JP2010043625A - ３気筒エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンマウントの振動減衰特性を考慮してピッチ方向振動およびヨー方向振動を効果的に抑制できる３気筒エンジンを提供する。
【解決手段】３気筒エンジン１０は、各気筒のピストンが連結部材を介してそれぞれ連結されるクランクシャフト４４に、重心可変機構５２，５４，５６を含むバランスウエイト４８を設け、エンジン作動時におけるヨー方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では重心可変機構５２，５４，５６によってバランスウエイトの重心をクランクシャフト４４側へ移動させ、エンジン作動時におけるピッチ方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では重心可変機構５２，５４，５６によってバランスウエイト４８の重心をクランクシャフト４４から離れる方向へ移動させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、３気筒エンジンに係り、特に、エンジンマウントの振動減衰特性を考慮してエンジン作動時におけるピッチ方向振動およびヨー方向振動を効果的に抑制できる３気筒エンジンに関する。

従来、直列３気筒エンジンでは、ピストンを含む可動部分の往復運動によって生じる慣性力の半分の大きさの慣性力を生じさせるバランスウエイトが気筒毎に設けられることが多い。しかし、この場合には、クランク軸ピッチ方向とヨー方向に不釣合いの偶力が残るために、エンジンは所謂すりこぎ運動をすることになる。このようにすりこぎ運動する３気筒エンジンが車体に搭載されると、車体に振動を生じさせる原因となる。

例えば、特許文献１には、ピストンを含む可動部分の往復運動によって生じる偶力を減殺するウエイトを有し、当該ウエイトにより１次偶力のクランク軸ピッチ方向成分がほぼ０になるように構成された直列３気筒エンジンを、当該エンジンに対してクランク軸方向両端側に配置したエンジンマウントによって車体に支持させるようにした車両のエンジン搭載構造が開示されている。具体的には、ピストンを含む可動部分の慣性力の大きさとウエイトの慣性力の大きさとを等しくすることで、ピッチ方向の偶力を相殺して０とし、残存するヨー方向の不釣合い偶力によるエンジンの前後方向振動をエンジンマウントで減衰させることによって車両の振動を抑制することが記載されている。

また、特許文献２には、クランクシャフト１１の回転を受けて従動回転するバランスシャフト２１と、該バランスシャフト２１の回転を受けて従動回転する従動バランスシャフト２１０とを含むバランサ機構２であって、各バランスシャフト２１，２１０は遠心力によって付勢手段の付勢力に抗して径方向外側へスライド移動可能なバランスウエイト４を有しており、これによりクランクシャフト１１の回転数の変化に応じてバランスシャフト２１，２１０によるバランス力を変化させて、エンジンの回転による振動や騒音等の発生を効果的に抑制すると記載されている。

特開２００６−１７５８９４号公報 特開２００６−１７２８６号公報

上記特許文献１の直列３気筒エンジンの搭載構造では、エンジンマウントについて前後方向または横方向のばね定数を上下方向のばね定数よりも小さく設定するために、３気筒エンジンの前後方向振動すなわちヨー方向振動の共振点が上下方向振動すなわちピッチ方向振動の共振点よりも低くなり、その結果、エンジンの回転数によっては却って車両の振動が悪化する懸念がある。

また、上記特許文献２のバランサ機構は、エンジン回転数の２倍の頻度で発生する２次振動を打ち消すための２次バランサであり、エンジン回転数に同期する１次振動を抑制することはできない。さらに、上記バランサ機構は、クランクシャフトとは別にバランスシャフトおよび従動バランスシャフトを設けるものであるため、エンジンユニットについて構成の複雑化、コスト増加、および大型化を招くことにもなる。

本発明の目的は、エンジンマウントの振動減衰特性を考慮してピッチ方向振動およびヨー方向振動を効果的に抑制できる３気筒エンジンを提供することにある。

本発明に係る３気筒エンジンは、各気筒のピストンが連結部材を介してそれぞれ連結されるクランクシャフトに、重心可変機構を含むバランスウエイトを設け、エンジン作動時におけるヨー方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では重心可変機構によってバランスウエイトの重心をクランクシャフト側へ移動させ、エンジン作動時におけるピッチ方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では重心可変機構によってバランスウエイトの重心をクランクシャフトから離れる方向へ移動させることを特徴とする。

