JPS5839842A - 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、自動申出３気筒エンジンにおいて、クシンク
軸自ｔ４トノＪウンタウＩイトを設け、史にクランク軸
に対し同じ速度で逆り向に回転するバランサ軸を設けて
、各気筒のＵ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ｔｌＩ性偶力をも釣合わせたバランサ
装置に関するらのである。

各気筒においては往復質量と回転質−による慣性力があ
り、回転質量による慣性りはクランク腕と反対側にカウ
ンタウェイトを設・プることにより全部釣合わぜること
ができ、ｔｉ伽ｖ４−による慣性力は回転質量による場
合と同じ位置で八　ツバランスさせ、残りの部分をり゛
ランク軸と回し速度で逆方向に回転するバランサ軸で釣
合わＬることが（′さる。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鋤の慣性力は釣合い、同時
にＸ軸回りの慣性偶ｈム釣合っていてｂＮ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５５−６０３４１　Ｓ＝Ｊ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過にしＩこも
の、または特公昭５４−２３３３＠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
に作用しているのぐ、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ｌるこ
とができるが、この場合に偶力が一定でもバランサ軸側
の鉛部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１を特定ヴることにより、バランサ軸自
体の構過、設耐自由度、クランク軸に対する配Ｗ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、クランク軸のカランタ
ウ［イトとバランサ軸のバランサにより慣性力及び偶力
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軽鋤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ζ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」ンロツド、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
−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を設番ブる。ま
Ｉζ、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本設は往復部＃Ａによる慣性）Ｊの残
り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も回り位
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４回りに位Ｗ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
転部分のクランクビン３における等価の慣性質−を−〇
とすると、クランク軸側のカウンタウェイト６の質量は
ｔｉ慢質質量ｐに対してはハーフバランスさせれば良い
のでｉｐ／２　、回転質量−Ｃ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ＩＯになり、合計すると（ｍｐ／２　）十−Ｃ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ｓｐ／　２となる。

こうすることで、往復部分及び回転部分の２゜ＹＺｊ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　（（■ｐ／２）十−Ｃ）に、バランサ軸側のバラン
サ合ｉｔ質−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４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Ｆｌ１２、第３気筒の起
振力Ｆｐ３は次のようになる。

Ｆｐｌ＝ｍｐｒ　ｏｏ２　ｃｏｓ　　（θ＋２４０）Ｆ
ｐ２＝ａｐｒ　ω２　ｃｏｓθ Ｆｐ３＝−園ｐｒ　　ω２　　ｃｏｓ　　　（θ　＋　
１２０　）そこで全体の慣性力は、 Ｆ　ｐ１＋　Ｆ　ｔ＋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
ことにし、各気筒のピッチをＬとづると、 Ｆｐｌ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ）　　（Ｆｐ３（Ｓ＋２　
Ｌ）で示される。

即ら、 ６− Ｆｐｌ・Ｓ＋Ｆｐ２（Ｓ＋Ｌ）＋Ｆｌ）３（Ｓ＋２　　
Ｌ）＝−ｆｆａｐｒ　ω２　１　ｓｉｎ　　θ−−−（
１）となって、Ｚ方向荷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、　ｋ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６ａ
、　ａｂ、　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力Ｆｒｅｃ１、ｌ”　ｒｅｃ２、Ｆ
　ｒｅｃ３が次のようになる。

Ｆｒｅｃｌ　−（−ｐ／２　　）　　ｒ　　ω２　　ｃ
ｏｓ　　（θ　＋２４０　　＋　１８０　　）Ｆ　ｒｅ
ｃ２−　　（ｓｐ／２　　）　　ｒ　　ω２　　ｃｏｓ
　　（θ　＋１８０　）Ｆｒｅｃ３−　　（ｇ＋ｐ／２
　　）　　ｒ　　（Ｚ）２　００８　　（θ　＋１２０
　　＋　　１８０　　＞従って、Ｚ方向の慣性力は、 Ｆ　ｒｅｃｌ＋　Ｆｒｅｃ２＋　ｌ”　ｒｅｃ３−　Ｑ
　４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＋　１　）　＋　Ｆ
ｒｅｃ３（ｓ＋２Ｌ） ＝　　＜ｍ／２　　）　　ｉ＋ｐｒ　　ｏｏ２　１　ｓ
ｉｎ　　θ　・　−−（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方向のカによる長手方向の慣性偶力
は次のようになる。

−（Ｊｉ／２　　）　　ｓｐｒ　　ｗ２　１　ｃｏｓ　
　θ−−−（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６０
により生じる長手方向の慣性偶力は、Ｚ方向によるＹ輪
周りと、Ｙ方向によるＺ軸周りに生じ、両者を合成した
ルのは次のようになる。

