JPS634054B2 - - Google Patents
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- JPS634054B2 JPS634054B2 JP919282A JP919282A JPS634054B2 JP S634054 B2 JPS634054 B2 JP S634054B2 JP 919282 A JP919282 A JP 919282A JP 919282 A JP919282 A JP 919282A JP S634054 B2 JPS634054 B2 JP S634054B2
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- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
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- 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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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
この発明は３気筒エンジンのバランサ装置に関
する。 一般に、クランクアームを120゜等間隔に配置し
た３気筒エンジンにおいては、ピストン，ピスト
ンピン，連接棒小端部等の重量の和に相当するク
ランク系の往復重量に起因して、ピストンの摺動
往復方向に生じる一次慣性力のために、不釣り合
いな一次慣性偶力が発生する。 ところで、従来、この不釣り合いな一次慣性偶
力を除去するバランサ装置としては第１，第２図
に示すようなものが提案されている（特公昭56−
38814号）。 このバランサ装置は、クランクシヤフト１の各
気筒用クランクジヤナルに対してクランクアーム
２，３，４の反対側延長方向に夫々バランスウエ
イトWc1′，Wc2′，Wc3′を設けるもので、上記各
バランスウエイトWc1′，Wc2′，Wc3′の重量は各
気筒のクランクアーム２，３，４、クランクピン
５，６，７、連接棒大端部等の重量の和に相当す
る回転重量WRと、ピストン８，９，１０、ピス
トンピン、連接棒小端部等の重量の和に相当する
往復重量W0の２分の１の重量との和に相当する
重量（WR＋１／２W0）に設定すると共に、上記各 バランスウエイトWc1′，Wc2′，Wc3′はクランク
シヤフト１の軸心に対してクランク半径ｒの位置
に設けて、各気筒をいわゆるハーフバランスさ
せ、上記往復重量W0による一次慣性偶力と上記
バランスウエイトWc1′，Wc2′，Wc3′により生じ
る慣性偶力との合成偶力を上記クランクシヤフト
に作用させる一方、上記クランクシヤフト１と平
行でかつ同じ角速度ωで回転するバランサシヤフ
ト１５に、一定慣性力Ｐ（＝γω2／ｇ×１／２W0× cos30゜）を生じさせる一対のバランスウエイト
WA，WAを互いに逆方向、かつ軸方向に気筒間の
ピツチＬの２倍の2Lの距離をおいて設け、上記
バランスウエイトWA，WAによる慣性偶力
する。 一般に、クランクアームを120゜等間隔に配置し
た３気筒エンジンにおいては、ピストン，ピスト
ンピン，連接棒小端部等の重量の和に相当するク
ランク系の往復重量に起因して、ピストンの摺動
往復方向に生じる一次慣性力のために、不釣り合
いな一次慣性偶力が発生する。 ところで、従来、この不釣り合いな一次慣性偶
力を除去するバランサ装置としては第１，第２図
に示すようなものが提案されている（特公昭56−
38814号）。 このバランサ装置は、クランクシヤフト１の各
気筒用クランクジヤナルに対してクランクアーム
２，３，４の反対側延長方向に夫々バランスウエ
イトWc1′，Wc2′，Wc3′を設けるもので、上記各
バランスウエイトWc1′，Wc2′，Wc3′の重量は各
気筒のクランクアーム２，３，４、クランクピン
５，６，７、連接棒大端部等の重量の和に相当す
る回転重量WRと、ピストン８，９，１０、ピス
トンピン、連接棒小端部等の重量の和に相当する
