JP2020190235A - 発電機能付きエンジンユニット - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンに接続されたジェネレータの発電効率を高める。【解決手段】発電機能付きエンジンユニットは、エンジンと、前記エンジンの回転動力により駆動されて発電するジェネレータとを備える発電機能付きエンジンユニットであって、前記エンジンを潤滑する循環液が循環するエンジン潤滑経路と、前記ジェネレータを冷却する循環液が循環するジェネレータ冷却経路と、前記エンジン潤滑経路及び前記ジェネレータ冷却経路にオイルを循環させる少なくとも１つの循環ポンプと、を備え、前記ジェネレータ冷却経路を流れる前記循環液の温度が前記エンジン潤滑経路を流れる前記循環液の温度よりも低く設定されるように構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンと、前記エンジンの回転動力により駆動されて発電するジェネレータとを備える発電機能付きエンジンユニットに関する。

特許文献１には、エンジンに接続されたジェネレータをエンジン潤滑用オイルで冷却する構造が開示されている。

特開２００７−０７７８８２号公報

しかし、エンジン潤滑オイルは、エンジン発熱部分から熱を奪うことで温度が比較的高く、ジェネレータへの冷却効果が低い場合がある。たとえばジェネレータの発電能力を高めた場合には、発電時におけるジェネレータの温度上昇が大きくなり、発電効率が低下してしまう。

そこで本発明は、エンジンに接続されたジェネレータの発電効率を高めることを目的とする。

本発明の一態様に係る発電機能付きエンジンユニットは、エンジンと、前記エンジンの回転動力により駆動されて発電するジェネレータとを備える発電機能付きエンジンユニットであって、前記エンジンを潤滑する循環液が循環するエンジン潤滑経路と、前記ジェネレータを冷却する循環液が循環するジェネレータ冷却経路と、前記エンジン潤滑経路及び前記ジェネレータ冷却経路にオイルを循環させる少なくとも１つの循環ポンプと、を備え、前記ジェネレータ冷却経路を流れる前記循環液の温度が前記エンジン潤滑経路を流れる前記循環液の温度よりも低く設定されるように構成されている。

前記構成によれば、エンジン潤滑経路を流れる循環液に比べて温度の低い循環液をジェネレータ冷却経路に流すことによって、ジェネレータの発電効率を高めることができる。

一例として、前記エンジン潤滑経路内の循環液を冷却するエンジン用クーラと、前記ジェネレータ冷却経路内の循環液を冷却するジェネレータ用クーラと、を更に備える構成としてもよい。

前記構成によれば、エンジン用クーラとは別にジェネレータ用クーラが設けられることで、ジェネレータに向かう潤滑液の温度上昇を抑えることができ、ジェネレータを好適に冷却できる。よって、ジェネレータの発電効率を高めることができる。

一例として、前記少なくとも１つの循環ポンプは、前記エンジン潤滑経路に設けられたエンジン用循環ポンプと、前記ジェネレータ冷却経路に設けられたジェネレータ用循環ポンプとを含む構成としてもよい。

前記構成によれば、第１オイルポンプと第２オイルポンプとを個別に適切な出力に設定でき、エンジン潤滑とジェネレータ冷却との夫々においてオイルの流量や圧力の設定自由度を向上できる。

一例として、前記ジェネレータ用循環ポンプは、前記エンジンの回転動力により駆動される構成としてもよい。

前記構成によれば、オイルポンプを電動式にする場合に比べ、部品点数を低減できる。

一例として、前記ジェネレータは、前記エンジンのクランク軸の一端部に接続されており、前記ジェネレータ用循環ポンプは、前記クランク軸の一端部寄りに配置されている構成としてもよい。

前記構成によれば、ジェネレータと同じ側にジェネレータ用循環ポンプを配置することで、ジェネレータとジェネレータ用循環ポンプとの間の経路を短くできる。

一例として、前記エンジン用循環ポンプと前記ジェネレータ用循環ポンプとは、共通の被駆動軸によって動作され、前記被駆動軸の同軸上に配置されている構成としてもよい。

前記構成によれば、ユニット全体をコンパクトにできる。

一例として、前記エンジン潤滑経路と前記ジェネレータ冷却経路とは、互いに独立している構成としてもよい。

前記構成によれば、エンジンを潤滑するためのエンジン用循環液と、ジェネレータを冷却するためのジェネレータ用循環液とを異ならせることができる。これによってエンジン用循環液の温度にかかわらずジェネレータを効果的に冷却して、ジェネレータの発電効率を更に高めることができる。

一例として、前記循環ポンプに吸引される循環液が貯留されるタンクを更に備え、前記タンクは、前記エンジン潤滑経路及び前記ジェネレータ冷却経路に共用されるように構成されている構成としてもよい。

前記構成によれば、ユニットの構造を簡素化できる。

本発明の別態様に係る発電機能付きエンジンユニットは、エンジンと、前記エンジンの回転動力により駆動されて発電するジェネレータとを備える発電機能付きエンジンユニットであって、前記エンジンを潤滑する循環液が循環するエンジン潤滑経路と、前記ジェネレータを冷却する循環液が循環するジェネレータ冷却経路と、前記エンジン潤滑経路及び前記ジェネレータ冷却経路にオイルを循環させる少なくとも１つの循環ポンプと、前記ジェネレータ冷却経路内の循環液を冷却するジェネレータ用クーラと、を備え、前記ジェネレータ冷却経路における前記ジェネレータ用クーラから前記ジェネレータまでの区間は、非分岐であり、前記ジェネレータ用クーラと前記ジェネレータとを直列的に接続している。

