JP3916393B2 - エンジン発電機 - Google Patents

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    • F02B63/048Portable engine-generator combinations

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は防音ケース内に組み込まれるエンジンユニットをその基本構造を変えることなく汎用エンジンとしても使用することができるエンジン発電機に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジン発電機は外部に伝搬されるエンジン音を低減するために、エンジンおよびこれにより駆動される発電体を防音ケース内に収容する形式のものが多く、このような形式のエンジン発電機としては、たとえば、実開昭61-66631号公報および特開平11-200861号公報に開示されるものがある。エンジンおよび発電体を収容する防音ケースはほぼ直方体形状となっており、防音ケース内に収容されるエンジンは、クランク軸が防音ケースの長手方向つまり全長方向を向くように縦置きに配置されるのが一般的である。
【0003】
一方、汎用エンジンはクランク軸に種々の被駆動部材を連結することにより、被駆動部材を回転するために使用され、たとえば、油圧ポンプやコンプレッサを駆動するために汎用エンジンが使用され際にはクランク軸の回転運動は油圧ポンプなどの回転運動に伝達される。また、汎用エンジンは、地面を突き固めるためのランマーとしても使用されることがあり、その場合には、クランク軸の回転運動は振動体の直線往復運動に変換される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、エンジン出力に相互に共通性があっても、エンジン発電機と汎用エンジンでは、そのエンジンユニットの基本構造が相違するので、エンジンユニットの構成部材を相互に相違させる必要がある。つまり、汎用エンジンにあっては、クランク軸の両端部をクランクケースから突出させて、その一端部にリコイルスタータを取り付けるようにし、他端部に油圧ポンプなどの被駆動部材を取り付けるようにしている。
【0005】
一方、防音ケース内にエンジンと発電体とを搭載するようにした防音形エンジン発電機にあっては、エンジンをそのクランク軸が防音ケースの長手方向を向くように防音ケース内に縦置きに搭載するようにしているので、マフラーとエアークリーナとをエンジンの横方向両側に配置すると、防音カバーの幅寸法を大きくしなければならなくなる。そこで、従来のエンジン発電機にあっては、前記公報に記載されるように、エンジンの後方つまりクランク軸の延長上にマフラーを配置し、その反対側つまりエンジンの前側にエアークリーナを配置するようにしている。
【0006】
このようにクランク軸の延長上にマフラーを配置すると、クランク軸の延長上がマフラーによって覆われることになり、クランク軸に被駆動部材を連結することができなくなるので、エンジン発電機のエンジンユニットをそのまま汎用エンジンとして適用することができない。そのため、エンジン発電機と汎用エンジンではエンジンユニットの基本的レイアウトが相違することから、それぞれ専用の部品を設計製作しなければならない。
【0007】
本発明の目的はエンジン発電機の小型化を達成しつつ、エンジン発電機のエンジンユニットを汎用エンジンとしても適用し得るようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のエンジン発電機は、防音ケースを有するエンジン発電機において、前記防音ケース内にクランク軸が前記防音ケースの幅方向を向いて収容されるエンジンと、前記クランク軸の一端部側に連結される発電体と、前記クランク軸に直交する方向に配置されるエアークリーナと、前記クランク軸の直交する方向でかつ前記エンジンを挟んで前記エアークリーナと対向する位置に配置されるマフラーとを備え、前記エンジンと前記発電体との間に、フライホイールとリコイルスタータを前記クランク軸の一端部側に連結して配置するとともに、被駆動部材が連結可能な前記クランク軸の他端部側を前記エンジンのクランクケースから突出させることを特徴とする。
【0009】
本発明のエンジン発電機においては、前記クランク軸の他端側は、取り外し可能なカバーにより覆われていることを特徴とする。
【0010】
