JPS5839841A - 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、自動重用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６）で、
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艮
ｆ方向の１次の慣性偶力をも釣合わせたバラン、す装置
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ツノ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Ｃ速麿で逆方向に回転するバランサ軸で釣合わせ
ることが（゛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ｍ牲偶力も釣合っていＵ　’ｂ艮＝ｈ向の慣性偶
力が生じ、この慣性偶力を釣合い除去づるため、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１１１構ｉｆ！ｔＧ、’Ｌた
もの、または特公昭５Ｌ−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り向の慣性偶力
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され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せせること
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−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
いて説明すると、図にＪ３いて符号１はクランク軸、２
は順次１２０°のＷＨＪ隔に配Ｕされるクランク腕、３
はクランクビン、４はコン［］ツラド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
回転貿轟による慣性力の全部と往復質量による慣性力を
ハーフバランスさせるカウンタウェイト６を、ｉＱＧ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本設は往復質量による慣性力の残
り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７のバランサ８はＺ軸下部か
ら同じθだげた回りに位置するように設４２る。ここで
、往復部分の慣性質量をｌｐ、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−
Ｃとすると、クランク軸側のカウンタウェイト６の質量
は往復質−鋼ｐに対してはハーフバランスさせれば良い
のて゛ｌｐ／２．回転質量ＩＣ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１ｃになり、合計すると（Ｉｐ／２　）　＋−ｃ
となる。また、バランサ軸側のバランサ８の質量は上記
往復質量の残りになって−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量は３
　　（（ＩＩ）／２　）→〜―Ｃ）に、バランサ軸側の
バランサ合計ｉｌｌは（３／２　　）園ｐ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気筒をリフイクス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Ｆｐ３は次のようになる。

Ｆｐ１＝■ｐ「ω２ｃｏｓ（θ＋２４０）Ｆｐ２＝ｌｐ
ｒ　ω２ｃｏｓθ Ｆｐ３−＋ｅｐｒ　ω２ｃｏｓ　　（θ＋−１２０）そ
こで全体の慣性力は、 Ｆ　ｌ）１＋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＋１）＋Ｆｐ３（Ｓ＋２１）で
示される。

即ち、 ６− Ｆｐｌ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ）＋Ｆｐ３（Ｓ＋２１）＝
−ｆｉｍｐｒ　　ｗ２１　ｓｔｎ　　θ−−−（１）と
なって、Ｚ方向荷重である往復貿−によりＹ軸周りの長
子偶力が生じる。

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ｔＪ４２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６ａ、　ｅｂ、　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２方向では、各カウンタ
ウェイト質量による力Ｆ　ｒｅｃｌ、）”　ｒｅｃ２、
ＦｒｅＣ３が次のようになる。

ｆ−ｒｅｃｌ　＝　（ｉｐ／２　）　ｒ　ω２　ｃｏｓ
　　（θ＋２４０　＋１８０　）Ｆｒｅｃ２＝　（ｓｐ
／２　）　ｒ　ω２　ｃｏｓ　　（θ＋１８０）Ｆ　ｒ
ｃｃ３＝　　（ｓｐ／２　　）　　ｒ　　ｔｏ２　　ｃ
ｏｓ　　（θ　＋　１２０　　＋　１８０　　）従って
、Ｚ方向の慣性力は、 １”　ｒｅｃｌ＋　ｌ”　ｒｅｃ２＋ｆ−ｒｅｃ３＝　
Ｑとなって釣合う。

一方、このようなＺ方向の力による長手方向の慣性偶力
は上述と同様に求めると、 Ｆｒｅｃｌ−３＋Ｆｒｅｃ２（３＋ｌ　）　十Ｆｒｅｃ
３（３＋２４） ＝　（Ｊ’Ｎ／２　）　ｉｐｒ　ｗ２　Ｌ　ｓｉｎθ−
−−（２ａ）となって、同様にＹ軸周りの長子偶力を生
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方向の力による長手方向の慣性偶
力は次のようになる。

