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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Motorgeneratoreinheit, die einen
Motor und einen von dem Motor angetriebenen elektrischen Stromgenerator enthält.
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Unter
Mehrzweck-Stromversorgungsvorrichtungen, die für die Verwendung im Freien
geeignet sind, gibt es die sogenannte Motorgeneratoreinheit, die
einen Motor und einen durch den Motor angetriebenen elektrischen
Stromgenerator enthält.
Der Motor und der Generator würden
stark vibrieren und während
des Betriebs der Einheit heiß werden,
und daher gibt es Bedarf nach Techniken, die die nachteiligen Einflüsse der
Vibrationen und der Wärme
des Motors und des Generators geeignet minimieren können. Ein
typisches Beispiel einer solchen Motorgeneratoreinheit ist in der
japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Nr. HEI-5-96543 gezeigt.
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Die
in der japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift offenbarte
Motorgeneratoreinheit weist eine Kurbelwelle auf, die sich horizontal
(in einer Längsrichtung)
durch ein Kurbelgehäuse
des Motors erstreckt, sowie ein Motorkühlgebläse, das an dem Vorderende der
Kurbelwelle angebracht ist. Die offenbarte Motorgeneratoreinheit
enthält
auch einen Rückspulstarter,
der am Vorderende der Motorkühlgebläsevorrichtung
angebracht ist, der mit einer Gebläseabdeckung abgedeckt ist.
Auch ist in der offenbarten Motorgeneratoreinheit ein Gehäuse, an
dem ein Stator des Generators angebracht ist, mit einem Hinterendabschnitt
des Kurbelgehäuses
verbunden, und ein Rotor des Generators, der an seinem Hinterende über Lager
abgestützt
ist, ist mit dem Hinterende der Kurbelwelle verbunden. Die Generatorkühlgebläsevorrichtung
ist dort vorgesehen, wo der Rotor mit dem Hinterende der Kurbelwelle
verbunden ist. Ferner sind der Motor und der Generator durch ein
gemeinsames Rahmenwerk getragen.
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Weil
jedoch in der offenbarten Motorgeneratoreinheit sowohl der Motor
als auch der Generator durch das gemeinsame Rahmenwerk abgestützt sind,
ist es sehr wichtig, den Generator relativ zu der Kurbelwelle akkurat
zu zentrieren. Ferner muss aufgrund der Tatsache, dass das am Stator
angebrachte Gehäuse
durch das Rahmenwerk abgestützt
und mit dem Kurbelgehäuse
verbunden ist, der Rotor mit hoher Positionsgenauigkeit relativ
zu diesem Gehäuse montiert
werden. Ferner würde
das Vorsehen der zwei Kühlgebläsevorrichtungen,
d.h. des Motorkühlgebläses, in
einer Zunahme der erforderlichen Anzahl an Bauteilen und einer komplizierten
Struktur resultieren.
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Die
EP 0 893 686 A offenbart
eine Motorgeneratoreinheit gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Dort ist das Material der Gebläseabdeckung nicht offenbart.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Motorgeneratoreinheit anzugeben, die es erlaubt, dass der Motor
und der Generator an dem Rahmenwerk besonders mühelos zuverlässig angebracht
werden kann und den Motor und den Generator mittels einer einfachen
Struktur effizient kühlen
kann.
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Zur
Lösung
der obigen Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Motorgeneratoreinheit
vor, die umfasst: einen Motor, einen durch den Motor anzutreibenden
elektrischen Stromgenerator, wobei der Motor und der elektrische
Stromgenerator koaxial in einer Richtung einer Ausgangswelle des
Motors vorgesehen sind, wobei der elektrische Stromgenerator ein
Generator vom Außenrotormagnettyp
ist, der einen auslegerartigen Außenrotor aufweist, der auch als
Ersatz für
ein Schwungrad des Motors fungiert, eine Kühlgebläsevorrichtung, die an dem Außenrotor angebracht
ist, eine Gebläseabdeckung,
die den elektrische Stromgenerator und die Kühlgebläsevorrichtung abdeckt, wobei
die Gebläseabdeckung
allgemein zylinderförmig
ist und an ihrem einen von dem Motor entfernten einen Ende einen
Kühllufteinlassabschnitt
aufweist, um Kühlluft
von der Außenseite
der Motorgeneratoreinheit über
die Kühlgebläsevorrichtung
einzuführen,
einen Rückspulstarter, der
an dem Kühllufteinlassabschnitt
angebracht ist, wobei die Gebläseabdeckung
an ihrem dem einen Ende entgegengesetzten anderen Ende einen Kühlluftauslassabschnitt
aufweist, um die Kühlluft
auf eine Außenumfangfläche des
Motors zu blasen, und Tragbeinelemente, die an der Gebläseabdeckung und
dem Motor gesichert sind, wobei die Tragbeinelemente an einem Rahmenwerk über Stoßdämpfelemente
angebracht sind, worin die Kühlgebläsevorrichtung
eine Zentrifugalkühlgebläsevorrichtung
aufweist, die die Kühlluft
zwischen den Außenrotor
und die Gebläseabdeckung
drückt,
um die Kühlluft
zu der Außenumfangsfläche des
Motors durch den Kühlluftauslassabschnitt
zu schicken, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseabdeckung
aus Druckgussaluminiumlegierung hergestellt ist und an ihrem dem
einen Ende entgegengesetzten anderen Ende direkt an dem Motor angebracht
ist, so dass die Gebläseabdeckung
als Wärmeabstrahlelement
dient, um durch den Motor erzeugte Wärme abzustrahlen.
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In
der Motorgeneratoreinheit der vorliegenden Erfindung wird der elektrische
Stromgenerator durch den Motor auslegerartig abgestützt, so
dass sowohl der Stator als auch der Rotor des Generators zusammen
mit dem Motor während
des Betriebs vibrieren. Weil der elektrische Stromgenerator an dem Rahmenwerk über dem
Motor und die an dem Motor gesicherte zerklüftete Gebläseabdeckung befestigt ist,
kann er mit ausreichender Festigkeit abgestützt werden. Auch wenn der Motor
und die Gebläseabdeckung
mit dem gleichen Positionsfehler dazwischen montiert werden, wie
es häufig
in diesem Typ von Motorgeneratoreinheit der Fall ist, kann dieser
Fehler gut durch einen Spalt aufgenommen werden, der sich zwischen
der Innenoberfläche
der Gebläseabdeckung
und dem Außenrotor
befindet.
