JP2023146328A - 車両用発電ユニットの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトなレイアウトで車両用発電ユニットの冷却性能を向上させる。【解決手段】車両用発電ユニットの冷却構造は、ラジエータ３７、インバータ３５及び発電機３０は、冷却ホース３８ａ～３８ｄを介して接続される。ポンプ３９は、冷却水の流通方向におけるラジエータ３７と発電機３０との間に配索される冷却ホース３８ｂ，３８ｃに設けられ、ポンプ３９は、ラジエータ３７、インバータ３５、発電機３０の順に冷却水を流通させ、ラジエータ３７には、ラジエータ用流出口３７ｆが設けられ、発電機３０には、発電機用流出口３０ｆが設けられ、上下方向において、発電機用流出口３０ｆは、ラジエータ用流出口３７ｆよりも、低い位置に設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用発電ユニットの冷却構造に関する。

発電用エンジンを有する小型の発電ユニットには、例えば、特許文献１に開示されているように、ユニット内に、発電用エンジン、発電機、インバータ及びラジエータを収容する発電ユニットが知られている。このような発電ユニットは、内部に熱源となる装置を有するため、ユニット内の冷却効率を確保する必要がある。例えば、発電用エンジンは、他のユニット構成部品に比べて高温になるため、効率よく冷却する必要がある。一方で、インバータ等の電装部品は、発電用エンジンに比べて発熱量は低いが、発電用エンジンに比べて耐熱性が低いため、所定の冷却を必要とする。

上記例における発電ユニットは、冷却風の流通方向において、発電用エンジンよりも上流側に発電機及びインバータを配置し、発電用エンジンの下流側にラジエータを配置し、ラジエータを冷却した後に、ユニット外側に排気している。また、ユニットの筐体の側壁には、ユニット内に外気を取り込むための冷却風導入口が形成されている。さらに、インバータを、側壁の冷却風導入口付近に配置し、所定の冷却効率を確保しようとしている。

特開２０１０－１０６６９７号公報

また、このような小型の発電ユニットには、車両に搭載されるものが知られている。小型の発電ユニットを搭載する車両は、例えば、電動モータを駆動するためのバッテリを有する電動車両であって、当該発電ユニットを搭載し、バッテリまたは電動モータに電力を供給することによって、航続距離を延長させることが可能となる。

このように、上記のような発電ユニットを車両に搭載する場合、車両の所定位置で、例えば、車両後部における下部に設けられた設置スペースに取り外し可能に搭載されている必要がある。このように発電ユニットを車体に対して取外し可能に構成することによって、発電ユニットのメンテナンス性が向上し、さらに、車両から離れた場所において、発電ユニットを単独で使用することも可能となる。

ただし、このような発電ユニットは、設置スペースに限りがあるため、発電用エンジン及び発電機の周辺の構成部品は、よりコンパクトな構造であることが求められ、且つ、コンパクトな構成を維持しつつ所定の冷却性能を有することが求められ、さらに、整備性も求められる。そのため、上記例のように、インバータを外気に触れやすい位置、すなわち空冷しやすい位置に設けることが、レイアウト上困難になる可能性もある。そのため、上記例のような構造では、インバータ等の電装部品を効率よく冷却しようとする上で、改善の余地があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、発電ユニットを構成する部品のレイアウトの自由度を確保しつつ、発電ユニットの冷却性能を向上させることが可能な車両用発電ユニットの冷却構造を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る車両用発電ユニットの冷却構造は、発電用エンジンと、該発電用エンジンに連結される発電機と、前記発電機に電気的に接続されるインバータと、前記発電用エンジン、前記発電機及び前記インバータを収容し、車両に着脱可能に取り付けられるユニットケースと、を備えている。車両用発電ユニットの冷却構造において、前記ラジエータ、前記インバータ及び前記発電機は、冷却液が流れる冷却ホースを介して接続され、前記冷却ホースには、前記冷却液を流通させるためのポンプが接続され、前記ポンプは、前記冷却液の流通方向における、前記ラジエータと前記発電機との間に配索される前記冷却ホースに設けられ、前記ポンプは、前記ラジエータ、前記インバータ、前記発電機の順に前記冷却液を流通させ、前記ラジエータには、前記冷却液が流出される第１循環口が設けられ、前記発電機には、前記冷却液が流出される第２循環口が設けられており、ユニット上下方向において、前記２循環口は、前記第１循環口よりも、低い位置に設けられている。

