JP2013185685A - クランクシャフト及びそのフィレットｒ部二段加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィレットＲ部を面粗度の大きい加工面とこれよりも面粗度の小さい加工面とで形成したクランクシャフトにおいて応力の分散を図ってクランクシャフトの製造コスト増大や重量増大などを招くことなく疲労強度を向上することを目的とする。
【解決手段】応力が集中するフィレットＲ部１３，１４において面粗度の小さい仕上加工面Ｇｆ側の領域を応力集中部位とすることにより、クランクシャフトの疲労強度を向上できる。しかも仕上加工面Ｇｆの形状によって応力集中を実現していることからクランクシャフトの製造コスト増大や重量増大などを招くことはない。クランクシャフトの疲労強度を向上できる仕上加工面Ｇｆの形状は簡易な計算式：−Ｋ１・Ｒ＋Ｋ２・Ｗ＋Ｄを用いて容易に決定できるので、面粗度の小さい研削面形状を効率的に形成することができ、疲労強度を高くできるクランクシャフトの生産性が向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、フィレットＲ部を面粗度の大きい加工面とこれよりも面粗度の小さい加工面とで形成したクランクシャフト及びそのフィレットＲ部二段加工方法に関する。

内燃機関の高トルク化、高出力化に伴い、クランクシャフトのフィレットＲ部について、その疲労強度を向上できる構成や、生産性向上や軽量化しても疲労強度を低下させないようにできる構成が提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。

特許文献１では、クランクアームの表部に突出部を形成してフィレットＲ部を連続する２個の曲線部Ｒ１，Ｒ２としている。このことで円柱部のみ研削することが可能となり、疲労強度などの従来品質は維持しながらピン部形成時の生産性を向上させることができるとするものである。

特許文献２では、クランクウェブの幅とクランクピンの径とクランクジャーナルの径との関係を特定の関係に設定することにより、フィレットＲ部の応力低減効果を適切に維持するものである。

特許文献３では、フィレットＲ部の位置を基準としてクランクシャフトの形状を調整することによって、ピン及びジャーナルに隣接して形成された肩部を削っても、焼入れの際に肩部が溶融することなくマルテンサイト層の深さが均一化できるようにしている。このことによりクランクシャフトの軽量化が達成できるとするものである。

特許文献４では、クランクピン部およびジャーナル部のフィレットＲ部の曲げ疲労限強度を８００ＭＰａ以上とするなどの設定により、曲げ疲労強度を改善したとするものである。

特開２００６−２０７７３９号公報（第３〜５頁、図１） 特開平１１−１５３１２５号公報（第２−４頁、図１） 特開２０１０−１４４８０４号公報（第５頁、図２） 特開２００５−３２５４４３号公報（第１０−１１頁、図１）

特許文献１のごとくフィレットＲ部を二段とし、このことで仕上加工である研削領域を小さくすることで生産性を上げようとする場合、通常、フィレットＲ部に存在する最弱部位は自ずと領域の大きい切削加工領域になる可能性が高い。

実際に特許文献１では「フィレットＲ部を連続する２個の曲線部Ｒ１，Ｒ２とすることで、クランクシャフトの疲労強度の最弱部位を従来技術と同様にフィレットＲ部とすることができる。」との記載があるごとく、フィレットＲ部内での最弱部位の位置調節はなされておらず、表面積が大きい突出部の表面側に最弱部位が存在する可能性が高い。

このように面粗度の大きい切削加工領域が最弱部位となることで、切削加工領域に応力集中が生じることになる。切削加工領域では面粗度が大きいために、応力は特に小さい領域に集中しやすく、このことによりクランクシャフトの疲労強度が低下するおそれが生じる。

このような疲労強度低下を防止するためには、材質的に高強度のものを採用したり、全体に大径化したりする必要性が生じることから、製造コスト、内燃機関の燃費の問題などの種々の不利益を生じるおそれがある。

