CN111656027A

CN111656027A - 曲轴

Info

Publication number: CN111656027A
Application number: CN201980010477.9A
Authority: CN
Inventors: 木村幸彦; 田村宪司; 野上裕; 黄三守; 薮野训宏
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2020-09-11
Also published as: WO2019150979A1; JPWO2019150979A1; JP7208171B2; US20210040984A1

Abstract

曲轴(1)具备多个轴颈部(J)、多个销部(P)和多个曲柄臂部(A)。轴颈部(J)与曲轴(1)的旋转中心同轴地配置。销部(P)相对于轴颈部(J)偏心。曲柄臂部(A)分别配置在一轴颈部(J)与一销部(P)之间而将该轴颈部(J)和该销部(P)连接。曲柄臂部(A)中的一个以上的曲柄臂部一体地具有配重部(W)。配重部(W)包含两个侧面(Wb1、Wb2)。在侧面(Wb1、Wb2)设置有淬火层(11)。

Description

曲轴

技术领域

本公开涉及一种搭载在汽车、自动二轮车、农业机械或船舶等的往复式发动机中的曲轴。

背景技术

往复式发动机需要曲轴。这是为了通过将缸(气缸)内的活塞的往复运动转换为旋转运动而取出动力。通常，在汽车等中使用多缸发动机。

图1以及图2是表示普通曲轴的一例的侧视图。图1以及图2所示的曲轴1搭载在四缸发动机中。曲轴1包括五个轴颈部J1～J5、四个销部P1～P4、前部Fr、凸缘部Fl以及八个曲柄臂部(以下也简称为“臂部”)A1～A8。八个臂部A1～A8分别配置在轴颈部J1～J5中的一个轴颈部与销部P1～P4中的一个销部之间，将与自身相对的轴颈部和销部连接。

在图1所示的曲轴1中，八个臂部A1～A8全部一体地具有配重部(以下也简称为“重量部”)W1～W8。该曲轴1被称为四缸-八配重的曲轴。

以下，在对轴颈部J1～J5、销部P1～P4、臂部A1～A8以及重量部W1～W8分别进行总称时，也将轴颈部的附图标记记作“J”，将销部的附图标记记作“P”，将臂部的附图标记记作“A”，将重量部的附图标记记作“W”。

在图2所示的曲轴1中，在八个臂部A中，开头的第一臂部A1、最末尾的第八臂部A8以及中央的第四臂部A4及第五臂部A5一体地具有重量部W。其余的臂部A2、A3、A6及A7不具有重量部。该曲轴1被称为四缸-四配重的曲轴。

轴颈部J、前部Fr以及凸缘部Fl与曲轴1的旋转中心同轴地配置。各销部P从曲轴1的旋转中心以活塞行程的一半的距离偏心地配置。轴颈部J为旋转轴，由滑动轴承支承于发动机缸体。各销部P通过滑动轴承与连接杆(以下称为“连杆”)的大端部连接，活塞与该连杆的小端部连接。在前部Fr安装用于驱动正时带、风扇带等的带轮(省略图示)。在凸缘部Fl安装飞轮(省略图示)。

在往复式发动机中，抑制振动是重要的课题。这是由于往复式发动机的振动会引起噪音，使往复式发动机周边的环境恶化。特别是在搭载了往复式发动机的汽车等车辆中，由于还要求舒适的室内环境，因此对振动抑制的要求严格。在此，曲轴是在往复式发动机内旋转的重量大的部件。因此，曲轴的振动抑制对往复式发动机的振动抑制有很大的贡献。

为了抑制曲轴的振动，以往采用了如下的两个对策。第一个对策是使支承曲轴的轴颈部的滑动轴承的构造合理化。第二个对策是使安装在曲轴上的附属零件具有振动衰减功能。作为第一个对策，在日本特开2016-153658号公报(专利文献1)中，公开了一种通过适当地设定轴颈部与滑动轴承之间的间隙来改善振动特性的技术。作为第二个对策，在日本特开2005-299807号公报(专利文献2)中，公开了一种通过在曲轴的前部安装减震带轮来使弯曲振动以及扭转振动衰减的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－153658号公报

