JP6144711B2 - ポータブル発電機 - Google Patents
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Description
このようなポータブル発電機に関する従来技術として、例えば特許文献1には、運搬可能なエンジン駆動発電機において、運搬用の車輪及び脚部がアンダカバーに設けられるとともに、ケースの上部側でありかつ車輪の反対側に揺動可能に取り付けられた牽引ハンドルが設けられ、重心位置がハンドル位置と車輪とを結ぶ線よりも下方に配置されることが記載されている。
特許文献2には、パイプフレームを有するエンジン駆動発電機において、底面端部に車輪が設けられ、反対側の上面には縦パイプフレームの上端部を結ぶ連結フレームがあり、この連結フレームを移動時に把持可能とすることが記載されている。
特許文献3には、エンジン発電機ユニットを有する可搬式作業機において、筐体底面の後方側に運搬用車輪を2輪設定し、前方側に接地固定用の脚部を2個設定し、車輪と筐体の対角線上の筐体上面に回転可能な牽引ハンドルを設け、牽引ハンドルの収納時においてもこれを持ち上げ用のハンドルとして利用可能とすることが記載されている。
特許文献4には、可搬式のエンジン発電機において、筐体底面の後方側に運搬用車輪を2輪設定し、前方側に接地固定用の脚部を2個設定し、車体と筐体の対角線上の筐体側面に回転自在なキャリーハンドルを設け、キャリーハンドルは折り畳み可能であることが記載されている。
本発明の課題は、運搬時の取り扱いを容易にしたポータブル発電機を提供することである。
請求項1に係る発明は、クランクシャフトを収容するとともにオイルを貯留するクランクケース、及び、前記クランクケースから突出したシリンダを有するエンジンと、前記エンジンによって駆動され電力を発生する発電体と、前記エンジン及び前記発電体を支持する支持構造体と、前記支持構造体の発電時の水平方向における一方の端部の下部に設けられた車輪と、前記支持構造体の発電時の水平方向における他方の端部の上部に設けられ、ユーザによって把持されるグリップ部を有するハンドルとを備えるポータブル発電機であって、前記ハンドル側が前記車輪側に対して上昇するように前記支持構造体を発電時に対して傾斜させた運搬時の姿勢において、前記クランクケース内のオイル液面に対して前記シリンダが上方となり、前記運搬時の姿勢において、前記ポータブル発電機の重心位置が、前記車輪の回転軸方向から見て前記車輪の中心と前記グリップ部とを結んだ直線に対して下方側にオフセットして配置されることを特徴とするポータブル発電機である。
これによれば、運搬時におけるポータブル発電機の傾斜角を大きくしても、クランクケース内のオイルがシリンダ内やシリンダヘッドブリーザ内へ流入することを防止することができる。
このため、傾斜角を大きくしてハンドルのグリップを車輪の真上に近付け、車輪が負担する荷重を増加させ、ハンドルに掛かる荷重を軽減して運搬時に必要な力を軽減することができる。
また、車輪とハンドルとが水平方向に離間する従来技術のように、レバー比を利用してハンドル荷重を軽減する必要がないため、ハンドルを小型化することができ、ハンドルの展開や収納に要するスペースを小さくするとともに、軽量化も図ることができる。
さらに、運搬時にハンドルを車輪の真上近くに配置することによって、実質的にその場での回転が可能となり、狭い場所での方向転換が容易となる。
これによれば、運搬のためにポータブル発電機を傾斜させた際に、給油口のキャップの締め忘れなどがあった場合でも燃料漏れを防止することができる。
これによれば、ハンドルを格納位置から運搬時位置へ展開させる際に、ハンドルが高い位置にあるため、ユーザが腰を曲げたり屈みこんで作業を行う必要がなく、作業性が改善される。
これによれば、ユーザの体格が異なる場合であっても、運搬時のハンドル高さを適切に設定して上述した効果を確実に得ることができる。
これによれば、ポータブル発電機のクランクシャフト軸方向の寸法を小型化し、運搬時にユーザの身体の横側で併走させることが容易となり、歩行中にユーザの踵などがポータブル発電機にぶつかることを防止できる。
請求項6に係る発明は、前記シリンダは、発電時の姿勢にあるときに、前記シリンダのシリンダヘッド側の端部が前記シリンダのクランクケース側の端部に対して前記ハンドル側の斜め上方となるように傾斜して配置されることを特徴とする請求項1に記載のポータブル発電機である。
実施例のポータブル発電機は、汎用のガソリンエンジンによってアキシャルギャップ型発電体を駆動して電力を発生するものである。
図1(a)は、移動時における側面部(移動方向と直交する水平方向から見た図でありかつクランクシャフトの回転中心軸方向から見た図)である。