特許文献２〜４では、このような二段の加工については何ら言及されていないので、二段加工には対応することはできない。
本発明は、フィレットＲ部を面粗度の大きい加工面とこれよりも面粗度の小さい加工面とで形成したクランクシャフトにおいて応力の分散を図って、クランクシャフトの製造コスト増大や重量増大などを招くことなく、疲労強度を向上することを目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用・効果について記載する。
請求項１に記載のクランクシャフトでは、アーム部とジャーナル部又はピン部との間のフィレット部に形成したフィレットＲ部を、面粗度の大きい加工面とこれよりも面粗度の小さい加工面とで形成したクランクシャフトであって、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方に応力が集中する加工面形状としたことを特徴とする。

このように本発明ではフィレットＲ部における面粗度の違いを考慮し、面粗度の小さい加工面に応力が集中するように、加工面形状を設定している。
面粗度の小さい加工面に応力が集中しても、面粗度が大きい加工面に比較して応力の集中の程度は低くなり分散される。このため面粗度の大きい加工面に応力を集中するよりも、面粗度の小さい加工面に応力を集中した方が応力が分散されてフィレットＲ部全体においてその疲労強度が向上する。このことでクランクシャフトの疲労強度が向上する。

このように面粗度の異なる加工面で形成したクランクシャフトのフィレットＲ部において面粗度の小さい加工面の方に応力を集中する構成とすることでクランクシャフトの疲労強度を向上できることから、クランクシャフトの製造コスト増大や重量増大などを招くことなく、疲労強度を向上することができる。

請求項２に記載のクランクシャフトでは、請求項１に記載のクランクシャフトにおいて、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方が最弱部位となる加工面形状とすることで、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方に応力が集中するようにしたことを特徴とする。

このように面粗度の大きい加工面よりも面粗度の小さい加工面の方を最弱部位とする形状に面加工することにより、応力集中部位を面粗度の小さい加工面側に設定することができる。

請求項３に記載のクランクシャフトでは、請求項２に記載のクランクシャフトにおいて、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方の疲労強度余裕率を小さくする加工面形状とすることにより、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方を最弱部位にしたことを特徴とする。

加工面に実際に生じる応力振幅と加工面の疲労強度との比である疲労強度余裕率について、その値が低い加工面側に応力が集中する。このことから、面粗度の小さい加工面の方の疲労強度余裕率を、面粗度の大きい加工面よりも小さくする加工面形状とすることにより、面粗度の大きい加工面よりも面粗度の小さい加工面の方を最弱部位にすることができる。

請求項４に記載のクランクシャフトでは、請求項１〜３のいずれか一項に記載のクランクシャフトにおいて、前記面粗度の大きい加工面は切削加工により形成されたものであり、前記面粗度の小さい加工面は研削加工又は研磨加工により形成されたものであることを特徴とする。

このように切削加工と研削加工又は研磨加工とにより面粗度を区別した加工面が形成でき、研削加工又は研磨加工による加工面の形状のみで面粗度の小さい加工面側を応力集中側としている。このことによりクランクシャフトの製造コスト増大や重量増大などを招くことなく、クランクシャフトの疲労強度を容易に向上することができる。

請求項５に記載のクランクシャフトでは、請求項１〜４のいずれか一項に記載のクランクシャフトにおいて、面粗度の大きい加工面をアーム部側に、面粗度の小さい加工面をジャーナル部側又はピン部側にして、前記フィレットＲ部を二段で形成したことを特徴とする。

このことによりジャーナル部又はピン部の円筒面の仕上加工の一部として、面粗度の小さい加工面をジャーナル部側又はピン部側に形成することが可能であり、製造効率が向上する。

請求項６に記載のクランクシャフトでは、請求項５に記載のクランクシャフトにおいて、前記面粗度の小さい加工面形状は、加工面の曲率半径Ｒ及びそのクランクシャフト軸方向の幅Ｗの設定により決定されたものであることを特徴とする。