−（ｊ’ｉ／２　）　ｍｐｒ　ｏｏ２　Ｌ　ｃｏｓθ・
−−（２ｂ）即ら、Ｙ方向の力によるＺ軸周りの長子偶
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輪
周りと、Ｙ方向によるＺ軸周りに生じ、両画合成したも
のは次のようになる。

（Ｊ’ｊ／２　　）ｓｐｒ　　ｃｃ＞２　Ｌ　ｓｉｎ　
　θ　−（Ｊ’ｊ／２）　　−ｐｒＸω２Ｌｃｏｓθ ＝　（ＩＮ／２　）　　ｉｐｒω２　Ｌ　（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８
気Ｉ！ｌｔＢ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、第１及び第３気筒
のカウンタウェイト蒔、６ｃ′は、（Ｊ’ｊ／２　）　
　（腸ｐ／２）の質量で、第１気筒のカウンタウェイト
Ｕは、クランクＮ２ａ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
。即も両カウンタウェイトハ、６ビはクランク軸１に対
し１８０゜反対方向で、且つ中央のクランク腕２ｂに対
して直角となる位置である。

この場合についても図の状蟻からθだけ動いたときのＺ
方向の各カウンタウェイト質■による力Ｆｒｃｃｌ’　
、　Ｆｒｅｃ３’は、 Ｆｒｅｃ１’　＝　＜ＨＩ３　）　　（ｍｌ）、／２　
）　ｒω２ｘｃｏｓ（θ　＋　２４０　　　＋　　１８
０　　　＋　　３０）９− Ｆｒｅｃ３’　　＝　　＜５／２　　＞　　（＊ｐ／２
　　）　　ｒ　ｏｏ２ｘｃｏｓ（θ＋１２０　＋１８０
−３０）となって、Ｚ方向慣性力は、 Ｆ　ｒｅＣＩ’　＋　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’　　−Ｓ＋　Ｆｒｅｃ３’　　（Ｓ＋２１
　）＝　　（ｊ’Ｎ／２　　）　ｓ＋ｐｒ　　ω２１　
ｓｔｎ　　θとなって、（２ａ）式と一致する。

Ｙ方向でも慣性力は釣合い、Ｙ一方向の力による長手方
向慣性偶力は（２ｂ）式と一致プる。

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【ｊるが、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、長子方向
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− （１）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、 一５ａｐｒ　（Ｚ）２１ｓｉｎθ＋（Ｅ／２　）　ｓｐ
ｒ　ｗ２ＸＬ（ｓｉｎθ−ｃｏｓθ） ＝−＜５／２　　）　　園ｐ「　ω２　　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８ａないし８Ｃの質−はクランク軸１１ｉ復質
量に対してｍｐ／　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１８
０°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、　Ｆ　ｒｅｃ２．　Ｆ　ｒｅｃ３は、Ｆｒｅ
ｃｌ＝　　（ｉ＋ｐ／２　　）ｒ　　ｏｏ２　　ｃｏｓ
　　（θ＋２４０　　＋１８０　　）Ｆｒｅｃ２＝　　
（ｓｐ／２　　）　　ｒ　　ω２　　ＣＯ３（θ　＋　
　１８０　　）Ｆ　ｒｅｃ３＝　　（ｍｐ／２　　）ｒ
　　ω２　　ｃｏｓ　　（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軸周りの長手偶力は、 （ＩＴ／２　）　ｍｐｒ　ω２　Ｌ　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、同様にして慣性力は釣合い、この
Ｙ方向の力による７輪周りの長手偶力は、（旦／２）■
ｐ「ω２１ｃｏｓθ・・・（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
惰性偶力も、２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。

