JP4097410B2 - 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体とを有してなるエンジン発電機に関し、特に、エンジンや発電体の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にエンジン発電機では、エンジンや発電機、マフラ等を冷却するため、エンジンによって駆動される冷却ファンが設けられている。この冷却ファンは、クランクシャフトに取り付けられ、エンジン作動と共に回転し、エンジン等に冷却風を供給している。
【０００３】
また、エンジン発電機では、その内部の構成から大きく２つのタイプに分類することができる。すなわち、第１のタイプとして、たとえば特開平8-223854号公報のエンジン発電機のように、エンジンのクランクシャフトの一端側を出力軸とし、そこへ発電体を設ける一方、他端側にリコイルスタータを配するものが挙げられる。このタイプの装置では、部品をエンジンの両側に配する構成となるため、部品配置が容易であり、装置構成も比較的簡単にできる。
【０００４】
また、第２のタイプとしては、クランクシャフトの一端側を出力軸とし、そこへ発電体とリコイルスタータを取り付けるものが挙げられる。これは前者のタイプに比して部品が集約化されるため、装置全体をコンパクト化することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、後者のタイプのエンジン発電機では、一般にその構成が複雑となり、冷却ファンを配設しにくく、また、冷却風も導入しにくい傾向がある。このため、発電体やエンジン等の発熱部品を効率良く冷却する装置構成が設定できず、その改善が望まれていた。
【０００６】
本発明の目的は、エンジンの出力軸側に発電体を配したエンジン発電機におけるエンジンや発電体の冷却効果の向上を図ることにある。
【０００７】
【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、該エンジンのクランクケースから突出するクランクシャフトに配設されるフライホイールと、前記クランクシャフトにより駆動され、前記エンジンに冷却風を送る冷却ファンと、前記エンジンに取り付けられ、前記フライホイールと前記冷却ファンとを収容するファンカバーと、該ファンカバーの外側に配設され、前記クランクシャフトの回転により駆動される発電体と、該発電体の外側を覆うとともに、前記冷却ファンの回転に伴って外気が流入する冷却風取入口を有する発電体カバーと、前記エンジンと前記発電体の間でかつ前記ファンカバーの外側に配設支持され、前記クランクシャフトを回転させることにより前記エンジンを始動するリコイルスタータとを備え、前記ファンカバーには、前記発電体の方向に延出し前記発電体カバーとの間に前記発電体のステータを挟持する延出部を設け、該延出部の側面には、前記冷却ファンの回転に伴って外気が前記リコイルスタータの周りに流入するスリットを形成し、前記冷却風取入口および前記スリットから流入した外気が、前記ファンカバー内に導入されることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、発電体の外側を覆う発電体カバーには冷却ファンの回転に伴って外気が流入する冷却風取入口が形成され、ファンカバーには発電体の方向に延出し発電体カバーとの間に発電体のステータを挟持する延出部を設けられ、延出部の側面には冷却ファンの回転に伴って外気が前記リコイルスタータの周りに流入するスリットが形成されているので、クランクシャフトの一端側に発電体とリコイルスタータとを配設するようにしても、冷却風取入口とスリットとを介して外気が導入され、それらが合流したエンジン冷却風によってエンジンを冷却することができる。したがって、１個の冷却ファンによって発電体を効果的に冷却すると同時に、エンジンの冷却風も確保され、発電体とエンジンの両方を効率良く冷却することが可能となる。
【０００９】
【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。
【００１０】
図１は本発明の一実施の形態であるエンジン発電機の正面図、図２は図１のエンジン発電機の平面図、図３はその背面図である。
【００１１】
本実施の形態に係るエンジン発電機１は、図１〜３に示すように、パイプを折り曲げて矩形枠状に成形された支持フレーム２上に、駆動源であるエンジン３と発電体４とを一体化した発電ユニット５を複数の支持駒６によって弾性支持した構成となっている。当該エンジン発電機１は、制御方式としてインバータ方式を採用しており、発電ユニット５の側方（図３において背後側）に発電電圧制御用のインバータユニット１１が取り付けられている（図１参照）。
【００１２】
