JP2002309953A - エンジン発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な交換作業により制御方式を切り換え可
能なエンジン発電機を提供する。 【解決手段】 エンジン３のクランクシャフト３４に、
フライホイール５１と、冷却ファン５２と、リコイルス
タータ８を取り付け、エンジンユニット１１０を形成す
る。エンジンユニット１１０の端部には、アダプタ５５
を介して発電体４が取り付けられる。アダプタ５５と発
電体４のロータシャフト４３との間はスルーボルト６０
にて結合される。スルーボルト６０を外して発電体４を
交換することにより、制御方式をＡＶＲ方式やインバー
タ方式に自在に切り換えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンとエンジ
ンにより駆動される発電体とを有してなるエンジン発電
機に関し、特に、異なる制御方式の発電体を自在に交換
可能なエンジン発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン発電機における発電電圧の制御
方式としては、従来よりコンデンサ等を用いたＡＶＲ(A
utomatic voltage regulator；自動電圧調整器)方式の
装置が広く使用されてきた。ところが、近年、エンジン
発電機にも高精度の電圧安定性と周波数特性が求められ
てきており、制御方式としてインバータ方式を採用する
ものが増加してきた。

【０００３】ＡＶＲ方式の装置は、発電体のマグネット
は極性が２極であり、６０ヘルツの電力を得るために
は、３６００rpmにてエンジンを回転させており、コン
トロールユニットは比較的小型である。これに対し、イ
ンバータ方式の発電機では、２０極以上のマグネットを
備えたロータを高回転で駆動することにより、従来のＡ
ＶＲ方式の発電機よりも高出力を得ることが可能となっ
ている。このため、コントロールユニットの電子部品が
大きくなり、ユニット自体も大きなものとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、両制御方
式の装置はその構成を大きく異にしており、たとえばコ
ントロールユニットひとつを取って見ても、共通仕様に
納めることは困難である。したがって、エンジン発電機
としては、その制御方式を何れか一方に設定したものが
通常であり、そこでは二者択一的に仕様が決定される。
このため、生産、販売段階においても、両方式の需要を
見て生産や仕入れを行わざるを得ず、在庫や欠品が生じ
易く、製品としての機動性が乏しいという問題があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、簡単な交換作業により制
御方式を切り換え可能なエンジン発電機を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のエンジン発電機
は、エンジンを備えるエンジンユニット部と、前記エン
ジンユニット部に取り付けられ前記エンジンによって駆
動される発電体とを有してなるエンジン発電機であっ
て、前記エンジンユニット部と前記発電体との間に取り
付けられ、前記発電体を交換自在に着脱可能なアダプタ
を有することを特徴とする。

【０００７】また、前記エンジン発電機において、前記
エンジンユニット部に前記アダプタを介して制御方式の
異なる前記発電体を取り付けることができるようにして
も良い。

【０００８】本発明にあっては、異なる発電体を簡単な
作業により交換することができ、適宜発電体を交換し、
製品仕様を変えることが可能となる。この際、たとえ
ば、ＡＶＲ方式とインバータ方式など、制御方式の異な
る発電体を適宜交換することもでき、二者択一的な生産
や仕入れを行う必要がなく、在庫や欠品を減少させるこ
とが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施の形態であるエンジ
ン発電機の正面図、図２は図１のエンジン発電機の平面
図、図３はその背面図である。

【００１１】本実施の形態に係るエンジン発電機１は、
図１〜３に示すように、パイプを折り曲げて矩形枠状に
成形された支持フレーム２上に、駆動源であるエンジン
３と発電体４とを一体化した発電ユニット５を複数の支
持駒６によって弾性支持した構成となっている。当該エ
ンジン発電機１は、制御方式としてインバータ方式を採
用しており、発電ユニット５の側方（図３において背後
側）に発電電圧制御用のインバータユニット１１が取り
付けられている（図１参照）。

【００１２】図１に示すように、装置正面部にはコント
ロールパネル７が設けられている。このコントロールパ
ネル７には、エンジンスイッチやオートスロットルスイ
ッチ等のスイッチ類や、ＡＣ電源端子やＤＣ電源端子等
の出力端子が設けられている。また、コントロールパネ
ル７の下部には、リコイルスタータ８（図８参照）駆動
用のリコイルノブ８ａが設けられており、これを引くこ
とによりエンジン３が起動されるようになっている。

