JP2008014167A - エンジン発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン発電機の性能を維持しつつ、エンジンと発電体およびダクトの取付部の構造を改良し、発電体とエンジンを組合せる自由度を高めるとともに、組立作業を容易化し、かつ、エンジン発電機の製造コストを低減させる技術を提供する。
【解決手段】アウターロータ型の発電体４を有する空冷のエンジン発電機１において、エンジン３と発電体４との間に、エンジン３に発電体４およびダクト１４を固設するためのスペーサ１５を介装する。
【選択図】図７

Description

本発明は、エンジン発電機の技術に関し、詳しくは、エンジンと発電体の接合部の構造に関する。

従来より、小型のポータブル型空冷エンジン発電機は広く用いられている。そして、アウターロータ型の発電体を有する空冷エンジン発電機についても広く知られており、公知となっている。
また、アウターロータ型の発電体をエンジンに取り付ける部位の構造としては、例えば、以下の特許文献１および２に開示されている。
特許第３５１１３６２号公報 特開２００２−１８０８４４号公報

従来技術においては、発電体がエンジンに直付けされている場合が多く、エンジンおよび発電体の取付寸法が決められているために、エンジンと発電体の組合せを容易に変更することができなかった。また従来は、冷却風を発電体に導くためのダクトもエンジンに取り付けられており、ダクト取付のためや組合せを変更する場合には、エンジンブロックの鋳型を変更する必要があり、製造コストが増加する要因となっていた。
そこで本発明では、このような現状を鑑み、空冷エンジン発電機の性能を維持しつつ、エンジンと発電体およびダクトの取付部の構造を改良し、発電体とエンジンを組合せる自由度を高めるとともに、組立作業を容易化し、かつ、エンジン発電機の製造コストを低減させる技術を提供することを課題としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、アウターロータ型の発電体を有する空冷エンジン発電機において、エンジンブロックと前記発電体との間に、前記エンジンブロックに前記発電体およびダクト部材を固設するためのスペーサを介装すること、を特徴としたものである。

請求項２においては、前記スペーサには、冷却用の通風孔が形成されること、を特徴としたものである。

請求項３においては、前記スペーサには、前記ダクト部材取付用のステーが固設されること、を特徴としたものである。

請求項４においては、前記スペーサには、該スペーサをボルトにより前記エンジンブロックに固設するためのボルト孔が形成されて、該ボルト孔を段付孔としたこと、を特徴としたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、既存のエンジンおよび発電体を容易に組み合わせることができる。

請求項２においては、ロータ内部に冷却風を流通させる経路が確保され、発電機の故障や発電効率の低下を防止することができる。

請求項３においては、部品点数を減らすことができる。

請求項４においては、エンジンブロックに対して、スペーサおよび発電体等を同一方向から組み付けられるようになり、組立作業が容易となる。また、発電体をコンパクトに構成することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るエンジン発電機の外観を示した前面側斜視図、図２は同じく背面側斜視図、図３は同じく一部内部構造を示した前面側斜視図、図４は同じく発電体回りの全体的な構成を示した斜視図、図５は本発明の一実施例に係るスペーサを示した平面図、図６は同じく側面図、図７はエンジンおよび発電体をスペーサにより接合した部分を示す側面断面図である。

まず始めに、本発明を適用するエンジン発電機の全体構成について、図１乃至図４または図７を用いて説明をする。
図１乃至図３に示す如く、空冷の冷却方式を採用したエンジン発電機１は、ケース２の内部に、エンジン３と、発電体４と、燃料タンク５等が配置されている。
また、ケース２の側面には、操作パネル６が固設され、ケース２の下部にはキャスター輪７が配置され、操向ハンドル８を押して走行移動を可能としている。
そして、ケース２の操作パネル６側側面の一部には、ケース２内部の点検補修を行う為の点検口９が配置されている。

図３に示す如く、ケース２内部の底部には、エンジン３および発電体４を隣接して横設している。そして、発電体４の上方に燃料タンク５が配置され、給油口５ａがケース上面から突設するように構成している。また、ケース２の上面からは、排気管２８が突設されている。