（ｊ’Ｎ／２　　）　　ｇ＋ｐｒ　　ω２　Ｌｓｉｎ　
　θ　−（Ｊ”ｉ／２　　）　　ａｐｒＸω２１ｃｏｓ
　　θ ＝　（Ｊｊ／２　）　　ｍｐｒω２Ｌ　（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
ンタウェイトば、６ｄは、＜ｍ／２　）　（■ｐ／２）
の質量で、第１気筒のカウンタウェイトＵは、クランク
腕２ａより１８０°位相が進んだ位１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
６ごはクランク腕２Ｃより　１８０°位相が進んだ位１
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＆１．．６（’はクランク軸１に対し１８
０゜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Ｚ
方向の各カウンタウェイト質量による力Ｆ　ｒｅｃ１’
　、　Ｆ　ｒｅｃ３’は、１”ｒｅｃｌ’　　−Ｕｓ／
２　　）　　（ＩＩ）／２　　）　　ｒ　　ω２ｘｃｏ
ｓ（θ＋２４０　＋１８０　＋３０＞９− Ｆｒｅｃ３’　　＝　　Ｎ’ｊ／２　　）　　（ｇ＋ｐ
／２　　）　ｒ　ω２ｘｃｏｓ（θ＋１２０　＋１８０
−３０）となって、Ｚ方向慣性力は、 Ｆ　ｒｅｃ１’　十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＋２１）
＝　　（ｆｆｉ／２　　）　ａｐｒ　　ω２　１ｓｉｎ
　　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個ずつ設けるが、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）弐及び（３）式の長手偏力が残ることになり、こ
れを合成すると、 −Ｅ　ｇ＋ｐｒ　　ω２１ｓｉｎ　　θ　＋　（Ｈ／２
　　）　　ｍｐｒ　　ω２Ｘ［（Ｓｉｎθ−ＣＯＳθ） ＝−（Ｊｊ／２　）　ｓｐｒ　ｗ２　Ｌ　（ｓｉｎθ＋
ｃｏｓθ）・・・（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
、　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−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°
ずれた位置に、第３気筒相当のバランサ８Ｇは左回り　
１２０°の位置から更に　１８０°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方向の力Ｆ
　ｒｅｃｌ、　Ｆ　ｒｅｃ２．　Ｆ　ｒｅｃ３は、トｒ
ｅｃ１＝　（ｇｔｐ／２　　）　ｒ　Ｃｏ２　ｃｏｓ　
　（θ＋−２４０＋１８０　　）Ｆｒｅｃ２−　（Ｂ／
２　　）　　ｒ　　Ｃｏ２　　ｃｏｓ　　（θ　−１−
１８０）１−　ｒｅｃ３＝　（ｓｐ／２　　）　ｒ　ｗ
２　ｃｏｓ　　（θ＋−１２０＋　１８０　＞どなって
、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　　）　　ｓｐｒ　　ω２　１　ｓｉｎ　
　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、同様にして慣性力は
釣合い、このＹ方向の力による７輪周りの長手偏力は、
（汀／２　）　ａｐｒ　Ｑ）２　Ｌ　ＣＯＳθ−−・（
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、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。

（Ｊ’Ｎ／２　　）　　−ｐｒ　　Ｃｏ２　　Ｌ、　　
（ｓｉｎ　　θ　＋　　Ｃｏｓ　　θ　）・・・（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気同相当のバラ
ンサＵ及び第３気筒相当のバランサ関の質量は１ｐ／２
に月／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
ク軸側に生じた往慢質饅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
１．　Ｆｃ２．Ｆｅ２は次のようになる。

１３− １３−Ｆｃ１＝　　Ｃｏ２　　ｃｏｓ　　　（θ　１４
０）Ｆｃ２　＝ｍｃｒ　　Ｃｏ２　　ｃｏｓ　　θＦｃ
３＝ｓｃｒ　　ｗ２　　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、−Ｈ
ｅａｒ　ω２１　ｓｉｎθ　−−−（Ｓａ）７輪周りの
長手偏力が、 ５園Ｃ「　ω２ＬＣＯ５θ　　　・　・　・　（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２輪周りに生じることになり、合成すると次のように
なる。

−Ｈｅａｒ　　Ｃｏ２　１．　　（ｓｉｎ　　θ　−ｃ
ｏｓ　　θ　）−−−（６）次いで、この回転質−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質量に
よる力、Ｆ　ｒｏｔｌ、　Ｆ　ｒｏｔ２．　Ｆ　ｒｏｔ
３は次のようになる。

