JPS5839836A - 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、自動車用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
し同じ速度で岸方向に回転す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サ装置に関
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、往復質量による慣性力は回転質量による場合と同
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も、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５
４−２３３３＠公報の如くクランク軸系の慣性偶りとは
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
慣性偶りの釣合に関するものである。即ち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
動に与え葛彰響も大きい。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せるこ
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
ランサの取付粒重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
偶り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３− の軽鍮小型化、更には軸受支持に有利でバランサ軸がオ
イル中につかる際の不都合を防ぎ得るようにした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
いて説明すると、図において符号１はクランク軸、２は
順次１２０°の等間隔に配置されるクランク腕、３はク
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のクランクビン３と反対側延長線上に回転質
量による慣性力の全部と、往復質量による慣性力をハー
フバランスきせるカウンタウェイト６を設ける。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本設け、往復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軸上部から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だけ左回りに位置するように設け・る。ここで、往復
部分の＝４− 慣＋ｌ１ｇＩ４−を−ｐ１説明を判り易くするため回転
部分のクランクビン３における等価の慣性質量をＳＣと
すると、クランク軸側のカウンタウェイト６の質―は往
復質量ｓｐ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−Ｃ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（■ｐ／２）＋−ｃとなる。ま
た、バランサ軸側のバランサ８の質−は上記往復質−の
残りになって■ｐ／２となる。

こうすることで、往復部分及び回転部分の２゜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慎重にそれぞれ上記多質−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量は３
　（（■ｐ／２）十ｍｃ）に、バランサ軸側のバランサ
合計質−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図により説明すると、５− 図において第１ないし第３気筒をサフイクスａないしＣ
で示してあり、また第２気筒が上死点にあって、第１気
筒はそれから２４０°回転位１し１、第３気筒は１２０
’回転位置した状態になっている。

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気四の起振力ＦＤ２、第３気筒の起振
力Ｆｐ３は次のようになる。

Ｆｐｌ＝ｓｐｒ　ｏｏ２　ｃｏｓ　　（θ＋２４０）Ｆ
ｐ２　＝Ｉｐｒ　ω２　ＣＯ３θ Ｆｐ３＝　ｌｐｒω２ｃｏｓ（θ＋１２０）そこで全体
の慣性力は、 Ｆ　ｐｌ＋　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Ｌとすると、 Ｆｐｌ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ）＋Ｆｐ３（Ｓ＋２１）で
示される。

即ち、 ６− Ｆｐｉ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ）＋Ｆｐ３（Ｓ＋２　　Ｌ
）＝　−Ｊｊｗｐｒ　ｏｏ２　　Ｌｓｉｎ　　θ−−−
（１）となって、２方向祠垂である往復質−によりＹ軸
周りの長手偶力が生じる。

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の質量による釣合いに
ついて説明すると、第２図同様に第２気筒が上死点の場
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に対し１８０ｍ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２方向では、各カウンタ
ウェイト質量による力Ｆｒｅｃ１、Ｆｒｅｃ２、Ｆ　ｒ
ｅｃ３が次のようになる。

Ｆｒｅｃ１＝　　（−ｐ／２　　）　　ｒ　　Ｏ２ｃｏ
ｓ　　（θ　＋２４０　　＋１８０　　）Ｆｒｅｃ２−
　（ｓｐ／２　）　ｒ　Ｏ２ｃ９ｓ　　（θ＋１８０）
Ｆ　ｒｅｃ３＝　（ＩＤ／２　）　ｒ　Ｏ２ｃｏｓ　　
（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Ｚ方向の力にヰる長手方向の慣性偶力
は上述と同様に求めると、 Ｆｒｅｃｌ−Ｓ＋Ｆｒｅｃ２（Ｓ＋　１）＋Ｆｒｅｃ３
（３十２し） ＝　　（Ｊｊ／２　　）ｍｐｒ　　ｔｏ２　　Ｌｓｉｎ
　　θ−−−（２ａ）となって、同様にＹ軸周りの長手
偶力を生じる。

また、カウンタウェイト６ａ、　６ｂ、　６ｃ１．ｔＺ
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方向の力による長手方向の慣性
偶力は次のようになる。

−（藷／２　）　ｍｐｒ　Ｏ２Ｌ　ＣＯ８θ−−−（２
ｂ）即ち、Ｙ方向の力によるＺ軸周りの長手偶力を生じ
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
により生じる長手方向の慣性偶力は、Ｚ方向によるＹ軸
周りと、Ｙ方向によるＺ輪周りに生じ、自重合成したも
のは次のようになる。

