JPS5837349A - 3気筒エンジンのバランサ装置 - Google Patents
3気筒エンジンのバランサ装置Info
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- JPS5837349A JPS5837349A JP13688781A JP13688781A JPS5837349A JP S5837349 A JPS5837349 A JP S5837349A JP 13688781 A JP13688781 A JP 13688781A JP 13688781 A JP13688781 A JP 13688781A JP S5837349 A JPS5837349 A JP S5837349A
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- Japan
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- cylinder
- balancer
- crankshaft
- mass
- counterweight
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/22—Compensation of inertia forces
- F16F15/26—Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
- F16F15/264—Rotating balancer shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/1812—Number of cylinders three
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
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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。
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
気筒の往復縁び回転質量による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。
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
気筒の往復縁び回転質量による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も、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5
4−2333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。
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も、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5
4−2333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3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
回りの長手偶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。
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3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
回りの長手偶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
偶り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石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。
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
偶り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石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はフンロッド、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
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1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7のバランサ8はZ軸下部から同じ
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mp、 12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■に対してはハーフバランスさせれば良いの′r
″mp/2 、回転質Jlic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(II)/2)+lIC
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l1lp/2となる。
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
ランクビン、4はフンロッド、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
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1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7のバランサ8はZ軸下部から同じ
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mp、 12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■に対してはハーフバランスさせれば良いの′r
″mp/2 、回転質Jlic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(II)/2)+lIC