【００１３】発電ユニット５の上方には、エンジン３に
供給される燃料を貯留するための燃料タンク９が配設さ
れている。燃料タンク９の上面ほぼ中央には、燃料供給
口が設けられており、そこには開閉自在に燃料キャップ
１０が取り付けられている。

【００１４】図４は図１のエンジン発電機にて使用され
る発電ユニット５の正面図、図５はその平面図、図６は
図５の右側面図（矢示Ｘ方向）、図７は図４の左側面図
（矢示Ｙ方向）、図８は図５のＺ−Ｚ線に沿った断面図
である。

【００１５】発電ユニット５は、エンジン３と発電体４
およびリコイルスタータ８とを一体化した構成となって
いる。発電ユニット５の側部には、図４，６に示すよう
に、発電体４からの発電出力を制御して所定周波数の交
流に変換するためのインバータユニット１１が取り付け
られている。インバータユニット１１は、アルミニウム
製のケース７１に電子基盤を収容した構成となってお
り、アルミニウム製のファンカバー５３に直接固定され
ている。

【００１６】エンジン３は、空冷単気筒のＯＨＶ型ガソ
リンエンジンであり、クランクケース３１とその上側に
シリンダ３２を備え、シリンダ３２にはヘッドカバー３
３が取り付けられている。シリンダ３２にはプラグキャ
ップが一体となったイグニッションコイル３７が取り付
けられている。また、エンジン３の吸気側にはキャブレ
ター１２が設けられており、キャブレター１２にはエア
クリーナ３６を介して外気が導入され、そこでガソリン
との混合気が作られエンジン３へと供給される。一方、
排気側には、排気管１３を介してマフラー１４が接続さ
れており、エンジン３からの排気はマフラー１４を通っ
た後、図４において装置左側面に設けられた排気口１５
から排出される。

【００１７】キャブレター１２には、図６に示すように
スロットルバルブ１６が配設されている。このスロット
ルバルブ１６はキャブレター１２上部に設けられたキャ
ブスロットルレバー１７によって開閉される。キャブス
ロットルレバー１７には、ガバナロッド１８ａの一端が
取り付けられており、エンジン３は、機械式のガバナに
より、エンジン回転数が負荷変動に影響されることなく
一定に調整されるようになっている。

【００１８】すなわち、図４，５に示すように、クラン
クケース３１には、回動自在にガバナシャフト１９が装
着されており、そこにはガバナレバー２０の基端部が取
り付けられている。ガバナレバー２０には、スピードコ
ントロールレバー２１に連結された引張コイルばね２２
が掛止されており、この引張コイルばね２２によってガ
バナレバー２０は図５において時計方向に付勢されてい
る。また、ガバナレバー２０の先端側には、ガバナロッ
ド１８ｂの一端側が取り付けられており、このガバナロ
ッド１８ｂの他端側はコントロールレバー２３と連結さ
れている。コントロールレバー２３は、発電ユニット５
の上部に取り付けられたプレート２５に回転自在に支持
されている。さらに、コントロールレバー２３には、一
端側がキャブスロットルレバー１７に連結されたガバナ
ロッド１８ａの他端側が取り付けられている。したがっ
て、ガバナレバー２０がガバナシャフト１９を中心とし
て回動すると、ガバナロッド１８ｂ、コントロールレバ
ー２３、ガバナロッド１８ａが連動し、キャブスロット
ルレバー１７が作動することになる。

【００１９】この場合、ガバナシャフト１９は、エンジ
ン３のクランクシャフト３４により回転駆動されるシャ
フトに軸方向に摺動自在に装着されたガバナスリーブと
係合している。前記シャフトには回転体が固定されてお
り、その端面には回転中心から所定の半径の位置に複数
のガバナアームが回動自在に装着されている。そして、
各ガバナアームにはガバナウエイトが一体に設けられて
おり、これらにより機械式のガバナ機構が構成される。

【００２０】エンジン３の負荷が低負荷となると、負荷
の低下分だけエンジン回転数つまりクランクシャフト３
４の回転数が一時的に高くなろうとする。ところが、回
転数低下に伴いガバナウエイトに加わる遠心力が低下し
てガバナアームが閉じ、それに伴いガバナスリーブが移
動しガバナシャフト１９が低速側に回動する。そして、
ガバナシャフト１９と共にガバナレバー２０も回動し、
その動きがガバナロッド１８ａ等を介してキャブスロッ
トルレバー１７に伝わり、スロットルバルブ１６が閉じ
る方向に駆動される。これにより、エンジン回転数は負
荷に合わせて低下されることになる。これに対し、エン
ジン負荷が高負荷となった場合には、ガバナレバー２０
は逆方向に回動される。したがって、エンジンの回転数
は負荷変動に影響されることなく一定に調整される。

