CN108691707A - 发动机发电机 - Google Patents

Abstract

一种发动机发电机，具有：通用发动机(2)；发电部(3)，由发动机(2)驱动而发电，并在发动机启动时能作为发动机启动用电动机来工作；壳体(1)，收纳发动机(2)和发电部(3)；蓄电池(5)，可拆装地安装在壳体(1)上；逆变单元(10)，与发电部(3)连接；供电电路(20)，连接安装于壳体(1)的蓄电池(5)和逆变单元(10)，经由逆变单元(10)将蓄电池(5)的电力供给发电部(3)。

Description

发动机发电机

技术领域

本发明涉及一种具有由通用发动机驱动的发电部的发动机发电机。

背景技术

以往已知的发电机是，具有与发动机的曲轴连接的发动机启动用的反冲起动器，根据反冲起动器的操作，旋转曲轴而使发动机启动。这种发电机例如在专利文献1中有公开。但，如专利文献1所公开的发电机，通过操作反冲起动器启动发动机的方式会使用户花费力气，对用户来说负担很大。于此相对，还已知的发电机是，将蓄电池内置于发电机中，用蓄电池的电力，使发电部(交流发电机)作为启动电机来发挥功能，通过曲轴转动使发动机启动。这种发电机例如在专利文献2中有公开。

但是，专利文献2中公开的发电机，由于内置蓄电池，所以伴有发电机的大型化。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2014-181567号公报

专利文献2：日本特开2012-244690号公报。

发明内容

本发明提供的一技术方案为发动机发电机，具有：通用发动机；发电部，由发动机驱动而发电，并在发动机启动时可作为发动机启动用电动机来工作；壳体，收纳发动机和发电部；蓄电池，可拆装地安装在壳体上；逆变单元，与发电部连接；供电电路，连接安装于壳体的蓄电池和逆变单元，经由逆变单元将蓄电池的电力供给至发电部。

附图说明

本发明的目的、特征以及优点，通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。

图1是表示本发明一实施方式的发动机发电机的主视图。

图2是表示本发明一实施方式的发动机发电机的侧视图。

图3是表示从本发明一实施方式的发动机发电机将蓄电池拆卸了的状态的立体图。

图4A是表示本发明一实施方式的发动机发电机上的蓄电池组的安装动作的一个例子的图。

图4B是表示与图4A连续的动作的一个例子的图。

图5是本发明一实施方式的发动机发电机的主要电路图。

图6是表示本发明一实施方式的发动机发电机的变形例的立体图。

图7是表示构成本发明一实施方式的发动机发电机的蓄电池的锁定机构的一个例子的图。

具体实施方式

以下，参照图1～图7，对本发明的实施方式进行说明。图1和图2分别是本发明一实施方式的发动机发电机的主视图和侧视图。另外，以下为了方便，如图所示，定义前后方向、左右方向和上下方向，按照该定义对各部件的结构进行说明。上下方向相当于重力方向。

如图1、2所示，发动机发电机100具有整体呈近似箱子形状的壳体1，其具有前后面、左右面和上下面，壳体1的内部收纳通用发动机2、由发动机2驱动的发电部3、与发电部3连接的逆变单元10。发动机发电机100是可搬运型乃至便携式的发电机，其具有用户可手动操作携带可能的重量和尺寸，在壳体1的上部设置有为方便挪动的握持用的手柄1a。

发动机2是例如将汽油作为燃料的点火式的风冷发动机，具有在气缸内往复运动的活塞以及与活塞同步旋转的曲轴(输出轴)。曲轴例如向前后方向延伸，发动机2的动力经由曲轴输出到发电部3。曲轴上连接有反冲起动器4。

反冲起动器4构成了用户手动启动发动机2的发动机启动装置。反冲起动器4具有，缠绕在未图示的带轮上的电缆和固定在电缆前端部的把手4a。把手4a例如被设置在壳体1的左面，通过用户握住把手4a拉动电缆，带轮旋转。由此，通过带轮的旋转，曲轴旋转，实现发动机2的启动。