このように曲率半径Ｒと幅Ｗとにより、応力集中部位を面粗度の小さい加工面側に設定することができる加工面形状を容易に実現することができる。
請求項７に記載のクランクシャフトでは、請求項６に記載のクランクシャフトにおいて、係数Ｋ１，Ｋ２、補正量Ｄ、加工面の曲率半径Ｒ及びそのクランクシャフト軸方向の幅Ｗに基づく式：−Ｋ１・Ｒ＋Ｋ２・Ｗ＋Ｄの値が正となる形状に前記面粗度の小さい加工面の曲率半径Ｒ及びその幅Ｗが形成されたことにより、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方に応力が集中する加工面形状としたことを特徴とする。

このような簡易な計算式を用いることにより、面粗度の小さい加工面形状を応力集中部位にできる形状を容易に決定できる。
請求項８に記載のクランクシャフトのフィレットＲ部二段加工方法では、アーム部とジャーナル部又はピン部との間のフィレット部に形成するフィレットＲ部を、加工面の面粗度が大きい粗加工とこれよりも加工面の面粗度が小さい仕上加工との二段加工するクランクシャフトのフィレットＲ部二段加工方法であって、前記粗加工により面粗度が大きい加工面を形成した後に、この加工面のジャーナル部側又はピン部側の部分に対して、前記仕上加工により最弱部位となる形状に加工面を形成することを特徴とする。

このようにクランクシャフトのフィレットＲ部を、面粗度の異なる加工面により二段で形成する際に、粗加工の後に行われる仕上加工による加工面形状を最弱部位となる形状に形成する。このことにより、クランクシャフトの製造工程において、特にジャーナル表面やピン表面の仕上加工に付随した処理にて応力を分散する加工を実行できる。このため製造コスト増大や重量増大などを招くことなく疲労強度が向上したクランクシャフトを容易に製造することができる。

請求項９に記載のクランクシャフトのフィレットＲ部二段加工方法では、請求項８に記載のクランクシャフトのフィレットＲ部二段加工方法において、前記仕上加工は、係数Ｋ１，Ｋ２、補正量Ｄ、仕上加工による加工面の曲率半径Ｒ及びそのクランクシャフト軸方向の幅Ｗに基づく式：−Ｋ１・Ｒ＋Ｋ２・Ｗ＋Ｄの値が正となる形状に、加工面の曲率半径Ｒ及びその幅Ｗを形成するものであることを特徴とする。

このような簡易な計算式を用いることにより、仕上加工の加工面形状を容易に決定でき、最弱部位となる形状を効率的に形成することができる。

実施の形態１のクランクシャフトの正面図。 （Ａ），（Ｂ）実施の形態１のクランクシャフトのフィレットＲ部の形成説明図。 面粗度Ｒａと疲労強度σｗとの関係を示すグラフ。 （Ａ），（Ｂ）実施の形態２のクランクシャフトのフィレットＲ部の形成説明図。

［実施の形態１］
〈実施の形態１の構成〉図１は上述した発明が適用された内燃機関のクランクシャフト２を表している。内燃機関は４気筒のガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンである。クランクシャフト２は、鍛造などによる一体成形品であって、クランクシャフト２の中心軸方向に配列されたジャーナル部４、これらのジャーナル部４に接続されたアーム部６とカウンターウエイト部７、及びアーム部６間に配置されたピン部８を備えている。

ジャーナル部４とアーム部６との間にはフィレット部１０が設けられ、ピン部８とアーム部６との間にもフィレット部１２が設けられている。
ジャーナル部４側のフィレット部１０には、ジャーナル部４との間に断面円弧状隅部としてのフィレットＲ部１３が形成され、ピン部８側のフィレット部１２には、ピン部８との間に断面円弧状隅部としてのフィレットＲ部１４が形成されている。このことによりジャーナル部４とフィレット部１０との間、及びピン部８とフィレット部１２との間は滑らかに接続されている。