本発明にあっては、エンジンに取り付けられるエアークリーナとマフラーとをクランク軸に対して横方向としてエンジンの両側に配置してエンジンユニットを形成し、防音カバー内にエンジン横置きとしてエンジンユニットを搭載することによりエンジン発電機としたので、エンジン発電機の幅寸法を短くすることができる。クランク軸の両端延長上にはマフラーなどが配置されないので、エンジン発電機としてのエンジンユニットのレイアウトをそのままとして、汎用エンジンとすることができ、エンジン発電機の部品を汎用エンジンの部品としても共用することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
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。
【0012】
図1は本発明の一実施の形態であるエンジン発電機の外観を示す斜視図であり、図2は図1の正面図であり、図3は図1の側面図であり、図4は図1の背面図である。
【0013】
防音ケース10は、正面部11、背面部12、左右の両側面部13,14、底面部15および上面部16を有し、長さ寸法L、幅寸法W、高さ寸法Hのほぼ直方体形状となっている。正面部11と背面部12は前後の両端面部を構成している。正面部11には凹部が形成され、この凹部にはコントロールパネル17が設けられており、このコントロールパネル17にはエンジンスイッチ18、オートスロットルスイッチ19が設けられるとともに、発電された電力を出力するためのAC電源端子20と、バッテリ充電用のDC電源端子21設けられている。
【0014】
さらに、コントロールパネル17には、発電機が作動中であることを表示する作動表示部22aと、エンジンオイルが不足した場合にそれを表示するオイル警告表示部22bと、エンジンが過負荷となったことを表示する過負荷表示部22cとが設けられている。上面部16には、エンジン発電機を作業者が持ち運ぶ際に把持される棒状のハンドル23が設けられており、このハンドル23は上面部16との間に隙間を介して防音ケース10の前後方向つまり長手方向に伸び、両端の連結部24を介して上面部16と一体となっている。
【0015】
防音ケース10はそれぞれ樹脂により成形された第1ケース体10aと第2ケース体10bとからなり、第1ケース体10aは両側面部13,14、底面部15および上面部16の一部と正面部11とが一体に成形され、第2ケース体10bは両側面部13,14、底面部15および上面部16の残りの部分と背面部12とが一体に成形されている。それぞれのケース体10a,10bには前後方向を向いた接合端面10c,10dが形成され、これらの接合端面で接合するようになっているので、防音ケース10は前後方向つまり長手方向に接合することによって組み立てられる。
【0016】
図5は右側の側面部14を取り除いた状態における図1の拡大断面図であり、図6は背面部12を取り除いた状態における図1の拡大断面図であり、図7は上面部を半分取り除いた状態における図1の拡大半断面図である。
【0017】
防音ケース10の左右両側面部13,14には、上面部16の一部にまで伸びて開口部が形成され、それぞれの開口部を開閉するために、L形カバー25,26が取り外し自在に装着されるようになっている。それぞれのL形カバー25,26は図6に示されるように上面部16の一部を構成する部分と側面部13,14の一部を構成する部分とを有し、断面L字形状となっており、内側プレート25a,26aと外側プレート25b,26bとからなり、内外両プレート間には防音空間が設けられている。それぞれのL形カバー25,26の上端には上面部16に形成された係合溝と係合する係合爪27が備えられ、下端には側面部13,14に形成された係合溝に係合する係合爪28が備えられている。それぞれのL形カバー25,26を取り外すことにより、防音ケース10の内部に組み込まれるエンジンなどのメンテナンスを行うことができる。ただし、内部に組み込まれるエンジンなどのレイアウトによっては、左右のL形カバー25,26のうち一方のみを着脱自在とし、他方は取り外せないようにしても良い。
【0018】
2つのケース体10a,10bを底面部15で締結するために板金製の台座31が用いられており、台座31は全体的にほぼ四辺形となり、両側部には上方に向けて折り曲げられた立ち上げ部32が設けられている。台座31の両端部には図5に示されるように台座31との間に隙間を有する締結舌部33が設けられ、台座31の両側部には同様の隙間を有する締結舌部34が設けられている。したがって、それぞれのケース体10a,10bは、それぞれの底面部を締結舌部33,34と台座31とにより挟み込むことによって、台座31により締結される。しかも、台座31は防音ケース10の底面部を構成する。