また、図１または図２に示す如く、ケース２には、エンジン３および発電体４等の冷却のための冷却風吸気口１０ａ・１０ｂ・１０ｃ・１０ｄと冷却風排気口１１がケース２に開口されている。冷却風吸気口１０ａ・１０ｂは、主に発電体４の冷却用として設けられており、冷却風吸気口１０ｃ・１０ｄは、主にエンジン３の冷却用として設けられている。そして、エンジン３が備える図示しない冷却ファンと、発電体４のアウターロータ１２に形成された冷却ファン１２ａの作用により、外気をケース２内に吸気し、また冷却に使われた後に機外へ排気するように構成している。

図４または図７に示す如く、発電体４は、アウターロータ１２と、インナーステータ１３と、ダクト１４等により構成されている。
そして、インナーステータ１３とダクト１４は、本発明の要部であるスペーサ１５を介してエンジン３と連結する構成としている。また、アウターロータ１２は、エンジン３より突設したクランクシャフト３ａに固設する構成としている。

アウターロータ１２は、側面断面視略「コ」字状に成型された円形の器状部材であり、アウターロータ１２の内周面には、永久磁石１２ｆが固設されている。また、アウターロータ１２の軸心上にはボス部１２ｂが形成されている。
また、インナーステータ１３は、略ドーナツ状の鉄製部材であり、インナーステータ１３を鉄心として、その外周部には巻線１３ｃが施されている。
そして、固定されたインナーステータ１３の回りを、アウターロータ１２が回転することにより発電がなされるような構成としている。

ダクト１４は、鋼板を正面視十二角形状に折曲加工して、筒状の風路を構成した部材である。また、ダクト１４は、十二角形を形成する四辺ずつに分割した合計三個の部材を組み合わせて構成しており、鍔部１４ａに形成された位置決め孔に、ダクト１４に形成した凸部を挿嵌することにより、ダクト１４を容易に十二角形状に組み付けられるようにしている。また、これにより、ダクト１４の寸法精度が確保されている。
尚、ダクト１４の分割数は、製作性等を考慮して適宜変更することができる。

また、ダクト１４内の風路上流側には、オリフィス状の絞り板１４ｂを設けており、冷却ファン１２ａ回転時には、ダクト１４の内外で圧力差が生じるように構成している。
さらに、鍔部１４ａには、ダクト１４設置面と反対側の面にガード１４ｃを設けており、点検口９開放時に露見するダクト１４とエンジン３との隙間を塞ぐようにしており、点検時等に発電体４内に容易に指等が入らないような構成としている。
また、ダクト１４の鍔部１４ａとの当接部には、ダクト１４を略「Ｕ」字状に切り取った通気孔１４ｄ・１４ｄ・・・が形成されており、発電体４内部の冷却に必要な十分な風路を確保するような構成としている。

このように、鋼板を折曲加工した部材を用いてダクト１４を構成することにより、金型成型によってダクトを製作した場合に比して、製造コストを低減することができる。
尚、本発明の適用に際しては、本実施例に示す鋼板の折曲加工により製作したダクトのみならず、従来の金型加工で成型したダクトであっても適用可能であり、ダクトの形状や製作方法を限定するものではない。

図１に示す如く、操作パネル６には、発電した電力を出力するためのターミナル端子１６やコンセント１７が配置されている。また、運転状態の異常を報知する警報ランプ１８、電圧計１９、出力をＯＮ−ＯＦＦするメインスイッチ２０、アワーメータ等も操作パネル６上に集中して配置されて、使用者が操作しやすいような構成としている。
さらに、点検口９も操作パネル６と同じ面に配置されており、日常のメンテナンスが容易に実施できるような構成としている。
以上が、本発明を適用するエンジン発電機の全体構成についての説明である。