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l1lp/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量は3
((llp/2 )+mc)に、バランサ軸側のバラ
ンサ合計質量は(3/2)mpとなる。
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
((llp/2 )+mc)に、バランサ軸側のバラ
ンサ合計質量は(3/2)mp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、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、−A11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。
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、−A11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。
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。
Fpl=lpr O2(O8(θ+240)Fp2=m
pr O2cosθ Fp3=a+pr to2 cos (θ+120)
そこで全体の慣性力は、 F I)1+ F I12+ F p3−0で釣合って
いる。
pr O2cosθ Fp3=a+pr to2 cos (θ+120)
そこで全体の慣性力は、 F I)1+ F I12+ 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) 十f13(S+21>
で示される。
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) 十f13(S+21>
で示される。
即ち、
Fpl・S+Fp2(S+1)+Fp3(S+21.−
)−−Jimpr oo21sinθ−−−(1)とな
って、2方向荷重である往復質量によりY軸周りの長手
偶力が生じる。
)−−Jimpr oo21sinθ−−−(1)とな
って、2方向荷重である往復質量によりY軸周りの長手
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。
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、このとき各気筒のカウンタウェイト6
a、 6b、 6cはクランク腕2a、 2b。
2G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Freal、Frec2、Fre
c3が次のようになる。
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Freal、Frec2、Fre
c3が次のようになる。
FreCl−(In/2 ) r (c)2
cos (θ +240 +180 )Frec
2= (In/2 ) r oo2 cos (θ+
180)Frec3−(In/2 ) r ω2 c
os (θ+120 +iao >従って、Z方向の
慣性力は、 F recl + F rec2+Frec3= 0と
なって釣合う。
cos (θ +240 +180 )Frec
2= (In/2 ) r oo2 cos (θ+
180)Frec3−(In/2 ) r ω2 c
os (θ+120 +iao >従って、Z方向の
慣性力は、 F recl + F rec2+Frec3= 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、 F real−S + F rec2 (S + L
> + F rec3 (S +21> = (IT/2 ) mpr ω2 L sin θ
−−−<28)となって、同様にY軸周りの長手偶力を
生じる。
は上述と同様に求めると、 F real−S + F rec2 (S + L
> + F rec3 (S +21> = (IT/2 ) mpr ω2 L sin θ
−−−<28)となって、同様にY軸周りの長手偶力を
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(X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。
のみならずY方向の成分も有し、このY方向につ(X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。
−(m/2 )apr (Z)2 LCO8θ 、
、−(2b)即ち、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。
、−(2b)即ち、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、クランク軸側のカウンタウェイト6aな(Xし6
G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、両者合成した
ものは次のようになる。
G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、両者合成した
ものは次のようになる。
(ffi/2 ) mpr ω2 L sinθ−(
j’j/2)iprXω2 L003θ −(In/2 ) mprω2 L (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6j、60′は、<m/2 ) (II)
/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rxt、 sσ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。
j’j/2)iprXω2 L003θ −(In/2 ) mprω2 L (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6j、60′は、<m/2 ) (II)
/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rxt、 sσ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質量による力F rec1’
