JP2002309956A

JP2002309956A - エンジン発電機

Info

Publication number: JP2002309956A
Application number: JP2001115537A
Authority: JP
Inventors: Misao Suzuki; 操鈴木; Hideki Tomiyama; 英樹富山
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-04-13
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジン発電機におけるコントロールユニッ
トの冷却性を向上させる。【解決手段】ファンカバー５３の冷却ファン５２側方
位置に、冷却ファン５２によって生成される冷却風の一
部が導入される冷却風通路７５を設ける。ファンカバー
５３にはインバータユニット１１が取り付けられてお
り、その底面側には、冷却通路７６が形成されている。
インバータユニット１１は、冷却通路７６が冷却風通路
７５と連通するように取り付けられる。冷却通路７６内
には、フィンによって隔離された流路７８が設けられて
いる。冷却ファン５２が回転すると、それに伴って冷却
風通路７５に冷却風が導入され、それが冷却通路７６を
流通する。これにより、インバータユニット１１の底面
側に冷却風が流通し、インバータユニット１１が取付面
側から冷却される。

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、制御方式としてインバータ方式を採用
するエンジン発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にエンジン発電機では、エンジンや
発電体と共に発電電圧を制御するためのコントローラが
設けられている。従来、このコントロールユニットの発
熱は、エンジンやマフラ等に比して小さく、その動作性
にも大きな影響がないことから、コントロールユニット
自体を積極的に冷却することは余り行われていなかっ
た。特に、パイプフレームにエンジンや発電体等を配設
した大型のエンジン発電機では、コントロールユニット
自体も外気に接しており、その放熱性については特に問
題とはならなかった。

【０００３】一方、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い
る。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
来のいわゆるＡＶＲ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。しかしながら、その反面、コン
トロールユニットの電子部品が大きくなり、ユニットの
発熱もまた大きくなるため、温度上昇によって電子部品
の動作安定性が損なわれるおそれがある。このため、イ
ンバータ方式採用に当たり、コントロールユニット自体
の冷却性が大きな問題となってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、例えば特開
2000-213361号公報のように、エンジン冷却風の導入ダ
クト開口部またはその近傍にコントロールユニットを配
し、冷却効率を改善し作動安定性の確保を図る構成も提
案されている。しかしながら、インバータ方式における
コントロールユニットの発熱は、単に冷却風導入ダクト
内にコントロールユニットを配する程度の消極的な冷却
方式では必ずしも十分放熱されず、冷却性の点でさらな
る改善が求められていた。

【０００５】本発明の目的は、エンジン発電機における
コントロールユニットの冷却効果を向上させることにあ
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、エンジンと前記エンジンによって駆動される発電体
とを備え、前記エンジンのクランクシャフトに取り付け
られた冷却ファンによって前記エンジンの冷却を行うエ
ンジン発電機であって、前記冷却ファンの外側に配設さ
れるファンカバーから延伸形成され、前記冷却ファンに
よって生成される冷却風の一部が導入される冷却風通路
と、前記ファンカバーに取り付けられ、前記冷却風通路
と連通し前記冷却風が流通する冷却通路を備える発電電
圧制御用のコントロールユニットと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
冷却通路に複数のフィンによって隔離される複数の流路
を形成しても良い。

【０００８】本発明にあっては、ファンカバーに冷却風
通路を設け、これを介してコントロールユニットに設け
た冷却通路に冷却風を流通させているので、コントロー
ルユニットに積極的に冷却風を供給して冷却を行うこと
ができ、コントロールユニットの冷却性を大幅に改善す
ることが可能となる。また、冷却通路内にフィンを形成
したことにより、さらに効率良くコントロールユニット
の冷却を行うことが可能となる。

【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（コントロ
ールユニット）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。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３３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１
２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１４が接続されてお
り、エンジン３からの排気はマフラ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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。このように、発電体４とリ
コイルスタータ８を同じ側に配すると、クランクシャフ
ト３４を短くすることができると共に、１つの冷却ファ
ン５２によって発電体４とエンジン３の両方を冷却する
ことが可能となる。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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、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６１によって回転自在
に支持されている。インナロータ４１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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】一方、発電ユニット５の側部には、図５，
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１
１が取り付けられている。図９は図４のＡ−Ａ線に沿っ
た断面図、図１０はインバータユニット１１の底面図、
図１１は図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【００２９】インバータユニット１１は、図１１に示す
ように、アルミニウム製のケース７１に電子基盤７２を
収容した構成となっており、その底部の四隅には取付部
７３が設けられている。当該エンジン発電機１では、こ
のインバータユニット１１は、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。すなわち、取付部７
３や底部の縁部７４がアルミ面に直接接触するようにフ
ァンカバー５３のインバータユニット取付面５３ａに取
り付けられる。したがって、インバータユニット１１の
熱は、熱伝導性の良いアルミニウムにて形成されたファ
ンカバー５３に伝導し、ファンカバー５３全体に拡散し
て速やかに放熱される。