本発明によれば、発電ユニットを構成する部品のレイアウトの自由度を確保しつつ、発電ユニットの冷却性能を向上させることができる。

本発明に係る車両用発電ユニットの外観を示す斜視図である。 図１のユニットケース内に配置される発電機、ラジエータ及び冷却ホース等を概略的に示す平面図である。 図２の発電機の内部の環状冷却配管を概略的に示す側面図である。 図２のラジエータ、インバータ、及び発電機等を車両後方側から見た概略後面図である。 図４のインバータ及び発電機等を車幅方向外側から見た概略側面図である。 図２のラジエータ、インバータ及びポンプを車幅方向外側から見た概略側面図である。 図６のラジエータを車両下方から見た斜視図である。

以下、本発明に係る車両用発電ユニット１の冷却構造の一実施形態について、図面（図１～図７）を参照しながら説明する。なお、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前後方向（ユニット前後方向）における前方を示す。実施形態の説明における「前部（前端）及び後部（後端）」は、車両前後方向（ユニット前後方向）における前部及び後部に対応する。また、矢印Ｒ及び矢印Ｌは、乗員が車両前方を見たとき（ユニット前後方向の前方を見たとき）の右側及び左側を示している。

本実施形態の発電ユニット１は、例えば、車両後部に設けられたラゲッジスペース等の床下に、着脱可能に取り付けられる。図示による説明は省略しているが、当該発電ユニット１は、例えば、車両の後部に設けられた開口から車両内に挿入された状態で、車両後部に固定される。この場合、発電ユニット１は、例えば、車幅方向において、左右の後輪の間に配置されており、車体骨格を構成する剛性の高いリアサイドメンバ及びリアクロスメンバ等に取り付けられている。

本実施形態の発電ユニット１は、図２に示すように、発電用エンジン２０と、発電機３０と、インバータ３５と、を有している。さらに、本実施形態の発電ユニット１は、第１電動ファン３１及び第２電動ファン３２と、ラジエータ３７と、冷却ホース３８ａ～３８ｄと、オイルクーラ５０と、オイル配管５２と、排気管５３と、を有している。これらは、図１に示す略直方体のユニットケース１０の内部に収容されている。

また、発電ユニット１は、他の構成部品として、発電用エンジン２０を駆動するための燃料が充填される燃料タンク（図示せず）と、発電用エンジン２０から排気される排ガスが流通し当該排ガスを発電ユニット１の外部に排気するマフラ（図示せず）と、を有しており、これらが近接した状態で、ユニットケース１０内に配置されている。

ユニットケース１０は、図１に示すように、全体で略直方体状で、ユニットケース１０の外側には、車両に取り付けるための取付部１７等が設けられている。発電ユニット１は、例えば、ユニットケース１０の長手方向が車幅方向に沿うように、車両後部に取り付けられている。以後の説明では、発電ユニット１の長手方向は、車幅方向及び左右方向に対応し、発電ユニット１の短手方向は、車両前後方向に対応する。なお、本実施形態では、発電ユニット１の前部及び後部は、発電ユニット１の短手方向（ユニット前後方向）の前部及び後部に対応し、発電ユニット１の左右方向（ユニット幅方向）は、発電ユニット１の前方を向くときの左右に対応する。

また、本実施形態のユニットケース１０は、図１に示すように、トレイ１１と、蓋体１５と、を有している。トレイ１１は、発電用エンジン２０及び発電機３０等が設置される、長方形状の底面部（図示せず）１２と、底面部１２の各端部から上方に突出し、該端部に沿って延びてる側壁１３と、を有している。以後の説明において、底面部１２の長手方向（長辺方向）は、発電ユニット１のユニット幅方向に対応し、短手方向（短辺方向）は、発電ユニット１のユニット前後方向に対応している。

側壁１３は、図１に示すように、ユニットケース１０の左右方向の端部から上方に突出し、ユニット前後方向に沿って延びている。この例では、図１に示すように、取付部１４は側壁１３に設けられている。当該取付部１７は、車体に設けられたレール上を走行するためのローラ等を有している。

