JP3866480B2 - エンジン発電機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとエンジンにより駆動される発電機とを有してなるエンジン発電機に関し、特に、エンジンによって駆動される冷却ファンによりエンジン等の冷却を行うエンジン発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、道路工事や露天商、アウトドアレジャーなどの電源として、エンジンと、エンジンにより駆動される発電機とを筐体内に収容配置して電力を得るいわゆるエンジン発電機が広く知られている。このようなエンジン発電機としては、特開昭５８−１９７４１５号公報や特開昭５８−１９７４１７号公報のようなものがあり、そこでは、筐体内にエンジンやインナロータ型の発電機、マフラー等を配置し、クランクシャフトによりロータを回転させてステータ側に起電力を生じさせている。また、エンジンと発電機との間には冷却ファンが設けられており、クランクシャフトの回転に伴い冷却ファンが回転して筐体内に冷却風が導入され、エンジンや発電機が冷却されるよう構成されている。
【０００３】
前記エンジン発電機では、発電機や冷却ファンは、筐体内においてさらにフロントハウジングとリアハウジングに収容される。フロントハウジングは、エンジンを収容するエンジンカバーの側面に取り付けられており、その内部には冷却ファンが収容される。リアハウジングは、フロントハウジングの外側（エンジンと反対側）にステータを挟持した状態で取り付けられ、その外端部にはクランクシャフトが回転自在に支持されている。
【０００４】
そして、リコイルスタータによりエンジンを起動しクランクシャフトが回転すると、ロータがステータ内にて回転して発電が行われる。また、その際、冷却ファンも同時に回転し、外部より筐体内に空気が導入され、エンジンや発電機、マフラー等が冷却される。
【０００５】
一方、特開平１１―３６８８０号公報には、このような冷却ファンによる空冷式のエンジン発電機において冷却効率の向上を図ったものが開示されている。図６は、このようなエンジン発電機における発電機およびその近傍を一部断面して示した側面図である。
【０００６】
そこでは、発電機としてアウタロータ型のものを使用し、図示しない筐体内に発電機５１、エンジン５２、マフラー（図示せず）をこの順に並べ、これらをダクト５３およびファンカバー５４で覆っている。発電機５１のステータ５５はエンジン５２に固定されており、ステータ５５の外側にはクランクシャフト５６と連結されたアウタロータ５７が配設されている。アウタロータ５７の外側には冷却ファン５８が取り付けられており、クランクシャフト５６の回転に伴いアウタロータ５７と共に回転して冷却風５９を導入する。
【０００７】
外部から導入された冷却風５９は、比較的温度の低い発電機５１を先に冷却した後、温度の高いエンジン５２、マフラーを順に冷却して外部に排出される。これにより、当該エンジン発電機では、前記順序の冷却により発電機５１の内部が効率良く冷却されると共に、アウタロータ型の発電機の採用により装置の小型化が図られるとされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１―３６８８０号公報のエンジン発電機では、発電機の冷却効率の向上やコンパクト化には資するものの、ステータ５５を交換する場合には、ファンカバー５４を外した後、さらに冷却ファン５８およびアウタロータ５７を取り外す必要がある。このため、ステータ交換時における装置の分解・組み立て作業が複雑となり、メンテナンス作業が煩雑化するという問題があった。
【０００９】
これに対し、前述の特開昭５８−１９７４１５号公報や特開昭５８−１９７４１７号公報のエンジン発電機では、ステータがフロントハウジングとリアハウジングの間に挟持される構成であるため、ステータ交換は、リアハウジングを取り外すだけで行うことができ、前述のような煩雑性はない。しかしながら、このタイプの発電機は、構造的に軸方向の寸法が長くなり装置のコンパクト化が難しいと共に、ハウジングが２部品にて構成されるため、部品点数の増加や組付工数の増大が避けられないという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、分解・組み立てが容易でメンテナンス作業が行い易く、しかも従来に比して小型軽量化されたエンジン発電機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のエンジン発電機は、エンジンと、ロータと該ロータの内側に配設されるステータとを備える発電機と、前記エンジンと前記発電機との間に配設され前記エンジンによって駆動される冷却ファンと、前記冷却ファンとともに前記発電機を収容するファンカバーとを有してなるエンジン発電機であって、前記冷却ファンの先端部に前記ロータを固設するとともに、前記ファンカバー内壁の取付部に前記ステータを固設することにより、前記ファンカバーの前記エンジンへの取付けにより前記ロータの前記エンジンとは反対側の開口から前記ステータを前記ロータの内側に挿入することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、エンジンと冷却ファンおよび発電機を有してなるエンジン発電機において、ロータおよびステータを単体のファンカバーによって格納することができ、部品点数の削減や、防水性能の向上が図られる。
