JPS5839833A - ３気筒エンジンのバランサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動中用３気筒エンジンにおいて、クランク
軸自体にカウンタウェイトを設け、更にクランク軸に対
し同じ速度で逆方向に回転づるバランサ軸を設けて、各
気筒の往復及び回転質量による１次の慣性力とＸ軸回り
の１次の慣性偶力を釣合わせ、加えてクランク軸の長手
方向の１次の慣性偶力をも釣合わせたバランｇ装置に関
するものである。

各気筒においては往復質量と回転質量による慣性力があ
り、回転質量による慣性力はクランク腕と反対側にカウ
ンタウェイトを設けることにより全部釣合わせることが
でき、往復質鰻による慣性力は回転’ＩＩ量による場合
と同じ位置でハーフバランスさせ、残りの部分をクラン
ク軸と同じ速度で逆方向に回転するバランサ軸で釣合わ
せることができる。ところで３気筒エンジンの場合は上
述のようにして各気筒毎の慣性力は釣合い、同時にＸ軸
回りの慣性偶力も釣合っていてｂ、長手方向の慣性偶力
が生じ、この慣性偶力を釣合い除去するため、従来例え
ば特開昭５５−６０３５号公報の如くクランク軸のカウ
ンタウェイトを特定の分離構造にしたもの、または特公
昭５４−２３３３号公報の如くクランク軸系の慣性偶力
とは大きさが同じで逆方向の慣性偶力をバランサ軸に発
生させて相殺するものがある。

以上は３気筒エンジンで一般に言われている慣性力及び
慣性偶力の釣合に関するものである。即ら３気筒の如き
奇数気筒のエンジンでは、中間の第２気筒を中心にして
その左右両側に第１及び第３の気筒の慣性力が点対称的
に作用しているので、これによるクランク軸長手方向の
慣性偶力を考慮しなければならず、これがエンジンの振
動に与える影響も大きい。一方、この慣性力による振れ
回りの長手偏力はバランサ軸のバランサで釣合わすこと
ができるが、この場合に偶力が一定でもバランサ相互の
距離に応じてその質量を変えることができるので、バラ
ンナの取付位置を特定することにより、バランサ軸自体
の構造、設計自由度、クランク軸に対する配置関係等に
おいて非常に有利になる。

本発明はこのような事情に鑑み、クランク軸のカウンタ
ウェイトとバランサ軸のバランサにより慣性力及び慣性
偶力に対する釣合いを達成し、且つバランサ軸をクラン
ク軸側に近づけると共にその軽量小型化を図り得るよう
にした３気筒エンジンのバランサ装置を提供することを
目的とする。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体的に説明
する。まず第１図において１気筒当りのバランス系につ
いて説明づると、図において符号１はクランク軸、２は
順次１２ｏ°の等間隔に配置されるクランク腕、３１．
１クランクビン、４はコンロッド、５はピストンであり
、クランク腕２のクランクピン３と反対側延長線上に回
転質量による慣性力の全部と往複質−による慣性力をハ
ーフバランスさせるカウンタウェイト６を段Ｇノる。ま
た、クランク軸１に対し同じ速度で逆方向に回転するバ
ランサ軸７を１本設ｋｊ、ｕ１ｍ質量による慣性力の残
りの部分をハーフバランスさせるバランサ８を設ける。

そして図のようにクランク腕２がＺ軸を部からθ右回り
位置した場合に、バランサ軸１のバランサ８はＺ軸下部
から同じθだ１ノ左回りに位置するように設【ノる。こ
こで、往復部分の慣性質量を園ｐ、説明を判り易くする
ため回転部分のクランクピン３における等価の慣性質量
を−Ｃとすると、クランク軸側のカウンタウェイト６の
質量は往慣質−―ｐに対してはハーフバランスさせれば
良いので−ｐ／２、回転質量−〇に対してはクランク軸
１と同方向に回転するのでその全部をバランスすること
ができて一〇になり、合計すると（ｓｐ／２）＋ｍｃと
なる。また、バランサ軸側のバランサ８の質量は上配往
喪質量の残りになってＩｆ）／　２となる。

