JP2015020598A - Engine generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池を主電源とするモータで走行する電気自動車に搭載され、二次電池またはモータの電源に供されるエンジン発電機に関する。 The present invention relates to an engine generator that is mounted on an electric vehicle that runs on a motor that uses a secondary battery as a main power source and that is used as a power source for the secondary battery or the motor.
移動式の発電機として、二輪車に搭載される駆動エンジンのクランクシャフトの一端に設けられた始動用の第1発電機とは別に、走行目的以外の用途の電源として使用する第2発電機を二輪車の駆動エンジンの上部に搭載し、駐停車時に第2発電機が発電した電力を外部へ取り出せるようにしたものが知られている(特許文献1参照)。 As a mobile generator, apart from the first generator for starting provided at one end of the crankshaft of a drive engine mounted on a two-wheeled vehicle, a second generator used as a power source for purposes other than traveling purposes is used for the two-wheeled vehicle. It is mounted on the upper part of the drive engine so that the electric power generated by the second generator when parked can be taken out (see Patent Document 1).
また、エンジンの振動低減装置として、スタータジェネレータの回転シャフトをクランクシャフトに対して逆回転するようにクランクシャフトに接続し、この回転シャフトの慣性モーメントによってクランクシャフトのトルク反力を打ち消すことでエンジンのローリング振動を低減する技術が知られている(特許文献2参照)。 In addition, as a vibration reduction device for the engine, the rotation shaft of the starter generator is connected to the crankshaft so as to rotate in reverse with respect to the crankshaft, and the torque reaction force of the crankshaft is canceled by the inertia moment of the rotation shaft. A technique for reducing rolling vibration is known (see Patent Document 2).
しかしながら、従来のエンジン発電機は、一般に補助的な役割で用いられており、高出力時の騒音および振動や冷却性、搭載性に対する考慮がなされていない。発電機は、小型であるほど搭載性の点では有利になる。しかしながら、従来のエンジン発電機では、発電機がエンジンのクランク軸と同軸に設けられ、クランク軸と同一の回転速度で回転するため、エンジンの回転数を低く抑制したまま発電機から高出力を引き出そうとすると発電効率が悪くなり、コイルの発熱量が大きくなって耐久性が不利になる。小型の発電機から効率良く出力を引き出すには、クランク軸の回転数を増加させ、発電機の回転数を増加させることが考えられる。しかしながら、エンジンの騒音抑制や振動抑制の面からはクランク軸の回転数は低下させたいという相反する課題がある。また、エンジンと発電機とを一体化したエンジン発電機を車両の床下などに搭載する場合には、大きさに加えて搭載性も考慮する必要がある。特に小型の電気自動車などにエンジン発電機を搭載する場合には、搭載性に十分な考慮が必要である。 However, conventional engine generators are generally used in an auxiliary role, and no consideration is given to noise, vibration, cooling performance, and mountability at high output. The smaller the generator, the more advantageous in terms of mountability. However, in the conventional engine generator, since the generator is provided coaxially with the crankshaft of the engine and rotates at the same rotational speed as the crankshaft, a high output is drawn from the generator while keeping the engine speed low. If it tries to do so, the power generation efficiency will deteriorate, the amount of heat generated by the coil will increase, and the durability will be disadvantageous. In order to extract the output efficiently from a small generator, it is conceivable to increase the rotation speed of the generator by increasing the rotation speed of the crankshaft. However, there is a conflicting problem that it is desired to reduce the rotational speed of the crankshaft in terms of engine noise suppression and vibration suppression. In addition, when an engine generator in which an engine and a generator are integrated is mounted under the floor of a vehicle, it is necessary to consider the mountability in addition to the size. In particular, when an engine generator is mounted on a small electric vehicle or the like, sufficient consideration must be given to mountability.
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、エンジン回転速度を低速にして騒音および振動を抑制したうえで、発電機を効率の良い回転数で駆動することができ、かつ電気自動車への搭載性に優れたエンジン発電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and it is possible to drive the generator at an efficient rotational speed while suppressing the noise and vibration by reducing the engine rotational speed, and to an electric vehicle. It aims at providing the engine generator excellent in the mounting property.