前記構成によれば、ジェネレータ用クーラからジェネレータに向かう循環液は、経路内で分岐することなくジェネレータへ導かれる。これによってジェネレータ用クーラからジェネレータに向かう循環液がエンジン熱を奪うことが防がれ、エンジン潤滑経路を流れる循環液よりも温度の低い状態でジェネレータに導くことができる。このようにジェネレータ用クーラは、ジェネレータ冷却専用クーラとして機能することで、ジェネレータに向かう循環液の温度上昇を抑えることができ、ジェネレータを好適に冷却できる。よって、ジェネレータの発電効率を高めることができる。

一例として、前記エンジンに吸気を供給する吸気通路と、前記ジェネレータの内部空間を前記吸気通路に連通させる連通路と、を更に備える構成としてもよい。

前記構成によれば、ジェネレータの温度上昇に伴うジェネレータの内部空間の圧力上昇を抑止できる。

走行動力源として電動モータを備える車両に搭載される発電機能付きエンジンユニットであって、前記ジェネレータは、前記電動モータに供給する電力を発生する構成としてもよい。

前記構成によれば、発電効率の向上により車両の航続距離や出力を向上できる。

一例として、少なくとも１つのクーラは、熱交換用のファンを備える構成としてもよい。

前記ファンの回転軸線は、前記エンジンのクランク軸と前記循環ポンプの被駆動軸と平行に配置されている構成としてもよい。

前記構成によれば、ファンの駆動機構を簡素に設けることができる。

前記構成によれば、ファンによって熱交換の促進を図ることができ、ジェネレータ冷却経路を通過する循環液の温度低下を図りやすくすることができる。

一例として、液圧アクチュエータの圧源として前記潤滑液を圧縮するポンプを更に備える構成としてもよい。

前記構成によれば、潤滑液を圧源として液圧アクチュエータを駆動させることができ、動力取出し形態を多様化することができる。

前記エンジン用クーラ及び前記ジェネレータ用クーラは、前記エンジンに固定されている構成としてもよい。

前記構成によれば、エンジン用クーラだけでなくジェネレータ用クーラもエンジンに固定されるので、全体としてコンパクト化を図ることができる。

本発明によれば、エンジンに接続されたジェネレータの発電効率を高めることができる。

実施形態に係る自動二輪車の主系統のブロック図である。 図１に示す発電機能付きエンジンユニットの後方から見た模式図である。 図２に示す発電機能付きエンジンユニットの側方から見た模式図である。 図２及び３に示す発電機能付きエンジンユニットの潤滑及び冷却の経路図である。 第１変形例の図４相当の図面である。 第２変形例の図４相当の図面である。 第３変形例の図４相当の図面である。 第４変形例の図４相当の図面である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

図１は、実施形態に係る自動二輪車１の主系統のブロック図である。自動二輪車１は、発電機能付きエンジンユニット１０を備える。発電機能付きエンジンユニット１０は、エンジンＥと、エンジンＥの回転動力により駆動されて発電するジェネレータＧとを備える。エンジンＥは、内燃機関を備える原動機であって燃料の爆発によるエネルギーを動力として取り出して回転駆動力を出力する。エンジンＥは、レシプロエンジンに限られず、ロータリーエンジン等でもよい。図１では、エンジンの気筒が１つのみ図示されているが、気筒数は１つに限らず複数でもよい。ジェネレータＧは、例えばＩＳＧ（インテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ）であるが、ジェネレータモータであってもよい。

ジェネレータＧで発電された交流の電力は、蓄電用インバータ２で直流に変換されてバッテリ３に蓄電される。バッテリ３に蓄電された電力は、駆動用インバータ４，５で交流に変換され、走行駆動源である電動モータＭ１，Ｍ２を動作させる。即ち、ジェネレータＧは、電動モータＭ１，Ｍ２に供給する電力を発生する。電動モータＭ１の回転動力は前輪６を駆動し、電動モータＭ２の回転動力は後輪７を駆動する。なお、電動モータＭ１，Ｍ２がそれぞれ左輪及び右輪を駆動する構成としてもよい。

エンジンＥの回転数は、バッテリ３の残量やドライバーのアクセル操作量に基づいて制御される。なお、図１では、車輪と同数の電動モータを設ける構成を示したが、単なる例示に過ぎず、共通の電動モータで複数の車輪を駆動してもよい。また、従動輪及び駆動輪を含む複数の車輪のうち駆動輪を電動モータで駆動してもよい。自動二輪車の場合には、前輪を従動輪とし、後輪のみを駆動輪として電動モータで駆動してもよい。発電機能付きエンジンユニット１０は、自動二輪車１への適用に限られず、四輪車等の他の車両に適用されてもよい。また、バッテリ３はキャパシタでもよい。

