JP6199102B2 - エンジン発電機 - Google Patents

Description

本開示は、二次電池を主電源とするモータで走行する電気自動車に搭載され、二次電池またはモータの電源に供されるエンジン発電機に関する。

移動式の発電機として、二輪車に搭載される駆動エンジンのクランクシャフトの一端に設けられた始動用の第１発電機とは別に、走行目的以外の用途の電源として使用する第２発電機を二輪車の駆動エンジンの上部に搭載し、駐停車時に第２発電機が発電した電力を外部へ取り出せるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。

また、エンジンの振動低減装置として、スタータジェネレータの回転シャフトをクランクシャフトに対して逆回転するようにクランクシャフトに接続し、この回転シャフトの慣性モーメントによってクランクシャフトのトルク反力を打ち消すことでエンジンのローリング振動を低減する技術が知られている（特許文献２参照）。

特開昭６１−８１８７７号公報 特開２０１１−１２２５６６号公報

しかしながら、従来のエンジン発電機は、一般に補助的な役割で用いられており、高出力時の騒音および振動や冷却性、搭載性に対する考慮がなされていない。発電機は、小型であるほど搭載性の点では有利になる。しかしながら、従来のエンジン発電機では、発電機がエンジンのクランク軸と同軸に設けられ、クランク軸と同一の回転速度で回転するため、エンジンの回転数を低く抑制したまま発電機から高出力を引き出そうとすると発電効率が悪くなり、コイルの発熱量が大きくなって耐久性が不利になる。小型の発電機から効率良く出力を引き出すには、クランク軸の回転数を増加させ、発電機の回転数を増加させることが考えられる。しかしながら、エンジンの騒音抑制や振動抑制の面からはクランク軸の回転数は低下させたいという相反する課題がある。また、エンジンと発電機とを一体化したエンジン発電機を車両の床下などに搭載する場合には、大きさに加えて搭載性も考慮する必要がある。特に小型の電気自動車などにエンジン発電機を搭載する場合には、搭載性に十分な考慮が必要である。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、エンジン回転速度を低速にして騒音および振動を抑制したうえで、発電機を効率の良い回転数で駆動することができ、かつ電気自動車への搭載性に優れたエンジン発電機を提供することを目的とする。

このような課題は、本発明の一側面によれば、二次電池（６）を主電源とするモータ（４）で走行する電気自動車（１）に搭載され、前記二次電池（６）または前記モータ（４）の電源に供されるエンジン発電機（１０）であって、シリンダ（１３）、当該シリンダに摺動可能に挿入されたピストン（２３）および当該ピストンに連結されたクランクシャフト（２４）を有するエンジン（１１）と、前記クランクシャフト（２４）と平行に設けられる回転シャフト（６２）を有する第１発電機（１２）と、前記クランクシャフト（２４）と前記回転シャフト（６２）との間に介装され、前記エンジン（１１）の回転速度に対して前記第１発電機（１２）の回転速度を増速させる変速機構（４１・６５）とを備え、前記第１発電機（１２）は、前記クランクシャフト（２４）の軸方向視において、前記クランクシャフト（２４）に対して前記シリンダ（１３）と相反する側に設けられたことを特徴とするエンジン発電機を提供することにより達成される。

このエンジン発電機によれば、第１発電機が変速機構を介してエンジンに接続されるため、所望の出力を得るために必要なエンジン回転速度を低速にし、エンジンの騒音および振動を抑制できる。また、回転シャフトがクランクシャフトと平行をなし、且つクランクシャフトに対してシリンダと相反する側に位置するように第１発電機が設けられたことにより、エンジン発電機の寸法がシリンダ軸線方向については大きくなるものの、これと直交する方向については小さくなり、電気自動車への搭載性を向上させることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記第１発電機（１２）は、前記クランクシャフト（２４）の軸方向視において、シリンダ軸線（１３Ｘ）と直交する方向について、前記エンジン（１１）の寸法（Ｈ１１）よりも小さな寸法（Ｈ１２）を有し且つ前記エンジン（１１）から突出しない位置に設けられた構成とすることができる。