【００１３】
この場合、前記ステータを、前記ファンカバーに取り付けるようにしても良く、これにより、ファンカバーを取り外すだけでステータを発電機から分離することができる。従って、他の部品を取り外すことなくステータの交換を行うことができ、メンテナンス性の向上や作業工数の削減が図られる。
【００１４】
一方、本発明によるエンジン発電機では、前記ステータが固設される取付部を、前記ファンカバーに形成された冷却風取入口近傍に設ける構成としても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１であるエンジン発電機を側方から見た場合の内部構成を示す説明図、図２は図１のエンジン発電機をＸ方向から見た場合の構成を示す説明図である。
【００１６】
本実施の形態のエンジン発電機１は、エンジンによって発電機を駆動するタイプの発電装置であり、基板８上にエンジン２や発電機３、マフラー４、冷却ファン５等を配設し、これらを図示しない筐体内に収容した構成となっている。当該エンジン発電機１では、発電機３として、アウタロータ１１とステータ１２からなる発電体１６を有するアウタロータ型の発電装置を使用し、この発電体１６を、冷却ファン収容用のファンカバー１９内に収容した構成となっている。また、ここでは発電体１６のうち、ステータ１２がファンカバー１９に取り付けられており、ファンカバー１９を外すだけでステータ１２の交換を行うことができるようになっている。
【００１７】
エンジン２は汎用ディーゼルエンジンであり、クランクシャフト１０の回転により、図１においてエンジン２の右側に配されたアウタロータ型の多極発電機である発電機３が駆動され発電が行われる。一方、エンジン２から排出される排気ガスは、図１にてエンジンの左側に配されたマフラー４へと送られ、排気音の低減が図られた後、図示しない排気口から装置外へと排出される。
【００１８】
また、エンジン２は、防振支持部材６によって基板８上に支持されている。防振支持部材６は、左右各１対の防振支持プレート６ａと、基板８上に取り付けられたブラケット６ｂと、防振支持プレート６ａとブラケット６ｂの間に配された防振材６ｃとで支持されている。防振材６ｃは、ゴムや合成樹脂等からなり、エンジン２の駆動時における振動が基板８側に伝達するのを抑制している。そして、当該エンジン発電機では、この防振支持部材６にてエンジン２を支持することにより、エンジン振動の減衰を図り、装置の静音化を図っている。
【００１９】
エンジン２のクランクシャフト１０には、フライホールとしても機能する冷却ファン５が固定されている。冷却ファン５の外周部には、エンジン２と反対側に向かって翼５ａが突設されており、この翼５ａの先端部にはさらに、有底円筒状のアウタロータ１１が固定されている。そして、エンジンの起動に伴い冷却ファン５が回転し、破線にて示したように、ファンカバー１９に形成された冷却風導入口２７ａ,２７ｂを介して、図１において右方より外気が取り入れられ、エンジン２側に向かって冷却風が供給される。
【００２０】
アウタロータ１１は、エンジン２とは反対側が開口した状態で冷却ファン５に取り付けられている。また、アウタロータ１１の周壁内周面には、複数個のマグネット１４が周方向に沿って取り付けられている。さらに、アウタロータ１１の内側にはステータ１２が配設されており、アウタロータ１１とステータ１２とから発電体１６が形成される。
【００２１】
ステータ１２は、図２に示すように、放射状に突出形成された複数のヨークに発電コイル１３を巻回したステータコア１５を有している。そして、エンジン２の起動によりアウタロータ１１が回転し、発電コイル１３の周囲をマグネット１４が回転することにより発電コイル１３に起電力が生じ、発電が行われる。
【００２２】
このように当該エンジン発電機１では、発電機３にアウタロータ型の発電機を採用しているため、前述の特開昭５８−１９７４１５号公報等の装置に比して軸方向の寸法が短縮され装置の小型軽量化が図られている。しかしながら、アウタロータ型の発電機を採用しても、特開平１１―３６８８０号公報の装置のようにステータ交換時に冷却ファンやロータまで外さなくてはならない構成を採ると、メンテナンス作業の効率が悪く工数が嵩むという問題が生じる。
【００２３】