フィレットＲ部１３．１４の構成を、図２の（Ｂ）に示す。フィレットＲ部１３，１４は、それぞれ２種類の面加工により二段に形成されている。すなわちフィレット部１０，１２側（アーム部６側）には切削加工による粗加工面Ｃｆ１が形成され、ジャーナル部４又はピン部８側には研削加工による仕上加工面Ｇｆが形成されている。この仕上加工面Ｇｆは粗加工面Ｃｆ１よりも面粗度が小さい。

ここで各フィレットＲ部１３，１４において、粗加工面Ｃｆ１と仕上加工面Ｇｆとは、粗加工面Ｃｆ１の疲労強度余裕率Ｃｒと仕上加工面Ｇｆの疲労強度余裕率Ｇｒとが、式１の関係を満足するように、加工面形状が設定されている。

［式１］ Ｃｒ−Ｇｒ＞０
すなわち面粗度の大きい加工面（粗加工面Ｃｆ１）の領域よりも面粗度の小さい加工面（仕上加工面Ｇｆ）の領域の方を、疲労強度余裕率が小さい部位となるように加工面形状を設定している。このように粗加工面Ｃｆ１よりも仕上加工面Ｇｆの方に最弱部位を設定することで、フィレットＲ部１３，１４において仕上加工面Ｇｆ側を応力集中部位に設定している。

このような疲労強度余裕率関係は、図２の（Ａ）に示すごとく仕上加工面Ｇｆを形成する前の一定形状の粗加工面Ｃｆに対して、次の式２にて表される値Ｅが正（Ｅ＞０）となるように仕上加工面Ｇｆの曲率半径Ｒ（ｍｍ）とそのクランクシャフト軸方向での幅Ｗ（ｍｍ）とを設定することにより実現できることを見いだした。Ｋ１，Ｋ２は係数、Ｄは補正量である。

［式２］ Ｅ＝−Ｋ１・Ｒ＋Ｋ２・Ｗ＋Ｄ
尚、係数Ｋ１，Ｋ２、及び補正量Ｄは、ジャーナル部４側のフィレット部１０におけるフィレットＲ部１３と、ピン部８側のフィレット部１２におけるフィレットＲ部１４とでは異なる。したがってジャーナル部４側のフィレットＲ部１３では式３のごとく表し、ピン部８側のフィレットＲ部１４では式４のごとく表すことができる。

［式３］ Ｅｊ＝−Ｋｊ１・Ｒｊ＋Ｋｊ２・Ｗｊ＋Ｄｊ
［式４］ Ｅｐ＝−Ｋｐ１・Ｒｐ＋Ｋｐ２・Ｗｐ＋Ｄｐ
すなわち、ジャーナル部４側のフィレットＲ部１３では、前記式３にて表される値Ｅｊが正（Ｅｊ＞０）となるように前記式３に用いられる仕上加工面Ｇｆの曲率半径Ｒｊ（ｍｍ）とそのクランクシャフト軸方向での幅Ｗｊ（ｍｍ）とを設定する。このことによりジャーナル部４側のフィレットＲ部１３では、粗加工面Ｃｆ１よりも仕上加工面Ｇｆの方が最弱部位側となり、このことにより仕上加工面Ｇｆを応力集中部位として設定できる。

同様に、ピン部８側のフィレットＲ部１４では、前記式４にて表される値Ｅｐが正（Ｅｐ＞０）となるように前記式４に用いられる仕上加工面Ｇｆの曲率半径Ｒｐ（ｍｍ）とクランクシャフト軸方向での幅Ｗｐ（ｍｍ）とを設定する。このことによりピン部８側のフィレットＲ部１４では、粗加工面Ｃｆ１よりも仕上加工面Ｇｆの方が最弱部位側となり、このことにより仕上加工面Ｇｆを応力集中部位として設定できる。