このような課題は、本発明の一側面によれば、二次電池(6)を主電源とするモータ(4)で走行する電気自動車(1)に搭載され、前記二次電池(6)または前記モータ(4)の電源に供されるエンジン発電機(10)であって、シリンダ(13)、当該シリンダに摺動可能に挿入されたピストン(23)および当該ピストンに連結されたクランクシャフト(24)を有するエンジン(11)と、前記クランクシャフト(24)と平行に設けられる回転シャフト(62)を有する第1発電機(12)と、前記クランクシャフト(24)と前記回転シャフト(62)との間に介装され、前記エンジン(11)の回転速度に対して前記第1発電機(12)の回転速度を増速させる変速機構(41・65)とを備え、前記第1発電機(12)は、前記クランクシャフト(24)の軸方向視において、前記クランクシャフト(24)に対して前記シリンダ(13)と相反する側に設けられたことを特徴とするエンジン発電機を提供することにより達成される。 According to one aspect of the present invention, such a problem is mounted on an electric vehicle (1) that runs on a motor (4) that uses a secondary battery (6) as a main power source, and the secondary battery (6) or An engine generator (10) used as a power source for the motor (4), comprising a cylinder (13), a piston (23) slidably inserted in the cylinder, and a crankshaft ( 24), a first generator (12) having a rotating shaft (62) provided in parallel with the crankshaft (24), the crankshaft (24) and the rotating shaft (62). And a transmission mechanism (41, 65) for increasing the rotational speed of the first generator (12) with respect to the rotational speed of the engine (11), the first generator (12) This is achieved by providing an engine generator provided on the side opposite to the cylinder (13) with respect to the crankshaft (24) in the axial direction of the crankshaft (24). .
このエンジン発電機によれば、第1発電機が変速機構を介してエンジンに接続されるため、所望の出力を得るために必要なエンジン回転速度を低速にし、エンジンの騒音および振動を抑制できる。また、回転シャフトがクランクシャフトと平行をなし、且つクランクシャフトに対してシリンダと相反する側に位置するように第1発電機が設けられたことにより、エンジン発電機の寸法がシリンダ軸線方向については大きくなるものの、これと直交する方向については小さくなり、電気自動車への搭載性を向上させることができる。 According to this engine generator, since the first generator is connected to the engine via the speed change mechanism, it is possible to reduce the engine rotation speed necessary for obtaining a desired output and to suppress engine noise and vibration. In addition, since the first generator is provided so that the rotating shaft is parallel to the crankshaft and located on the side opposite to the cylinder with respect to the crankshaft, the size of the engine generator is about the cylinder axis direction. Although it becomes large, it becomes small about the direction orthogonal to this, and the mounting property to an electric vehicle can be improved.
また、本発明の一側面によれば、前記第1発電機(12)は、前記クランクシャフト(24)の軸方向視において、シリンダ軸線(13X)と直交する方向について、前記エンジン(11)の寸法(H11)よりも小さな寸法(H12)を有し且つ前記エンジン(11)から突出しない位置に設けられた構成とすることができる。 Further, according to one aspect of the present invention, the first generator (12) is configured so that the engine (11) has a direction perpendicular to the cylinder axis (13X) when the crankshaft (24) is viewed in the axial direction. It can be set as the structure provided in the position which has a dimension (H12) smaller than a dimension (H11), and does not protrude from the said engine (11).
この構成によれば、シリンダ軸線方向と直交する方向についてエンジン発電機の寸法が第1発電機の存在によって大きくなることがないため、電気自動車への搭載性が向上し、床下などへの搭載が容易になる。 According to this configuration, since the size of the engine generator does not increase due to the presence of the first generator in the direction orthogonal to the cylinder axis direction, the mounting property to the electric vehicle is improved and mounting under the floor or the like is possible. It becomes easy.
また、本発明の一側面によれば、前記変速機構(41・65)は、前記クランクシャフト(24)に設けられた大ギヤ(41)と、前記回転シャフト(62)に設けられ、前記大ギヤに噛み合う小ギヤ(65)と、前記大ギヤ(41)または前記小ギヤに、当該両ギヤ(41・65)の歯面の分離および衝突を防止するように設けられたダンパ(弾性部分68、弾性部材73、85)と、前記ダンパ(68)が設けられた前記大ギヤ(41)または前記小ギヤ(65)に、前記エンジン(11)のトルク変動による振動を抑制するように設けられたウェイト(外側部分67、84、ウェイト75、)とを含む構成とすることができる。
Further, according to one aspect of the present invention, the speed change mechanism (41, 65) is provided on the large gear (41) provided on the crankshaft (24) and the rotary shaft (62). A small gear (65) meshing with the gear, and a damper (elastic portion 68) provided on the large gear (41) or the small gear so as to prevent separation and collision of the tooth surfaces of the two gears (41, 65). ,
この構成によれば、変速機構が騒音や振動を発生させることを防止できる。 According to this configuration, the transmission mechanism can be prevented from generating noise and vibration.