こうすることで、往復部分及び回転部分のＺ。

Ｙ方向の慣性力はいずれも釣合うことになる。従って３
気筒エンジンにおいては各気筒相当位置にぞれぞれ上記
各質量のカウンタウェイト６、バランサ８を付けるとす
ると、この場合にクランク軸側のカウンタウェイト合計
質１１Ｇ；１３　　（（ｓｐ／２　）＋−Ｃ）に、バラ
ンサ軸側のバランサ合計質量は（３／２）ｓｐとなる。

次いで３気筒エンジンにおいて往復部分の質量による釣
合いについて第２図により説明づると、図において第１
ないし第３気筒をサフィクスａないしＣで示してあり、
また第２気鏑が１死点にあって、第１気筒はそれから２
４０°回転位置し、第３気筒は１２０゛回転位置した状
態になっている。

５− そこでこの状態からθだけ動いた場合の、第１気筒の起
振力Ｆｐ１、第２気筒の起振力Ｆｐ２、第３気筒の起振
力Ｆｐ３は次のようになる。

ＦＦＩＩ　＝ｉｐｒ　ｏａ２　ｃｏｓ　　（θ＋２４０
）Ｆｌ）２＝ａｐｒ　ω２　ＣＯ３θ Ｆｐ３＝　ａｉｐｒω２ｃｏｓ（θ＋１２０）そこで全
体の慣性りは、 Ｆ　９１＋Ｆ　ｐ２＋Ｆ　ｐ３＝　０ で釣合っている。

またクランク軸長手方向の慣性偶力は、−膜性を持たせ
るため第１気筒から成る距離Ｓだけ離れた点Ｐからみる
ことにし、各気筒のピッチを［、とすると、 Ｆｐｌ−８＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ）＋Ｆｐ３（Ｓ＋２１＞で
示される。

即ち、 Ｆｐｌ−８＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ）　＋Ｆｐ３（Ｓ＋２１　
）＝−Ｊ’ｊ−ｐｒ　　ω２　Ｌｓｉｎ　　θ−−−（
１）となって、Ｚｈ向荷重である往復質量によりＹ輪周
りの長手偏力が生じる。

６− 第３図において各気筒毎にハーフバランスさせるカウン
タウェイト６ａ、　６ｂ、　６ｃの質−による釣合いに
ついて説明すると、第２図同様に第２気筒が１死点の場
合が示してあり、このとき各気筒のカウンタウェイト６
ａ、　６ｂ、　６ｃはクランク腕２ａ、　２ｂ。

２Ｃに灯し１８０′位相が進んだ位置にある。そこでこ
の状態からθだけ動いた場合の１方向では、各カウンタ
ウェイト＊ｉｉによる力Ｆｒｅｃｌ、Ｆ　ｒｅｃ２、Ｆ
　ｒｅｃ３が次のようになる。

Ｆ　ｒｅｃｌ＝　（ｍｐ／２　）　ｒ’ω２　ｃｏｓ　
　（θ＋２４０　＋１８０　）Ｆ　ｒｅｃ２＝　（ｍｐ
／２　）　ｒ　（１）２　ｃｏｓ　　（θ＋１８０）Ｆ
ｒｅｃ３＝　（ｓｐ／２　）　ｒ　ω２　ｃｏｓ　　（
θ＋１２０　＋１８０　＞従って、Ｚ方向の慣性力は、 Ｆ　ｒｅｃｌ＋　Ｆ　ｒｅｃ２＋Ｆ　ｒｅｃ３−０とな
って釣合う。

一方、このような２方向の力による長手り向の慣性偶力
は上述と同様に求めると、 Ｆｒｅｃｌ　−３＋Ｆ　ｒｅｃ２　（Ｓ　＋　１　）　
＋　Ｆ　ｒｅｃ３　（Ｓ　＋２１） −（、［百／２　　＞　　ａｐｒ　　（ｃｌ’　　Ｌ　
ｓｔｎ　　θ　−−−（２ａ’）となって、同様にＹ軸
周りの長手偏力を生じる。

また、カウンタウェイト６ａ、　６ｂ、　６ｃはＺ方向
のみならずＹ方向の成分も有し、このＹ方向については
慣性力は釣合い、Ｙ方向のツノによる長子方向の慣性偶
力は次のようになる。