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Ferner
ist die Gebläseabdeckung
aus einer Druckgussaluminiumlegierung mit hoher thermischer Leitfähigkeit
hergestellt, und die Kühlluft,
die von der Außenseite über das
Kühlgebläse angesaugt
wird, wird weiter auf die Innenoberfläche der Gebläseabdeckung
geblasen. Weil eine solche Gebläseabdeckung
direkt an dem Motor angebracht wird, kann die Gebläseabdeckung
als sehr effizienter Wärmestrahler
wirken, durch den die in der Außenwand
des Motors angesammelte Wärme
effizient zur Außenseite abgestrahlt
werden kann. Im Ergebnis können
der Generator und der Motor mit erhöhter Effizienz gekühlt werden,
und die Öltemperatur
und dergleichen in dem Motor können
konstant niedrig gehalten werden.
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In
einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung weist die Gebläseabdeckung eine Mehrzahl axialer
Schlitze auf, die in einer Endoberfläche des Kühllufteinlassabschnitts ausgebildet
sind, und die Mehrzahl axialer Schlitze der Gebläseabdeckung und eine Endfläche des
Rückspulstarters
stellen zusammen eine Mehrzahl von Luftansaugschlitzen dar. Die
Mehrzahl axialer Schlitze kann mit Leichtigkeit gleichzeitig mit
der Bildung der Gebläseabdeckung
ausgebildet werden.
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Bevorzugt
ist die Kühlgebläsevorrichtung eine
Zentrifugalkühlgebläsevorrichtung,
die die Kühlluft
von der Außenseite
zwischen den Außenrotor und
die Gebläseabdeckung
hineindrückt,
um die Kühlluft
zu dem Motor und dessen Nähe
zu schicken. Die Kühlluft,
die zwischen den Außenrotor
und die Gebläseabdeckung
hineingedrückt
wird, kann auch die Innenumfangsfläche der Gebläseabdeckung
effizient kühlen.
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Bestimmte
bevorzugte Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden im größeren Detail in Bezug auf die
beigefügten
Zeichnungsblätter
beschrieben, worin:
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1 ist eine Perspektivansicht
mit Darstellung einer allgemeinen Konstruktion einer Motorgeneratoreinheit
gemäß einer
bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine vertikale Schnittansicht
entlang Linie 2-2 von 1;
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3 ist eine teilgeschnittene
Vorderansicht der in 1 gezeigten
motorbetriebenen Generatoreinheit;
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4 ist eine Perspektivansicht
mit Darstellung einer Gebläseabdeckung,
die direkt an einem in 1 gezeigten
Motor angebracht ist;
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5 ist eine vertikale Schnittansicht
entlang der Linie 5-5 von 2;
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6 ist eine Explosionsperspektivansicht mit
Darstellung eines Auspufftopfs und einer Wärmesperrabdeckung in der vorliegenden
Ausführung;
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7 ist eine geschnittene
Draufsicht der Motorgeneratoreinheit gemäß der bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung, die insbesondere den Motor und den Generator
zeigt;
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8 ist eine Draufsicht der
Motorgeneratoreinheit gemäß der bevorzugten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung;
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9 ist eine rechte Seitenansicht
der Motorgeneratoreinheit gemäß der bevorzugten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung;
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10 ist eine linke Seitenansicht
der Motorgeneratoreinheit gemäß der bevorzugten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung;
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11 ist eine Rückansicht
der Motorgeneratoreinheit gemäß der bevorzugten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung;
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12 ist eine Erläuterungsansicht
des Verhaltens der erfindungsgemäßen Motorgeneratoreinheit;
und
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13 ist ebenfalls eine Erläuterungsansicht
des Verhaltens der erfindungsgemäßen Motorgeneratoreinheit.
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Die
folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll
die Erfindung, dessen Anwendungen oder Gebrauch keineswegs einschränken.
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1 ist eine Perspektivansicht
mit Darstellung einer allgemeinen Konstruktion einer Motorgeneratoreinheit
gemäß einer
bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, ist diese Generatoreinheit
eine Motorgeneratoreinheit vom offenen Typ, die ein Rahmenwerk 11 enthält, das
im dargestellten Beispiel allgemein zu einer hohlen Würfelform
ausgebildet ist und aus vorderen und hinteren allgemein quadratischen
oder rechteckigen rohrförmigen
Rahmen 12 und 13 zusammengesetzt ist. Die Generatoreinheit 10 hat
eine Steuertafel 20, die an dem vorderen Rahmen in einem
oberen Hohlbereich befestigt ist, der durch den rechteckigen vorderen Rahmen
definiert ist, und ein Stromenergieregler 30 ist in einem
unteren hohlen Bereich angeordnet, der durch den vorderen Rahmen
definiert ist. Die Motorgeneratoreinheit 10 enthält auch,
innerhalb eines Innenraums zwischen dem vorderen und hinteren Rahmen 12 und 13,
einen Motor 40, einen Kraftstofftank 90, einen
Luftfilter 141, einen elektrischen Stromgenerator 50 (2) sowie einen Auspufftopf 102 (2).
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Die
rechteckigen vorderen und hinteren Rahmen 12 und 13 des
Rahmenwerks 11 sind durch ein Paar linker und rechter unterer
Träger 14 und 15 und ein
Paar linker und rechter oberer Träger 16 und 17 verbunden
(der rechte obere Träger 17 ist
in 1 nicht sichtbar
und in 9 gezeigt). Der
rechteckige vordere Rahmen 12 besteht aus einem Paar linker und
rechter vertikaler Rahmenabschnitt 12a und einem Paar horizontaler
Rahmenabschnitte 12b, und ähnlich besteht der rechteckige
hintere Rahmen 13 aus einem Paar linker und rechter vertikaler
Rahmenabschnitte 13a und einem Paar horizontaler Rahmenabschnitte 13b.