本発明に係る３気筒エンジンにおいて、重心可変機構は、バランスウエイトに設けられクランクシャフトの径方向外側に延伸するガイド溝と、ガイド溝に沿って移動可能に配置されるサブウエイトと、クランクシャフトの回転に伴って発生する遠心力に対抗する方向の力をサブウエイトに対して作用させることができる力印加手段とを含んで構成され、サブウエイトは、エンジン作動時におけるヨー方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では力印加手段の作用によってクランクシャフト側へ移動し、前記ヨー方向振動の共振点よりも高いピッチ方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では遠心力によってクランクシャフトから離れる方向へ移動するよう構成されてもよい。

上記力印加手段は、一端がガイド溝のクランクシャフト側端面に固定され、他端がサブウエイトに連結される引っ張りばねであってもよい。

また、上記力印加手段は、サブウエイトのクランクシャフトとは反対側の端面とガイド溝の側壁面および端面とによって画定される密閉空間について加圧流体を供給および排出可能な流体経路を含んで構成されるものであってもよい。この場合、３気筒エンジンを含むエンジンユニットを車体上に支持するエンジンマウントの振動減衰特性の経時的変化に応じて、前記密閉空間から加圧流体を排出するエンジン回転数領域を高回転域側に変更してもよい。

さらに、本発明に係る３気筒エンジンは、蓄電装置からの電力供給を受けて車両駆動力を出力する回転電機を一体に含むパワーユニットとして構成されてもよい。

本発明に係る３気筒エンジンによれば、エンジンユニットを車体に支持するエンジンマウントの振動減衰特性によってピッチ方向振動およびヨー方向振動の各共振点が異なる場合でも、エンジン回転数に応じてバランスウエイトの重心を変更することによりピッチ方向振動およびヨー方向振動のいずれについても効果的に抑制することができ、その結果、車両のフロア振動を低減できる。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。

図１は、本発明に係る３気筒エンジン１０を含むエンジンユニット１２が車両に搭載されている様子を上面視で示す平面図、図２は図１における矢印Ａ方向から見た側面図（一部が破断によって図示省略）である。

エンジンユニット１２は、車体の下部すなわちシャシ１４に対して四方において支持されて取り付けられている。シャシ１４は、所定間隔を置いて車両前後方向にそれぞれ延伸する一対のフロントサイドメンバ１６ａ，１６ｂと、所定間隔を置いて車幅方向にそれぞれ延伸してフロントサイドメンバ１６ａ，１６ｂの各下部に両端部が架設状態にそれぞれ直接に又は連結部材を介して固定されるフロントクロスメンバ１８およびリアクロスメンバ２０とを有する。

フロントサイドメンバ１６ａ，１６ｂとフロントクロスメンバ１８およびリアクロスメンバ２０とによって略ロ字状の枠体が構成されており、エンジンユニット１２はこの枠体の内方に所謂横置きレイアウトで配置されている。また、上記フロントサイドメンバ１６ａ，１６ｂとフロントクロスメンバ１８およびリアクロスメンバ２０は、重量が大きいエンジンユニット１２を支持するのに十分な剛性を有しており、例えば金属製の角型パイプによって好適に構成される。

ここで、３気筒エンジン１０のクラックシャフトの軸方向（本実施形態では車幅方向に延伸するＸ軸）を基準としてエンジンユニット１２の運動の方向（ピッチ方向、ヨー方向、ロール方向）を規定すると、クランクシャフトの軸方向と直交して水平方向に延びるＹ軸（車両前後方向に延伸する軸）周りの方向をピッチ方向、クランクシャフトの軸方向と直交して上下方向に延びるＺ軸周りの方向をヨー方向、および、クランクシャフトの軸方向すなわちＸ軸周りの方向をロール方向と、それぞれ規定される。また、これ以後、ピッチ方向、ヨー方向、ロール方向の各方向周りのモーメントを、それぞれ、ピッチ方向モーメントＭｙ、ヨー方向モーメントＭｚ、ロール方向モーメントＭｘという。

略矩形の平面形状を有するエンジンユニット１２の車幅方向の両側面２２ａ，２２ｂには、略Ｌ字状に折り曲げられた板金製のブラケット２４ａ，２４ｂが溶接等によって固定されている。あるいは、ブラケット２４ａ，２４ｂは、例えばアルミダイキャスト製のハウジング部を含むエンジンユニット１２と一体に形成されてもよい。