−（Ｊｊ／２　）　ｍｐｒ　Ｑ）２　Ｌ　ｃｏｓθ−−
−（２ｂ）即ち、Ｙ方向の力によるＺ軸周りの長手偏力
を生じることになる。

以上、クランク軸側のカウンタウェイト６ａないし６Ｃ
により生じる長子方向の慣性偶力は、Ｚ方向による７輪
周りと、Ｙ方向による２輪周りに生じ、両者合成したも
のは次のようになる。

（Ｊｊ／２　）　ｉｐｒ　ω２１．　ｓｉｎθ−（月／
２）ａｐｒ×ω２ＬＣＯ３θ 一＝　（月／２　）　　ｉｐｒω２１−　（ｓｉｎθ−
ＣＯＳθ）・・・（３） ところで、上述のクランク軸側のカウンタウェイトは各
気筒毎に設ける外に、中央の第２気筒を除きその両備の
第１及び第３気筒に分離集合して設けることも可能であ
り、この場合について第４図により説明する。途中の経
過は省略して結果を述べると、第１及び第３気筒のカウ
ンタウェイト側、６ビは、（ＪＭ／２　）　　（ｍｐ／
２　）の質量で、第１気筒のカウンタウェイトＵは、ク
ランク腕２ａより１８０°位相が進んだ位置より、更に
３０°位相が進んだ位１であり、第３気筒のカウンタウ
ェイト６σはクランク腕２Ｃより　１８０ｍ位相が進ん
だ位置より３０°位相が遅れた位置に設けられる。即ち
両カウンタウェイトＢ１，６σはクランク軸１に対し　
１８０’反対方向で、且つ中央のクランク腕２ｂに対し
て１角となる位置である。

この場合についても図の状態からθだけ動いたときの７
方向の各カウンタウェイト質量による力Ｆ　ｒｅｃ１’
　、　、Ｆ　ｒｅｃ３’は、Ｆｒｅｃｌ’　　＝　　（
ＪＴ／２　　＞　　（ｇ＋ｐ／２　　）　　ｒ　　ｗ２
、ｘｃｏｓ（θ＋２４０−＋１８０　　＋３０）Ｆｒｅ
ｃ３’　＝　（ｊ’Ｎ／２　）　　（ｓｐ／２　）　ｔ
　ω２ｘｃｏｓ（θ＋１２０　＋１８０−３０）となっ
て、Ｚ方向慣性力は、 Ｆ　ｒｅｃｌ’　　十−Ｆ　ｒｅｃ３’　　＝　０９− となり、当然釣合う。

次いでこのＺ方向の力による長手方向慣性偶力は、 Ｆ　ｒｅｃｌ’　　　・　Ｓ＋Ｆｒｅｃ３’　　　（Ｓ
＋２　１−）＝　（Ｊｉ／２　）　ｓｐｒ　ω２　Ｌ　
ｓｉｎθとなって、（２ａ）式−と一致する。

Ｙ方向でも慣性力は釣合い、Ｙ方向の力による長子方向
慣性偶力は（２ｂ）式と一致する。

このことから、クランク軸側のカウンタウェイトは各気
ｍ毎に１個ずつ設けるか、または第１゜第３気筒にのみ
１個ずつ設けても結果的に慣性力は釣合い、長手方向の
慣性偶力が同じになることが理解される。