专利文献2：日本特开2005－299807号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在第一个对策中，在间隙由于滑动轴承的磨损等而发生了变化的情况下，不能得到所希望的振动抑制性能。在第二个对策中，安装特殊构造的附属部件(减震带轮)导致往复式发动机整体的重量增加，因此燃油效率变差。而且，由于构成往复式发动机的零件数量增加，因此可靠性降低。总之，不能说用现有的对策可通过简单的结构充分抑制曲轴的振动。

本公开的一个目的是提供一种能够通过简单的结构充分地抑制振动的曲轴。

用于解决技术问题的手段

本公开的实施方式的曲轴是往复式发动机用的曲轴。曲轴具有：多个轴颈部，其与曲轴的旋转中心同轴地配置；多个销部，其相对于多个轴颈部偏心；多个曲柄臂部，其分别配置在一轴颈部与一销部之间而将该轴颈部和该销部连接。曲柄臂部中的一个以上的曲柄臂部一体地具有配重部，该配重部包含设置有淬火层的两个侧面。

发明效果

根据本公开的实施方式的曲轴，能够通过简单的结构充分地抑制振动。

附图说明

图1是表示普通曲轴的一例的侧视图。

图2是表示普通曲轴的另一例的侧视图。

图3是本发明人在研究步骤1中设想的曲轴的立体图。

图4是图3所示的曲轴的侧视图。

图5是图3所示的曲轴中的带重量部的臂部的侧视图。

图6是图5所示的带重量部的臂部的主视图。

图7是对研究步骤1中的分析结果进行总结的图。

图8是本发明人在研究步骤2中设想的曲轴中的带重量部的臂部的主视图。

图9是将图8所示的带重量部的臂部的重量部的一部分放大的图。

图10是对研究步骤2中的分析结果进行总结的图。

图11是实施方式的曲轴中的带重量部的臂部的主视图。

具体实施方式

为了解决上述技术问题，本发明人着眼于曲轴本身，而不是安装在曲轴上的附属零件。在此基础上，着眼于带重量部的臂部中的重量部，反复进行了深入研究。其结果，得到了以下的见解。

通常，曲轴由碳素钢构成。销部以及轴颈部与滑动轴承滑动。为了确保销部以及轴颈部的耐磨性，销部的表面以及轴颈部的表面有时会通过高频淬火进行硬化。另一方面，臂部是确保曲轴刚性的部分，臂部需要适当的强度和韧性。为了确保强度和韧性，一般来说，臂部的钢组织是珠光体组织或者铁素体组织和珠光体组织混合的组织(铁素体+珠光体组织)。在本说明书中，将珠光体组织以及铁素体+珠光体组织统称为普通组织。

重量部是取得曲轴的旋转平衡的部分，重量部的质量本身是很重要的。也就是说，重量部的钢组织在曲轴的本质功能上并不重要。因此，在现有的曲轴中，对重量部的钢组织完全没有特殊考虑。因此，在现有的曲轴中，重量部的钢组织与臂部的钢组织相同，是普通组织。

只要不实施高频淬火，销部以及轴颈部各自的钢组织也是普通组织。此外，前部以及凸缘部各自的钢组织也是普通组织。

在此，即使是相同的化学组成，只要钢组织不同，杨氏模量等材料常数也就不同。这例如在《Materials Science and Engineering A(外文文献中文译名：材料科学与工程A)》第452-453卷(2007)第633-639页的“Elastic constants and internal friction ofmartensitic steel,ferritic-pearlitic steel,andα-iron(论文中文译名：马氏体钢、铁素体-珠光体钢和α铁的弹性常数和内摩擦)”中有公开。在该文献中，关于SAE1050钢(碳素钢的一种)，在马氏体组织下，记载了杨氏模量为203.5GPa，泊松比为0.2921，在铁素体+珠光体组织下，记载了杨氏模量为210.3GPa，泊松比为0.2877。