Somit hat das Rahmenwerk 11 die vertikalen Rahmenabschnitte 12a und 13a in Draufsicht
gesehen, an seinen vier Ecken.
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An
entsprechenden Positionen der gegenüberliegenden oberen horizontalen
Rahmenabschnitte 12b und 13b enthält das Rahmenwerk 11 ein
Paar von Positionierungsstützen 18,
die verwendet werden, wenn eine andere motorbetriebene Generatoreinheit
(nicht gezeigt) derselben Konstruktion auf die Motorgeneratoreinheit 10 gestellt
wird. Insbesondere sind die Positionierungstützen 18 an den horizontalen
Rahmenabschnitten 12b und 13b vorgesehen, so dass
mit der anderen Motorgeneratoreinheit gegen Versatz in den Längs- und
Links-Rechts-Richtung in Eingriff treten können.
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Die
Steuertafel 20 enthält
verschiedene elektrische Komponenten, die eine Motorsteuerung, einen
Stromenergieabnahmeabschnitt, etc. darstellen. Insbesondere sind
auf der Steuertafel 20 vorgesehen ein Motorschalter 21 zum
Einschalten eines Motorzündsystems,
ein Zündsteuergerät 22 zum
Steuern der Motorzündung,
ein Batterieladesockel 23 zum Laden einer externen Batterie,
einen ersten Abnahmesockel 24 zum Abnehmen von Wechselstrom
mit hohem Niveau, sowie zwei zweite Abnahmesockel 25 jeweils
zum Abnehmen eines Stroms mit geringerem Pegel als der, der von
dem ersten Abnahmesockel 24 ausgegeben wird. Auch vorgesehen
auf der Steuertafel 20 sind ein Schaltungsunterbrecher 26 zum
Unterbrechen des Stromkreises, wenn der Abnahmestrom von einem der
Sockel 24 und 25 einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet,
sowie einen Frequenzumschalter 27 zum Ändern der Frequenz des Abnahmestroms
von den Sockeln 24 und 25. Der Stromenergieregler 30 wandelt
die Ausgangsfrequenz des Generators 50 in eine vorbestimmte
Frequenz um und kann zum Beispiel einen Hüllkurvenumrichter enthalten.
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2 ist eine vertikale Schnittansicht
entlang der Linie 2-2 von 1,
die den Motor 40, den Generator 50, den Kraftstofftank 90 und
den Auspufftopf 102 zeigt, gesehen von der Vorderseite
der Motorgeneratoreinheit 10 aus. Merke, dass in dieser
Figur zur einfachen Darstellung nur ein unterer Endabschnitt des
Rahmenwerks 11 gezeigt ist.
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Innerhalb
des vom Rahmenwerk 11 umgebenen Raums, wie in 2 zu sehen, sind der Motor 40 und
der durch den Motor 40 antreibbare Generator 50 in
einer Achsrichtung der Motorausgangswelle 41 nebeneinander
angeordnet, und der Kraftstofftank 90 und der Schalldämpfer 102 sind über dem
Generator 50 und dem Motor 40 angeordnet. Wenn
man die Motorgeneratoreinheit 10 von seiner Vorderseite
her betrachtet, wie in 2,
ist der Motor 40 unterhalb rechts der Generatoreinheit 10 angeordnet,
ist der Generator 50 unterhalb links der Generatoreinheit 10 angeordnet,
ist der Kraftstofftank 90 über dem Generator 50 angeordnet
und ist der Auspufftopf 102 über dem Motor 40 angeordnet,
dessen Gesamthöhe
signifikant reduziert ist, indem der Motorzylinder in einer nach
unten geneigten Haltung in Bezug auf eine allgemein vertikale Achse
der Generatoreinheit 10 angeordnet wird, wie später beschrieben
wird. Der Kraftstofftank 40 und der Auspufftopf 102 sind
im Wesentlichen horizontal in nebeneinander liegender Beziehung
angeordnet. Weil der Kraftstofftank 90 und der Auspufftopf 102 so
nebeneinander rechts über dem
Generator 50 und dem Motor 40 angebracht sind,
kann die motorbetriebene Generatoreinheit 10 kompakt zu
einer allgemeinen kubischen Gesamtkonfiguration aufgebaut werden,
so dass sie auch in einem relativ engen Raum geeignet installiert
werden kann, wobei sein Schwerpunkt signifikant abgesenkt ist.
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3 ist eine Teilschnittvorderansicht
der motorbetriebenen Generatoreinheit 10, wobei die Hauptkomponenten
der Generatoreinheit 10 von 2 in
vergrößertem Maßstab dargestellt
sind. An dem Rahmenwerk 11 der Generatoreinheit 10 sind befestigt
der Motor 40, der mit dem Motor 40 betriebsmäßig verbundene
Generator 5, eine Zentrifugalkühlgebläsevorrichtung 60,
die an einer Seite des Generators 50 entgegengesetzt oder
entfernt von dem Motor 40 angeordnet ist, um Außenluft
zu Kühlzwecken
einzuführen
oder anzusaugen, was später
beschrieben wird, ein Rückspulstarter 70,
der mit der Kühlgebläsevorrichtung 60 über einen
Verbindungszylinder 66 verbunden ist, sowie eine Gebläseabdeckung 80,
die den Generator 50 und die Kühlgebläsevorrichtung 60 einschließt. Ein
Außenrotor 54, die
Kühlgebläsevorrichtung 60 und
der Rückspulstarter 70 sind
relativ zu der Motorausgangswelle 1 koaxial angebracht.
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Der
elektrische Stromgenerator 50 ist in der bevorzugten Ausführung ein
Generator vom Außenrotortyp
auf der Basis multipolarer Magnete, die auslegerartig an der Motorausgangswelle 41 angebracht sind.