、 F rec3’は、Frecl’ = (j’j
/2 ) (ml)/2 ) r Q)2xcos(
θ+240 +180 +30)Frec3’ = (
且/2 ) (In/2 ) rω2xcos(θ+
120 +180−30)となって、1方向慣性力は、 Freal’ + F rec3’ −Qとなり、
当然釣合う。
方向の各カウンタウェイト質量による力F rec1’
、 F rec3’は、Frecl’ = (j’j
/2 ) (ml)/2 ) r Q)2xcos(
θ+240 +180 +30)Frec3’ = (
且/2 ) (In/2 ) rω2xcos(θ+
120 +180−30)となって、1方向慣性力は、 Freal’ + F 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’ ”s+l”re03’ (S+21
)−(j”j/2 ) II)r ω2Lsinθとな
って、(2a)式と一致する。
)−(j”j/2 ) II)r ω2Lsinθ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)式と一致する。
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トは各気
筒毎に1個ずつ設けるか、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。
筒毎に1個ずつ設けるか、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(1)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、 −jTa+pr ω21sinθ+<Ji/2 ) l
pr ω21−(sin θ−COS θ) −−(月/2 ) mpr ω2 L (sin
θ+CO3θ)・ ・ ・(→ 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の質量はクランク軸側往復質量
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180°
ずれた位置に、第3気筒相当のバランサ8Cは左回り1
20°の位置から更に 1806位相が進んだ位置にあ
る。
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(1)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、 −jTa+pr ω21sinθ+<Ji/2 ) l
pr ω21−(sin θ−COS θ) −−(月/2 ) mpr ω2 L (sin
θ+CO3θ)・ ・ ・(→ 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の質量はクランク軸側往復質量
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180°
ずれた位置に、第3気筒相当のバランサ8Cは左回り1
20°の位置から更に 1806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方向の力F
recl、 F rec2. F rec3は、Fre
c1= (ip/2 ) r ω2 cos (θ+
240 +180 )F rec2−(sp/2 )
r oo2 cos (θ+180)Frec3=
(Illp/2 ) r ω2 cos (θ+12
0 +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軸周りの長手偶力は、 (j’N/2)++prω2Lsinθ−−−(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、(IN/2 ) m
pr ω2Lcosθ−−−(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
慣性偶力も、2方向によるY軸周りと、Y方向による2
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。
recl、 F rec2. F rec3は、Fre
c1= (ip/2 ) r ω2 cos (θ+
240 +180 )F rec2−(sp/2 )
r oo2 cos (θ+180)Frec3=
(Illp/2 ) r ω2 cos (θ+12
0 +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軸周りの長手偶力は、 (j’N/2)++prω2Lsinθ−−−(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、(IN/2 ) m
pr ω2Lcosθ−−−(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
慣性偶力も、2方向によるY軸周りと、Y方向による2
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。
(jN/2)mprω2L(sinO+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気筒相当のバランサ酊の質量はsp/
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M(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。
・(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気筒相当のバランサ酊の質量はsp/
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M(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。
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. Fc3は次のようになる。
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. Fc3は次のようになる。
Fc1=01cr ω2 CO3(θ+240)Fc2
=mcr ω2 cosθ Fc3=mcr ω2 cos (θ+120)これ
により回転質量によるY軸周りの長手偶力が、−j’j