【0019】
一方、2つのケース体10a,10bをハンドル23の部分で締結するために、図5に示すように、ケース体10bに一体に成形されたハンドル片23bの中には雌ねじ金具35がインサート成形により組み込まれるとともに、ねじ孔に連なってこれよりもやや大径の取付孔36bが形成されている。ケース体10aに一体に成形されたハンドル片23aには、取付孔36bに対応させて取付孔36aが貫通して形成され、この取付孔36aの正面側は大径孔36cとなっている。したがって、大径孔36c側から雄ねじ部材37を挿入して、その雄ねじ部と雌ねじ金具35とをねじ結合することによって、それぞれのケース体10a,10bはハンドル片23a,23bの部分で締結されるとともに、締結される両方のハンドル片23a,23bによって棒状のハンドル23が組み立てられることになる。
【0020】
このように、2つのケース体10a,10bを長手方向に接合させるようにし、それぞれの底面部で台座31により締結するとともに、長手方向に伸びたハンドル23の中に埋め込まれる雄ねじ部材37によりそれぞれのハンドル片23a,23bで締結することによって、防音ケース10の外部からはねじ部材の頭部などが観察されることなく、見栄えが良好な防音ケースとなる。しかも、防音ケース10を左右に2分割すると、それぞれのケース体を締結するためのねじ部材の本数を多くしなければならないが、防音ケース10を前後方向に2分割することにより、少ない数の締結部材によって2つのケース体10a,10bを締結することができる。
【0021】
エンジンユニット40は、図6に示すようにクランクケース41とその上側のシリンダ42とを備えたエンジン43を有し、シリンダ42にはヘッドカバー42aが取り付けられている。エンジン43はクランクケース41内に組み込まれたクランク軸44が防音ケース10の幅方向を向くようにして防音ケース10内に搭載される。クランク軸44はハンドル23の長手方向中央部の真下に位置して横方向に伸びており、図6に示すように、エンジン43は防音ケース10の一方の側面部13側にずれている。クランク軸44はその一端部44aがクランクケース41にマグネト側の軸受45により支持され、他端部44bがその反対側の軸受46により支持されて回転自在となっており、一端部44aはクランクケース41の外部に突出し、他端部44bは取り外し自在のシャフトカバー47により覆われている。エンジンユニット40は複数の防振ゴム48により台座31の上に固定されており、台座31の下面にはゴム製の支持駒49が固定されている。
【0022】
図8は図6の一部を拡大して示す断面図であり、エンジン43のマグネト側にはリコイルスタータ51が取り付けられている。リコイルスタータ51は、ディスク部52aと円筒部52bが一体となったリコイルホルダ52を有し、ディスク部52aに設けられた複数の取付孔52cを貫通するボルトによりエンジン43に固定され、クランク軸44の一端部44aが円筒部52bの内部に隙間を介して貫通している。円筒部52bの外側にはリコイルロープ53が巻き付けられるリコイルプーリ54が回転自在に装着され、リコイルロープ53を巻き取る方向にばね力を加えるために、リコイルホルダ52には巻き戻しばね55が設けられている。さらに、リコイルプーリ54には係合爪56が設けられた回動ピン56aが回転自在に装着されており、リコイルプーリ54をリコイルロープ53によって回転させると、遠心力によって係合爪56が径方向外方にせり出すように回動ピン56aが回動する。
【0023】
クランク軸44の突出端部にはフライホイール57が取り付けられるようになっている。フライホイール57はクランク軸44にキーを介して固定されるボス部57aが設けられたディスク部57bを有し、その外周部には係合リング部57cが設けられている。フライホイール57の係合リング部57cの内周面には、径方向外方にせり出した係合爪56が係合する図示しない突起部が形成されている。したがって、リコイルロープ53を引き出してクランク軸44を回転させることによって、遠心力により係合爪56が突起部に係合すると、フライホイール57を介してクランク軸44を始動回転させることができる。フライホイール57の係合リング57aの内側にはリコイルプーリ54の一部が入り込んでおり、フライホイール57はリコイルスタータ51の一部を構成するとともに、フライホイール57とリコイルスタータ51との合計の厚み寸法を小さくすることができる。リコイルスタータ51はクランク軸44の突出部の先端ではなく根元部に設けられているので、リコイルロープ53を引き出す始動回転時には、クランク軸44に曲げ力が大きく加わることなく、ロープの引張力を確実にリコイルプーリ54の回転力に変換することができる。