Insbesondere ist der Generator 50 aufgebaut aus einem Innenstator 56,
der einen Statorkern 51 in der Form axial gestapelter Ringe
enthält,
die an einer Seitenwand des Kurbelgehäuses 42 befestigt
sind, sowie eine Mehrzahl von Wicklungen, die auf den Statorkern 51 gewickelt
sind, dem Außenrotor 54,
der allgemein topfförmig
ist und mittels einer Nabe 53 an der Motorausgangswelle 41 angebracht
ist, und einer Mehrzahl von Magneten 55, die an der Innenoberfläche des
Außenrotors 54 gesichert
sind.
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Der
topfförmige
Außenrotor 54 umgibt
den Innenstator 56 (d.h. den Statorkern 51 und
die Wicklungen 52), und sein eines Ende (Topfbodenabschnitt)
ist mit der Zentrifugalkühlgebläsevorrichtung 60 gekoppelt;
somit kann die Zentrifugalkühlgebläsevorrichtung 60 mit
einem relativ großen
Durchmesser zuverlässig
in einfacher Weise angebracht werden. Der große Durchmesser der Zentrifugalkühlgebläsevorrichtung 60 kann
eine ausreichende Luftmenge zum Kühlen des Motors 40 und
des Generators 50 ansaugen.
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Der
Außenrotor 54 in
der bevorzugten Ausführung
hat auch die Funktion eines auslegerartigen Schwungrads, der ohne
separates Schwungrad auskommt. Somit kann die Dimension der Generatoreinheit 10 in
der Achsrichtung der Motorausgangswelle 41 entsprechend
reduziert werden, um eine Verkleinerung des Rahmenwerks 11 zu
gestatten, so dass die Gesamtgröße der Generatoreinheit 10 reduziert werden
kann. Der topfförmige
Außenrotor 54 hat
in dem Topfbodenabschnitt und der zylindrischen Seitenwand auch
Luftlöcher 54a und 54b.
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Die
Montagegenauigkeit der Gebläseabdeckung
relativ zu der Motorausgangswelle 41 braucht nicht sehr
hoch zu sein, weil sie nur den Generator 50 vom Außenrotortyp
und die an dem Außenrotor 54 angebrachte
Kühlgebläsevorrichtung 60 umschließen muss.
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Die
Gebläseabdeckung 80 hat
allgemein die Form eines Zylinders, der sich horizontal entlang
der Motorausgangswelle 41 nahe dem Motor 40 erstreckt.
Insbesondere hat die Gebläseabdeckung 80 an
ihrem von dem Motor 40 entfernten Außenende einen Kühllufteinlassabschnitt 81,
wodurch die Außenluft in
die Generatoreinheit 10 mittels der Kühlgebläsevorrichtung 60 eingeführt wird,
die allgemein innerhalb des Kühllufteinlassabschnitts 81 angeordnet ist.
Insbesondere weist der Kühllufteinlassabschnitt 81 an
seinem Außenende
eine Mehrzahl paralleler Luftansaugschlitze 82 auf, die
sich entlang der Längsrichtung
der Gebläseabdeckung 80 erstrecken, und
eine Rückspulstarterabdeckung 71 ist
an dem Kühllufteinlassabschnitt 81 außerhalb
des Kühllufteinlassabschnitts 81 angebracht.
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Mittels
der Rückspulstarterabdeckung 71 trägt der Rückspulstarter 70 eine
Rolle 72 zur Drehung um eine Achse, die in horizontaler
Ausrichtung zu der Motorausgangswelle 41 liegt, und verbindet betriebsmäßig die
Rolle 72 mit der Kühlgebläsevorrichtung 60.
Die Rückspulstarterabdeckung 71 weist eine
Mehrzahl von Luftlöchern 71a auf.
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Andererseits
ist an dem anderen oder Innenende benachbart dem Motor 40 die
Kühlgebläseabdeckung 80 an
dem Motorgehäuse 42 mittels
Bolzen 83 gesichert (in 3 ist
nur einer davon gezeigt), während
sie einen Kühlluftauslassabschnitt 87 bildet, um
die Kühlung
auf die Außenumfangsfläche des Motors 40 zu
blasen.
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4 ist eine Perspektivansicht
mit Darstellung der Kühlgebläseabdeckung 80,
die direkt an dem Motorkurbelgehäuse 42 befestigt
ist. Die Kühlgebläseabdeckung 80 ist
aus Druckgussaluminiumlegierung hergestellt, das eine hohe thermische
Leitfähigkeit
hat und daher eine überragende
Wärmeabstrahlleistung
erreicht. Da sie aus dieser Druckgussaluminiumlegierung hergestellt
und direkt an dem Motor 40 angebracht ist, kann die Kühlgebläseabdeckung 80 als
sehr wirksamer Wärmestrahler
fungieren. Es kann nämlich
die Wärme,
die sich in der Außenwand
des Motorkurbelgehäuses 42 angesammelt
hat, leicht zu der direkt befestigten Gebläseabdeckung 80 übertragen
werden. Auf diese Weise können
in der bevorzugten Ausführung
die Außenoberfläche des
Motors 40 und der Gesamtbereich der Kühlgebläseabdeckung 80 zusammen
eine vergrößerte Wärmeabstrahloberfläche für den Motor 40 vorsehen.
Mit dieser Vergrößerung der
Wärmeabstrahloberfläche kann
der Motor 40 mit erhöhter
Effizienz gekühlt
werden, infolge dessen die Öltemperatur
und dergleichen des Motors 40 auch wirksam niedrig gehalten
werden können.
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Ferner
sind, wie in 4 gezeigt,
ein Paar von Tragbeinelementen 43 (hier ist nur eines sichtbar)
an entgegengesetzten (vorderen und hinteren) Endabschnitten der
Unterseite des Motors 40 befestigt. Ähnlich sind ein Paar von Tragbeinabschnitten 84 an
entgegengesetzten Enden der Unterseite der Kühlgebläseabdeckung 80 befestigt.
Diese Tragbeinelemente 43 und 84 des Motors 40 und
der Kühlgebläseabdeckung 80 sind
quer an den oben erwähnten
linken und rechten unteren Trägern 14 und 15 platziert
und an die Träger 14 und 15 mit
dazwischen angeordneten Stoßdämpfelementen
(Vibrationsisolierträgern) 44 und 85 gebolzt.