この構成によれば、シリンダ軸線方向と直交する方向についてエンジン発電機の寸法が第１発電機の存在によって大きくなることがないため、電気自動車への搭載性が向上し、床下などへの搭載が容易になる。

また、本発明の一側面によれば、前記変速機構（４１・６５）は、前記クランクシャフト（２４）に設けられた大ギヤ（４１）と、前記回転シャフト（６２）に設けられ、前記大ギヤに噛み合う小ギヤ（６５）と、前記大ギヤ（４１）または前記小ギヤに、当該両ギヤ（４１・６５）の歯面の分離および衝突を防止するように設けられたダンパ（弾性部材６８、７３、８５）と、前記ダンパ（６８）が設けられた前記大ギヤ（４１）または前記小ギヤ（６５）に、前記エンジン（１１）のトルク変動による振動を抑制するように設けられたウェイト（６７、７５、８４）とを含む構成とすることができる。

この構成によれば、変速機構が騒音や振動を発生させることを防止できる。

また、本発明の一側面によれば、前記クランクシャフト（２４）に一体に設けられた冷却ファン（５５）と、前記冷却ファン（５５）が生成する冷却風に晒されるように設けられ、前記エンジン（１１）用の冷却水を流通させるラジエータ（５６）とをさらに有し、前記第１発電機（１２）が前記冷却風の通路（９１）に設けられた構成とすることができる。

この構成によれば、エンジン冷却用の冷却ファンを利用して第１発電機を冷却することができ、第１発電機の小型化が可能になる。

また、本発明の一側面によれば、前記冷却ファン（５５）と一体に前記クランクシャフト（２４）に設けられた第２発電機（５０）をさらに有する構成とすることができる。

この構成によれば、二輪車などに汎用されているスタータモータ付きのエンジンに第１発電機を取り付けることでエンジン発電機を構成できるため、エンジン発電機の製造コストを抑えることができる。

このように本発明によれば、エンジン回転速度を低速にして騒音および振動を抑制したうえで、発電機を効率の良い回転数で駆動することができ、かつ自動車への搭載性に優れたエンジン発電機を提供することができる。

第１実施形態に係るエンジン発電機を搭載した電気自動車の概略透視側面図 図１に示すエンジン発電機の平断面図 図２中のIII−III断面図 図１に示すエンジン発電機における第１発電機の位置説明図 第１実施形態の変形例に係るエンジン発電機の要部平断面図 第１実施形態の他の変形例に係るエンジン発電機の要部平断面図 第２実施形態に係るエンジン発電機の平断面図 図７中のVIII−VIII断面図 第２実施形態の変形例に係るエンジン発電機の平断面図

以下、図面を参照して、本発明に係るエンジン発電機１０について２つの実施の形態およびこれらの変形例を挙げて詳細に説明する。

≪第１実施形態≫
まず、図１〜図６を参照しながら第１実施形態に係るエンジン発電機１０を説明する。図１に示すように、エンジン発電機１０は自動車１に搭載されて使用される。自動車１は、車体２の前後左右に４つの車輪３（３ｆ、３ｒ）を有し、両前輪３ｆにそれぞれ同軸に設けられた２つのインホイールモータ４を駆動源にして走行するモータ駆動式の電気四輪自動車である。自動車１の床５の下方には、二次電池であるバッテリ６が搭載されるとともに、家庭用交流電源などの外部電源からバッテリ６に充電を行うための充電器７が搭載されている。一方、エンジン発電機１０は、自動車１の車体２の後部における床５の下方に形成されたエンジンルーム８内に設置される。インホイールモータ４は、三相交流モータであり、バッテリ６から供給される直流電力を図示しないインバータを介して変換した交流電力を主な電源として駆動する。

