JPS5839846A - 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子
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り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、長子方向の慣性偶力が生
じ、この慣性偶力を釣合い除去するｌ、：め、従来例え
ば特開昭５５−６０３５％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。即ち３気筒の如き
奇数気筒のエンジンでは、中間のｉ１２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
回りの長手偶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その軽麺小型化、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ｌｉｌ隔に配置されるクランク腕、３
はクランクピン、４はコン０ンド、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、往復質量による慣性力を
ハーフバランスさゼ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、Ｕ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２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２軸下部から
同じθだ番ノ左回りに位置するように設ける。ここで、
往復部分の慣＋Ｉｉ質−をｌｐ、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
Ｉｃ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
できて一〇になり、合計すると（ｉｐ／２）＋ＩＣとな
る。また、バランサ軸側のバランサ８の質量は上配往複
貿饅の残りになって−ｐ／２となる。

こうすることで、往復部分及び回転部分の２゜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量は３
　　（（ｇ＋ｐ／２　）＋ｍｃ）に、バランサ軸側のバ
ランサ合計質量は（３／２）ｇｉｐ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。

Ｆ　ｐｌ＝　ｓｐｒω２ｃｏｓ（θ＋２４０）Ｆｐ２−
ｇｉｐｒ　　ｗ２　　ｃｏｓ　　θＦｐ３と−ｐ「　ω
２ｃｏｓ（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だけ離れた魚ρからみる
ことにし、各気筒のピッチをＬと（ると、 Ｆｉｌｌ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ、）　−＋Ｆｐ３（Ｓ＋
２１）で示される。

即ち、 ６− Ｆｐｌ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋１）＋Ｆｐ３（Ｓ＋２　１）
＝　　−汀ｍｐｒ　　ｏｏ２　１　ｓｉｎ　　θ−−−
（１）となって、２方向付重である往復質量により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、　８ｃ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ｆｉ　Ｆｒｅｃｌ、Ｆ　ｒｅｃ２、
Ｆｒｅｃ３が次のようになる。

Ｆ　ｒｅｃ１＝　（＊ｐ／２　）　ｒ　ｏｏ２　ｃｏ″
Ｓ　（θ＋２４０　＋１８０　）Ｆｒｅｃ２＝　　（−
ｐ／２　　）　　ｒ　　ｏｏ２　　ｃｏｓ　　（θ　＋
１８０　）Ｆｒｅｃ３＝　（ｍｐ／２　）　ｒ　ｏｏ２
　ｃｏｓ　　（θ＋１２０−＋　１８０　）従って、Ｚ
方向の慣性力は、 Ｆｒｅｃｌ＋　Ｆｒｅｃ２＋　Ｆ　ｒｅｃ３＝　０とな
って釣合う。

一方、このようなＺ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−Ｓ＋Ｆｒｅｃ２（Ｓ＋Ｌ　）　＋　Ｆｒｅ
ｃ３（Ｓ＋２Ｌ） ＝　（何／２　）ｍｐｒ　ω２１−ｓｉｎθ−−−（２
ａ）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方向の力による長手方向の慣性偶力
は次のようになる。

−（ＩＮ／２　）　ｉｍｐｒ　ｏｏ２１ｃｏｓθ−−−
（２ｔｌ）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例ノｊ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
ものは次のようになる。