蓋体１５は、トレイ１１を上方から覆う箱型で、トレイ１１の側壁１３に固定される。また、蓋体１５の後面における左側には、略長方形の導風孔１６が設けられている。導風孔１６は、ユニット外側の空気をユニット内側に吸気可能な孔である。蓋体１５の内側には、導風孔１６に対向するように第１電動ファン３１及び第２電動ファン３２が配置されている。また、後面における左右方向の中央で、導風孔１６の右側には、取っ手１８が設けられている。当該取っ手１８を引っ張ることにより、発電ユニット１を車体から取り外すことができる。

先ず、発電ユニット１を構成する構成部品のうちの発電用エンジン２０について説明する。発電用エンジン２０は、ユニットケース１０の底面部１２にブラケット（図示せず）及びマウント（図示せず）を介して固定されている。この例では、発電用エンジン２０は、底面部１２における前部で、左右方向のほぼ中央部に配置されている。本実施形態の発電用エンジン２０は、図２に示すように、ピストン（図示せず）を内部に配置するシリンダブロック（図示せず）と、シリンダヘッド（図示せず）と、シリンダヘッドカバー２３と、クランクシャフトを収容するクランクケース２６と、を有している。

シリンダブロックは、クランクケース２６の長手方向に垂直に延びている。シリンダブロックの外形は、ユニット前後方向に沿って延びる略直方体状である。シリンダブロックの内部には、シリンダライナー（図示せず）が設けられている。シリンダライナーは、ユニット前後方向に延びる筒状で、ピストンは、シリンダライナーの内部を、往復移動するように構成されている。また、シリンダブロックの外面には、複数の放熱フィン（図示せず）が設けられている。

シリンダケース２５は、放熱フィンを含むシリンダブロックを覆っている。シリンダケース２５は、図５に示すように、ユニット前後方向に延び、シリンダケース２５の前部は、クランクケース２６の後面に接続されている。また、シリンダケース２５には、後述する導入配管４０を経由した冷却空気が流入する。

クランクケース２６は、図２に示すように、ユニット前後方向において、シリンダケース２５の前方側で、トレイ１１の底面部１２の後部におけるユニット幅方向のほぼ中央部に配置されている。また、クランクケース２６は、ユニット幅方向に延びており、クランクケース２６の内部には、ユニット幅方向に延びるクランクシャフトが配置さている。クランクシャフトは、図示しないコンロッドにより、ピストンと連結されている。

また、発電用エンジン２０には、オイル配管を介してオイルクーラ５０が接続されている。オイルクーラ５０は、ユニットケース１０内における後部に配置され、後述する第１電動ファン３１に対向配置されている。

続いて、冷却系統について説明する。本実施形態の発電ユニット１は、複数の冷却系統を有している。この例では、インバータ３５等を冷却する水冷式の冷却系統（第１冷却系統）と、発電用エンジン２０の特にシリンダブロック（図示せず）等を冷却する空冷式のシリンダ冷却系統（第２冷却系統）と、オイルクーラ５０を冷却する空冷式のオイル冷却系統と、を有している。

本実施形態の発電ユニット１の水冷式の冷却系統では、図２に示すように、冷却水（冷却液）が流れる冷却ホース３８ａ～３８ｄを介して、ラジエータ３７、インバータ３５及び発電機３０が接続されている。また、冷却ホース３８ａ～３８ｄには、冷却水を流通させるための電動式のポンプ３９が接続されている。当該ポンプ３９は、水冷式の冷却系統内の冷却水の流通方向における、ラジエータ３７と発電機３０との間に配索される冷却ホース３８ｂ，３８ｃに設けられている。また、ポンプ３９によって、水冷式の冷却系統を流通する冷却水は、図４に示すように、ラジエータ３７、インバータ３５、発電機３０の順に循環される。また、ラジエータ３７には、冷却水が流出されるラジエータ用流出口（第１循環口）３７ｆが設けられ、発電機３０には、冷却水が流出される発電機用流出口（第１循環口）３０ｆが設けられている。ユニット上下方向において、発電機用流出口３０ｆは、ラジエータ用流出口３７ｆよりも、低い位置に設けられている。