如上所述，在现有的曲轴中，重量部的钢组织整体都是普通组织。与此相对，假设在重量部不仅存在普通组织的部分，还存在与普通组织不同的钢组织(以下称为“相异组织”)的部分。相异组织是通过淬火获得的马氏体组织或贝氏体组织。这种情况下，推定会出现以下状况。

曲轴是一体物。因此，在曲轴伴随着曲轴的旋转而发生了振动的情况下，重量部发生振动变形。这种情况下，伴随着普通组织的部分的变形，相异组织的部分发生变形。如上所述，相异组织的部分的材料常数与普通组织的部分的材料常数不同。因此，在相异组织的部分和普通组织的部分，变形的难易程度是不同的。这样，在重量部发生振动变形时，对相异组织的部分和普通组织的部分作用阻碍互相变形的力。由于该力使振动的能量散逸，因此可有效地衰减振动。因此，可抑制曲轴的振动。

为了确认上述推定的妥当性，实施了如下的研究。

[研究步骤1]

在研究步骤1中，调查了在重量部设置马氏体组织的淬火层的情况下的振动程度。该调查是通过基于有限元法(FEM)的振动分析来进行的。在研究步骤1的分析中，从重量部的底面以及两个侧面中选择一个以上的面，使对所选择的各面实施的淬火的范围进行各种改变。

图3～图6是表示在研究步骤1中假定的曲轴的图。在这些图中，图3是该曲轴的立体图，图4是该曲轴的侧视图。图5是该曲轴中的带重量部的臂部的侧视图，图6是该带重量部的臂部的主视图。在本说明书中，在带重量部的臂部中，将与轴颈部J连接的面称为正面，将其相反侧的面、即与销部P连接的面称为背面。注意，在图6中示出了臂部A的纵向中心线Ac1以及横向中心线Ac2。在本说明书中，臂部A的纵向中心线Ac1是垂直于轴颈部J的轴心Jc以及销部P的轴心Pc的直线，横向中心线Ac2是与纵向中心线Ac1以及轴颈部J的轴心Jc正交的直线。在带重量部的臂部中，将横向中心线Ac2的延伸方向称为宽度方向。

参照图3以及图4，在研究步骤1中设想的曲轴1是四缸-八配重的曲轴。曲轴1与普通曲轴相同(图1)，具备多个轴颈部J1～J5、多个销部P1～P4和多个臂部A1～A8。轴颈部J1～J5与曲轴1的旋转中心同轴地配置。各个销部P1～P4相对于轴颈部J1～J5偏心地配置。臂部A1～A8分别配置在轴颈部J1～J5中的一个轴颈部与销部P1～P4中的一个销部之间而连接该轴颈部和销部。臂部A1～A8分别一体地具有重量部W1～W6。

如图5所示，在该曲轴1的分析模型中，在带重量部W的臂部A中的重量部W的背面形成有凹状的减厚部10。减厚部10在重量部W的整个宽度上形成，扩展到重量部W的两个侧面Wb1、Wb2。该减厚部10跨重量部W及臂部A形成。因此，减厚部10还扩展到臂部A的背面及两个侧面Aa。

通过减厚部10，研究步骤1的带重量部W的臂部A的重量大幅度减少。但是，重量部W的形状对带重量部W的臂部A的支承刚性几乎没有影响。因此，研究步骤1的带重量部W的臂部A的支承刚性几乎不降低。因此，在曲轴1具有包含减厚部10的带重量部W的臂部A的情况下，可期待大幅度的轻量化。在本说明书中，所谓支承刚性，是指在对销部P施加载荷时的臂部A的变形阻力。