以上、クランク軸における往復質量及びカウンタウェイ
トによる慣性力の釣合い、長子方向慣性偶力、即ち振れ
回りについて説明したが、ここで（１）弐及び（３）式
の長手偏力が残ることになり、これを合成ｊると、 −ｊ’ｊｍｐｒ　　ω２　１　ｓｉｎ　　θ　−ｖ　　
（Ｊｉ／２　　）　　ｍｐｒ　　ｗ２ｘＬ（ｓｉｎθ−
ＣＯＳθ） １０− ＝　　−（５／２　　）ａｐｒ　　＜０２　　Ｌ　　（
ｓｉｎ　　θ　＋ｃｏｓ　　θ　）・　・　・（４） となる。そこで、このような長手偏力をバランサ軸側で
釣合わせることについて第５図により説明する。まず、
バランサ軸ｌにおいても各気筒に対応したバランサ８ａ
、　８ｂ、　８ｃでハーフバランスさせるとすると、各
バランサ８ａないし８Ｃの質量はクランク軸側往模質量
に対してＩｆ）／２である。また、図のように第２気筒
が上死点の場合にその第２気筒相当のバランサ８ｂは反
対の下死点側の位置にあり、第１気筒相当のバランサ８
ａは、左回り２４０゜位相が進んだ位置から更に１８０
°ずれた位置に、第３気筒相当のバランサ８Ｃは左回り
　１２０°の位置から更に　１８０°位相が遊んだ位置
にある。

そこでこの状態からθだけ動いた場合の７方向の力Ｆ　
ｒｅｃｌ、　Ｆ　ｒｅｃ２．　Ｆ　ｒｅｃ３は、Ｆｒｅ
ｃｌ＝　（ｓｐ／２　）　ｒ　ω２　ｃｏｓ　　（θ＋
２４０　＋１８０　）Ｆ　ｒｅｃ２＝　　（ＩＩ）／２
　　）　　ｒ　　ω２　　ｃｏｓ　　（θ　＋１８０　
）Ｆｒｅｃ３＝　（ｍｐ／２　）　ｒ　ω２　ｃｏｓ　
　（θ＋１２０　＋−１８０）となって、ｚ方角慣性力
は釣合い、このＺ方向の力によるＹ軸周りの長手偶りは
、 （Ｊｊ／２　）　ＩＤｒ　ω２　ｔ−５ｉｎθ−−−（
２ａ’）また、Ｙ方向ではクランク軸と逆方向に回るた
め極性が負になるが、同様にして慣性力は釣合い、この
Ｙ方向の力によるＺ軸周りの長手偏力は、（Ｊｉ／２　
　）　　ａｐｒ　　（ＺＪ２　　Ｌ　ｃｏｓ　　θ−−
−（２ｂ’）従ってバランサ軸側のバランサ８ａないし
８ｃにより生じる長手方向の慣性偶力も、Ｚ方１包によ
るＹ軸周りと、Ｙ方向による２軸周りとに生Ｃ１その合
成したものは上記（２ａ’　）式と（２ｂ’　）式によ
り次のようになる。

（Ｊｊ　／２　）　ｉｐｒ　Ｑ）２　Ｌ　（ｓｉｎθ＋
ｃｏｓθ）・・・（４′　） ところでこのバランサ軸側のバランサもクランク軸側の
第４図同様に分離集合することが可能であり、この場合
について第６図により説明すると、第１気筒相当のバラ
ンサｄ及び第３気筒相当のバランサどの質量は−ｐ／２
に５／２を東じたものであり、第１気筒相当のものは更
に３０°位相を進めて位置し、第３気筒相当のものは逆
に３０°位相が遅れて位置する。これにより第５図のも
のと同じ結果になって、それに置き食えることができる
のである。

以上、バランサ軸側のバランサによる慣性りの釣合い、
及び長手方向の慣性偶力についての説明であり、この結
果が式（４′）である。そこで、この式（４′）を先の
式（噂と合成すると零になり、このことからクランク軸
側に生じた往復質量及びそれをハーフバランスさせるカ
ウンタウェイトの質量による長手方向の慣性偶力がバラ
ンサ軸側のバランサで釣合うことになる。

続いて３気筒エンジンの回転部分の質量による釣合いに
ついて説明すると、その構成は１２図と同じであり、θ
だけ動いた位置での１１ないし第３気筒に働く力、ＦＣ
Ｉ、　Ｆｅ２．　Ｆｅ２は次のようになる。

ＦＣ１＝ｌＯｒ　　ω２ｃｏｓ（θ　＋２４０　）Ｆ　
ｃ２＝　ｍａｒω２　ＣＯ５θ Ｆｃ３＝ｍｃｒ　ω＞　ｃｏｓ　　（θ＋１２０）これ
により回転部−によるＹ軸周りの長手偶力が、１３− −Ｊｉａｃｒ　　ω　２　　　Ｌ　　ｓｉｎ　　θ　　
　　−−−（５ａ）７輪周りの長手偏力が、 ５−Ｃ「　ω２　Ｌｃｏｓ　　θ　　　・　・　・　（
５ｂ）になって、同様に７方向によるＹ軸周りと、Ｙ方
向によるＺ軸周りに生じることになり、合成すると次の
ように、なる。