往復重量W0の２分の１の重量との和に相当する
重量（WR＋１／２W0）に設定すると共に、上記各 バランスウエイトWc1′，Wc2′，Wc3′はクランク
シヤフト１の軸心に対してクランク半径ｒの位置
に設けて、各気筒をいわゆるハーフバランスさ
せ、上記往復重量W0による一次慣性偶力と上記
バランスウエイトWc1′，Wc2′，Wc3′により生じ
る慣性偶力との合成偶力を上記クランクシヤフト
に作用させる一方、上記クランクシヤフト１と平
行でかつ同じ角速度ωで回転するバランサシヤフ
ト１５に、一定慣性力Ｐ（＝γω2／ｇ×１／２W0× cos30゜）を生じさせる一対のバランスウエイト
WA，WAを互いに逆方向、かつ軸方向に気筒間の
ピツチＬの２倍の2Lの距離をおいて設け、上記
バランスウエイトWA，WAによる慣性偶力
【式】と上記合成偶力と
を釣り合わせて、上記往復質量W0による一次慣
性偶力を比較的簡単に相殺するようにしている。 しかしながら、上記バランサ装置は各気筒をハ
ーフバランスさせているために、クランクシヤフ
トに付けるカウンタウエイトWc1′，Wc2′，
Wc3′の総重量は｛３×（WR＋１／２W0）｝となり、 重くなつて、クランクシヤフト１全体が重くなる
という欠点がある。このため、上記バランサ装置
はエンジンを軽量化して、燃費性能、走行性能の
向上を図る今日の思想に反することになる。 そこで、上記バランサ装置のクランクシヤフト
１と等価なつまりその偶力と同じ偶力を生じさせ
るクランクシヤフトを上記従来例よりも軽量に構
成したバランサ装置が提案されている（特開昭55
−6035号）。 このバランサ装置は第２気筒に付加すべきカウ
ンタウエイトを除去し、第１，第３気筒に付加す
る各カウンタウエイトW″c1，W″c3（図示せず）
を、クランクシヤフトの回転中心に対して、
夫々、第１，第３気筒のクランクアームと反対側
で、第２気筒のクランクアームに対して夫々垂直
方向で、クランクシヤフトの回転中心に対して
180゜反対方向かつクランク半径ｒの位置に設け
て、第１，第３気筒のカウンタウエイトWc1″，
Wc3″の各重量W″c1，W″c3を、 とし、カウンタウエイトW″c1，W″c3全体の重量
を√３（WR＋１／２W0）として、軽量化している。 しかしながら、このクランクシヤフトから成る
バランサ装置は第２気筒にカウンタウエイトを設
けていないために、第２気筒の回転重量WRによ
る慣性力（遠心力）により、第２気筒のクランク
ジヤナルに対する軸受部に大きな負荷がかかり、
軸受部のメタルの耐久性を損ねるという欠点があ
る。 そこで、この発明の目的は、往復質量による一
次慣性偶力を消去し得る上に、クランクシヤフト
全体を軽量化でき、かつクランクシヤフトの軸受
部に大きな負荷をかけないで、そのメタルの耐久
性を向上し得るようにすることにある。 この発明の構成は、クランクアームを120゜等間
隔に配置した３気筒エンジンのクランクシヤフト
と平行でかつ反対方向に同じ速度で回転する一本
のバランサシヤフトに、一定の大きさの慣性偶力
を発生させるバランスウエイトを設け、さらに、
クランクシヤフトにおいて第１気筒のクランクジ
ヤーナルに対してそのクランクアームの反対側か
つそのクランクアームの反対側延長方向と第２気
筒のクランクアームに直角な方向との中間方向
に、一定の慣性力を発生させる第１のウエイトを
設けると共に、第３気筒のクランクジヤーナルに
対してそのクランクアームの反対側かつそのクラ
ンクアームの反対側延長方向と第２気筒のクラン
クアームに直角な方向との中間方向に一定の慣性
力を発生させる第１のウエイトを設けて、上記両
第１のウエイトの慣性力により生じる不釣合いな
慣性偶力と往復重量による一次慣性偶力との合成
偶力と、上記バランスウエイトにより生じる慣性
偶力とを釣り合わせるようにし、さらにまた、第
２気筒のクランクジヤーナルに対してそのクラン
クアームの反対側延長方向に、一定の慣性力を生
じさせる第２のウエイトを設けて、上記第２のウ
エイトによる慣性力と上記両第１のウエイトによ
る慣性力の第２気筒のクランクアーム方向成分と
を釣り合わせるようにしたことを特徴としてい
る。 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。 第３，４図において、１はクランクシヤフト、