図２は、図１に示す発電機能付きエンジンユニット１０の後方から見た模式図である。図３は、図２に示す発電機能付きエンジンユニット１０の側方から見た模式図である。図２及び３に示すように、本実施形態では、エンジンＥは、ピストン１４が収容される気筒１１と、ピストン１４に連結されたクランク軸１２と、クランク軸１２が収容されるクランクケース１３とを備える。クランクケース１３の内部空間をクランク室Ｓと称する。本実施形態では、クランク軸１２の一端部（例えば、左端部）には、ジェネレータＧが接続されている。ジェネレータＧは、クランクケース１３に収容されている。ジェネレータＧは、ロータ２１、ステータ２２及びカバー２３を備える。なお、カバー２３は、ステータ２２の一部としてもよい。

ロータ２１は、クランク軸１２と共回転するようにクランク軸１２に接続されている。ステータ２２は、クランクケース１３に支持され、周方向に並んだ複数のコイル２２ａを有する。カバー２３は、クランクケース１３に取り付けられ、ロータ２１及びステータ２２を外部に露出させないように覆う。カバー２３は、バッファ室２３ａ及び複数の噴射口２３ｂを有する。バッファ室２３ａは、後述のジェネレータ用クーラＣ２から供給されるオイル（循環液）が一時貯留される。複数の噴射口２３ｂは、コイル２２ａに対向しており、バッファ室２３ａのオイルをコイル２２ａに向けて噴射するように周方向に並んで設けられている。これにより、ジェネレータＧのコイル２２ａを均一に冷却可能となる。

クランク軸１２には、動力伝達機構１６（例えば、ギヤ、ベルト、チェーン等）を介して被駆動軸１５が接続されている。即ち、クランク軸１２の回転に機械的に連動して被駆動軸１５が回転する。被駆動軸１５は、クランク軸１２と平行に配置されている。クランク軸１２から被駆動軸１５へ動力伝達する動力伝達機構１６は、本実施形態では、クランク軸１２の他端部（例えば、右端部）に設けられる。言い換えると、動力伝達機構１６は、ジェネレータＧと反対側のクランク軸１２の端部に配置される。

なお、クランク軸１２には、クランク軸１２と平行に配置されたバランサ軸（図示せず）が動力伝達可能に接続されている。バランサ軸に設けられるウエイトがバランサ軸とともに回転することで、エンジン振動を低減させる。バランサ軸は、側面視において被駆動軸１５とは異なる位置に配置される。本実施形態では、被駆動軸１５は、クランク軸１２に対して下方となる位置に配置される。これにより、自重によって下方に溜まったオイルを被駆動軸１５で駆動されるポンプにより吸い込みやすくすることができる。また、バランサ軸は、クランク軸１２に対して被駆動軸１５とは反対側に配置され、より具体的にはクランク軸１２の前方に配置される。

被駆動軸１５には、スカベンジングポンプＰ０、エンジン用循環ポンプＰ１、ジェネレータ用循環ポンプＰ２及びウォータポンプＰ３が設けられている。これらのポンプＰ０〜Ｐ３は、共通の被駆動軸１５が回転することで駆動される。即ち、各ポンプＰ０〜Ｐ３は、エンジンＥの回転動力により駆動される。本実施形態では、各ポンプＰ０〜Ｐ３は、被駆動軸１５に対して同軸に形成される。各ポンプＰ０〜Ｐ３は、エンジンＥの回転数の変化に伴って、ポンプＰ０〜Ｐ３の回転数も変化する。なお、被駆動軸１５は、エンジン用のポンプＰ０，Ｐ１，Ｐ３とジェネレータ用のポンプＰ２とで共通としたが、それぞれ個別に設けられてもよい。また、各ポンプＰ０〜Ｐ３は、同軸上に配置されていなくてもよい。

エンジン用となるポンプＰ０，Ｐ１は、クランク軸１２から被駆動軸１５に動力を伝達する動力伝達機構１６寄りに配置される。これに対して、ジェネレータ用循環ポンプＰ２は、動力伝達機構１６から離れた側の端部に設けられる。このようにして、クランク軸１２に平行に配置される被駆動軸１５を介してジェネレータＧ付近に設けられるジェネレータ用循環ポンプＰ２に動力が伝達されることで、クランク軸１２から動力を取り出すための部品を減らすことができ、構造を簡単化することができる。なお、被駆動軸１５の回転動力を駆動輪へ伝達させて、エンジン動力を走行駆動力としても用いてもよい。また、ジェネレータ用循環ポンプＰ２は、電動ポンプとしてもよい。

スカベンジングポンプＰ０及びエンジン用循環ポンプＰ１は、エンジン潤滑経路３１のオイル循環に用いられる。ジェネレータ用循環ポンプＰ２は、ジェネレータ冷却経路３２のオイル循環に用いられる。ウォータポンプＰ３は、エンジンＥの水冷ジャケット（図示せず）への冷却水の供給に用いられる。ジェネレータ用循環ポンプＰ２は、クランク軸１２の一端部寄りに配置されている。即ち、ジェネレータ用循環ポンプＰ２は、被駆動軸１５のうちジェネレータＧに近い側の端部に設けられている。ジェネレータＧと同じ側にジェネレータ用循環ポンプＰ２が配置されることで、ジェネレータＧとジェネレータ用循環ポンプＰ２との間の経路が短くなり、レイアウトが効率的になる。