そこで、本発明によるエンジン発電機１では、ステータ１２をファンカバー１９の内側に固定し、ファンカバー１９を取り外すだけでステータ１２を交換できるような構成を採用した。すなわち、ファンカバー１９の右端部には、図１に示すように、エンジン２側に向けてステータ取付部（取付部）１７が突設されており、ステータ１２は、このステータ取付部１７によってファンカバー１９内に固定されている。そして、ファンカバー１９をエンジン２に取り付けると、ステータ１２がアウタロータ１１の内側に挿入される形でセットされ、発電機３が形成される。
【００２４】
従って、メンテナンスの際には、先の場合とは逆にファンカバー１９を取り外すせばステータ１２が自ずとエンジン発電機１から分離されることになる。このため、アウタロータ１１等の他の部品を取り外すことなくステータ１２の交換を行うことができ、メンテナンス性の向上ならびに作業工数の削減を図ることが可能となっている。
【００２５】
また、ファンカバー１９をエンジン２に取り付けると、発電体１６全体がファンカバー１９内に収容される。このため、複数のハウジングによって発電機３を保持する必要がなく、部品点数の削減が図れると共に、防水性の向上を図ることも可能となる。
【００２６】
次に、発電コイル１３に発生した起電力は、図示しないインバータユニットに送られ、所定の周波数の交流に変換され筐体に設けられたコントロールパネルから出力される。インバータユニットにて周波数変換して電力供給を行うと、出力周波数保持のため負荷の大小にかかわらずエンジン回転数を一定に保つ必要がなく、エンジン２を負荷に応じて適宜最適な条件で運転できる。このため、大負荷時を除きエンジン回転数を従来よりも低く抑えることが可能となり、運転音の低減や燃費の向上を図ることが可能となる。
【００２７】
なお、ファンカバー１９の外側には、図示しないリコイルスタータが設けられており、ロープを手動にて引っ張ることによりクランクシャフト１０が回転され、エンジン２の始動が行われるようになっている。
【００２８】
このように当該エンジン発電機１においては、ステータ１２がファンカバー１９に取り付けられているため、アウタロータ１１等の他の部品を取り外すことなく、ファンカバー１９を取り外すだけでステータ１２を交換することができる。このため、ステータ１２交換時における装置の分解・組み立てが容易となり、メンテナンス工数の削減を図ることができる。
【００２９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２として、発電機３としてインナロータ型の発電機を採用したものを説明する。図３は本発明の実施の形態２であるエンジン発電機２１を側方から見た場合の内部構成を示す説明図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿った断面を示す断面図である。なお、実施の形態１のエンジン発電機１と同様の部材、部品等については同一の符号を付しその説明は省略する。
【００３０】
当該エンジン発電機２１においては、発電機３はインナロータ２２とステータ２３からなる発電体２４を備えた構成となっており、発電体２４全体がファンカバー１９内に収容されている。インナロータ２２は、エンジン２のクランクシャフト１０に取り付けられており、その外周面には複数個のマグネット（図示せず）が周方向に沿って取り付けられている。ステータ２３は、ファンカバー１９の内側に取り付けられており、ファンカバー１９をエンジン２側に取り付けることにより、インナロータ２２がステータ２３内に回転自在に配設される形となる。ステータ２３にはコイル２５が設けられており、このコイル２５の内側でマグネットを回転させることにより、コイル２５に起電力が生じ発電が行われる。
【００３１】
本実施の形態２のエンジン発電機２１においても、ステータ２３はファンカバー１９に固定されており、ファンカバー１９を取り外すだけでステータ２３を装置から分離することができる。従って、前述同様、インナロータ２２等の他の部品を取り外すことなくステータ２３の交換を行うことができ、メンテナンス性の向上ならびに作業工数の削減を図ることが可能となっている。
【００３２】
また、従来、ステータ２３を固定するため、フロントとリアの２個のハウジングを要していたところを、１個のファンカバー１９にて発電体２４を覆うことができ、部品点数の削減が図れると共に、防水性の向上を図ることも可能となる。
【００３３】
なお、当該エンジン発電機２１では、インナロータ型の発電機３を用いているため先のエンジン発電機１よりも全長が若干長くなっているが、その反面、従来製品の部品を適用することができ、その分コストアップを抑えた構成となっている。
【００３４】
（実施の形態３）
さらに、本発明の実施の形態３として、アウタロータ型の発電機３を使用した場合の変形例を示す。図５は本発明の実施の形態３であるエンジン発電機３１の要部の構成を示す説明図である。なお、実施の形態１のエンジン発電機１と同様の部材、部品等については同一の符号を付しその説明は省略する。
