JPS5839853A - 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
に与える影豐も大きい。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−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＊ｔｉｉａ
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
ク軸側に近付けると共にその＠鰻小型化、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気嶋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
フバランスき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ｔｌ後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Ｚ軸上部からθ右回り位置した
場合に、バうンサ軸１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−０、説明を判り易くするため０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、クー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、回転質量−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−
０になり、合計すると（ＩＩ）／２　）＋肛となる。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１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　　（（＋ｅｐ／２　）＋−Ｃ）に、バランサ
軸側のバランサ合計質量は（３／２）ｕとなる。

５− 次いで３気筒エンジンにわ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、第１気筒はそれから２
４０°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Ｆ９１、第２気筒の起振力Ｆｐ２、第３気筒の起振
力ＦＤ３は次のようになる。

Ｆｐｌ−＝ｓｐｒ　ω２　ｃｏｓ　　（θ＋２４０）Ｆ
　ｐ２−　ｍｐｒ　ω２　ｃｏｓθ Ｆｐ３−ｓｐｒω２ｃｏｓ（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＞６
− で示される。

即ち、 Ｆｌｌ・Ｓ十Ｆｌ）２（Ｓ＋１＞　十Ｆｌ）３（Ｓ＋２
　Ｌ）＝−ｊ”ｊａｐｒ　（１）２　１　ｓｉｎ　θ−
−−（１）となって、Ｚ方向荷重である往復質量により
７輪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２方向では、各カウンタ
ウェイト質量による力Ｆ　ｒｅｃｌ、Ｆｒｅｃ２、Ｆｒ
ｅｃ３が次のようになる。

Ｆｒｅｃｌ＝　　（ｓｐ／２　　）　　ｒ　　ω２　　
ｃｏｓ　　（θ　＋２４０　＋１８０　）Ｆｒｅｃ２＝
　　（ｌｐ／２　　）　　ｒ　　ω２　　ＣＯ６（θ　
＋１８０）’Ｆｒｅｃ３＝　　（ｍｐ／２　　）　　ｒ
　　ω２　　ｃｏｓ　　（θ　＋１２０　　＋１８０　
　）従って、Ｚ方向の慣性力は、 Ｆ　ｒｅｃｌ　＋　Ｆ　ｒｅｃ２＋　Ｆ　ｒｅｃ３＝　
０一方、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　ｒｅｃｌ　−Ｓ　＋Ｆ　ｒｅｃ２　（Ｓ　＋　１　
）　十Ｆ　ｒｅｃ３　（Ｓ　＋２１） ＝　（Ｊｊ／２　）　ａｐｒ　ω２１　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　）　ｓｐｒ　ｏｏ２　Ｌ　ｃｏｓθ−−
−（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６Ｇ
により生じる長手方向の慣性偶力は、２方向によるＹ軸
周りと、Ｙ方向によるＺ輪周りに生じ、両者合成したも
のは次のようになる。

（ＨＩ３　　＞ＩＩ）ｒ　　ｗ２　１−ｓｉｎ　　θ　
−（ｆｆｉ／２）ａｐｒＸω２Ｌｃｏｓθ ＝　　（ｆｆｉ／２　　）　　ｉｐｒω２　１　　（ｓ
ｉｎ　　θ−ＣＯＳ　　θ）・　・　・（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、６σは、（Ｊ’Ｎ／２　）　　（
ｌｐ／２　）の質−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６ｄ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側、εごはクランク軸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ゝらθだけ動いたとき
の２方向の各カウンタウェイト質−によるｈＦｒｅｃｌ
’　、　ｌ：　ｒａｃ３’は、９− Ｆｒｅｃｌ’　　−（旧／２　　）　　（ｍｐ／２　　
）ｒ　　ω２ｘｃｏｓ（θ＋２４０　＋　１８０　＋３
０）Ｆｒｅｃ３’　　−（Ｊ’ｊ／２　　）　　（ｓｐ
／２　　）　　ｒ　　ω２ｘｃｏｓ（θ＋１２０　　＋
１８０　−３０）となって、２方向慣性力は、 Ｆ　ｒｅｉ０１’　＋　Ｆ　ｒｅｃ３’　＝　Ｑとなり
、当然釣合う。

