JPS5839849A - 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
ンタウェイトを段重）ることにより全部釣合わせること
がで゛き、往複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ら、長手り向の慣性偶力
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わすこと
ができるが、この場合に偶力が一定でもバランリー相互
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＠鎗小型化、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
ランクピン、４はコンロッド、５はピストンであり、ク
ランク腕２のクランクピン３と反対側延長線上に回転ｖ
４量による慣性力の全部と、往復質量による慣性力をハ
ーフバランスさせるカウンタウェイト６を設置プる。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２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７軸下部から
向じ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
部分のクランクピン３における′等価の慣性質量を−Ｇ
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１ｐに対してはハーフバランスさせれば良いの
で−ｐ／２、回転質層−〇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ＩＣになり、合計すると（−ｐ／２）＋ＩＣ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Ｚ。

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
質層は３　（（ｓｐ／２　）＋ＳＣ）に、バランサ軸側
のバランサ合計質量は（３／２　）　ａｐとなる。

次いで３気筒エンジンにおいて往復部分の質量５− による釣合いについて第２図により説明すると、図にお
いて第１ないし第３気筒をＶ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Ｆｌ）１、第２気筒の起振力Ｆｌ）２、第３気筒の
起振力Ｆｐ３は次のようになる。

Ｆｐｌ＝ｌｌｐｒ　Ｏ２ＣＯ８（θ＋２４０）Ｆρ２−
ｅｐｒ　　Ｏ２ＣＯ３θ Ｆｐ３＝　ｓｐｒω２ｃｏｓ（θ＋１２０）そこで全体
の慣性力は、 Ｆ　Ｄ１＋　Ｆ　ｌ）２＋　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υ、各気筒のピッチを［とすると、 Ｆｐｌ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋１−）＋−Ｆｐ３（Ｓ＋２１
）で示される。

６一 即ち、 Ｆｐｌ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ）＋Ｆｐ３（Ｓ＋２　Ｌ）
−−ＩＴｓｐｒ　　ｏｏ２　　Ｌｓｉｎ　　θ−−−（
１）となって、２方向ｉ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きせるカウン
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、　６ｂ、　６ｃはクランク腕２ａ、　２ｂ。

２Ｃに対し１８Ｇ’位相が進んだ位１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、Ｆｒｅ
ｃ３が次のようになる。

Ｆｒｅｃｌ＝　　（−ｐ／２　　）　　ｒ　　ω２　　
ｃｏｓ　　（θ　＋２４０　　＋１８０　　）Ｆ　ｒｅ
ｃ２−（ｓｐ／２　）　ｒ　ｏｏ２　ｃｏ、ｓ　　（θ
＋１８０）Ｆｒｅｃ３−　（ｓｐ／２　　）　　ｒ　　
（１３２０ｏＳ　（θ　＋１２０　　＋　１８０　　）
従って、２方向の慣性力は、 Ｆ　ｒｅａｌ　＋　Ｆｒｅｃ２＋　Ｆ　ｒｅｃ３＝　０
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−Ｓ＋Ｆｒｅｃ２（Ｓ＋Ｌ、）　＋Ｆｒｅｃ
３（Ｓ＋２Ｌ） ＝　（Ｊｊ／２　）　ａｐｒ　ｃｏ２１．　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。

−（Ｊｊ／２　）　ｉｐｒ　ω２　Ｌ　ＣＯ５θ−−−
（２ｂ）即ち、Ｙ方向の力によるＺ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、両者を合成した
ものは次のようになる。