mcr ω2 L sinθ −−−(5a)2軸周り
の長手偶力が、 Hracr ω21cosθ −−−(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軸周
りに生じることになり、合成すると次のようになる。
=mcr ω2 cosθ Fc3=mcr ω2 cos (θ+120)これ
により回転質量によるY軸周りの長手偶力が、−j’j
mcr ω2 L sinθ −−−(5a)2軸周り
の長手偶力が、 Hracr ω21cosθ −−−(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軸周
りに生じることになり、合成すると次のようになる。
−mmcr (1)2 L (sinθ−cosθ)−
−−(6)次いで、この回転′l1II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6
cの質量による釣合いについて説明すると、第3図の構
成と同様であり、各カウンタウェイト質量による力、F
rotl、 F rot2. F’rot3は次ノヨ
うになる。
−−(6)次いで、この回転′l1II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6
cの質量による釣合いについて説明すると、第3図の構
成と同様であり、各カウンタウェイト質量による力、F
rotl、 F rot2. F’rot3は次ノヨ
うになる。
Fr0tl=lCr ω2 (ios (θ+240
+180 ))”rot2=mcr ω2 cos
(θ+180)Frot3=++cr ω2 cos
(θ+120 +180 )これにより、2方向に
よるY軸周りの長手偶力が、J’Nmcr (iJ21
sinθ −−−(7a)Y方向によるZ軸周りの長
手偏力が、 −5m0r (ZJ2’ LCO3θ −−−(7b
)になり、両者を合成した振れ回りが次のようになる。
+180 ))”rot2=mcr ω2 cos
(θ+180)Frot3=++cr ω2 cos
(θ+120 +180 )これにより、2方向に
よるY軸周りの長手偶力が、J’Nmcr (iJ21
sinθ −−−(7a)Y方向によるZ軸周りの長
手偏力が、 −5m0r (ZJ2’ LCO3θ −−−(7b
)になり、両者を合成した振れ回りが次のようになる。
F3mcr ω2 L (Sin θ−cos θ)
−−(Ill)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。
−−(Ill)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)式の同様の長手偶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。
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、クラン
ク軸1においては第4図の如く中央の第2気筒を除く第
1及び第3気筒にカウンタウェイトが設けられるもので
、この場合にウェイト取付けの自由度を増すため、第1
気筒では両クランク腕2a−1、2a−2に対応する2
個所にカウンタウェイト6ざ−1,Fd−2が、第3気
筒でも同様にクランク腕2cm1 、2cm2に対応す
る2個所にカウンタウェイト6σ−1,6σ−2が設け
である。また、バランサ軸7では第5図の如く第1ない
し第3気筒のすべての気筒相当部の箇所にそれぞれバラ
ンサ8a、 8b。
によりその具体的な実施例について説明すると、クラン
ク軸1においては第4図の如く中央の第2気筒を除く第
1及び第3気筒にカウンタウェイトが設けられるもので
、この場合にウェイト取付けの自由度を増すため、第1
気筒では両クランク腕2a−1、2a−2に対応する2
個所にカウンタウェイト6ざ−1,Fd−2が、第3気
筒でも同様にクランク腕2cm1 、2cm2に対応す
る2個所にカウンタウェイト6σ−1,6σ−2が設け
である。また、バランサ軸7では第5図の如く第1ない
し第3気筒のすべての気筒相当部の箇所にそれぞれバラ
ンサ8a、 8b。
8Cが設けである。
クランク軸1の2個のカウンタウェイトば−1゜ば−2
の質量の割合いは必ずしも等しくする必要はなく、合成
重心位置が変わるだけで任意に定めることができ、他の
2個のカウンタウェイト6ご−1゜6σ−2でも同様で
ある。また、エンジンの往復部分と回転部分の質量を第
1及び第3気n側に分離集中する場合は、上述の説明か
ら明がなように、各気筒側の合成質量を(<+p/2
) +mc) (IT/2 )として、30°位相調
整すれば良いので、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、 (ip/2 ) +mc) (Ji/2 ) x2
L= <E/2 ) spL +JascLを
発生させれば良い。
の質量の割合いは必ずしも等しくする必要はなく、合成
重心位置が変わるだけで任意に定めることができ、他の
2個のカウンタウェイト6ご−1゜6σ−2でも同様で
ある。また、エンジンの往復部分と回転部分の質量を第
1及び第3気n側に分離集中する場合は、上述の説明か
ら明がなように、各気筒側の合成質量を(<+p/2
) +mc) (IT/2 )として、30°位相調
整すれば良いので、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、 (ip/2 ) +mc) (Ji/2 ) x2
L= <E/2 ) spL +JascLを
発生させれば良い。
従って、カウンタウェイトm−z、m−2の合成質量を
Mca’ 、カウンタウェイト6σ−1,6σ−2の合
成N吊を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、Mea’ =lvlcc’を保
持する必要がある。
Mca’ 、カウンタウェイト6σ−1,6σ−2の合
成N吊を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、Mea’ =lvlcc’を保
持する必要がある。
そして、カウンタウェイト68′−1,61−2の合成
重心位置をL+×、カウンタウェイト6σ−1,6ご−
2の合成重心位置をL+yとすると、 Mca’ (=MOC’ ) X (L+X +L+
1 )= (IN/2 ) mpL+Jis+cLを渦
層すれば良いので、 Mca’ =Mcc’ = ((Jj/2 ) mpL
+Ja+cL )/(21+X +y ) ・・
・(9)となる。
重心位置をL+×、カウンタウェイト6σ−1,6ご−
