JPS5839844A - 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、自動中剤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けて、各
気筒の往復及び回転質−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（クランク軸のｋｆ
ｈ向の１次の慣性偶力を６釣合わけたバランサ装置に関
するしの【−ある。

各気筒においではＵ復賀鋤と回転質量による慣性力があ
り、回転質−による慣性力はクランク腕ど反対側にカラ
ンタウ１−イトを段【）ることにより全部釣合わせるこ
とができ、（１複賀−による慣性力は回転質量による場
合と同し位置で−ハ　ノハシンスさせ、残りの部分をク
ランク軸と同じ速度で逆り向に回転するバランサ軸で釣
合わせることがぐきる。ところて−３気筒エンジンの場
合は上述のようにして各気筒んの慣性りは釣合い、同時
にＸ軸回りの慣性偶力も釣合っていてす、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号公報の如くりンンク軸
のカウンタウェイトを特定の分離構造にしたしの、また
は特公昭５４−２３３３号公報の如くクランク軸系の慣
竹偶ツノとは人さ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づるものがある。

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３０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番ブればならず、これがエンジンの
振動に与える影−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貴λ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右利になる。

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イの軽―小型化、更には軸受は
支持に４利く・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１７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（１気筒当りのバランス系につ
い（説明Ｊ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１］ツド、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２、往復質−による慣性力を
バーツバランスさせるカランタウ１イト６を副番ノる。

また、クランク軸１に対し同じ速度で逆方向に回転りる
バランサ軸１を１本設け、■復５ｌｊｆ！Ａ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
軸上′部から同じθだけムロりに位置するように設（Ｊ
る。ここぐ、往復部分の慣性質量を一〇、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ｊＩ−をＳＣとづると、クランク軸側のカウンタウェ
イト６の質量は往−質量■ｐに対してはハーフバランス
させれば良いので−ｐ／２、回転質曇−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ＳＣになり、合計すると（■ｐ／２）
＋ｓｃとなる。また、バランサ軸側のバランサ８の賀麿
は上記往復質量の残りになって−ｐ／２となる。

ごうすることで、往復部分及び回転部分の２゜Ｙｈ向の
慣性力はいずれも釣合うことになる。従って３気Ｉ５１
ンジンにおいては各気筒相当位置にそれぞれ上記８質−
のカウンタウェイト６、バラン４Ｊ　８を付番ノるとす
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　　（＜ａｌｌ／’２　）十−Ｃ）に、バラン
サ軸側のバランサ合計ｖ４量は（３／２）１０となる。

次いで３気筒エンジンにおいて往一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気筒をリノイクスａないしＣ
で示してあり、また第２気筒が［死点にあ−）で、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Ｇｊ動いた場合の、第１気筒の
起振力Ｆｐｌ、第２気筒の起振力Ｆ１１２、第３気筒の
起振力Ｆａ３は次のようになる。

Ｆ　ｐｌ＝ｓｐｒ　　ｏｏ２　　ｃｏｓ　　　（θ　＋
　　２４０＞Ｆ　ｐ２＝　１ｌｐｒ　ω２　ＣＯ３θＦ
ｐ３＝ｍｐｒ　　ｏｏ２　　ｃｏｓ　　（θ　−＋　　
１２０　　＞てこで全体の慣性力は、 Ｆ　ｐｌ＋Ｆ　ｐ２−＋　Ｆ　ｐ３＝　０（゛釣合って
いる。

五ｌこクランク軸長手り向の慣性偶力は、−膜性を）ｈ
たせるため第１気筒から成る鉋ＭＳだけ離れＩこ点Ｐか
らみること番こし、各気筒のピッチを［と４ると、 ｌ　　ｐｌ　・　Ｓ＋　　Ｆｐ２（Ｓ　　）　　１．　
　）　　＋　　ｆ　　ｐ３（Ｓ　　＋２　１　　）（示
される。

即ら、 ６− Ｆｐ＋・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ）＋Ｆｐ３（Ｓ＋２　１）
＝−Ｊａｍｐｒ　　ｏｏ２　１−ｓｉｎ　　θ−−−（
１）となって、Ｚ方向ＭＡＹ！である往複質−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−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Ｆ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、　ａｂ、　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Ｚ方向では、各カウンタ
ウェイト質量によるｆｉ　）：　ｒｅｃｌ、Ｆｒｅｃ２
、Ｆ　ｒｅｃ３が次のようになる。

