JP3701508B2 - エンジン発電機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はマフラからコントロールボックスへ伝達される熱を効果的に遮断することにより、マフラにコントロールボックスを近接配置可能にしてコンパクト化を図ったエンジン発電機に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジン発電機は、エンジンを運転することで発電機を駆動し発電するため、エンジン運転中に燃焼による熱が発生し、特に排気系のマフラは高温になる。そこで、エンジン発電機では、マフラの熱が他の部品、特に熱に弱い電子制御部品に悪影響を与えないように、適切な冷却や部品配置等の検討が行われている。
【0003】
このようなエンジン発電機としては、例えば、▲1▼実公平1−27420号公報「発動発電機の制御ボックス取付構造」、▲2▼特開平9−317488号公報「発動発電機」に記載されたものが知られている。
【0004】
上記技術▲1▼には、同公報の第4図に示される通り、側面視で、枠状のフレーム内の上部隅側に制御ボックス10を配置し、この制御ボックス10の背面側に燃料タンク9を配置し、フレーム内の下部で且つ制御ボックスの直下から離してマフラー5を配置した発動発電機1が記載されている。
上記技術▲2▼には、同公報の図2に示される通り、側面視で、枠状のフレーム2内の前部に操作パネル14を配置し、フレーム2内の後部に排気マフラ13を配置した発動発電機1が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術▲1▼では、マフラー5から制御ボックス10を遠ざけて制御ボックス10にマフラー5の熱が伝わらないように構成するため、制御ボックス10の位置が制限され、発動発電機1の設計自由度が少なくなる。また、制御ボックス10をマフラー5から遠ざけて配置しているため、発動発電機1が大型になる。更に、上部の燃料タンク9の下側の所定のスペース内に制御ボックス10からマフラー5を遠ざけて配置するため、マフラー5の容積を大きくすることができないという不都合がある。
上記技術▲2▼についても、技術▲1▼と同様に、操作パネル14の配置が制約され、また、発動発電機1の大型化を招き、更に、排気マフラ13の容積を大きくすることが難しくなるという不都合がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、コントロールボックスをマフラに近接配置することができるようにして、コンパクトに構成できるエンジン発電機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1は、四隅に垂直部を有する枠状のパイプフレーム内に、エンジン及びこのエンジンで駆動する発電機を搭載し、垂直部間に掛け渡した一対の支持メンバ間に、且つエンジン及び発電機の上方に燃料タンクを取付けたエンジン発電機において、平面視で、エンジンの排気側に接続したマフラを燃料タンクに並べて配置するとともに、マフラの一側方並びに燃料タンクの一側方に跨がる形態でコントロールボックスを配置し、このコントロールボックス内を燃料タンクのみに近接する第1空間とマフラに近接する第2空間とに隔壁で分離し、第1空間内にエンジンの点火を制御する点火制御装置を収納し、第2空間内に熱の影響を受けにくい電装部品を収納することを特徴とする。
【0008】
平面視で、マフラを燃料タンクに並べて配置し、マフラの一側方並びに燃料タンクの一側方にコントロールボックスを配置し、コントロールボックス内を隔壁で第1空間と第2空間とに分離し、第1空間内に点火制御装置を収納し、第2空間内に熱の影響を受けにくい電装部品を収納して、マフラからの輻射熱等で加熱された第2空間内の空気が隔壁により第2空間から第1空間へ移動できないようにし、第1空間内に収納した点火制御装置へ熱が伝達するのを防止する。
【0009】
この結果、コントロールボックスをマフラに近接配置することが可能になり、エンジン発電機をコンパクトに構成することができる。
また、マフラは燃料タンクに並べて上部に配置するため、マフラの容積を大きくすることが可能になり、排気音の低減を容易に行うことができる。
【0010】
請求項2は、コントロールボックスから遠ざかるようにエンジンのシリンダを傾斜させ、且つこのシリンダの上方にマフラを配置したことを特徴とする。