エンジン発電機１０は、エンジン１１とエンジン１１に連結された発電機１２とを有しており、エンジン１１によって発電機１２が駆動されることで電力（ここでは交流電力）を発電する。エンジン発電機１０が発電した電力は、図示しないコンバータを介して直流電力に変換され、バッテリ６に充電されてインホイールモータ４の駆動に利用されるか、直接インホイールモータ４の駆動に利用される。この意味では、自動車１はバッテリ６からの電力に加えてエンジン発電機１０からの電力をも駆動電源にして走行するハイブリット自動車であると云うことができる。図示は省略するが、自動車１には、燃料タンクや、燃料タンク内の燃料をエンジン発電機１０に供給するための燃料供給系、エンジン発電機１０に空気を供給するための吸気系なども備え付けられている。また、自動車１には、エンジン発電機１０からの排気ガスを車体２の後方に導く排気系９が搭載されており、排気系９には騒音を低減するための消音器９ａが設けられている。

図２および図３に示すように、エンジン１１は、４ストローク単気筒ＳＯＨＣのレシプロエンジンであり、シリンダブロック１３や、シリンダブロック１３の軸方向の一端に接合されたシリンダヘッド１４、シリンダヘッド１４のシリンダブロック１３と相反する側に接合され、シリンダヘッド１４と協働して動弁室１５を画成するシリンダヘッドカバー１６、シリンダブロック１３の軸方向の他端に接合され、クランク室１７を画成するクランクケース１８などを有している。

シリンダブロック１３には１つのシリンダボア２１が形成されるともにブロック内ウォータージャケット２２が形成されている。シリンダボア２１にはピストン２３が摺動可能に受容されており、クランク室１７にはクランクシャフト２４が回転可能に設けられている。ピストン２３とクランクシャフト２４のクランクピンとはコネクティングロッド２５によって連結されており、ピストン２３の往復運動がクランクシャフト２４の回転運動に変換される。

エンジン発電機１０は、シリンダヘッド１４を前方に向けてシリンダボア２１が前後方向に概ね水平に延在し、且つクランクシャフト２４が左右方向に水平に延在する姿勢で自動車１に搭載されている。以下では、エンジン発電機１０の搭載姿勢を基準にして図２および図３に矢印で示した前後、左右、上下の方向にしたがって説明を進める。シリンダブロック１３の下面には、図３に示すようにブロック内ウォータージャケット２２に冷却水を流入させるための冷却水導入口２６が形成されている。

一方、シリンダヘッド１４には、点火プラグ３０（図２）が設置されるとともに、吸気ポート３１（図３）、排気ポート３２（図３）およびヘッド内ウォータージャケット３３（図２）が形成されている。また、シリンダヘッド１４には、図３に示すように吸気バルブ３４および排気バルブ３５が吸気ポート３１および排気ポート３２をそれぞれ開閉するように摺動可能に設けられている。動弁室１５には、クランクシャフト２４と平行に延在するカムシャフト３６や、カムシャフト３６により揺動駆動され、吸気バルブ３４および排気バルブ３５を開閉するロッカアーム３７、３８などからなる動弁系３９が収容されている。ヘッド内ウォータージャケット３３（図２）は、ブロック内ウォータージャケット２２と連通するように形成されており、ブロック内ウォータージャケット２２を流通した冷却水がヘッド内ウォータージャケット３３に流入する。

クランクシャフト２４は、クランクピンの軸方向両側に形成されたジャーナルがそれぞれボールベアリング４０を介してクランクケース１８に支持されることにより回転可能とされている。クランクシャフト２４の一端はクランクケース１８から左方に突出しており、このクランクシャフト２４の左側突出部には、後述する小ギヤ６５に比べて大きな大ギヤ４１が一体に取り付けられている。クランクケース１８の左側面にはギヤカバー４２が取り付けられ、ギヤカバー４２の内部にギヤ室４３が形成されている。ギヤ室４３は、大ギヤ４１に加えて小ギヤ６５を収容するべくエンジン１１よりも後方に大きく延出している。ギヤ室４３の一部はクランクケース１８により画成されるが、ギヤ室４３の右半を画成するとともに発電機１２を支持するギヤケース４４が後方や上方などに延出するようにクランクケース１８に一体形成されている。