参照图6，在带重量部W的臂部A中，通过包含横向中心线Ac2以及轴颈部J的轴心Jc的平面来区分臂部A和重量部W。即，在带重量部W的臂部A中，以包含横向中心线Ac2以及轴颈部J的轴心Jc的平面为边界，位于销部P侧的部分是臂部A，位于与销部P相反的一侧的部分是重量部W。在本说明书中，为了便于说明，在带重量部W的臂部A中，将臂部A侧称为上侧，将重量部W侧称为下侧。

臂部A的侧面Aa以及重量部W的侧面Wb1、Wb2大致沿上下方向延伸。重量部W的侧面Wb1、Wb2随着朝向下方而向宽度方向外侧延伸。侧面Wb1、Wb2通过底面Wa连接在一起。在对带重量部W的臂部A进行主视观察时，底面Wa呈以轴颈部J的轴心Jc为中心的圆弧状。在本说明书中，由于在带重量部W的臂部A中方便地将重量部W侧定义为下侧，所以将侧面Wb1、Wb2之间的面称为底面Wa，但在实际的曲轴中，重量部W的底面Wa并不总是位于下侧。

如图6所示，在研究步骤1中设想的曲轴1在轴颈部J的周围具有推力部(以下称为“轴颈推力部”)Jt。在对带重量部W的臂部A进行主视观察时，轴颈推力部Jt呈以轴颈部J的轴心Jc为中心的圆环状。轴颈推力部Jt限制轴颈部J在轴心Jc的延伸方向(轴向)上的移动。即，在往复式发动机内，通过轴颈推力部Jt与安装在发动机缸体(未图示)上的滑动轴承的接触，限制轴颈部J的轴向的移动。

图6示出了在研究步骤1中设置了淬火层的部分。如上所述，在对带重量部W的臂部A进行主视观察时，重量部W的底面Wa呈以轴颈部J的轴心Jc为中心的圆弧状。图6中的附图标记Rcwt表示该底面Wa的半径。在对带重量部W的臂部A进行主视观察时，轴颈推力部Jt呈以轴颈部J的轴心Jc为中心的圆环状。附图标记Rjt表示该轴颈推力部Jt的半径。

在重量部W的底面Wa以及两个侧面Wb1、Wb2中的一个以上的面上设置淬火层。作为设置淬火层的单位，重量部W的底面Wa在沿着底面Wa的方向上划分为六个区域a1～a6。六个区域A1～A6从底面Wa的一端到另一端依次连接。六个区域a1～a6各自沿着底面Wa的长度相同。

另外，作为设置淬火层的单位，重量部W的一侧面Wb1在沿着该侧面Wb1的方向(侧面Wb1的长度方向)上划分为两个区域b1、b2。在对带重量部W的臂部A进行主视观察时，两个区域b1、b2以图6中双点划线所示的圆弧Vr和侧面Wb1的交点为起点，从该交点到重量部W的底面Wa依次连接。在对带重量部W的臂部A进行主视观察时，圆弧Vr是具有与底面Wa相同的半径Rcwt且通过轴颈推力部Jt的下端(重量部W侧的一端)的假想圆弧。圆弧Vr的中心位于纵向中心线Ac1上。两个区域b1、b2各自沿着侧面Wb1的长度相同。两个区域b1、b2各自沿着侧面Wb1的长度大致为(Rcwt－Rjt)/2。与此相同，重量部W的另一侧面Wb2在沿着该侧面Wb2的方向(侧面Wb2的长度方向)上划分为两个区域c1、c2。

在研究步骤1的分析中，从重量部W的底面Wa以及两个侧面Wb1、Wb2中分多种方式选择了一个以上的面。而且，从所选择的面上的多个区域a1～a6、b1、b2、c1、c2中分多种方式选择了一个以上的区域。对所选择的区域进行了淬火，形成了马氏体组织(相异组织)的淬火层。淬火层的厚度(深度)为1mm。重量部W的淬火层以外的部分的钢组织设为不被淬火的铁素体+珠光体组织(普通组织)。在下面的表1中，示出了在研究步骤1中调查的多个带重量部W的臂部A的淬火层的设置模式。