（Ｊ’Ｎ／２）ａｐｒω２Ｌ　（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Ｕ及び第３気口相当のバランサにの質量は１ｐ／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＝＊ｃｒ　ω２　　ｃｏｓ　　（θ　＋２４０＞
Ｆｃ２＝ｗ＋ｃｒ　　（ＺＪ２　　ＣＯ６θＦｃ３＝　
　−ｃｒ　　ｏｏ２　　ｃｏｓ　　　（θ　４　１２０
　　）これにより回転質量によるＹ輪周りの長手偶力が
、−ｆｉｌｅｒ　（ＺＪ２　Ｌ　ｓｉｎθ　会−−（５
ａ）７輪周りの長手偶力が、 ５　ｇ＋ｃｒ　　ω’１ｃｏｓ　　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２輪周りに生じることになり、合成すると次のよ
うになる。

−ｆｆｉ　園ｃｒ　　ω２　Ｌ　　（Ｓｉｎ　　θ　−
ｃｏｓ　　θ　）−−−（６）次いで、この回転部−を
各気１ｌｉｌ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、Ｆｒｏｔｌ、　Ｆｒｏｔ２．　Ｆｒｏ
ｔ３は次のようになる。

Ｆｒｏｔ１＝ｍｃｒ　　ｃｃ＞２　　ｃｏｓ　　（θ　
＋−２４０＋　１８０　　）Ｆｒｏｔ２＝＊ｃｒ　ω２
　ｃｏｓ　　（θ＋１８０）Ｆ　ｒｏｔ３＝ｓｃｒ　ω
２　ｃｏｓ　　（θ）　１２０　＋　１８０　）これに
より、Ｚ方向によるＹ軸周りの長手偶力が、１４− ｊ’ｊｌｃｒ　　ω２　１ｓｉｎ　　θ　　　　−−−
（７ａ）Ｙ方向による２輪周りの長手偶力が、 −Ｈｓｃｒ　　ω２　１　ｃｏｓ　　θ　　　　　−−
−（７ｂ）になり、両者を合成した振れ回り長手偶力が
次のようになる。

旧ｓｃｒ　Ｏ）２　Ｌ　（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■Ｃ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、クランク輪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−１と６ｂ−２、６ｃ、４と６ｃｍ２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、
１４図の如（第２気筒を除く＃１１及び゛第３気筒の２
個所にカウンタウェイトば−１とげ−２゜６σ−１と６
σ−２が同様に設けである。またバランサ軸７では不釣
合いな往復部分の質量によるものを釣合わせれば良く、
このため第５図のような技術思想に基づいており、この
場合に第１及び第３気筒相当部としてクランク軸１の両
件側の軸受９ａ、　９ｄを選択してそれらの個所に独立
したバランサ８ａ。

８Ｃが、第２気筒相当部としてはクランク軸１の内側の
２個の軸受９ｂ、　９ｃを選択してそれらの個所に２分
割したバランサａｂ−，、ｓｂ−、が設けてあり、これ
らのバランサの一部が軸受着用になっている。

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−に対するカウンタウェー１’　トＦｘ
ｉ−ｘ　ドローｒ−ａ、　６（’−１トロｃ’−ａｋ−
ツイＴハ、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（置ｐ／２）に（ｊ’ｊ／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Ｌとすると、長手偏力に対しては、 （＊ｐ／２　）　　（１’５／２　）　ｘ２　Ｌ　　＝
　（５／２　）ｉｐＬを発生させれば良い。

従って、カウンタウェイトば一１＋＆１−２の合成質―
をＭＣａ′、カウンタウニ、イ、トロ（’−１，６ご−
２の合成質量をＭ　ＣＣ’　とすると、クランク軸１１
の慣性力の釣合いを考慮してＭｃａ’　＝Ｍｃｃ’を保
持し、カウンタウェイトＵ−Ｘとｍ−２のＹ軸に対する
合成重心位置をｌ＋ｘ’、カウンタウェイト６ご−ｌ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’　十Ｌ　＋　ｙ’　）　−（
ｆｆｉ／２　）ｍｐＬを満たせば良いので、次の一般式
になる。