【００２１】エンジン３は、クランクケース３１内に組
み込まれたクランクシャフト３４が図８において左右方
向に延びる形で配設されている。当該発電ユニット５で
は、クランクシャフト３４の一端側がエンジン３の出力
軸となっており、この出力軸側にフライホイール５１、
冷却ファン５２、リコイルスタータ８、発電体４をこの
順にて配置した構成となっている。すなわち、エンジン
３の次位にフライホイール５１と冷却ファン５２が取り
付けられ、フライホイール５１に固設されたアダプタ５
５を介してその先にリコイルスタータ８と発電体４が配
設される構成となっている。

【００２２】エンジン３のクランクシャフト３４は、図
８に示すように、その一端部３４ａはクランクケース３
１に取り付けられた軸受３５によって支持されている。
クランクシャフト３４の他端部もまた、その反対側の図
示しない軸受により支持されており、クランクケース３
１に対し回転自在となっている。一端部３４ａはクラン
クケース３１の外部に突出し、エンジン３の回転数やト
ルク等、エンジン出力を安定化させるためのフライホイ
ール５１が取り付けられている。フライホイール５１
は、クランクシャフト３４にキーを介して固定されるボ
ス部５１ａと、ボス部５１ａから径方向に延在するディ
スク部５１ｂとから構成される。

【００２３】ディスク部５１ｂには、冷却ファン５２が
取り付けられている。冷却ファン５２はディスク部５２
ａと、ディスク部５２ａの表面に一体に設けられた多数
のファンブレード５２ｂとを有している。冷却ファン５
２はエンジン３に固定されるファンカバー５３により覆
われている。ファンカバー５３はアルミニウムにより形
成され、側面には冷却風取入口となる多数のスリット５
４が設けられている。ファンカバー５３は空気を案内す
るダクトとしての機能をも有しており、図８に示すよう
に、冷却ファン５２の回転に伴い外気がスリット５４か
らファンカバー５３内に導入されると共に、冷却風とし
てエンジン３側に送出、案内される。

【００２４】フライホイール５１の次位にはリコイルス
タータ８が配設されている。フライホイール５１のボス
部５１ａには、アダプタ５５を介してリコイルリング５
６が取り付けられ、その次位には、ディスク部５７ａと
円筒部５７ｂが一体となったリコイルホルダ５７が設け
られている。そして、円筒部５７ｂの外側にはリコイル
ロープ５８が巻き付けられるリコイルプーリ５９が回転
自在に装着されている。

【００２５】リコイルプーリ５９には、図示しない係合
爪が設けられており、リコイルノブ８ａを引いてリコイ
ルプーリ５９をリコイルロープ５８によって回転させる
と、この係合爪がリコイルリング５６に係合する。これ
により、アダプタ５５を介して連結されたクランクシャ
フト３４が回転し、エンジン３が起動される。なお、リ
コイルホルダ５７には図示しない巻き戻しばねが設けら
れており、リコイルロープ５８は、ばね力によってリコ
イルプーリ５９に巻き戻される。

【００２６】リコイルスタータ８の次位には発電体４が
配設されている。当該エンジン発電機１では、エンジン
３とフライホイール５１、冷却ファン５２およびリコイ
ルスタータ８によって発電体駆動用のエンジンユニット
（エンジンユニット部）１１０が形成されており、アダ
プタ５５を介して発電体４を取り付ける形となってい
る。ここでは、前述のように、制御方式としてインバー
タ方式を採る発電体４が取り付けられているが、後述す
るように、発電体としてＡＶＲ方式のものを取り付ける
こともできる。

【００２７】発電体４はインナロータ型となっており、
インナロータ４１とステータ４２とから構成されてい
る。インナロータ４１は、ロータシャフト４３とロータ
ディスク４５とから構成され、ロータシャフト４３は、
アダプタ５５のボス部５５ａ先端にスルーボルト６０に
よって固定されている。この場合、ボス部５５ａにはテ
ーパ部５５ｂが形成されており、このテーパ部５５ｂが
ロータシャフト４３に設けられたテーパ孔４３ａと嵌合
するようになっている。一方、ロータシャフト４３の他
端側は、発電体リアカバー４４に取り付けられた軸受６
１によって回転自在に支持されている。インナロータ４
１の外側にはステータ４２が配設されており、ここでは
ステータ４２は、ファンカバー５３と発電体リアカバー
４４との間に挟持される形で取り付けられている。