２，３，４は第１，第２，第３気筒の120゜等間隔
に配置した各クランクアーム、５，６，７は第
１，第２，第３気筒の各クランクピン、８，９，
１０は第１，第２，第３気筒の各ピストン、１５
はバランサシヤフト、WA，WAはバランスウエイ
トであつて、それらの構成および重量分布は第
１，２図に示す従来例（以下、第１従来例とい
う。）と全く同一になつている。 上記クランクシヤフト１の回転中心から第１気
筒のクランクアーム２の反対側へ向け、かつ、第
２気筒のクランクアーム３に直交する方向に対し
て15゜の傾斜をなしてクランク半径ｒだけ突出し
た位置に、第１のウエイトWc1を設けると共に、
クランクシヤフト１の回転中心から、第３気筒の
クランクアーム４の反対側で、第２気筒のクラン
クアーム３に直交する方向に対して15゜の傾斜を
なしてクランク半径ｒだけ突出した位置に、今一
つの第１のウエイトWc3を設けている。上記両第
１のウエイトWc1，Wc3の重量Wc1，Wc3は全く同
一にしている。またクランクシヤフト１の回転中
心から、第２気筒のクランクアーム３の正反対側
（180゜反対側）へ向けてクランク半径ｒだけ突出
した位置に、第２のウエイトWc2を設ける。 上記第１のウエイトWc1，Wc3の重量Wc1，Wc3
は、
Wc1＝Wc3＝rω2／ｇ（WR＋１／２W0）cos30°／rω2
／ｇcos15°… cos30°／cos15°（WR＋１／２W0） … と設定し、また第２のウエイトWc2の重量Wc2は、 Wc2＝√３tan15゜（WR＋１／２W0） …… と設定する。 ここで、WR：各気筒の回転重量 W0：各気筒の往復重量 ｇ ：重力加速度 ω ：クランクシヤフトの角速度 ｒ ：クランク半径である。 次に、上記構成の３気筒エンジンのバランサ装
置が軽量な構造で一次慣性偶力を消去し、かつク
ランクシヤフトの軸受部に過大な負荷をかけない
ことを以下に説明する。 このバランサ装置と第１従来例とは、カウンタ
ーウエイトWc1′，Wc2′，Wc3′と第１，第２のウ
エイトWc1，Wc2，Wc3との取付位置および重量
のみが相異し、他の構造は全く同一なものであ
る。したがつて、第１，第２のウエイトWc1，
Wc2，Wc3からなる系とカウンタウエイトWc1′，
Wc2′，Wc3′からなる系とが同一の慣性偶力を生
じること、つまり等価であることを証明すれば、
この実施例のものに往復重量による不釣合いな一
次慣性偶力がエンジンに生じないことが分かる。
また、この実施例と第１従来例とは各気筒間のピ
ツチＬが同一なので、上記両系の慣性力（遠心
力）が等しければ、両系の慣性偶力が等しいこと
になる。したがつて、上記両系の慣性力が等しく
なることを第５図を参照しながら説明する。 第１のウエイトWc1，Wc3による各慣性力F1，
F3は夫々第２気筒のクランクアーム３と直交す
るＸ軸方向と15゜傾斜し、 F1＝Wc1／ｇrω2 … F3＝Wc3／ｇrω2 … となる。 上記，式に夫々式を代入すると、 F1＝rω2／ｇ・cos30゜／cos15゜（WR＋１／２W0）…
F3＝rω2／ｇ・cos30゜／cos15゜（WR＋１／２W0）…
となる。 上記慣性力F1，F3のＸ軸方向成分F1x，F3xは、
慣性力F1，F2に夫々cos15゜を乗算して、 F1x＝rω2／ｇcos30゜（WR＋１／２W0） … F3x＝rω2／ｇcos30゜（WR＋１／２W0） … となる。 一方、第１従来例のカウンタウエイトWc1′，
Wc3′のＸ軸方向成分F1x′，F3x′は第２図より明
らかなように、 F′1x＝rω2／ｇcos30゜（WR＋１／２W0）… F′3x＝rω2／ｇcos30゜（WR＋１／２W0）… となる。 したがつて、上記，，，式より第１従
来例とこの実施例とはＸ軸方向の慣性力に関して
は等しい。 また、上記慣性力F1，F3のｙ軸方向の成分
F1y，F3yは、 F1y＝F1sin15゜ … F3y＝F3sin15゜ … となり、上記，式に式を代入すると、 F1y＝rω2／ｇ （cos30゜）（tan15゜）（WR＋１／２W0） … F3y＝rω2／ｇ （cos30゜）（tan15゜）（WR＋１／２W0） … となる。 したがつて、上記慣性力のｙ軸成分F1y，F3yの