（旧／２）Ｉｌｌ）ｒ　　Ｏ２Ｌｓｉｎ　　θ　−（行
／２）ａｐｒ×ω２ＬＣＯ８θ ＝　　（Ｊｊ／２　　）　　　ｓｐｒω２　１　　（ｓ
ｉｎ　　θ　−ｃｏｓ　　θ　）・・・（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ＷＪ鋤に設ける外に、中央の第２気筒を除きその両側
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、１１及び第３気筒のカ
ウンタウェイト６１、６σは、（Ｊｊ／２　）　　（ｓ
ｐ／２　）の貿■で、第１気筒のカウンタウェイトｄは
、クランク腕２ａより１８０°位相が進んだ位置より、
更に３０°位相が進んだ位置であり、第３気筒のカウン
タウェイト６ｄはクランク腕２Ｃより１８０′″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ｆＪ、６（’はクランク軸１に
対し１８０゜反舛方向で、且つ中央のクランク腕２ｂに
対して直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２
方向の各カウンタウェイト質■による力１：ｒｅｃｌ’
　、　Ｆｒｅｃ３’は、Ｆｒｅｃｌ’　　−（ＪＮ／２
　　）　　（−ＣＩ／２　　）　　ｒ　　Ｏ２ＸＣＯ８
（θ＋２４０　＋１８０　＋３０）９− Ｆｒｅｃ３’　　＝　　（ｆｊ／２　　）　　（ＩＩ）
／２　　）　ｒ　ω２ｘｃｏｓ（θ＋１２０　＋１８０
−３０）となって、Ｚ方向慣性りは、 Ｆ　ｒｅｃｌ’　＋　Ｆｒｅｃ３’　−Ｑ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、 Ｆｒｅｃ１’　　−８＋ｐｒｅｃ３’　　（Ｓ＋２１）
＝　（ｆｉ／２　）　ａｐｒ　Ｏ２１−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方向の力による長手方向
慣性偶力は（２ｂ）式と一致舊る。

このことから、クランク軸側のカウンタウェイトは各気
筒毎に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、長手方向慣性偶力、即ち振れ
回りについて説明したが、ここで１０− （１１式及び（３）式の長手偶りが残ることになり、こ
れを合成すると、 −５ｓｐｒ　（ＩＪ２　Ｌ　ｓｉｎθ＋（旧／２　）　
ｓｐｒ　ω２ＸＬ（ｓｉｎθ−ＣＯＳθ） −−（Ｉｎ／２　　）　　ｓｐｒ　　ｃｃ＞２　１　　
（ｓｉｎ　　Ｏ＋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７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慢質量
に対して―ｐ／２である。また、図のように１２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８ａ
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８Ｇは左回り
　１２０°の位置から更に　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２方向の力Ｆ　
ｒｅｃｌ、　Ｆｒｅｃ２．　Ｆｒｅｃ３は、Ｆｒｅｃｌ
＝　　（ｓｐ／２　　）　　ｒ　　Ｏ２ｃｏｓ　　（θ
　＋２４０　　＋１８０　　）Ｆ　ｒｅｃ２＝　　（−
ｐ／２　　）　　ｒ　　Ｏ２ｃｏｓ　　（θ　＋１８０
　）Ｆｒｅｃ３−　（ｓｐ／２　　）　　ｒ　　Ｏ２ｃ
ｏｓ　　　（θ　＋　１２０　　＋１８０　　）となっ
て、Ｚ方向慣性力は釣合い、このＺ方向の力によるＹ軸
周りの長手偶りは、 （Ｉｎ／２　）　ｓｐｒ　Ｏ２Ｌ　ｓｉｎθ−−−（２
ａ’）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、（、トゴ／２　
　）ｓｐｒ　　Ｏ２Ｌ　ＣＯ５θ−−−（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方向によるＹ軸周りと、Ｙ方
向によるＺ軸周りとに生じ、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。

（Ｉｎ／２　　）ｍｐｒ　　（７３２Ｌ　　（ｓｉｎ　
　θ　十ＣＯＳ　　θ　）・・・（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Ｕ及び第３気筒相当のバランサにの貿ｌは−ｐ／２
に５／２を乗じたものであり、第１気筒相当のものは更
に３ａ’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
のと同じ帖宋になって、それに置き賓えることができる
のである。