【００３５】
図５のエンジン発電機３１では、冷却ファン５を兼ねたアウタロータ３２の内周側にファンカバー１９側からステータ３３を挿入・配設し、メンテナンス性の向上と共に、軸方向の寸法の短縮を図っている。
【００３６】
当該エンジン発電機３１においても前述のエンジン発電機と同様、発電機３はアウタロータ３２とステータ３３からなる発電体３４を備えた構成となっており、発電体３４全体がファンカバー１９内に収容されている。アウタロータ３２は有底円筒形状に形成され、エンジン２とは反対側が開口した状態でクランクシャフト１０に取り付けられる。アウタロータ３２の外周部右端（エンジン２と反対端）には翼３５が形成されており、アウタロータ３２と一体となった形で冷却ファン５を形成している。また、アウタロータ３２の内周面には複数個のマグネット１４が周方向に沿って取り付けられている。
【００３７】
これに対しステータ３３は、冷却ファン５の内周径よりも小径に形成されており、ファンカバー１９の内側にステータ取付部１７によって取り付けられている。すなわち、ステータ３３をアウタロータ３２の開口部からアウタロータ３２の内側に挿入できるようになっている。従って、ファンカバー１９をエンジン２側に取り付けることにより、ステータ３３は、その図示しないコイルとマグネット１４が対向する形でアウタロータ３２内に配設される。そして、エンジン２起動に伴い、アウタロータ３２が回転しコイルの外側でマグネットが回転することにより、コイルに起電力が生じ発電が行われる。
【００３８】
このように本実施の形態３のエンジン発電機３１においても、ステータ３３はファンカバー１９に固定されており、ファンカバー１９を取り外すだけでステータ３３を装置から分離することができる。従って、前述同様、アウタロータ３２等の他の部品を取り外すことなくステータ３３の交換を行うことができ、メンテナンス性の向上ならびに作業工数の削減を図ることが可能となっている。
【００３９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４０】
たとえば、前述の実施の形態ではエンジンとして汎用ディーゼルエンジンを使用した例を述べたが、これに代えてガソリンエンジンを使用しても良いことは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のエンジン発電機は、エンジンと発電機および冷却ファンを有するエンジン発電機において、発電機のステータをファンカバーに取り付けるようにしたので、ファンカバーを取り外すだけでステータを発電機から分離することができ、他の部品を取り外すことなくステータの交換を行うことが可能となり、メンテナンス性の向上や作業工数の削減が図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１であるエンジン発電機を側方から見た場合の内部構成を示す説明図である。
【図２】図１のエンジン発電機をＸ方向から見た場合の構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２であるエンジン発電機を側方から見た場合の内部構成を示す説明図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３であるエンジン発電機の要部の構成を示す説明図である。
【図６】従来のエンジン発電機における発電機およびその近傍を一部断面して示した側面図である。
【符号の説明】
１ エンジン発電機
２ エンジン
３ 発電機
５ 冷却ファン
１１ アウタロータ
１２ ステータ
１６ 発電体
１９ ファンカバー
２１ エンジン発電機
２２ インナロータ
２３ ステータ
２４ 発電体
３１ エンジン発電機
３２ アウタロータ
３３ ステータ
３４ 発電体

Claims (2)

1. エンジンと、ロータと該ロータの内側に配設されるステータとを備える発電機と、前記エンジンと前記発電機との間に配設され前記エンジンによって駆動される冷却ファンと、前記冷却ファンとともに前記発電機を収容するファンカバーとを有してなるエンジン発電機であって、
   前記冷却ファンの先端部に前記ロータを固設するとともに、前記ファンカバー内壁の取付部に前記ステータを固設することにより、前記ファンカバーの前記エンジンへの取付けにより前記ロータの前記エンジンとは反対側の開口から前記ステータを前記ロータの内側に挿入することを特徴とするエンジン発電機。
2. 請求項１記載のエンジン発電機において、前記ステータが固設される取付部は、前記ファンカバーに形成された冷却風取入口近傍に設けられることを特徴とするエンジン発電機。

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