Ｆ　ｒｏｔｌ＝　ｌｃｒ　　ω２　　ｃｏｓ　　　（θ
　＋２４０　−＋　　１８０　　）Ｆｒｏｔ２＝ｍｃｒ
　　ω２　　ｃｏｓ　　（θ　＋　１８０　）ＦｒＯｔ
３＝　ｌｃｒ　　ω２ｃｏｓ（θ　→、１２ｏ　　＋　
１８０　　＞これにより、Ｚ方向によるＹ軸周りの長手
偏力が、１４− １’１ｓｃｒ　　ω２　１ｓｉｎ　　θ　　　　　−−
−（７ａ）Ｙ方向による２軸周りの長手偏力が、 −ｊＮｇ＋ｃｒ　　ω２　Ｌａｏｓ　　　　θ　　　　
　・　・　・　（１ｂ）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。

ｆｉｎｅｒ　ｃｃ＞２１　（ｓｉｎθ−ＣＯＳθ）　−
−（８）ところでかかる回転質■による場合も第４図に
示を如く、質量をＩＣにｌ／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
にカウンタウニ、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ｌ［部分と回転部分の質量による慣性力及び偶力
が生じるものであって、これらの質量を一緒にまとめて
釣合いを図ることは勿論可能である。しかし、特に回転
部分の質■に対しては、クランク軸側のカウンタウェイ
トのみで慣性力及び偶力の釣合いを図ることができる点
を考慮すると、このような特性の回転部分の質量による
ものと、バランサ軸との併用でしか釣合いを図ることの
できない往復部分の質量によるものとを分けて扱うこと
が好ましい。

そこで、クランク軸１においてはまず各気筒毎に回転部
分の質量に対するカウンタウェイト６ａ−１と６ａ−２
，６Ｌ１と６ｂ−２、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。次いで往復部分の質量に対するものとして、第
４図の如（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ｅａ′−１とｕ−２゜６σ−１とｔｌ
−ａが同様に設けである。またバランサ軸７では不釣合
いな往復部分の質急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気鶴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８１）−１、８ｂ−２が設けてあり、こ
れらのバランサの一部が軸受兼用になっている。

かかる構成におい、で、クランク軸側の釣合いを考える
に、往復部分の＊＊＊に対するカウンタウェイト蒔−１
とｆｉｎ−２，６σ−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合成質量を（
ｉｐ／２　）に（旧／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１とすると、長
手偶力に対しては、 （膳ｐ／２）（月／２）Ｘ２Ｌ　　　＝（月／２）ｗｐ
Ｌを発生させれば良い。

従って、カウンタウェイトｆＪ−１，６ｊ−２の合成質
―をＭｃａ’　、カウンタウェイト６（’　−ｔ　、　
６１１’−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’を保持し、カウンタウェイトＦ−ｉ−１と６
ｉ−２のＹ・輪に対する合成重心位置をｌ＋ｘ’、カウ
ンタウェイト６ご−１と６Ｃ′−２１７− のＹ軸に対する合成重心位置をｌ＋ｙ’　とすると、Ｍ
ｃａ’　　（Ｌ＋　Ｘ’　＋Ｌ　＋　ｙ’　）　＝　（
巧／２　）ｓｐＬを満たせば季いので、次の一般式にな
る。

Ｍｃａ’　　＝Ｍｃｃ’　　＝　　＜Ｒ／２　　）ｉ＋
ｐｌ。

／（２Ｌ＋　　Ｘ’　　＋　　Ｖ’　　）　　　　　・
　・　・　（９ａ）次いで回転部分の質量に対するｈラ
ンタウエイト６ａ−１と６ａ−２，６ｂ−１とｓｂ、、
　６ｃｍ１と６ｃｍ２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１−ｅｂ−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６ａ−２の合成重心位置をＬ十×、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Ｌ＋Ｖ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＋　　ｙ））　
　ｃｏｓ３０−１８− ＝ｊ’５＊ｃｌ を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｃａ＝Ｍｃｂ＝Ｍｃｃ＝ｓｃＬ／　（Ｌ　＋　ｘ）・
・・（９ｂ） そのため、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―心位置
ｘ　Ｉ　、　　ｙ　／　、　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気筒での重心位置を一致させ、第２
気筒での重心位置をその中心に一致させて、ｘ’　−ｙ
’　＝　ｘ−ｙ　−０とすると、往復部分の質■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−は
（ＩＮ／４）ｓｐとなり、回転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■は■Ｃ
となる。

また、第１及び第３気筒では往復部分と回転部分の画質
量が３０°の角度で斧ｔ々に設定しであるが、実際には
これらをベクトル合成した単一のものが設けられる。

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ｍｐ／　２の質−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−をＭ　ｂａ、　Ｍ　ｂｃとし、２分割されて
いるバランサ５ｂ−１，ａｂ−２の合成質量をＭｂｂと
し、中央のバランサｇｂ−１，５ｂ−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＋　Ｖ”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”を保持する。