（Ｊ’ｊ／２　）　ｓｐｒ　ｏｏ２　Ｌ　ｓｉｎθ−（
Ｊ９／２）ａｐｒ×ω２ＬＣＯ８θ ＝　（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気四に分離集合して設置ノることも可能で
あり、この場合について第４図により説明する。途中の
経過は省略して結果を述べると、第１及び第３気筒のカ
ウンタウェイト側、６ごは、（Ｊｊ／２　）　　（−ｐ
／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
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２
方向の各カウンタウェイト質量による力Ｆ　ｒｅｃｌ’
　、　Ｆｒｅｃ３’は、Ｆｒｅｃ１’　＝　（Ｊｒ／２
　）　　（Ｉｔ）／２　）　ｒ　ω２９− ｘｃｏｓ（θ＋２４０　　＋１８０　　＋３０）Ｆｒｅ
ｃ３’　　＝　　［ｊ／２　　）　　（ｍｐ／２　　）
　　ｒ　　ｏｏ２ｘｃｏｓ（θ＋１２０　＋１８０−３
０）となって、２方向慣性力は、 Ｆ　ｒｅｃ１’　＋　Ｆｒｅｃ３’　＝　０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’　　＠Ｓ＋Ｆｒｅｃ３’　　（Ｓ＋２　１
＞＝　　（ｆｆｉ／２　　）　ｓｐｒ　ｏａ２　　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
慣性偏力は（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トは各気
筒毎に１ｉＩＷＪ′っ炭量」るか、まｌこは第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１０− 偶力、即ち振れ回りについて説明したが、ここで〔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、 −Ｊｊｇ＋ｐｒ　　ω２　　Ｌ　ｓｉｎ　　θ　＋　（
Ｊｊ／２　　）　　−ｐｒ　　ｏｏ２ＸＬ（ｓｉｎθ−
ｃｏｓθ） ＝　−（Ｊ’ｊ／２　　）　　ｇ＋ｐｒ　　ω２　　Ｌ
　　（ｓｉｎ　　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
、　ａｂ、　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８Ｇ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Ｕす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°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
　ｒｅｃｉ　、　Ｆ　ｒｅＣ２，Ｆ　ｒｅｃ３は、Ｆ　
ｒｅｃｌ＝　（ＩＥ＋／２　）　ｒ　ｏｏ２　ｃｏｓ　
　（θ＋２４０　＋１８０　）Ｆｒｅｃ２＝　　（ｍｐ
／２　　）　　ｒ　　（１３２ｃｏｓ　　（θ　＋１８
０　）Ｆｒｅｃ３＝　（ＩＩ）／２　）　ｒ　ｏｏ２　
ｃｏｓ　　（θ＋１２０　＋１８０　）となって、２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
手偏力は、 （Ｊ”ｊ／２　）　ｍｐｒ　ω２　Ｌｓｉｎθ−−−（
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Ｚ軸周りの長手偏力は、（Ｊｊ／２　
）訃「ω２ｌ−ｃｏｓθ・・・（２ｂ’　）従ってバラ
ンサ軸側のバランυ８ａ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。

（Ｊｊ／２　）　ｉｐｒω２Ｌ（ｓｉｎＯ十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
ンサ餌及び第３気筒相当のノくランサ配の質ＩＩ　ｕ　
ｍｐ／　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（１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（噂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置部による釣合いに
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（ｒ−の第１なし）し第３気筒に働く力、
Ｆｃ１．　Ｆｃ２．　Ｆｃ３は次のように１３− なる。

Ｆｃ１＝−鶴ｃｒω２　ｃｏｓ　　（θｖ２４０＞Ｆｃ
２　＝−ｅｃｒ　ω２　ｃｏｓθ Ｆｃ３＝ｓｃｒ　ω２　ｃｏｓ　　（’／９　＋１２０
　　）これにより回転質量によるＹ軸周りの長手偏力が
、−ｍｍｃｒ　　ω２　１．ｓｉｎ　　θ　　　−−−
（５ａ）Ｚ軸周りの長手偏力が、 Ｊｊａｃｒ　（ｃ）２Ｌ００８θ　−−−（５ｂ）にな
って、同様に２方向によるＹ＠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
。

