JPS5839838A - 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
し同じ速度で逆方向に回転するバランサ軸を設番プで、
各気筒の往復及び回転質量による１次の慣性ツノと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
艮１方向の１次の慣性偶力をし釣合わせたバランサ６［
４，、関するｂのである。

各気筒においてはＵ髄質量と回転質量による慣性力があ
り、回転質ｉ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−による慣性ツノは回転質量による場合と
同じ位ＩＩ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番よ釣合い、同時にＸ
軸回りの慣性偶力も釣合っていてし長手方向の慣性偶力
が生じ、この慣性偶ツノを杓合い除去するため、従来例
えば特開昭５５−６０３５＠公報の如（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占われている慣性ツノ及
び慣性偶力の釣合に関するものであるが、これだけでは
不充分である。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【ブ
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鐘に応じてその質量
を蛮えることができるのぐ、バランサの取付位置を特定
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１ｌＩ１１１ＩＩＩ％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投・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、史には軸
受支１）にイｊ　ＩＩＪ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
ランサ軸側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４３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］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
質問による慣性力の全部と往復質量による慣性ノＪをハ
ーフバランスさ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自に回転するバラ
ンサ軸７を１本設は比復＠鰻による慣性力の残りの部分
をハーフバランスさ１Ｌるバランサ８を設ける。ぞして
図のようにクランクｌｌ？！２がＺ軸上部からθ右回り
位置した場合に、バランサ軸７のバランサ８はＺ軸下部
から同じθだｉＪ左回りに位ｍｙるように設ける。ここ
で、往復部分の情性質―を■ｐ、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
一〇とすると、クランク軸側のカウンタウェイト６の貿
鏝は往復質量■ｐに対してはハーフバランスさせれば良
いので−ρ／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−Ｃになり、合計すると（Ｉｆ）／２　）　＋ｒ
ａｃとなる。また、バランサ軸側のバランサ８の質量は
上記往慢質■の残りになって―ρ／２となる。

こうすることで、往復部分及び回転部分の７゜Ｙｈ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そ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層は３
　　（（ｍｐ／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気筒エンジンにみ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気筒をリフィクス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
釣はそれから２４０°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。

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Ｆｐｌ、第２気筒の起振力Ｆｐ２、第３気筒の起振
力Ｆρ３は次のようになる。

Ｆｐｉ　＝ｓｐｒ　ｏｏ２　ｃｏｓ　　（θ−＋２４０
＞Ｆ　Ｉ）２　＝ｉｉ＋ｐｒ　ｏｏ２　ｃｏｓθＦ　ｐ
３＝　ｓｐｒ　　ω２ｃｏｓ（θ　）１２０）そこで全
体の慣性力は、 Ｆ　ｐｉ−Ｉ　Ｆ　ｐ２１Ｆ　ｐ３・・０（”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１とすると、 Ｆｐｌ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ）　　（トｐ３（Ｓ＋２１
＞で示される。

即ら、 ６− Ｆｐｌ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋１）＋Ｆｐ３（Ｓ＋２　　Ｌ
）＝　　−Ｊ’５ｓｐｒ　　ω２　１　ｓｉｎ　　θ−
−−（１）となって、Ｚ方向Ｍｌである往復質−により
Ｙ軸周りの長手偏力が生じる。

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、このとき各気筒の力・クンタ「ンエイ
ト６ａ、　６ｂ、　６ｃはクランク腕２ａ、　２ｂ。

２Ｃに対し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７方向では、各カウンタ
ウェイト質量による力ｆ：　ｒｅｃｌ、Ｆ　ｒｅｃ２、
Ｆ　ｒｅｃ３が次のようになる。

ｒ　ｒｅｃｌ＝　（ｍｐ／２　）　ｒ　ω２　ＣＯ５（
θ＋２４０　＋　１８０　）Ｆ　ｒｅｃ２＝　（ａｐ／
２　＞　ｒ　ｗ２　ｃｏｓ　　（θ＋１８０）Ｆ　ｒｅ
ｃ３＝　　（ｓｐ／２　　）　　ｒ　　ω２　　ｃｏｓ
　　（′θ　＋　１２０　　＋１８０　　）従って、２
方向の慣性力は、 Ｆ　ｒｅｃ１＋　Ｆ　ｒｅｃ２＋Ｆ　ｒｅｃ３−０とな
って釣合う。