Ｆ　ｒｅｃｌ＝　（ｓｐ／２　　）　ｒ　ｏｏ２　ｃｏ
ｓ　　（θ＋１４０　　ト１８０　　）Ｆ　ｒｅｃ２＝
　　（ｍｐ／２　　）　　ｒ　　ω２　　ｃｏｓ　　（
θ　＋　１８０　）Ｆｒｅｃ３＝　　（ｇ＋ｐ／２　　
）　　ｒ　　ｗ２　　ｃｏｓ　　（θ　＋１２０　　＋
　１８０　　＞従って、２方向の慣性力は、 トｒｅｃ１＋　Ｆｒｅｃ２＋Ｆｒｅｃ３＝　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、 １−　ｒｃｃｌ　−Ｓ　（トｒｅｃ２（Ｓ　４１−　＞
　　＋　１ｒｅｃ３（Ｓ　）２［） ＝　（１”ｒ　／２　）　ａｐｒ　（ｎ２１　ｓｉｎθ
・−−（２ａ）どなって、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方向の成分も右し、このＹ方向については
慣性力は釣合い、Ｙｎ向の力による長手り向の慣性偶力
は次のようになる。

−（Ｊｊ／２　）　ｍｐｒ　ｏｏ２１−ｃｏｓθ−−−
（２ｂ）即ら、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、クランク軸側のカランタウ１イ１〜６ａないし６
Ｃにより生じる＆＋ｈ向の慣性偶ツノは、ｌ　７Ｊ向に
よるＹ軸周りと、Ｙ　方向による／軸周りに１じ、両名
合成したしのは次のようになる、。

（Ｊａ／２　）　ａｐｒ　（ＺＪ２１−ｓｉｎθ−（Ｊ
’ｌ　／２　）　ａｐｒ×ω２Ｌｃｏｓθ −（Ｊｊ／２　）　　ｍｐｒω２Ｌ　（ｓｉｎθ　ｃｏ
ｓθ）・・・（３） ところで、上述のクランク軸側のカウンタウェイトは容
気Ｉｌ＠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Ｇノることも可能
であり、この場合について第４図により説明する。途中
の軽過は省略して結果を述べると、第１及び１３気筒の
カラン−タウエイト６ａ’、６σは、（ｊ’ｉ／２　）
　（ａｐ／２．）の質−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ｊご位置に設け
られる。即ら両ｈウンタウェイト側、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
２ｂ１．：＊Ｊしてぬ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Ｚ
方向の各ｈランタウエイト質−による力Ｆ　ｒｅｃｌ’
　、　Ｆ　ｒｅｃ３’は、Ｆｒｅｃｌ’　−（Ｉｊ／２
　）　　（ＩＩ）／２　）　ｒ　（ｔ）２ｘｃｏｓ（θ
＋２４０＋１８０４−３０）９− Ｆｒｅｃ３’　　＝　　（ｊａ／２　　）　　（Ｉｆ）
／２　　）　　ｒ　　（ＺＪ２ｘｃｏｓ（θト１２０−
１１８０　−３０）とな−）て、Ｚ方向慣性ノＪは、 Ｆ　ｒｅｃｌ’　＋　Ｆｒｅｃ３’　＝　Ｑとなり、当
然釣合う。

次いて・このＺ方向の力による長手方向慣性偶力は、 Ｆ　ｒｅｃｌ’　　−Ｓ　＋　Ｆ　ｒｅｃ３’　　（Ｓ
＋　２　１．）＝　　（ＪＴ／２　　）　ｉｐｒ　　ω
２　１　ｓｉｎ　　θとなって、（２ａ）式と一致づる
。

Ｙ方向でも慣性力は釣合い、ＹＩＪ向の力による艮＋ｈ
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１−は容
気ｎ＠に１個ｆ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ｆ、ｔ
Ｊ１ｔ１１の慣性偶力がＩｆｌｊじになることが理解さ
れる。

