得られた形状を呈するクランクシャフトを成形することを特徴とする。本開示のクランクシャフトの鍛造方法によると、所望の曲げ剛性、捩り剛性を有し、ショルダー側慣性力が小さいクランクショルダーと、ウエイト側慣性力が小さく、振分幅の小さいカウンターウエイトと、を備えるクランクシャフトを製造することができる。
【発明の効果】
【0019】
本開示のクランクシャフトおよびその設計方法と鍛造方法によると、クランクショルダーの曲げ剛性、捩り剛性を確保しつつ、カウンターウエイトの振分幅を小さくすることができる。このため、クランクシャフトの製造に供する原料の投入量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本開示のクランクシャフトおよびその設計方法と鍛造方法の実施の形態について説明する。
【0022】
＜クランクシャフトの構成＞
まず、本開示の一実施形態のクランクシャフトの構成について説明する。クランクシャフトは、一体鍛造品である。クランクシャフトは、自動車の排気量１８００ｃｃ以上３０００ｃｃ以下の４気筒ディーゼルエンジン用である。図１に、本実施形態のクランクシャフトの側面図（右側面図）を示す。
まず、本開示の一実施形態のクランクシャフトの構成について説明する。クランクシャフトは、一体鍛造品である。クランクシャフトは、自動車の排気量１８００ｃｃ以上３０００ｃｃ以下の４気筒ディーゼルエンジン用である。図１に、本実施形態のクランクシャフトの側面図（右側面図）を示す。
【0023】
図１に示すように、クランクシャフト１は、５つのメインジャーナル２ａ～２ｅと、４つのクランクピン３ａ～３ｄと、８つのクランクショルダー４ａ～４ｈと、８つのカウンターウエイト５ａ～５ｈと、フランジ６と、を備えている。
【0024】
クランクシャフト１の前端（補機駆動端）には、クランクプーリー（図略）が取り付けられている。クランクシャフト１の後端のフランジ６には、フライホイール（図略）が取り付けられている。
【0025】
５つのメインジャーナル２ａ～２ｅは、前後方向（軸方向）に一列に並んでいる。メインジャーナル２ａ～２ｅは、軸受（図略）により、自身の軸周りに回転可能に支持されている。軸受（図略）は、シリンダーブロック（図略）に取り付けられている。
【0026】
４つのクランクピン３ａ～３ｄは、５つのメインジャーナル２ａ～２ｅに対して、上下方向（メインジャーナル２ａ～２ｅの回転軸（中心軸）Ａを基準とする径方向）に偏心して配置されている。前後方向両端の２つのクランクピン３ａ、３ｄとその間の２つのクランクピン３ｂ、３ｃとは、互いに１８０°ずれて配置されている。
【0027】
クランクピン３ａ～３ｄには、コンロッド（図略）を介してピストン（図略）が取り付けられている。クランクピン３ａ～３ｄには、ピストン、コンロッドを介して、燃焼室（図略）から、燃焼荷重（燃焼圧力）が加わる。
【0028】
８つのクランクショルダー４ａ～４ｈは、各々、メインジャーナル２ａ～２ｅとクランクピン３ａ～３ｄとを径方向に連結している。８つのカウンターウエイト５ａ～５ｈは、メインジャーナル２ａ～２ｅの回転軸Ａを挟んで、クランクショルダー４ａ～４ｈの径方向反対側に配置されている。
【0029】
【0030】
図２、図３に示すように、前後方向（回転軸Ａの軸方向。メインジャーナル２ａ～２ｅの軸方向）から見て、クランクショルダー４ａの左右方向（回転軸Ａに直交する方向（軸直方向）であって、クランクピン３ａとメインジャーナル２ａとが並ぶ方向（上下方向）に直交する方向）幅をショルダー幅Ｌｓ、カウンターウエイト５ａの外周縁の周方向一端５０ａ、周方向他端５１ａ（以下、適宜、周方向両端５０ａ、５１ａと総称する。）間の左右方向幅を振分幅Ｌｗとする。図４に示すように、左右方向（メインジャーナル２ａ～２ｅの径方向。図２に示す回転軸Ａを中心とする円の径方向）から見て、クランクショルダー４ａの前後方向厚み（詳しくは、メインジャーナル２ａ側の面取部に連なる平面部４０ａと、クランクピン３ａ側の面取部に連なる平面部４１ａと、の間の距離）をショルダー厚みＴｓとする。Ｌｓ／Ｔｓは７．０６以上７．２０以下に設定されている。並びに、Ｌｓ／Ｌｗは０．８９以上１．１７以下に設定されている。