図1(b)、図1(c)は、それぞれ図1(a)のb−b部矢視図、c−c部矢視図である。
図2は、実施例のポータブル発電機を側面側から見た透視図(図1(a)と同じ方向から見た図)である。
図3は、実施例のポータブル発電機を正面側(図1(b)と同じ方向)から見た透視図である。
図4は、実施例のポータブル発電機を背面側(図3の反対側であり図2における右側)から見た透視図である。
なお、実施例の説明において、特記ない限りは、車輪11及び脚部14が全て地面に接地した発電時の姿勢を基準として説明する。
筐体10は、エンジン100、発電体200が取り付けられ、支持されるとともに、これらを収容する容器状の部材であって、ポータブル発電機1の本体部外装を構成するものである。
筐体10は、例えば、強化樹脂をインジェクション成形した部材を組み合わせて構成されている。
筐体10は、本発明にいう支持構造体として機能する。
筐体10は、上下方向、前後方向、側方から見た平面形状がいずれも実質的に矩形状となるボックス状に形成されている。
車輪11は、発電時、運搬時を通じて地面に接地するとともに、運搬時には転動することによってポータブル発電機1の人力による移動を可能とするものである。
車輪11は、筐体10の下部における一方の端部(ハンドル30側とは反対側の端部)に設けられている。
車輪11は、筐体10の各側面部(背面部13側から見たときの左右下部)にそれぞれ1輪ずつ設けられている。
車輪11は、エンジン100のクランクシャフトの回転中心軸方向と実質的に平行な車軸回りに、筐体10に対して自在に回転可能となっている。
また、各車輪11は、ポータブル発電機1をその場で回転させることが可能であるよう、左右独立して回転可能となっている。
開口12は、ユーザが筐体10の内部に設けられるエンジン100、発電体200等をメインテナンスするため利用可能である。
開口12は、通常使用時においては、開閉式の前面パネル20によって閉塞されている。
背面部13は、筐体10の開口12とは反対側の端部に設けられている。
背面部13には、マフラ150から出たエンジン100の排ガス、及び、エンジン100、発電体200等を冷却した後の冷却風が、筐体10の外部へ排出される複数の開口が形成されている。
脚部14は、ポータブル発電機1が発電時の姿勢にあるときに地面と接地し、車輪11と協働してポータブル発電機1を支持するものである。
脚部14は、例えば、ゴム等の弾性体によって筐体10の下面から突出した突起状に形成され、エンジン100のクランクシャフトの回転中心軸方向に離間して例えば一対設けられている。
前面パネル20は、例えば強化樹脂をインジェクション成形してパネル状に形成されている。
前面パネル20は、筐体10に対して、筐体10の開口12を実質的に閉塞する閉塞位置と、開放する開放位置(図1(c)に破線で図示する)との間で揺動可能となるように、前面パネル20の一方の側縁部に設けられたヒンジによって、揺動可能に取り付けられている。
操作盤21は、メインスイッチ、各種インジケータランプ、AC電力出力コンセント、DC電力出力ターミナル等が配列されたパネル状の部分である。
操作盤21は、前面パネル20の外表面部における上半部に設けられている。
エアインテーク22は、前面パネル20の下半部にスリット状の開口を配列して構成され、エンジン100の燃焼用空気(新気)、エンジン100、発電体200及びインバータユニット240を冷却する冷却用空気が外部から筐体10内部へ導入される部分である。
ハンドル30は、筐体10の上部における開口12側の端部近傍に配置され、エンジン100のクランクシャフトの回転中心軸と平行な回転軸回りに、筐体10に対して揺動可能に取り付けられている。
グリップ31は、ユーザが手指によって把持する部分であって、一対のステー32の突端部(回転軸側とは反対側の端部)の間にわたして配置されている。
グリップ31は、クランクシャフトの回転中心軸方向と実質的に平行に延在している。
ステー32は、ハンドル30の回転軸から径方向に張り出して設けられたアーム状の部材である。
ステー32は、筐体10の両側部(開口12側から見たときの左右上部)から突出して設けられている。
ステー32は、運搬時位置において、筐体10に対する揺動を規制する揺動ロック機構を備えている。揺動ロック機構は、例えば、ステー32の基部に設けられた押ボタン等を操作することによって解除可能となっている。
また、ステー32は、テレスコピック状に伸縮して長さを変更可能となっている。
この伸縮機構部は、任意の長さにおいてロック可能な伸縮ロック機構を備えている。
なお、ハンドル30が運搬時位置にある状態であっても、ポータブル発電機1の発電運転を行うことは可能である。
このとき、キャップ171は、グリップ31に対して開口12側に配置されている。