図１に示すように、装置正面部にはコントロールパネル７が設けられている。このコントロールパネル７には、エンジンスイッチやオートスロットルスイッチ等のスイッチ類や、ＡＣ電源端子やＤＣ電源端子等の出力端子が設けられている。また、コントロールパネル７の下部には、リコイルスタータ８（図８参照）駆動用のリコイルノブ８ａが設けられており、これを引くことによりエンジン３が起動されるようになっている。
【００１３】
発電ユニット５の上方には、エンジン３に供給される燃料を貯留するための燃料タンク９が配設されている。燃料タンク９の上面ほぼ中央には、燃料供給口が設けられており、そこには開閉自在に燃料キャップ１０が取り付けられている。
【００１４】
図４は図１のエンジン発電機にて使用される発電ユニット５の正面図、図５はその平面図、図６は図５の右側面図（矢示Ｘ方向）、図７は図４の左側面図（矢示Ｙ方向）、図８は図５のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。
【００１５】
発電ユニット５は、エンジン３と発電体４およびリコイルスタータ８とを一体化した構成となっている。発電ユニット５の側部には、図５，６に示すように、発電体４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１１が取り付けられている。インバータユニット１１は、アルミニウム製のケース７１に電子基盤を収容した構成となっており、アルミニウム製のファンカバー５３に直接固定されている。
【００１６】
エンジン３は、空冷単気筒のＯＨＶ型ガソリンエンジンであり、クランクケース３１とその上側にシリンダ３２を備え、シリンダ３２にはヘッドカバー３３が取り付けられている。シリンダ３２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３７が取り付けられている。また、エンジン３の吸気側にはキャブレター１２が設けられており、キャブレター１２にはエアクリーナ３６を介して外気が導入され、そこでガソリンとの混合気が作られエンジン３へと供給される。一方、排気側には、排気管１３を介してマフラ１４が接続されており、エンジン３からの排気はマフラ１４を通った後、図４において装置左側面に設けられた排気口１５から排出される。
【００１７】
キャブレター１２には、図６に示すようにスロットルバルブ１６が配設されている。このスロットルバルブ１６はキャブレター１２上部に設けられたキャブスロットルレバー１７によって開閉される。キャブスロットルレバー１７には、ガバナロッド１８ａの一端が取り付けられており、エンジン３は、機械式のガバナにより、エンジン回転数が負荷変動に影響されることなく一定に調整されるようになっている。
【００１８】
すなわち、図４，５に示すように、クランクケース３１には、回動自在にガバナシャフト１９が装着されており、そこにはガバナレバー２０の基端部が取り付けられている。ガバナレバー２０には、スピードコントロールレバー２１に連結された引張コイルばね２２が掛止されており、この引張コイルばね２２によってガバナレバー２０は図５において時計方向に付勢されている。また、ガバナレバー２０の先端側には、ガバナロッド１８ｂの一端側が取り付けられており、このガバナロッド１８ｂの他端側はコントロールレバー２３と連結されている。コントロールレバー２３は、発電ユニット５の上部に取り付けられたプレート２５に回転自在に支持されている。さらに、コントロールレバー２３には、一端側がキャブスロットルレバー１７に連結されたガバナロッド１８ａの他端側が取り付けられている。したがって、ガバナレバー２０がガバナシャフト１９を中心として回動すると、ガバナロッド１８ｂ、コントロールレバー２３、ガバナロッド１８ａが連動し、キャブスロットルレバー１７が作動することになる。
【００１９】
この場合、ガバナシャフト１９は、エンジン３のクランクシャフト３４により回転駆動されるシャフトに軸方向に摺動自在に装着されたガバナスリーブと係合している。前記シャフトには回転体が固定されており、その端面には回転中心から所定の半径の位置に複数のガバナアームが回動自在に装着されている。そして、各ガバナアームにはガバナウエイトが一体に設けられており、これらにより機械式のガバナ機構が構成される。
【００２０】
エンジン３の負荷が低負荷となると、負荷の低下分だけエンジン回転数つまりクランクシャフト３４の回転数が一時的に高くなろうとする。ところが、回転数低下に伴いガバナウエイトに加わる遠心力が低下してガバナアームが閉じ、それに伴いガバナスリーブが移動しガバナシャフト１９が低速側に回動する。そして、ガバナシャフト１９と共にガバナレバー２０も回動し、その動きがガバナロッド１８ａ等を介してキャブスロットルレバー１７に伝わり、スロットルバルブ１６が閉じる方向に駆動される。これにより、エンジン回転数は負荷に合わせて低下されることになる。これに対し、エンジン負荷が高負荷となった場合には、ガバナレバー２０は逆方向に回動される。したがって、エンジンの回転数は負荷変動に影響されることなく一定に調整される。