ブラケット２４ａ，２４ｂは、図２に示すように、エンジンマウント２６を介してフロントサイドメンバ１６ａ，１６ｂ上にそれぞれ支持されている。また、ブラケット２４ａ，２４ｂおよびエンジンマウント２６の上方および側方を覆ってフロントサイドメンバ１６ａ，１６ｂ上にねじ止め固定される固定部材２８によって、エンジンマウント２６上にブラケット２４ａ，２４ｂが支持されている状態が保持されている。これにより、エンジンユニット１２の重量の大部分は、ブラケット２４ａ，２４ｂおよびエンジンマウント２６を介してフロントサイドメンバ１６ａ，１６ｂによって支持される構造になっている。

エンジンマウント２６は、例えばゴム等の弾性材料からなる振動減衰部材を含んで構成され、エンジンユニット１２からブラケット２４ａ，２４ｂを介して伝達される振動を減衰させて、シャシ１４を含む車体への振動伝達を抑制する機能を有する。このような振動減衰機能を有するエンジンマウントには、周知のいかなる構成のものを用いてもよく、例えば流体封止タイプのものが用いられてもよい。

本実施形態におけるエンジンマウント２６については、上下方向すなわちピッチ方向のばね定数ｋｙを車両前後方向すなわちヨー方向のばね定数ｋｚよも大きく設定されている。エンジンマウント２６における上下方向および車両前後方向のばね定数ｋｙ，ｋｚは、上記振動減衰部材の材質、形状、寸法等を適宜に選択することにより容易に調整することができる。このようにエンジンマウント２６について、上下方向のばね定数ｋｙを比較的大きく設定することで、重量の大きいエンジンユニット１２をより安定に支持することができ、かつ、車両前後方向のばね定数ｋｚを比較的小さくすることで、この方向の振動減衰性能を高めている。

一方、エンジンユニット１２の前後の側面２３ａ，２３ｂには、上面視で略コ字状をなすブラケット３０が溶接や一体成形等によって固定されている。各ブラケット３０の先端部は、フロントクロスメンバ１８およびリアクロスメンバ２０の各上部に固定されているエンジンマウント３２の円盤状の振動減衰部材にそれぞれ軸支されている。

各クロスメンバ１８，２０上に固定されるエンジンマウント３２は、エンジンユニット１２の重量の一部を支持すると共に、エンジン始動時等におけるロール方向モーメントＭｘの影響によるエンジンユニット１２のロール方向の運動を上記エンジンマウント２６と協働して抑制する機能を有する。このように車両前後方向に配置されるエンジンマウントについても、周知のいかなる構成のものを用いてもよく、例えば上記特許文献１に開示されるようなロッド連結タイプのものであってもよい。

なお、本実施形態では、エンジンユニット１２を車体に対して４箇所支持としているが、クロスメンバ１８，２０のいずれか一方を省略してエンジンユニット１２を３箇所支持としてもよい。こ場合には、車両前後方向において１つだけとなるエンジンマウント３２はエンジンユニット１２のロール方向運動抑制についてより大きな影響力をもつことになる。

図３は、上記３気筒エンジン１０のクランクシャフトから基準トルクを出力させる際の、エンジン回転数とエンジンユニット１２の振動との関係を示すグラフである。上述したように、車両幅方向の両側においてエンジンユニット１２の重量の大部分を支持するエンジンマウント２６について、上下方向（ピッチ方向）のばね定数ｋｙを前後方向（ヨー方向）のばね定数ｋｚよりも大きく設定した場合、エンジン回転数に関して、エンジンユニット１２のヨー方向振動が最大になる共振点がエンジンユニット１２のピッチ方向振動が最大になる共振点に対して低回転域側に出現することになる。したがって、このような場合にエンジン回転数に拘らず一律のバランス取りを行っていたのでは、上記両方向の振動を有効に低減させることはできない。