また、本発明の一側面によれば、前記クランクシャフト(24)に一体に設けられた冷却ファン(55)と、前記冷却ファン(55)が生成する冷却風に晒されるように設けられ、前記エンジン(11)用の冷却水を流通させるラジエータ(56)とをさらに有し、前記第1発電機(12)が前記冷却風の通路(91)に設けられた構成とすることができる。 According to another aspect of the present invention, the cooling fan (55) provided integrally with the crankshaft (24) and the cooling fan (55) are provided so as to be exposed to the cooling air, And a radiator (56) for circulating cooling water for the engine (11), wherein the first generator (12) is provided in the cooling air passage (91).
この構成によれば、エンジン冷却用の冷却ファンを利用して第1発電機を冷却することができ、第1発電機の小型化が可能になる。 According to this configuration, the first generator can be cooled using the cooling fan for cooling the engine, and the first generator can be downsized.
また、本発明の一側面によれば、前記冷却ファン(55)と一体に前記クランクシャフト(24)に設けられた第2発電機(50)をさらに有する構成とすることができる。 In addition, according to one aspect of the present invention, it is possible to further include a second generator (50) provided on the crankshaft (24) integrally with the cooling fan (55).
この構成によれば、二輪車などに汎用されているスタータモータ付きのエンジンに第1発電機を取り付けることでエンジン発電機を構成できるため、エンジン発電機の製造コストを抑えることができる。 According to this configuration, since the engine generator can be configured by attaching the first generator to an engine with a starter motor that is widely used in motorcycles and the like, the manufacturing cost of the engine generator can be suppressed.
このように本発明によれば、エンジン回転速度を低速にして騒音および振動を抑制したうえで、発電機を効率の良い回転数で駆動することができ、かつ自動車への搭載性に優れたエンジン発電機を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the engine can be driven at an efficient number of revolutions while suppressing the noise and vibration by reducing the engine rotation speed, and the engine has excellent mountability in an automobile. A generator can be provided.
以下、図面を参照して、本発明に係るエンジン発電機10について2つの実施の形態およびこれらの変形例を挙げて詳細に説明する。
Hereinafter, an
≪第1実施形態≫
まず、図1〜図6を参照しながら第1実施形態に係るエンジン発電機10を説明する。図1に示すように、エンジン発電機10は自動車1に搭載されて使用される。自動車1は、車体2の前後左右に4つの車輪3(3f、3r)を有し、両前輪3fにそれぞれ同軸に設けられた2つのインホイールモータ4を駆動源にして走行するモータ駆動式の電気四輪自動車である。自動車1の床5の下方には、二次電池であるバッテリ6が搭載されるとともに、家庭用交流電源などの外部電源からバッテリ6に充電を行うための充電器7が搭載されている。一方、エンジン発電機10は、自動車1の車体2の後部における床5の下方に形成されたエンジンルーム8内に設置される。インホイールモータ4は、三相交流モータであり、バッテリ6から供給される直流電力を図示しないインバータを介して変換した交流電力を主な電源として駆動する。
<< First Embodiment >>
First, the
エンジン発電機10は、エンジン11とエンジン11に連結された発電機12とを有しており、エンジン11によって発電機12が駆動されることで電力(ここでは交流電力)を発電する。エンジン発電機10が発電した電力は、図示しないコンバータを介して直流電力に変換され、バッテリ6に充電されてインホイールモータ4の駆動に利用されるか、直接インホイールモータ4の駆動に利用される。この意味では、自動車1はバッテリ6からの電力に加えてエンジン発電機10からの電力をも駆動電源にして走行するハイブリット自動車であると云うことができる。図示は省略するが、自動車1には、燃料タンクや、燃料タンク内の燃料をエンジン発電機10に供給するための燃料供給系、エンジン発電機10に空気を供給するための吸気系なども備え付けられている。また、自動車1には、エンジン発電機10からの排気ガスを車体2の後方に導く排気系9が搭載されており、排気系9には騒音を低減するための消音器9aが設けられている。