また、グリップ31が繰り出された運搬時位置においては、グリップ31は、車輪11に対してエンジン100を挟んだ筐体10の対角方向に配置されている。
この状態において、ポータブル発電機1の重心CGは、グリップ31と車輪11とを結んだ線Lよりも筐体10の下面側に、この線Lと隣接して配置されている。
エンジン100は、クランクケース110、シリンダ120、シリンダヘッド130、エアクリーナ140、マフラ150、ブロワファン160、燃料タンク170等を有して構成されている。
クランクシャフトの回転中心軸は、車輪11の車軸と平行となるように、図2における紙面と直交する方向、図3、図4における水平方向に沿って配置されている。
このクランクシャフトの回転中心軸は、車輪11による運搬時(直進時)におけるポータブル発電機1の移動方向と実質的に直交するようになっている。
クランクケース110の内部における下部には、飛沫潤滑等によってエンジン100内部の各摺動部を潤滑する潤滑用のオイルが貯留される。
クランクケース110は、筐体10の下部における車輪11と隣接する領域に配置され、防振用の弾性体を有するエンジンマウントを介して筐体10に締結固定されている。
シリンダ120は、クランクケース110より突出して設けられている。
シリンダ120は、ポータブル発電機1が発電時の姿勢にあるときに、シリンダヘッド130側の端部がクランクケース110側の端部に対してハンドル30側の斜め上方となるように傾斜して配置されている。
シリンダヘッド130は、燃焼室、点火栓、吸排気ポート及びこれらを開閉する吸排気バルブとその駆動系等を有して構成されている。
シリンダヘッド130は、前面パネル20のエアインテーク22に隣接して配置されている。
上述したクランクケース110、シリンダ120、シリンダヘッド130は、例えばアルミニウム系合金の鋳造品に所定の機械加工を施して形成されている。
エアクリーナ140は、シリンダヘッド130の側部であって発電体200の開口12側に、これらと隣接して配置されている。
マフラ150は、板金製の容器状に形成され、筐体10内の背面部13に隣接する領域であって、クランクケース110の上方側に配置されている。
また、マフラ150は、燃料タンク170に対して筐体10の背面部13側に隣接して配置されている。
ブロワファン160は、発電体200のクランクケース110側とは反対側に設けられている。
ブロワファン160は、ブロワファン160の周囲を囲って冷却風を案内するファンハウジング161内に収容されている。
また、ブロワファン160の内径側には、エンジン100の始動に用いられるリコイルスタータが設けられる。
燃料タンク170は、筐体10の内部におけるエンジン100の上方でありかつ水平方向においてマフラ150よりも開口12側(ハンドル30側)に配置されている。
燃料タンク170は、キャップ171、張出部172等を有する。
キャップ171は、燃料タンク170の上面部における開口12側(ハンドル30を牽引して運搬する際の前方側かつ上方側)に寄せて配置されている。
張出部172は、ポータブル発電機1の運搬のため、燃料タンク170をキャップ171側が高くなる方向に傾斜させた際に、燃料が流入することによって、液面を給油口(キャップ171)よりも低い位置に維持する機能を有する。
発電体200は、ケース210、ステータ220、ロータ230等を有して構成されている。
発電体200は、ステータ220とロータ230とが回転軸方向に間隔を隔てて対向するアキシャルギャップ型発電体である。
ケース210は、例えば、エンジン100のクランクシャフトの回転中心軸と実質的に同心に配置された円筒状の容器として形成されている。
ケース210は、クランクケース110のクランクシャフトの回転中心軸方向における一方の端面に締結固定されている。
ケース210は、例えば強化樹脂材料をインジェクション成形した部材を組み合わせて形成されている。
ステータ220は、ロータ230を回転軸方向に挟んで一対設けられ、ケース210の内面側に固定されている。
ロータ230は、ステータ220に対して回転軸方向に所定の隙間を介して対向して配置され、エンジン100の運転時にステータ220に対して相対回転する。
インバータユニット240は、発電体200が発生する電力の波形歪みを抑制し、正弦波に近づけて出力する正弦波インバータ機構を備えている。
インバータユニット240は、前面パネル20の内面側にエアインテーク22と隣接して配置されている。
図5は、実施例のポータブル発電機の運搬時の状態を示す図である。
図5(a)は、比較的体格が小さい女性のユーザU1が運搬している状態を示し、図5(b)は、比較的体格が大きい男性のユーザU2が運搬している状態を示している。