ｍｍ　ｓｃｒ　　ω２　　Ｌ　　（ｓｉｎ　　θ　−ｃ
ｏｓ　　θ　）−−−（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６
ａ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置数に
よる力、Ｆ　ｒｏｔｌ、　Ｆ　ｒｏｔ２．　Ｆ　ｒｏｔ
３＆よ次のようになる。

Ｆｒｏｔ１＝ｓｃｒ　　ω２　　ｃｏｓ　　（θ　−ト
　２４０　　＋　１８０　　）Ｆｒｏｔ２＝ｓｃｒ　ω
２　ｃｏｓ　　（θ＋１８０）Ｆｒｏｔ３　ｍｍｃｒ　
ω２　ｃｏｓ　　（θ＋１２０　＋１８０　）１４− これにより、２方向によるＹ軸周りの長手偏力が、藷ｍ
ｃｒ　ω２　Ｌｓｉｎθ　　−−−（７ａ）Ｙ方向によ
るＺ軸周りの長手偶力が、 −ｍ　ｓｃｒω２Ｌｃｏｓθ　　Φ・争〈１ｂ）になり
、両者を合成した振れ回りが次のようになる。

ｍａｒｃｒ　　ｔｌ）２　　Ｌ　　（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（Ｊ’
ｊ／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種の質―を一緒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−２゜６１
）−ｉ　トロｂ−２１６ｃｍ１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（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ｕ−２，・６σ−１と６ご−
２が同様に設けである。また、バランサ軸１では上述の
ようにクランク軸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ためのバランリ８ａ、　
８ｂ、　８ｃが、第５図の如く第１、第２及び第３気筒
のすべての気同相当部で、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
、回転部分の質量に対するカウンタウェイトば−１と６
ｆ−２，ｓσ−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質−を−Ｃ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、 ５ｃ（Ｊｊ／２　）　Ｘ２　Ｌ　　＝ＪｊｍｃＬを発生
させれば良い。

従って、カウンタウェイトｍ−１，ｍ−２の合成質―を
Ｍｃａ’、カウンタウェイトｅｃ’−１，ｅご−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
持する。

またカウンタウェイト側−１とば−２のＹ軸に対する合
成重６位−をＬ＋Ｘ’、カウンタウェイト６ご−１とｓ
ｃ’−２のＹ軸に対する合成重心位置をｃ＋ｙ’　とす
ると、 １７− Ｍｃａ’　　（Ｌ　＋　　Ｘ’　　＋　Ｌ　＋　　ｙ’
　　）　　＝Ｊ’ｊｉｃＬを満たせば良いので、次の一
般式になる。

Ｍｃａ’　　　＝Ｍｃｃ’　　　＝ＪｊｍｃＬ／　　　
（２Ｌ＋　　　ｘ’　　　　ト　　ｙ’　　　）・・・
（９ａ） 次いで往復部分の質−に対するカウンタウェイト６ａ−
１と６ａ−２，６ｂ−１と５ｂ−ａ　、　６Ｇ−、と６
Ｃ−２については、それぞれの合成質量をＭｃａ、　Ｍ
ｃｂ、　１ｙｌｃｃとすると、クランク軸上の慣性力の
釣合いを考處して、Ｍ　ｃａ＝　Ｍ　ｃｂ　＝　Ｍ　ｃ
ｃ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ＷＡ１気筒のカ
ウンタウェイト６８−１と６８−２の合成重心位置を［
＋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ｔ−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十Ｖ）　）　　ｃｏ
ｓ３゜＝　（ＩＮ／２　）　ｍｐＬ を満たせば良く、次の一般式になる。

１８− Ｍｃａ＝Ｍｃｂ＝Ｍｃｃ＝　（１／２　　）ＩＥＩＬ／
　（Ｌ＋　　ｘ）・　・　・　（９ｂ） 以上、各カウンタウェイト質層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
でカウンタウェイト６ａ−１と６ａ−２，臣−１とば−
２の合成重心位置、カウンタウェイト６Ｃ−１と６０−
ｇ、ｅσ−１と８（’−ａ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−心位置を中心に一致させてｘ′＝　ｙ’　＝　ｘ＝
　ｙ＝　ｏとすると、回転部分の質量に対づる第１及び
第３気筒の２個所のカウンタウェイト質量は（Ｊｊ／２
）Ｉｃとなり、往復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蟲は（１／２　）Ｉ
Ｅ）となる。