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Weil
die aus der Druckgussaluminiumlegierung hergestellte Kühlgebläseabdeckung 80 eine
relativ große
Steifigkeit hat und zerklüftet
ist und diese zerklüftete
Kühlgebläseabdeckung 80 fest
an dem Motor 40 gesichert ist, der ebenfalls allgemein
zerklüftet
genug ist, kann die Motorgeneratoreinheit 10 der vorliegenden
Erfindung eine zerklüftete
Anordnung der Gebläseabdeckung 80 und
des Motors 40 bereitstellen, die an dem Rahmenwerk 11 mit
einer geeigneten Stoßabsorptions-
oder -dämpffähigkeit zuverlässig gehalten
werden können.
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Zurück zu 2. Zumindest ein Teil des
Motors 40 ist mit einer Motorabschirmung 111 abgedeckt,
wobei in relativ großer
Freiraum 112 dazwischen belassen wird, und der Freiraum 112 dient
als Luftpassage, durch die Luft hindurchtreten kann, um den Motor 40 zu
kühlen
(nachfolgend als "Motorkühlluftpassage" 112 bezeichnet).
Ein Einlassabschnitt 112a zum Inneren der Motorkühlluftpassage 112 weist
zu dem Kühlluftauslassabschnitt 87 der
Gebläseabdeckung 80.
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Der
Auspufftopf 102 ist zumindest auf seinem oberen Endabschnitt
mit einer Wärmesperrabdeckung 121 abgedeckt
oder umschlossen, der eine doppellagige Struktur hat, mit einer
inneren Abdeckung, die den Auspufftopf mit einem dazwischen ausgebildeten
vorbestimmten ersten Spalt 122 abdeckt, sowie eine äußere Abdeckung 125,
die die Außenoberfläche der
inneren Abdeckung 123 mit einem vorbestimmten zweiten Spalt 124 abdeckt.
Die innere Abdeckung 123 der doppelten Wärmesperrabdeckstruktur 121 hat
allgemein die Form eines halbierten Zylinders, der nach unten offen
ist, um angenähert die
gesamte Außenoberfläche des
Auspufftopfs 102 abzudecken, außer eine untere Endfläche des
Auspufftopfs 102. Die äußere Abdeckung 125 hat
auch allgemein die Form eines halbierten Zylinders, der nach unten
offen ist, um eine Oberseite der inneren Abdeckung 123 abzudecken.
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Der
erste Spalt 122 zwischen der inneren Abdeckung 123 und
dem Auspufftopf 102 fungiert als erster Kühlluftweg,
während
der zweite Spalt 124 zwischen der inneren Abdeckung 123 und
der äußeren Abdeckung 125 als
zweiter Kühlluftweg
fungiert. Somit bilden diese ersten und zweiten Kühlluftwege 122 und 124 gemeinsam
eine geteilte Auspufftopfkühlluftpassage 126,
die von den Motorkühlluftpassage 112 getrennt
ist.
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Wie
ferner in 2 gezeigt,
ist an der Motorabschirmung 111 integral eine Luftführung 113 ausgebildet,
um einen Anteil der Kühlluft
von der Motorkühlluftpassage 112 aufwärts in die
Auspufftopfkühlluftpassage 126 abzuzweigen.
Mit dieser Luftabzweigführung 113 kann
Kühlluft,
die von der Außenseite über die
Kühlgebläsevorrichtung 60 und
der Kühlung
des Generators 50 angesaugt wurde, in sowohl die Motorkühlluftpassage 112 als
auch die Auspufftopfkühlluftpassage 126 fließen, so
dass der Motor 40 und der Auspufftopf 102 durch
die gleiche Kühlluft
gekühlt
werden können,
die den stromaufwärtigen
Generator 50 gekühlt
und passiert hat. Weil die Luftführung 113 nur
dazu benutzt wird, einen Anteil der Kühlluft innerhalb der Motorabschirmung 111 abzuweigen,
kann er eine einfache Struktur haben.
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5 ist eine vertikale Schnittansicht
entlang der Linie 5-5 von 2,
die die linke Seite des Rahmenwerks 11, des Motors 40 und
des Auspufftopfs 102 zeigt, wobei die Darstellung des Generators 50 zur
Einfachheit weggelassen ist. In der bevorzugten Ausführung, wie
in 5 gezeigt, ist der
Motor 10 so aufgebaut, dass er ein niedrigeres Profil, d.h.
eine geringere Höhe
hat als die herkömmlichen Gegenstücke, durch
Verkippen des Zylinders 45, des Zylinderkopfs 46 und
des Kopfdeckels 57, d.h. der Längsachse des Motors 40,
nach hinten unten um die Motorausgangswelle 41 herum in
Bezug auf die allgemein vertikale Achse der Einheit 10,
so dass sie schräg
oberhalb der Motorausgangswelle 41 angeordnet sind.
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Wie
ferner in 5 gezeigt,
ist der Auspufftopf 102 über ein Auspuffrohr 101 mit
einer Auslassöffnung
des Motors 40 verbunden.
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Wie
auch aus 5 ersichtlich,
erstreckt sich der horizontale Auspufftopf 102 oberhalb
des Motorzylinders 45 quer über die Motorausgangswelle 41,
im Wesentlichen mit rechten Winkeln hierzu, und ist an einem Motorträger 48 gesichert.
Insbesondere kann das Kippen des Zylinders 45 die Gesamthöhe oder
das Profil des Motors 40 absenken, und belässt einen
relativ großen
Freiraum oberhalb des so abgesenkten Zylinders 45. Dieser
relativ große
Freiraum wird genutzt, um den horizontalen Auspufftopf 102 quer
zur Motorausgangswelle 41 im Wesentlichen rechtwinklig
hierzu zu positionieren; diese Anordnung kann die Kapazität des Auspufftopfs 102 weiter vergrößern.
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Ferner
ist eine Auslassöffnung
(Endrohr) 103 so angeordnet, dass sie sich in der gleichen
Rückwärtsrichtung
erstreckt, in der sich der Zylinder 41 von der Motorausgangswelle 41 erstreckt,
und die Steuertafel 20 ist an der Vorderseite der Generatoreinheit 10 von
der Auslassöffnung 103 entfernt
angebracht, wie mit der gestrichelten Linie angegeben.