＜５／２　）　ｌｐｒ　ω２１ｓｔｎθ−（Ｖ３／２）
ａｐｒ×ω２　Ｌｃｏｓθ ＝　（ＩＮ／２　）　　ｍｐｒω２　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各
気筒毎に設ける外に、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
ンタウェイト材、６σは、（ｊ’ｊ／２　）　（ｕ／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３
０°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。即ち両カ
ウンタウェイトｕ、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７
方向の各カウンタウェイト貿Ｉ＆：よる力Ｆ　ｒｅｃｌ
’　、　Ｆ　ｒｅｃ３’は、Ｆｒｅｃｌ’　−＜Ｅ／２
　）　　（ｓｐ／２　）　ｒω２ｘｃｏｓ（θ＋２４０
　＋　Ｉｎ　＋　３０）９− Ｆｒｅｃ３’　　＝　０５７２　　）　　（ｉｐ／２　
　）　ｒ　ω２ｘｃｏｓ（θ＋１２０　＋　１８０−３
０）となって、２方向慣性力は、 Ｆ　ｒｅｃｌ’　　　＋　　ｌ”　　ｒｅｃ３’　　　
＝　　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、 Ｆｒｅｃｌ’　　−８−＋　　Ｆｒｅｃ３’　　（Ｓ＋
２　１）＝　　（Ｆｊ／２　　）ｓｐｒ　　ω２　　Ｌ
　ｓｉｎ　　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方向の力による長手方向
慣性偶りは（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
筒毎に１１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− （１）式及び（３）式の長手偏力が残ることになり、こ
れを合成すると、 −５ｇｉｐｒ　　（１）２１ｓｉｎ　　ｏ　＋　（Ｊｉ
／２　　）　　ｍｐｒ　　ｏｏ２ｘｌ（ｓｉｎθ−ＣＯ
Ｓθ） ＝　−＜ｍ／２　　）ｍｐｒ　　ω２　　Ｌ　　（ｓｉ
ｎ　　ｏ　＋ｃｏｓ　　θ　）・・・７、（４） となる。そこで、このような長手偶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−はクランク軸側往復質量
に対ルて−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゛
ずれだ位−に、第３気筒相当のバランサ８０は左回り　
１２０°の位置から更に１８０°位相が進んだ位−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Ｆｒ
ｅｃ１．　Ｆｒｅｃ２．　Ｆｒｅｃ３は、Ｆｒｅｃｌ＝
　　（ｍｐ／２　　）　　ｒ　　ｏａ２　　ｃｏｓ　　
　（θ　＋　　２４０　　＋　１８０　　）Ｆｒｅｃ２
＝　　（ｍｐ／２　　）　　ｒ　　ω２　　ｃｏｓ　　
（θ　＋　１８０　）Ｆｒｅｃ３＝　（ｇ＋ｐ／２　）
　ｒ　ω２　ｃｏｓ　　（θ＋１２０　＋１８０　）と
なって、Ｚ方向慣性力は釣合い、この２方向の力による
７輪周りの長手偶力は、 ＜５／２　　）　　Ｉｔ）ｒ　　（ｃ）２　１ｓｔｎ　
　θ−−−（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、同様にして慣性ノＪ
は釣合い、このＹ方向の力による７輪周りの長手偶力は
、（Ｊｊ／２　）　ｉ＋ｐｒ　ω２　Ｌｃｏｓθ−−−
（２ｂ’）従ってバランサ軸側のバランサ８ａないし８
ｃにより生じる長手方向の慣性偶力も、Ｚ方向による７
輪周りと、Ｙ方向による７輪周りとに生じ、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’ｊ／Ｒ）　ｓｐｒ　ｏａ：　ｌ−（ｓｉｎθ＋Ｃ
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図により説明すると、第１気筒相当のバラ
ンサ藝及び第３気筒相当のバランサ８σの質量はｍｐ／
　２に旧／２を乗じたものであり、第１気同相当のもの
は更に３ａ’位相を進めて位１し、第３気筒相当のもの
は逆に３ａ’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すの釣合い、
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、Ｆｃ
ｌ、　Ｆｃ２．　ｆ−ｃ３は次のようになる。

１３− Ｆｃ１＝ｓｃｒ　　ω２　　ｃｏｓ　　　（θ　＋　２
４０　）Ｆ（ｉ２＝ｌｏｒ　　ω２　　ｃｏｓ　　θＦ
Ｃ３＝ｌＣｒ　ω２　Ｃｏ１ｔ　　（θ＋１２０）これ
により回転質量によるＹ軸周りの長手偶力が、−ｆｆ−
ｃｒ　　（ｃ）２　　Ｌｓｉｎ　　θ　　　奉　−−＜
５ａ）７輪周りの長手偏力が、 」］百１−Ｃ「　ω２　Ｌｃｏｓ　　θ　　　・　中　
−（５ｂ）になって、同様に２方向によるＹ軸周りと、
Ｙ方向品よるＺ軸周り、生Ｌ；　６　Ｚ　ｌ−ｋ：なり
、合成す。

と次のようになる。

−ｍ　ｗａｒω２Ｌ　（ｓｉｎθ−ｃｏｓ　θ）　　−
−（ｆｌｉ）次いで、この回転質層を各気ｎ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ょるカ、［ｒｏｔ
ｌ、　ｌ”　ｒｏｔ２．　Ｆ　ｒｏｔ３は次のようにな
る。

Ｆｒｏｔ１＝　　ｉｃｒω２　ｃｏｓ　　（θ＋２４０
　＋１８０　）Ｆｒｏｔ２＝　ｍｃｒω２　ｃｏｓ　　
（θ＋１８０）Ｆｒｏｔ３＝　ｔａｃｒａｉ２　ｃｏｓ
　　（θ＋１２０　＋　［１０）これにより、２方向に
よるＹ軸周りの長手偶力が、１４− ５　　ｍｃｒω２　１−ｓｉｎ　　θ　　　　　−−−
（７ａ）Ｙ方向による７輪周りの長手偶りが、 −５ｍｃｒ　　ω２　　ＬＣＯ８θ　　　　　−−−（
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。