−ＪＮｓｃｒ　（Ｚ）２　Ｌ　（ｓｉｎθ−ｃｏｓθ）
−−−（Ｅｉ）次いで、この回転質量を各気筒毎に１　
：１でバランスさせるカウンタウェイト６ａないし６Ｃ
の質量による釣合いについて説明すると、第３図の構成
と同じであり、各カウンタウェイト質量による力、Ｆ　
ｒＯｔｌ、　Ｆ　ｒｏｔ２．　Ｆ　ｒｏｔ３は次のよう
になる。

Ｆｒｏｔｌ＝ａｃｒ　ω２　ｃｏｓ　　（θ＋２４０　
＋１８０　）Ｆ　ｒｏｔ２＝＝ｍａｒ　　ω２ｃｏｓ（
θ　＋　１８０　）Ｆｒｏｔ３＝　−ｃｒ　　ｏｏ２　
　ｃｏｓ　　　（θ　−＋　　１２０　　＋　１８０　
　）これに１より、Ｚ方向によるＹ軸周りの長手偶力が
、ｊ’ｊｇ＋ｃｒ　　ω２　　Ｌ、ｓｉｎ　　θ　　　
　　−−−（７ａ）Ｙ方向による２軸周りの長手偶力が
、 −５ｍａｒ　　ｏｏ２　　Ｌａｏｓ−θ　　　　　−−
−（７ｂ）になり、両者を合成した振れ回りが次のよう
にな１４− る。

Ｈｍｃｒ　ｅａ２１　（ｓｉｎθ−ｃｏｓθ）　−−（
８）ところでかかる回転質量による場合も第４図に示す
如く、質量を−Ｇに＜５７２　）を乗じ、３０°位相を
進ませまたは遅らせることにより第１気筒と第３気筒に
カウンタウェイトを分離集中することが可能である。

かくして回転質量に関しては（６）式のＹ軸及びＺ軸回
りの合成振れ回り長手偶力が、カウンタウェイトによる
（８）式の同様の長手偶力と合成することにより零にな
って、２者が釣合うことになる。

本発明はこのような技術思想に立脚するもので、第７図
によりその具体的な実施例について説明すると、上記の
説明から明かなようにエンジンについては各気筒毎に往
復部分と回転部分の質量による慣性力及び偶力が生じる
ものであって、これらの質量を一緒にまとめて釣合いを
図ることは勿論である。しかし、特に回転部分の質量に
対してはクランク軸側のカウンタウェイトのみで慣性力
及び偶りの釣合いを図ることができる点を考慮すると、
このような特性の回転部分の質量によるものと、バラン
サ軸との併用でしか釣合いを図ることのできない往復部
分の質量によるものとを分【ノて扱うことが好ましい。

そこで、クランク軸１−においてはまず各気筒毎に回転
部分の質−に対するカウンタウニ（ｔ−６ａ−ｔど６ａ
−２，６ｂ−１と６Ｌ２．６ｃｍ１と６０−２がそれぞ
れのクランク腕のクランクピンと反対側で第３図の如く
設置）られる。次いで往復部分の質量に対づるものとし
て、第４図の如く第２気筒を除く第１及び第３３気筒の
２個所にカランタウ１．イＩ−６ａ−１とｅａ−２、＝
−ｂ′−１と６ｂ″−２が同様に設けである。また、バ
ランリ′軸７では上述のようにクランク軸１で回転部分
の賀ｉに関しては分離して釣合いが図られているの（、
不釣合いなｉｔ　ｉｕ部分の質ｉによるしののみを釣合
わすため軸受兼用のバランサａ、ｒ、ａｃ’が、特に第
６図の如く第２気筒相当部を第１及び第３気筒相当部の
両件側軸受９ａ、　９６に相当する個所に設けである。