以上、バランサ軸側のバランサによる慣性力の釣合い、
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（４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、その構成は第２図と同じであり、θ
だけ動いた位置での第１ないし第３気筒に働く力、Ｆ　
ｃｌ、　Ｆ　ｃ２．　、、Ｆ　ｃ３は次のようになる。

１３− Ｆｃ１−ｓｃｒ　　Ｏ２ｃｏｓ　　（θ＋２４０　）Ｆ
　ｃ２＝　ｉ＋ｃｒ　　Ｏ２ＣＯ５θＦ　ｃ３＝　ｓｃ
ｒ　　ω２ｃｏｓ（θ　＋　１２０　）これにより回転
部−によるＹ輪周りの長手偏力が、−ｊ’１ｓｃｒ　Ｏ
２Ｌ　ｓｉｎθ　−−−（５ａ）Ｚ軸周りの長手偏力が
、 ５−Ｃ「　Ｏ２Ｌｃｏｓ　　θ　　　・　・　・　（５
ｂ〉になって、同様に２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。

、−Ｊｊｓｃｒ　ｏｏ２１　（ｓｉｎθ−ＣＯＳθ）−
−−（６）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　ｒｏ
ｔｌ、　Ｆ　ｒｑｔ２．　Ｆ　ｒｏｔ３は次のようにな
る。

１−ｒｏｔｌ＝Ｉｃｒ　Ｏ２ＣＯ６（θ＋２４０　＋　
１８０　）ＦｒＯ１２＝ｌｃｒ　　Ｏ２ＣＯ８（θ　＋
１８０　）Ｆｒｏｔ３＝ｓｃｒ　Ｏ２ｃｏｓ　　（θ＋
１２０　＋１８０　）これにより、Ｚ方向によるＹ軸周
りの長手偏力が、１４− Ｊ’ｊ＠Ｃｒ　　ω２　１−ｓｉｎ　　θ　　　　−−
−（７ａ）Ｙ方向による２輪周りの長手偶力が、 −５−Ｃ「ω２ＬＣＯ６θ　　・・・（１ｂ）になり、
両者を合成した振れ回りが次のようになる。

Ｊ’ｊｓｃｒ　　Ｑ）２　　Ｌ　　（ｓｉｎ　　θ　−
ＣＯＳ　　θ　）　　−＠（８）ところでかかる回転質
−による場合も第４図に示す如く、質量を−Ｃに（１５
７２）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９１１
ｍ集中することが可能である。

かくして回転質−に関しては缶）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、上述の
説明から明らかなように、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―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■を一緒にまとめて釣
合いを図ることは勿論可能である。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力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−によるものとを分けて扱う゛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
分の質量に対するカウンタウェイト６ａ−１と６ａ−２
、，６ｂ、と６ｂ−２、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
けられる。次いで往復部分の質量に対するものとして、
第４図の如く第２気筒を除く第１及び第３気筒の２個所
にカウンタウェイトｄ−１と側−２゜６ご−１と６ご−
２が同様に設けである。またバランサ軸゛ｌでは上述の
ようなりランク軸１で回転部分の質量に関しては分離し
て釣合いが図られているので、不釣合いな往復部分の質
量によるもののみを釣合わすバランサで良く、そのため
第６図の技術思想に基づき中央の第２気筒相当部を除く
第１及び第３気筒側で、更に２個ずつのクランク軸軸受
９ａと９ｂ、　９ｃと９ｄに相当する個所に２分割した
軸受兼用のバランサＭ−１と蒔−２、８ｃ’−１とビー
２が２組設けである。

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側−１と６
１−２．６ご−１と６σ−２については、２個所に分離
集中するものであるから各気筒側の合成質量を（ｇ＋ｐ
／２　）に（ＩＮ／２）を乗じ、３０’位相調整すれば
良く、各気筒のピッチを第２図同様に［とすると、長手
偶力に対しては、 （ａｐ／２　）　　＜ＨＩ３　）　ｘ２　Ｌ　　−（旧
／２）ｓｐＬを発生させれば良い。