次に、本発明の要部である、スペーサについて、図５乃至図７を用いて詳細に説明をする。
図５に示す如く、スペーサ１５は、略ドーナツ状に形成された鋼製部材であり、同一円周心上でクランク軸と平行に、スペーサ１５とエンジン３をボルト２５・２５・・・で締結するための４箇所のボルト孔２１・２１・・・や、スペーサ１５にインナーステータ１３をボルト２６・２６・・・で締結するための４箇所のボルト孔２２・２２・・・が適宜間隔をあけて穿設されている。本実施例ではボルト孔２１・２１・・・とボルト孔２２・２２・・・は交互に等間隔を開けて配置されている。
また、スペーサ１５には、スペーサ１５の軸線と直交する方向に等間隔の放射状に通気孔２３・２３・・・が８箇所穿設されている。該通気孔２３はボルト孔２１とボルト孔２２の間に干渉しないように配置されている。
該通気孔２３・２３・・・を設けることにより、インナーステータ１３の中心部に冷却風が流通する経路が確保されるため、発電時に生じる発電体４からの発熱を効果的に除去（冷却）することができる構成としている。
これにより、発電体４の異常過熱による故障を防止し、また、発電体４の発電効率の低下を防止することができる。
尚、各ボルト孔２１・２２や通気孔２３は、本実施例で示した位置や個数や大きさや形状に限定するものではない。

図６または図７に示す如く、スペーサ１５は、エンジン３（シリンダブロック）と接する部位に凹部を有する接合部３０が形成され、またインナーステータ１３と接する部位に凸部を有する接合部３１が形成されている。つまり、スペーサ１５のエンジン取付側の面となる接合部３０は内周側が外周側より凹んで、断面視凹状に形成されている。また、反対側の面で外側のインナーステータ１３を取り付ける面となる接合部３１は外周よりも内周側が突出した断面視凸状に形成されている。
そして、エンジン３側の前記接合部３０と接する部位を凸状の接合部３ｂに形成し、インナーステータ１３側の接合部３１と接する部位を凹状の接合部１３ａに形成している。つまり、エンジン３の前面（スペーサ１５取付面）にはクランク軸３ａを中心とした円筒状の凸部が形成されて接合部３ｂとし、インナーステータ１３のスペーサ１５に取り付けるための面となる接合部１３ａはその内径を前記接合部３１の外周の大きさに一致させている。
つまり、スペーサ１５により、エンジン３側およびインナーステータ１３側の両方の接合部３０・３１がインロー構造となるように構成している。

そして、このようにスペーサ１５を介装してエンジン３にインナーステータ１３を固設する構成とすることにより、エンジン３の設計変更には、スペーサ１５の接合部３０を再設計することにより対応でき、かつ、発電体４の設計変更には、スペーサ１５の接合部３１を再設計することにより対応できるため、既存のエンジンや発電体を自由に組み合わせることが可能となる。
つまり、エンジンや発電体を再設計する必要がなく、スペーサ１５の再設計で対応可能なため、設計変更に伴うコスト増加を低減することができる。

さらに、スペーサ１５には、外周面からスペーサ１５の軸線と直交する方向に等間隔の放射状に４箇所のステー２４・２４・・・が突設されている。
ステー２４は、平板状の鋼製部材であり、ダクト１４を固設するためのボルト孔２４ａと、発電体４の冷却風路を確保するための通気孔２４ｂ・２４ｃが形成されている。
尚、本実施例では、スペーサ１５に対して溶接により固定するようにしているが、固定方法はこれに限定するものではない。
そして、ステー２４のボルト孔２４ａを利用して、ダクト１４のエンジン側外周に形成した鍔部１４ａとステー２４をボルトにより固定するように構成している。
この場合、ダクト１４の形状が変更となった場合には、ステー２４を設計しなおすことで対応可能であり、設計変更がエンジン３の鋳型変更にまで及ぶことがない。よって、設計変更による製造コストの増加を低減することが可能となる。
以上が、本発明の要部である、スペーサについての説明である。

次に、エンジンおよび発電体のスペーサを用いた固定方法について、図７を用いて説明をする。
図７に示す如く、組立時には、まず始めにエンジン３に対してスペーサ１５を取り付けるようにしている。
このとき、前述したように、エンジン３の接合部３ｂとスペーサ１５の接合部３０がインロー構造となるように構成しているため、容易に、かつ、確実にスペーサ１５の位置決めを行うことができる。そして、ボルト２５・２５・・・をスペーサ１５のボルト孔２１・２１・・・に貫装し、エンジン３に設けられている既定のメネジと螺合することにより、スペーサ１５をエンジン３に固定するようにしている。
また、ボルト孔２１・２１・・・は段付孔に形成されており、ボルト２５・２５・・・の頂部が接合部３１に食み出ないような構成としている。つまり、六角穴付ボルトが使用され、ボルト頭がスペーサ１５表面よりも出ないようにボルト孔２１に挿入して締め付け固定される。
これにより、インナーステータ１３は、スペーサ１５に対して隙間を設けること無く密接して取り付けることができ、発電体４をコンパクトに構成することができる。