以上、クランク軸にお・ＪるＵ復賀鋤及びカウンタウェ
イトによる慣性力の釣合い、長手方向慣性偶ｈ１即ら振
れ回りについて説明しｌこか、ここで１０− （１）弐及び（３）式の長手偏力が残ることになり、こ
れを合成すると、 −Ｊｉｓｐｒ　Ｑ）２　Ｌ　ｓｉｎθ＋（Ｊｊ／２　）
　ｍｐｒ　ω２ＸＩ−（ｓｉｎθ−ｃｏｓθ） ＝　−（Ｆｒ／２　　）ｍｐｒ　　Ｏ２Ｌ　　（ｓｉｎ
　　θ　十ｃｏｓ　　θ　）・・・（４１ 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図により説明づる。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の質量はクランク軸側往復質量
に対して■ｐ／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８Ｃは左回り　
１２０°に更に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Ｆｒ
ｅｃ１．　Ｆ　ｒｅｃ２．　Ｆｒｅｃ３は、Ｆ−ｒｅｃ
ｌ＝　（ｉｐ／２　）　ｒ　Ｏ２ｃｏｓ　　（θ＋２４
０　＋１８０　）Ｆｒｅｃ２＝　（ｍｐ／２　　）　ｒ
　ｗ２　ｃｏｓ　　（θ−＋１８０）Ｆ−ｒｅｃ３＝　
（ｉｐ／２　　）　ｒ　（ｃ）２　ｃｏｓ　　（θ＋　
１２０　＋　１８０　　）となって、２方向慣性力は釣
合い、このＺ７！ｊ向の力によるＹ軸周りの長手偏力は
、 （Ｊｊ／２　）　ｍｐｒ　ｗ２１　ｓｉｎθ・−−（２
ａ’）また、Ｙ方向ではクランク軸と増方向に回るため
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２軸周りの長手偶ノコは、（Ｊｊ／２　
）　ｍｐｒ　ｗ２１．−ｃｏｓθ−−−（２ｂ’）従っ
てバランサ軸側のバランサ８ａないし８ｃによりなじる
長手方向の慣性偶力も、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−Ｆ記
（２ａ’　）式と（２ｂ’　　）式により次のようにな
る。

（Ｊ’ｊ／２　）　ｉｐｒ　ｗ２１−　（ｓｉｎθ１ｃ
ｏｓθ）・・・（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図同様に分縮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
ランサジ及び第３気筒相当のバランサ８σの質量は■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λ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Ｃ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
側に生じた往喪質鋤及び（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−ａ＋ｃｒ　　Ｏ２ｃｏｓ　　（θ−１２４０）
Ｆｃ２＝ａ＋ｃｒ　　ｗ２　　ｃｏｓ　　θＦｃ３＝ｓ
ｃｒ　　Ｏ２ｃｏｓ　　　（θ　＋　１２０　）これに
より回転質量による７輪周りの長手偏力が、−Ｊｊｇｉ
ｃｒ　　Ｏ２Ｌｓｉｎ　　θ　　　・　・　・　（５ａ
）Ｚ軸周りの長手偏力が、 Ｊａ＋＋ｃｒω２１．ｃｏｓθ　・・・（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。

−ＪｊｌＣｒ　（Ｚ）２　Ｌ　（Ｓｉｎθ−〇Ｏ３θ）
−−−（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６Ｇ
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　ｒｏ％２．　Ｆ　ｒｏｔ３は次のよう
になる。

Ｆｒｏｔ１＝ｍｃｒ　Ｏ２ｃｏｓ　　（θ＋−２４０＋
１８０　　）ＦｒＯｔ２＝ｌＣｒ　　Ｏ２ＣＯ８（θ　
＋　１８０　）Ｆ　ｒｏｔ３＝ｓｃｒ　Ｏ２ｃｏｓ　　
（θ＋１２０　＋１８０　）これにより、２方向による
Ｙ軸周りの長手偏力が、１４− 行ｓｃｒ　　Ｃ２Ｌｓｉｎ　　θ　　　　−−−（７ａ
）Ｙ方向によるＺ軸周りの長手偏力が、 −４ｊｓｃｒ　Ｃ２ＬＣＯ８θ　　−−−（７ｂ）にな
り、両者を合成した振れ回りが次のようになる。

Ｊ’ｊｌＣｒ　　Ｃ２Ｌ　　（Ｓｉｎ　　θ−ｃｏｓ　
　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−Ｃに（Ｊｊ／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缶）式のＹ軸及びＺ軸回り
の合成振れ回り長手偏力が、カウンタウェイトによる（
８）式の同様の長手偏力とで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（ついて説明するに、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、す、且つこの２種の質量に対する釣合いを図
る場合もそれぞれ各気筒毎と、第１及び第３気筒側に分
離集中するものとがある。従ってこのような２種の買置
を一轄にまとめ且つ一種類の釣合い法で解決することも
可能であるが、各質量毎に分は且つそれぞれ異なる釣合
い沫を用いる方が好ましい。