かかる構成において、クランク軸側の釣合いを考えるに
、往復部分の質量に対するカウンタウェイトＥ−ｆ−１
とジー２．６σ−ｔトロｄ−ａｋ−ツイＴハ、２１所に
分離集中するものであるから各気筒側の質量を（■ｐ／
２）に（ｊ’ｉ／２）！！：乗じ、３０°位相調整すれ
ば良く、各気筒のピッチを第２図同様にＬとすると、長
手偶力に対しては、 （ｓｐ／２　　）　　（Ｊ’ｉ／２　　）　　ｘ２　　
Ｌ＝　　（ＩＴ／２　　）　　ｍｐＬを発生させれば良
い。

従って、カウンタウェイト５ｌ−１，ｅｌ、Ｈの合成質
―をＭＣａ′、カウンタウェイト６（’−１，６ご−２
の合成質層をＭ　ＣＯ’　とすると、クランク軸上の慣
性力の釣合いを考慮して、Ｍ　ｃａ’　＝　Ｍ　ＣＣ’
を保持し、カウンタウェイトｍ−１とば−２のＹ軸に対
１６合成Φ心位置をＬ＋Ｘ’、カウンタウェイト６ご−
１と６ご−ａのＹ軸に対する合成重心位置をＬ＋Ｖ’　
とすると、Ｍｃａ’　　（Ｌ＋　ｘ’　＋Ｌ＋　ｙ’　
）　＝　（ｊ’ｊ／２１ｐＬを満たせば良いので、次の
一般式になる。

Ｍｃａ’　　＝ＭＣＣ’　　−（ｊ’Ｎ／２　　）ｍｐ
Ｌ／　　（２Ｌ＋ｘ’　＋　ｙ’　）　　　　　　　　
・・・（９ａ）次いで回転部分の質量に対するカウンタ
ウェイ１７− ト６ａ−１と６８−２．６ｂ−１と６ｂ−２，６ｃｍ１
と６０−２については、それぞれの合成質−をＭｃａ、
　Ｍｃｂ、　ＭＣＣとすると、クランク軸上の慣性力の
釣合いを考慮して、ｌｙｌ　ｃａ＝　Ｖｊ　ｃｂ＝　Ｍ
　ｃｃを保持する。また、第２気筒のカウンタウェイト
６ｂ−１と６ｂ−２の合成重心位置に対する第１気筒の
カウンタウェイト６ａ−１と６ａ−２の合成重心位置を
Ｌ＋ｘ、第３気筒のカランタウ１イト６Ｃ−１と６０−
２の合成重心位置をＬ＋ｙとするとＭｃａ（Ｌ＋ｘ　）
　＝Ｍｃｃ（Ｌ＋ｙ　）により、ｘ＝ｙを保持する。

そして、長手偏力に対してはＹｈ向酸成分取出して、 （Ｍｃａ（Ｌ十ｘ　）　＋Ｍｃｃ（Ｌ十ｙ　）　）ＣＯ
３３゜＝５−〇し を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｃａ＝Ｍｃｂ＝Ｍｃｃ＝ｍｃＬ／　（Ｌ　＋Ｘ　）・
・・（９ｂ） そのため、各カウンタウェイト質量は合成重心位置の関
係で任意に定めることができ、いずれも合成重心位置ｘ
　ｌ　、　　ｌ　、ｘ　、　ｙの値を大きくし■ １８− て遠ざける程質−は小さくて済む。ここで解り易くする
ため、第１及び第３気筒での重心位置を一致させ、第２
気筒での重心位置をその中心に一致させて、Ｘ’　＝　
Ｖ’　＝Ｘ　＝Ｖ　＝Ｏとすると、ロー復部分の質−に
対する第１及び第３気筒の２個所のカウンタウェイト質
量は（Ｊ’ｊ／４　）−〇となり、回転部分の質量に対
する第１ないし第３気筒の３個所のカウンタウェイト質
量は−Ｃとなる。