また、長手偶力に対しては第１及び第３気筒側のバラン
サ８ａ、　８ＱのＹ方向成分をとって、ｆＭｂａ（Ｌ＋
　　ｘ”　）　十Ｍｂｃ（Ｌ＋　　ｙ″）　）　　ｃｏ
ｓ３０＝　（ｒ：４／２　）ｉｉｐＬ の関係を満たせば良く、次の一般式になる。

Ｍｂａ＝Ｍｂｂ　＝Ｍｂｃ−ｉ＋ｐＬ／　２　（Ｌ　−
１−Ｘ″）・・・　（［ｌ） 従って、クランク軸１の軸受９ａと９ｂに対する９Ｇと
９０のピッチが異なる場合でも、中央のバランサｇｂ、
と８ｂ−２の合成重心位置の選択により４個のバランサ
８ａ、　８Ｌ１　、８ｂ−２、８ｃを軸受９ａ、　９ｂ
、　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ｇｂ−１，ａｂ−２の
貿−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−が小さくて流台ことになり、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ｕ−１とｔＪ−ａ、
６σ−１と１−２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１ではバラン
サ８ａ、　８ｏが第１及び第３気筒の軸受９ａ。

９ｄ相当部で、２分割したバランサ８ｂ　−１、８ｂ−
２が第２気筒の軸受９ｂ、　９ｃ相当部で（支））式の
質−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貿−による１次＝
２１− の慣性力及び慣性偶力が釣合う。

そして、すべてのバランサ８ａ、　８Ｌ１　、８ｂ−２
、８ｃがクランク軸１のカウンタウェイトｆＱ　Ｈ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ＧＪ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気筒相当部としてクランク軸
軸受９ｂ、　９ｃのいｆれか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。

また更に、独立のものと２分割したものとの合計４個の
バランサ８ａ、　８ｂ−１、８ｂ−２、８ｃにおいて、
バランサ軸７を良好に支持することを考慮し内外側の２
個のバランサ８ａ、　８ｃが軸受兼用に構成されている
。そこで第８図により詳記すると、まずバランサ軸７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２２− 通の軸支部２２に嵌合して組付けられる。バランサ８Ｃ
も全く同様に構成して軸受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７は内側の２個のバラ
ンサ８１Ｌ１　、　ａｂ−２については軸受９ｂ、　９
ｃの相当部でフリーであるが、内外側のバランサ８ａ。

８０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（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ＩＩｓ
分と回転部分の質量によるものを分けて扱（＼、特に回
転質量によるものはクランク軸台気筒のカウンタ、ウェ
イトで釣合うようにしているので、！＜ランス系全体と
して単純明確化する。往復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
離しで設けているので、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、設計の自由喰が増（。更にバランサ軸７に
おいてすべてのバランサ８ａ、　ａｂ−ｉ　、　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ｌ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、バランサ質醋自体も小さくて演む。

また、すヘテのバランサ８ａ、　８ｂ−１、８ｂ−２、
８ｃを軸受内蔵横進にしてバランサ軸１の軸受を兼ねて
いるので、バランサ軸７に生じる曲げモーメントが低減
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高い。バランサ軸７０軸受をクラン
ク軸軸受９ａ、　９ｂ、　９ｃ、　９ｄ等の軸受相当部
に設（」ることは、エンジンとして剛性の高い個所であ
り、繰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７がオイル中に一部つかるも
のにおいても、ナベでのバランサ８ａ、　８Ｌ１　、８
ｂ−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１ノの具体例について
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１０上部は上述の各種補機によりｉｌｌ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９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。

−４、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ＩＮ部の具体例を示す
断面図、第９図は本発明を自２５− 動車用に適用した場合の具体例を示ｒｒ＠面図である。

１・・・クランク軸、２ａ、　２ｂ、　２ｃ・・・クラ
ンク腕、６ａ−１＋　６ａ−２，６ｂ−４，６ｂ−２，
６ｃ、４．６ｃｍ２．　Ｆｄ−１，６ざ−２゜６Ｃ’　
−１、６［’−２・・・カウンタウェイト、１・・・バ
ランサ軸、８ａ、　８Ｌ１　、８ｂ−２、８ｃｍ・・バ
ランサ、２０　・・・軸管、２１　・・・メタル、２２
．２４．２５．２６・・・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　橋　信　沖 同　弁理士　　村　井　　　進 ２６一 ＼（ 第８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Ｌ１復及σ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
   ジンの回転質−に対するカウンタウェイトのみを設番ノ
   、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気筒のうらの２つの気筒のそれぞれ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２個所
   には２分割したバランサをハーフバランスタベく設け、
   これらのバランサのづ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。