[表1]

表格1

(备注)标记“M”表示通过淬火形成的马氏体组织的淬火层的部分。

空白栏表示没有被淬火的铁素体+珠光体组织的部分。

对于分别具备带重量部的臂部的多个曲轴的模型，以上述表1所示的设置模式在重量部设置了淬火层，调查了加速性(惯性)。所谓加速性，是指在施加了打击力(脉冲激振力)时，对观测点的加速度波形进行频率分析，在每个频率下使振动加速度除以激振力而得的值。加速性低意味着相对于同样的振动输入所产生的振动加速度小。也就是说，加速性低意味着能够抑制振动。因此，比较各模型的加速性就能对振动抑制给出评价。

在此，在曲轴的情况下，通过安装在发动机缸体上的滑动轴承来支承曲轴的轴颈部。由此，曲轴与发动机主体连接。因此，为了抑制往复式发动机的振动，有必要抑制曲轴的轴颈部的振动。

作为输入到曲轴的振动源，考虑在气缸内发生爆炸时的爆炸载荷。爆炸载荷被传递到活塞，并进一步从活塞经由活塞销向连杆传递。传到连杆的载荷被输入到曲轴的销部。因此，曲轴中成为激振源的主要是销部。因此，对打击销部的表面时的轴颈部的中心的加速性进行了评价。

具体而言，参照图4，对第一销部P1的点R输入了打击力。点R是位于第一销部P1的轴向中央且位于第一销部P1的顶端的点。打击力是沿朝向轴颈部J的轴心Jc的方向施加的。针对打击力的输入，求出了在第五轴颈部J5的点S产生的加速度。点S是位于第五轴颈部J5的轴向中央且位于第五轴颈部J5的轴心Jc上的点。所求出的加速度是沿着打击力输入方向的方向的加速度。

在使所得到的加速度除以打击力后进行了频率分析，在1Hz到2500Hz的范围内求出了加速度振幅，得到了加速性的频率特性。根据所得到的加速性的频率特性，求出了加速性的最大值。

注意，在振动分析时，在淬火层(马氏体组织)的部分，将杨氏模量设为203.5GPa，将泊松比设为0.2921。在淬火层以外的铁素体+珠光体组织的部分，将杨氏模量设为210.3GPa，将泊松比设为0.2877。

对于分别具备带重量部的臂部的多个曲轴的模型，以上述表1所示的设置模式在重量部设置了淬火层，对每个模型实施了上述振动分析。并且，对各模型的通过振动分析而得到的加速性的最大值进行了比较评价。评价是用与重量部不具有淬火层的基本模型的加速性的最大值之比(加速性比)进行的。如果加速性比低于1，则可以说能够抑制振动。而且，可以说加速性比越小，越能够有效地抑制振动。另一方面，如果加速性比超过1，则可以说不能抑制振动。

图7是对研究步骤1中的分析结果进行总结的图。图7的横轴上表示的编号与表1所示的模型编号相对应。图7的结果示出了如下信息。由模型编号A1～A4与基本模型的比较可知，若在重量部W的两个侧面Wb1、Wb2双方都设置淬火层，则能够抑制振动。特别是，若淬火层区域的沿着侧面Wb1、Wb2的长度为(Rcwt－Rjt)的0.5倍以上，且淬火层区域与臂部A邻接，则能够有效地抑制振动(参照模型编号A1～A3)。而且，如果淬火层区域的沿着侧面Wb1、Wb2的长度为(Rcwt－Rjt)的1倍以上，则振动抑制效果特别高(参照模型编号A1及A2)。