これらの式３及び式４の右辺における係数Ｋｊ１，Ｋｊ２，Ｋｐ１，Ｋｐ２及び補正量Ｄｊ，Ｄｐは、クランクシャフト２の設計上の要素により値が決定される。これらの係数Ｋｊ１，Ｋｊ２，Ｋｐ１，Ｋｐ２及び補正量Ｄｊ，Ｄｐは、クランクシャフト２に対する疲労強度実験やシミュレーション計算などにより、各フィレットＲ部１３，１４における仕上加工面Ｇｆの領域が最弱部位となる形状を求め、この形状に基づいて決定されている。

尚、本実施の形態では最弱部位を表す物理量として疲労強度余裕率を用いており、前記式２〜４は最弱部位を判定するために、粗加工面Ｃｆ１と仕上加工面Ｇｆとの疲労強度余裕率の大小関係を表すものである。このため仕上加工面Ｇｆが最弱部位であれば、粗加工面Ｃｆ１の疲労強度余裕率が仕上加工面Ｇｆの疲労強度余裕率よりも大きくなり、Ｅ（Ｅｊ，Ｅｐ）＞０となる。粗加工面Ｃｆ１が最弱部位であれば、粗加工面Ｃｆ１の疲労強度余裕率が仕上加工面Ｇｆの疲労強度余裕率よりも小さくなり、Ｅ（Ｅｊ，Ｅｐ）＜０となる。

応力集中部位は、最弱部位、すなわち疲労強度余裕率が小さい側に生じるので、Ｅ（Ｅｊ，Ｅｐ）＞０となる仕上加工面Ｇｆの曲率半径Ｒｊ，Ｒｐ及びその幅Ｗｊ．Ｗｐを形成しておくことにより、仕上加工面Ｇｆ側に応力集中部位を設定できる。
〈フィレットＲ部二段加工方法〉フィレットＲ部１３，１４に対する二段加工方法は、鍛造などにより製造されたクランクシャフト２に対して、ジャーナル部４とアーム部６との間のフィレット部１０、及びピン部８とアーム部６との間のフィレット部１２の各表面に対して粗加工として切削加工を実行する。このことよりフィレットＲ部１３，１４の全体に図２の（Ａ）に示すごとく粗加工面Ｃｆを形成する。

次にこの粗加工面Ｃｆに対して、そのジャーナル部４側あるいはピン部８側に、砥石を用いた研削加工を実行することにより、図２の（Ｂ）に示したごとく仕上加工面Ｇｆを一段加える形で形成する仕上加工を実行する。

ジャーナル部４側では前記式３の値ＥｊがＥｊ＞０となるように、曲率半径Ｒｊとそのクランクシャフト軸方向での幅Ｗｊとを設定して仕上加工を実行し、仕上加工面Ｇｆを形成する。このことでジャーナル部４側でのフィレットＲ部１３に対する二段加工が完了し、粗加工面Ｃｆ１と仕上加工面Ｇｆとが形成される。

ピン部８側では前記式４の値ＥｐがＥｐ＞０となるように、曲率半径Ｒｐとそのクランクシャフト軸方向での幅Ｗｐとを設定して仕上加工を実行し、仕上加工面Ｇｆを形成する。このことでピン部８側でのフィレットＲ部１４に対する二段加工が完了し、粗加工面Ｃｆ１と仕上加工面Ｇｆとが形成される。

尚、いずれのフィレットＲ部１３，１４の仕上加工面Ｇｆにおいても、曲率半径Ｒｊ，Ｒｐと幅Ｗｊ，Ｗｐとはいずれか一方のみ調節してＥｊ，Ｅｐ＞０となるようにしても良いし、両方を調節してＥｊ，Ｅｐ＞０となるようにしても良い。