【0024】
フライホイール57には係合リング部57cに対して反対側に突出する複数の連結部59が設けられており、連結部59には発電体60のアウタロータ61がボルト62により取り付けられている。アウタロータ61は連結部59に締結されるディスク部61aと、これと一体となった円筒部61bとを有し、円筒部61bの内周面には円周方向に所定の間隔毎に多数のマグネット63が固定されている。
【0025】
フライホイール57とアウタロータ61の間には、冷却ファン64が配置されている。冷却ファン64は中心部に通風案内孔を有するディスク部64aと、この表面に一体に設けられた多数のファンブレード64bとを有している。ディスク部64aはアウタロータ61のディスク部61aとフライホイール57の連結部59との間で挟み付けられるとともに、ディスク部64aに設けられた係合突起65をディスク部61aに形成された係合孔に係合することによりアウタロータ61に固定されている。
【0026】
冷却ファン64はエンジン43に固定されるファンカバー66により覆われ、このファンカバー66は空気を案内するダクトとしての機能を有し、冷却ファン64から吐出され冷却風はエンジン43に向けて案内される。ファンカバー66には、発電体カバー67が固定されており、この発電体カバー67は多数の通風孔67aが形成されたディスク部67bとこれと一体となった円筒部67cとを有し、円筒部67cの部分でファンカバー66に固定されている。
【0027】
アウタロータ61の内部にはステータ68が配置され、ステータ68は複数の取付孔68aをそれぞれ貫通するボルト69によって発電体カバー67に固定されている。ステータ68は多数枚の鋼板を積層することにより形成されており、外周部には径方向に伸びるスリット68bが円周方向に多数形成され、スリット68b内には図8において二点鎖線で示すコイル71が巻き付けられるようになっている。ステータ68の中心部には通風孔68cが形成されるとともに、その径方向外方には複数の通風孔68dが形成されている。
【0028】
このように、発電体60はアウターロータ式の多極発電体となっており、発電体60の厚み寸法を短くすることができる。しかも、フライホイール57がリコイルスタータ51の構成要素となっているので、エンジンユニット40のクランク軸44に沿う方向の寸法、つまりエンジン発電機の幅方向の寸法を短くすることができる。発電体60からの発電出力を制御して所定周波数の交流に変換するためのインバータユニット70が図5に示すように防音ケース10内の底面に取り付けられている。
【0029】
リコイルスタータ51はエンジン発電機の幅方向中央部に位置しており、クランク軸44が防音ケース10の幅方向を向いているので、リコイルロープ53の先端に設けられるリコイルノブ53aを、図1および図2に示すように、防音ケース10の正面部11の幅方向中央部に配置することができる。図示するように、リコイルノブ53aが正面部11のコントロールパネル17の下方に配置されているので、リコイルスタータ51によるエンジンの始動と運転、停止などの操作をエンジン発電機の正面側から行うことができ、操作の一面化が可能となり、操作性を向上することができる。
【0030】
図9は防音ケース10内に搭載されるエンジンユニット40を正面側から示す斜視図であり、図10は図9における燃料タンク72を取り除いた状態を示す斜視図である。
【0031】
図9に示すように、防音ケース10内には燃料タンク72が配置され、燃料タンク72の注入口72aは上面部16を外部に向けて貫通しており、注入口72aには図1に示すようにタンクキャップ73がねじ止めされるようになっている。燃料タンク72は防音ケース10の前側部であってエンジン43に対して反対側となるように一方側にずらして配置され、エンジンユニット40を構成する部材との干渉を避ける異形状となっているが、その形状は図示する場合に限られない。
【0032】