従って、カウンタウェイト６１−４．６１−２の合成質
量をＭＣａ′、カウンタウェイト６σ−１，６σ−２の
合成質−をＭ　ＣＣ’　とすると、クランク軸１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ｔｗｌ−１とり−２の９軸に
対する合成Φ６位−をＬ＋Ｘ’、カウンタウェイト６σ
−１と６ご一２１７− のＹ軸に対する合成重心位置をＬ＋ｙ’　とすると、Ｍ
ｃａ’　　（Ｌ＋、Ｘ’　＋Ｌ＋　Ｖ’　）　＝　（Ｊ
’ｊ／２　）Ｉｆ）Ｌを満たせば良いので、次の一般式
になる。

Ｍｃａ’　＝Ｍｃｃ’　＝　（Ｊｉ／２　）　ＩＤＬ／
（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ト６ａ−１
と６ａ−２，ｅｂ−、と６ｂ−２，６ｃｍ１と６０−２
については、それぞれの合成質量を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、Ｍ　Ｃａ＝　Ｍ　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６
ａ−１と６ａ−２の合成−６位１をＬ＋×、第３気筒の
カウンタウェイト６ｃｍ１と６Ｇ−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、長手偶力に対してはＹ方向成分を取出して、 （Ｍｃａ（Ｌ＋　ｘ）　＋Ｍｃｃ（Ｌ＋　ｙ）　）　　
ｃｏｓ３０１８− ＝ｈ■ＣＬ を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｃａ−Ｍｃｂ＝Ｍｃｃ−ｍａｌ／　（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との
関係で任意に定めることができ、いずれも合成重６位１
１ｊ　ｘ／　、　　Ｖｌ　、　ｘ　、　ｙの値を大きく
して遠ざける程質働は小さくて済・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、ＸＩ　
＝＝　Ｖｌ−Ｘ＝ｙ、＝　Ｑとすると、往復部分の質層
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−は（Ｊ’ｊ／４）ｇｃｐＬ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個所の九つンタウェイ
ト質量はＳＣ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画質
−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設けられる。

次いでバランサ軸７では上述の説明から明かなようにエ
ンジンの往復部分に関するものだけであり、第１及び第
３気筒側に分縮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、各気筒側の質量を（
ｇ＋ｐ／２　）　　（Ｊ百／２）とし、３０°位相講整
すれば良く、 （ｍＭ２　　）　　（月／２　　）　　Ｘ２　　Ｌ＝　
　（Ｊｉ／２　　）　　醜ｐＬの長手偏力を発生させれ
ば白いことになる。

そこで、２分割したバランサｕ−１とＭ　−２、８ｃ！
　−１と８ご−２の合成質量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、
Ｍｂａ’　＝Ｍ　ｂｃ’　を保持させ、且つ、各組のバ
ランサ蒔−１とＭ　−２、８ｃ′−４と８σ−２の合成
重心位置をし一＋、　ｘ　Ｉｆ　、　Ｌ＋Ｖ″とすると
、 Ｍｂａ′（１＋　ｘ”　＋Ｌ＋ｙ″）　−（Ｊ”ｉ／２
　）ｍｐＬの関係を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｂａ’　　＝Ｍｂｃ’　　＝　　（Ｊｊ／２　　）ａ
ｐｌ−／（２Ｌ＋　ｘ”　＋　ｙ“）　　・・・　（［
ｌ）従って、かかるバランサ軸１でもバランサ位置との
関係でのその質量を任意に定めることができる。また、
バランサａ＋ｆ−１．ｓビー１に対するバランサｔｄ　
−２、８１′−２の質−割合は等分にする必要はなく、
各組の外−のバランサ＆（−１，８ｃ’−２の方を重く
する程相互の合成重心位置ｆｘ’ｔｙ’の値が大きくな
って、バランサ質−全体が低減化する。

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側−１と５ｒ−ａ、
６σ〜１とｅ−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Ｉ＠に（９
ｂ）式の合成質−のカウンタウェイト６ａ−１と６ａ−
２、６ｃｍ１と６０−２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と９ｂ。

９Ｃと９ｄ相当部に■）式の合成質量のバランサ蒔−１
とＭ　−２、８ｃ’−１とｍ−２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ピー１と６ピー１ｍ
−１とバー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、る慣性力と不釣り合いな偶力が釣合う
。