図４は、図２及び３に示す発電機能付きエンジンユニット１０の潤滑及び冷却の経路図である。図２乃至４に示すように、発電機能付きエンジンユニット１０には、エンジンＥを潤滑するオイルが循環するエンジン潤滑経路３１と、ジェネレータＧを冷却するオイルが循環するジェネレータ冷却経路３２とが設けられている。

図４に示す例では、ジェネレータ用とエンジン用とで異なる潤滑経路３１，３２が設けられる。即ち、ポンプ、タンク、クーラがそれぞれジェネレータ用とエンジン用とで互いに独立して設けられる。エンジン潤滑経路３１には、エンジン用循環ポンプＰ１、エンジン用タンクＴ１、及び、エンジン用クーラＣ１が介在する。ジェネレータ潤滑経路には、ジェネレータ用循環ポンプＰ２、ジェネレータ用タンクＴ２、及び、ジェネレータ用クーラＣ２が介在する。なお、エンジン用クーラＣ１及びジェネレータ用クーラＣ２は、エンジンＥに固定されている。

エンジン潤滑経路３１には、スカベンジングポンプＰ０、エンジン用タンクＴ１、エンジン用循環ポンプＰ１、フィルタＦ１、レギュレータＲ１及びエンジン用クーラＣ１が設けられている。エンジン用タンクＴ１は、クランクケース１３に水平方向に隣接して配置されている。例えば、エンジン用タンクＴ１は、クランクケース１３の背面側に設けられている。これにより、クランクケース１３の下側にタンクを配置しなくて済み、発電機能付きエンジンユニット１０が鉛直方向にコンパクト化される。このように、スカベンジングポンプＰ０が設けられることで、タンクＴ１のレイアウトの設計の自由度を高めることができる。

クランクケース１３内のクランク室Ｓに溜まったオイルは、スカベンジングポンプＰ０によって吸引され、エンジン用タンクＴ１に導かれる。なお、エンジン用タンクＴ１をクランク室Ｓの下方に配置してクランク室Ｓのオイルが自重でエンジン用タンクＴ１に集まる構成とした場合には、スカベンジングポンプＰ０は廃止してもよい。これによって、ポンプの数を減らすことができ、部品点数を削減することができる。

エンジン用タンクＴ１に溜まったオイルは、エンジン用循環ポンプＰ１によって吸引されてフィルタＦ１に導かれる。フィルタＦ１の上流側での循環経路内の液圧が所定値を超えた場合には、レギュレータＲ１を介してエンジン用タンク１に戻される。言い換えると、エンジン用循環ポンプＰ１とフィルタＦ１との間のオイルのうちフィルタＦ１を通過しないオイルは、レギュレータＲ１を介してエンジン用タンクＴ１に戻される。フィルタＦ１を通過して浄化されたオイルは、エンジン用クーラＣ１に導かれる。

エンジン用クーラＣ１は、エンジン冷却用の冷却水と熱交換してオイルを冷却する構成であるが、その他の構成でもよい。エンジン用クーラＣ１で冷却されたオイルは、エンジンＥの冷却対象部位（例えば、ピストン、シリンダヘッド等）又は潤滑対象部位（例えば、ギヤ、軸受等）に供給され、自重によって落下してクランク室Ｓに溜まる。また、エンジン潤滑経路３１と同様に、ジェネレータ用クーラＣ２の上流側での循環経路内の液圧が所定値を超えた場合に、ジェネレータ用タンクＴ２にオイルを戻すためのジェネレータ用レギュレータを設けてもよい。

ジェネレータ冷却経路３２には、ジェネレータ用タンクＴ２、ジェネレータ用循環ポンプＰ２及びジェネレータ用クーラＣ２が設けられている。ジェネレータ用タンクＴ２は、エンジン用タンクＴ１に水平方向に隣接して配置されている。例えば、ジェネレータ用タンクＴ２は、被駆動軸１５の軸線方向においてエンジン用タンクＴ１に隣接している。ジェネレータ用タンクＴ２は、エンジン用タンクＴ１に対して、ジェネレータＧ及びジェネレータ用循環ポンプＰ２に近い側に配置されている。ジェネレータ用タンクＴ２は、ジェネレータＧのコイル２２ａを潤滑してジェネレータＧから自由落下するオイルを受け止めて貯留する。

ジェネレータ用循環ポンプＰ２は、タンクＴ２に溜まったオイルを吸引し、ジェネレータ用クーラＣ２に導く。ジェネレータ用クーラＣ２は、冷却水との熱交換で冷却する構成でもよいし空冷する構成でもよい。ジェネレータ用クーラＣ２は、冷却性能向上のために、強制空冷用のファンが設けられてもよい。そのファンの回転軸線は、クランク軸１２と被駆動軸１５と平行に配置されていてもよく、その場合にはクランク軸１２の回転動力がファンに伝達される構成としてもよい。

ジェネレータ用クーラＣ２で冷却されたオイルは、ジェネレータＧに導かれる。具体的には、ジェネレータ用クーラＣ２で冷却されたオイルは、ジェネレータＧのカバー２３のバッファ室２３ａに導かれ、複数の噴射口２３ｂからそれぞれ各コイル２２ａに向けて噴射されることで、コイル２２ａが冷却される。