【0031】
＜クランクシャフトの設計方法＞
次に、本実施形態のクランクシャフトの設計方法について説明する。図５に、本実施形態のクランクシャフトの設計方法のフローチャートを示す。当該設計方法は、図１に示す直径方向に連なるクランクショルダー４ａ～４ｈ、カウンターウエイト５ａ～５ｈの８組（すなわち、「クランクショルダー４ａとカウンターウエイト５ａ」、「クランクショルダー４ｂとカウンターウエイト５ｂ」、・・・「クランクショルダー４ｇとカウンターウエイト５ｇ」、「クランクショルダー４ｈとカウンターウエイト５ｈ」の８組）のうち、少なくとも一組に対して実行される。以下、代表して、「クランクショルダー４ａとカウンターウエイト５ａ」を設計する場合について説明する。
次に、本実施形態のクランクシャフトの設計方法について説明する。図５に、本実施形態のクランクシャフトの設計方法のフローチャートを示す。当該設計方法は、図１に示す直径方向に連なるクランクショルダー４ａ～４ｈ、カウンターウエイト５ａ～５ｈの８組（すなわち、「クランクショルダー４ａとカウンターウエイト５ａ」、「クランクショルダー４ｂとカウンターウエイト５ｂ」、・・・「クランクショルダー４ｇとカウンターウエイト５ｇ」、「クランクショルダー４ｈとカウンターウエイト５ｈ」の８組）のうち、少なくとも一組に対して実行される。以下、代表して、「クランクショルダー４ａとカウンターウエイト５ａ」を設計する場合について説明する。
【0032】
前出の（式２）～（式４）を再掲する。
Ｆｓ＝Ｍｓ×Ｒｓ×ω２＝ＭＲ（ｓ）×ω２ ・・・（式２）
Ｆｗ＝Ｍｗ×Ｒｗ×ω２＝ＭＲ（ｗ）×ω２ ・・・（式３）
Ｂ＝Ｆｗ／Ｆｓ＝ＭＲ（ｗ）／ＭＲ（ｓ） ・・・（式４）
図５に示すように、本実施形態のクランクシャフトの設計方法は、ショルダー形状最適化工程（ステップＳ１～ステップＳ４）と、ウエイト形状最適化工程（ステップＳ５～ステップＳ８）と、を有する。
Ｆｓ＝Ｍｓ×Ｒｓ×ω２＝ＭＲ（ｓ）×ω２ ・・・（式２）
Ｆｗ＝Ｍｗ×Ｒｗ×ω２＝ＭＲ（ｗ）×ω２ ・・・（式３）
Ｂ＝Ｆｗ／Ｆｓ＝ＭＲ（ｗ）／ＭＲ（ｓ） ・・・（式４）
図５に示すように、本実施形態のクランクシャフトの設計方法は、ショルダー形状最適化工程（ステップＳ１～ステップＳ４）と、ウエイト形状最適化工程（ステップＳ５～ステップＳ８）と、を有する。
【0033】
（ショルダー形状最適化工程）
ショルダー形状最適化工程においては、形状最適化ソフトを用いて、所望の曲げ剛性、捩り剛性を確保しつつ、ショルダー側慣性力が最小となるように、クランクショルダー４ａの形状を最適化する。具体的には、まず、バランス率の目標値Ｂ１、曲げ剛性の目標値Ｋｂ１、捩り剛性の目標値Ｋｔ１を設定する（ステップＳ１）。次に、（式２）に示すショルダー側慣性力Ｆｓが最小となるように、クランクショルダー４ａのモデルを作成する（ステップＳ２）。
ショルダー形状最適化工程においては、形状最適化ソフトを用いて、所望の曲げ剛性、捩り剛性を確保しつつ、ショルダー側慣性力が最小となるように、クランクショルダー４ａの形状を最適化する。具体的には、まず、バランス率の目標値Ｂ１、曲げ剛性の目標値Ｋｂ１、捩り剛性の目標値Ｋｔ１を設定する（ステップＳ１）。次に、（式２）に示すショルダー側慣性力Ｆｓが最小となるように、クランクショルダー４ａのモデルを作成する（ステップＳ２）。
【0034】
続いて、モデルの曲げ剛性Ｋｂ、捩り剛性Ｋｔを解析する（ステップＳ３）。図６に、曲げ剛性の解析方法の模式図を示す。なお、図６に示す部分は、図１、図４の枠ＩＶ内に対応している。曲げ剛性Ｋｂの解析においては、メインジャーナル２ａ、２ｂの前後方向中心の径方向（上下左右方向）断面２ａＦ、２ｂＦを、各々、上下左右方向に動かないように拘束する。並びに、クランクピン３ａの前後方向中心の上端３ａＰを、前後左右方向に動かないように拘束する。この状態で、クランク角０°位置（ピストンの上死点に対応）のクランクピン３ａに対して、上側（ピストン側）から荷重Ｆ１を加える。そして、クランクショルダー４ａ、４ｂの曲げ剛性Ｋｂを解析する。