【0011】
エンジンのシリンダをコントロールボックスから遠ざかるように傾斜させ、シリンダで発生する熱がコントロールボックス側へ伝わるのを防ぐ。
【0012】
また、シリンダを傾斜させてこの上部空間に燃料タンクと並べてマフラを配置するため、マフラの容積を十分大きくすることが可能になり、この結果、排気音の低減が容易になる。
【0013】
請求項3は、マフラの周囲を遮熱板で覆い、この遮熱板を前記燃料タンクに並べるようにして前記支持メンバ間に取付けることにより、前記コントロールボックスの第1空間背面に前記燃料タンク、第2空間背面に前記マフラが配置されるように構成したことを特徴とする。
【0014】
マフラの周囲を遮熱板で覆い、この遮熱板を支持メンバ間に取付けて、燃料タンク、コントロールボックスに近接配置させる。
この結果、マフラから燃料タンクへの熱の輻射を低減するばかりでなく、コントロールボックスへの熱の輻射を低減することができ、特に、燃料タンク前面の第1空間部分への熱輻射を大幅低減することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係るエンジン発電機の斜視図であり、エンジン発電機10は、パイプフレームとしてのフレーム11に、エンジン12及びこのエンジン12で駆動する発電機13(不図示)と、エンジン12の燃料を蓄える燃料タンク14と、エンジン12の吸気側に接続したエアクリーナ15と、エンジン12の排気側に接続するとともに遮熱板としての上部カバー16で覆ったマフラ18(不図示)と、エンジン12を始動するためのリコイルスタータ21と、エンジン12の点火制御装置等を収納し、発電機13の出力を取り出すコントロールボックス22と、発電機13の出力電流の変換を行うサイクロコンバータ23とを取付けた汎用電源である。
【0016】
ここで、24,25,26,27はフレーム11の四隅の垂直部、28,28はエンジン発電機10を複数台積み重ねて収容する場合の位置決め支持部であり、後述する下部前後ビーム33,34と係合する位置に形成される部材である。
【0017】
この図では、コントロールボックス22側をエンジン発電機10の前部、コントロールボックス22と反対の側をエンジン発電機10の後部とする。
フレーム11は、エンジン発電機10の前部及び後部に設けた矩形状の前部フレーム31及び後部フレーム32と、これらの前部フレーム31、後部フレーム32間に掛け渡した下部の下部前後ビーム33,34及び上部の上部前後ビーム35,36(上部前後ビーム36は不図示)と、前部フレーム31、後部フレーム32の各上部に左右に渡した支持メンバとしての前部横ビーム37及び支持メンバとしての後部横ビーム38(前部横ビーム37はコントロールボックス22の後側となり、不図示)とからなる枠状部材である。
【0018】
図2は図1の2矢視図であり、エンジン発電機10の正面図を示す。
コントロールボックス22は、前面に操作パネル41を取付け、この操作パネル41に、エンジン12の点火系統をオンにするエンジンスイッチ42と、エンジン12の点火を制御する点火制御装置43と、外部のバッテリを充電するための直流出力であるバッテリチャージコンセント44と、交流で且つ大電流を出力するための出力コンセントとしての第1コンセント45と、この第1コンセント45よりも小電流の交流を出力するための出力コンセントとしての第2コンセント46,46と、これらの第1コンセント45、第2コンセント46の出力電流が所定値を越えたときに出力電流を遮断するブレーカ47と、第1コンセント45、第2コンセント46の出力電流の周波数を50Hzか60Hzに切り替える周波数切替スイッチ48とを取付けたものである。なお、49はメーカー名、型番名を表示するために貼付けたステッカーである。
【0019】
図3は図1の3矢視図であり、エンジン発電機10の一側の側面図である。
リコイルスタータ21は、奥側に配置したエンジン12(不図示)のクランク軸にワンウェイクラッチを介してプーリを取付け、このプーリに巻いたワイヤの先端にハンドル51を繋ぎ、このハンドル51を引くことでクランク軸を回転させてエンジン12を始動させるものである。なお、52はリコイルスタータ21の回転部分を覆うカバーであり、図の表側から裏側へ風を通す複数のスリット52a…(…は複数個を示す。以下同様。),52b…を備える。