このことによりフィレットＲ部１３，１４を、面粗度の大きい加工面である粗加工面Ｃｆ１とこれよりも面粗度の小さい加工面である仕上加工面Ｇｆとの二段で形成でき、しかも応力集中部位が仕上加工面Ｇｆ側に存在するクランクシャフト２が製造できる。
〈実施の形態１の作用〉ここで表面硬度を一定としてフィレットＲ部１３，１４の応力集中部位での面粗度と疲労強度との関係は図３に示すごとくの関係にある。すなわち面粗度Ｒａ（μｍ）が小さいほど、疲労強度σｗ（ＭＰａ）が大きくなることを示している。これは面粗度Ｒａが小さくなると、大きい場合よりも、応力集中部位での応力集中程度が緩和されて応力が分散されるためである。

したがって面粗度Ｒａの大きい値Ｌである粗加工面Ｃｆを研削して、面粗度Ｒａの小さい値Ｈの仕上加工面Ｇｆを形成し、しかもその仕上加工面Ｇｆの領域に応力集中部位を設定すると、その応力が仕上加工面Ｇｆで分散されてフィレットＲ部１３，１４の疲労強度は高くなり、クランクシャフト２全体の疲労強度の向上につながる。

もし前記式３，４の値Ｅｊ，ＥｐがＥｊ，Ｅｐ＞０となるような形状を採用せずに、仕上加工面Ｇｆを形成した後も粗加工面Ｃｆ１側の領域が応力集中部位となっている場合には、フィレットＲ部１３，１４は疲労強度は低いままであり、クランクシャフト２全体の疲労強度の向上にはつながらない。

しかし、本実施の形態では、Ｅｊ，Ｅｐ＞０となる仕上加工面Ｇｆを形成することにより、仕上加工面Ｇｆの領域に応力集中部位を設定することで、仕上加工面Ｇｆで応力が分散され、その結果、フィレットＲ部１３，１４の疲労強度は高くなって、クランクシャフト２の疲労強度が向上する。
〈実施の形態１の効果〉
（１）上述したごとくクランクシャフト２にて応力が集中するフィレットＲ部１３，１４において、仕上加工面Ｇｆ側の領域を応力集中部位とすることにより、クランクシャフト２の疲労強度を向上できる。しかも仕上加工面Ｇｆの形状によって実現していることから、クランクシャフト２の製造コスト増大や重量増大などを招くことはない。

（２）クランクシャフト２の疲労強度を向上できる仕上加工面Ｇｆの形状を、前記式２〜４のような簡易な計算式を用いて容易に決定できることを見いだしたことにより、研削面形状を効率的に形成することができ、疲労強度を高くできるクランクシャフト２の生産性が向上する。

［実施の形態２］
〈実施の形態２の構成〉前記実施の形態１では図２に示したごとくフィレットＲ部１３，１４は、フィレット部１０，１２側の表面及びジャーナル部４又はピン部８側の表面よりも窪んだ湾曲形状に形成されていた。これとは異なり、本実施の形態では図４に示すごとく、フィレットＲ部１１３，１１４は、フィレット部１１０，１１２側の表面とジャーナル部１０４又はピン部１０８側の表面とは接線状に接続している。

この場合、フィレットＲ部１１３，１１４における仕上加工面Ｇｆの幅Ｗｊ，Ｗｐは図示するごとくであり、この幅Ｗｊ，Ｗｐと曲率半径Ｒｊ，Ｒｐとの一方又は両方を調節して、前記式３，４から求められる値Ｅｊ，ＥｐがＥｊ＞０，Ｅｐ＞０となるように仕上加工面Ｇｆを形成する。

ただしフィレットＲ部１１３，１１４が窪んでいないことに適合させた疲労強度実験やシミュレーション計算などにより、前記式３，４における係数Ｋｊ１，Ｋｊ２，Ｋｐ１，Ｋｐ２及び補正量Ｄｊ，Ｄｐの値が設定されている。
〈実施の形態２の作用〉このことにより前記実施の形態１にて述べたごとく、仕上加工面Ｇｆの領域に応力集中部位を設定でき、このことにより応力が仕上加工面Ｇｆにて分散される。
〈実施の形態２の効果〉（１）図４に示す形状のフィレットＲ部１１３，１１４であっても、前記実施の形態１と同様な効果を生じる。