【００２８】インナロータ４１の外周面には、複数個の
マグネット（図示せず）が周方向に沿って取り付けられ
ている。これに対しステータ４２には、多数枚の鋼板を
積層したコア６２が設けられており、その周囲にコイル
６３が巻回されている。そして、クランクシャフト３４
の回転に伴い、コイル６３の内側でインナロータ４１の
マグネットが回転することにより、コイル６３に起電力
が生じ発電が行われる。

【００２９】発電体リアカバー４４は、通風孔６４が形
成されたディスク部４４ａとこれと一体となった円筒部
４４ｂとを有している。発電体リアカバー４４は、円筒
部４４ｂの部分でファンカバー５３に固定され、その
際、ステータ４２をファンカバー５３との間で保持する
ようになっている。そして、図８に示すように、冷却フ
ァン５２の回転に伴い外気が通風孔６４から発電体リア
カバー４４内に導入され、ステータ４２等を冷却しつつ
エンジン３方向へと流通する。

【００３０】一方、発電ユニット５内には、ファンカバ
ー５３の側方に形成されたスリット５４からも外気が流
入する。この気流は、通風孔６４から導入されステータ
４２等を冷却した冷却風と合流し、ファンカバー５３に
より案内されて、エンジン３の周囲に吹き付けられる。
すなわち、１個の冷却ファン５２によって、スリット５
４と通風孔６４の２系統の冷却風が生じ、これによって
発電体４とエンジン３の両方が冷却される。そして、エ
ンジン３に吹き付けられた冷却風は、エンジン３の背後
に回り込みマフラー１４を冷却する。

【００３１】ところで、前述のように、本発明によるエ
ンジン発電機では、アダプタ５５の次位に配する発電体
４を交換可能に構成し、制御方式の異なる発電体を適宜
交換可能なように設定することもできる。図９，１０
は、このような発電体交換を可能ならしめたエンジン発
電機の例を示す説明図であり、図９ではインバータ方式
の発電体が取り付けられたエンジン発電機１inv、図１
０ではＡＶＲ方式の発電体が取り付けられたエンジン発
電機１avrである。なお、図９，１０では、発電体の構
成以外は、概ね前述のエンジン発電機１と同様であるの
で、同様の部分には同一の符号を付しその説明は省略す
る。

【００３２】図９のエンジン発電機１invでは、エンジ
ンユニット１１０にインバータ制御方式の発電体４が取
り付けられている。このエンジン発電機１invは、クラ
ンクシャフト３４方向の装置長が前述のエンジン発電機
１よりも若干長くなっている。また、インバータユニッ
ト１１が発電ユニット５の図中左方の位置に配設されて
いるが、それ以外の点は、基本的には前述のものと同一
構造である。

【００３３】これに対し図１０のエンジン発電機１avr
では、エンジンユニット１１０にＡＶＲ方式の発電体１
１１が取り付けられている。この発電体１１１も、発電
体４と同様にインナロータ型となっており、インナロー
タ１１２とステータ１１３とから構成されている。イン
ナロータ１１２は、ロータシャフト１１４とロータディ
スク１１５とから構成され、ロータシャフト１１４は、
アダプタ５５のボス部５５ａ先端にスルーボルト１１６
によって固定される。ロータシャフト１１４にもまたテ
ーパ孔１１４ａが形成されており、これがテーパ部５５
ｂと嵌合する。

【００３４】一方、ロータシャフト１１４の他端側は、
発電体リアカバー１１７に取り付けられた軸受１１８に
よって回転自在に支持されている。インナロータ１１２
の外側にはステータ１１３が配設されており、ステータ
１１３は、ファンカバー５３と発電体リアカバー１１７
との間に挟持されている。インナロータ１１２の外周面
にはマグネット（図示せず）が周方向に沿って取り付け
られており、ステータ１１３では、コア１１９にコイル
１２０が巻回されている。なお、共通仕様化のため、ス
テータ１１３とステータ４２の外径は同一径に統一され
ている。また、発電体１１１の全長は、発電体４とイン
バータユニット１１を併設した場合の寸法とほぼ同寸法
となっている。