このように、エンジン用クーラＣ１とは別に、ジェネレータＧの冷却専用のジェネレータ用クーラＣ２が設けられているので、ジェネレータＧに向かうオイルの温度上昇が抑えられ、ジェネレータＧを好適に冷却できる。よって、ジェネレータＧの発電効率を高めることができる。また、エンジン潤滑経路３１及びジェネレータ冷却経路３２は、ジェネレータ用クーラＣ２からジェネレータＧに向かうオイルの温度がエンジン用クーラＣ１からエンジンＥに向かうオイルの温度よりも低くなるようにジェネレータ用クーラＣ２がオイルを冷却するように構成されている。

具体的には、エンジン潤滑経路３１とジェネレータ冷却経路３２とは、互いに独立している。これにより、エンジンＥを潤滑するためのオイルと、ジェネレータＧを冷却するためのオイルとが互いに共有されず、ジェネレータ冷却経路３２のオイルがエンジンＥの熱で昇温することが抑止される。そのため、エンジン潤滑用のオイルの温度にかかわらずジェネレータＧを効果的に冷却でき、ジェネレータＧの発電効率が向上する。

また、ジェネレータ用クーラＣ２が独立して設けられるので、エンジンＥに要求される冷却性能と、ジェネレータＧに要求される冷却性能とをそれぞれ個別に満たすようにクーラＣ１，Ｃ２を設けることができる。よって、エンジンＥ及びジェネレータＧを効果的に冷却することができる。例えば、使用されるオイルクーラの性能をエンジン用とジェネレータ用とで異ならせてもよい。例えば、ジェネレータＧの発電効率向上のために、ジェネレータ用の冷却性能をエンジン用の冷却性能に比べて高めるよう設定してもよい。

同様に、ジェネレータ用ポンプＰ２が独立して設けられるので、エンジンＥに要求される冷却性能と、ジェネレータＧに要求される冷却性能とをそれぞれ個別に満たすようにオイルクーラＰ１，Ｐ２を設けることができる。よって、エンジンＥ及びジェネレータＧを効果的に冷却することができる。例えば、ジェネレータ用ポンプＰ２の性能（又は駆動回転数）を、エンジン用ポンプＰ１の性能（又は駆動回転数）と異ならせてもよい。例えば、エンジンＥの方がオイルを作用させる対象部位が多いことから、ジェネレータ用ポンプＰ２の吐出量・吐出圧の性能をエンジン用ポンプＰ１に比べて低くなるよう設定して、ポンプの駆動力を抑制して効率を向上させてもよい。

また本実施形態では、ジェネレータ用ポンプＰ２は、エンジン回転数の増加に伴って回転数が増加する。このために、エンジン回転数の増加に応じてジェネレータＧの発電量が増加して昇温しても、冷却性能を維持させやすい。また本実施形態では、ジェネレータ冷却経路３２は、エンジンＥのクランク軸１２の端部付近に配置され、エンジンＥの燃焼室から比較的離れた位置に配置される。これによってジェネレータＧに供給されるオイルの温度上昇を更に抑えることができる。

エンジン用タンクＴ１には、気体連通路４３（クランク室Ｓ）を介してブリーザ室Ｂが接続されている。ブリーザ室Ｂは、気体連通路４１を介してエンジンＥに供給する吸気を貯留する吸気ボックス４０（吸気通路）に接続されている。即ち、ブリーザ室Ｂは、エンジン用タンクＴ１内で高くなった圧力を解放すべく、タンクＴ１内の空気をブローバイガスと共に吸気ボックス４０に送る。ブリーザ室Ｂによって気液分離が促進されることで、ブローバイガスに含まれる液体成分が除去されて、気体成分が吸気ボックスに導かれる。気体連通路４３と、気体連通路４１とは、互いに独立して形成される。それら気体連通路４１，４３がそれぞれ独立して形成されることで、クランク室Ｓ内の気体がジェネレータＧの内部へ逆流することを防ぐことができる。また、クランク室Ｓから熱気がジェネレータＧに達することを防ぐために、クランク室ＳとジェネレータＧとは、気体の流通を防ぐための仕切りが形成されてもよい。

ジェネレータＧは、気体連通路４２を介して吸気ボックス４０に接続されている。気体連通路４２は、ジェネレータＧの内部空間を吸気ボックス４０の内部空間に連通させる。これにより、ジェネレータＧの内部圧力が吸気ボックス４０に向けて解放される。よって、ジェネレータＧの温度上昇に伴ってジェネレータＧの内部空間の圧力が上昇することを抑止できる。ジェネレータＧと吸気ボックス４０とを接続する気体連通路４２についても、気液分離するためのブリーザ室が設けられてもよい。これによってジェネレータＧの内部のオイルが吸気に含まれることを抑えることができる。なお、気体連通路４１と気体連通路４３とは、互いに独立しているが、一部を共通化してもよい。