合力は、，式より F1y＋F3y＝rω2／ｇ √３（tan15゜）（WR＋１／２W0） … となる。 一方、第２のウエイトWc2の慣性力F2は、第２
気筒のクランクアーム３の正反対側、つまりｙ軸
方向になつて、 F2＝rω2／ｇWc2 … となり、この式に式を代入すると、 F2＝rω2／ｇ√３（tan15゜）（WR＋１／２W0） … となる。 したがつて、，式より、 F1y＋F3y＝F2 … となり、この第１，第２のウエイトWc1，Wc2，
Wc3からなる系のｙ軸方向の慣成力の成分は釣り
合つて零となり、また、各気筒はクランクシヤフ
ト１の軸方向に等ピツチＬに設けているので、偶
力も生じさせない。 一方、第１従来例はカウンタウエイトWc1′，
Wc2′，Wc3′を120゜等間隔に設け、その重量を
夫々（WR＋１／２W0）としているので、明らかに、 ｙ軸方向の成分を生じさせず、また偶力も生じさ
せない。 上記の解析により、第１従来例のカウンタウエ
イトWc1′，Wc2′，Wc3′からなる系と、この実施
例の第１と第２のウエイトWc1，Wc2，Wc3から
なる系は偶力に関して、等価であり、したがつ
て、このバランサ装置は一次慣性偶力を相殺でき
ることが分かる。 一方、この装置の第１，第２のウエイトWc1，
Wc2，Wc3の総重量は，式より、 Ｗ＝Wc1＋Wc2＋Wc3 ＝√３（tan15゜＋１／cos15゜） （WR＋１／２W0） … となる。 一方、各気筒をハーフバランスさせる第１従来
例のもののカウンタウエイトWc1′，Wc2′，
Wc3′の総重量W′は、 W′＝３（WR＋１／２W0） … となる。 上記，式より、 Ｗ／W′＝3/3（tan15゜＋1 cps15゜）＝0.74となる。 したがつて、このバランサ装置は、第１従来例
のものに比して、ウエイトの重量を約26％軽量化
でき、クランクシヤフト全体を軽量化できること
が分かる。 また、このバランサ装置は、第２気筒に第２の
ウエイトWc2を設けているので、第２気筒の回転
重量WRによる慣性力を相当に相殺することがで
き、したがつて、第２従来例（特開昭55−6035号
に記載のもの）よりも、第２気筒のクランクジヤ
ーナルに対する軸受部にかかる負荷を小さくする
ことができ、そのメタルの耐久性を向上すること
ができる。 上記実施例では、第１のウエイトWc1，Wc3の
取付方向を、第２図中ｘ軸から15゜とにしたが、
この発明はこの角度に限定されるものでなく、軸
受部の耐久性の優劣等、そのエンジンが有してい
る特性などに合わせてその角度をベストの位置に
定めるようにして、おおむね0゜を越えて30゜未満
の角度範囲のほぼ中間に設定することが可能であ
る。 また、上記実施例では、第１，第２のウエイト
Wc1，Wc2，Wc3をクランクシヤフト１の中心か
らクランク半径ｒの距離に設けたが、等価な慣性
力を生じさせるものならばこの距離に限定されな
いことは言うまでもない。 以上の説明で明らかな如く、この発明は、クラ
ンクアームを120゜等間隔に配置した３気筒エンジ
ンにおいて、第１気筒のクランクジヤーナルに対
してそのクランクアームの反対側かつそのクラン
クアームの反対側延長方向と第２気筒のクランク
アームに直角な方向との中間方向に、一定の慣性
力を発生させる第１のウエイトを設けると共に、
第３気筒のクランクジヤーナルに対してそのクラ
ンクアームの反対側かつそのクランクアームの反
対側延長方向と第２気筒のクランクアームに直角
な方向との中間方向に、一定の慣性力を発生させ
る第１のウエイトを設けて、上記両第１のウエイ
トの慣性力により生じる不釣合いな慣性偶力と往
復重量による一次慣性偶力との合成偶力と、上記
クランクシヤフトと平行に配置され、クランクシ
ヤフトと同一角速度で逆方向に回転するバランサ
シヤフトに設けたバランスウエイトにより生じる
慣性偶力とを釣り合わせるようにし、さらに、第
２気筒のクランクジヤーナルに対してそのクラン
クアームの反対側延長方向に一定の慣性力を生じ
させる第２のウエイトを設けて、上記第２のウエ
イトによる慣性力と上記両第１のウエイトによる
慣性力の第２気筒のクランクアーム方向成分とを
釣り合わせるようにしたから、往復質量による一