エンジン43に供給される外気を清浄化するためのエアークリーナ74が、防音ケース10の前方側に配置されており、エアークリーナ74は前後方向に真っ直ぐに伸びる吸気管75を介してエンジン43に取り付けられ、吸気管75にはキャブレター76が設けられている。一方、防音ケース10の後方側にはマフラー77が配置され、マフラー77は排気管78によりエンジン43に連結されている。マフラー77の背面側に形成された排気口79は、防音ケース10の背面部12に形成された排気口79aに連通しており、エンジン43からの排気は防音ケース10の背面側から排出される。このように、エアークリーナ74を防音ケース10内の前方側に配置し、マフラー77を後方側に配置するようにしたので、防音ケース10の幅を小さくしても所要のエンジンユニット構成部材をコンパクトに組み込むことができる。
【0033】
シリンダ42にはプラグキャップが一体となったイグニッションコイル80が取り付けられており、プラグキャップやエアークリーナ74のメンテナンス時にはL形カバー25が取り外される。メンテナンス時に反対側のL形カバー26を取り外す必要がなければ、L形カバー26は固定式としても良い。
【0034】
防音ケース10の前端部には冷却風取入れ口81が複数形成され、背面部12には冷却風排出口82が複数形成されており、冷却風排出口82は図5に示すように外方に向けて下向きに傾斜したルーバ83により形成されている。発電時には、図7に矢印で示すように、防音ケース10の前端部側から冷却風が流入し、インバータユニット70が効率的に冷却される。外部からの冷却風の一部はエアークリーナ74を介してエンジン43内に吸気される。一方、クランク軸44により回転駆動される冷却ファン64によって冷却風は、まず、発電体カバー67に形成された複数の通風孔67aからステータ68の通風孔68c,68dに防音ケース10の一方の側面部側から幅方向に流入する。
【0035】
次いで、ファンカバー66により案内されて、冷却風はエンジン43の周囲に吹き付けられる。エンジン43に吹き付けられて他方の側面部側に向かう冷却風は、背面部12に形成された冷却風排出口82に向けて長手方向に姿勢を変えて蛇行して流れながらマフラー77を冷却する。ファンカバー66により案内された冷却風が前方側に回り込まずに確実にマフラー77に向けて流れるようにするため、防音ケース10内には低温側と高温側とを区画するために仕切り板が設けられている。
【0036】
このように、エンジン43に向けて冷却ファン64により発生される冷却風は、防音ケース10の幅方向に流れた後に後方に向けて長手方向に蛇行することになり、エンジン43の周囲に回り込んで確実にエンジン冷却が行われる。
【0037】
図6に示すように、エンジン43が左右方向の一方側に寄り、他方側寄りには発電体60がリコイルスタータ51、冷却ファン64を介して配置されるので、エンジン発電機の重心は幅方向中央部となる。また、防音ケース10の前にはエアークリーナ74が配置され、後側にはマフラー77が配置されることになり、前後方向の重心はハンドル23の位置となる。この結果、幅寸法が狭くなることと相俟ってハンドル23を手に持ってのエンジン発電機の持ち運び操作性が良好となる。エアークリーナ74は防音ケース10内の上部に配置されているが、下部側に配置するようにしても重量バランスを確保することができる。ただし、その場合には真っ直ぐな吸気管75に代えて屈曲した吸気管が使用される。
【0038】
図11は前述した構造のエンジンユニット40を用いた汎用エンジンの正面側を示す斜視図であり、図12は燃料タンクを取り除いた場合における汎用エンジンの背面側を示す斜視図であり、図13は図11に示したリコイルスタータを示す断面図である。なお、図11〜図13にあっては、前述したエンジン発電機と共通する部材には同一の符号が付されている。
【0039】
図13に示すように、クランクケース41内に組み込まれるクランク軸44はエンジン発電機の場合よりも長いものが使用されており、クランク軸44の両端部44a,44bはクランクケース41から突出している。エンジンユニット40にはファンカバー66と同様の形状のエンジンカバー85が固定され、このエンジンカバー85に取り付けられたスタータカバー86にはホルダー87が固定されている。このホルダー87の外側にはリコイルロープ53が巻き付けれたリコイルプーリ88が回転自在に装着され、リコイルプーリ88はカップリング89によりクランク軸44の一端部44aに連結され、リコイルプーリ88にはフライホイール57が取り付けられている。
【0040】