ｆｆ５ｃｒ　　ｗ２　　Ｌ　　（ｓｉｎ　　θ　−ａＯ
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ｓｃに（丘／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（５）式の７輪及び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）式の同様の長手偏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に、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
生じるものであり、月つこの２％の質量に対する釣合い
を図る場合もそれぞれ各気Ｗｔ毎と、第１及び第３気筒
側に分離集中するものとがある。従うてこのような２種
の質■を一緒にまとめ、且つ一種類の釣合い法で解決づ
ることも可能であるが、各質量毎に分は且つそれぞれ異
なる釣合い法を用いる方が好ましい場合がある。

そこで、クランク軸１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−ａ＋６ｂ
−４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図の如く設けられ
る。次いで回転部分の質量に対するものとして、第４Ｓ
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ビー１とｍ−、、ｅビー１と６ビー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せるバランサで良く、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ｍｔｓで、更に２ｉ１ずつのクランク軸軸受
９ａと９ｂ。

９Ｃと９ｄに相当する個所に一部軸受を兼ねた２組のバ
ランサ＆（−１とａ；ｉ　−２、８ｃ’−１と８ｃ’−
２が設けである。

かかる構成において、クランク軸側の釣合いを考えるに
、回転部分の質量に対するカウンタウェー１’　Ｎ１１
ｃｒ−ｌトｌ１ｉｆ−２ｎ　６Ｃ’−ｔ　トＩＪ−ａニ
ツイ、、Ｔハ、、　２個所に分離集中するものであるか
ら多気ＷＪＩｌの合成質量を紅に（５／２　）を乗じ、
３０°位相講整すれば良く、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、 ｍｃ（Ｆ４／２　　）　　ｘ２　　Ｌ　　　　＝ｊ’Ｎ
ｍｃＬを発生させれば良い。

従って、カウンタウェイトｕ−ｓ、ｕ−ａの合成質量を
ＭＣａ′、カウンタウェイト６σ−１，６ｃ′−２の合
成質量を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
保持する。

またカウンタウェイトｄ−１とｅｌ−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６σ−１と
ｅｃ−２のＹ軸に対する合成重心位置をＬ＋Ｖ’　とす
ると、 １７− ＭＣａ’　　（１＋−Ｘ’　　＋Ｌ＋　　Ｖ’　　）　
　＝ＪＴｌｌＣＬを満たせば良いので、次の一般式にな
る。

Ｍｃａ’　＝ＭＣＣ’　＝ｊ’ｊｉｃＬ／　（２１−＋
　ｘ’　＋　ｙ’　）・・・（９ａ） 次いで往復部分の質量に対するカウンタウェイト５ａ−
１と６ａ−２，６ｂ−１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ｅｂ−１と６
ｂ−２の合成重心位置に対づる第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十×、第３
気筒のカウンタウェイ１−６ｃｍ１と６０−２の合成重
心位置をＬ＋ｙとすると、（Ｍｃａ（１＋Ｘ）　＋ＭＣ
Ｃ（Ｌ十ｙ）　）　　ＣＯ３３０＝　　＜５／２　　）
ｓｐＬ を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｃａ＝Ｍｃｂ　＝Ｍｃｃ＝（１／２　）　ｍｐＬ／　
（Ｌ＋　ｘ）・・・（９ｂ） 以上、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１８− 成重心位置ｘ　ｒ　、　　ｙ　ｌ　、　ｘ　、　ｙの値
を大きくして遠ざける程質ｉは小さくて済む。ここで、
解り易くするため、第１及び第３気筒でカウンタウェイ
ト６ａ−１と６ａ−２，側−１と側−２の合成重心位置
、カウンタウェイト６ｃｍ１と６ｃｍ２　、　ｅｃ’−
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６１Ｌ１と６ｂ−２の合成重心位置を
中心に一致させて、Ｘ’　＝　Ｖ’　＝　Ｘ＝　’Ｖ＝
　Ｏ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Ｉａｓ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（１／２）ＩＤとな
る。

また、第１及び第３気筒では回転及び往復部分の画質量
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た単一
のものになる。

次いでバランサ軸１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＊ｍに分ｌ１ｌＩ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（ｍｐ／２　）　　（Ｊ’ｉ／２　）とし、３０°
位相調整すれば良く、 （ｍｐ／２　　）　　（ｆｉ／２　　）　　ｘ２　　Ｌ
　＝　　（行／２　）鵠ｐしの長手偶力を発生させれば
良いことになる。