クランクシャフト２４の他端もクランクケース１８から右方に突出している。クランクシャフト２４のこの右側突出部におけるジャーナルの近傍には、クランクシャフト２４と一体に回転するクランクスプロケット４５が取り付けられている。カムシャフト３６におけるクランクスプロケット４５と軸方向に対応する位置には、カムスプロケット４６が一体に取り付けられている。クランクスプロケット４５およびカムスプロケット４６には無端チェーン４７が掛け渡されており、無端チェーン４７によってクランクスプロケット４５の回転がカムスプロケット４６に伝達される。クランクスプロケット４５のスプロケット径はカムスプロケット４６のスプロケット径の１／２とされており、カムシャフト３６はクランクシャフト２４の１／２の回転速度をもって回転駆動される。クランクケース１８の無端チェーン４７が設けられた側の側面にはチェーンカバー４８が設けられており、無端チェーン４７はクランクケース１８とチェーンカバー４８とによって画成されるチェーン室４９に収容されている。

クランクシャフト２４におけるクランクスプロケット４５よりも右方部分には、ＡＣジェネレータ５０がクランクシャフト２４と同軸に設けられている。ＡＣジェネレータ５０は、クランクシャフト２４と一体に回転するように取り付けられた永久磁石を有するアウタロータ５１と、クランクケース１８に固定された電磁コイルを有するインナステータ５２とを有している。ＡＣジェネレータ５０は、エンジン１１を始動する際にはスタータモータとして機能し、エンジン１１の始動後にはクランクシャフト２４により駆動される副発電機として機能させることができる。

クランクシャフト２４におけるＡＣジェネレータ５０よりもさらに右方の端部には、クランクシャフト２４と一体に回転する遠心式の冷却ファン５５が取り付けられている。冷却ファン５５に対してＡＣジェネレータ５０と相反する側、すなわち冷却ファン５５の吸気側の冷却ファン５５から離間した位置には、エンジン１１冷却用のラジエータ５６が配置されている。ラジエータ５６は、シリンダブロック１３の右側面に接合された円筒形状のラジエータベース５７の右側開放端に、冷却ファン５５が生成する冷却風に晒されるように取り付けられ、エンジン１１と一体とされている。ラジエータベース５７には、空気導入口５８ａが形成されたラジエータカバー５８がラジエータ５６を覆うように取り付けられており、空気導入口５８ａから導入された空気がラジエータ５６を通過することにより、ラジエータ５６内の冷却水と空気との間で熱交換が行われる。ラジエータベース５７の後部には空気排出口５７ａが形成され、冷却ファン５５によって送風された空気は空気排出口５７ａから外部に排出される。

本実施形態では、空気排出口５７ａは発電機１２と左右方向について重ならない位置に形成されている。他の実施形態では、空気排出口５７ａを発電機１２と左右方向について重なる位置に形成し、空気排出口５７ａから外部に排出された空気が発電機１２を冷却するように構成する、言い換えれば、発電機１２を冷却ファン５５からの冷却風の通路上に位置するように構成してもよい。

このような構成のエンジン１１は、大ギヤ４１やギヤケース４４などを除いた構成が二輪車などに汎用されているスタータモータ付きのエンジンと同様である。そのため、汎用エンジンに若干の改造を加えることで実施形態のエンジン１１を構成することができ、これに発電機１２を取り付けることでエンジン発電機１０を構成することができるため、エンジン発電機１０の製造コストを抑えることが可能である。

発電機１２は、エンジン１１の後方のクランクケース１８から離間した位置にクランクシャフト２４と平行に配置されている。発電機１２は、ギヤケース４４に取り付けられたハウジング６１と、ハウジング６１によって回転自在に支持され、クランクシャフト２４と並列に設けられた回転シャフト６２と、回転シャフト６２に一体に回転するように取り付けられた永久磁石を有するインナロータ６３と、ハウジング６１に固定された電磁コイルを有するアウタステータ６４とを有している。回転シャフト６２は、クランクシャフト２４と平行、すなわち左右方向に水平に延在している。