发电部(发电机主体)3是由发动机2驱动发出交流电力的多极交流发电机，具有与曲轴连接并与曲轴一体旋转的转子，以及与转子的周面相对且和转子同心状配置的定子。转子上设置有永久磁铁。定子上设置有以每120度的相位角来配置的UVW绕组。

作为本实施方式的特征结构，发动机发电机100具有蓄电池组50，其可拆装地安装在壳体1的右面且内置有蓄电池5。蓄电池5经由逆变单元10与发电部3连接，根据蓄电池5的电力将发电部3作为启动电机驱动，来启动发动机2。即，发电部3不仅发电，而且也作为启动发动机2的起动机·发生器来发挥功能。蓄电池5是施加用于启动发动机2的规定电压的可充电放电的二次电池，例如包括锂离子电池。

图3是表示蓄电池组50的拆卸状态的发动机发电机整体的立体图。如图3所示，在壳体1的右面1R安装近似矩形板状的端子板6，在端子板6的表面(右面)，设置有与逆变单元10连接的端子7(接点)。端子7被可沿上下方向(箭头A方向)滑动的罩8覆盖。

在罩8的内侧(端子板6和罩8之间)，例如在端子7的前后两侧设置有一对弹簧9。弹簧9的一端固定在端子板6上，另一端固定在罩8的下端。由此，罩8，由弹簧9向上方施力而保持在图3的初期位置，即保持在上端位置。与弹簧9的施力对抗而将罩8向下方滑动时，端子7露出。在端子板6的前后面，沿上下方向延伸设置有槽部61。

蓄电池组50具有前后面、左右面和上下面，整体呈近似箱子状。蓄电池组的左面51是与端子板6相对的蓄电池组安装面，在该安装面(左面51)上设置有前后面和上面封闭且下面敞开的凹部52。凹部52的底面被设置为蓄电池5的端子53(接点)露出。在端子53的下方，朝左方突出设置有凸部54。凹部52的上面52a即顶部，构成了用于限制对于端子板6的蓄电池组50滑动位置的限制器。

凹部52的宽度(前后方向的长度)大约与端子板6的宽度相等，在凹部52的前后面，对应端子板6的槽部61沿上下方向延伸设置有突起部55。通过使前后的突起部55和槽部61卡合起来，同时如图3的箭头B所示，沿着端子板6从上方滑动蓄电池组50，从而能将蓄电池组50安装在端子板6上。另外，省略图示，蓄电池组50上设置有插销机构，其用于防止由于发动机的震动引起的蓄电池组50的上移或者脱落，通过插销机构的操作，阻止蓄电池组50的移动，能将蓄电池组50固定在安装状态。插销机构，根据操作设置在蓄电池组50的前后面的插销解除按钮56a而被解除，由此，能拆卸蓄电池组50。

图4A、图4B是分别表示本实施方式的发动机发电机100的蓄电池组50的安装动作的图(一部分的剖视图)。安装蓄电池组50时，如图4A所示，将蓄电池组50置于端子板6的上方，然后将端子板6的前后的槽部61和蓄电池组50的前后的突起部55卡合起来，限制对于端子板6的蓄电池组50的前后方向和左右方向的位置，同时，将蓄电池组50向下方滑动。当蓄电池组50的凸部54与罩8的上面8a对接时，罩8对抗弹簧9(图3)的施力，被拉动至下方。

如图4B所示，蓄电池组50，直到凹部52的上面52a与端子板6的上面6a对接为止，最大限度地向下方滑动。此时，罩8被拉动到最下部，端子板6的端子7露出，端子7和蓄电池5的端子53接触。更详细来说，端子7的右面和端子53的左面相接触。由此，能将来自蓄电池5的电力经由逆变单元10供给至发电部3。当从这个状态，操作插销解除用按钮56a，使蓄电池组50向上方滑动时，能将蓄电池组50从端子板6拆卸。此时，通过弹簧9的施力，罩8向上方移动，端子7被罩8覆盖。