【0020】
図4は図1の4矢視図であり、エンジン発電機10の平面図である。
燃料タンク14とマフラ18とは、それぞれの長手方向がエンジン発電機10の前後方向となるようにしてそれぞれ左右に並べて配置される。
燃料タンク14は、前部をフレーム11の前部横ビーム37(図2参照)に取付け、後部をフレーム11の後部横ビーム38に取付けたものである。なお、54は燃料タンク14の燃料注入口に取付けたキャップである。
【0021】
図5は図1の5矢視図であり、エンジン発電機10の背面図である。
エンジン12はシリンダヘッド56に排気管57を取付け、この排気管57にマフラ18を取付けたものである。なお、58はヘッドカバーである。
マフラ18は、その上方、前方及び両側方を燃料タンク14や周囲の他の部品に熱が伝わらないように遮熱板としての遮熱カバー17で覆い、この遮熱カバー17の上方を更に上部カバー16で覆ったものである。
【0022】
図6は図1の6矢視図であり、エンジン発電機10の他側の側面図である。
エンジン12及び発電機13(不図示)は、下部前後ビーム33,34(符号34は図1参照)にマウンティングブラケット61…を介して取付けたものである。
【0023】
エンジン12は、シリンダとしてのシリンダ部62をエンジン発電機10の後部側へ鉛直線VLに対して角度θだけ傾斜させ、即ち、エンジン発電機10の前部に設けたコントロールボックス22から遠ざかるように傾斜させ、且つこのシリンダ部62の上方にマフラ18を配置している。また、エンジン12のシリンダ部62からシリンダヘッド56に亘って、上部及び下部に冷却風を通風するための上部エンジンシュラウド63及び下部エンジンシュラウド64が取付けられている。(冷却風の流れについての説明は省略する。)なお、CLはシリンダ軸線である。
【0024】
シリンダ部62を傾斜させることで、発熱部の一つであるシリンダ部62をコントロールボックス22から遠ざけたので、シリンダ部62からコントロールボックス22に熱が伝わるのを防ぐことができる。
【0025】
シリンダ部62を傾斜させた他の効果としては、エンジン12の高さを小さくすることができ、エンジン発電機10の全高を抑えることができる。この結果、エンジン発電機10の安定性を高めることができる。
【0026】
マフラ18は、前部をステー65でエンジン12から前方に延ばしたアーム部66に取付け、後部をエンジン12に取付けた排気管57で支持される。
マフラ18とコントロールボックス22とは、遮熱カバー17の前部パネル17aを間に介在させ近接配置される。
ここで、67はエンジン12における図の表裏方向に延びるクランク軸68の先端を覆う端部カバーである。
【0027】
図7は図3の7−7線断面図であり、発電機13は、エンジン12の側端面にボルト71,71で取付けたステータ72と、エンジン12のクランク軸68先端にナット74で取付けたフランジ部材75と、このフランジ部材75に取付けるとともにステータ72の径外方に近接させたカップ状のアウタロータ76と、フランジ部材75の前部に取付けた冷却ファン77と、この冷却ファン77及びアウタロータ76の径外方を覆う略筒状のファンカバー78とからなる片持ちのフライホイール構造のアウタロータ型の多極発電機で構成される。
【0028】
ステータ72は、磁性体である鉄板等を複数枚重ねてステータコア81…とし、このステータコア81にそれぞれステータコイル82…を巻いたものである。
アウタロータ76は、内周面に永久磁石83…を取付けたものである。
冷却ファン77は、羽根車84を回転させることで、この羽根車84の径内方から径外方へ送風する遠心ファンである。
【0029】
ファンカバー78は、エンジン12の側端面にボルト85…(1個のみ図示)で取付けたアルミニウム合金ダイカスト品である。
冷却ファン77は、更に、羽根車84の径外方からアウタロータ76とファンカバー78との間を通過させてからエンジン12側へ送風することにより、発電機13及びエンジン12を冷却するファンである。
片持ちのフライホイール構造とは、クランク軸68の端部にフランジ部材75を介してアウタロータ76及び冷却ファン77を取付けた構造をいう。
【0030】