このように、抽出口３０ｆ，３７ｆの高さ設定することにより、冷却水の流し込みが行いやすくなり、冷却性能の維持と整備性を向上させることが可能となる。ここで、ポンプ３９は、冷却水の流通方向において、発電機３０よりも上流側にあればよい。発電機３０は、発電用エンジン２０から動力が伝達されるため、水冷式の冷却系統は、環状をなすために冷却ホースの配索が複雑になる。その場合であっても、ポンプ３９が発電機３０の上流側に配置されることにより、冷却水をポンプ３９により発電機３０に向けて直接的に送り出すことができ、冷却水の循環を促しやすくなる。このような配置により、冷却水の補充時に、整備が行いやすくなる。その結果、上記構成によれば、電ユニット１を構成する部品のレイアウトの自由度を確保しつつ、発電ユニット１の冷却性能を向上させることができる。

以下、水冷式の冷却系統によって冷却される発電機３０及びインバータ３５の構造について説明し、その後、水冷式の冷却系統の構成及び作用について説明する。

水冷式の冷却系統は、図２に示すように、ラジエータ３７と、第１冷却ホース３８ａと、第２冷却ホース３８ｂと、第３冷却ホース３８ｃと、第４冷却ホース３８ｄと、ポンプ３９と、を有している。第１冷却ホース３８ａは、ラジエータ３７とインバータ３５の冷却水タンク３６とを繋いでいる。第２冷却ホース３８ｂは、インバータ３５の冷却水タンク３６とポンプ３９とを繋いでいる。第３冷却ホース３８ｃは、冷却水循環ポンプ３９と発電機３０とを繋いでいる。第４冷却ホース３８ｄは、発電機３０とラジエータ３７とを繋いでいる。

続いて、発電機３０について説明する。発電機３０は、図２に示すように、ユニット幅方向に延びる装置で、クランクケース２６のユニット幅方向における左側に位置する底面部１２にブラケット及びマウントを介して固定されている。また、発電機３０は、クランクケース２６のユニット幅方向の左側に配置され、発電機３０の前端は、底面部１２の前端付近であって、蓋体１５の前壁付近に配置されている。発電機３０の内部には、ユニット幅方向に延びる回転軸３０ｂが配置され、当該回転軸３０ｂは、クランクシャフトの左側部が接続されている。発電機３０は、発電用エンジン２０の駆動により回転軸３０ｂが回転することにより発電する。なお、回転軸３０ｂは、図３に概略的に示している。

また、発電機３０は、図２及び図３に示すように、水冷式の冷却系統内に配置される部品で、当該系統内を流れる冷却水によって冷却される。発電機３０には、発電機用流入口３０ｅ及び発電機用流出口３０ｆが設けられている。発電機用流入口３０ｅ及び発電機用流出口３０ｆは、発電機３０の後面に設けられ、ユニット上下方向に並んで配置されている。この例では、発電機用流入口３０ｅは、発電機用流出口３０ｆの上方に間隔を空けて配置されている。発電機用流入口３０ｅには、第３冷却ホース３８ｃが接続され、発電機用流出口３０ｆには、第４冷却ホース３８ｄが接続されている。

また、本実施形態の発電機３０は、図３に示すように、内部を冷却水が流れるように構成されている。この例では、回転軸３０ｂを取り囲むように円環状に構成された環状冷却配管３０ａが設けられている。環状冷却配管３０ａは、回転軸３０ｂを径方向外側から取り囲むように配置される部分円環状である。環状冷却配管３０ａは、発電機用流入口３０ｅ及び発電機用流出口３０ｆに冷却水が連通するように接続されている。発電機用流入口３０ｅから流入された冷却水は、環状冷却配管３０ａの内部に流入し、環状冷却配管３０ａの形状に沿って上方に向かって、図３における時計回り方向に流れ、回転軸３０ｂの周囲を一周した後に、発電機用流出口３０ｆから流出する。

続いて、インバータ３５について説明する。インバータ３５は、電装部品の一つで、発電機３０により発電された電力を整流した後に、所定の周波数の交流電力に変換して出力するものである。インバータ３５は、図示しない台座等のブラケットを介して、クランクケース２６の上方で、ユニット前後方向においてシリンダケース２５の前方側に配置されている。インバータ３５には、冷却水タンク３６が設けられている。図２において、冷却タンク３６は、凡その位置を仮想線で示している。冷却水タンク３６は、インバータ３５の本体の下側に配置されている。