そこで、本実施形態の３気筒エンジン１０では、後述するように、クランクシャフトに重心可変機構を含むバランスウエイトを設けて対応することとしている。

図４は、上記３気筒エンジン１０の模式図である。３気筒エンジン１０は、３つの気筒内においてそれぞれ摺動可能に配設される３つのピストン（質量：Ｗｐ、気筒間距離：Ｓ）４０を含む。各ピストン４０は、コンロッド４２を介してクランクシャフト４４のクランクアーム部４６にそれぞれ連結されている。また、クランクシャフト４４には、各気筒毎にバランスウエイト（質量：Ｗｂ）４８が設けられている。図４中に示すＸ，Ｙ，Ｚの各方向は、図１，２に示すロール方向（Ｘ軸）、ピッチ方向（Ｙ軸）、ヨー方向（Ｚ軸）に対応している。

なお、図４においては、各気筒のピストン４０にそれぞれ対応してバランスウエイト４８を設けているが、これに限定されるものではない。例えば、３気筒のうちの両側気筒に対応して２つのバランスウエイトを設けてもよいし、あるいは、３気筒のうちの中央気筒に対応して１つのバランスウエイトを設けてもよい。

図５（ａ）に示すように、バランスウエイト４８は、略扇状の側面形状を有する金属板または金属塊で構成されており、その扇形状の中心側端部において溶接等によってクランクシャフト４４に固定されている。

また、バランスウエイト４８は、重心可変機構５０を含んで構成されている。重心可変機構５０は、バランスウエイト４８内に矩形状の貫通穴または凹部として形成されて、クランクシャフト４４の径方向外側に延伸するガイド溝５２と、ガイド溝５２内に配置され、ガイド溝５２に沿って移動可能な矩形側面形状のサブウエイト５４と、クランクシャフト４４の回転に伴って発生する遠心力に対抗する方向の力をサブウエイト５４に対して作用させることができる力印加手段５６とから構成されている。本実施形態では、上記力印加手段５６は、一端がガイド溝５２のクランクシャフト側端面に固定され、他端がサブウエイト５４に連結される引っ張りばねによって構成される。

なお、ガイド溝５２からサブウエイト５４が飛び出ないように、ガイド溝５２の開口部は、バランスウエイト４８の側面に固定されるカバー部材（図示せず）によって覆われている。

上記のように構成される重心可変機構５０では、図５（ａ）に示すように引っ張りばね５６が最も縮んだ状態にあるとき、サブウエイト５４はクランクシャフト４４の中心からサブウエイト重心までの距離Ｒｓ１の位置に保持される。

一方、クランクシャフト４４の回転数が高くなるにつれて、サブウエイト５４に作用する遠心力が大きくなり、これに伴ってサブウエイト５４は引っ張りばね５６の引っ張り力に抗して径方向外側へと移動する。そして、エンジン回転数が所定値以上になると、図５（ｂ）に示すように、引っ張りばね５６が最も伸びた状態、すなわちサブウエイト５４がガイド溝５２の径方向外側端面５３ｂに当接した状態になり、クランクシャフト４４の中心からサブウエイト重心まので距離Ｒｓ２の位置に保持される。

このように本実施形態の３気筒エンジン１０では、エンジン回転数に応じてサブウエイト５４がガイド溝５２内で移動することによって、バランスウエイト４８の全体としての重心位置が可変となるように構成されている。

次に、３気筒エンジンにおける不釣合いモーメントについて説明する。

３気筒エンジンについてバランスウエイトを設けない場合（以後「第１の場合」という）におけるピッチ方向モーメントＭｙおよびヨー方向モーメントＭｚは次式で表される。
｜Ｍｙ｜=Ｗｐ・Ｒｒ・ω²・Ｓ・√３／ｇ
Ｍｚ＝０
ここで、Ｗｐ：ピストン質量、Ｒｒ：クランク半径、ω：クランクシャフト角速度、Ｓ：気筒間距離、ｇ：重力加速度である（以下、同じ）。このように第１の場合には、ピッチ方向モーメントＭｙだけが不釣合いモーメントとして発生し、ヨー方向モーメントＭｚは生じない。

続いて、３気筒エンジンにおいて、ピストンを含む可動部分の往復運動によって生じる慣性力の半分の大きさの慣性力を生じさせるバランスウエイトを各気筒毎に設けてバランス取りを行う一般的な場合（以後「第２の場合」という）におけるピッチ方向モーメントＭｙおよびヨー方向モーメントＭｚは次式で表される。
√(Ｍｙ²＋Ｍｚ²)＝０．５×Ｗｐ・Ｒｒ・ω²・Ｓ・√３／ｇ
このように第２の場合には、ピッチ方向モーメントＭｙとヨー方向モーメントＭｚとが等しい大きさで不釣合いモーメントとして生じ、かつ、その大きさは上記第１の場合に比べて半分である。