与此相对，在只在重量部W的两个侧面Wb1、Wb2中的一方设置淬火层的情况下，不能抑制振动(参照模型编号D1)。另外，即使在重量部W的底面Wa设置淬火层，也几乎不会产生振动抑制效果。

总之，仅通过在重量部W的两个侧面Wb1、Wb2双方都设置淬火层，就能够充分地抑制振动。

[研究步骤2]

在研究步骤2中，与研究步骤1同样，调查了在重量部设置马氏体组织的淬火层的情况下的振动程度。在研究步骤2的分析中，对设置在重量部两个侧面的淬火层的范围进行了细分并进行了各种变更。其他各条件与研究步骤1相同。

图8以及图9是表示在研究步骤2中设想的曲轴中的带重量部的臂部的图。在这些图中，图8是该带重量部的臂部的主视图，图9是将图8所示的带重量部的臂部的重量部的一部分放大的图。

图9中示出了在研究步骤2中设置淬火层的部分。作为设置淬火层的单位，重量部W的一侧面Wb1在沿着该侧面Wb1的方向上划分为十个区域b’1～b’10。在对带重量部W的臂部A进行主视观察时，十个区域b’1～b’10从圆弧Vr与侧面Wb1的交点到重量部W的底面Wa依次连接。十个区域b’1～b’10各自沿着侧面Wb1的长度相同。十个区域b’1～b’10各自沿着侧面Wb1的长度(侧面Wb1的长度方向上的长度)大致为(Rcwt－Rjt)/10。与此相同，重量部W的另一侧面Wb2在沿着该侧面Wb2的方向上被划分为十个区域(省略图示)。

在研究步骤2的分析中，作为实施淬火的面，选择了重量部W的两个侧面Wb1、Wb2双方。而且，作为设置淬火层的区域，从一侧面Wb1中的十个区域b’1～b’10中分多种方式选择了一个以上的区域。在另一侧面Wb2中，选择了相对于臂部A的纵向中心线Ac1与侧面Wb1中选择的区域对称的区域。对所选择的区域进行了淬火，形成了马氏体组织(相异组织)的淬火层。重量部W的淬火层以外的部分的钢组织设为不被淬火的铁素体+珠光体组织(普通组织)。在下面的表2中，示出了在研究步骤2中调查的多个带重量部W的臂部A的模型中的淬火层的设置模式。

[表2]

表格2

模型编号

b’1

b’2

b’3

b’4

b’5

b’6

b’7

b’8

b’9

b’10

基本

A’1

M

A’2

M

A’3

M

A’4

M

A’5

M

A’6

M

A’7

M

A’8

M

A’9

M

A’10

M

B’1

M

B’2

M

B’3

M

B’4

M

B’5

M

B’6

M

B’7

M

B’8

M

B’9

M

C’1

M

C’2

M

C’3

M

C’4

M

C’5

M

C’6

M

C’7

M

C’8

M

D’1

M

D’2

M

D’3

M

D’4

M

D’5

M

D’6

M

D’7

M

E’1

M

E’2

M

E’3

M

E’4

M

E’5

M

E’6

M

F’1

M

F’2

M

F’3

M

F’4

M

F’5

M

G’1

M

G’2

M

G’3

M

G’4

M

H’1

M

H’2

M

H’3

M

I’1

M

I’2

M

J’1

M

空白栏表示没有被淬火的铁素体+珠光体组织的部分。

对于分别具备带重量部的臂部的多个曲轴的模型，以上述表2所示的设置模式在重量部设置了淬火层，针对每个模型，与研究步骤1相同地实施了振动分析。并且，对各模型的通过振动分析而得到的加速性的最大值进行了比较评价。评价是用与重量部不具有淬火层的基本模型的加速性的最大值之比(加速性比)进行的。