また、第１及び第３気筒では往復部分と回転部分の両質
働が３０°の角度で別々に設定しであるが、実際にはこ
れらをベクトル合成した単一のものが１ｉＱ番ノられる
。

次いでバランサ軸７では上述の説明から明がなようにエ
ンジンの往復部分の質量に関するものだけであり、第１
及び第３気筒側、に分離集中する場合は上記クランク軸
１における往復部分の質量の場合と同様で、各気筒相当
部の質量を（−ｐ／２）（Δ／２）とし、３０”位相調
整すれば良く、（ＩＩＩ）／２　　＞　　（ＢＩ３　　
）　　８２　　Ｌ＝　　＜ｍ／２　　）　　ＩＥ）Ｌの
長手偶力を生じさせれば良いことになる。

ソ＜−テ、バラン＋ｊＭ、Ｆ３ｔ：の質−Ｍｂａ’　、
　Ｍｂｃ’は、同様にバランサ軸上の慣性力の釣合いを
考慮してＭ　ｂａ’　＝　Ｍ　ｂｃ’を保持させ、且つ
バランサ蒔。

８Ｃ’（７）重心位置をＬ＋ｘ　″、　Ｌ十ｙ　”とす
ると、Ｍｂａ’　　　（Ｌ＋ｘ　　″　＋　　Ｌ＋ｙ　
　”　　）　　＝　　（ｆ３／２　　）ｓｐＬの関係を
満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｂａ’　　＝Ｍｂｃ’　　−＜　ＦＪ　／２　　）　
　ｍｐＬ／　　（２Ｌ　　＋ｘ　ＩＩ　＋　ｖ　ＩＩ　
）　　　　　　　・・・　■）従ってかかるバランサ軸
１でもバランサ位置との関係でその質量を任意に定める
ことができ、ｎつ互に遠ざけることでバランサ質量゛は
小さくて済む。この点でバランサＭ、ｓσが第１及び第
３気筒の中心から外側にずれた軸受９ａ、　Ｑｄ相当部
に配置されているので、ム接バランサ質量の低減化が図
られる。

こうして、クランク軸１では第１及び第３気筒に〈９ａ
）式の合成質量のカウンタウェイトｅａ　−１。

６；ｉ−２，６σ−１と６ご−２を第２気筒のクランク
腕２ｂに対し直角となる位置に設け、且つ第１ないし第
３気筒に（９ｂ）式の合成ｖ４鋤のカランタウ１イト６
ａ−１と６ａ−２，６ｂ−１と６ｂ−２，６Ｃ−１と６
Ｇ−２を各クランク腕のクランクピンと反対側の位置に
設ける。また、バランサ軸１では第１及び第３気筒側の
両件側の軸受９ａ、　９ｄ相当部に（１０）式の質量の
バランサｄ。

紀を、第２気筒が上死点の場合に上述のカウンタウェイ
ト６ご−１と６σ−２、ｄ−１とば−２と一致するよう
な位置にして設けるのであり、これにより３気筒エン、
ジンにおける往復部分と回転部分の質量による慣性力と
不釣合な偶力が釣合う。

そして、バランサｕ、Ｋがいずれもクランク軸１の各気
筒におけるカウンタウェイト位置からずれた軸受９ａ、
　９ｄ相当部に配置されてそのカウンタウェイトと干渉
しない構造になっているので、バランサ軸７をバランサ
Ｕ、＆′の存在を考慮することなくカウンタウェイトの
みとの関係でクランク軸１側に近づけた配置が可能にな
る。

また更にバランサ蒔、ヒはいずれも軸受兼用に構成して
あり、これを第８図により詳に！すると、まずバランサ
ｕはバランサ軸１を中心とする全円周形状の軸ｌＦ２Ｏ
に内蔵され、この軸管２０がメタル２１− ２１を介し軸受９ａと共通の軸支部２２に嵌合して組付
番ノられる。バランサ８σも全く同様に構成して軸受９
ｄと共通の軸支部２４に組付けられるのであり、これに
よりバランサ軸７がバランサ蒔、８σにおける上述の構
成の軸受２３により自持ちで回転自在に支持されること
になり、外に軸受を付設しなくとも済む。