2の合成重心位置をL+yとすると、 Mca’ (=MOC’ ) X (L+X +L+
1 )= (IN/2 ) mpL+Jis+cLを渦
層すれば良いので、 Mca’ =Mcc’ = ((Jj/2 ) mpL
+Ja+cL )/(21+X +y ) ・・
・(9)となる。
ここでx=y=o、即ちカウンタウェイト側−1゜6コ
ー2及び6ご−1,6σ−2の合成重心位置を共に各気
筒のピッチと一致させれば、質量Mca’ 、 Mcc
’は(巧/4)*p+(巧/2)scとなる。また、x
、yは任意に定め得るので、その値を大きくして重心
位置を離間するほど質量Mca’ 、 MCC’ は7
ノ)さくて演む。
ー2及び6ご−1,6σ−2の合成重心位置を共に各気
筒のピッチと一致させれば、質量Mca’ 、 Mcc
’は(巧/4)*p+(巧/2)scとなる。また、x
、yは任意に定め得るので、その値を大きくして重心
位置を離間するほど質量Mca’ 、 MCC’ は7
ノ)さくて演む。
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だけであり、各気筒相当毎にl
1l)/2の質量でハーフバランスさせれば良い。そこ
で、バランサ8a、 ab、 8cの各質量をMba、
Mbb、 fvjbc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x / 、 y
l 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 ’
を保持し、長手偶力に対しては第1及び第3気筒相当部
のバランサ8a、 8cのY方向成分をとって次式を満
たせば良い。
ンジンの往復部分の質量だけであり、各気筒相当毎にl
1l)/2の質量でハーフバランスさせれば良い。そこ
で、バランサ8a、 ab、 8cの各質量をMba、
Mbb、 fvjbc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x / 、 y
l 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 ’
を保持し、長手偶力に対しては第1及び第3気筒相当部
のバランサ8a、 8cのY方向成分をとって次式を満
たせば良い。
(Mba(L+x ’ )+Mbc(L+y ’ ))
xcos30− (IT/2 ) II)L即ち、 Mba−Mbb=Mbc=lIIL/2 (L+x
’ )・・・@) ここで、x’=y’=0、即ちバランサ8aと8b、8
bと80の間隔を各気筒のピッチと一致させれば、各バ
ランサ質量Mba、 Mbb、 Mbcは−p/2とな
る。
xcos30− (IT/2 ) II)L即ち、 Mba−Mbb=Mbc=lIIL/2 (L+x
’ )・・・@) ここで、x’=y’=0、即ちバランサ8aと8b、8
bと80の間隔を各気筒のピッチと一致させれば、各バ
ランサ質量Mba、 Mbb、 Mbcは−p/2とな
る。
また、中央のバランサ8bは第2気鉤の中心に一致さV
る心髄はなく、各バランサ相互の位置を離間、してX′
の値を大きくする程バランサ質量は小さくて済み、この
場合にバランサ8a、 8cをクランク軸1の軸受9a
、 9d相当部に配置するとそのスペースを有効利用す
ることができる。一方、バランサ8a、 8b、 8c
の全体を第1気筒側に移行して軸受9a。
る心髄はなく、各バランサ相互の位置を離間、してX′
の値を大きくする程バランサ質量は小さくて済み、この
場合にバランサ8a、 8cをクランク軸1の軸受9a
、 9d相当部に配置するとそのスペースを有効利用す
ることができる。一方、バランサ8a、 8b、 8c
の全体を第1気筒側に移行して軸受9a。
9J 9c相当部に配置したり、または第3気筒側に移
行して軸受9b、 9c、 9d相当部に配置すると、
すべてのバランサ8a、 sb、 8cについてクラン
ク軸軸受部のスペースの有効利用が図られ、且つバラン
サ軸1をクランク軸1に近づけることが可能になる。
行して軸受9b、 9c、 9d相当部に配置すると、
すべてのバランサ8a、 sb、 8cについてクラン
ク軸軸受部のスペースの有効利用が図られ、且つバラン
サ軸1をクランク軸1に近づけることが可能になる。
このことから、クランク軸1では第1気筒側のカウンタ
ウェイト5r−t、eぼ−2と第3気筒側のカウンタウ
ェイト6σ−z、Ei(’−2を合成重心位置との関係
で、質量は共に(9)式を満たし、カウンタウェイト6
a −1、6j−2の位置はクランクピンと反対側で位
相を30°進め、カウンタウェイト6σ−1,6σ−2
の位置はクランクピンと反対側で位相を30’ ilら
せて共に第2気筒のクランク腕2bに対し直角となる位
置にする。バランサ軸1ではバランサ8a、 8b、
8cを各気筒相当部の任意の位置において、([l)式
を満たす質量で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。
ウェイト5r−t、eぼ−2と第3気筒側のカウンタウ
ェイト6σ−z、Ei(’−2を合成重心位置との関係
で、質量は共に(9)式を満たし、カウンタウェイト6
a −1、6j−2の位置はクランクピンと反対側で位
相を30°進め、カウンタウェイト6σ−1,6σ−2
の位置はクランクピンと反対側で位相を30’ ilら
せて共に第2気筒のクランク腕2bに対し直角となる位
置にする。バランサ軸1ではバランサ8a、 8b、
8cを各気筒相当部の任意の位置において、([l)式
を満たす質量で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。
とで、エンジン振動等が非常に少なくなる。クランク軸
1のカウンタウェイトm、、er−2,6ご−1゜6σ
−2とバランサ軸7のバランサ8a、 8b、 8cの
取付けに関して一般性が加味されているので、設計の自
由度が増大する。特に、両側の2個のバランサ8a、
atをクランク軸軸受相当部に配置すると、質量が小さ
くて済むことになって剛性が増し、バランサ8a、8ヒ
がスペースの有効利用により取付は易くなる。尚、この
とき第2気筒相当部に中央のバランサ8bが略一致して
配置されているが、クランク軸側の第2気筒はカウンタ
ウェイトがなくクランク腕2bのみであるから、バラン
サ8bの取付に対しあまり制限されず、バランサ軸1を
成る程度クランク軸側に近づけることもできる。次いで
バランサ8a、 8b、 8cのすべてを移行して軸受
相当部に配置すると、スペースの有効利用を最大限発揮
してバランサ軸7のクランク軸側への近接による小型化
が一層可能になる。
1のカウンタウェイトm、、er−2,6ご−1゜6σ