そこで、クランク軸１にでは、まず各気筒毎に往復部分
の質量に対するカウンタウェイト６ａ−１と６ａ−２，
６ｂ−１と６Ｌ２　、６ｃｍ１と６ｃｍ２がそれぞれの
クランク鋺のクランクピンと反対側で第３図の如く設け
られる。次いで回転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６サー１とｍ−２，ｓご−１と６［’
−２が同様に副番）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ぐ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せるため軸受兼用のバラ
ンサＭ、ａｃ’が、特に第６図の如く第２気筒相当部を
除き、第１及び第３気筒相当部の内外側軸受９ａ、　９
ｄ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
、回転部分の買置に対するカウンタウェイト側−１とジ
ー２．６σ−１とｓｃ’−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質量を一〇に（月／
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、 ｓｃ（ｒ３　／２　　）　　ｘ２　　Ｌ＝ＪｊｓｃＬを
発生させれば良い。

従って、カウンタウェイト５ｒ−１，ｅｊ−２の合成質
量をＭＣａ′、カウンタウェイト６σ−１，６σ−２の
合成質量を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　ｃｃ’を保
持づる。

またカウンタウェイトｄ−ｔとｍ−ａのＹ軸に対する合
成重心位置をｌ’＋　Ｘ’　、カウンタウェイト６ｄ−
１とｌ１ｉ（’−ａのＹ軸に対する合成重６位−をＬ＋
Ｖ’　とすると、 Ｍｃａ’　　　（Ｌ＋　　ｘ’　　＋Ｌ＋　　ｙ’　　
）　　＝Ｊｊｓｃｌ−を満たせば良いので、次の一般式
になる。

１７− Ｍｃａ’　＝Ｍｃｃ’　＝ｊｊｌｌｃＬ／　（２１−十
ｘ’　＋　ｙ’　）・　・　・　（９ａ） 次いで往復部分の質量に対づる力・シンタウエイト６ａ
−１と８ａ−２，６ｂ−１と６ｂ−２，６ｃｍ１と６０
−２については、それぞれの合成質−をｆｙｌｃａ、　
Ｍｃｂ、　Ｍｃｃとすると、クランク軸上の慣性りの釣
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６ａ−１と６８−２の合成重心位置をＬ＋×、
第３気筒のカウンタウェイト６ｃｍ１と６０−２の合成
重心位置を１−トｙとするとＭｃａ（Ｌ＋ｘ　）＝＝Ｍ
ｃｃ（Ｌ−ｉ−ｙ　）ｋより、ｘ＝ｙを保持する。

イして、長手偏力に対してはＹ方向成分を取出しＣ１ （Ｍｃａ（１−＋ｘ　）　＋−Ｍｃｃ（１−＋ｙ　）　
）　ｃｏｓ３０＝（旧／２）ｓｐＬ を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｃａ＝Ｍｃｂ＝Ｍｃｃ＝　（１／２　）　ａ＋ｐＬ／
　（Ｌ　＋ｘ　）・・・（９ｂ） １８− 以上、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’
、ｙ’、ｘ、ｙ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気嶋
でカウンタウェイト６ａ−１と６ａ−２、５ｆ−１と側
−２の合成重心位置、ノｊウンタウェイト６Ｃ−１と６
ｃｍｇ、６σ−１と６ご−２の合成重心位置を一致させ
、第２気筒でのカウンタウェイト６ｂ−１と６ｂ−２の
合成重心位置を中心に一致させてＸ′＝　Ｖ’　−Ｘ　
＝４　＝０とすると、回転部分の質量に対する第１及び
第３気筒の２個所のカウンタウェイト質量は（ＦＪ／２
）ｓｃとなり、往復部分の質量に対する第１ないし第３
気筒のカウンタウェイト質量は（１／２）ｓｐとなる。

また、第１及び第３気筒では往復部分の画質論に対する
カウンタウェイトが３０°の角度で別々に設けられてい
るが、実際にはこれらをベクトル合成し１ｃ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
ンジンの往復部分の質量にＩｌするものだＧＪであり、
第１及び第３気筒側に分離集中する場合＜ｉ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（Ｉｆ）／２　）ｘ　（Ｊ’ｊ／２　）
とし、３０°位相調整づれば良く、（ｓｐ／２　）　　
（Ｊ百／２　）　ｘ　２Ｌ−（Ｊｉ／２　）　ｓｐＬの
長手偶力を生じさせれば良いことになる。