続いて、ピストンを含む可動部分の慣性力の大きさとバランスウエイトの慣性力の大きさとを等しくすることでピッチ方向モーメントを減殺して０とし、ヨー方向モーメントだけが不釣合いモーメントとして残存するように構成した場合（以後「第３の場合」という）におけるピッチ方向モーメントＭｙおよびヨー方向モーメントＭｚは次式で表される。
Ｍｙ=０
｜Ｍｚ｜＝Ｗｐ・Ｒｒ・ω²・Ｓ・√３／ｇ
この第３の場合には、上記第１の場合とは逆に、ヨー方向モーメントＭｚだけが不釣合いモーメントとして発生し、ピッチ方向モーメントＭｙは生じない。

ここで、図５（ｃ）を参照してより詳細に説明すると、ピストン４０の質量をＷｐ、クランク半径をＲｒ、サブウエイト５４を除いたバランスウエイト４８の質量をＷｂ、その回転半径をＷｂ、サブウエイト５４の質量をＷｓ、その回転半径をＷｓとしたとき、引っ張りばね５６が最も縮んだ図５（ａ）に示す状態のときのモーメントの釣り合いから、次式（１）が成立する。
Ｗｐ・Ｒｒ＝Ｗｃ・Ｒｃ＋Ｗｂ・Ｒｓ１ （１）
そして、引っ張りばね５６が最も伸びた図５（ｂ）に示す状態のときにピッチ方向モーメントＭｙをゼロとする条件から、次式（２）が導かれる。
Ｗｐ・Ｒｒ・＝Ｗｓ（Ｒｓ２−Ｒｓ１） （２）

したがって、上記３気筒エンジン１０の諸元の設計においては、上記式（１），（２）を満たすと共に、引っ張りばね５６についてはヨー方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では最も縮んでおり、ピッチ方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域で最も伸びるようにばね定数が設定される。

次に、本実施形態の３気筒エンジン１０における不釣合いモーメントとその相殺機能について説明する。

上述したように、本実施形態の３気筒エンジン１０を含むエンジンユニット１２は、上下方向（ピッチ方向）のばね定数ｋｙが前後方向（ヨー方向）のばね定数ｋｚよりも大きく設定されているエンジンマウント２６によって重量の大部分が支持されているため、図３に示すように、エンジン回転数に関して、エンジンユニット１２のヨー方向振動が最大になる共振点がエンジンユニット１２のピッチ方向振動が最大になる共振点に対して低回転域側に出現する。

例えばエンジン始動時やアイドリング時等のエンジン作動時においてエンジン回転数がヨー振動共振点辺りの低回転領域にあるとき、バランスウエイト４８においてサブウエイト５４は引っ張りばね５６の引っ張り力によって図５（ａ）に示す最もクランクシャフト４４側の位置に保持される。これにより、バランスウエイト４８の全体としての重心がクランクシャフト４４寄りに移動することで、クランクシャフト４４と共に回転するバランスウエイト４８によって生ずる慣性モーメントは比較的小さくなる。その結果、上記第１の場合に近い状態になり、ヨー方向の不釣合いモーメントＭｚを小さくすることができ、ヨー方向振動を効果的に抑制できる。

一方、エンジン作動時において、エンジン回転数がヨー方向振動の共振点よりも高いピッチ方向振動の共振点辺りにあるとき、バランスウエイト４８においてサブウエイト５４は遠心力によって引っ張りばね５６の引っ張り力に抗して図５（ｂ）に示すクランクシャフト４４から最も離れた位置に移動して保持される。これにより、バランスウエイト４８の全体としての重心がクランクシャフト４４から離れる方向に移動することで、クランクシャフト４４と共に回転するバランスウエイト４８によって生ずる慣性モーメントは比較的大きくなる。その結果、上記第３の場合と同様に、ピッチ方向の不釣合いモーメントＭｙを０にすることができ、ピッチ方向振動を効果的に抑制できる。