【0035】
図７に、捩り剛性の解析方法の模式図を示す。なお、図７に示す部分は、図１、図４の枠ＩＶ内に対応している。捩り剛性Ｋｔの解析においては、メインジャーナル２ｂの後端の径方向断面２ｂＦ’を、上下前後左右に動かないように拘束する。この状態で、メインジャーナル２ａの前端外周面のクランク角０°位置、１８０°位置に偶力Ｆ２（右向きの荷重）、－Ｆ２（左向きの荷重）を加える。そして、クランクショルダー４a、４ｂの捩り剛性Ｋｔを解析する。
【0036】
それから、解析から得られた曲げ剛性Ｋｂ、捩り剛性Ｋｔが目標値Ｋｂ１、Ｋｔ１以上か否かを判別する（ステップＳ４）。Ｋｂ≧Ｋｂ１以上かつＫｔ≧Ｋｔ１が成立する場合（ステップＳ４）、ウエイト形状最適化工程に移行する（ステップＳ５）。一方、Ｋｂ≧Ｋｂ１以上かつＫｔ≧Ｋｔ１が不成立の場合は、成立するまでステップＳ２～ステップＳ４を繰り返す。
【0037】
図２、図３に示すクランクショルダー４ａの除肉部Ｃ、加肉部Ｄ（説明の便宜上、ハッチングを施す）は、ショルダー形状最適化工程において設定されたものである。すなわち、除肉部Ｃは、クランクショルダー４ａの前後方向両面に配置されている。従来のクランクシャフトに対して、除肉部Ｃにおいては肉（素材）が削減されている。除肉部Ｃは、クランクショルダー４ａの重心を回転軸Ａに近づけるために、つまりショルダー側慣性力Ｆｓを小さくするために、設定されている。
【0038】
一方、加肉部Ｄは、クランクショルダー４ａの左右方向（周方向）両外縁に配置されている。従来のクランクシャフトに対して、加肉部Ｄにおいては肉が追加されている。加肉部Ｄは、クランクショルダー４ａの曲げ剛性Ｋｂ、捩り剛性Ｋｔを向上させるために、設定されている。
【0039】
（ウエイト形状最適化工程）
ウエイト形状最適化工程においては、まず、カウンターウエイト５ａのモデルを作成する（図５に示すステップＳ５）。続いて、前出の（式３）により、ウエイト側慣性力Ｆｗを算出する。また、当該ウエイト側慣性力Ｆｗと、すでにショルダー形状最適化工程において最小化済みのショルダー側慣性力Ｆｓと、を前出の（式４）に代入し、バランス率Ｂを算出する（ステップＳ６）。それから、算出されたバランス率Ｂが目標値Ｂ１と一致しているか否かを判別する（ステップＳ７）。Ｂ＝Ｂ１が成立する場合、設計が完了する（ステップＳ８）。すなわち、ステップＳ１で設定された目標値を充足する「クランクショルダー４ａとカウンターウエイト５ａ」の設計が完了する。一方、Ｂ＝Ｂ１が不成立の場合は、成立するまでステップＳ５～ステップＳ７を繰り返す。
ウエイト形状最適化工程においては、まず、カウンターウエイト５ａのモデルを作成する（図５に示すステップＳ５）。続いて、前出の（式３）により、ウエイト側慣性力Ｆｗを算出する。また、当該ウエイト側慣性力Ｆｗと、すでにショルダー形状最適化工程において最小化済みのショルダー側慣性力Ｆｓと、を前出の（式４）に代入し、バランス率Ｂを算出する（ステップＳ６）。それから、算出されたバランス率Ｂが目標値Ｂ１と一致しているか否かを判別する（ステップＳ７）。Ｂ＝Ｂ１が成立する場合、設計が完了する（ステップＳ８）。すなわち、ステップＳ１で設定された目標値を充足する「クランクショルダー４ａとカウンターウエイト５ａ」の設計が完了する。一方、Ｂ＝Ｂ１が不成立の場合は、成立するまでステップＳ５～ステップＳ７を繰り返す。
【0040】
＜クランクシャフトの鍛造方法＞
次に、本実施形態のクランクシャフトの鍛造方法について説明する。図８（Ａ）に、本実施形態の鍛造方法の模式図（その１）を示す。図８（Ｂ）に、本実施形態の鍛造方法の模式図（その２）を示す。図８（Ｃ）に、本実施形態の鍛造方法の模式図（その３）を示す。なお、図８（Ａ）～図８（Ｃ）に示すクランクシャフトは、図１のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ方向断面（クランクショルダー４ａ、カウンターウエイト５ａの断面）に相当する。また、図８（Ａ）～図８（Ｃ）に示す方位は、図１～図４、図６、図７に対応しているが、実際には第一型９１が上型（可動型）、第二型９２が下型（固定型）である。すなわち、図中の左右方向は、実際の上下方向に対応している。