そこで、バランサ’ａ（、ａｌｌ’の質！ｉｆＭｂａ’
　、　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　ｂｅ’を保持さ
せ、且つバランサ側、池の重心位置をＬ　＋　ｘ＃　、
　ｌ−＋、　　ｙｌｌとすると、Ｍｂａ’　　（Ｌ　＋
　　ｘ”　＋Ｌ　＋　　ｖ”　　）　　−（Ｊｉ／２　
　）　　ｉｐＬの関係を満たせば良く、次の一般式にな
る。

Ｍｂａ’　＝Ｍｂｃ’　＝　（ｒｉ／２　）　ｍｐＬ／
（２Ｌ１　ｘ″ｔｙ″） ・・・　（Ｉ）） 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■を任意に定めることができ、１つ互に遠ざける
ことでバランサ位置は小さくて済む。この点でバランサ
ジ、８σが第１及び第３気筒の中心から外側にずれた軸
受９ａ、　９ｄ相当部に配置されているので、直接バラ
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６ざ−１と６ゴー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）式の合成質量のカウンタウェイト６ａ−１と６ａ
−２１６ｂ−１と６ｂ−２１６ｃｍ１と６０−２を各ク
ランク腕のクランクピンと反対側の位１に設ける。また
、バランサ軸１では第１及び第３気筒側の内外側の軸受
９ａ、　９ｄ相当部に（１０）式の質量のバランサＵ。

Ｃを、第２気筒が上死点の場合に上述のカウンタｒ’）
ｘイｒｉｄ−ｔ　１！：６１’−２，ｄ−１ト＊−ｔｚ
と一致するような位１にして設けるのであり、これによ
り３気筒Ｊ−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、バランサ蒔、四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２１− ランサ軸７をバランサｄ１Ｗの存在を考慮することなく
カランタウ１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ｕ、８ごはいずれも軸受兼用に構成し
てあり、これ−を第８図により詳記すると、まずバラン
サジはバランサ軸７を中心とする全円周形状の軸！！２
０に内蔵され、この軸管２０がメタル２１を介し軸受９
ａと共通の軸支部２２に嵌合して組付けられる。バラン
サども全く同様に構成して軸受９ｄと共通の軸支部２４
に組付１ブられるのであり、これｋよりバランサ軸７が
バランサｄ、Ｉ３ｃ′における」−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。往復部分
と回転部分の質量によるものを分けて扱い、且つそれぞ
れ・真なる釣合い払を用いているので、バランス系全体
として申純明確化する。回転質量２２− 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１においてバランサｕ、四が第１及び
第３気筒相当部で特にクランク軸輪受９ａ、　９ｄの個
所に相互に遠ざけて配瞳されているので、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ｕ、四を軸受内蔵構造にしてバランサ軸
ｌ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可能で信頼性も＾い。バラン
サ軸１の軸受をクランク軸軸受９ａ、　９ｄ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＋Ｊｕ、８σ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。

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、クーラコンプレッサ
１４、ＡＣ０１５等が配設される。従ってエンジン本体
１０１部は上述の４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図は要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
例を示す側面図である。 １・・・クランク軸、２ａ、　２ｂ、　２ｃ・・・クラ
ンク腕、６ａ−１，６ａ−２，６ｂ−１，６ｂ−２，ａ
ｃ−１，ｅｃ−３，ａｌ−１，ＩＪ−２＋６（’−１，
６ご−２・・・カウンタウェイト、７・・・バランサ軸
、８８′、　８ｃ’・・・バランサ、２０・・・軸管、
２１・・・メタル、２２゜２４・・・軸支部、２３・・
・軸受。 特許出願人　　　富士重工業株式会社 代理人弁理士　　小　槙　信　淳 同　弁理士　　村　井　　　進 ２５− 第Ｂａａ 第９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りｍ−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
   ジンの往復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ｍＧＪで、該バランサ軸での上記クラ
   ンク軸の第１及び第３気筒両外側の軸受相当部の２個所
   にバランサを設け、該バランサをいずれも軸受兼用にし
   たことを特徴とする３気筒エンジンのバランサ装置。