图10是对研究步骤2中的分析结果进行总结的图。图10的横轴上表示的编号与表2所示的模型编号相对应。图10的结果示出了如下信息。如果淬火层区域的沿着侧面Wb1、Wb2的长度为(Rcwt－Rjt)的0.5倍以上，则存在能够有效地抑制振动的情况(参照模型编号E’～J’)。在这种情况下，如果淬火层设置在轴颈推力部Jt附近，则能够更有效地抑制振动(参照模型编号E’1、F’1、G’1、H’1、I’1、J’1)。而且，如果淬火层区域的沿着侧面Wb1、Wb2的长度为(Rcwt－Rjt)的0.9倍以上，则振动抑制效果高(参照模型编号I’～J’)。由此可认为，如果在重量部W的侧面Wb1、Wb2的整个区域设置淬火层，则能够得到更高的振动抑制效果。

与此相对，在淬火层区域的沿着侧面Wb1、Wb2的长度为(Rcwt－Rjt)的0.4倍以下的情况下，不太能看出振动抑制效果。

本公开的曲轴是基于上述见解而完成的。

本公开的实施方式的曲轴具备多个轴颈部、多个销部和多个曲柄臂部。多个轴颈部与曲轴的旋转中心同轴地配置。多个销部相对于多个轴颈部偏心。多个曲柄臂部分别配置在一轴颈部与一销部之间而将该轴颈部和该销部连接。曲柄臂部中的一个以上的曲柄臂部一体地具有配重部。配重部包含两个侧面。在这两个侧面设置有淬火层。

根据本实施方式的曲轴，在重量部的两个侧面双方都设置淬火层。该淬火层的钢组织为马氏体组织或贝氏体组织。带重量部的臂部中，除淬火层以外的部分的钢组织是铁素体+珠光体组织或珠光体组织。通过仅在重量部的两个侧面设置相异组织的淬火层，能够充分地抑制曲轴中产生的振动。在重量部，优选在将侧面彼此连接的底面上不设置淬火层。通常，在调整曲轴的旋转平衡时，对重量部的底面实施开孔加工。在重量部的底面不存在坚硬的淬火层的情况下，对其开孔加工没有妨碍。

形成淬火层的方法并不特别限定。例如，可以通过高频淬火形成淬火层。此外，可以通过火焰淬火或激光淬火形成淬火层。作为加热方法，也可以应用通电加热。在通过热锻制造曲轴的情况下，也可以在冷却阶段仅对重量部的侧面进行水冷。

淬火层的厚度(深度)没有特别限定。但是，实用的是，淬火层的厚度为0.5～10mm左右。作为典型的例子，在通过高频淬火来形成淬火层的情况下，淬火层的厚度为0.5～2mm左右。

在典型的例子中，本实施方式的曲轴是四缸-八配重的曲轴或四缸-四配重的曲轴。但是，本实施方式的曲轴并不限于此类型。例如，本实施方式的曲轴也可以是三缸发动机用的曲轴，还可以是直列六缸发动机用的曲轴。

设置淬火层的带重量部的臂部的数量没有特别限定。在曲轴具有多个带重量部的臂部的情况下，既可以在一个带重量部的臂部设置淬火层，也可以在两个以上的带重量部的臂部设置淬火层，还可以在所有的带重量部的臂部设置淬火层。从最大限度地降低在曲轴上产生的振动的观点来看，优选在所有的带重量部的臂部设置淬火层。

在典型的例子中，重量部的一侧面中设置淬火层的区域与重量部的另一侧面中设置淬火层的区域相对于臂部的纵向中心线对称。但是，重量部的两侧面的淬火层区域也可以相对于臂部的纵向中心线非对称。带重量部的臂部的形状相对于臂部的纵向中心线典型的是对称，但也可以不对称。