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In
der so angeordneten bevorzugten Ausführung wird verhindert, dass
das Abgas von dem Auspufftopf 102 zu der Steuertafel 20 hinfließt, die
daher durch das Abgas nicht thermisch beeinflusst wird und konstant
in einem geeigneten Betriebszustand für eine Bedienungsperson gehalten
werden kann, um die Tafel 20 nach Bedarf geeignet zu handhaben.
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Die
inneren und äußeren Abdeckungen 123 und 125 der
doppelten Wärmesperrabdeckstruktur 121 sind
längliche
Abdeckungen, die sich zwischen den vorderen und hinteren Rahmen 112 und 113 erstrecken
und an den Rahmen 12 und 13 gesichert sind, wobei
ihre gegenüberliegenden
Endflansche 123a und 125a übereinander liegen. Ferner
ist ein vorderes Tragelement 127 zwischen den vertikalen Rahmenabschnitten 12a des
vorderen Rahmens 12 vorgesehen, während ein hinteres Tragelement 128 zwischen
den vertikalen Rahmenabschnitten 13a des hinteren Rahmens 13 vorgesehen
ist. Die zwei Paare der übereinander
liegenden Endflansche 123a und 125a sind an die
vorderen und hinteren Tragelemente 127 und 128 jeweils
angebolzt, wodurch die doppelte Wärmesperrabdeckstruktur 121 zwischen den
vorderen und hinteren Rahmen 12 und 13 über dem
Auspufftopf 102 gesichert ist.
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6 eine Explosionsperspektivansicht
mit Darstellung des Auspufftopfs 102 und der Wärmesperrabdeckung 121,
und erläutert
insbesondere eine Beziehung zwischen dem Auspufftopf 102 und den
inneren und äußeren Abdeckungen 123, 125 in der
bevorzugten Ausführung.
Wie gezeigt, hat die Innenabdeckung 123 eine Öffnung 123b an
ihrer Rückwand,
um eine mechanische Störung
mit dem Endrohr 103 des Auspufftopfs 102 zu vermeiden.
Der Auspufftopf 102 hat auch einen Abgaseinlass und eine
Strebe 105, und die Bezugszahl 106 einen Bolzen
zum Einsetzen durch die Endflansche der inneren und äußeren Abdeckungen 123 und 125.
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7 ist eine geschnittene
Draufsicht der Motorgeneratoreinheit 10 gemäß der bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung, die insbesondere den Motor 40 und
den Generator 50 zeigt, wobei der Kraftstofftank 90,
der Auspufftopf 102 und die Steuertafel 20 zur
Klarheit entfernt sind. Wie in der Figur gezeigt, ist eine Baugruppe
des Motors 1, des Generators 50, des Stromenergiereglers 30,
der Motorabschirmung 111, des Luftfilters 141 und
des Vergasers 142 eng innerhalb eines quadratischen Raums
angebracht, der durch das Rahmenwerk 11 definiert ist,
und die Luftführung 113 der
Motorabschirmung 111 hat eine allgemein U-förmige Öffnung zu
der Kühlgebläseabdeckung 80 hin,
wenn in Draufsicht gesehen.
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Wenn
in Draufsicht gesehen, wölbt
sich die Kühlgebläseabdeckung 80 stark
entlang dem Motorzylinder 45, um hierdurch zu erlauben,
dass die Kühlluft
leicht in den Raum innerhalb der Motorabschirmung eingeführt wird.
Die Kühlgebläsevorrichtung 60 ist
ein doppelseitiges Gebläse,
das ein Hauptgebläse 62,
das integral an der Rückseite
einer Basis 61 ausgebildet ist, und ein Hilfsgebläse 63,
das integral an einer Vorderfläche
der Basis 61 ausgebildet ist, enthält. Das Hauptgebläse 62 hat
die Funktion, die Außenluft,
die durch den Hauptkühllufteinlassabschitt 81 eingeführt ist,
zu dem Motor 40 hin zu richten, während das Hilfsgebläse 63 die
Funktion hat, die Außenluft,
die durch eine Mehrzahl von Hilfskühllufteinlässen 133 eingeführt und
durch den Generator 50 geleitet ist, zu dem Motor 40 hin
zu richten.
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Die
Kühlgebläseabdeckung 80 hat
einen vorbestimmten Spalt 131 benachbart dem Motor 40,
so dass der Spalt 131 als die Hilfskühllufteinlässe 133 dient, um
die Außenluft
zum Kühlen
des Innenraums des Generators 50 anzusaugen. Der Spalt 131,
der eine relativ große
Größe hat,
ist nämlich
zwischen einem Ende der Gebläseabdeckung 80 und
einer Seite des Kurbelgehäuses 52 entfernt
von dem Motorzylinder 45 ausgebildet, und dieser Spalt 131 ist
durch eine Platte 132 verschlossen, in der die Hilfskühllufteinlässe 133 ausgebildet
sind.
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Die
Hilfslufteinlässe 133 sind
in der Platte 132 innerhalb des Außenrotors 54 ausgebildet,
so dass sie der Mitte des Zentrifugalkühlgebläses 60 benachbart
sind. Weil der Mittelbereich des Zentrifugalkühlgebläses 60 einem stärkeren Unterdruck
unterliegt, kann die Außenluft
effizient durch die Hilfskühllufteinlässe 133 angesaugt
werden, die in der Nähe der
Mitte des Kühlgebläses 60 angeordnet
sind, und wird dann durch den Innenraum des Generators 50 zu
dem Hilfsgebläse 63 hin
gerichtet. Die an den Motor 40 gebolzte Verschlussplatte 132 und
die in der Verschlussplatte 132 ausgebildeten Hilfskühllufteinlässe 133 sind
in 5 illustrativ gezeigt.
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8 ist eine Draufsicht der
Motorgeneratoreinheit 10 gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden
Erfindung. Wie gezeigt, ist der Auspufftopf 102 benachbart
dem Kraftstofftank 90 in einer seitlichen Beziehung hierzu
angeordnet und an seiner Oberseite mit der Wärmesperrabdeckung 121 abgedeckt.