回転シャフト６２は、ハウジング６１の左壁およびギヤケース４４を貫通してギヤ室４３に突入しており、ギヤ室４３内の端部近傍に大ギヤ４１に比べて小径の小ギヤ６５が一体に取り付けられている。小ギヤ６５は大ギヤ４１に常時噛み合うように設けられており、クランクシャフト２４の回転が回転シャフト６２に伝達される。本実施形態では、小ギヤ６５の基準ピッチ円直径は大ギヤ４１の基準ピッチ円直径の１／２とされており、回転シャフト６２はクランクシャフト２４の２倍の回転速度で回転駆動される。つまり、大ギヤ４１および小ギヤ６５が、クランクシャフト２４と回転シャフト６２との間に介装され、エンジン１１の回転速度に対して発電機１２の回転速度を増速させる変速機構を構成している。

小ギヤ６５は、回転シャフト６２に固定された環状の内側部材６６と、内側部材６６の外径よりも大きな内径を有し、その外周面に歯６５ａが形成された環状の外側部材６７と、内側部材６６と外側部材６７とを連結するゴム状の弾性部材６８とを有している。外側部材６７は、内側部材６６に比べて軸方向寸法が大きく形成され、内側部材６６に対して発電機１２のハウジング６１側に突出するように設けられている。外側部材６７は、内側部材６６に対して突出する部分に設けられた２つのボールベアリング６９によってギヤケース４４に回転可能に支持されている。弾性部材６８は、内側部材６６と外側部材６７とを周方向に相対変位可能に連結しており、バックラッシュの存在により発生する大ギヤ４１および小ギヤ６５の歯面の分離および衝突を防止するダンパとして機能する。

また、小ギヤ６５は、大ギヤ４１に比べて小径とされることにより大ギヤ４１よりも高速で回転し、外側部材６７の軸方向寸法が大きくされていることからエンジン１１の駆動時により大きな慣性モーメントを発生する。そのため、小ギヤ６５は、エンジン１１のトルク変動によるクランクシャフト２４の回転速度の変化を抑制し、エンジン発電機１０のローリング振動を抑制する。また、弾性部材６８がエンジン１１のトルク変動によって変形することで、回転シャフト６２の回転速度の変化が抑制され、発電機１２の発電量が安定する。

本実施形態では、発電機１２は、エンジン１１の駆動時における発電用として利用される。発電機１２が発電した電力は、前述したように図示しないコンバータを介して直流電力に変換され、バッテリ６に充電されてインホイールモータ４の駆動に利用されるか、直接インホイールモータ４の駆動に利用される。本実施形態においてスタータモータとして機能させるＡＣジェネレータ５０は必須の構成ではないため、ＡＣジェネレータ５０を設けない形態とすることも可能であり、このようにする場合には、エンジン１１を始動する際のスタータモータとして発電機１２を用いるとよい。

このように構成されたエンジン発電機１０は、図１および図３に示すように、自動車１の車体２後部の床５下に形成されたエンジンルーム８内に概ね水平に設置される。本実施形態では、オイルがシリンダボア２１に溜まることによるオイルハンマーの発生などがないように、シリンダブロック１３の軸線（以下、シリンダ軸線１３Ｘ（図４参照）と称する。）がシリンダヘッド１４側を上方に向けて水平面に対して傾斜した状態でエンジン発電機１０がエンジンルーム８に搭載されている。床５は、エンジンルーム８を形成するために段差を有しており、前部に比べて後部の床面が高くなっている。この高くなった床５の後部の上方空間は、後部座席の設置スペースやラゲッジルームとして利用される。そのため、床５上の空間を大きくするためには、エンジンルーム８の高さを可能な限り小さくする必要がある。