次慣性偶力を消去できる上に、クランクシヤフト
全体を軽量化でき、しかもクランクシヤフトの軸
受部に大きな負荷をかけないようにでき、そのメ
タルの耐久性を向上することができる。
性偶力を比較的簡単に相殺するようにしている。 しかしながら、上記バランサ装置は各気筒をハ
ーフバランスさせているために、クランクシヤフ
トに付けるカウンタウエイトWc1′，Wc2′，
Wc3′の総重量は｛３×（WR＋１／２W0）｝となり、 重くなつて、クランクシヤフト１全体が重くなる
という欠点がある。このため、上記バランサ装置
はエンジンを軽量化して、燃費性能、走行性能の
向上を図る今日の思想に反することになる。 そこで、上記バランサ装置のクランクシヤフト
１と等価なつまりその偶力と同じ偶力を生じさせ
るクランクシヤフトを上記従来例よりも軽量に構
成したバランサ装置が提案されている（特開昭55
−6035号）。 このバランサ装置は第２気筒に付加すべきカウ
ンタウエイトを除去し、第１，第３気筒に付加す
る各カウンタウエイトW″c1，W″c3（図示せず）
を、クランクシヤフトの回転中心に対して、
夫々、第１，第３気筒のクランクアームと反対側
で、第２気筒のクランクアームに対して夫々垂直
方向で、クランクシヤフトの回転中心に対して
180゜反対方向かつクランク半径ｒの位置に設け
て、第１，第３気筒のカウンタウエイトWc1″，
Wc3″の各重量W″c1，W″c3を、 とし、カウンタウエイトW″c1，W″c3全体の重量
を√３（WR＋１／２W0）として、軽量化している。 しかしながら、このクランクシヤフトから成る
バランサ装置は第２気筒にカウンタウエイトを設
けていないために、第２気筒の回転重量WRによ
る慣性力（遠心力）により、第２気筒のクランク
ジヤナルに対する軸受部に大きな負荷がかかり、
軸受部のメタルの耐久性を損ねるという欠点があ
る。 そこで、この発明の目的は、往復質量による一
次慣性偶力を消去し得る上に、クランクシヤフト
全体を軽量化でき、かつクランクシヤフトの軸受
部に大きな負荷をかけないで、そのメタルの耐久
性を向上し得るようにすることにある。 この発明の構成は、クランクアームを120゜等間
隔に配置した３気筒エンジンのクランクシヤフト
と平行でかつ反対方向に同じ速度で回転する一本
のバランサシヤフトに、一定の大きさの慣性偶力
を発生させるバランスウエイトを設け、さらに、
クランクシヤフトにおいて第１気筒のクランクジ
ヤーナルに対してそのクランクアームの反対側か
つそのクランクアームの反対側延長方向と第２気
筒のクランクアームに直角な方向との中間方向
に、一定の慣性力を発生させる第１のウエイトを
設けると共に、第３気筒のクランクジヤーナルに
対してそのクランクアームの反対側かつそのクラ
ンクアームの反対側延長方向と第２気筒のクラン
クアームに直角な方向との中間方向に一定の慣性
力を発生させる第１のウエイトを設けて、上記両
第１のウエイトの慣性力により生じる不釣合いな
慣性偶力と往復重量による一次慣性偶力との合成
偶力と、上記バランスウエイトにより生じる慣性
偶力とを釣り合わせるようにし、さらにまた、第
２気筒のクランクジヤーナルに対してそのクラン
クアームの反対側延長方向に、一定の慣性力を生
じさせる第２のウエイトを設けて、上記第２のウ
エイトによる慣性力と上記両第１のウエイトによ
る慣性力の第２気筒のクランクアーム方向成分と
を釣り合わせるようにしたことを特徴としてい
る。 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。 第３，４図において、１はクランクシヤフト、
２，３，４は第１，第２，第３気筒の120゜等間隔
に配置した各クランクアーム、５，６，７は第
１，第２，第３気筒の各クランクピン、８，９，
１０は第１，第２，第３気筒の各ピストン、１５
はバランサシヤフト、WA，WAはバランスウエイ
トであつて、それらの構成および重量分布は第
１，２図に示す従来例（以下、第１従来例とい
う。）と全く同一になつている。 上記クランクシヤフト１の回転中心から第１気
筒のクランクアーム２の反対側へ向け、かつ、第
２気筒のクランクアーム３に直交する方向に対し
て15゜の傾斜をなしてクランク半径ｒだけ突出し