そこで、２分割したバランサ％−１と８ｃｒ　−２、８
１’　−１と８σ−２の合成質ＩＭｂａ’　、　Ｍｂｃ
’　ハ、同様ニハランサ軸上の慣性力の釣合いを考慮し
て、Ｍｂａ’＝Ｍ　ｂｅ’を保持させ、且つ、各組のバ
ランサ藝２工と８２（−２、８１’−１と８ｃ’−２の
合成重心位置をＬ＋Ｘ”、Ｌ番Ｖ″とすると、 Ｍｂａ’　　（Ｌ＋　ｘ″＋　１−＋−Ｖ”　）　＝　
（月／２）ａｐｌの関係を満たせば良く、次の一般式に
なる。

Ｍｂａ’　＝Ｍｂｃ’　＝　＜ｍ／２　）　ａｐｌ／　
（２Ｌ＋　ｘ″＋　ｙ”　） ・・・　＠） 従って、かかるバランサ軸ｌ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ａｃｔ　−１、ａｃ’−１に対するバランサジー２
．関−２の質量割合は等分にする必要はなく、各組の外
側のバランサ蒔−五、８σ−２の方を重くする程相互の
合成重心位置ｘ　Ｊ　、　　ｙ　／の値が大きくなって
、バランサ質量全体が低減化する。

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ば−１と６ゴー２．
６ご−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、１つ第１ないし第３気筒に（９
ｂ）式の合成質量のカウンタウェイト６ａ−１と６ａ−
２，ｅｂ−ｉと６ｂ−ｇ　、　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７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（幻）式の合成質
−のバランサＭ−１とＭ−２，四−１とＢｃ’−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６σ
−１と６ご−２゜ビーエと６ざ−２と一致するような位
Ｗ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。

そして、バランサ＆ｆ−１とＢ；（−２、紀−１と酊−
２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１からずれた軸受９ａ、　９ｄ相当部に配置さ
２１− 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ｌ１ｌａｌ’−１，８
１−２，関−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、２個ずつ２組に分散して設けである合計４個
のバランサａ（−ｘ　、　ａ（−２，ａσ−、，８ｃ’
−２において、バランサ軸７を良好に支持づることを考
慮して各組の外側のバランサＭ−１，紀−２が軸受兼用
に偶成されている。そこで、第８図により詳記すると、
まずバランサピー１がバランサ軸１を中心とＪ−る全円
周形状の軸管２０に内蔵され、この軸管２０がメタル２
１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。バランサ８σ−２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、これによりｔ５ラ
ンサ軸１は、内側の２個のバランサ８ａ’　−２、酊−
１については軸受９ｂ、　９ｃの相当部でフリーである
が、両件側のバランサＭ　−１、Ｓｒ！−２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２２− 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１１力及Ｍの釣合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質−による
ものを分けて扱い、且つそれぞれ異なる釣合い法を用い
ているので、バランス系全体として単純明確化する。回
転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５ｒ−１とジ
ー２，８ｃ！−１とビー２及び第３気筒相当部で特にク
ランク軸軸受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をり２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Ｑで、これらの個所のみで充分且つ容
易に所定の質量を付加することができる。

また、一部のバランサ８ａｌ’　−１、８ｃ’−２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１に生じる曲げモーメン［・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＾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Ｍ−
１，８ｃ′−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、オイル鳴き等
を防１１できる。この場合に内側の２個のバランサｓｋ
ｉ　−２。

♂−１も軸管付きにケることができ、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の上にエフクリーナ
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、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、６ａ２５− −１．６ａ−２，６ｂ−１，６ｂ−２，６ｃｍ１．６Ｃ
−ａ＋　ＩＪ−ｉ＋　６ａ′−２゜６ご−１，６σ−２
・・・カウンタウェイト、７・・・バランサ軸、Ｍ−１
、１ｍ−２，８Ｃ’−ｘ　、　ａｃ’、２　・・ｔ＜ラ
ンサ、　２０・・・軸管、２１・・・メタル、２２．２
４・・・軸支部、２３・・・軸受。 特許出願人　　　富士重■栗株式会社 代理人弁理士　　小　槓　信　淳 同　弁理士　　村　月　　　進 ２６−

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
   のバランサ軸を設置ノで、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、該バランサの各組の外側の
   １個をそれぞれ軸受兼用にしたことを特徴とす６３気筒
   エンジンのバランサ装置。