次に、本実施形態のクランクシャフトの鍛造方法について説明する。図８（Ａ）に、本実施形態の鍛造方法の模式図（その１）を示す。図８（Ｂ）に、本実施形態の鍛造方法の模式図（その２）を示す。図８（Ｃ）に、本実施形態の鍛造方法の模式図（その３）を示す。なお、図８（Ａ）～図８（Ｃ）に示すクランクシャフトは、図１のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ方向断面（クランクショルダー４ａ、カウンターウエイト５ａの断面）に相当する。また、図８（Ａ）～図８（Ｃ）に示す方位は、図１～図４、図６、図７に対応しているが、実際には第一型９１が上型（可動型）、第二型９２が下型（固定型）である。すなわち、図中の左右方向は、実際の上下方向に対応している。
【0041】
図８（Ａ）～図８（Ｃ）に示すように、鍛造型９は、第一型９１と第二型９２とを備えている。第一型９１と第二型９２とは左右方向に対向している。第一型９１の右面（第二型９２向きの面）には型面９１０が凹設されている。第二型９２の左面（第一型９１向きの面）には型面９２０が凹設されている。図８（Ｃ）に示すように、型面９１０と型面９２０とが合体すると、キャビティ９３が区画される。キャビティ９３は、クランクシャフト１と型対称の形状を呈している。キャビティ９３には、フラッシュランド（バリ道）９３０を介して、ガター（バリ溜まり）９３１が連なっている。
【0042】
クランクシャフト１の製造時においては、まず、図８（Ａ）に示すように、予備成形済みの前後方向に延在する円柱状の素形材９０を、第一型９１と第二型９２との間に配置する。次に、矢印Ｙ１で示すように、第一型９１を第二型９２に近接させる。図８（Ｂ）に示すように、素形材９０の肉（素材）は、型面９１０、９２０（なお、図８（Ｂ）に示す部分以外に、図１に示すメインジャーナル２ａ～２ｅ、クランクピン３ａ～３ｄ、クランクショルダー４ｂ～４ｈ、カウンターウエイト５ｂ～５ｈ、フランジ６に対応する部分がある）に当接し、矢印Ｙ２で示すように、上下方向に伸張する。素形材９０の肉は、型面９１０、９２０の下端に到達した後、図８（Ｃ）に矢印Ｙ３で示すように、左右方向に伸張する。このようにして、キャビティ９３に、図１に示すクランクシャフト１が一体的に形成される。キャビティ９３において、素形材９０の肉が最後に充填されるのは、周方向一端９３０ａ、周方向他端９３１ａ（以下、適宜、周方向両端９３０ａ、９３１ａと総称する。）である。周方向一端９３０ａはカウンターウエイト５ａの周方向一端５０ａに、周方向他端９３１ａはカウンターウエイト５ａの周方向他端５１ａに、各々対応している。キャビティ９３の周方向両端９３０ａ、９３１ａに肉が行き渡るまでの間、余剰の肉が、フラッシュランド９３０を介して、キャビティ９３からガター９３１に流出する。すなわち、バリ９００が形成される。周方向両端９３０ａ、９３１ａ間の幅つまり図２、図３に示す振分幅Ｌｗが小さい方が、バリ９００の量が少なくなる。このため、原料投入量を削減することができる。
【0043】
＜作用効果＞
次に、本実施形態のクランクシャフトおよびその設計方法と鍛造方法の作用効果について説明する。本実施形態のクランクシャフト１によると、図２に示すＬｓ／Ｌｗは、０．８９以上１．１７以下に設定されている。このため、カウンターウエイト５ａの振分幅Ｌｗを小さくすることができる。したがって、クランクシャフト１の製造に供する原料の投入量を削減することができる。また、図２、図３に示すＬｓ／Ｔｓは７．０６以上７．２０以下に設定されている。このため、クランクショルダー４ａが従来と同程度の曲げ剛性、捩り剛性を確保することができる。