汎用エンジンにあっては、クランク軸44の他端部44bがクランクケース41から突出し、この突出部に油圧ポンプやコンプレッサの駆動軸やランマーの駆動軸などの被駆動部材が連結されるようになっている。図13に示すように、リコイルスタータ51の形状はエンジン発電機の場合と相違するが、エンジン43およびエアークリーナ74およびマフラー77などのエンジンユニット40の主要な部品は、汎用エンジンの場合もエンジン発電機の場合も相互に共通とすることができる。
【0041】
エアークリーナ74およびマフラー77は、図11に示されるように、エンジン発電機の場合と同種のものが用いられており、エンジン発電機の場合と同様に、エアークリーナ74はエンジン43の横方向一方側に配置され、マフラー77は横方向他方側に配置されている。したがって、クランク軸44の両端部44a,44bの延長上には、マフラー77やエアークリーナ74が干渉することなく、クランク軸44の他端部44bに被駆動部材を連結することができる。燃料タンク72は図示する場合にはエンジン発電機と相違した形状のものが使用されているが、同様の形状のものを使用するようにしても良い。
【0042】
このように、エンジン43に取り付けられるエアークリーナ74とマフラー77とをエンジン43の横にエンジン43を挟むように配置し、エンジン発電機にあっては、防音ケース10内にクランク軸44が防音ケース10の幅方向を向くようにしてエンジンユニット40を搭載するようにしたので、エンジン発電機の幅寸法を短くして、エンジン発電機の小型化が達成される。しかも、そのままの構造のエンジンユニット40を使用して汎用エンジンとすることができる。なお、ランマーとして使用する場合には、燃料タンク72をエンジンユニット40から分離して、燃料供給パイプによって燃料タンク72からエンジン43に燃料を供給するようにしても良い。
【0043】
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。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジンに取り付けられるエアークリーナとマフラーとをクランク軸に対して横方向としてそのエンジンを挟むように両側に配置してエンジンユニットを形成し、防音カバー内にエンジン横置きとしてエンジンユニットを搭載してエンジン発電機としたので、エンジン発電機の幅寸法を短くすることができる。また、エンジンユニットのレイアウトをそのままとして汎用エンジンをエンジン発電機に適用することができるので、汎用エンジンの部品をエンジン発電機の部品としても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるエンジン発電機の外観を示す斜視図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】図1の側面図である。
【図4】図1の背面図である。
【図5】右側の側面部を取り除いた状態における図1の拡大断面図である。
【図6】背面部を取り除いた状態における図1の拡大半断面図である。
【図7】上面部を半分取り除いた状態における図1の拡大半断面図である。
【図8】図6の一部を拡大して示す断面図である。
【図9】防音ケース内に搭載されるエンジンユニットを正面側から示す斜視図である。
【図10】図9における燃料タンクを取り除いた状態を示す斜視図である。
【図11】本発明のエンジン発電機を汎用エンジンとした場合の外観を示す斜視図である。
【図12】図11を背面側から見た斜視図である。
【図13】図11に示したリコイルスタータを示す断面図である。

Claims (2)

  1. 防音ケースを有するエンジン発電機において、
    前記防音ケース内にクランク軸が前記防音ケースの幅方向を向いて収容されるエンジンと、
    前記クランク軸の一端部側に連結される発電体と、
    前記クランク軸に直交する方向に配置されるエアークリーナと、
    前記クランク軸の直交する方向でかつ前記エンジンを挟んで前記エアークリーナと対向する位置に配置されるマフラーとを備え、
    前記エンジンと前記発電体との間に、フライホイールとリコイルスタータを前記クランク軸の一端部側に連結して配置するとともに、被駆動部材が連結可能な前記クランク軸の他端部側を前記エンジンのクランクケースから突出させ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、
    前記クランク軸の他端側は、取り外し可能なカバーにより覆われていることを特徴とするエンジン発電機。
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