The
図2および図3に示すように、エンジン11は、4ストローク単気筒SOHCのレシプロエンジンであり、シリンダブロック13や、シリンダブロック13の軸方向の一端に接合されたシリンダヘッド14、シリンダヘッド14のシリンダブロック13と相反する側に接合され、シリンダヘッド14と協働して動弁室15を画成するシリンダヘッドカバー16、シリンダブロック13の軸方向の他端に接合され、クランク室17を画成するクランクケース18などを有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
シリンダブロック13には1つのシリンダボア21が形成されるともにブロック内ウォータージャケット22が形成されている。シリンダボア21にはピストン23が摺動可能に受容されており、クランク室17にはクランクシャフト24が回転可能に設けられている。ピストン23とクランクシャフト24のクランクピンとはコネクティングロッド25によって連結されており、ピストン23の往復運動がクランクシャフト24の回転運動に変換される。
The
エンジン発電機10は、シリンダヘッド14を前方に向けてシリンダボア21が前後方向に概ね水平に延在し、且つクランクシャフト24が左右方向に水平に延在する姿勢で自動車1に搭載されている。以下では、エンジン発電機10の搭載姿勢を基準にして図2および図3に矢印で示した前後、左右、上下の方向にしたがって説明を進める。シリンダブロック13の下面には、図3に示すようにブロック内ウォータージャケット22に冷却水を流入させるための冷却水導入口26が形成されている。
The
一方、シリンダヘッド14には、点火プラグ30(図2)が設置されるとともに、吸気ポート31(図3)、排気ポート32(図3)およびヘッド内ウォータージャケット33(図2)が形成されている。また、シリンダヘッド14には、図3に示すように吸気バルブ34および排気バルブ35が吸気ポート31および排気ポート32をそれぞれ開閉するように摺動可能に設けられている。動弁室15には、クランクシャフト24と平行に延在するカムシャフト36や、カムシャフト36により揺動駆動され、吸気バルブ34および排気バルブ35を開閉するロッカアーム37、38などからなる動弁系39が収容されている。ヘッド内ウォータージャケット33(図2)は、ブロック内ウォータージャケット22と連通するように形成されており、ブロック内ウォータージャケット22を流通した冷却水がヘッド内ウォータージャケット33に流入する。
On the other hand, a spark plug 30 (FIG. 2) is installed in the
クランクシャフト24は、クランクピンの軸方向両側に形成されたジャーナルがそれぞれボールベアリング40を介してクランクケース18に支持されることにより回転可能とされている。クランクシャフト24の一端はクランクケース18から左方に突出しており、このクランクシャフト24の左側突出部には、後述する小ギヤ65に比べて大きな大ギヤ41が一体に取り付けられている。クランクケース18の左側面にはギヤカバー42が取り付けられ、ギヤカバー42の内部にギヤ室43が形成されている。ギヤ室43は、大ギヤ41に加えて小ギヤ65を収容するべくエンジン11よりも後方に大きく延出している。ギヤ室43の一部はクランクケース18により画成されるが、ギヤ室43の右半を画成するとともに発電機12を支持するギヤケース44が後方や上方などに延出するようにクランクケース18に一体形成されている。
The
クランクシャフト24の他端もクランクケース18から右方に突出している。クランクシャフト24のこの右側突出部におけるジャーナルの近傍には、クランクシャフト24と一体に回転するクランクスプロケット45が取り付けられている。カムシャフト36におけるクランクスプロケット45と軸方向に対応する位置には、カムスプロケット46が一体に取り付けられている。クランクスプロケット45およびカムスプロケット46には無端チェーン47が掛け渡されており、無端チェーン47によってクランクスプロケット45の回転がカムスプロケット46に伝達される。クランクスプロケット45のスプロケット径はカムスプロケット46のスプロケット径の1/2とされており、カムシャフト36はクランクシャフト24の1/2の回転速度をもって回転駆動される。クランクケース18の無端チェーン47が設けられた側の側面にはチェーンカバー48が設けられており、無端チェーン47はクランクケース18とチェーンカバー48とによって画成されるチェーン室49に収容されている。
The other end of the
クランクシャフト24におけるクランクスプロケット45よりも右方部分には、ACジェネレータ50がクランクシャフト24と同軸に設けられている。ACジェネレータ50は、クランクシャフト24と一体に回転するように取り付けられた永久磁石を有するアウタロータ51と、クランクケース18に固定された電磁コイルを有するインナステータ52とを有している。ACジェネレータ50は、エンジン11を始動する際にはスタータモータとして機能し、エンジン11の始動後にはクランクシャフト24により駆動される副発電機として機能させることができる。
An
クランクシャフト24におけるACジェネレータ50よりもさらに右方の端部には、クランクシャフト24と一体に回転する遠心式の冷却ファン55が取り付けられている。冷却ファン55に対してACジェネレータ50と相反する側、すなわち冷却ファン55の吸気側の冷却ファン55から離間した位置には、エンジン11冷却用のラジエータ56が配置されている。ラジエータ56は、シリンダブロック13の右側面に接合された円筒形状のラジエータベース57の右側開放端に、冷却ファン55が生成する冷却風に晒されるように取り付けられ、エンジン11と一体とされている。ラジエータベース57には、空気導入口58aが形成されたラジエータカバー58がラジエータ56を覆うように取り付けられており、空気導入口58aから導入された空気がラジエータ56を通過することにより、ラジエータ56内の冷却水と空気との間で熱交換が行われる。ラジエータベース57の後部には空気排出口57aが形成され、冷却ファン55によって送風された空気は空気排出口57aから外部に排出される。