次いでこの２方向の力による長芋方向慣性偶力は、 Ｆｒｅｃ１’　　−８＋Ｆｒｅｃ３’　　（Ｓ＋２１）
−（ＩＮ／２　　）ｍｐｒ　　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方向の力による長芋方向
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トは各
気筒毎に１１Ｉ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ー１〇− タウエ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、 一旧■ｐｒ　　ｏｏ２　Ｌｓｉｎ　　θ　＋　（ＩＮ／
２　　）　　ｍｐｒ　　ｗ２ｘｉ−（ｓｉｎθ−ＣＯＳ
θ） ＝　−（ＩＮ／２　）　ｍｐｒ　ｏｏ２１　（ｓｉｎθ
＋ＣＯ８θ）・・・（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８
ａは、左回り２４００位相が進んだ位置から更に１８′
ｏ０ずれた位置に、第３気筒相当のバランサ８Ｃは左１
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、　Ｆｒｅｃ２．　Ｆｒｅｃ３は、Ｆｒｅｃｌ
　−（−ｐ／２　　）　　ｒ　　ｏｏ２　　ｃｏｓ　　
（θ　＋２４０　　＋１８０　　）Ｆｒｅｃ２−　（ａ
ｐ／２　）　ｒ　ω２　ｃｏｓ　　（θ−＋−１８０）
Ｆ　ｒｅｃ３−　　（ＩＤ／２　　）　　ｒ　　ω２　
　ｃｏｓ　　（θ　）　１２０　　＋　１８０　　）と
なって、２方向慣性力は釣合い、この２方向の力による
Ｙ軸周りの長手偏力は、 （Ｊｊ／２　）　ａｐｒ　（１）２　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、（Ｊｊ／
２）ｇｉｐｒω２１ｃｏｓθ・・・（２ｂ’　）従って
バランサ軸側のバラン＋ｊ８ａ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’Ｎ／２　　）　　ｉｐｒ　　ω２　１　　（ｓｉ
ｎ　　θ　＋ｃｏｓ　　θ　）・・・（４′） ところでこのバト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ビの質量は−ｐ／
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１３− ３気筒に働く力、ＦＣＩ、　Ｆｃ２．　ｌ”ｃ３は次の
ようになる。

Ｆｃ１−ｉｃｒ　ω２　ｃｏｓ　　（θ）２４Ｇ）ＦＣ
２＝ＩＣｒ　ω２ｃｏｓθ Ｆｃ３−ｍａｒ　　ω２　　ｃｏｓ　　（θ　＋１２０
　）これにより回転質量によるＹ軸周りの長手偏力が、
−ｊ’ｊｇｉｃｒ　　ｃｃ＞２　　Ｌ　ｓｉｎ　　θ　
　　−−−（５ａ）２軸周りの長手偏力′が、 旧１ｃｒω２Ｌｃｏｓθ　・・・（５ｂ）になって、同
様にＺ方向による゛・Ｙ軸周りと、Ｙ方向によるＺ輪周
りに生じることになり、合成する□と次のようになる。

−Ｅｍｃｒ　ω２　Ｌ　（ｓｉｎθ−ｃｏｓθ）　−−
−（６）次いで、この回転質量を各気筒毎に１　：１で
バランスき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、Ｆ　ｒｏｔ
ｌ、　Ｆ　ｒｏｔ２．　Ｆ　ｒｏｔ３は次のようになる
。

１”　ｒｏｔｌ−鵬ｃｒ　　（１３２ｃｏｓ　　　（θ
、＋２４０　　＋１８０　　）Ｆｒｏｔ２＝ｍｃｒ　ｏ
ｏ２　ｃｏｓ　　（θ＋１８０）１４− Ｆ　ｒｏｔ３＝＊ｃｒ　　ω２　　ｃｏｓ　　（θ＋１
２０　　＋１８０　　）これにより、Ｚ方向によるＹ軸
周りの長手偏力が、Ｅ−ａｒ　　ｏｏ２　　Ｌ　ｓｉｎ
　　θ　　　　　−−−（７ａ）Ｙ方向による７輪周り
の長手偏力が、 −ＪＴｓｃｒ　ω２１ｃｏｓθ　　−−−（７ｂ）にな
り、両者を合成した振れ回りが次のようになる。