Ferner erstrecken sich der Kraftstofftank 90 und die Wärmesperrabdeckung 21 horizontal
zwischen den vorderen und hinteren Tragelementen 127 und 128 und
sind daran gesichert, so dass die gesamte obere Region eines durch
das rohrförmige Rahmenwerk 11 definierten
Innenbereichs durch den Kraftstofftank 90 und die Wärmesperrabdeckung 121 im
Wesentlichen verschlossen ist. In dieser Figur bezeichnet die Bezugszahl 91 ein Öleinfüllloch, 92 einen Öleinfülldeckel
und 93 einen Ölstandmesser.
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9 ist eine rechte Seitenansicht
der Motorgeneratoreinheit 10 gemäß der bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung, die insbesondere zeigt, dass der Auspufftopf 102 durch
den Motor 40 durch das oben erwähnte Auspuffrohr 101 und
die Strebe 105 abgestützt
ist, und dass der Zylinder 45 und der Zylinderkopf 46 des
Motor 40 mit einem Paar oberer und unterer Motorabschirmelemente 111 abgedeckt
sind.
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10 ist eine linke Seitenansicht
der Motorgeneratoreinheit 10 gemäß der bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung, die insbesondere zeigt, dass ein Betätigungsgriff 173 des
Rückspulstarters 70 an
einem vorderen linken Abschnitt der Motorgeneratoreinheit 10 vorgesehen
ist und der Luftfilter 141 an dem hinteren linken Abschnitt
der Einheit 10 vorgesehen ist.
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Ferner
ist 11 eine Rückansicht
der Motorgeneratoreinheit 10 gemäß der bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung, die insbesondere zeigt, dass der Auspufftopf 102 über das
Auspuffrohr 101 mit dem Motorzylinderkopf 46 verbunden
ist und dass das hintere Tragelement 128 an seinen entgegengesetzten
Enden an die vertikalen Rahmenabschnitte 13a des hinteren
Rahmens 13 gebolzt ist.
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Nun
folgt eine Beschreibung über
das beispielhafte Verhalten der Motorgeneratoreinheit 10, die
in der oben erwähnten
Weise konstruiert ist, in besonderem Bezug auf die 12 und 13.
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12 ist eine Erläuterungsansicht
des Verhaltens der erfindungsgemäßen Motorgeneratoreinheit 10.
Beim Einschalten des Motors 40 bewirkt die Motorausgangswelle 41,
dass sich der Außenrotor 54 zu
drehen beginnt, wodurch die elektrische Stromerzeugung durch den
Generator 50 eingeleitet wird.
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Gleichzeitig
wird bewirkt, dass sich die Kühlgebläsevorrichtung 60 mit
dem als magnetischen Rotor fungierenden Außenrotor 54 dreht,
so dass das Hauptgebläse 62 der
Vorrichtung 60 die Außenluft W1
durch die Luftlöcher 71a, 71b der
Rückspulstarterabdeckung 71 und
die Luftansaugschlitze 82 der Gebläseabdeckung 80 ansaugt.
Die so eingeführte Außenluft
W1 fließt
in den durch die Gebläseabdeckung 80 umschlossenen
Raum und wird durch die Zentrifugalkraft des Hauptgebläses 62 radial
aus dem Raum ausgegeben. Dann fließt die Kühlluft W1 durch die Kühlpassage 86,
um hierdurch den Generator 50 und die Gebläseabdeckung 80 zu
kühlen, wonach
sie über
den Kühlluftauslassabschnitt 87 der Gebläseabdeckung 80 austritt.
Ein Anteil der Kühlluft W1
von dem Kühlluftauslassabschnitt 87 tritt
dann in den durch die Motorabschirmung 111 definierten Raum
ein und fließt
durch die Motorkühlluftpassage 112,
während
sie die Außenoberfläche des
Motors 40 kühlt,
wonach sie zurück
zur Außenseite
abgegeben wird. Weil dieser Anteil der Kühlluft W1, die durch die Motorkühlluftpassage 112 fließt, nur
den Generator 50 gekühlt
und passiert hat und daher noch immer eine relativ niedrige Temperatur
hat, kann sie den Motor 40 mit ausreichender Effizienz
kühlen.
Weil ferner die Luftansaugschlitze 82 in dem Kühllufteinlassabschnitt 81 der
Gebläseabdeckung 80 ausgebildet sind,
kann eine ausreichende Menge der Außenluft W1 durch diese Schlitze 82 in
die Motorgeneratoreinheit 10 eingeführt werden, obwohl der Rückspulstarter 70 in
dem Einlassabschnitt 81 vorgesehen ist.
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Der
verbleibende Anteil der Kühlluft
W1 von dem Kühlluftauslassabschnitt 78 wird
andererseits über
die Luftführung 113 aufwärts in die
ersten und zweiten Passagen 122 und 124 der geteilten
Auspufftopfkühlluftpassage 126 abgezweigt.
Die Luftführung 113 sorgt
für eine
positive und effiziente Abzweigung, und daher ein ausreichendes
Einführen
der Kühlluft W1
in die Auspufftopfkühlluftpassage 126.
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Insbesondere
fließt
die über
die Luftführung 113 abgezweigte
Kühlluft
W1 in den ersten Kühlluftweg 122 der
geteilten Auspufftopfkühlluftpassage 126 entlang
der Innenoberfläche
der Innenabdeckung 123, um hierdurch die Außenoberfläche des Auspufftopfs 102 zu
kühlen.
Die über
die Luftführung 113 abgezweigte
Kühlluft
W1 fließt
auch in den zweiten Kühlluftweg 124 der
geteilten Auspufftopfkühlluftpassage 126 entlang
der Außenabdeckung 125,
um hierdurch die Außenoberfläche der
Innenabdeckung 123 zu kühlen.
Die durch den zweiten Kühlluftweg 124 fließende Kühlluft W1
fungiert als Wärmesperrluftschicht,
nämlich
als Luftvorhang, der den Wärmetransfer
von der Innenabdeckung 123 effizient sperrt.