一方、このような２方向のｈによる長手方向の慣性偶力
は上述と同様に求めると、 Ｆｒｅｃｌ−８−＋　Ｆｒｅｃ２（Ｓ＋Ｌ）　＋Ｆｒｅ
ｃ３（Ｓ＋２１＞ ＝　（ｊ’ｊ／２　）　ｍｐｒ　ｏｏ２１−ｓｉｎθ−
−−（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（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。

−＜ｍ／２　）　ｉｐｒ　ω２１ｃｏｓθ−−−（２ｂ
）即ら、Ｙ方向の力による２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６０
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軸周りに生じ、両名合成したし
の１ま次のようになる。

（ｊ’Ｔ／２　）　ｉｐｒ　ｗ２　ｌ　ｓｉｎθ　（Ｊ
ａ／２）ａｐｒ×ω２　ＬＣＯＳ　Ｏ ＝　（ｆｊ／２　）　　ｍｐｒω２１　（ｓｉｎθ−ｃ
ｏｓθ）・・・（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
気筒毎に段重ブる外に、中央の第２気筒を除さイの両側
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、第１及び第３気筒のカ
ウンタウェイト６ａｔ、６ｃ′は、（ｆｆｉ／２　）　
　（ｓｐ／２　）の質量で、第１気筒のカウンタウェイ
ト側は、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６σ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。即ら両カウンタウェイト６１，６σはクランク軸
１に対し１８０゜反対り向で、且つ中央のクランク腕２
ｂ＆：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Ｆｒｅｃ１’　
、　Ｆ　ｒｅｃ３’は、Ｆｒｅｃｌ’　＝　（ＩＮ／２
　）　　（Ｉｐ／２・）’ｒ　（ｃ）２ｘｃｏｓ（θ＋
２４０　＋　１８０　＋　３０）９− ［ｒｅｃ３’　　＝　　（ｊ’ｊ／２　　＞　　（ｓｐ
／２　　）　　ｒ　　ｏｏ２ｘｃｏｓ（θ＋１２０　　
＋　　１８０　−３０）となって、Ｚ方向慣性力は、 Ｆ　ｒｃｃ１’　＋　Ｆｒｅｃ３’　＝　Ｑとなり、当
然釣合う。

次いでこの２方向の力による長手方向慣性偶力は、 Ｆｒｅｃ１’　　−’Ｓ十Ｆｒｅｃ３’　　（Ｓ　＋　
２１＞＝　（１’ｊ／２　）　ｍｐｒ　ω２　Ｌ　ｓｉ
ｎθ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−ｆｉする。

このことから、クランク軸側のカウンタウェイｌ〜は各
気筒毎にＩｌｌ！ｌ”つ設＆Ｊるか、または第１゜第３
気筒にのみ１個ずつ設番プても結果的に慣性力は釣合い
、長手方向の慣性偶ノＪ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− ０）式及び（３）式の長手偶力が残ることになり、これ
を合成すると、 −Ｊ’５ａｐｒ　ｃｏ２１　ｓｉｎθ＋（旧／２　）　
ｓｐｒ　ω２ｘｌ（Ｂｉｎθ−ＣＯＳθ） ＝　−（ｊ’Ｎ／２　）　ｓｐｒ　Ｑ）２　Ｌ　（ｓｉ
ｎ　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１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８ａ６いし８Ｃの質量はクランク軸側ｔｉｌｌ
Ｉｌｉｌに対してＩｇ）／　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８
Ｃ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７方向の力Ｆ　
ｒｅｃｌ、　Ｆ　ｒｅｃ２．　Ｆｒｅｃ３は、［ｒｅｃ
２＝　　（ｇｉｐ／２　　）　　ｒ　　ω２　　ｃｏｓ
　　（θ　＋　　１Ｈ）［ｒｅｃ３＝　（ｉｐ／２　　
）　ｒ　ｗ２ｃｏｓ　　（θト１２０　＋　１８０　　
）となって、Ｚ方向慣性力は釣合い、この２方尚の力に
よるＹ軸周りの長手偶力は、 （５／２　）　ｉｐｒ　ω２１　ｓｉｎθ−−−（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、同様にして慣性ツノは釣合い、このＹ
方向の力によるＺ軸周りの長手偶力は、＜Ｅ／２　）　
ｉｐｒ　ω２１　ｃｏｓθ−−−（２ｂ’）従ってバラ
ン）す軸−のバランサ８ａないし８ｃにより生じる長手
り向の慣性偶力も、Ｚ方向による７輪周りと、Ｙ方向に
よるＺ軸周りとに生じ、その合成したものはＦ記（２ａ
’　）式と（２ｂ’　）式により次のようになる。