また、ジェネレータＧの内部空間をブリーザ室Ｂに連通して気体連通路４１を共用してもよい。例えば、ジェネレータＧの内部とクランクケース１３の内部との間に気体連通路が形成されてもよい。これによって、ジェネレータＧの内部空間で膨張した熱気が、前記気体連通路を介してクランクケース１３に導かれることで、ジェネレータＧの内部の圧力上昇を防ぐことができる。この場合、ジェネレータＧの内部で膨張した熱気は、クランク室Ｓに充満するブローバイガスとともに、ブリーザ室Ｂを介して吸気ボックス４０に導かれる。例えば、前記気体連通路には、ジェネレータＧからクランクケース１３へ熱気が流れるよう逆止弁が設けられてもよい。

図５は、第１変形例の図４相当の図面である。なお、図５中において、前記実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図５に示すように、第１変形例の発電機能付きエンジンユニット１１０では、エンジン・ジェネレータ用タンクＴ１が、エンジン潤滑経路３１とジェネレータ冷却経路１３２とに共用されるように構成されている。これにより、発電機能付きエンジンユニット１１０の構造が簡素化される。ジェネレータ冷却経路１３２では、ジェネレータ用循環ポンプＰ２は、エンジン・ジェネレータ用タンクＴ１に溜まったオイルを吸引し、ジェネレータ用クーラＣ２に導く。ジェネレータ用クーラＣ２で冷却されたオイルは、ジェネレータＧに導かれる。ジェネレータＧを冷却したオイルは、エンジン・ジェネレータ用タンクＴ１に導かれる。このようにタンクＴ１を共通化することで、タンク室形状の簡単化を図るとともに、循環用のオイルの総量を抑えることができ、軽量化を図り易い。

エンジン・ジェネレータ用タンクＴ１には、エンジンＥを潤滑したオイルが戻るため、エンジン・ジェネレータ用タンクＴ１のオイルは高温になり得るが、そのエンジン・ジェネレータ用タンクＴ１からジェネレータＧに導かれるオイルは、ジェネレータ用クーラＣ２で冷却されるので、ジェネレータＧは適切に冷却される。ジェネレータ用クーラＣ２の冷却性能は、ジェネレータ用クーラＣ２からジェネレータＧに向かうオイルの温度がエンジン用クーラＣ１からエンジンＥに向かうオイルの温度よりも低くなるように設定されていると好ましい。

図５では、エンジン・ジェネレータ用タンクＴ１からオイル吸い出す経路が２系統に構成されて、エンジン用とジェネレータ用とに分かれているが、これに限らず他の部分から分岐して流路が設定されてもよい。例えば、レギュレータＲ１からタンクＴ１に導かれるオイルを、ジェネレータポンプＰ２によってジェネレータ用クーラＣ２に供給してもよい。その他、クランク室Ｓに溜まったオイル、スカベンジポンプＰ０用で吸い出されたオイル、ジェネレータＧからタンクＴ１に戻されるオイルの一部などのタンクＴ１に導かれるオイルをジェネレータ用循環ポンプＰ２によって、ジェネレータ用クーラＣ２に導いてもよい。例えば、レギュレータＲ１又はスカベンジポンプＰ０によって昇圧されたオイルをジェネレータ用循環ポンプＰ２によってジェネレータ用クーラＣ２に導くことで、ジェネレータ用循環ポンプＰ２に要求される能力を低下させることができる。

図６は、第２変形例の図４相当の図面である。なお、図６中において、前記実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図６に示すように、第２変形例の発電機能付きエンジンユニット２１０では、タンクＴ１及び循環ポンプＰ１が、エンジン潤滑経路３１とジェネレータ冷却経路２３２とに共用されるように構成されている。即ち、ジェネレータ冷却経路２３２は、エンジン潤滑経路３１の一部を共有している。これにより、発電機能付きエンジンユニット１１０の構造が簡素化される。ジェネレータ冷却経路２３２は、エンジン潤滑経路３１のうちフィルタＦ１とエンジン用クーラＣ１との間の部分から分岐している。

フィルタＦ１から流出したオイルの流れは、エンジン潤滑経路３１のエンジン用クーラＣ１に向かう流れと、ジェネレータ冷却経路２３２のジェネレータ用クーラＣ２に向かう流れとに分れる。ジェネレータ用クーラＣ２で冷却されたオイルは、ジェネレータＧに導かれる。ジェネレータＧを冷却したオイルは、タンクＴ１に導かれる。このようにタンクＴ１のほかポンプＰ１を共通化することで、部品点数の削減を図ることができ、構造の単純化および軽量化を図り易い。

タンクＴ１には、エンジンＥを潤滑したオイルが戻るため、タンクＴ１のオイルは高温になり得るが、そのタンクＴ１からジェネレータＧに導かれるオイルは、ジェネレータ用クーラＣ２で冷却されるので、ジェネレータＧは適切に冷却される。ジェネレータ用クーラＣ２の冷却性能は、ジェネレータ用クーラＣ２からジェネレータＧに向かうオイルの温度がエンジン用クーラＣ１からエンジンＥに向かうオイルの温度よりも低くなるように設定されていると好ましい。

図６では、フィルタＦ１の下流の流路が２系統に分岐して、エンジン用とジェネレータ用とに分かれている。これに限らず他の部分から分岐して流路が設定されてもよい。例えば、エンジン用クーラＣ１の下流の流路が分岐して、エンジン用とジェネレータ用に分かれてもよい。これによって、エンジン用クーラＣ１の通過後の冷やされたオイルをジェネレータ用クーラＣ２で冷却することで、ジェネレータ用クーラＣ２に要求される能力を低下させることができる。