Ｍｃａ′＝ＭＣＣ’　＝　（ｆｆ／２　）　ｌｐｌ／（
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１−６ａ−１
と６ａ−２、６ｂ−１と６ｂ−２，６ｃｍ１と６ｃｍ２
　Ｋ　ツいテは、それぞれの合成質量をＭｃａ、　Ｍｃ
ｂ、　１ｙｌｃｃ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の合成重心位置を１１×、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
Ｌ＋ｙとすると、 Ｍｃａ（Ｌ十ｘ　）＝ＭＣＣ（Ｌ＋Ｖ　）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、 （Ｍｃ、ａ（Ｌ　＋　ｘ）＋ＭＣＣ（Ｌ　＋ｙ）　）　
　ｃｏｓ３０１８− ＝ＪＴｓｃｌ を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｃａ＝Ｍｃｂ＝Ｍｃｃ−ｗｃＬ／　（Ｌ＋　　ｘ）・
・・（９ｂ） そのため、各カウンタウェイト質−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
ｘ／　、　　Ｖ／　、ｘ、　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　−０とすると、往復部分の質量に対する第
１及び第３気筒の２ｉｌ所のカウンタウェイト質量は（
ＩＴ／４）ｌｉｔ）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ＭＬ；
ｔｓｃ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した単一のものが設けられる。

次いでバランサ軸１ではエンジンの往復質量にから、各
気筒相当部において−ｐ／′２のＩＩＩでハーフバラン
スすれば良い。そこでバランサ８ａ、　ｓｃの質量をＭ
ｂａ、　Ｍｂｃとし、２分割されているバランサｇｂ−
１，５ｂ−２の合成質量をＭｂｂとし、中央のバランサ
ａｂ−，、８ｔＬ２の合成重心位置に対するバランサ８
ａ、　８ｃの位置をｌ　＋　ＸＬＬ　、　ｌ　＋　　ｙ
ｌｌとすると、バランサ軸上の慣性力の釣合いを考慮し
て、Ｍｂａ　＝Ｍｂｂ＝Ｍｂｃ　　　ｘ″＝　ｙ″ヲ保
持ｔル。

また、長手偶力に対しては第１及び第３気筒側のバラン
サ８ａ、　８ｃのＹ方向成分をとって、（Ｍｂａ（１＋
　　ｘ″）　＋Ｍｂｃ（１＋　　ｙ″）　）　　ｃｏｓ
３０・−（ｊ’Ｎ／２）ｉｐＬ の関係を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｂａ＝Ｍｂｂ−Ｍｂｃ＝ａ＋Ｉ）Ｌ／　２　（Ｌ　＋
　ｘ″’ｌ）・・・　ω） 従って、クランク軸１の軸受９ａと９ｂに対する９Ｇと
９ｄのピッチが異なる場合でも、中央のバランサ８ｂ−
ｘと８ｂ−２の合成重心位置の選択により４ｍのバラン
４ｊ−８ａ、　８ｂ−１、８ｂ−２、８ｃを軸受９ａ、
　９ｂ、　９ｃ、　９ｄの相当部にすることができ、軸
受側が等しいピッチであれば、バランサａｂ−ｉ　、　
８ｂ−２の質■を等分することで容易に行い得る。また
、バランサ８ａ、　８ｃが第１及び第３気筒の中心から
外側にずれているので、その中心を各気筒相当部とした
場合に比べてパランサ質量が小さくて済むことになり、
すべてのバランサ８ａ、　８ｂ−１、８ｂ−２、８ｃが
軸受部のスペースの右動利用を図っている。

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−のカウンタウェイトｕ−１とｆｉｊ−２
，６σ−１と６σ−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６ａ−１と６ａ
−２、６Ｇ−１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ではバ
ランサ８ａ、　８ｂが第１及び第３気鏑の軸受９ａ。