図8は本発明に係るエンジン発電機のマフラ及びマフラを覆う各カバーの斜視図であり、マフラ18の上方に遮熱カバー17を配置し、この遮熱カバー17の上方に更に上部カバー16を配置し、遮熱カバー17及び上部カバー16にそれぞれ設けたフランジ部86,87の前部を前部横ビーム37(図2参照)にボルト88,88で共締めして取付け、フランジ部86,87の後部を後部横ビーム38(図5参照)にボルト89で共締めして取付けることを示す。
【0031】
遮熱カバー17は、マフラ18の後部に取付ける排気管57(図6参照)及びマフラ18の後部から突出させたテールパイプ92との干渉を避けるための開口部93を設けた側壁94を備える。
側壁94は、前部、両側部及び後部に設けた4つの壁からなり、後部の壁に開口部93を開けたものである。
この側壁94により、マフラ18から下方を除く周囲の各方向にマフラ18の熱が伝わるのを防ぐことができる。
【0032】
図9は本発明に係るエンジン発電機のコントロールボックスの分解斜視図であり、コントロールボックス22を、例えば樹脂製のボックス本体101と、このボックス本体101の前面に取付けた、例えば樹脂製の操作パネル41とから構成し、この操作パネル41に図2で説明した各部品を取付けたことを示す。なお、102…はボックス本体101に操作パネル41を取付けるためのビスである。
【0033】
ボックス本体101は、底部103と4つの側壁104(2つは不図示)とからなる部品収納部105と、フレーム11の前部横ビーム37に形成した突出部106,106に掛けるフック部107,107と、前部横ビーム37を逃げる切欠き部108,108(片側の108は不図示)と、フレーム11の垂直部24,25に、クッション部材111,111(片側の符号111は不図示)を介してボルト112,112で取付けるための取付穴113,113(片側の符号113は不図示)とが樹脂一体成形で構成される。なお、114,114は操作パネル41に取付けた各部品に接続した導線をコントロールボックス22外に引出すためのグロメットである。
【0034】
部品収納部105は、ボックス本体101に操作パネル41を取付けたコントロールボックス22内を隔壁115で第1空間S1と第2空間S2とに分離したものである。
第1空間S1は、エンジンスイッチ42、点火制御装置43及びバッテリチャージコンセント44を収納し、第2空間S2は、第1コンセント45、第2コンセント46,46、ブレーカ47及び周波数切替スイッチ48を収納するものである。
【0035】
図10は図2の10−10線断面図であり、コントロールボックス22内を第1空間S1と第2空間S2とに隔壁115で分離し、第1空間S1に点火制御装置43等の動作に際して熱の影響を受けやすい部品を収納し、第2空間S2に第1コンセント45、第2コンセント46(図9参照)、ブレーカ47、周波数切替スイッチ48(図9参照)等の動作に際して熱の影響を受けにくい部品を収納したことを示す。
【0036】
ここで、熱の影響を受けやすい部品とは、使用温度範囲(例えば、10℃〜45℃)の所定上限温度T1(例えば、45℃)が比較的低温である部品であり、熱の影響を受けにくい部品とは、使用温度範囲(例えば、5℃〜60℃)の上限温度T2(例えば、60℃)が上記所定上限温度T1よりも高温、即ちT1<T2である部品である。
【0037】
図11は図2の11−11線断面図であり、フレーム11の垂直部24にコントロールボックス22の側面を取付けた状態を示す。なお、垂直部25にコントロールボックス22の側面を取付けた状態も垂直部24の場合と同様(但し、左右逆。)であり、説明を省略する。
【0038】
フレーム11の垂直部24は、後方に突出させた突出片117を取付けたものであり、この突出片117は、ボルト112を通すためのボルト挿通穴118を開けたものである。
クッション部材111は、中空の芯金121及びナット122の表面にラバーを溶着させた部材であり、外周面にボックス本体101の取付穴113に嵌合させるための環状溝123を有する。なお、124は芯金121の中空部である。
【0039】
突出片117へのボックス本体101の組付手順としては、まず、ボックス本体101の取付穴113にクッション部材111を挿入して取付穴113にクッション部材111の環状溝123を嵌合させる。
次に、クッション部材111の端部を突出片117のボルト挿通穴118に合せ、突出片117のボルト挿通穴118と芯金121の中空部124とにボルト112を通し、ナット122にボルト112をねじ込む。