Ｊ’ｊ−ｃｒ　　ω２　１　　（ｓｉｎ　　θ　−ＣＯ
Ｓ　　θ　）　　−−（８）ところでかかる回転質量に
よる場合も＃１４図に示す如く、質量をｍｅに（ｍ／２
　）を乗じ、３００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撃に立脚するもので、第７図
によりその具体的な実施−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ｔＩ１１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、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、クランク輪１ではまず舊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
−五と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ＩＪ−１とｍ−２，ｓビー１と６ご−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、この場合に例
えば第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８ｂ−ｉ　、　ａｂ
−２が、すべて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ｄ−ｓ　と
ｕ−ａ、６（’−１と６＋’−ａＥついＴはｖ　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Ｉ
ｃに（ＩＮ／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、 −ｃ（ｊ’ｊ／２　　）　　ｘ　　２Ｌ　　＝Ｉゴ■ｃ
ｌを発生させれば良い。

従って、カウンタウェイトｄ　−ｘ　、　ｄ−２の合成
質■をＭｃａ’、カウンタウェイトＷ！　−１、ｅｃ’
−２の合成質量をＭ　ｃｃ’　とすると、クランク輪°
１上の慣性力の釣合いを考慮してＭｃａ’　−Ｍ　ＱＣ
’を保持する。

またカウンタウェイトｅｌ−４とば−２のＹ軸に対する
１７− 合成重６位１をＬ　＋　ＸＩ、カウンタウェイト６σ−
１と６ご−２のＹ軸に対する合成重心位置をＬ＋Ｖ’　
とすると、 Ｍｃａ’　　（１＋　Ｘ’　＋Ｌ＋　ｙ’　）　＝Ｊｊ
ｉｃＬを満たせば良いので、次の一般式になる。

Ｍｃａ’　　−Ｍａｃ’　　＝ＪｊｉｃＬ／　　（２Ｌ
＋　　ｘ’　　＋　　ｙ’　　　）・・・（９ａ） 次いで往ｌｌ５Ｉ分の質量に対するカウンタウェイト６
ａ−１と６ａ−２、６ｂ、、４と６ｂ−２、６ｃｍ１と
６０−２にツいては、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６、ｂ−
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［＋Ｘ
、第３気筒のカウンタウェイト６０−１と６０−２の合
成重心位置をＬ＋Ｖとすると、Ｍｃａ（Ｌ＋ｘ　）＝Ｍ
ｃｃ（Ｌ＋ｙ　）により、ｘ＝　ｙを保持する。

そして、長手偏力に対しては♀方向成分を取出して、 −１８＝ （Ｍｃａ（Ｌ＋　　ｘ）＋Ｍｃｃ（Ｌ＋　　ｙ））　　
ｃｏｓ３０−　　（ＪＴ／２　　）　■ｐＬ を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｃａ＝Ｍｃｂ−Ｍａｃ　−（１／２　）　ｓｐｙ／　
（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、いずれも合成重心位置ｘｌ
　、　　ｙｌ　、　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気筒でカウンタウェイト６ａ−１と６ａ−
２，側−１とば−２の合成重心位置、カウンタウェイト
６ｃｍ１とｅｃ−２，ｅご−１と１−２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’　＝
　ｙ’　＝　ｘ−ｙ　−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（旧／２）ｓｃとなり、往復部分の質−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．）　−ＥＩとなる。

また、第１及び第３気筒では回転及び往復部分で別々に
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７ではエンジンの往復質量に対するも
のを各気筒相当部毎で釣合わせるのであるから、各気筒
相当部においてｓｐ／　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。

８Ｃの質量をＭｂａ、Ｍｂｃとし、２分割されているバ
ランサ８ｔＬ１　、　ａｂ−ａの合成質量をＭｂｂとし
、中央のバランサ８ｂ−１、８ｂ−２の合成重心位置に
対するバランサ８ａ、　８ｃの位置をｌ　＋　ｘ／／　
、　Ｌ　＋、　ｙ／／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［７６゜また、長手偏力に対しては第
１及び第３気筒側（１）ｌ＜ランサ８ａ、　８ｃのＹ方
向成分をとって、（Ｍｂａ（Ｌ＋ｘ”）　＋ＭｂＯ（Ｌ
、　＋　Ｖ”　）　）　　ｃｏｓ３０＝　（Ｊ’ｊ／２
　）　ＩｐＬ の関係を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｂａ−Ｍｂｂ＝Ｍｂｃ＝−ｐＬ／　　２（Ｌ＋　　ｘ
”　　）・　・　・　　■） 従って、クランク軸１の軸受９ａと９ｂに対する９Ｃと
９ｄのピッチが異なる場合でも、中央のバランサａｂ−
１と８ｂ−２の合成重心位置の選択により４個のバラン
サ８ａ、　８ｂ−１、８ｂ−２、８ｃを軸受９ａ、　９
ｂ、　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−，、８ｔＬ２
の質量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、その中心を相当部とした場合に比べてバ
ランサ貿■が小さくて済むことになり、すべてのバラン
サ８ａ、　８Ｌ１　、８ｂ−２、８ｃが軸受部のスペー
スの有効利用を図っている。