た位置に、第１のウエイトWc1を設けると共に、
クランクシヤフト１の回転中心から、第３気筒の
クランクアーム４の反対側で、第２気筒のクラン
クアーム３に直交する方向に対して15゜の傾斜を
なしてクランク半径ｒだけ突出した位置に、今一
つの第１のウエイトWc3を設けている。上記両第
１のウエイトWc1，Wc3の重量Wc1，Wc3は全く同
一にしている。またクランクシヤフト１の回転中
心から、第２気筒のクランクアーム３の正反対側
（180゜反対側）へ向けてクランク半径ｒだけ突出
した位置に、第２のウエイトWc2を設ける。 上記第１のウエイトWc1，Wc3の重量Wc1，Wc3
は、
Wc1＝Wc3＝rω2／ｇ（WR＋１／２W0）cos30°／rω2
／ｇcos15°… cos30°／cos15°（WR＋１／２W0） … と設定し、また第２のウエイトWc2の重量Wc2は、 Wc2＝√３tan15゜（WR＋１／２W0） …… と設定する。 ここで、WR：各気筒の回転重量 W0：各気筒の往復重量 ｇ ：重力加速度 ω ：クランクシヤフトの角速度 ｒ ：クランク半径である。 次に、上記構成の３気筒エンジンのバランサ装
置が軽量な構造で一次慣性偶力を消去し、かつク
ランクシヤフトの軸受部に過大な負荷をかけない
ことを以下に説明する。 このバランサ装置と第１従来例とは、カウンタ
ーウエイトWc1′，Wc2′，Wc3′と第１，第２のウ
エイトWc1，Wc2，Wc3との取付位置および重量
のみが相異し、他の構造は全く同一なものであ
る。したがつて、第１，第２のウエイトWc1，
Wc2，Wc3からなる系とカウンタウエイトWc1′，
Wc2′，Wc3′からなる系とが同一の慣性偶力を生
じること、つまり等価であることを証明すれば、
この実施例のものに往復重量による不釣合いな一
次慣性偶力がエンジンに生じないことが分かる。
また、この実施例と第１従来例とは各気筒間のピ
ツチＬが同一なので、上記両系の慣性力（遠心
力）が等しければ、両系の慣性偶力が等しいこと
になる。したがつて、上記両系の慣性力が等しく
なることを第５図を参照しながら説明する。 第１のウエイトWc1，Wc3による各慣性力F1，
F3は夫々第２気筒のクランクアーム３と直交す
るＸ軸方向と15゜傾斜し、 F1＝Wc1／ｇrω2 … F3＝Wc3／ｇrω2 … となる。 上記，式に夫々式を代入すると、 F1＝rω2／ｇ・cos30゜／cos15゜（WR＋１／２W0）…
F3＝rω2／ｇ・cos30゜／cos15゜（WR＋１／２W0）…
となる。 上記慣性力F1，F3のＸ軸方向成分F1x，F3xは、
慣性力F1，F2に夫々cos15゜を乗算して、 F1x＝rω2／ｇcos30゜（WR＋１／２W0） … F3x＝rω2／ｇcos30゜（WR＋１／２W0） … となる。 一方、第１従来例のカウンタウエイトWc1′，
Wc3′のＸ軸方向成分F1x′，F3x′は第２図より明
らかなように、 F′1x＝rω2／ｇcos30゜（WR＋１／２W0）… F′3x＝rω2／ｇcos30゜（WR＋１／２W0）… となる。 したがつて、上記，，，式より第１従
来例とこの実施例とはＸ軸方向の慣性力に関して
は等しい。 また、上記慣性力F1，F3のｙ軸方向の成分
F1y，F3yは、 F1y＝F1sin15゜ … F3y＝F3sin15゜ … となり、上記，式に式を代入すると、 F1y＝rω2／ｇ （cos30゜）（tan15゜）（WR＋１／２W0） … F3y＝rω2／ｇ （cos30゜）（tan15゜）（WR＋１／２W0） … となる。 したがつて、上記慣性力のｙ軸成分F1y，F3yの
合力は、，式より F1y＋F3y＝rω2／ｇ √３（tan15゜）（WR＋１／２W0） … となる。 一方、第２のウエイトWc2の慣性力F2は、第２
気筒のクランクアーム３の正反対側、つまりｙ軸
方向になつて、 F2＝rω2／ｇWc2 … となり、この式に式を代入すると、 F2＝rω2／ｇ√３（tan15゜）（WR＋１／２W0） … となる。 したがつて、，式より、 F1y＋F3y＝F2 … となり、この第１，第２のウエイトWc1，Wc2，
Wc3からなる系のｙ軸方向の慣成力の成分は釣り
合つて零となり、また、各気筒はクランクシヤフ
ト１の軸方向に等ピツチＬに設けているので、偶