A
本実施形態では、空気排出口57aは発電機12と左右方向について重ならない位置に形成されている。他の実施形態では、空気排出口57aを発電機12と左右方向について重なる位置に形成し、空気排出口57aから外部に排出された空気が発電機12を冷却するように構成する、言い換えれば、発電機12を冷却ファン55からの冷却風の通路上に位置するように構成してもよい。
In the present embodiment, the
このような構成のエンジン11は、大ギヤ41やギヤケース44などを除いた構成が二輪車などに汎用されているスタータモータ付きのエンジンと同様である。そのため、汎用エンジンに若干の改造を加えることで実施形態のエンジン11を構成することができ、これに発電機12を取り付けることでエンジン発電機10を構成することができるため、エンジン発電機10の製造コストを抑えることが可能である。
The
発電機12は、エンジン11の後方のクランクケース18から離間した位置にクランクシャフト24と平行に配置されている。発電機12は、ギヤケース44に取り付けられたハウジング61と、ハウジング61によって回転自在に支持され、クランクシャフト24と並列に設けられた回転シャフト62と、回転シャフト62に一体に回転するように取り付けられた永久磁石を有するインナロータ63と、ハウジング61に固定された電磁コイルを有するアウタステータ64とを有している。回転シャフト62は、クランクシャフト24と平行、すなわち左右方向に水平に延在している。
The
回転シャフト62は、ハウジング61の左壁およびギヤケース44を貫通してギヤ室43に突入しており、ギヤ室43内の端部近傍に大ギヤ41に比べて小径の小ギヤ65が一体に取り付けられている。小ギヤ65は大ギヤ41に常時噛み合うように設けられており、クランクシャフト24の回転が回転シャフト62に伝達される。本実施形態では、小ギヤ65の基準ピッチ円直径は大ギヤ41の基準ピッチ円直径の1/2とされており、回転シャフト62はクランクシャフト24の2倍の回転速度で回転駆動される。つまり、大ギヤ41および小ギヤ65が、クランクシャフト24と回転シャフト62との間に介装され、エンジン11の回転速度に対して発電機12の回転速度を増速させる変速機構を構成している。
The rotating
小ギヤ65は、回転シャフト62に固定された環状の内側部分66と、内側部分66の外径よりも大きな内径を有し、その外周面に歯65aが形成された環状の外側部分67と、内側部分66と外側部分67とを連結するゴム状の弾性部分68とを有している。外側部分67は、内側部分66に比べて軸方向寸法が大きく形成され、内側部分66に対して発電機12のハウジング61側に突出するように設けられている。外側部分67は、内側部分66に対して突出する部分に設けられた2つのボールベアリング69によってギヤケース44に回転可能に支持されている。弾性部分68は、内側部分66と外側部分67とを周方向に相対変位可能に連結しており、バックラッシュの存在により発生する大ギヤ41および小ギヤ65の歯面の分離および衝突を防止するダンパとして機能する。
The
また、小ギヤ65は、大ギヤ41に比べて小径とされることにより大ギヤ41よりも高速で回転し、外側部分67の軸方向寸法が大きくされていることからエンジン11の駆動時により大きな慣性モーメントを発生する。そのため、小ギヤ65は、エンジン11のトルク変動によるクランクシャフト24の回転速度の変化を抑制し、エンジン発電機10のローリング振動を抑制する。また、弾性部分68がエンジン11のトルク変動によって変形することで、回転シャフト62の回転速度の変化が抑制され、発電機12の発電量が安定する。
Further, the
本実施形態では、発電機12は、エンジン11の駆動時における発電用として利用される。発電機12が発電した電力は、前述したように図示しないコンバータを介して直流電力に変換され、バッテリ6に充電されてインホイールモータ4の駆動に利用されるか、直接インホイールモータ4の駆動に利用される。本実施形態においてスタータモータとして機能させるACジェネレータ50は必須の構成ではないため、ACジェネレータ50を設けない形態とすることも可能であり、このようにする場合には、エンジン11を始動する際のスタータモータとして発電機12を用いるとよい。
In the present embodiment, the
このように構成されたエンジン発電機10は、図1および図3に示すように、自動車1の車体2後部の床5下に形成されたエンジンルーム8内に概ね水平に設置される。本実施形態では、オイルがシリンダボア21に溜まることによるオイルハンマーの発生などがないように、シリンダブロック13の軸線(以下、シリンダ軸線13X(図4参照)と称する。)がシリンダヘッド14側を上方に向けて水平面に対して傾斜した状態でエンジン発電機10がエンジンルーム8に搭載されている。床5は、エンジンルーム8を形成するために段差を有しており、前部に比べて後部の床面が高くなっている。この高くなった床5の後部の上方空間は、後部座席の設置スペースやラゲッジルームとして利用される。そのため、床5上の空間を大きくするためには、エンジンルーム8の高さを可能な限り小さくする必要がある。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