次に、ユーザはグリップ31を把持して上方へ引き上げ、ハンドル30側が高くなるように筐体10を傾斜させ、図5に示すようにグリップ31を車輪11の真上に近づけて配置した運搬時姿勢とし、車輪11のみが接地した状態でハンドル30を牽引し、ポータブル発電機1を運搬する。
運搬時において、ポータブル発電機1は、発電時の姿勢に対して、例えば45°以上傾斜させることができる。
実施例においては、発電体200として、回転軸方向の寸法が短いアキシャルギャップ型のものを採用したことによって、筐体10の幅(クランクシャフトの回転中心軸方向の寸法)をスリム化することができ、図5に示すようにユーザU1,U2の身体の横に配置して併走させることが容易である。
また、図5に示すように、この状態におけるグリップ31の地面からの高さHが、直立時のユーザU1,U2の掌の高さと略一致するようにステー32を伸縮させて調整することによって、ユーザの体格が異なる場合であっても容易に運搬することができる。
自動車の衝突実験用の人体ダミー人形として、AM95(大柄なアメリカ人成人男性に相当)、AM50(平均的なアメリカ人成人男性に相当)、AF5(小柄なアメリカ人成人女性に相当)、JM50(平均的な日本人成人男性に相当)が知られているが、これらの各ダミー人形を直立させた際の地面からの掌の高さを、グリップ31の高さHの調整範囲内に含めることが望ましい。
シリンダ120のクランクケース110に対する配置は、ハンドル30のグリップ31が車輪11の真上となるように筐体10を傾斜させたときに、オイルがシリンダ120内やシリンダヘッド130のブリーザ内へ流入しないように設定されている。
このため、運搬時姿勢におけるシリンダ120のクランクケース110側の端部における下端部は、クランクケース110内のオイル液面よりも高い位置となるように配置される。
燃料タンク170の形状及びキャップ171の位置は、容量上限までガソリンを貯留している際に、ハンドル30のグリップ31が車輪11の真上となるように筐体10を傾斜させたときに、ガソリン液面が給油口に到達しないように設定されている。
(1)運搬のために筐体10を傾斜させた際に、シリンダ120が発電時における傾斜した姿勢から、直立方向に近づきつつクランクケース110の上方に変位するようエンジン100の搭載姿勢を設定したことによって、運搬時におけるポータブル発電機1の傾斜角を大きくしても、クランクケース110内のオイルがシリンダ120内やシリンダヘッド130のブリーザへ流入することを防止することができる。
このため、傾斜角を従来技術のポータブル発電機に対して大きくし、ハンドル30のグリップ31を車輪11の真上に近づけて車輪11が負担する荷重を増加させ、ハンドル30に掛かる荷重を軽減して運搬時に必要な力を軽減することができる。
また、ハンドルと車輪とが水平方向に比較的大きく離間する従来技術のように、ハンドルのレバー比を利用してハンドル荷重を軽減する必要がないため、ハンドル30を小型化することができ、ハンドル30の展開や収納に要するスペースを小さくするとともに、軽量化も図ることができる。
さらに、運搬時にハンドル30を車輪11の真上近くに配置することによって、その場での回転が可能となり、狭い場所での方向転換が容易となる。
(2)燃料タンク170のキャップ171をハンドル30側に設け、その反対側に張出部172を設けたことによって、運搬のためにポータブル発電機1を傾斜させた際に、ガソリンの液面を給油口よりも下方に維持することができ、キャップ171の締め忘れなどがあった場合であっても燃料漏れを防止することができる。
(3)ハンドル30のグリップ31が筐体10の上面部に沿った格納位置から上方へ回動して繰り出される構成としたことによって、ハンドル30を格納位置から運搬時位置へ展開させる際に、ハンドル30が全行程において筐体10の上面よりも高い位置にあるため、ユーザが腰を曲げたり屈みこんで作業を行う必要がなく、作業性が改善される。
(4)ハンドル30のステー32を伸縮可能としたことによって、ユーザの体格が異なる場合であっても、運搬時のグリップ31の高さを適切に設定して上述した効果を確実に得ることができる。
(5)発電体200を軸方向寸法がコンパクトなアキシャルギャップ型のものとしたことによって、ポータブル発電機1のクランクシャフト軸方向の寸法を小型化し、運搬時にユーザの身体の横で併走させることが容易となり、歩行中にユーザの踵などがポータブル発電機1にぶつかることを防止できる。
(6)前面パネル20を筐体10に対して回動可能に取り付けたことにより、前面パネル20を開いて開口12より筐体10内のエンジン100等をメインテナンスすることができる。
例えば、開口12よりエアクリーナの分解清掃や、オイル、プラグ等消耗品の点検、交換作業を行うことができる。