このように、本実施形態の３気筒エンジン１０によれば、エンジンユニット１２を車体に支持するエンジンマウント２６のばね定数で規定される振動減衰特性を考慮して、エンジン回転数に応じてバランスウエイト４８の重心位置を変更することにより、ピッチ方向振動およびヨー方向振動のいずれについても効果的に抑制することができ、その結果、車両のフロア振動を低減できる。

次に、図６を参照して別実施形態の３気筒エンジン１１について説明するが、ここでは上記３気筒エンジン１０およびエンジンユニット１２に関して説明した構成と異なる点についてのみ説明することとし、同一構成要素には同一符号を付して重複することとなる説明を省略する。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、３気筒エンジン１１では、上記引っ張りばね５６の代替として、重心可変機構５０に用いられる力印加手段が、サブウエイト５４のクランクシャフト４４とは反対側の端面とガイド溝５２内の両側壁面および端面５３ｂ、および、ガイド溝５２の開口部を気密状態で塞ぐカバー部材（図示せず）によって画定されるガイド溝５２内の密閉空間６０について、加圧流体としての加圧エアを供給および排出可能な流体経路６１を含んで構成されている。流体経路６１は、バランスウエイト４８の内部に形成された貫通孔またはバランスウエイト４８の側面に固定される配管によって構成されることができ、クランクシャフト４４の中心位置に軸方向に延伸形成されるクランクシャフト流体経路６２を介して図示しないエア供給源に接続される。また、サブウエイト５４のクランクシャフト４４側の端面とガイド溝５２内の両側壁面および端面５３ａとによって画定されるガイド溝５２内の空間は、通気孔６４を介して外部と連通していて空気の出入が可能になっている。これら以外の構成は、上記３気筒エンジン１０と同様である。

上記３気筒エンジン１１においては、エンジン作動時においてエンジン回転数がヨー振動共振点辺りの低回転領域にあるとき、流体経路６１を介して密閉空間６０に加圧エアが供給され、サブウエイト５４が図６（ａ）に示すようにガイド溝５２内において最もクランクシャフト４４側の位置に保持される。一方、エンジン作動時において、エンジン回転数がヨー方向振動の共振点よりも高いピッチ方向振動の共振点辺りにあるとき、サブウエイト５４は遠心力によって図６（ｂ）に示すクランクシャフト４４から最も離れた位置に移動して保持され、このとき密閉空間６０内の加圧エアは流体経路６１を介して排出される。これにより、本実施形態の３気筒エンジン１１においても、上記３気筒エンジン１０と同様の効果を奏することができる。

また、本実施形態の３気筒エンジン１１においては、外部バルブの制御によって密閉空間６０から流体経路６１を介して加圧エアを排出するタイミングを変更することが可能である。ゴム等の弾性材料からなるエンジンマウント２６の振動減衰部材が経時的劣化によって硬化してくると振動減衰性能が低下し、図３に示すヨー方向振動の共振点およびピッチ方向振動の共振点が高回転域側のエンジン回転数領域にシフトしてくる。このような場合に、上記タイミングを調整してバランスウエイト４８が図６（ａ）に示す位置から図６（ｂ）に移動するエンジン回転数領域を高回転域側に変更することで、エンジンマウント２６の振動減衰特性の経時的変化に対応することができる。

なお、本願発明に係る３気筒エンジンは、上述したものに限定されるものではなく、種々の変更や改良が可能である。

例えば、上記においては、ガイド溝５２、サブウエイト５４および力印加手段５６，６１を含む重心可変機構５０をバランスウエイト４８の内部に設けるように説明したが、バランスウエイト４８の側面に外付けするように設けてもよい。

また、上記では３気筒エンジン１０，１１はエンジンユニット１２に含まれるものとして説明したが、本願発明に係る３気筒エンジンは蓄電装置からの電力供給を受けて車両駆動力を出力する回転電機を一体に含むパワーユニットとして構成されてもよい。

さらに、上記においては、エンジンマウント２６の振動減衰特性によってヨー方向振動の共振点がピッチ方向振動の共振点よりも低いエンジン回転数領域になる場合について説明したが、本願発明は、逆の場合、すなわちエンジンマウントの振動減衰特性によってヨー方向振動の共振点がピッチ方向振動の共振点よりも高いエンジン回転数領域になる場合に適用されてもよい。