そこで本実施形態では、図4に示すように、クランクシャフト24の軸方向視において、クランクシャフト24に対してシリンダブロック13と相反する側に位置するように発電機12を設けるようにしている。より詳細には、本実施形態の発電機12は、回転シャフト62がエンジン11のクランクシャフト24と同じ高さとなる位置に配置されている。ここで、発電機12の高さ寸法H12はエンジン11の高さ寸法H11よりも小さい。そのため、発電機12はエンジン11から上下方向に突出しないようにエンジン11に設けられることになり、発電機12の設置によってエンジン発電機10の高さ寸法が大きくなることがない。したがって、エンジンルーム8の高さ寸法Hの縮小化が可能となり、エンジン発電機10の床5下への搭載が容易になるともに、エンジン発電機10の自動車1への搭載性が向上する。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
なお、このような観点からすると、発電機12は、クランクシャフト24と同じ高さに配置される必要はなく、図4に想像線で示したように上方または下方にずらした位置に配置することも可能である。ただし、このような位置に発電機12を設置する場合であっても、エンジン11から上下方向に突出しない位置に発電機12を設置することが好ましい。
From this point of view, the
クランクシャフト24の回転中心24Xからシリンダブロック13と相反する側にシリンダ軸線13Xと平行に延ばした線を基準線BLとすると、本実施形態の場合、クランクシャフト24が略シリンダ軸線13X上に位置することから基準線BLはシリンダ軸線13Xと一致する。そして、クランクシャフト24の回転中心24Xと発電機12の回転シャフト62とを結ぶ直線GLが基準線BL(シリンダ軸線13X)に対して上下方向にそれぞれ30度以下となるように発電機12の位置を設定することにより、エンジン11から上下方向に突出しないように発電機12を設置することができる。
Assuming that a reference line BL is a line extending in parallel to the
なお、発電機12の位置を図4に想像線で示すような上下方向にずらした位置に設定すると、エンジン発電機10の前後方向寸法は、本実施形態に比べて若干小さくなり、エンジンルーム8の前後寸法Lを若干小さくすることが可能である。
When the position of the
このように、発電機12が大ギヤ41および小ギヤ65を介してエンジン11に接続されることにより、所望の電力を得るために必要なエンジン回転速度を低速にすることができ、エンジン11の騒音および振動を抑制することが可能である。また、回転シャフト62がクランクシャフト24と平行をなし、且つクランクシャフト24に対してシリンダブロック13と相反する側に位置するように発電機12が設けられたことにより、エンジン発電機10の前後寸法(エンジンルーム8の前後寸法L)が大きくなるものの、エンジン発電機10の高さ寸法(エンジンルーム8の高さ寸法H)が小さくなり、エンジン発電機10の自動車1への搭載性が向上する。
In this way, the
<変形例1>
次に、図5を参照して、第1実施形態の変形例について説明する。図5に示すように、本変形例では、発電機12の回転シャフト62には、ギヤ室43内の端面に円板状のプレート71が回転シャフト62に直交するようにナット72により締結されており、このプレート71を介して小ギヤ65が回転シャフト62に一体に取り付けられている。
<Modification 1>
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, in this modification, a disk-
プレート71には、複数の長孔71aが周方向に延在するように形成されており、各長孔71aには、長孔71aに対応する形状のゴム状の弾性部材73が取り付けられている。弾性部材73の周方向の中央には弾性部材73を貫通するようにピン74が取り付けられており、このピン74に小ギヤ65が一体に設けられている。小ギヤ65は、大ギヤ41に噛み合う歯65aよりも軸方向寸法が大きく形成されており、軸方向に両端に設けられた2つのボールベアリング69によってギヤケース44に回転可能に支持されている。小ギヤ65の歯65aから軸方向にオフセットした位置には、小ギヤ65よりも大径の環状に形成されたウェイト75が一体に取り付けられている。
A plurality of
この構成によれば、弾性部材73が、小ギヤ65に固定されたピン74と回転シャフト62に固定されたプレート71とを周方向に相対変位可能に連結しており、バックラッシュの存在により発生する大ギヤ41および小ギヤ65の歯面の分離および衝突を防止するダンパとして機能する。また、小ギヤ65にこれよりも大径のウェイト75が一体に取り付けられていることにより、小ギヤ65およびウェイト75がエンジン11の駆動時により大きな慣性モーメントを発生する。そのため、エンジン11のトルク変動によるクランクシャフト24の回転速度の変化がより効果的に抑制され、エンジン発電機10のローリング振動が抑制される。また、発電機12の発電量もより安定する。
According to this configuration, the
<変形例2>
図6を参照して、第1実施形態の他の変形例について説明する。図6に示すように、本変形例では、発電機12の回転シャフト62のギヤ室43側の端部には小ギヤ65がナット72によって固定されており、回転シャフト62がボールベアリング69によってギヤケース44に回転可能に支持されている。一方、クランクシャフト24の左側突出部には、一対の円盤状のプレート81、82がクランクシャフト24に直交するように一体に取り付けられており、一対のプレート81、82によって挟み込まれることにより大ギヤ41が保持されている。
<