＜５／２　）　ｍｐｒ　ω２　Ｌ　（ｓｉｎθ＋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ｍ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φ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Ｗの質量は■ｐ／２
に旧／２を乗じたものであり、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、それに置き変え・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（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りが
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（力、Ｆ　
ｃｌ、　Ｆ　ｃ２．　Ｆ　ｃ３は次のようになる。

１３− ＦｃＬＩｃｒ　ω２２ｏｓ　（、θ（２４０）１”　ｃ
２＝＝　ｍｃｒ　　ｗ　２　　ｃｏｓ　　θ［ｃ３−、
ａｃｒ　　（Ｚｌ　２　ｃｏｓ　　　（θ　＋　１２０
　）これにより回転質鯖によるＹ軸周りの長手偶力が、
−ｆｉｌｅｒ　ω２１　ｓｉｎθ　・−−（５ａ）７輪
周りの長手偶力が、 旧−Ｃ「ω２ｌ−ｃｏｓ　θ　　・・・　（５ｂ）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
輪周りに生じることになり、合成Ｊると次のようになる
。

−旧ｓｃｒ　　ω２　１　　（ｓｉｎ　　θ　−ｃｏｓ
　　θ　”）−−−（６）次いで、この回転質ｉを各気
Ｗ！Ｊ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−
による力、Ｆ　ｒｏｔｌ、　Ｆ　ｒｏｔ２１．Ｆｒｏｔ
３は次のようになる。

Ｆｒｏｔｌ、　１ｉｃｒ　ω２　ＣＯ３（θ→２４０→
１８０）ＦｒＯ１２＝ＩＣｒ　ω２　ＣＯ３（θ（１８
０）Ｆｒｏｔ、３＝　ｉ＋ｃｒ　ｏｏ２　ｃｏｓ　　（
θ＋−１２０＋１８０　＞これにより、２方向によるＹ
軸周りのに丁偶力が、１４− Ｊ’５ａｃｒ　　ω２　　ＬＳｉｎ　　θ　　　−−−
（７ａ）Ｙｈ向による７軸周りの長手偏力が、 −Ｊ’１ｓｃｒω２ＬＣＯ３θ　・・・（７ｂ）になり
、両者を合成した振れ回り長手偶りが次のようになる。

Ｊ’ｊｓｃｒ　　ω２　１　　（ｓｉｎ　　θ　−ｃｏ
ｓ　　θ　）　　−−（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ＩＣに（旧／２）
を乗じ、３０°位相を進ませまたは遅らせることにより
ｔ！Ａ１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で合成ジることにより零に
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量による慣性力及び偶力が
生じるもの（・あって、これらの質量を一結にまとめ〔
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ツノ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９ｆＩｔ！ｌの回転部分の
質ｉ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
，ｅｂ−１と６ｂ−２、６ｃｍ１と６Ｃ−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２ＩＪ
所にカウンタウェイ］・ば−１と６ａ　−ａ　。

６σ−１と６ご−２が同様に設けである。またバランサ
軸７では上述のようにクランク軸１で回転部分の質―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Ｍｌによるもののみを釣合わＬるためのバ
ランサ８ａ、　８ｂ、　８ｃが、第５図の如く第１．第
２及び第３気筒のすべての気筒相当部て゛、特に第１及
び第３気筒側ではクランク軸軸受相当部の個所に軸受兼
用にして設けである。

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ＩＩｓ分の質量に対するカウンタウェイトば−ｌと
ｔａ−ａ、ｅσ−１と６ご−２については、２個所に分
離集中するものであるから８気＊＊の質重を（ｍｐ／２
　）に（月／２）を乗じ、３０°位相調整すれば自く、
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’Ｎ／２　）　ｘ２　Ｌ　　＝
　（月／２）ｌｌＩ）ｔ−を発生させれば良い。