【００２１】
エンジン３は、クランクケース３１内に組み込まれたクランクシャフト３４が図８において左右方向に延びる形で配設されている。当該発電ユニット５では、クランクシャフト３４の一端側がエンジン３の出力軸となっており、この出力軸側にフライホイール５１、冷却ファン５２、リコイルスタータ８、発電体４をこの順にて配置した構成となっている。すなわち、エンジン３の次位にフライホイール５１と冷却ファン５２が取り付けられ、フライホイール５１に固設されたアダプタ５５を介してその先にリコイルスタータ８と発電体４が配設される構成となっている。
【００２２】
エンジン３のクランクシャフト３４は、図８に示すように、その一端部３４ａはクランクケース３１に取り付けられた軸受３５によって支持されている。クランクシャフト３４の他端部もまた、その反対側の図示しない軸受により支持されており、クランクケース３１に対し回転自在となっている。一端部３４ａはクランクケース３１の外部に突出し、フライホイール５１が取り付けられている。フライホイール５１は、クランクシャフト３４にキーを介して固定されるボス部５１ａと、ボス部５１ａから径方向に延在するディスク部５１ｂとから構成される。
【００２３】
ディスク部５１ｂには、冷却ファン５２が取り付けられている。冷却ファン５２はディスク部５２ａと、ディスク部５２ａの表面に一体に設けられた多数のファンブレード５２ｂとを有している。冷却ファン５２はエンジン３に固定されるファンカバー５３により覆われている。ファンカバー５３はアルミニウムにより形成され、側面には冷却風取入口となる多数のスリット（第２冷却風取入口）５４が設けられている。ファンカバー５３は空気を案内するダクトとしての機能をも有しており、図８に示すように、冷却ファン５２の回転に伴い外気がスリット５４からファンカバー５３内に導入されると共に、冷却風としてエンジン３側に送出、案内される。
【００２４】
フライホイール５１の次位にはリコイルスタータ８が配設されている。フライホイール５１のボス部５１ａには、アダプタ５５を介してリコイルリング５６が取り付けられ、その次位には、ディスク部５７ａと円筒部５７ｂが一体となったリコイルホルダ５７が設けられている。そして、円筒部５７ｂの外側にはリコイルロープ５８が巻き付けられるリコイルプーリ５９が回転自在に装着されている。
【００２５】
リコイルプーリ５９には、図示しない係合爪が設けられており、リコイルノブ８ａを引いてリコイルプーリ５９をリコイルロープ５８によって回転させると、この係合爪がリコイルリング５６に係合する。これにより、アダプタ５５を介して連結されたクランクシャフト３４が回転し、エンジン３が起動される。なお、リコイルホルダ５７には図示しない巻き戻しばねが設けられており、リコイルロープ５８は、ばね力によってリコイルプーリ５９に巻き戻される。
【００２６】
リコイルスタータ８の次位には発電体４が配設されている。当該エンジン発電機１では、発電体４はインナロータ型となっており、インナロータ４１とステータ４２とから構成されている。インナロータ４１は、ロータシャフト４３とロータディスク４５とから構成され、ロータシャフト４３は、アダプタ５５のボス部５５ａ先端にスルーボルト６０によって固定されている。この場合、ボス部５５ａにはテーパ部５５ｂが形成されており、このテーパ部５５ｂがロータシャフト４３に設けられたテーパ孔４３ａと嵌合するようになっている。一方、ロータシャフト４３の他端側は、発電体リアカバー４４に取り付けられた軸受６１によって回転自在に支持されている。インナロータ４１の外側にはステータ４２が配設されており、ここではステータ４２は、ファンカバー５３と発電体リアカバー４４との間に挟持される形で取り付けられている。
【００２７】
インナロータ４１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。これに対しステータ４２には、多数枚の鋼板を積層したコア６２が設けられており、その周囲にコイル６３が巻回されている。そして、クランクシャフト３４の回転に伴い、コイル６３の内側でインナロータ４１のマグネットが回転することにより、コイル６３に起電力が生じ発電が行われる。
【００２８】
発電体リアカバー４４は、通風孔（第１冷却風取入口）６４が形成されたディスク部４４ａとこれと一体となった円筒部４４ｂとを有している。発電体リアカバー４４は、円筒部４４ｂの部分でファンカバー５３に固定され、その際、ステータ４２をファンカバー５３との間で保持するようになっている。図８に示すように、冷却ファン５２が回転すると外気が通風孔６４から発電体リアカバー４４内に導入される。この気流は発電体冷却風Ｗ_Gとなって、ステータ４２等を冷却しつつエンジン３方向へと流通する。