力も生じさせない。 一方、第１従来例はカウンタウエイトWc1′，
Wc2′，Wc3′を120゜等間隔に設け、その重量を
夫々（WR＋１／２W0）としているので、明らかに、 ｙ軸方向の成分を生じさせず、また偶力も生じさ
せない。 上記の解析により、第１従来例のカウンタウエ
イトWc1′，Wc2′，Wc3′からなる系と、この実施
例の第１と第２のウエイトWc1，Wc2，Wc3から
なる系は偶力に関して、等価であり、したがつ
て、このバランサ装置は一次慣性偶力を相殺でき
ることが分かる。 一方、この装置の第１，第２のウエイトWc1，
Wc2，Wc3の総重量は，式より、 Ｗ＝Wc1＋Wc2＋Wc3 ＝√３（tan15゜＋１／cos15゜） （WR＋１／２W0） … となる。 一方、各気筒をハーフバランスさせる第１従来
例のもののカウンタウエイトWc1′，Wc2′，
Wc3′の総重量W′は、 W′＝３（WR＋１／２W0） … となる。 上記，式より、 Ｗ／W′＝3/3（tan15゜＋1 cps15゜）＝0.74となる。 したがつて、このバランサ装置は、第１従来例
のものに比して、ウエイトの重量を約26％軽量化
でき、クランクシヤフト全体を軽量化できること
が分かる。 また、このバランサ装置は、第２気筒に第２の
ウエイトWc2を設けているので、第２気筒の回転
重量WRによる慣性力を相当に相殺することがで
き、したがつて、第２従来例（特開昭55−6035号
に記載のもの）よりも、第２気筒のクランクジヤ
ーナルに対する軸受部にかかる負荷を小さくする
ことができ、そのメタルの耐久性を向上すること
ができる。 上記実施例では、第１のウエイトWc1，Wc3の
取付方向を、第２図中ｘ軸から15゜とにしたが、
この発明はこの角度に限定されるものでなく、軸
受部の耐久性の優劣等、そのエンジンが有してい
る特性などに合わせてその角度をベストの位置に
定めるようにして、おおむね0゜を越えて30゜未満
の角度範囲のほぼ中間に設定することが可能であ
る。 また、上記実施例では、第１，第２のウエイト
Wc1，Wc2，Wc3をクランクシヤフト１の中心か
らクランク半径ｒの距離に設けたが、等価な慣性
力を生じさせるものならばこの距離に限定されな
いことは言うまでもない。 以上の説明で明らかな如く、この発明は、クラ
ンクアームを120゜等間隔に配置した３気筒エンジ
ンにおいて、第１気筒のクランクジヤーナルに対
してそのクランクアームの反対側かつそのクラン
クアームの反対側延長方向と第２気筒のクランク
アームに直角な方向との中間方向に、一定の慣性
力を発生させる第１のウエイトを設けると共に、
第３気筒のクランクジヤーナルに対してそのクラ
ンクアームの反対側かつそのクランクアームの反
対側延長方向と第２気筒のクランクアームに直角
な方向との中間方向に、一定の慣性力を発生させ
る第１のウエイトを設けて、上記両第１のウエイ
トの慣性力により生じる不釣合いな慣性偶力と往
復重量による一次慣性偶力との合成偶力と、上記
クランクシヤフトと平行に配置され、クランクシ
ヤフトと同一角速度で逆方向に回転するバランサ
シヤフトに設けたバランスウエイトにより生じる
慣性偶力とを釣り合わせるようにし、さらに、第
２気筒のクランクジヤーナルに対してそのクラン
クアームの反対側延長方向に一定の慣性力を生じ
させる第２のウエイトを設けて、上記第２のウエ
イトによる慣性力と上記両第１のウエイトによる
慣性力の第２気筒のクランクアーム方向成分とを
釣り合わせるようにしたから、往復質量による一
次慣性偶力を消去できる上に、クランクシヤフト
全体を軽量化でき、しかもクランクシヤフトの軸
受部に大きな負荷をかけないようにでき、そのメ
タルの耐久性を向上することができる。
第１図は従来の３気筒エンジンのバランサ装置
の簡略斜視図、第２図は第１図に示すクランクシ
ヤフトを軸方向からみた簡略図、第３図はこの発
明の一実施例の簡略斜視図、第４図は第３図に示
すクランクシヤフトを軸方向からみた簡略図、第
５図は第１および第２のウエイトに作用する慣性
力を説明する図である。 １…クランクシヤフト、２，３，４…クランク
アーム、５，６，７…クランクピン、８，９，１
０…ピストン、１５…バランスシヤフト、WA，