【００３５】ここで、当初、図１０のようにＡＶＲ方式
の発電体１１１が取り付けられているエンジン発電機１
avrをインバータ方式に変える場合には、次のような作
業を行う。すなわち、まず、スルーボルト１１６を外
し、発電体１１１をエンジンユニット１１０から取り外
す。これにより、エンジンユニット１１０のアダプタ５
５が現れる。

【００３６】次に、発電体４をエンジンユニット１１０
に取り付ける。前述のように、ステータ１１３とステー
タ４２とは同一外径に形成されているため、ファンカバ
ー５３には何れのステータを取り付けることもできる。
そして、ステータ４２をファンカバー５３と発電体リア
カバー４４との間に取り付けた後、スルーボルト６０に
より、発電体４をアダプタ５５に固定する。その後、イ
ンバータユニット１１を取り付けることによりエンジン
発電機１invが形成され、発電体交換作業を終了する。

【００３７】このように、当該エンジン発電機１では、
発電ユニット５内の構成を、エンジンユニット１１０と
発電体４，１１１との２つに大きく分け、両者の間をア
ダプター５５によって接続している。エンジンユニット
１１０には、エンジン３を初めとして、フライホイール
５１や冷却ファン５２が含まれ、さらに、アダプタ５５
を用いてリコイルスタータ８をも一体に形成している。
そして、アダプタ５５に発電体４，１１１のロータシャ
フト４３，１１５を固定し、同一外径に形成されたステ
ータ４２，１１３をファンカバー５３と発電体リアカバ
ー４４，１１７にて固定する。

【００３８】これにより、異なる制御方式の発電体４，
１１１を、ボルトの取り外し程度の簡単な作業により交
換することができ、図９，１０のエンジン発電機１in
v，１avrを適宜選択することが可能となる。たとえば、
標準仕様をＡＶＲ方式としておき、販売店等にてインバ
ータ方式の発電体４をストックしておくことにより、顧
客の要望に応じて発電体を交換し、製品仕様を変えるこ
とも可能となる。したがって、二者択一的な生産や仕入
れを行う必要がなく、在庫や欠品を減少させることが可
能となる。

【００３９】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、駆動ユニット部と発電
体との間に、発電体を交換自在に着脱可能なアダプタを
設けたので、異なる発電体を簡単な作業により交換する
ことができ、適宜発電体を交換し、製品仕様を変えるこ
とが可能となる。また、駆動ユニット部にアダプタを介
して制御方式の異なる発電体を取り付け可能としたこと
により、ＡＶＲ方式とインバータ方式などのように異な
る制御方式の発電体を適宜交換することができ、二者択
一的な生産や仕入れを行う必要がなく、在庫や欠品を減
少させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるエンジン発電機の
正面図である。

【図２】図１のエンジン発電機の平面図である。

【図３】図１のエンジン発電機の背面図である。

【図４】図１のエンジン発電機にて使用される発電ユニ
ットの正面図である。

【図５】図４の発電ユニットの平面図である。

【図６】図５の右側面図（矢示Ｘ方向）である。

【図７】図４の左側面図（矢示Ｙ方向）である。

【図８】図５のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。

【図９】発電体を交換可能に構成したエンジン発電機の
例を示す説明図であり、インバータ方式の発電体を取り
付けた状態を示している。

【図１０】発電体を交換可能に構成したエンジン発電機
の例を示す説明図であり、ＡＶＲ方式の発電体を取り付
けた状態を示している。

【符号の説明】

１avr，１inv エンジン発電機 ３ エンジン ４ 発電体 ５５ アダプタ １１０ エンジンユニット（エンジンユニット部） １１１ 発電体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H607 AA11 BB02 BB07 CC05 CC09 DD07 DD19 FF23 JJ05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンを備えるエンジンユニット部
   と、前記エンジンユニット部に取り付けられ前記エンジ
   ンによって駆動される発電体とを有してなるエンジン発
   電機であって、 前記エンジンユニット部と前記発電体との間に取り付け
   られ、前記発電体を交換自在に着脱可能なアダプタを有
   することを特徴とするエンジン発電機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエンジン発電機におい
   て、前記エンジンユニット部は、前記アダプタを介して
   制御方式の異なる前記発電体を取り付け可能であること
   を特徴とするエンジン発電機。