With reference to FIG. 6, another modification of the first embodiment will be described. As shown in FIG. 6, in this modification, a
大ギヤ41は、比較的薄く形成された内側部分83と、内側部分83に一体に比較的厚く形成され、その外周面に歯41aが形成された外側部分84とを有している。内側部分83には、複数の長孔83aが周方向に延在するように形成されており、各長孔83aには、長孔83aに対応する形状のゴム状の弾性部材85が取り付けられている。弾性部材85の周方向の中央には弾性部材85を貫通するようにピン86が取り付けられており、このピン86は一対のプレート81、82に固定されている。
The
この構成によれば、弾性部材85が、一対のプレート81、82に固定されたピン86と大ギヤ41とを周方向に相対変位可能に連結しており、バックラッシュの存在により発生する大ギヤ41および小ギヤ65の歯面の分離および衝突を防止するダンパとして機能する。また、大ギヤ41の外側部分84が肉厚に形成されていることからエンジン11の駆動時により大きな慣性モーメントを発生する。そのため、大ギヤ41は、エンジン11のトルク変動によるクランクシャフト24の回転速度の変化を抑制し、エンジン発電機10のローリング振動を抑制する。また、弾性部材85がエンジン11のトルク変動によって変形することで、大ギヤ41や回転シャフト62の回転速度の変化が抑制され、発電機12の発電量が安定する。
According to this configuration, the
≪第2実施形態≫
次に、図7および図8を参照しながら第2実施形態に係るエンジン発電機10を説明する。なお、第1実施形態と形態または機能が同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<< Second Embodiment >>
Next, the
本実施形態では、エンジン発電機10の後部に発電機12(より詳細にはハウジング61)を覆う発電機カバー90が取り付けられている。発電機カバー90は、ラジエータベース57に形成された空気排出口57aがその内部に開口するように取り付けられている。発電機カバー90におけるラジエータカバー58の空気排出口57aと相反する側には、発電機カバー90の内部を流通した空気を排出するための開口90aが形成されている。本実施形態では、開口90aはギヤケース44との間に形成される隙間とされている。他の実施形態では、発電機カバー90を貫通する貫通孔により構成されてもよい。
In the present embodiment, a
このような発電機カバー90が設けられることにより、冷却ファン55によって生成されて空気排出口57aから排出された空気(冷却風)は、発電機12の周囲を通過して開口90aからラジエータカバー58の外部に排出される。つまり、発電機カバー90が発電機12の周囲に冷却風の通路91を画成する通路画成部材となっている。
By providing such a
前述したように、回転シャフト62がクランクシャフト24の2倍の回転速度で回転駆動されることから、発電機12の発電量が大きくなる一方でコイルを有するアウタステータ64が発熱しやすくなる。本実施形態では、発電機12が冷却風の通路91に設けられたことにより、発電機12の周囲を冷却風が流通して発電機12の放熱効率が向上する。つまり、エンジン11冷却用の冷却ファン55を利用して発電機12の冷却が可能であることから、出力当たりの発熱エネルギーが大きな小型の発電機12の採用が可能になり、エンジン発電機10を小型化できる。
As described above, since the
<変形例>
最後に、図9を参照して、第2実施形態の変形例について説明する。図9に示すように、本変形例では、第2実施形態のラジエータカバー58と発電機カバー90とが一体物のカバー部材95として構成され、第2実施形態の排気用の開口90aと同じ発電機12の左側後方に形成された開口が空気導入口95aとなっている。冷却ファン55によって空気導入口95aから吸引され、ラジエータ56を通過した冷却風は、ラジエータベース57の前部に形成された空気排出口57aから外部に排出される。なお、空気排出口57aは、当然のことながらカバー部材95の内部以外に開口する位置に形成される。エンジン発電機10がこのように構成されても、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
<Modification>
Finally, a modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, in this modification, the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、エンジン11が単気筒SOHCエンジンであるが、多気筒エンジンやDOHCエンジンなどであってもよい。また、上記実施形態では、変速機構によって回転シャフト62をクランクシャフト24の2倍の回転速度で回転させるように構成しているが、増速させるものであれば変速倍率は2倍に限定されるものではない。また、変速機構としてベルトやチェーンなどを用いてもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示したエンジン発電機10の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in the above embodiment, the
1 自動車(電気自動車)
4 インホイールモータ
6 バッテリ(二次電池)
10 エンジン発電機
11 エンジン
12 発電機(第1発電機)
13 シリンダブロック(シリンダ)
13X シリンダ軸線
23 ピストン
24 クランクシャフト
41 大ギヤ(変速機構)
50 ACジェネレータ(第2発電機)
55 冷却ファン