【００３０】また、当該エンジン発電機１では、ファン
カバー５３には、図９に示すような冷却風通路７５が設
けられており、そこに冷却ファン５２によって生成され
る冷却風の一部が導入されるようになっている。この冷
却風通路７５は、ファンカバー５３におけるファンブレ
ード５２ｂの側方の位置に、ファンカバー５３から枝が
延びるように延伸形成されている。冷却風通路７５の内
部は中空となっており、この中空部はファンカバー５３
内と連通し、冷却ファン５２により生じた冷却風がそこ
に導入される。

【００３１】これに対し、インバータユニット１１に
は、その底面側に冷却通路７６が形成されており、ファ
ンカバー５３にインバータユニット１１を取り付ける
と、この冷却通路７６と冷却風通路７５とが連通するよ
うになっている。なお、冷却風通路７５は冷却通路７６
の出口側にも設けられており、冷却通路７６を流通した
冷却風は、上部の冷却風通路７５から再びファンカバー
５３内に戻される。

【００３２】冷却通路７６は、図１０，１１に示すよう
に、複数のフィン７７によって隔離された複数の流路７
８から構成されている。すなわち、冷却通路７６内は、
冷却風との接触面積拡大を図るべくフィン形状となって
いる。そして、冷却ファン５２が回転すると、それに伴
って冷却風通路７５に冷却風が導入され、それが冷却通
路７６を流通する。これにより、インバータユニット１
１の底面側に冷却風が流通し、インバータユニット１１
が取付面側からも冷却される。

【００３３】このように当該エンジン発電機１では、フ
ァンカバー５３を放熱板として用いて放熱性の向上を図
ると共に、ファンカバー５３に冷却風通路７５を設け、
これを介してユニット底面の冷却通路７６に冷却風を流
通させている。したがって、インバータユニット１１に
積極的に冷却風を供給して冷却を行うことができ、特
に、外気に接触させにくい取付面側を積極的に冷却する
ことが可能となり、冷却効果が向上し、インバータユニ
ット１１の冷却性を大幅に改善することが可能となる。
また、冷却通路７６内にフィン７７が形成されているた
め、さらに効率良くインバータユニット１１の冷却を行
うことができる。

【００３４】一方、このようにしてインバータユニット
１１を冷却した冷却風は、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５
３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、冷却ファン５２によって、スリット５４
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１４を冷却する。

【００３５】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。

【００３６】たとえば、前述の実施の形態では、ファン
カバー５３を放熱性や軽量性、コスト等を考慮してアル
ミニウムを用いて形成したが、鉄や銅など他の金属を用
いても良い。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、ファンカバーに冷却風
通路を設け、これを介してコントロールユニットに設け
た冷却通路に冷却風を流通させているので、コントロー
ルユニットに積極的に冷却風を供給して冷却を行うこと
ができ、コントロールユニットの冷却性を大幅に改善す
ることが可能となる。また、冷却通路内にフィンを形成
したことにより、さらに効率良くインバータユニットの
冷却を行うことが可能となる。

【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】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図１０】インバータユニットの底面図である。

【図１１】図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１エンジン発電機３エンジン４発電体１１インバータユニット（コントロールユニット）３４クランクシャフト５２冷却ファン５３ファンカバー５４スリット（冷却風取入口）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０１Ｐ 5/06 ５１０Ｆ０１Ｐ 5/06 ５１０ＢＨ０２Ｋ 7/18 Ｈ０２Ｋ 7/18 Ｂ 9/02 9/02 ＣＦターム(参考） 5H607 AA02 AA11 AA12 BB02 BB07 BB14 BB26 CC05 DD03 DD19 FF04 FF22 GG01 GG08 5H609 BB04 BB13 BB18 PP02 PP06 PP07 PP16 PP17 QQ02 QQ12 QQ13 QQ23 RR05 RR10 RR16 RR24 RR27 RR33 RR42 RR43 RR63 RR67 RR69 RR73 RR74

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと前記エンジンによって駆動さ
れる発電体とを備え、前記エンジンのクランクシャフト
に取り付けられた冷却ファンによって前記エンジンの冷
却を行うエンジン発電機であって、前記冷却ファンの外側に配設されるファンカバーから延
伸形成され、前記冷却ファンによって生成される冷却風
の一部が導入される冷却風通路と、前記ファンカバーに取り付けられ、前記冷却風通路と連
通し前記冷却風が流通する冷却通路を備える発電電圧制
御用のコントロールユニットとを有することを特徴とす
るエンジン発電機。
【請求項２】請求項１記載のエンジン発電機におい
て、前記冷却通路は、複数のフィンによって隔離される
複数の流路を有することを特徴とするエンジン発電機。