また、インバータ３５は、発電機３０と同様に、図４及び図５に示すように、水冷式の冷却系統内に配置される部品で、当該系統内を流れる冷却水によって冷却される。インバータ３５には、インバータ用流入口３６ｅ及びインバータ用流出口（第３循環口）３６ｆが設けられている。インバータ用流入口３６ｅ及びインバータ用流出口３６ｆは、冷却水タンク３６の後面に設けられ、ユニット幅方向に並んで配置されている。この例では、インバータ用流入口３６ｅは、インバータ用流出口３６ｆのユニット幅方向外側（右側）に配置されている。インバータ用流入口３６ｅには、第１冷却ホース３８ａが接続され、インバータ用流出口３６ｆには、第２冷却ホース３８ｂが接続されている。インバータ用流入口３６ｅから冷却水タンク３６に流れ込んだ冷却水は、インバータ３５の本体を冷却し、その後、インバータ用流出口３６ｆから流出される。

続いて、ラジエータ３７について説明する。ラジエータ３７は、上記したように冷却水が流通する冷却ホース３８ａ～３８ｄを介して、発電機３０及びインバータ３５に接続されている。本実施形態のラジエータ３７は、図２に示すように、ユニットケース１０内における後部に配置されている。また、ラジエータ３７は、図４に示すように、上下方向に延びる略直方体状であり、ユニット前後方向を臨むように配置されている。また、ラジエータ３７の上部には、冷却水を供給可能な給水口３７ａが設けられている。

また、ラジエータ３７には、ラジエータ用流入口３７ｅ及びラジエータ用流出口３７ｆが設けられている。ラジエータ用流入口３７ｅは、ラジエータ３７の本体の前面における下部に設けられ、ラジエータ用流出口３７ｆは、ラジエータ３７の本体の右側壁における上部に設けられている。ラジエータ用流入口３７ｅには、第４冷却ホース３８ｄが接続され、ラジエータ用流出口３７ｆには、第１冷却ホース３８ａが接続されている。

ポンプ３９は、図２、図５及び図６に示すように、上記したように、冷却水の流通方向において、発電機３０の上流側に配置されている。この例では、発電機３０と、インバータ３５の冷却水タンク３６との間に配置されている。ポンプ３９は、全体で、略円筒状の装置であり、ポンプ用流入口３９ｅ及びポンプ用流出口３９ｆが設けられている。ポンプ用流入口３９ｅは、円筒形状の端部に設けられ、ポンプ用流出口３９ｆは、円筒形状の側部に設けられている。ポンプ用流入口３９ｅには、第２冷却ホース３８ｂが接続され、ポンプ用流出口３９ｆには、第３冷却ホース３８ｃが接続されている。

本実施形態では、上記したように、図４に示すように、ユニット上下方向において、発電機用流出口３０ｆは、ラジエータ用流出口３７ｆよりも、低い位置に設けられている。これにより、流出口の高さ設定することにより、冷却水の流し込みが行いやすくなり、冷却性能の維持と整備性を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、ユニット上下方向において、電機用流出口３０ｆは、インバータ用流出口３６ｆよりも低い位置に設けられている。すなわち、本実施形態では、ラジエータ３７、インバータ３５、及び、発電機３０の順に冷却水が流通するように構成され、且つ、ラジエータ用流出口３７ｆ、インバータ用流出口３６ｆ、発電機用流出口３０ｆは、この順に低くなるように配置されている。これにより、ポンプ３９を駆動して冷却水を強制循環させないときにおいても、冷却水の補充が行いやすくなり、容積が限られている狭いユニット内であっても、冷却性能の維持と整備性が向上する。

さらに、整備時等において、ラジエータ３７に冷却水を補充する際に、ラジエータ３７の内部の冷却水は、ラジエータ用流出口３７ｆから、第１冷却ホース３８ａを介して、インバータ３５の冷却水タンク３６に送られる。このとき、ラジエータ用流出口３７ｆに対してインバータ用流出が低い位置に配置されることにより、冷却水は、重力により誘導され、発電機３０まで到達することが可能となる。さらに、ポンプ３９を発電機３０より上流に配置しているため、冷却水は、より下流側に流れやすくなる。その結果、冷却系統内のエアを排出することが容易になる。その結果、冷却水を冷却系統内で安定して循環させることが可能となり、冷却性能及び整備性が向上する。