次に、本実施形態のクランクシャフトおよびその設計方法と鍛造方法の作用効果について説明する。本実施形態のクランクシャフト１によると、図２に示すＬｓ／Ｌｗは、０．８９以上１．１７以下に設定されている。このため、カウンターウエイト５ａの振分幅Ｌｗを小さくすることができる。したがって、クランクシャフト１の製造に供する原料の投入量を削減することができる。また、図２、図３に示すＬｓ／Ｔｓは７．０６以上７．２０以下に設定されている。このため、クランクショルダー４ａが従来と同程度の曲げ剛性、捩り剛性を確保することができる。
【0044】
このように、本実施形態のクランクシャフト１によると、従来と同程度の曲げ剛性、捩り剛性を確保しながら、カウンターウエイト５ａの振分幅Ｌｗを小さくすることができる。すなわち、従来と同程度の機能を確保しながら、クランクシャフト１の製造に供する原料の投入量を削減することができる。
【0045】
前出の（式１）～（式４）を再掲する。
ＭＲ（ｓ）≦０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１ ・・・（式１）
Ｆｓ＝Ｍｓ×Ｒｓ×ω２＝ＭＲ（ｓ）×ω２ ・・・（式２）
Ｆｗ＝Ｍｗ×Ｒｗ×ω２＝ＭＲ（ｗ）×ω２ ・・・（式３）
Ｂ＝Ｆｗ／Ｆｓ＝ＭＲ（ｗ）／ＭＲ（ｓ） ・・・（式４）
後述するように、本実施形態のクランクシャフト１によると、（式１）が成立する。このため、式（１）不成立の場合と比較して、同等の曲げ剛性Ｋｂを確保したまま、ショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）、つまりショルダー側慣性力Ｆｓを小さくすることができる。したがって、カウンターウエイト５ａの振分幅Ｌｗを小さくすることができる。すなわち、式（１）が成立するようにショルダー側慣性力Ｆｓを小さくすると、（式４）のバランス率Ｂを一定に保つため、ウエイト側慣性力Ｆｗを小さくする必要がある。（式３）のウエイト側慣性力Ｆｗを小さくするためには、図２、図３に示すように、回転軸Ａ（クランクシャフト１の回転中心）からカウンターウエイト５ａの重心Ｇｗまでの距離Ｒｗを小さくすればよい。すなわち、重心Ｇｗを回転軸Ａに近づければよい。よって、カウンターウエイト５ａの振分幅Ｌｗを小さくすることができる。
ＭＲ（ｓ）≦０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１ ・・・（式１）
Ｆｓ＝Ｍｓ×Ｒｓ×ω２＝ＭＲ（ｓ）×ω２ ・・・（式２）
Ｆｗ＝Ｍｗ×Ｒｗ×ω２＝ＭＲ（ｗ）×ω２ ・・・（式３）
Ｂ＝Ｆｗ／Ｆｓ＝ＭＲ（ｗ）／ＭＲ（ｓ） ・・・（式４）
後述するように、本実施形態のクランクシャフト１によると、（式１）が成立する。このため、式（１）不成立の場合と比較して、同等の曲げ剛性Ｋｂを確保したまま、ショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）、つまりショルダー側慣性力Ｆｓを小さくすることができる。したがって、カウンターウエイト５ａの振分幅Ｌｗを小さくすることができる。すなわち、式（１）が成立するようにショルダー側慣性力Ｆｓを小さくすると、（式４）のバランス率Ｂを一定に保つため、ウエイト側慣性力Ｆｗを小さくする必要がある。（式３）のウエイト側慣性力Ｆｗを小さくするためには、図２、図３に示すように、回転軸Ａ（クランクシャフト１の回転中心）からカウンターウエイト５ａの重心Ｇｗまでの距離Ｒｗを小さくすればよい。すなわち、重心Ｇｗを回転軸Ａに近づければよい。よって、カウンターウエイト５ａの振分幅Ｌｗを小さくすることができる。
【0046】
このように、本実施形態のクランクシャフト１によると、式（１）不成立の場合と比較して、同等の曲げ剛性Ｋｂを確保したまま、ショルダー側慣性力Ｆｓを小さくすることができ、カウンターウエイト５ａの振分幅Ｌｗを小さくすることができる。
【0047】