こうして、クランク軸１では第１及び第３気筒に（９ａ
）式の合成質量のカウンタウェイトｅｔｆ−ｉとｍ−２
，ｓｃ−１と６ご−２を第２気筒のり、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、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
はバランサ８ａ、　８ｂが第１及び第３気筒の軸受９ａ
。

２ｌ− ９ｄ相当部で、２分割したバランサ８ｂ　−ｉ　、　５
ｂ−２が第２気筒の軸受９ｂ、　９ｃ相当部で＠）式の
質量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。

そして、すへＴ　ｆ）ｌ＜　７　ンｆ８ａ、　８ｂ−１
、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置されてそのカウンタウェ
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側に近付けた配置が可能
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気鏑相当部としてクランク軸
軸受９ｂ、　９ｃのいずれが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。

マタ更ニ、ｔへＴ（１）ｔ＜ｙ＞す８ａ、　８ｂ−１，
８ｂ−２゜８Ｇが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８ａは、バランサ軸
７２２− 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を介し軸受９ａと共通の軸支部２２
に嵌合して組付けられる。また他の３ｍのバランサ８Ｌ
１　、８ｂ−２、８ｃも全く同様に構成されて軸受９ｂ
と共通の軸支部２４、軸受９Ｃと共通の軸支部２５、軸
受９ｄと共通の軸支部２６にそれぞれ組付けられるので
あり、これによりバランサ軸７はバランサ８ａ。

ａｂ、　、　８ｂ−２、８ｃにおける上述の構成の軸受
２３により両端及び中間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。往慢部分
と回転部分の質量によるものを分番すて扱い、且つそれ
ぞれ異なる釣合い方を用、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
ンタウニされることで、設計の自由度が増す。更にバラ
ンサ軸１においてすべてのバランサ８ａ、　８Ｌ１　、
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
ているので、その軸受部のスペースの有効利用によりバ
ランサ軸１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、すへＴ　（Ｄハフ　ンサ８ａ、　８ｂ−１、８ｂ
−２、８ｃを軸受内蔵構造にしてバランサ軸７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
が著しく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１の
軸受をクランク軸軸受９ａ、　９ｂ、　９ｃ。

９ｄ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ｉすることによる
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７がオイル
中に一部つかるものにおいても、すべてのバランサ８ａ
、　８Ｌ１　、８ｂ−２、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。

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１０１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２５− 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とす側面図である。 １・・・クランク軸、２ａ、　２ｂ、　２ｃ・・・クラ
ンク腕、６ａ−１、６ａ−２，６ｂ−１、６ｂ−２，ｅ
ｃ−１，６ｃｍ２．６１−ｉ、　＆ｒ−ａ。 ６（’−１．Ｅｌσ−２・・・カウンタウェイト、７・
・・バランサ軸、８ａ、　８Ｌ４　、８ｂ−２、８ｃｍ
・・バランサ、９ａ、　９ｂ、　９ｃ、　９ｄ・・・ク
ランク軸軸受、２０・・・軸管、２１・・・メタル、２
２゜２４、２５．２６・・・軸支部、２３川軸受。 特許出願人　　　富士重工業株式会社 代理人弁理士　　小　橋　信　淳 同　弁理士　　村　井　　　進 ２６− ｂ−２ ２ 第８ｓ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クランク腕が順次１２０°の等−隅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
   のバランサ軸を設け、該バランサ軸において第１ないし
   第３気筒のうちの２つの気筒のそれ讐れ１個のクランク
   軸軸受相当部の２個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２１１所に
   は２分割したバランサをハーフバランスすべく設け、こ
   れらのバランサのすべて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。