ここで、水冷式の冷却系統の冷却水の流れについて説明する。本実施形態では、ラジエータ３７で冷却された冷却水は、ラジエータ用流出口３７ｆから第１冷却ホース３８ａに流出し、インバータ用流入口３６ｅを介して冷却水タンク３６に流れ込む。ここで、冷却水は、インバータ３５と熱交換され、インバータ３５を冷却する。その後、冷却水は、インバータ用流出口３６ｆから第２冷却ホース３８ｂに流出し、ポンプ３９を介して、第３冷却ホース３８ｃに流出する。第３冷却ホース３８ｃを流れる冷却水は、発電機用流入口３０ｅを介して、発電機３０の内部の環状冷却配管３０ａに流れ込み、発電機３０を冷却する。その後、冷却水は、発電機用流出口３０ｆから第４冷却ホース３８ｄに流出し、ラジエータ３７に戻される。

また、本実施形態では、上述した水冷式の冷却系統の他に、発電用エンジン２０を冷却する空冷式の冷却系統を有している。本実施形態では、シリンダブロックを冷却するシリンダ冷却系統を有している。このシリンダ冷却系統は、水冷式の冷却系統とは、独立している空冷式の冷却系統である。すなわち、ラジエータ等を冷却する水冷式の冷却系統内には、発電用エンジン２０は配置されていない。このように、水冷式の冷却系統では、電装部品（電子機器）のみに、冷却ホース３８ａ～３８ｄが連結されることで、冷却水の温度上昇の度合いを低減させることが可能となり、電子機器に対する冷却性能を維持しやすくすることができる。

また、本実施形態では、図６に示すように、第１冷却ホース３８ａの上端は、第２冷却ホース３８ｂの上端よりも車両上方に配置されている。この例では、図４～図６に示すように、第１冷却ホース３８ａの多くの部分は、第２冷却ホース３８ｂよりも、車両上方に配置されている。詳細には、第１冷却ホース３８ａは、ラジエータ用流出口３７ｆとインバータ用流入口３６ｅとを繋ぐように配索されている。第２冷却ホース３８ｂは、第１冷却ホース３８ａの下方を通るように、インバータ用流出口３６ｆとポンプ用流入口３９ｅとを繋ぐように配索されている。第１冷却ホース３８ａと第２冷却ホース３８ｂの交差部よりも、上流側に位置する第１冷却ホース３８ａは、第２冷却ホース３８ｂよりも上方に配索されている。

このような配索によって、冷却水を補充するときに、重力に沿って、冷却ホース３８ａ，３８ｂ内に冷却水を充填することが可能となり、整備性を向上させ、且つ冷却性能を維持できる。コンパクト性を優先したレイアウトでは、整備時において、冷却ホース３８ａ，３８ｂを傾ける等の循環作業を行いにくくなるが、上記のようにあらかじめ配索されていることにより、冷却水の補充作業を容易に行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、図５に示すように、第３冷却ホース３８ｃは、第２冷却ホース３８ｂよりも下方に配索されている。また、第４冷却ホース３８ｄは、第３冷却ホース３８ｃよりも下方に配索されている。このように、第１冷却ホース３８ａから、第２冷却ホース３８ｂ、第３冷却ホース３８ｃ、第４冷却ホース３８ｄの順に徐々に低い位置に配索される。ラジエータ３７内で、冷却水は上方に向かって流れる。

また、本実施形態のポンプ３９は、上記したように、冷却水の流通方向における、ラジエータ３７と発電機３０との間に配索される冷却ホース３８ｂ，３８ｃに設けられている。発電機３０の内部の冷却水の循環経路は、複雑な形状である。この例では、上記したように、発電機３０の内部に設けられた環状冷却配管３０ａは、円環状である。また、ポンプ３９の直後に位置する第３冷却ホース３８ｃは、第３冷却ホース３８ｃよりポンプ３９から離れて位置する部分に比べて流動抵抗が抑制されるため、ポンプ３９から冷却水に与える送出力を維持している。この位置で、発電機３０に接続されることにより、発電機３０内の複雑な形状を有する配管であっても、冷却水を循環させやすい。また、このような配置により、レイアウトの自由度を向上させることができる。