そこで本実施形態では、図４に示すように、クランクシャフト２４の軸方向視において、クランクシャフト２４に対してシリンダブロック１３と相反する側に位置するように発電機１２を設けるようにしている。より詳細には、本実施形態の発電機１２は、回転シャフト６２がエンジン１１のクランクシャフト２４と同じ高さとなる位置に配置されている。ここで、発電機１２の高さ寸法Ｈ１２はエンジン１１の高さ寸法Ｈ１１よりも小さい。そのため、発電機１２はエンジン１１から上下方向に突出しないようにエンジン１１に設けられることになり、発電機１２の設置によってエンジン発電機１０の高さ寸法が大きくなることがない。したがって、エンジンルーム８の高さ寸法Ｈの縮小化が可能となり、エンジン発電機１０の床５下への搭載が容易になるともに、エンジン発電機１０の自動車１への搭載性が向上する。

なお、このような観点からすると、発電機１２は、クランクシャフト２４と同じ高さに配置される必要はなく、図４に想像線で示したように上方または下方にずらした位置に配置することも可能である。ただし、このような位置に発電機１２を設置する場合であっても、エンジン１１から上下方向に突出しない位置に発電機１２を設置することが好ましい。

クランクシャフト２４の回転中心２４Ｘからシリンダブロック１３と相反する側にシリンダ軸線１３Ｘと平行に延ばした線を基準線ＢＬとすると、本実施形態の場合、クランクシャフト２４が略シリンダ軸線１３Ｘ上に位置することから基準線ＢＬはシリンダ軸線１３Ｘと一致する。そして、クランクシャフト２４の回転中心２４Ｘと発電機１２の回転シャフト６２とを結ぶ直線ＧＬが基準線ＢＬ（シリンダ軸線１３Ｘ）に対して上下方向にそれぞれ３０度以下となるように発電機１２の位置を設定することにより、エンジン１１から上下方向に突出しないように発電機１２を設置することができる。

なお、発電機１２の位置を図４に想像線で示すような上下方向にずらした位置に設定すると、エンジン発電機１０の前後方向寸法は、本実施形態に比べて若干小さくなり、エンジンルーム８の前後寸法Ｌを若干小さくすることが可能である。

このように、発電機１２が大ギヤ４１および小ギヤ６５を介してエンジン１１に接続されることにより、所望の電力を得るために必要なエンジン回転速度を低速にすることができ、エンジン１１の騒音および振動を抑制することが可能である。また、回転シャフト６２がクランクシャフト２４と平行をなし、且つクランクシャフト２４に対してシリンダブロック１３と相反する側に位置するように発電機１２が設けられたことにより、エンジン発電機１０の前後寸法（エンジンルーム８の前後寸法Ｌ）が大きくなるものの、エンジン発電機１０の高さ寸法（エンジンルーム８の高さ寸法Ｈ）が小さくなり、エンジン発電機１０の自動車１への搭載性が向上する。

＜変形例１＞
次に、図５を参照して、第１実施形態の変形例について説明する。図５に示すように、本変形例では、発電機１２の回転シャフト６２には、ギヤ室４３内の端面に円板状のプレート７１が回転シャフト６２に直交するようにナット７２により締結されており、このプレート７１を介して小ギヤ６５が回転シャフト６２に一体に取り付けられている。

プレート７１には、複数の長孔７１ａが周方向に延在するように形成されており、各長孔７１ａには、長孔７１ａに対応する形状のゴム状の弾性部材７３が取り付けられている。弾性部材７３の周方向の中央には弾性部材７３を貫通するようにピン７４が取り付けられており、このピン７４に小ギヤ６５が一体に設けられている。小ギヤ６５は、大ギヤ４１に噛み合う歯６５ａよりも軸方向寸法が大きく形成されており、軸方向に両端に設けられた２つのボールベアリング６９によってギヤケース４４に回転可能に支持されている。小ギヤ６５の歯６５ａから軸方向にオフセットした位置には、小ギヤ６５よりも大径の環状に形成されたウェイト７５が一体に取り付けられている。