９ｄの相当部で、２分割したバランサａｂ−１，８ｂ−
２が第２気筒の軸受９ｂ、　９ｃの相当部で■）式の質
−によりハーフバランスするのであり、これにより３気
筒エンジンの往惺部分と＠転部１分°の質−による慣２
１− 性力及び偶力が釣合う。

そして、すべてのバランサ８ａ、　８Ｌ１　、８ｂ−２
、８ｃがクランク軸１のカウンタウェイト位置からずれ
た軸受相当部に配ｔされてモの）Ｊランタウエイトとの
干渉が回避された構造であるので、バランサ軸７をバラ
ンサ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。

尚、上記実施例では第２気筒相当部のバランサを２分割
したものを示したが、第２気同相当部としてクランク軸
軸受９ｂ、　９ｃのいずれか１個を選択して第１または
第３気筒相当部のバランサを２分割することもできる。

また更に、独立のものと２分削したものとの合ａｔ　４
個のバランサ８ａ、　８ｂ−１、８ｂ−２、８ｃにおい
て、バランサ軸１を良好に支持することを考慮し両件−
側の２個のバランサ８ａ、　８ｃが軸受兼用に構成され
ている。そこで第８図により詳記すると、まずバランサ
８ａがバランサ軸７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２２− し軸受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も全く同様に構成されて軸受９ｄと共通
の軸支部２４に組付けられ、これによりバランサ軸１は
内側の２個のバランサｓｂ、　、　ａｂ−ａについては
軸受９ｂ、　９ｃ相当部でフリーであるが、内外側のバ
ランサ８ａ、　８ｃにおける上述の構成の軸受２３によ
り両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。

がなされることで振動等が非常に少なくなる。往ＩＩｓ
分と０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、バランス系全体として単
純明確化する。１ｉ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ニー膜性が加味される
ことで、設計の自由度が増す。更にバランサ軸７におい
てすべてのバランサ８ａ、　８ｂ−１、８ｂ−２。

８Ｃがクランク軸軸受相当部に相互に遠ざけて配置され
ているのから、その軸受部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に近付けることが可能にな
って小型化に寄与し、バランサ質量自体も小さくて済む
。

また、一部のバランサ８ａ、　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
ランサ軸径を細くすることが強度上可能で信頼性も＾い
。バランサ軸７の軸受をクランク軸軸受９ａ、　９ｄ等
の軸受相当部Ｇ、：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。この場合に内側のバランサａｂ−１，ａｂ−２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層
増す。

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
により嗣限されて垂直の状態からかなり傾けてｌ＠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１１１２及び吸入管１３の吸気系、クーラ
コンプレッサ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１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気筒エンジンのバランサ装胃の
一実施例を示す模式図、第８図は２５− 要部の具体例を示４断百図、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である。 １・・・クランク軸、２ａ、　２ｂ、　２ｃ・・・クラ
ンク腕、６ａ−ｉｎ　６ａ−２，ｅｂ−、、６ｂ−２，
６ｃｍ１．６ｃｍ２．６ａΔ１６ｆ−１＋６σ−１＋６
Ｃ’−２・・・カウンタウェイト、７・・・バランサ軸
、８ａ、　８ｂ−４、８ｂ−２、８ｃｍ・・バランサ、
２０−・・軸管、２１　・・・メタル、２２．２４・・
・軸支部、２３・・・軸受。 特許出願人　　　富士φ工業株式会社 代珊人弁理士　　小　橋　信　淳 同　弁理士　　村　Ｌ（進 ２６− 第４図　　２ 第８図

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Ｉｋ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■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、該バランサ軸において第１ないし
   第３気筒のうらの２つの気筒のそれぞれ１個のクランク
   軸軸受相当部の２１所には独立したバランサを、残りの
   １つの気筒の２個のクランク軸軸受相当部の２個所には
   ２分割したバランサをハーフバランスすべ（設置ｊ、こ
   れらのバランサのうちの両件側の２個を軸受兼用にした
   ことを特徴とする３気筒エンジンのバランサ装置。