また、本実施形態では、ユニットケース１０の後面（側壁部）に、ユニット内に冷却空気を供給可能な電動ファン３１，３２が設けられ、該電動ファン３１，３２は、ラジエータ３７に外気を供給するように構成されている。この例では、２つの電動ファン（第１電動ファン３１及び第２電動ファン３２）が、ユニット幅方向に並んで配置されている。第１電動ファン３１の右側に第２電動ファン３２が配置されている。また、第１電動ファン３１及び第２電動ファン３２は、ラジエータ３７及びオイルクーラ５０に隣接して配置されている。この例では、第２電動ファン３２は、ユニット前後方向で、ラジエータ３７の後方に隣接して配置されている。また、上記したように、第１電動ファン３１及び第２電動ファン３２は、ユニットケース１０の蓋体１５の後面の導風孔１６に対向して配置されている。このように電動ファン３１，３２を設けることにより、ユニットケース１０の内部に、外気を取り込みやすくなり、ラジエータ３７及びオイルクーラ５０のそれぞれに対して、個別に適切な導風量を設定することが可能になる。また、ユニットの端部に電動ファン３１，３２が配置されているので、故障時に修理が容易であり、その悔過、整備性が向上する。また、電動ファン３１，３２は、独立した電源により駆動可能であるため、発電用エンジン２０の駆動に対して独立した駆動が可能である。

蓋体１５の後面の導風孔１６に対向するように第１及び第２電動ファン３１，３２を設けることにより、ユニット外側からの吸気を他のユニット構成部品で行うこと等を考慮する必要がなく、ユニット構成部品のレイアウトの自由度を維持することができる。さらに、電動ファン３１，３２により、ラジエータ３７及びオイルクーラ５０の冷却を容易にし、発電ユニット１の冷却性能を向上させることができる。また、発電ユニット１が車両後部に取り付けられるため、導風孔１６は、車両後端に配置され、導風を阻害する要因を抑制することも可能となる。

また、本実施形態では、図６及び図７に示すように、ユニットケースの底面部１２には、ラジエータ３７を流通した冷却水（冷却液）を排出可能な排出口１２ａが設けられている。また、排出口１２ａとラジエータ３７との間には、冷却水を案内し、排出口１２ａを取り囲むように配置されるガイド部１２ｂが設けられている。また、ガイド部１２ｂが設けられている底面部１２には、傾斜面１２ｃが形成されている。当該傾斜面１２ｃは、車両後方に向かうに従い車両上方に傾斜している。

本実施形態の発電ユニット１は、全体として箱型形状であり、ユニットケース１０内にコンパクトに部品が搭載される。そのため、整備時において、ユニット内に作業者が手を入れにくい場合がある。本実施形態では、傾斜面１２ｃに排出口１２ａを設けることにより、ユニットケース１０からラジエータ３７を取り外すことなく、冷却水（冷却液）の交換を行うことが可能となる。また、ガイド部１２ｂを設けているので、冷却水を誘導しやすくなり、冷却水が意図しない部分に流出することが抑制され、整備性が向上する。さらに、傾斜面１２ｃを設けているので、車両後方側からの作業性が向上する。例えば、排出口のプラグ３７ｇの開閉作業等を容易に行うことができる。

ここで、空冷式の冷却系統のうち、シリンダ冷却系統について説明する。シリンダ冷却系統は、第１電動ファン３１と、第２電動ファン３２と、導入配管４０とを有している。この例では、シリンダ冷却系統は、第１電動ファン３１及び第２電動ファン３２によって、発電ユニット１の外側の空気を、ユニット内部に吸気し、導入配管４０を介して、シリンダケース２５の内部に流入し、シリンダブロックを冷却する。

次にオイル冷却系統について説明する。オイル冷却系統は、オイルクーラ５０と、排気管５３と、第１電動ファン３１とにより構成されている。排気管５３は、オイルクーラ５０のユニット前後方向における前方側に配置されている。第１電動ファン３１により吸気されたユニット外側の空気は、オイルクーラ５０に吹き付けられ、これにより、オイルクーラ５０は冷却される。このとき、オイルクーラ５０を通り抜けた空気は、オイルクーラ５０と熱交換され、空気の温度が上昇する。オイルクーラ５０を通り抜けた空気は、排気管５３を介して、ユニット外側に排気される。

また、本実施形態によれば、互いに独立した２つの空冷系統としてシリンダ冷却系統及びオイル冷却系統を設けられており、さらに、電動ファン３１，３２によって導風孔１６から流入してラジエータ３７及びオイルクーラ５０を冷却した空気は、それぞれの空冷系統を流れて、ユニット外に排気される。そのため、ラジエータ３７及びオイルクーラ５０を冷却して温度上昇した空気が、ユニットケース１０内に滞留することを抑制できる。その結果、発電ユニット１の冷却性能をより向上させることが可能となる。