従って、カウンタウェイトｄ　−１、ｅａ−２の合成質
―をＭｃａ’　、カウンタウェイト６σ−１，６（’−
２の合成質量をＭ　ＣＣ’　とすると、クラン゛り軸１
上の慣性力の釣合いを考慮してＭ　ｃａ’　＝　Ｍ　ｃ
ｃ’を保持し、カウンタウェイトｍ−ｘとＵ−ａのＹ軸
に対づる合成重心位置を１＋ｘ’、）カウンタウェイト
６ご−１と６σ−２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’ｉ／２　）ｌｐｌ−１７− を満たせば白いの（、次の一般式になる。

Ｍｃａ’　＝Ｍｃｃ’　＝　（丘／２　）　１ｐ１／（
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ｅａ−
１と６ａ−２、６１１−１と６ｂ−２、６ｃｍ１と６０
−２については、それぞれの合成質量をＭｃａ、　Ｍｃ
ｂ、　Ｍａｃとすると、クランク軸上の慣性力の釣合い
を考慮して。

Ｍｃａ＝Ｍｃｂ＝＝　Ｍｃｃヲｆｆｌ持ｔ　ル。

また、第２気筒のカウンタウェイト・ｅｂ−、と６ｂ−
２の合成重心位置に対する第１気筒のカランタウ１イト
６ａ−１と６ａ−２の合成重心位置を１　＋　ｘ　、第
３気筒のカウンタウェイト６Ｃ−１と６０−２の合成重
心位置をｌｊＶとすると、 Ｍｃａｌ−＋　ｘ　）　＝Ｍｃｃ（１−＋　ｙ　）によ
り、ｘ＝＝ｙを保持する。

そして、長手偶力に対してはＹｂ向酸成分取出して、 （Ｍｃａ（１＋　　Ｘ）　　＋ＭＣＣ（Ｌ　＋　　ｙ）
　　）　　ｃｏｓ３０＝ｊ’ｊｓｃＬ を満たせば良く、次の一般式になる。

１８− Ｍｃａ＝　　Ｍｃｂ＝　　Ｍｃｃ＝ｓｃＬ／　　（Ｌ　
　ト　　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、いずれも合成重心位置
”　、Ｖ’　＋Ｌ　Ｖの値を大きくして遠ざける程質量
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’　＝　ｙ’　＝　ｘ＝ｙ
　＝　ｏとすると、往復部分の質量に対する第１及び第
３気筒の２１１所のカウンタウェイト質−は（Ｊ’ｊ／
４　）暑ｐ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暑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画質
量が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重だ単一のものが設けられる。

次いでバランサ軸１ではエンジンのＬＬ復質量に対する
ものを各気筒相当部毎において釣合わせるのであるから
、各気筒相当部においてＩｌｐ／′２の質ＩＪＡ′ｒ−
ハーフバランスすれば良い。そこぐバランサ８ａ、　８
ｂ、　８ｃの各質量をＭｂａ、　Ｍｈｂ、　Ｍｂｃとし
、中央のバランサ８ｂに対するバランサ８ａ、　８ｃの
重心位置をＬ　十Ｘ　／／　、　Ｌ　ｆ　ｙ　ｎとする
と、バランサ質量の慣性力の釣合いを考慮してＭ　ｂａ
　＝　Ｍ　ｂｂ　＝　Ｍ　ｂｃ。

Ｘ／／：Ｖｌ／を保持し、長手偏力に対し、では第１及
び第３気筒相当部のバランサ８ａ、　ｇｃのＹ方向の成
分をとつ、て、（Ｍｂａ（Ｌ＋　　ＸＩ／　）　十Ｍｂ
ｃ（Ｌ＋　　ｖ〃）　）　ｃｏｓ３０−（Ｂ　／２　）
　ＩＩ）Ｌの関係を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｂａ＝Ｍｂｂ＝Ｍｂｃ＝ｌｐＬ／　２（１−＋　　ｘ
″）・・・　■） ここで、Ｘ／／　；　ｙ／／　＝　Ｑ　、即らバラン９
８ｂ。

８Ｃの位置を各気筒の中心に一致させれば、各バラン９
質−Ｍｂａ、　Ｍｂｂ、　Ｍｂｃの値が−ｐ７／２どな
るが、第１及び第３気筒側のバランサ８ａ、　８ｃが各
気筒中心から外側にずれたクランク軸軸受９ａ、　９ｂ
の相当部に配置されているのでバランサ質量は上述の値
より小さくて済み、且つスペースの有効利用が図られる
。