【0040】
以上に述べたコントロールボックス22の隔壁115の作用を次に説明する。図12は本発明に係るコントロールボックスの隔壁の作用を説明する作用図であり、エンジン発電機10の平面図を模式的に表したものである。
エンジンを運転し、発電している間は、マフラ18が発熱する。
この熱は、マフラ18の周囲を覆う遮熱カバー17で遮られるが、輻射熱の一部は、マフラ18に隣接するコントロールボックス22の第2空間S2内まで伝わる。
【0041】
そして、この熱は、第2空間S2内の空気を加熱するが、隔壁115により第1空間S1内への空気の流れが遮断されるため、第1空間S1内への熱の伝達を大幅に抑制することができる。
従って、第1空間S1内に収納した点火制御装置43をマフラ18の熱の影響のない所定温度範囲内で作動させることができる。
なお、上記した第2空間S2内には、熱の影響を受けにくい部品(第1コンセント45、第2コンセント46、ブレーカ47及び周波数切替スイッチ48)を収納しているため、問題はない。
【0042】
以上説明したように、図1に示した四隅に垂直部24,25,26,27を有する枠状のフレーム11内に、エンジン12及びこのエンジン12で駆動する発電機13(図7参照)を搭載し、垂直部24,25間、垂直部26,27間に掛け渡した一対の前部横ビーム37(図2参照)、後部横ビーム38(図5参照)間に、且つエンジン12及び発電機13の上方に燃料タンク14を取付けたエンジン発電機10において、図12に示した平面視で、エンジン12の排気側に接続したマフラ18を燃料タンク14に並べて配置するとともに、マフラ18の一側方並びに燃料タンク14の一側方に跨がる形態でコントロールボックス22を配置し、コントロールボックス22内を燃料タンク14のみに近接する第1空間S1とマフラ18に近接する第2空間S2とに隔壁115で分離し、第1空間S1内にエンジン12の点火を制御する点火制御装置43を収納し、第2空間S2内に熱の影響を受けにくい電装部品である第1コンセント45、第2コンセント46、ブレーカ47、周波数切替スイッチ48を収納することで、マフラ18からの輻射熱等で加熱された第2空間内の空気が隔壁115により第2空間S2から第1空間S1へ移動できないようにし、第1空間S1内に収納した点火制御装置43への熱の伝達を防止することができる。
【0043】
従って、コントロールボックス22をマフラ18に近接配置することが可能になり、エンジン発電機10の設計自由度を増すことができる。
【0044】
また、マフラ18にコントロールボックス22を近接させることができるので、エンジン発電機10をコンパクトにすることができる。
更に、マフラ18は、燃料タンク14に並べて上部に配置するため、燃料タンク14の全長に近い全長とすることができて、マフラ18の容積を大きくすることが可能になり、マフラ18の設計自由度が増し、排気音の低減を容易に行うことができる。
【0045】
更なる効果として、マフラ18の周囲を遮熱カバー17で覆ったことで、マフラ18から燃料タンク14への熱の輻射を低減するばかりでなく、コントロールボックス22への熱の輻射を低減することができ、特に、燃料タンク14前面の第1空間S1部分への熱輻射を大幅に低減することができる。
また、限られたスペース内で、例えば燃料タンク14の容積を大きくすることができ、エンジン発電機10の運転時間の延長を図ることができる。
【0046】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1のエンジン発電機は、平面視で、マフラを燃料タンクに並べて配置するとともに、マフラの一側方並びに燃料タンクの一側方に跨がる形態でコントロールボックスを配置し、このコントロールボックス内を燃料タンクのみに近接する第1空間とマフラに近接する第2空間とに隔壁で分離し、第1空間内に点火制御装置を収納し、第2空間内に熱の影響を受けにくい電装部品を収納したので、マフラからの輻射熱等で加熱された第2空間S2内の空気が隔壁により第2空間から第1空間へ移動せず、第1空間内に収納した点火制御装置へ熱が伝達するのを防止することができる。
【0047】
これにより、コントロールボックスをマフラに近接配置することが可能になり、エンジン発電機の設計自由度を増すことができる。