如上，通过将蓄电池5(蓄电池组50)设置在壳体1的侧面(右面1R)上，能由蓄电池5供给发动机启动时作为启动电机驱动发电部3的电力。因此，不必在壳体1内配置蓄电池5，能紧凑地构成发动机发电机100，从而能提供有良好可搬运性乃至携带性的发动机发电机100。即，蓄电池5能被构成为通过简单的操作(仅滑动操作)，仅在发动机启动时安装，所以，移动发动机发电机100时，蓄电池5被拆卸，相应的，能实现发动机发电机100的小型化和轻量化。

另外，随着蓄电池5的拆卸操作(向上方滑动操作)，端子7自动地被罩8覆盖，所以能防止端子7裸露在外部，能保护端子7的表面。还有，使蓄电池组50的突起部55与端子板6的槽部61卡合的同时，使蓄电池组50滑动到最下部，从而在蓄电池组50相对于端子板6被确定位置的状态下，端子7、53彼此接触。因此，即使在发动机2的震动等的作用下，也能将蓄电池组50稳定地保持在规定的接触位置。

图5是发动机发电机100的主要电路图。如图5所示，发动机发电机100具有将由发电部3输出的三相交流电转换成规定频率的交流电力的逆变单元10。逆变单元10具有：电力转换电路11，整流由发电部3输出的三相交流电；逆变器12，将从电力转换电路11输出的直流电转换成单相交流电；控制单元13，控制电力转换电路11和逆变器12。电力转换电路11还能将由蓄电池5供给的直流电转换成三相交流电而输出到发电部3。控制单元13例如包括微电脑。

电力转换电路11，具有与发电部3的U相、V相、W相的各绕组对应连接的3对(计6个)半导体开关元件111。开关元件111例如包括MOSFET和IGB等的晶体管，各开关元件111上分别并联连接有二极管112(例如寄生二极管)。开关元件111的闸门由从控制单元13输出的控制信号驱动，由控制单元13控制开关元件111的开闭(接通/断开)。例如，发电部3作为发生器发挥功能时，开关元件111被断开，由此，三相交流电经由二极管112被整流。整流后的电流在电容器14被平滑后，输入到逆变器12。

逆变器12具有被构成H桥电路的2对(计4个)半导体开关元件121。开关元件121是例如MOSFET和IGB等的晶体管，各开关元件121上分别并联连接有二极管122(例如寄生二极管)。开关元件121的闸门由从控制单元13输出的控制信号驱动，由控制单元13控制开关元件121的开闭(接通/断开)，直流电被转换成单相交流电。逆变器12生成的单相交流电，经由具有电抗器和电容器的滤波电路15调制成正弦波而输出到负载16。

逆变单元10上经由供电电路20连接有蓄电池5。供电电路20被设置为，经由端子7、53将蓄电池5连接在电路转换电路11和电容器14之间，即电力转换电路11的输出侧端子113、114。更详细地来说，蓄电池5的正极侧的端子经由保险丝21、接触器22和二极管23连接到电力转换电路11的正极侧输出端子113，负极侧端子连接到负极侧端子114。

接触器22包含，用于将蓄电池5与逆变电路10连接(接通)或切断(断开)的开关，由接触器驱动电路24控制其动作(接通/断开)。在保险丝21和接触器22之间，连接有蓄电池开关25，根据蓄电池开关25的接通，向控制单元13供给电力。由此，接触器驱动电路24接通接触器22。当蓄电池开关25被断开时，接触器驱动电路24断开接触器22。即，接触器22联动蓄电池开关25的接通/断开而接通/断开。

根据来自蓄电池5的电力，启动发动机2时，由用户操接通蓄电池开关25。由此，接触器22被接通，蓄电池5的电力供给至电力转换电路11。此时，控制单元13判定蓄电池开关25是否接通，当判定蓄电池开关25接通时，控制电力转换电路11的开关元件111的接通/断开，将直流电力转换成交流电力。该交流电力供给至发电部3，由此，定子的绕组上产生旋转磁场，发电部3的转子旋转。其结果，曲轴旋转，发动机2通过曲轴转动而启动。另外，发动机启动时，控制单元13也控制点燃燃烧室内的混合气体的火花塞、调整设置在进气管上的节流阀的开度的节流电机、喷射燃料生成混合气体的喷射器等。