以上の説明から明かなように本発明によると、３気筒エ
ンジンにおい１力及ｌａ′ｈの釣合い１次力 がなされることで振動等が非常に少なくなる。往復部分
と回転部分の質量によるものを分けて扱い、特に回転質
量によるものはクランク軸台気筒のカウンタウェイトで
釣合うようにしているので、バフンス系全体として単純
明確化する。往復質量によるカウンタウェイトをクラン
ク軸１において第１及び第３気筒にのみ相互に離して段
重ノでいるので、各気筒毎に設けた場合に比べてカウン
タウェイト全体の質量が小さくて済む。カランタウ１イ
ト及びバランサの取付けに関して一般性が加味されるこ
とで、設計の自由度が増づ。バランサ軸７２２− においてバランサＭ、＆ｌ’が第１及び第３気筒相当部
で特にクランク軸軸受９ａ、　９ｄの個所に相互に達ざ
けて配置されているので、その軸受９ａ、　９ｄの部分
のスペースの有効利用によりバランサ軸７をクランク軸
１に近づけることが可能になって小型化に寄与し、且つ
バランサ質量自体も小さくて済む。

また、バランサ軸径関を軸受内蔵構造にしてバランサ軸
７の軸受を兼ねているので、バランサ軸７に生じる曲げ
モーメントが著しく低減することになって、バランサ軸
径を細くすることが強度上司能で信頼性も＾い。バラン
サ軸１の軸受をクランク軸軸受９ａ、　９６等の軸受相
当部に設けることは、エンジンとして剛性の高い個所で
あり、繰り返しｍｓを受けることによるエンジンの弾性
振動による不都合を未然に防止できる。更にエンジンの
搭載姿勢の関係でバランサ軸１がオイル中に一部つかる
ものにおいても、バランサ８１．＆ｌ’が全円周形状の
軸管２０内に収容されているへで、オイル攪拌による抵
抗の増大、オイル噴き等を未然に防止できる。

尚、第９図によりバランサ軸取付けの具体例について説
明すると、図のようなＲ−Ｒ方式で−Ｌンジンが荷台の
下に相付けられる場合は、エンジン本体が荷台１６によ
り制限されて垂直の状態からかなり傾けて搭載され、こ
のような姿勢のエンジン本体の上に１アクリーナ１１、
気化器１２及び吸入管１３の吸気系、ターラコンブレッ
リ１４、ＡＣＧ１５等が配設される。従ってエンジン本
体１０上部は−Ｆ述の各種補機により制限される関係で
、図のようにバランサ軸１を下方に取付けると、イのバ
ランサ軸１はクランク軸１より下方の部位になって一部
オイル中につかるのであり、かかる場合に上述の本発明
による効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の詳細な説明する説明図、
第７図は本発明による３気筒」゛ン２ンのバランサ装置
の一実施例を示す模式図、第８図は要部の具体例を示す
断面図、第９図は本発明を自動小用に適用した場合の具
体例を示す側面図である。 １・・・クランク軸、２ａ、　２ｂ、　２ｃ・・・クラ
ンク腕、６ａ−１、６ａ−２，ａｂ−、、６ｂ−２，６
ｃｍ１　、６ｃｍ２．　ｕ−１，６１−２＋６ご−１，
６ｃ’−２・・・カウンタウェイト、１・・・バランサ
軸、８ａ、　８ｃ・・・バランサ、２０・・・軸管、２
１・・・メタル、２２゜２４・・・軸支部、２３・・・
軸受。 特許出願人　　　富士重工業株式会社 代理人弁理士　　小　橋　信　淳 同　弁理士　　村　井　　　進 ２５− １９

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クランク腕が順次１２０°の等開隔に配設されるクラン
   ク軸の、第１及び第３気筒にはエンジンの往復及び回転
   質量に対するカウンタウェイトを、第２気筒にはエンジ
   ンの回鴨質量に対するカランタウ１イトのみを設け、上
   記クランク軸に対し同じ速度で反対方向に回転する１本
   のバランサ軸をｆｌＪＬｊて該バランサ軸での上記クラ
   ンク軸の第１及び１３気嶋両外側の軸受相当部の２個所
   にバランサを設置ｊ、該該受ランサいずれも軸受兼用に
   したことを特徴とする３気筒工・ンジンのバランサ装置
   。