［その他の実施の形態］
・前記各実施の形態において、仕上加工面Ｇｆは研削加工により形成されていたが、研磨加工により形成しても良い。

２…クランクシャフト、４…ジャーナル部、６…アーム部、７…カウンターウエイト部、８…ピン部、１０，１２…フィレット部、１３，１４…フィレットＲ部、１０４…ジャーナル部、１０８…ピン部、１１０，１１２…フィレット部、１１３，１１４…フィレットＲ部、Ｃｆ，Ｃｆ１…粗加工面、Ｇｆ…仕上加工面、Ｒ，Ｒｊ，Ｒｐ…曲率半径、Ｗ，Ｗｊ，Ｗｐ…幅。

Claims (9)

1. アーム部とジャーナル部又はピン部との間のフィレット部に形成したフィレットＲ部を、面粗度の大きい加工面とこれよりも面粗度の小さい加工面とで形成したクランクシャフトであって、
   前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方に応力が集中する加工面形状としたことを特徴とするクランクシャフト。
2. 請求項１に記載のクランクシャフトにおいて、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方が最弱部位となる加工面形状とすることで、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方に応力が集中するようにしたことを特徴とするクランクシャフト。
3. 請求項２に記載のクランクシャフトにおいて、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方の疲労強度余裕率を小さくする加工面形状とすることにより、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方を最弱部位にしたことを特徴とするクランクシャフト。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のクランクシャフトにおいて、前記面粗度の大きい加工面は切削加工により形成されたものであり、前記面粗度の小さい加工面は研削加工又は研磨加工により形成されたものであることを特徴とするクランクシャフト。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のクランクシャフトにおいて、面粗度の大きい加工面をアーム部側に、面粗度の小さい加工面をジャーナル部側又はピン部側にして、前記フィレットＲ部を二段で形成したことを特徴とするクランクシャフト。
6. 請求項５に記載のクランクシャフトにおいて、前記面粗度の小さい加工面形状は、加工面の曲率半径Ｒ及びそのクランクシャフト軸方向の幅Ｗの設定により決定されたものであることを特徴とするクランクシャフト。
7. 請求項６に記載のクランクシャフトにおいて、係数Ｋ１，Ｋ２、補正量Ｄ、加工面の曲率半径Ｒ及びそのクランクシャフト軸方向の幅Ｗに基づく式：−Ｋ１・Ｒ＋Ｋ２・Ｗ＋Ｄの値が正となる形状に前記面粗度の小さい加工面の曲率半径Ｒ及びその幅Ｗが形成されたことにより、前記面粗度の大きい加工面よりも前記面粗度の小さい加工面の方に応力が集中する加工面形状としたことを特徴とするクランクシャフト。
8. アーム部とジャーナル部又はピン部との間のフィレット部に形成するフィレットＲ部を、加工面の面粗度が大きい粗加工とこれよりも加工面の面粗度が小さい仕上加工との二段加工するクランクシャフトのフィレットＲ部二段加工方法であって、
   前記粗加工により面粗度が大きい加工面を形成した後に、この加工面のジャーナル部側又はピン部側の部分に対して、前記仕上加工により最弱部位となる形状に加工面を形成することを特徴とするクランクシャフトのフィレットＲ部二段加工方法。
9. 請求項８に記載のクランクシャフトのフィレットＲ部二段加工方法において、前記仕上加工は、係数Ｋ１，Ｋ２、補正量Ｄ、仕上加工による加工面の曲率半径Ｒ及びそのクランクシャフト軸方向の幅Ｗに基づく式：−Ｋ１・Ｒ＋Ｋ２・Ｗ＋Ｄの値が正となる形状に、加工面の曲率半径Ｒ及びその幅Ｗを形成するものであることを特徴とするクランクシャフトのフィレットＲ部二段加工方法。