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ｌ−１−１と６ｊ−
２，’６σ−１と５ｄ−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）式の合成質量のカウンタウェイト６ａ４と６
８−２　、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気筒側のクランク軸軸受９ａ相当部、第２気筒部
、及び第３気筒部側のクランク軸軸受９ｄ相当部にそれ
ぞれ（１０）式の質量のバランサ８ａ、　８ｂ。

８Ｃを設けてハーフバランスするのであり、これにより
３気筒エンジンの往復部分と回転部分の質量による慣性
力及び偶力が釣合う。

また更にクランク輪軸受相当部のバランサ８ａ。

８Ｃが軸受兼用に構成されており、それを第８図により
詳記すると、バランサ８ａがバランサ軸ｌ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を介して軸受９ａと共通の軸支部２２に嵌合して
組付けられる。バランサ８Ｃも全（同様に構成されて軸
受９ｄと共通の“軸支部２４に組付けら２１− れ、これによりバランサ軸７はバランサ８ａ、　８ｃに
おＧする上述の構成の軸受２３により両持らで回転目イ
ｆに支持されることになり、これ紋外に輪受は不要であ
る。ところで中央のバランサ８ｂに°ついてはそれが第
２気筒相当部に配置されているが、この第２気筒は質量
の小さいカウンタウェイトｅｂ−ｔ　。

６ｂ−２のみで旋回半径が小さいので、バランサ８ｂの
取付けに対しての制限も少ない。

がなされることで振動等が非常に少なくなる。往復部分
と回転部分の貿膳によるしのを分けて扱い特に回転質重
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
確化づる。往復質量によるカウンタウェイトをクランク
軸１にＪｊいて第１及び第３気筒にのみ相互に鮒して段
重）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。カウンタウェイ
ト及びバランサの取イ・」けに関して一般性が加味さ２
２− れることで、設計の自由度が増す。バランサ軸ｌにおい
て両側の２１１のバランサ８ａ、　８ｃがクランク軸軸
受９ａ、　９ｄ相当部に配置しであるので、バランサ全
体の質量が小さくて済み、且つそのスペースの有効利用
が図られている。

まＩこ、バランサ＆ａ、８ｃを軸受内蔵構造にしてバラ
ンサ軸１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低減されることになって、バランサ
軸径を細（することが強痩上可能で信頼性も＾い。バラ
ンサ軸１の輪受をクランク軸軸受９ａ、　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、繰返えし荷重を受６）ることによるエンジンの弾
性振動（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８ａ、　８ｃ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、オイル噴き等を未然に防止できる。

この場合に中央のバランサ８ｂも軸管付きにすることが
でき、こうすると上述の効果が一一増す。

尚、第９図によりバランサ軸取付各プの只体例について
説明すると、図のようなＲ−Ｒｈ式でエンジンが荷台の
下に組付【プられる場合は、エンジン本体１０が荷台１
６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１０の上にエアクリ
ーナ１１、気化器１２オよび一吸入管１３の吸気系、ク
ーラ」ンＩレッ）？−１４．ＡＣ０１５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７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１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軸径の
一実施例を示Ｊ模式図、第８図は要部の具体例を示す断
面図、第９図は本発明を自動申用に適用した場合の具体
例を示１側面図である。 １・・・クランク軸、２ａ、　２ｂ、　２ｃ・・・クラ
ンク腕、６ａ−１，６ａ−２，６ｂ−１，ｅｂ−２，６
ｃｍ１．６ｃｍ２．６１−４．　ｍ−ａ。 ６ご−１，６σ−ａ・・・カウンタウェイト、１・・・
バランサ軸、８ａ、　８ｂ、　８ｃ・・・バランサ、２
０・・・軸管、２１・・・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　　承　楢　信　淳 同　弁理士　　村　井　　　進 ２５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クランク腕が順次１２０°の等間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１〜を、第２気筒°にはエ
   ンジンの回転質−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麿テ反対方向に回転する
   １本のバランサ軸を設置Ｊで、該バランサ軸での第１及
   び第３気筒のクランク軸軸受相当部、第２気筒相当部の
   ３個所に所定の質−のバランサをハーフバランスするよ
   うにｌ！ＱＧノ、且つ上記第１および第３気筒のクラン
   ク輪軸受相当部のバランサを軸受兼用にした゛ことを特
   徴とづる３気１１１ンジンのバランＬｕ１ｌ。