本実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

本実施形態では、ポンプ３９を、発電機３０の直前に配置しているが、これに限らない。インバータ３５の直前に配索される第１冷却ホース３８ａに設けてもよい。また、本実施形態では、発電ユニット１を車両後部に取り付ける例を説明しているが、これに限らない。例えば、車両側部に着脱可能に取り付けてもよい。この場合、ユニット前後方向は、車幅方向に対応する。

１ 発電ユニット
１０ ユニットケース
１１ トレイ
１２ 底面部（下面部）
１２ａ 排出口
１２ｂ ガイド部
１２ｃ 傾斜面
１３ 側壁
１５ 蓋体
１６ 導風孔
１７ 取付部
１８ 取っ手
２０ 発電用エンジン
２３ シリンダヘッドカバー
２５ シリンダケース
２６ クランクケース
３０ 発電機
３０ａ 環状冷却配管
３０ｂ 回転軸
３０ｅ 発電機用流入口
３０ｆ 発電機用流出口（第２循環口）
３１ 第１電動ファン
３２ 第２電動ファン
３５ インバータ
３６ 冷却水タンク
３６ｅ インバータ用流入口
３６ｆ インバータ用流出口（第３循環口）
３７ ラジエータ
３７ａ 給水口
３７ｅ ラジエータ用流入口
３７ｆ ラジエータ用流出口（第１循環口）
３８ａ 第１冷却ホース
３８ｂ 第２冷却ホース
３８ｃ 第３冷却ホース
３８ｄ 第４冷却ホース
３９ ポンプ
３９ｅ ポンプ用流入口
３９ｆ ポンプ用流出口
４０ 導入配管
５０ オイルクーラ
５２ オイル配管
５３ 排気管

Claims (7)

1. 発電用エンジンと、該発電用エンジンに連結される発電機と、前記発電機に電気的に接続されるインバータと、前記発電用エンジン、前記発電機及び前記インバータを収容し、車両に着脱可能に取り付けられるユニットケースと、を備えている、車両用発電ユニットの冷却構造において、
   前記ラジエータ、前記インバータ及び前記発電機は、冷却液が流れる冷却ホースを介して接続され、
   前記冷却ホースには、前記冷却液を流通させるためのポンプが接続され、
   前記ポンプは、前記冷却液の流通方向における、前記ラジエータと前記発電機との間に配索される前記冷却ホースに設けられ、
   前記ポンプは、前記ラジエータ、前記インバータ、前記発電機の順に前記冷却液を流通させ、
   前記ラジエータには、前記冷却液が流出される第１循環口が設けられ、前記発電機には、前記冷却液が流出される第２循環口が設けられており、ユニット上下方向において、前記２循環口は、前記第１循環口よりも、低い位置に設けられていることを特徴とする、車両用発電ユニットの冷却構造。
2. 前記インバータには、前記冷却液が流出される第３循環口が設けられ、前記第２循環口は、前記第３循環口よりも低い位置に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。
3. 前記インバータ及び前記発電機を冷却する第１冷却系統は、
   前記発電用エンジンを冷却する第２冷却系統に対して、独立した冷却系統であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。
4. 前記冷却ホースは、前記ラジエータと前記インバータとを繋ぐように配索された第１冷却ホースと、前記インバータと前記ポンプとを繋ぐように配索された第２冷却ホースと、を含み、
   前記第１冷却ホースの上端は、前記第２冷却ホースの上端よりも車両上方に配置されていることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。
5. 前記ポンプは、前記インバータと前記発電機とを繋ぐ前記冷却ホースに設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。
6. 前記ユニットケースの側壁部には、ユニット内に冷却空気を供給可能な電動ファンが設けられ、該電動ファンは、前記ラジエータに外気を供給するように構成されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。
7. 前記ユニットケースの下面部には、前記ラジエータを流通した前記冷却液を排出可能な排出口が設けられ、
   前記排出口と前記ラジエータとの間には、前記冷却液を案内し、前記排出口を取り囲むように配置されるガイド部が設けられ、
   前記ガイド部が設けられる前記下面部には、車両後方に向かうに従い車両上方に傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。

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