【００２９】
一方、発電ユニット５内には、ファンカバー５３の側方に形成されたスリット５４からも外気が流入する。この気流は、図８に示すように、リコイルスタータ８の外周部からファンカバー５３内に流入し、通風孔６４から導入されステータ４２等を冷却した発電体冷却風Ｗ_Gと合流する。この合流冷却風は、冷却ファン５２によって、図８の右方、すなわちエンジン３側へと送出され、エンジン冷却風Ｗ_Eとなる。そして、エンジン冷却風Ｗ_Eは、ファンカバー５３により案内されて、エンジン３の周囲に吹き付けられる。そして、エンジン３に吹き付けられた冷却風は、エンジン３の背後に回り込みマフラ１４を冷却する。
【００３０】
このように当該エンジン発電機１では、通風孔６４から流入する発電機冷却風Ｗ_Gと、スリット５４から流入する冷却風の２系統の気流が存在する。そして、発電機冷却風Ｗ_Gによって発電体４が冷却されるとともに、２系統の気流が合流して生成されたエンジン冷却風Ｗ_Eによってエンジン３が冷却される。すなわち、１個の冷却ファン５２によって発電体４を効果的に冷却すると同時に、エンジン３への冷却風も確保しており、発電体４とエンジン３の両方を効率良く冷却することが可能となる。
【００３１】
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。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、発電体と冷却ファンをエンジンの出力軸側に配設したエンジン発電機において、発電体の外側を覆う発電体カバーに冷却ファンの回転に伴って外気が流入する冷却風取入口が形成され、ファンカバーに発電体の方向に延出し発電体カバーとの間に発電体のステータを挟持する延出部を設けられ、延出部の側面には冷却ファンの回転に伴って外気が前記リコイルスタータの周りに流入するスリットが形成されているので、冷却風取入口から流入する冷却風と、スリットから流入する冷却風の２系統の気流が形成され、冷却風取入口からの冷却風によって発電体を冷却し、それらが合流したエンジ冷却風によってエンジンを冷却することができる。したがって、１個の冷却ファンによって発電体を効果的に冷却すると同時に、エンジンの冷却風も確保され、発電体とエンジンの両方を効率良く冷却することが可能となる。
【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正面図である。
【図２】図１のエンジン発電機の平面図である。
【図３】図１のエンジン発電機の背面図である。
【図４】図１のエンジン発電機にて使用される発電ユニットの正面図である。
【図５】図４の発電ユニットの平面図である。
【図６】図５の右側面図（矢示Ｘ方向）である。
【図７】図４の左側面図（矢示Ｙ方向）である。
【図８】図５のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１ エンジン発電機
３ エンジン
４ 発電体
４４ 発電体リアカバー（発電体カバー）
５２ 冷却ファン
５３ ファンカバー
５４ スリット（第２冷却風取入口）
６４ 通風孔（第１冷却風取入口）
Ｗ_G 発電機冷却風
Ｗ_E エンジン冷却風

Claims (1)

1. エンジンと、
   該エンジンのクランクケースから突出するクランクシャフトに配設されるフライホイールと、
   前記クランクシャフトにより駆動され、前記エンジンに冷却風を送る冷却ファンと、
   前記エンジンに取り付けられ、前記フライホイールと前記冷却ファンとを収容するファンカバーと、
   該ファンカバーの外側に配設され、前記クランクシャフトの回転により駆動される発電体と、
   該発電体の外側を覆うとともに、前記冷却ファンの回転に伴って外気が流入する冷却風取入口を有する発電体カバーと、
   前記エンジンと前記発電体の間でかつ前記ファンカバーの外側に配設支持され、前記クランクシャフトを回転させることにより前記エンジンを始動するリコイルスタータとを備え、
   前記ファンカバーには、前記発電体の方向に延出し前記発電体カバーとの間に前記発電体のステータを挟持する延出部を設け、該延出部の側面には、前記冷却ファンの回転に伴って外気が前記リコイルスタータの周りに流入するスリットを形成し、
   前記冷却風取入口および前記スリットから流入した外気が、前記ファンカバー内に導入されることを特徴とするエンジン発電機。

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