本実施形態のクランクシャフト１の設計方法によると、まず、ショルダー形状最適化工程（図５のステップＳ１～ステップＳ４）において、所望の曲げ剛性Ｋｂ、捩り剛性Ｋｔを確保し、かつショルダー側慣性力Ｆｓが最小となるように、クランクショルダー４ａの形状を最適化する。次に、ウエイト形状最適化工程（図５のステップＳ５～ステップＳ８）において、所望のバランス率（バランス率の目標値）Ｂ１を確保しつつ、ショルダー側慣性力Ｆｓに応じたウエイト側慣性力Ｆｗを設定できるように、カウンターウエイト５ａの形状を最適化する。
【0048】
所望のバランス率Ｂ１を確保するためには、つまりショルダー側慣性力Ｆｓに応じて、ウエイト側慣性力Ｆｗを小さくするためには、前述のとおり、カウンターウエイト５ａの重心位置Ｇｗを回転軸Ａに近づければよい。よって、カウンターウエイト５ａの振分幅Ｌｗを小さくすることができる。
【0049】
また、図１０に示す従来のクランクシャフト１００の場合、回転モーメントの増加、クランクシャフト１００の軽量化を目的に、カウンターウエイト１０４を扇形状に設計している。これに対して、本実施形態のクランクシャフト１の設計方法の場合、ショルダー形状最適化工程（図５のステップＳ１～ステップＳ４）において最小化されたショルダー側慣性力Ｆｓと釣り合うように（所望のバランス率Ｂ１を確保できるように）、ウエイト形状最適化工程（図５のステップＳ５～ステップＳ８）において、ウエイト側慣性力Ｆｗを設定している。すなわち、本実施形態のクランクシャフト１の設計方法は、慣性力の最小化を目的としている。このように、本実施形態のクランクシャフト１の設計方法は、従来のクランクシャフトの設計方法に対して、目的（着想）が全く相違している。本実施形態のクランクシャフト１の設計方法によると、慣性力（ショルダー側慣性力Ｆｓ、ウエイト側慣性力Ｆｗ）を小さくすることができる。
【0050】
本実施形態のクランクシャフト１の鍛造方法によると、上述の設計方法により設計されたクランクシャフト１を製造することができる。すなわち、所望の曲げ剛性Ｋｂ、捩り剛性Ｋｔを有し、ショルダー側慣性力Ｆｓが小さいクランクショルダー４ａと、ウエイト側慣性力Ｆｗが小さく、振分幅Ｌｗの小さいカウンターウエイト５ａと、を備えるクランクシャフト１を製造することができる。
【0051】
＜その他＞
以上、本開示のクランクシャフトおよびその設計方法と鍛造方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
以上、本開示のクランクシャフトおよびその設計方法と鍛造方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【0052】
本開示のクランクシャフトおよびその設計方法と鍛造方法は、クランクシャフト１の全てのクランクショルダー４ａ～４ｈ、カウンターウエイト５ａ～５ｈについて実施可能である。具体的には、「クランクショルダー４ａとカウンターウエイト５ａ」、「クランクショルダー４ｂとカウンターウエイト５ｂ」、「クランクショルダー４ｃとカウンターウエイト５ｃ」、「クランクショルダー４ｄとカウンターウエイト５ｄ」、「クランクショルダー４ｅとカウンターウエイト５ｅ」、「クランクショルダー４ｆとカウンターウエイト５ｆ」、「クランクショルダー４ｇとカウンターウエイト５ｇ」、「クランクショルダー４ｈとカウンターウエイト５ｈ」から選ばれる、少なくとも一組に対して、実施可能である。
【0053】
クランクシャフト１が用いられるエンジンの気筒の配置（すなわち、メインジャーナル２ａ～２ｅに対するクランクピン３ａ～３ｄの配置）は特に限定しない。直列、Ｖ型、水平対向などであってもよい。また気筒数も特に限定しない。２気筒、３気筒、４気筒、５気筒、６気筒、８気筒、１０気筒、１２気筒などであってもよい。車両に対するクランクシャフト１の回転軸Ａの延在方向は特に限定しない。すなわち、エンジンは縦置きでも横置きでもよい。また、エンジンの燃料は、ガソリン、軽油などであってもよい。エンジンと電池（二次電池、燃料電池など）とを併用してもよい。エンジンの駆動対象物は、自動車、バイクなどでもよい。
【実施例0054】