次に、スペーサ１５に対してインナーステータ１３を取り付けるようにしている。
このとき、前述したように、スペーサ１５の接合部３１とインナーステータ１３の接合部１３ａがインロー構造となるように構成しているため、容易に、かつ、確実にインナーステータ１３の位置決めを行うことができる。そして、ボルト２６・２６・・・をインナーステータ１３に形成されたボルト孔１３ｂ・１３ｂ・・・に貫装し、スペーサ１５に設けられているボルト孔２２・２２・・・と螺合することにより、インナーステータ１３をスペーサ１５に固定するようにしている。

次に、クランクシャフト３ａに対してアウターロータ１２を取り付けるようにしている。
図７に示す如く、アウターロータ１２のボス部１２ｂにはテーパを有する孔１２ｃとボルト固定用のボルト孔１２ｄが形成されている。
そして、クランクシャフト３ａの端部を孔１２ｃに挿入し、ボルト孔１２ｄを貫装するボルト２７をクランクシャフト３ａ先端の軸線上に形成されたメネジと螺合することにより、アウターロータ１２をクランクシャフト３ａに固設するようにしている。
このようにして、発電体４をエンジン３に対して固設する構成としている。

以上のように、本発明に係るスペーサ１５を用いて発電体４をエンジン３に取り付ける場合には、全ての部品が一定の方向から組付可能であり、かつ、容易に位置決めができる構成としているため、組立作業が容易になるとともに、組立精度の向上にも寄与している。
以上が、エンジンおよび発電体のスペーサを用いた固定方法についての説明である。

以上の説明に示す如く、アウターロータ型の発電体４を有する空冷のエンジン発電機１において、エンジン３と発電体４との間に、エンジン３に発電体４およびダクト１４を固設するためのスペーサ１５を介装するようにしている。
これにより、既存のエンジンおよび発電体を容易に組み合わせることができるのである。

また、スペーサ１５には、冷却用の通気孔２３・２３・・・を形成している。
これにより、ロータ内部に冷却風を流通させる経路が確保され、発電機の故障や発電効率の低下を防止することができるのである。

また、スペーサ１５には、ダクト１４取付用のステー２４・２４を固設している。
これにより、部品点数を減らすことができるのである。

また、スペーサ１５には、スペーサ１５をボルト２５・２５・・・によりエンジン３に固設するためのボルト孔２１・２１・・・が形成されて、該ボルト孔２１・２１・・・を段付孔としている。
これにより、エンジンブロックに対して、スペーサおよび発電体等を同一方向から組み付けられるようになり、組立作業が容易となるのである。
また、発電体をコンパクトに構成することができるのである。

本発明の一実施例に係るエンジン発電機の外観を示した前面側斜視図。 同じく背面側斜視図。 同じく一部内部構造を示した前面側斜視図。 同じく発電体回りの全体的な構成を示した斜視図。 本発明の一実施例に係るスペーサを示した平面図。 同じく側面図。 エンジンおよび発電体をスペーサにより接合した部分を示す側面断面図。

符号の説明

１ エンジン発電機
３ エンジン
４ 発電体
１４ ダクト
１５ スペーサ

Claims (4)

1. アウターロータ型の発電体を有する空冷エンジン発電機において、
   エンジンブロックと前記発電体との間に、前記エンジンブロックに前記発電体およびダクト部材を固設するためのスペーサを介装すること、
   を特徴とするエンジン発電機。
2. 前記スペーサには、
   冷却用の通風孔が形成されること、
   を特徴とする請求項１記載のエンジン発電機。
3. 前記スペーサには、
   前記ダクト部材取付用のステーが固設されること、
   を特徴とするエンジン発電機。
4. 前記スペーサには、
   該スペーサをボルトにより前記エンジンブロックに固設するためのボルト孔が形成されて、該ボルト孔を段付孔としたこと、
   を特徴とするエンジン発電機。

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