56 ラジエータ
62 回転シャフト
65 小ギヤ(変速機構)
67 外側部分(ウェイト)
68 弾性部分(ダンパ)
73 弾性部材(ダンパ)
75 ウェイト
84 外側部分(ウェイト)
85 弾性部材(ダンパ)
H エンジンルーム8の高さ寸法
H11 エンジン11の高さ寸法
H12 発電機12の高さ寸法
1 Car (electric car)
4 In-
10
13 Cylinder block (cylinder)
50 AC generator (second generator)
55 Cooling
67 Outer part (weight)
68 Elastic part (damper)
73 Elastic member (damper)
75
85 Elastic member (damper)
H Height dimension of
Claims (5)
シリンダ、当該シリンダに摺動可能に挿入されたピストンおよび当該ピストンに連結されたクランクシャフトを有するエンジンと、
前記クランクシャフトと平行に設けられる回転シャフトを有する第1発電機と、
前記クランクシャフトと前記回転シャフトとの間に介装され、前記エンジンの回転速度に対して前記第1発電機の回転速度を増速させる変速機構とを備え、
前記第1発電機は、前記クランクシャフトの軸方向視において、前記クランクシャフトに対して前記シリンダと相反する側に設けられたことを特徴とするエンジン発電機。 An engine generator that is mounted on an electric vehicle that runs on a motor that uses a secondary battery as a main power source, and that serves as a power source for the secondary battery or the motor,
An engine having a cylinder, a piston slidably inserted into the cylinder, and a crankshaft coupled to the piston;
A first generator having a rotating shaft provided in parallel with the crankshaft;
A speed change mechanism interposed between the crankshaft and the rotation shaft and increasing the rotation speed of the first generator with respect to the rotation speed of the engine;
The first generator is provided on the side opposite to the cylinder with respect to the crankshaft when viewed from the axial direction of the crankshaft.
前記クランクシャフトに設けられた大ギヤと、
前記回転シャフトに設けられ、前記大ギヤに噛み合う小ギヤと、
前記大ギヤまたは前記小ギヤに、当該両ギヤの歯面の分離および衝突を防止するように設けられたダンパと、
前記ダンパが設けられた前記大ギヤまたは前記小ギヤに、前記エンジンのトルク変動による振動を抑制するように設けられたウェイトと
を含むことを特徴とする、請求項1に記載のエンジン発電機。 The transmission mechanism is
A large gear provided on the crankshaft;
A small gear provided on the rotating shaft and meshing with the large gear;
A damper provided on the large gear or the small gear so as to prevent separation and collision of tooth surfaces of the two gears;
2. The engine generator according to claim 1, wherein the large gear or the small gear provided with the damper includes a weight provided so as to suppress vibration due to torque fluctuation of the engine. 3.
前記冷却ファンが生成する冷却風に晒されるように設けられ、前記エンジン用の冷却水を流通させるラジエータと
をさらに有し、
前記第1発電機が前記冷却風の通路に設けられたことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のエンジン発電機。 A cooling fan provided integrally with the crankshaft;
A radiator that is provided to be exposed to cooling air generated by the cooling fan, and that circulates cooling water for the engine;
The engine generator according to claim 1 or 2, wherein the first generator is provided in a passage of the cooling air.
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