ソシテ、ｔ＜　５　＞　＋ｊ　＆ｉ　−１トｔｋｉ−２
、ａｔ！−１と＆！−２がい２１− 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
位胃からずれた軸受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Ｍ−１，８ｃｒ−２、酊−１
、８ｃ’−２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、すべてのバランサｄ−１，％−２，Ｗ−１゜
配−２がいずれも軸受兼用に構成してあり、これを第８
図により詳記すると、まずバランサＭ−ｘはバランサ軸
１を中心とする全円周形、状の軸管２０に内蔵され、こ
の軸管２０がメタル２１を介し軸受９ａと共通の軸支部
２２に嵌合して組付けられる。また他の３個のバランサ
８ｊ−２，８σ−１，８ｃ’−２も全く同様に構成され
て軸受９ｂと共通の軸支部２４軸受９Ｃと共通の軸支部
２５、軸受９ｄと共通の軸支部２６にそれぞれ組付けら
れるのであり、これによりバランサ軸ｌは、内側（Ｆ）
　２４１　（Ｆ）　ｌ＜　７　ン”ｊ　Ｍ　−１、Ｍ　
−２、ｓｃ’　−ｓ　、　８（’　−２ニおける上述の
構成の軸受２３により両端及び中間で回転自在に支持さ
れることになり、外に軸受を付２２− 設しなくとも済む。

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−によるものを分けて扱い、特に回転質
膳によ−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、バラ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
設けているので、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。カウンタウェイ
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、設計の自由度が増す。バランサ軸７においてバラ
ンサＭ−１とＭ　−２、Ｉｋ’−１とｆｋ’−２及び第
３気筒相当部で特にクランク輪軸受９ａと９ｂ、　９ｃ
と９ｄの個所に相互に遠ざけて配置されているので、そ
の軸受９ａ、　９ｂ、　９ｃ、　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、且つ合成重心位
置との関係でバランサ質量自体も小さくて済む。バラン
サが各組で２個に分割して設けられるので、これらの個
所のみで充分且つ容易に所定の質−を付加することがで
きる。

また、すべてのバランサａ（−１、蒔−ａ　、　酊−１
，関−２を軸受内蔵構造にしてバランサ軸７の軸受１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
低減することになって、バランサ軸径を細くすることが
強度上可能で信頼性も高い。バランサ軸１の軸受をクラ
ンク軸軸受９ａ、　９ｂ、　９ｃ、　９ｄ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
、繰り返し荷重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ｌがオイル中に一部つかるもの
においても、すへＴ１７）バランサＭ−ｔ、　ｍ−２，
８ｃ’−１，８［’−２が全円周形状の軸管２０内に収
容されているので、オイル攪拌による抵抗の増大、オイ
ル噴き等を防止できる。

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方式でエンジンが荷台の下
に組付けられる場合は、エンジン本体１０が荷台１６に
より制限されて垂直の状暖からかなり傾けてＩＩ戟され
、このような姿勢のエンジン本体１０の上にエアクリー
ナ１１、気化器１２及び吸入！１３の吸気系、ターラコ
ンプレツサ１４、ＡＣＧ１５等が配設される。従ってエ
ンジン本体１０上部は上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
、そのバランサ軸７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気筒エンジンのバランサ装置の
一実施例を示す模式図、第８図は装部の具体例を示す断
面図、第９図は本発明を自動車用に適用した場合の具体
例を示す側面図Ｃある。 １・・・クランク軸、２ａ、　２ｂ、　２ｃ・・・クラ
ンク腕、６ａ２５− −１，６ａ−２，６ｂ−１，６ｂ−２，６ｃｍ１，６ｃ
ｍ２，６ｊ−１＋　　５ｒ−ａ。 ６（’−１，６ご−２・・・カウンタウェイト、７・・
・バランサ軸、８、蒔−１，蒔−２，Ｉｌｋ’−１，ビ
ー２・・・バランサ、２０・・・軸管、２１・・・メタ
ル、２２．２４．２５．２６・・・軸支部、２３・・・
軸受。 特許出願人　　　富士重■乗株式会社 代理人弁理士　　小　橋　信　淳 同　　弁理士　　　村　　井　　　　　進２６−

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ｔＩ慢及び回
   転１１１に対するカウンタウェイトを、゛第２気筒には
   エンジンの回転質量に対するカウンタウェイトのみを設
   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本のバランサ軸を設けて、該バランサ軸での上記ク
   ランク軸の第１及び第３気筒側各２個の軸受相当部に、
   ２分割したバランサを２組設け、該バランサのすべてを
   軸受兼用にしたことを特徴とする３気筒エンジンのバラ
   ンサａｍ。