本発明の一実施形態である３気筒エンジンを含むエンジンユニットが車体に搭載されている様子を示す平面図である。 図１における矢印Ａ方向の側面図である。 基準トルクに対するエンジンユニットのピッチ方向振動およびヨー方向振動をエンジン回転数との関係で示すグラフである。 ３気筒エンジンを示す模式図である。 （ａ）はガイド溝、サブウエイトおよび引っ張りばねで構成される重心可変機構を含むバランスウエイトにおいて引っ張りばねが最も縮んだときの状態を示すバランスウエイトの側面図、（ｂ）は上記引っ張りばねが最も伸びたときの状態を示す図、（ｃ）はエンジン回転質量およびその回転半径と、バランスウエイトおよびサブウエイトの各質量および各回転半径とを模式的に示す図である。 （ａ），（ｂ）は別の実施形態の３気筒エンジンを示すバランスウエイトの側面図である。

符号の説明

１０、１１ ３気筒エンジン、１２ エンジンユニット、１４ シャシ、１６ａ，１６ｂ フロントサイドメンバ、１８ フロントクロスメンバ、２０ リアクロスメンバ、２２ａ，２２ｂ 車幅方向の側面、２３ａ，２３ｂ 車両前後方向の側面、２４ａ，２４ｂ ブラケット、２６ エンジンマウント、２８ 固定部材、３０ ブラケット、３２ エンジンマウント、４０ ピストン、４２ コンロッド、４４ クランクシャフト、４６ クランクアーム部、４８ バランスウエイト、５０ 重心可変機構、５２ ガイド溝、５３ａ，５３ｂ ガイド溝の端面、５４ サブウエイト、５６ 力印加手段または引っ張りばね、６０ 密閉空間、６１ 流体経路、６２ クランクシャフト流体経路、６４ 通気孔、Ｍｘ ロール方向モーメント、Ｍｙ ピッチ方向モーメント、Ｍｚ ヨー方向モーメント。

Claims (6)

1. 各気筒のピストンが連結部材を介してそれぞれ連結されるクランクシャフトに、重心可変機構を含むバランスウエイトを設け、エンジン作動時におけるヨー方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では重心可変機構によってバランスウエイトの重心をクランクシャフト側へ移動させ、エンジン作動時におけるピッチ方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では重心可変機構によってバランスウエイトの重心をクランクシャフトから離れる方向へ移動させることを特徴とする３気筒エンジン。
2. 請求項１に記載の３気筒エンジンにおいて、
   重心可変機構は、バランスウエイトに設けられクランクシャフトの径方向外側に延伸するガイド溝と、ガイド溝に沿って移動可能に配置されるサブウエイトと、クランクシャフトの回転に伴って発生する遠心力に対抗する方向の力をサブウエイトに対して作用させることができる力印加手段とを含んで構成され、サブウエイトは、エンジン作動時におけるヨー方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では力印加手段の作用によってクランクシャフト側へ移動し、前記ヨー方向振動の共振点よりも高いピッチ方向振動の共振点辺りのエンジン回転数領域では遠心力によってクランクシャフトから離れる方向へ移動することを特徴とする３気筒エンジン。
3. 請求項２に記載の３気筒エンジンにおいて、
   力印加手段は、一端がガイド溝のクランクシャフト側端面に固定され、他端がサブウエイトに連結される引っ張りばねであることを特徴とする３気筒エンジン。
4. 請求項２に記載の３気筒エンジンにおいて、
   力印加手段は、サブウエイトのクランクシャフトとは反対側の端面とガイド溝の側壁面および端面とによって画定される密閉空間について、加圧流体を供給および排出可能な流体経路を含んで構成されることを特徴とする３気筒エンジン。
5. 請求項４に記載の３気筒エンジンにおいて、
   ３気筒エンジンを含むエンジンユニットを車体上に支持するエンジンマウントの振動減衰特性の経時的変化に応じて、前記密閉空間から加圧流体を排出するエンジン回転数領域を高回転域側に変更することを特徴とする３気筒エンジン。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載の３気筒エンジンにおいて、
   蓄電装置からの電力供給を受けて車両駆動力を出力する回転電機を一体に含むパワーユニットとして構成されることを特徴とする３気筒エンジン。

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