当完成发动机2的启动蓄电池开关25断开时，接触器22被断开，从蓄电池5到逆变单元10的电力供给被切断。之后，发电部3的转子由发动机2旋转驱动，发电部3进行发电。另外，端子7上连接有通信线，经由通信线，蓄电池5的内部温度和充电状态等信息发送到控制单元13。

根据本发明的实施方式，能起到如下的作用和效果。

(1)发动机发电机100具有，通用发动机2；发电部3，由发动机2驱动而发电，并在发动机启动时能作为启动电机来工作；壳体1，收纳发动机2和发电部3；蓄电池组50(蓄电池5)，可拆装地安装于壳体1上；逆变单元10，与发电部3连接；供电电路20，连接安装在壳体1上的蓄电池5和逆变单元10，经由逆变单元10将蓄电池5的电力供给至发电部3(图3、图5)。根据该结构，在发动机启动时用于向发电部3供给电力的蓄电池5不必内置于发动机发电机100中，能防止发动机发电机100的大型化，从而能构成有良好的可搬运性和携带性的发动机发电机100。

(2)供电电路20具有，设置在端子板6上，与蓄电池5的端子53接触的端子7(图3、图5)。发动机发电机100还具有，随着蓄电池5从壳体1的拆卸覆盖端子7的罩8(图4A、图4B)。根据该结构，在拆卸了蓄电池5的状态下，能用罩8覆盖端子7，能良好地保护端子7。

(3)发动机发电机100还具有，与发动机2的输出轴(曲轴)连接的同时，由用户操作，向输出轴施加旋转力的反冲启动器4(图1)。因此，即使蓄电池5的剩余容量小或蓄电池5不在手边，也能用反冲启动器4手动启动发动机2。

(4)壳体1具有，将蓄电池组50相对于壳体1可滑动地支撑同时，将蓄电池组50保持在与供电电路20能连接的规定位置的端子板6(图3)。这样，通过滑动操作来拆装蓄电池组50，能容易进行蓄电池5的拆装(例如单手)，发动机启动时用户劳力少。

(5)发动机发电机100具有，指令发动机2启动的蓄电池开关25，供电电路20具有，与蓄电池开关25的操作联动，连接或切断蓄电池5和逆变单元10的接触器22(图5)。由此，发动机启动后，在电切断状态下能适当拆卸蓄电池5。

另外，在上述实施方式中，在壳体1的表面设置端子板6的同时，在端子板6上可拆装地安装蓄电池5，但也可以设置成，在构成壳体1的一部分的面板上设置端子板6的同时，使该面板能与不具有端子板6的其他面板置换。图6是表示该一例子的图。在图6中，壳体1的一部分包括具有端子板6的可拆卸的面板(第1面板1A)。第1面板1A的背面设置有与端子7连接的连接器7a，端子7经由连接器7a与供电电路20连接。第1面板1A用未图示的螺钉等来拆装，第1面板1A能与不具有端子板6的第2面板1B置换。由此，根据面板的置换，能将发动机发电机100的规格变更为由启动电机启动发动机2的规格(可安装蓄电池5的规格)或由反冲起动器4启动发动机2的规格，其规格变更很容易。

蓄电池5不是仅在发动机启动时安装在壳体1上，也可以在发动机启动以外的时间中一直安装在壳体1上。这种情况下，为了防止蓄电池被盗，也可以设置有将蓄电池5固定在壳体1上的锁定机构。图7是表示该一个例子的图。在图7中，端子板6的下方设置支架62的同时，与支架62相对应在蓄电池组50的下端突设有板部57。支架62和蓄电池组50，在将蓄电池组50安装在端子板6的状态下，由钥匙58锁定成一体。另外，锁定机构的构成不限于此。