在带重量部的臂部可以形成减厚部，也可以不形成减厚部。但是，从降低曲轴的重量的观点出发，优选在带重量部的臂部形成减厚部。

在本实施方式的曲轴中，淬火层优选设置在配重部的侧面的整个区域。由此，能够特别有效地抑制曲轴的振动。

在本实施方式的曲轴中，淬火层也可以设置在配重部的各侧面的一部分。在这种情况下，在设配重部的底面的半径为Rcwt、轴颈部的推力部的半径为Rjt时，在配重部的各侧面，其长度方向上的淬火层的长度优选为(Rcwt－Rjt)的0.5倍以上。淬火层的长度优选为(Rcwt－Rjt)的0.6倍以上，更优选为(Rcwt－Rjt)的0.9倍以上。由此，能够有效地抑制曲轴的振动。

在淬火层设置在配重部的侧面的一部分的情况下，该淬火层优选设置在靠近轴颈部的推力部的区域。由此，能够更有效地抑制曲轴的振动。

以下，参照附图来说明本实施方式的曲轴的具体例。

图11是本实施方式的曲轴中的带重量部的臂部的主视图。图11所示的带重量部W的臂部A例如被应用于四缸-八配重的曲轴所具备的八个带重量部的臂部中的全部带重量部的臂部。

参照图11，带重量部W的臂部A的形状相对于臂部A的纵向中心线Ac1对称。在对带重量部W的臂部A进行主视观察时，重量部W具有缩颈部，且从缩颈部向底面Wa扩宽。即，重量部W的宽度在轴颈推力部Jt侧较小，在底面Wa侧较大。重量部W在侧面Wb1、Wb2的下端(底面Wa侧的一端)具有最大宽度。在重量部W的两个侧面Wb1、Wb2各自的整个区域设置淬火层11。也就是说，在对带重量部W的臂部A进行主视观察时，在从臂部A的横向中心线Ac2侧到重量部W的底面Wa侧为止的侧面Wb1、Wb2的整个范围内设置淬火层11。淬火层11从侧面Wb1、Wb2起以规定的厚度(深度)设置在重量部W。该淬火层11例如通过高频淬火而形成。淬火层11的钢组织例如是马氏体组织。在带重量部W的臂部A中，除淬火层11以外的部分的钢组织例如是铁素体+马氏体组织。根据具备这样的带重量部W的臂部A的曲轴，能够充分地抑制在曲轴上产生的振动。

此外，本公开并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本公开的主旨的范围内进行各种变更，这一点是毫无疑问的。

工业实用性

本公开能够有效地用于所有的往复式发动机中搭载的曲轴。

附图标记说明

1 曲轴

J、J1～J5 轴颈部

Jc 轴颈部的轴心

Jt 轴颈部的推力部

P、P1～P4 销部

Pc 销部的轴心

A、A1～A8 曲柄臂部

Aa 曲柄臂部的侧面

Ac1 臂部的纵向中心线

Ac2 臂部的横向中心线

W、W1～W8 配重部

Wa 配重部的底面

Wb1、Wb2 配重部的侧面

11 淬火层

Claims

1.一种曲轴，该曲轴是往复式发动机用的曲轴，其中，具有：

多个轴颈部，其与所述曲轴的旋转中心同轴地配置；

多个销部，其相对于所述多个轴颈部偏心；

多个曲柄臂部，其分别配置在一轴颈部与一销部之间而将该轴颈部和该销部连接；

所述曲柄臂部中的一个以上的曲柄臂部一体地具有配重部，该配重部包含设置有淬火层的两个侧面。

2.如权利要求1所述的曲轴，其中，

所述淬火层设置在所述配重部的所述侧面的整个区域。

3.如权利要求1所述的曲轴，其中，

所述配重部还包括底面，该底面呈以所述轴颈部的轴心为中心的圆弧状且将所述两个侧面连接，

在设所述底面的半径为Rcwt、所述轴颈部的推力部的半径为Rjt时，所述淬火层在所述侧面的长度方向上的长度为(Rcwt－Rjt)的0.5倍以上。

4.如权利要求3所述的曲轴，其中，

所述淬火层设置在所述配重部的所述侧面中靠近所述推力部的区域。