(7)前面パネル20に設けられたエアインテーク22側から、筐体10の背面部13の開口にかけて空気を通過させるとともに、インバータユニット240、エアクリーナ140、キャブレタ、燃料タンク170など、比較的低温に維持することが好ましい部品を上流側に配置し、比較的高温となるマフラ150等の排気系を下流側に配置することによって、効率よく筐体10内部の各部品の冷却を行うことができる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)ポータブル発電機の構成は、上述した実施例の構成に限らず適宜変更することができる。
例えば、エンジンのシリンダレイアウトや動弁駆動方式、補機類の配置などは適宜変更することが可能である。
また、発電体の形式も、アキシャルギャップ型とすることがコンパクト化の観点からは好ましいが、これには限定されない。
(2)実施例においては、エンジンや発電体を支持する支持構造体として樹脂製の筐体を用いているが、これに限らず、例えば金属製のパイプフレーム等を用いてもよい。
また、樹脂製の筐体内部に金属製のフレーム構造を設けてもよい。
(3)ハンドルの構成や格納位置からの展開方法は、実施例の構成に限らず適宜変更することができる。
また、ハンドルを運搬時位置に固定したままでも特に支障がない場合には、ハンドルは固定式であってもよい。
11 車輪 12 開口
13 背面部 14 脚部
20 前面パネル 21 操作盤
22 エアインテーク 30 ハンドル
31 グリップ 32 ステー
100 エンジン 110 クランクケース
120 シリンダ 130 シリンダヘッド
140 エアクリーナ 150 マフラ
151 排気管 160 ブロワファン
161 ファンハウジング 170 燃料タンク
171 キャップ 172 張出部
200 発電体 210 ケース
220 ステータ 230 ロータ
240 インバータユニット
U1,U2 ユーザ
CG 重心
Claims (6)
- クランクシャフトを収容するとともにオイルを貯留するクランクケース、及び、前記クランクケースから突出したシリンダを有するエンジンと、
前記エンジンによって駆動され電力を発生する発電体と、
前記エンジン及び前記発電体を支持する支持構造体と、
前記支持構造体の発電時の水平方向における一方の端部の下部に設けられた車輪と、
前記支持構造体の発電時の水平方向における他方の端部の上部に設けられ、ユーザによって把持されるグリップ部を有するハンドルと
を備えるポータブル発電機であって、
前記ハンドル側が前記車輪側に対して上昇するように前記支持構造体を発電時に対して傾斜させた運搬時の姿勢において、前記クランクケース内のオイル液面に対して前記シリンダが上方となり、
前記運搬時の姿勢において、前記ポータブル発電機の重心位置が、前記車輪の回転軸方向から見て前記車輪の中心と前記グリップ部とを結んだ直線に対して下方側にオフセットして配置されること
を特徴とするポータブル発電機。 - 前記エンジンで用いられる燃料を貯留するとともに前記支持構造体に支持された燃料タンクを有し、
前記運搬時の姿勢において、前記燃料タンクに容量上限まで燃料が貯留されている際に、前記燃料タンクに燃料を補給する給油口が燃料液面よりも上方となること
を特徴とする請求項1に記載のポータブル発電機。 - 前記ハンドルは、前記グリップ部が前記支持構造体から突出した運搬時位置と、前記グリップ部が前記支持構造体の上面部に沿って配置される格納位置との間で移動可能なよう前記支持構造体に対して揺動可能に取り付けられること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のポータブル発電機。 - 前記ハンドルは、前記運搬時の姿勢における前記グリップ部の地面からの高さを調整する調整機構を備えること
を特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のポータブル発電機。 - 前記発電体は、ロータとステータとが回転軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型発電体であること
を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のポータブル発電機。 - 前記シリンダは、発電時の姿勢にあるときに、前記シリンダのシリンダヘッド側の端部が前記シリンダのクランクケース側の端部に対して前記ハンドル側の斜め上方となるように傾斜して配置されること
を特徴とする請求項1に記載のポータブル発電機。
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