図７は、第３変形例の図４相当の図面である。なお、図７中において、前記実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図７に示すように、第３変形例の発電機能付きエンジンユニット３１０では、タンクＴ１、循環ポンプＰ１及びフィルタＦ１が、エンジン潤滑経路３１とジェネレータ冷却経路３３２とに共用されるように構成されている。そして、ジェネレータ冷却経路３３２は、エンジン潤滑経路３１のうちエンジン用クーラＣ１とエンジンＥとの間の部分から分岐している。エンジン用クーラＣ１から流出したオイルの流れは、エンジンＥに向かう流れと、ジェネレータ冷却経路３３２のジェネレータ用クーラＣ２に向かう流れとに分れる。

ジェネレータ用クーラＣ２で冷却されたオイルは、ジェネレータＧに導かれる。即ち、ジェネレータＧに供給されるオイルは、エンジン用クーラＣ１とジェネレータ用クーラＣ２との両方により直列的に冷却される。そのため、ジェネレータ用クーラＣ２からジェネレータＧに向かうオイルの温度がエンジン用クーラＣ１からエンジンＥに向かうオイルの温度よりも低くなる。よって、ジェネレータＧには十分に冷却されたオイルが供給され、ジェネレータの発電効率を高めることができる。

図８は、第４変形例の図４相当の図面である。なお、図８中において、前記実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図８に示すように、第４変形例の発電機能付きエンジンユニット４１０は、油圧アクチュエータＨＡを備える。具体的には、エンジンＥで駆動される油圧ポンプＰ４によりタンクＴ１からオイルが吸い出され、油圧ポンプＰ４がオイルを吐出することによりオイルコントロールバルブＣＶを介して油圧アクチュエータＨＡに圧油が付与される。油圧ポンプＰ４は、油圧アクチュエータＨＡの油圧源としてオイルを圧縮する。油圧ポンプＰ４とオイルコントロールバルブＣＶとの間の流路は、タンクＴ１に向かう戻り流路４４４に連通しており、戻り流路４４４にリリーフ弁ＲＶが介設されている。戻り流路４４４におけるリリーフ弁ＲＶの下流部分からは、ジェネレータ冷却経路４３２が分岐している。ジェネレータ冷却経路４３２は、ジェネレータ用クーラＣ２を介してジェネレータＧに接続されている。

この構成によれば、油圧源としての油圧ポンプＰ４から吐出されてリリーフ弁ＲＶからリリースされたオイルが、ジェネレータ用クーラＣ２及びジェネレータＧに流される。油圧アクチュエータＨＡは、圧力が必要であって流量は必要でないので、油圧ポンプＰ４から吐出される殆どのオイルがタンクＴ１に戻されるので、そのオイルを利用してジェネレータＧを冷却できる。しかも、油圧用のポンプＰ４がジェネレータ冷却用のポンプを兼ねるので、ポンプ数の増加も防止できる。

なお、本発明は前述した実施形態又は変形例に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、前記実施形態では、発電機能付きエンジンユニットを自動二輪車に適用した例を提示したが、自動二輪車以外の乗物に適用してもよい。また、エンジン動力を駆動力として用いるパラレルハイブリッド車両の他に、エンジン動力を発電のみに用いるシリーズハイブリッド車両に用いてもよい。また、本発明のユニットは、乗物の駆動動力に用いられる以外に、エンジン、ジェネレータ、蓄電用インバータ、駆動用インバータ、バッテリを含み、乗物以外の電動装置への電力供給用の汎用的な発電装置として用いられてもよい。この場合、エンジンに近接した位置に、ジェネレータ、インバータおよびバッテリが配置されて、一体的なユニットとして構成される。

例えば、発電機能付きエンジンユニットは、電力を必要とする他の装置（例えば、ロボット等）に適用されてもよい。ロボットアームなどを油圧アクチュエータによって油圧駆動させる場合には、上述したように、発電ユニットには潤滑液を圧源として利用するためのポンプを備えていてもよい。これによって、動力取り出し形態を多様化することができると共に、適切な動力でアクチュエータを駆動させることができる。

また本実施形態では、クランク軸の一端部にジェネレータが接続されるとしたが、クランク軸の回転動力がジェネレータに伝達されれば他の構成でもよい。例えば、ギヤ、チェーンなどの動力伝達機構によってクランク軸の回転動力がジェネレータに伝達されてもよい。このように、ジェネレータがクランク軸の端部から離れた位置に配置される場合も本発明に含まれる。エンジン用クーラＣ１又はジェネレータ用クーラＣ２を設けない構成としてもよい。潤滑又は冷却に用いる循環液は、オイルに限られず他の液体でもよい。

前述した各構成に限らずに、ジェネレータ冷却通路を流れるオイルの温度を、エンジン潤滑経路を流れるオイルの温度よりも低くなるように他の構造で達成した場合も本発明に含まれる。例えば、エンジンの潤滑対象部位や高温部位を通過する以前に流路が分岐されて、ジェネレータへオイルが導かれるように構成した場合も本発明に含まれる。たとえばポンプ直後で分岐してジェネレータに連通するオイル通路が、クランクケース外に設けられてもよい。これによってクランクケースからの熱を奪うことなく比較的温度の低いオイルをジェネレータへ導くことができる。またクランクケースまたはシリンダの高温となる部位を避けて、ポンプからジェネレータへ連通するオイル通路が形成されてもよい。