また、第１及び第３気筒では回転及び往復部分の両質嚢
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。

次いでバランサ軸上ではエンジンの往復質量に対づるも
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ｍａｐ／２の質量でハーフバラン
スすれば良い。そこでバランサ８ａ、　８ｂ、　８ｃノ
各質量をＭｂａ、　Ｍｂｂ、　１ｙｌｂｃ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　＋　Ｘ″、　Ｌ＋　Ｖ″とすると、バランサ軸上
の慣性力の釣合いを考慮してＭ　ｂａ＝　Ｍ　ｂｂ＝　
Ｍ　ｂｃ。

×／ｌ　＝＝　ｙ／ｌを保持し、長手偏力に対しては第
１及び第３気筒相当部のバランサ８ａ、　８ｃのＹ方向
の成分をとって、 （Ｍｂａ（ｌ　＋ｘ”　）　十Ｍｂｃ（Ｌ　＋　　ｙ″
）　）　　ｃｏｓ３０＝　（ｊ’ｊ／２　）■ｐＬ の関係を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｂａ＝Ｍｂｂ＝Ｍｂｃ−＋＋＋ｐＬ、／　　２（１，
、−１ｘ”　　）・・・　■） ここで、ｘ”　−ｙ″＝　０、即らバランサ８ｂ、　８
ｃの位置を各気筒の中心に一致させれば、各バランサＭ
ｂａ、　Ｍｂｂ、　Ｍｂｃの値がＩｐ／　２となるが、
第１及び第３気筒側のバランサ８ａ、　８ｃが各気筒中
心がら外側にずれたクランク軸軸受９ａ、　９ｂ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−のカウンタウェイトｒｘ（−４と６ざ−
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６
ａ−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７では
第１気筒側のクランク軸軸受ｅａ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貿■による慣性
力及び偶力が釣合う。

また更にクランク軸軸受相当部のバランサ８ａ。

８Ｃが軸受兼用に一致されており、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１を中２１− 心とする全円周形状の軸管２０に内蔵され、この軸管２
０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。バランサ８Ｇ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、これ以外に軸受は不要である。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、　、　６ｂ−２のみで旋回半径が小さい
ので、バランサ８ｂの取付【ノに対しての＆ＩＪ　ＩＩ
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
と回転部分の質量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２２− 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において両側の２個のバ
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。

また、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１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、　９ｄの軸受相当
部に設けることは、エンジンとして剛性の＾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。

この場合に中央のバランサｓｂｂ軸管付きにすることが
でき、こうすると上述の効果が側御増す。

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の上にエアクリーナ
１１、気化器１２および吸入管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１０上部は上述の各種補機により制限される
関係ｒ、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１述
の本発明にＪ、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
例を示す側面図である。 １・・・クランク軸、２ａ、　２ｂ、　２（ｉ・・・ク
ランク腕、６ａ−１、６ａ−２，ｅｂ−１，６ｂ−２，
６Ｃ−１、６ｃｍ２．　ｆｉ＋ｆ−ｚ、　６１−ａ。 ６［’−，，６ご−２・・・カウンタウェイト、７・・
・バランサ軸、８ａ、　８ｂ、　８ｃ・・・バランサ、
　Ｑａ、　９ｄ・・・クランク軸軸受、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　楢　信　淳 同　弁理士　　村　井　　　進 ２５− 第４図　？ 第８図 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
   ンの往慣質−に対するカウンタウェイトのみを設け、１
   配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３１
   ［［！所に所定の質層のバランサをハーフバランスする
   ように設け、且つ上記第１及び第３気筒のクランク軸軸
   受相当部のバランサ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。