WA…バランスウエイト、Wc1，Wc3…第１のウエ
イト、Wc2…第２のウエイト。
の簡略斜視図、第２図は第１図に示すクランクシ
ヤフトを軸方向からみた簡略図、第３図はこの発
明の一実施例の簡略斜視図、第４図は第３図に示
すクランクシヤフトを軸方向からみた簡略図、第
５図は第１および第２のウエイトに作用する慣性
力を説明する図である。 １…クランクシヤフト、２，３，４…クランク
アーム、５，６，７…クランクピン、８，９，１
０…ピストン、１５…バランスシヤフト、WA，
WA…バランスウエイト、Wc1，Wc3…第１のウエ
イト、Wc2…第２のウエイト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ クランクアームを順に120゜等間隔に配置した
３気筒エンジンにおいてクランクシヤフトと平行
でかつ反対方向に同じ速度で回転する一本のバラ
ンサシヤフトに、一定の大きさの慣性偶力を発生
させるバランスウエイトを設け、 さらに、クランクシヤフトにおいて、第１気筒
のクランクジヤーナルに対してそのクランクアー
ムの反対側かつそのクランクアームの反対側延長
方向と第２気筒のクランクアームに直角な方向と
の中間方向に、一定の慣性力を発生させる第１の
ウエイトを設けると共に、第３気筒のクランクジ
ヤーナルに対してそのクランクアームの反対側か
つそのクランクアームの反対側延長方向と第２気
筒のクランクアームに直角な方向との中間方向に
一定の慣性力を発生させる第１のウエイトを設け
て、上記両第１のウエイトの慣性力により生じる
不釣合いな慣性偶力と往復重量による一次慣性偶
力との合成偶力と、上記バランスウエイトにより
生じる慣性偶力とを釣り合わせるようにし、 さらにまた、第２気筒のクランクジヤーナルに
対してそのクランクアームの反対側延長方向に、
一定の慣性力を生じさせる第２のウエイトを設け
て、上記第２のウイトによる慣性力と上記両第１
のウエイトによる慣性力の第２気筒のクランクア
ーム方向成分とを釣り合わせるように構成したこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP919282A JPS58124845A (ja) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP919282A JPS58124845A (ja) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | ３気筒エンジンのバランサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58124845A JPS58124845A (ja) | 1983-07-25 |
| JPS634054B2 true JPS634054B2 (ja) | 1988-01-27 |
Family
ID=11713650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP919282A Granted JPS58124845A (ja) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | ３気筒エンジンのバランサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58124845A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8608237D0 (en) * | 1986-04-04 | 1986-05-08 | Collins Motor Corp Ltd | Reciprocatory positive displacement machines |
-
1982
- 1982-01-21 JP JP919282A patent/JPS58124845A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58124845A (ja) | 1983-07-25 |
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