１ 自動二輪車（車両）
１０，１１０，２１０，３１０，４１０ 発電機能付きエンジンユニット
１２ クランク軸
１５ 被駆動軸
３１ エンジン潤滑経路
３２，１３２，２３２，３３２，４３２ ジェネレータ冷却経路
４０ 吸気ボックス（吸気通路）
４２ 連通路
Ｃ１ エンジン用クーラ
Ｃ２ ジェネレータ用クーラ
Ｅ エンジン
Ｇ ジェネレータ
Ｍ１，Ｍ２ 電動モータ
Ｐ１ エンジン用循環ポンプ
Ｐ２ ジェネレータ用循環ポンプ
Ｐ４ 油圧ポンプ
Ｔ１，Ｔ２ タンク

Claims (15)

1. エンジンと、前記エンジンの回転動力により駆動されて発電するジェネレータとを備える発電機能付きエンジンユニットであって、
   前記エンジンを潤滑する循環液が循環するエンジン潤滑経路と、
   前記ジェネレータを冷却する循環液が循環するジェネレータ冷却経路と、
   前記エンジン潤滑経路及び前記ジェネレータ冷却経路に循環液を循環させる少なくとも１つの循環ポンプと、を備え、
   前記ジェネレータ冷却経路を流れる前記循環液の温度が前記エンジン潤滑経路を流れる前記循環液の温度よりも低く設定されるように構成されている、発電機能付きエンジンユニット。
2. 前記エンジン潤滑経路を流れる前記循環液を冷却するエンジン用クーラと、前記ジェネレータ冷却経路を流れる前記循環液を冷却するジェネレータ用クーラと、を更に備える、請求項１に記載の発電機能付きエンジンユニット。
3. 前記少なくとも１つの循環ポンプは、前記エンジン潤滑経路に設けられたエンジン用循環ポンプと、前記ジェネレータ冷却経路に設けられたジェネレータ用循環ポンプとを含む、請求項１又は２に記載の発電機能付きエンジンユニット。
4. 前記ジェネレータ用循環ポンプは、前記エンジンの回転動力により駆動される、請求項３に記載の発電機能付きエンジンユニット。
5. 前記ジェネレータは、前記エンジンのクランク軸の一端部に接続されており、
   前記ジェネレータ用循環ポンプは、前記クランク軸の一端部寄りに配置されている請求項４に記載の発電機能付きエンジンユニット。
6. 前記エンジン用循環ポンプと前記ジェネレータ用循環ポンプとは、共通の被駆動軸によって動作され、前記被駆動軸の同軸上に配置されている、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の発電機能付きエンジンユニット。
7. 前記エンジン潤滑経路と前記ジェネレータ冷却経路とは、互いに独立している、請求項３乃至６のいずれか１項に記載の発電機能付きエンジンユニット。
8. 前記循環ポンプに吸引される循環液が貯留されるタンクを更に備え、
   前記タンクは、前記エンジン潤滑経路及び前記ジェネレータ冷却経路に共用されるように構成されている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発電機能付きエンジンユニット。
9. エンジンと、前記エンジンの回転動力により駆動されて発電するジェネレータとを備える発電機能付きエンジンユニットであって、
   前記エンジンを潤滑する循環液が循環するエンジン潤滑経路と、
   前記ジェネレータを冷却する循環液が循環するジェネレータ冷却経路と、
   前記エンジン潤滑経路及び前記ジェネレータ冷却経路にオイルを循環させる少なくとも１つの循環ポンプと、
   前記ジェネレータ冷却経路内の循環液を冷却するジェネレータ用クーラと、を備え、
   前記ジェネレータ冷却経路における前記ジェネレータ用クーラから前記ジェネレータまでの区間は、非分岐であり、前記ジェネレータ用クーラと前記ジェネレータとを直列的に接続している、発電機能付きエンジンユニット。
10. 前記エンジンに吸気を供給する吸気通路と、
    前記ジェネレータの内部空間を前記吸気通路に連通させる連通路と、を更に備える、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発電機能付きエンジンユニット。
11. 走行動力源として電動モータを備える車両に搭載される発電機能付きエンジンユニットであって、
    前記ジェネレータは、前記電動モータに供給する電力を発生する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の発電機能付きエンジンユニット。
12. 前記少なくとも１つのクーラは、熱交換用のファンを備える、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の発電機能付きエンジンユニット。
13. 前記ファンの回転軸線は、前記エンジンのクランク軸と前記循環ポンプの被駆動軸と平行に配置されている、請求項１２に記載の発電機能付きエンジンユニット。
14. 液圧アクチュエータの液圧源として前記潤滑液を圧縮するポンプを更に備える、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の発電機能付きエンジンユニット。
15. 前記エンジン用クーラ及び前記ジェネレータ用クーラは、前記エンジンに固定されている、請求項２に記載の発電機能付きエンジンユニット。

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