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In
der bevorzugten Ausführung
kann die Außenoberflächentemperatur
der äußeren Abdeckung 125 durch
die Kühlluft
W1 ausreichend reduziert werden, die in der oben beschriebenen Weise
durch die zwei Wege 122 und 124 der geteilten
Auspufftopfkühlluftpassage 126 fließt. Weil
ferner der Anteil der durch die zwei Kühlluftwege 122 und 124 fließenden Kühlluft W1
gerade nur den Generator 50 gekühlt und passiert und daher
noch immer eine relativ niedrige Temperatur hat, kann sie den Auspufftopf 102 mit ausreichender
Effizienz kühlen.
Die Kühlluft
W1, die somit den Auspufftopf 102 gekühlt und passiert hat, wird
zurück
zur Außenseite
abgegeben.
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Ferner
kann die bevorzugte Ausführung
eine ungewünschte
Wärmeabstrahlung
von dem Auspufftopf 102 zu dem Kraftstofftank 90 effizient
reduzieren, indem die oberen und Seitenabschnitte des Auspufftopfs 102 mit
der Wärmeschutzabdeckung 121 verschlossen
sind. Auch kann die Kühlluft
W1, die zwischen dem Kraftstofftank 90 und dem Auspufftopf 102 fließt, einen Luftvorhang
bilden, der den Wärmetransfer
zwischen diesen beiden blockiert. Ferner kann mit der durch die
Auspufftopfkühlluftpassage 126 fließende Kühlluft W1
die Außenoberflächentemperatur
der Wärmeschutzabdeckung 121 niedrig
gehalten werden, so dass nachteilige thermische Einflüsse des
Auspufftopfs 102 auf den Kraftstofftank 90 auch
dann zuverlässig
vermieden werden können, wenn
der Auspufftopf 102 in der Nähe des Kraftstofftanks 90 angeordnet
ist. So können
in der bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung sowohl der Kraftstofftank 90 als
auch der Auspufftopf 102, die beide ein großes Volumen
haben, sicher sehr nahe beieinander angeordnet werden, und daher kann
dieser großvolumige
Auspufftopf 102 ein ungewünschtes Dröhnen des Motorabgases um einen
signifikanten Grad reduzieren.
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13 ist auch eine Erläuterungsansicht des
Verhaltens der erfindungsgemäßen Motorgeneratoreinheit 10.
Das Hilfsgebläse 63 der
Kühlgebläsevorrichtung 60 arbeitet
dahingehend, die Kühlluft von
der Außenseite
durch die Hilfskühllufteinlässe 133 anzusaugen,
die in der Verschlussplatte 132 ausgebildet sind. Die so
eingeführte
Kühlluft
W2 fließt in
den durch den Außenrotor 54 definierten
Raum, um den Statorkern 51 und die Wicklungen 52 zu
kühlen,
und wird dann durch die in der Bodenwand des Außenrotors 54 gebildeten
Luftlöcher 54a auf
das Hilfsgebläse 63 gerichtet.
Dann wird die Kühlluft
W2 durch die Zentrifugalkraft des Gebläses 63 zurück zur Außenseite
abgegeben und vermischt sich mit der oben erwähnten Kühlluft W1, die über das
Hauptgebläse 62 ausgegeben
wird.
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Zusammengefasst
bietet die in der oben beschriebenen Weise angeordnete Erfindung
verschiedene überragende
Vorteile, wie folgt.
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Die
Motorgeneratoreinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung ist primär
dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Stromgenerator durch
den Motor auslegerartig abgestützt
ist, so dass sowohl der Stator als auch der Rotor des Generators
zusammen mit dem Motor während
des Betriebs vibrieren, und dass der Generator an dem Rahmenwerk über den
Motor und die an dem Motor befestigte zerklüftete Gebläseabdeckung befestigt ist,
so dass er mit ausreichender Festigkeit abgestützt werden kann. Auch wenn
der Motor und die Gebläseabdeckung
mit einem gewissen Positionsfehler dazwischen montiert werden, wie
es bei diesem Typ von Motorgeneratoreinheit häufig der Fall ist, kann dieser
Fehler gut durch einen Spalt aufgenommen werden, der sich zwischen
der Innenoberfläche
der Gebläseabdeckung
und dem Außenrotor
befindet.
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Ferner
ist die Gebläseabdeckung
aus einer Druckgussaluminiumlegierung mit hoher thermischer Leitfähigkeit
hergestellt, und die Kühlluft,
die von der Außenseite über das
Kühlgebläse angesaugt
wird, wird weiter auf die Innenoberfläche der Gebläseabdeckung
geblasen. Weil eine solche Gebläseabdeckung
direkt an dem Motor angebracht ist, kann die in der Außenwand
des Motors angesammelte Wärme
effizient zur Außenseite
abgestrahlt werden. Im Ergebnis können der Generator und der
Motor mit erhöhter
Effizienz gekühlt
werden, und die Öltemperatur
und dergleichen in dem Motor können
konstant niedrig gehalten werden.
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Ferner
kann mit der Anordnung, dass die Gebläseabdeckung eine Mehrzahl axialer
Schlitze aufweist, die in einer Endoberfläche des Kühllufteinlassabschnitts ausgebildet
sind, und die Mehrzahl axialer Schlitze der Gebläseabdeckung und eine Endfläche des
Rückspulstarters
zusammen eine Mehrzahl von Luftansaugschlitzen darstellen, die Mehrzahl
axialer Schlitze mit Leichtigkeit gleichzeitig mit der Bildung der
Gebläseabdeckung
ausgebildet werden.
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Ferner
kann mit der Anordnung, dass die Kühlgebläsevorrichtung eine Zentrifugalkühlgebläsevorrichtung
ist, die die Kühlluft
von der Außenseite zwischen
den Außenrotor
und die Gebläseabdeckung
hineindrückt,
um die Kühlluft
zu dem Motor und dessen Nähe
zu schicken, die Kühlluft
auch die Innenumfangsfläche
der Gebläseabdeckung
effizient kühlen.