另外，省略图示，但也可以在蓄电池5和逆变单元10之间设置有充电电路，根据在发电部3的发电给蓄电池5充电。在上述实施方式中，将发动机2和发电部3收纳在壳体1中构成发动机发电机100，但壳体的构成是任何形式都可以。若是将蓄电池5可滑动地支撑的同时，将蓄电池5保持在与供电电路20能连接的规定位置的构成的话，作为蓄电池保持部的端子板6的构成是任何形式都可以。不是上下方向，而是也可以使蓄电池5例如在水平方向滑动。在上述实施方式中，联动蓄电池开关25(操作部)的操作，接通/断开接触器22，但联动操作部的操作而连接或切断蓄电池和逆变单元的开关部的构成不限于此。

可以将上述实施方式和变形例的1个或者多个任意组合起来，也可以将各变形例彼此组合起来。

根据本发明，将蓄电池可拆装地设置在壳体的同时，将蓄电池的电力供给至发电部，所以，能由蓄电池的电力驱动发电部而启动发动机，同时，因为不必将蓄电池内置，能防止发动机发电机的大型化。

以上，就本发明的较佳实施方式进行了说明，本领域技术人员清楚的知道在不脱离所述权利要求的公开范围内，能得到各种修改和变形。

Claims (10)

1.一种发动机发电机，其特征在于，具有：

通用发动机(2)；

发电部(3)，由所述发动机(2)驱动而发电，并在发动机启动时，能作为发动机启动用电动机来工作；

壳体(1)，收纳所述发动机(2)和所述发电部(3)；

蓄电池(5)，可拆装地安装在所述壳体(1)上；

逆变单元(10)，与所述发电部(3)连接；以及

供电电路(20)，连接安装于所述壳体(1)的所述蓄电池(5)和所述逆变单元(10)，经由所述逆变单元(10)，将所述蓄电池(5)的电力供给至所述发电部(3)。

2.根据权利要求1所述的发动机发电机，其特征在于，

所述供电电路(20)具有与所述蓄电池(5)的端子(53)接触的端子部(7)；

所述发动机发电机，还具有：

罩(8)，随着从所述壳体(1)拆卸所述蓄电池(5)，覆盖所述端子部(7)。

3.根据权利要求2所述的发动机发电机，其特征在于，

所述罩(8)，经由弹簧(9)沿所述壳体(1)的表面，可移动地被支承。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的发动机发电机，其特征在于，还具有：

反冲起动器(4)，与所述发动机(2)的输出轴连接的同时，由用户操作向所述输出轴施加旋转力。

5.根据权利要求1～4的任一项所述的发动机发电机，其特征在于，所述壳体(1)具有：

蓄电池保持部(6)，将所述蓄电池(5)相对于所述壳体(1)可滑动地支撑的同时，将所述蓄电池(5)保持在能与所述供电电路(20)连接的规定位置上。

6.根据权利要求5所述的发动机发电机，其特征在于，

所述壳体(1)的一部分包括具有所述蓄电池保持部(6)的第1面板(1A)，所述第1面板(1A)被设置成能与不具有所述蓄电池保持部(6)的第2面板(1B)置换。

7.根据权利要求5或6所述的发动机发电机，其特征在于，

所述蓄电池(5)，内置于蓄电池组(50)中；

所述蓄电池组(50)具有：

凹部(52)，相对于所述壳体(1)滑动移动，嵌合到所述蓄电池保持部(6)。

8.根据权利要求7所述的发动机发电机，其特征在于，所述蓄电池组(50)具有：

插销机构(56)，将所述蓄电池组(50)不能滑动地固定于所述壳体(1)。

9.根据权利要求7或8所述的发动机发电机，其特征在于，还具有：

锁定机构(58)，禁止安装在所述壳体(1)的所述蓄电池组(50)的拆卸。

10.根据权利要求1～9的任一项所述的发动机发电机，其特征在于，还具有：

操作部(25)，指令所述发动机(2)的启动；

所述供电电路(20)具有：

开关部(22)，与所述操作部(25)的操作联动，接通或切断所述蓄电池(5)和所述逆变单元(10)。