以下、本開示のクランクシャフトの設計方法により設計したクランクシャフトの解析結果を示す。図９に、クランクシャフトの曲げ剛性とショルダー側ＭＲ値との関係をグラフで示す。なお、図９の実施例１、２は、図１に示すクランクシャフト１の「クランクショルダー４ａとカウンターウエイト５ａ」に関する解析結果である。また、図９の比較例１、２は、従来のクランクシャフトの「図１に示すクランクショルダー４ａとカウンターウエイト５ａに対応する部分」に関する解析結果である。曲げ剛性Ｋｂは、図６に示す解析方法により解析した。ショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）は、前出の（式２）に示すように、クランクショルダー４ａの質量Ｍｓと、回転軸Ａからクランクショルダー４ａの重心までの距離Ｒｓと、の積である。
【0055】
図９に実線（実施例１と実施例２とを通る直線）、点線（比較例１と比較例２とを通る直線）で示すように、実施例、比較例共に、曲げ剛性Ｋｂと、ショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）と、は比例している。ただし、実施例は、比較例を下回っている。すなわち、曲げ剛性Ｋｂが同値の場合、比較例よりも実施例の方が、ショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）が小さくなっている。また、ショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）が同値の場合、比較例よりも実施例の方が、曲げ剛性Ｋｂが大きくなっている。
【0056】
実施例は、以下の式で表される。
ＭＲ（ｓ）＝０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１
よって、図９にハッチングで示すように、以下に再掲する（式１）の関係が成立する場合、曲げ剛性Ｋｂが同値であれば、比較例１、比較例２よりもショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）つまりショルダー側慣性力を小さくすることができる。また、ショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）が同値であれば、比較例１、比較例２よりも曲げ剛性Ｋｂを大きくすることができる。
ＭＲ（ｓ）≦０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１ ・・・（式１）
ＭＲ（ｓ）＝０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１
よって、図９にハッチングで示すように、以下に再掲する（式１）の関係が成立する場合、曲げ剛性Ｋｂが同値であれば、比較例１、比較例２よりもショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）つまりショルダー側慣性力を小さくすることができる。また、ショルダー側ＭＲ値ＭＲ（ｓ）が同値であれば、比較例１、比較例２よりも曲げ剛性Ｋｂを大きくすることができる。
ＭＲ（ｓ）≦０．０００１Ｋｂ＋２５６８．１ ・・・（式１）
【符号の説明】
【0057】
１：クランクシャフト、２ａ～２ｅ：メインジャーナル、２ａＦ：径方向断面、２ｂＦ：径方向断面、２ｂＦ’：径方向断面、３ａ～３ｄ：クランクピン、４ａ～４ｈ：クランクショルダー、４０ａ：平面部、４１ａ：平面部、５ａ～５ｈ：カウンターウエイト、５０ａ：周方向一端、５１ａ：周方向他端、６：フランジ、９：鍛造型、９０：素形材、９００：バリ、９１：第一型、９１０：型面、９２：第二型、９２０：型面、９３：キャビティ、９３０：フラッシュランド、９３１：ガター、９３０ａ：周方向一端、９３１ａ：周方向他端、Ａ：中心軸、Ｌｓ：ショルダー幅、Ｌｗ：振分幅、Ｔｓ：ショルダー厚み、Ｂ１：バランス率の目標値、Ｋｂ１：曲げ剛性の目標値、Ｋｔ１：捩り剛性の目標値、Ｂ：バランス率、Ｃ：除肉部、Ｄ：加肉部、Ｋｂ：曲げ剛性、Ｋｔ：捩り剛性、Ｆ１：荷重、Ｆ２：偶力
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】