また、マフラにコントロールボックスを近接させることができるので、エンジン発電機をコンパクトに構成することができる。
更に、マフラ18は、燃料タンクに並べて上部に配置するため、マフラの容積を大きくすることが可能になり、マフラ18の設計自由度が増して、排気音の低減を容易に行うことができる。
【0048】
請求項2のエンジン発電機は、コントロールボックスから遠ざかるようにエンジンのシリンダを傾斜させ、且つこのシリンダの上方にマフラを配置したので、シリンダからコントロールボックスに熱が伝わるのを防ぐことができる。
従って、第1空間内に収納した点火制御装置をマフラの熱の影響のない所定温度範囲内で作動させることができる。
【0049】
請求項3のエンジン発電機は、マフラの周囲を遮熱板で覆い、この遮熱板を前記燃料タンクに並べるようにして前記支持メンバ間に取付けることにより、前記コントロールボックスの第1空間背面に前記燃料タンク、第2空間背面に前記マフラが配置されるように構成したので、マフラから燃料タンクへの熱の輻射を低減するばかりでなく、コントロールボックスへの熱の輻射を低減することができ、特に、燃料タンク前面の第1空間部分への熱輻射を大幅に低減することができる。
また、限られたスペース内で、例えば燃料タンクの容積を大きくすることができ、エンジン発電機の運転時間の延長を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るエンジン発電機の斜視図
【図2】図1の2矢視図
【図3】図1の3矢視図
【図4】図1の4矢視図
【図5】図1の5矢視図
【図6】図1の6矢視図
【図7】図3の7−7線断面図
【図8】本発明に係るエンジン発電機のマフラ及びマフラを覆う各カバーの斜視図
【図9】本発明に係るエンジン発電機のコントロールボックスの分解斜視図
【図10】図2の10−10線断面図
【図11】図2の11−11線断面図
【図12】本発明に係るコントロールボックスの隔壁の作用を説明する作用図
【符号の説明】
10…エンジン発電機、11…パイプフレーム(フレーム)、12…エンジン、13…発電機、14…燃料タンク、16,17…遮熱板(上部カバー、遮熱カバー)、18…マフラ、22…コントロールボックス、24,25,26,27…垂直部、37,38…支持メンバ(前部横ビーム、後部横ビーム)、43…点火制御装置、45,46,47,48…熱の影響を受けにくい電装部品(第1コンセント、第2コンセント、ブレーカ、周波数切替スイッチ)、62…シリンダ(シリンダ部)、115…隔壁、S1…第1空間、S2…第2空間。
Claims (3)
- 四隅に垂直部を有する枠状のパイプフレーム内に、エンジン及びこのエンジンで駆動する発電機を搭載し、前記垂直部間に掛け渡した一対の支持メンバ間に、且つ前記エンジン及び発電機の上方に燃料タンクを取付けたエンジン発電機において、平面視で、前記エンジンの排気側に接続したマフラを前記燃料タンクに並べて配置するとともに、マフラの一側方並びに燃料タンクの一側方に跨がる形態でコントロールボックスを配置し、このコントロールボックス内を前記燃料タンクのみに近接する第1空間と前記マフラに近接する第2空間とに隔壁で分離し、前記第1空間内にエンジンの点火を制御する点火制御装置を収納し、前記第2空間内に熱の影響を受けにくい電装部品を収納することを特徴とするエンジン発電機。
- 前記コントロールボックスから遠ざかるようにエンジンのシリンダを傾斜させ、且つこのシリンダの上方に前記マフラを配置したことを特徴とする請求項1記載のエンジン発電機。
- 前記マフラの周囲を遮熱板で覆い、この遮熱板を前記燃料タンクに並べるようにして前記支持メンバ間に取付けることにより、前記コントロールボックスの第1空間背面に前記燃料タンク、第2空間背面に前記マフラが配置されるように構成したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のエンジン発電機。
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1999
- 1999-05-20 JP JP14071099A patent/JP3701508B2/ja not_active Expired - Fee Related
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