−2とバランサ軸7のバランサ8a、 8b、 8cの
取付けに関して一般性が加味されているので、設計の自
由度が増大する。特に、両側の2個のバランサ8a、
atをクランク軸軸受相当部に配置すると、質量が小さ
くて済むことになって剛性が増し、バランサ8a、8ヒ
がスペースの有効利用により取付は易くなる。尚、この
とき第2気筒相当部に中央のバランサ8bが略一致して
配置されているが、クランク軸側の第2気筒はカウンタ
ウェイトがなくクランク腕2bのみであるから、バラン
サ8bの取付に対しあまり制限されず、バランサ軸1を
成る程度クランク軸側に近づけることもできる。次いで
バランサ8a、 8b、 8cのすべてを移行して軸受
相当部に配置すると、スペースの有効利用を最大限発揮
してバランサ軸7のクランク軸側への近接による小型化
が一層可能になる。
尚、第8図と第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。第8図のものはR−R方式でエンジン
が荷台の下に組込まれる場合であり、エンジン本体10
が略水平に倒して搭載され、且つこのエンジン本体10
の途中のすぐ上にエアクリーナ11、気化器12及び吸
入管13が水平に連結して設置され、クーラコンプレッ
サ14、A CG 15等も取付けられる。従って、バ
ランサ軸1を油中に没しないように上方に設番プると、
憾化器12、AC015等と干渉するようになり、クラ
ンク軸1側に近づけ得ることはこのよ、うな干渉を回避
することができて有利になる。
ついて説明する。第8図のものはR−R方式でエンジン
が荷台の下に組込まれる場合であり、エンジン本体10
が略水平に倒して搭載され、且つこのエンジン本体10
の途中のすぐ上にエアクリーナ11、気化器12及び吸
入管13が水平に連結して設置され、クーラコンプレッ
サ14、A CG 15等も取付けられる。従って、バ
ランサ軸1を油中に没しないように上方に設番プると、
憾化器12、AC015等と干渉するようになり、クラ
ンク軸1側に近づけ得ることはこのよ、うな干渉を回避
することができて有利になる。
第9図のものはF−F方式であり、エンジン本体10が
略垂直に搭載されてエアクリーナ11、気化器12及び
吸入管13が車室側に設けられ、排気管16がフロント
パネル側に設けられており、バランサ軸7をエンジン本
体10の前方に配置すると排気管16の触媒コンバータ
17と干渉することになる。従って、この場合もバラン
サ軸1をクランク軸1に近づけ得るならば、触媒コンバ
ータ11等との干渉が回避され、エンジン本体10をそ
の分フロントパネル側に寄せて車室を広くすることがで
きる等の種々の効果が得られる。
略垂直に搭載されてエアクリーナ11、気化器12及び
吸入管13が車室側に設けられ、排気管16がフロント
パネル側に設けられており、バランサ軸7をエンジン本
体10の前方に配置すると排気管16の触媒コンバータ
17と干渉することになる。従って、この場合もバラン
サ軸1をクランク軸1に近づけ得るならば、触媒コンバ
ータ11等との干渉が回避され、エンジン本体10をそ
の分フロントパネル側に寄せて車室を広くすることがで
きる等の種々の効果が得られる。
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!の
一実施例を示す模式図、第8図及び第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、2 、2a、 2b、 2c、
2a−z 、 2a−2。 2cm1 、2cm2・・・クランク腕、6.側−1,
ば−2,6σ−1゜6ご−2・・・カウンタウェイト、
7・・・バランサ軸、8゜8a、 8b、 8cm・・
バランサ、9a、 9b、 9c、 9d−・・軸受。 20−2 2C−2 7 第8図 第 9FIA
第7図は本発明による3気筒エンジンのバランサ装!の
一実施例を示す模式図、第8図及び第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、2 、2a、 2b、 2c、
2a−z 、 2a−2。 2cm1 、2cm2・・・クランク腕、6.側−1,
ば−2,6σ−1゜6ご−2・・・カウンタウェイト、
7・・・バランサ軸、8゜8a、 8b、 8cm・・
バランサ、9a、 9b、 9c、 9d−・・軸受。 20−2 2C−2 7 第8図 第 9FIA
Claims (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気筒のクランク腕の−クランクピ
ンと反対側において第2気筒のクランク腕と直角となる
位置に、それぞれ所定の質量のカウンタウェイトを設け
、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、
第2及び第3気筒相当部の3個所に所定の質量のバラン
サをハーフバランスづるように設けたことを特徴とする
3気筒エンジンのバランサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13688781A JPS5837349A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 3気筒エンジンのバランサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13688781A JPS5837349A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 3気筒エンジンのバランサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5837349A true JPS5837349A (ja) | 1983-03-04 |
Family
ID=15185866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13688781A Pending JPS5837349A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 3気筒エンジンのバランサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837349A (ja) |
-
1981
- 1981-08-31 JP JP13688781A patent/JPS5837349A/ja active Pending
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