この構成によれば、弾性部材７３が、小ギヤ６５に固定されたピン７４と回転シャフト６２に固定されたプレート７１とを周方向に相対変位可能に連結しており、バックラッシュの存在により発生する大ギヤ４１および小ギヤ６５の歯面の分離および衝突を防止するダンパとして機能する。また、小ギヤ６５にこれよりも大径のウェイト７５が一体に取り付けられていることにより、小ギヤ６５およびウェイト７５がエンジン１１の駆動時により大きな慣性モーメントを発生する。そのため、エンジン１１のトルク変動によるクランクシャフト２４の回転速度の変化がより効果的に抑制され、エンジン発電機１０のローリング振動が抑制される。また、発電機１２の発電量もより安定する。

＜変形例２＞
図６を参照して、第１実施形態の他の変形例について説明する。図６に示すように、本変形例では、発電機１２の回転シャフト６２のギヤ室４３側の端部には小ギヤ６５がナット７２によって固定されており、回転シャフト６２がボールベアリング６９によってギヤケース４４に回転可能に支持されている。一方、クランクシャフト２４の左側突出部には、一対の円板状のプレート８１、８２がクランクシャフト２４に直交するように一体に取り付けられており、一対のプレート８１、８２によって挟み込まれることにより大ギヤ４１が保持されている。

大ギヤ４１は、比較的薄く形成された内側部分８３と、内側部分８３に一体に比較的厚く形成され、その外周面に歯４１ａが形成された外側部分８４とを有している。内側部分８３には、複数の長孔８３ａが周方向に延在するように形成されており、各長孔８３ａには、長孔８３ａに対応する形状のゴム状の弾性部材８５が取り付けられている。弾性部材８５の周方向の中央には弾性部材８５を貫通するようにピン８６が取り付けられており、このピン８６は一対のプレート８１、８２に固定されている。

この構成によれば、弾性部材８５が、一対のプレート８１、８２に固定されたピン８６と大ギヤ４１とを周方向に相対変位可能に連結しており、バックラッシュの存在により発生する大ギヤ４１および小ギヤ６５の歯面の分離および衝突を防止するダンパとして機能する。また、大ギヤ４１の外側部分８４が肉厚に形成されていることからエンジン１１の駆動時により大きな慣性モーメントを発生する。そのため、大ギヤ４１は、エンジン１１のトルク変動によるクランクシャフト２４の回転速度の変化を抑制し、エンジン発電機１０のローリング振動を抑制する。また、弾性部材８５がエンジン１１のトルク変動によって変形することで、大ギヤ４１や回転シャフト６２の回転速度の変化が抑制され、発電機１２の発電量が安定する。

≪第２実施形態≫
次に、図７および図８を参照しながら第２実施形態に係るエンジン発電機１０を説明する。なお、第１実施形態と形態または機能が同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態では、エンジン発電機１０の後部に発電機１２（より詳細にはハウジング６１）を覆う発電機カバー９０が取り付けられている。発電機カバー９０は、ラジエータベース５７に形成された空気排出口５７ａがその内部に開口するように取り付けられている。発電機カバー９０におけるラジエータカバー５８の空気排出口５７ａと相反する側には、発電機カバー９０の内部を流通した空気を排出するための開口９０ａが形成されている。本実施形態では、開口９０ａはギヤケース４４との間に形成される隙間とされている。他の実施形態では、発電機カバー９０を貫通する貫通孔により構成されてもよい。

このような発電機カバー９０が設けられることにより、冷却ファン５５によって生成されて空気排出口５７ａから排出された空気（冷却風）は、発電機１２の周囲を通過して開口９０ａからラジエータカバー５８の外部に排出される。つまり、発電機カバー９０が発電機１２の周囲に冷却風の通路９１を画成する通路画成部材となっている。

前述したように、回転シャフト６２がクランクシャフト２４の２倍の回転速度で回転駆動されることから、発電機１２の発電量が大きくなる一方でコイルを有するアウタステータ６４が発熱しやすくなる。本実施形態では、発電機１２が冷却風の通路９１に設けられたことにより、発電機１２の周囲を冷却風が流通して発電機１２の放熱効率が向上する。つまり、エンジン１１冷却用の冷却ファン５５を利用して発電機１２の冷却が可能であることから、出力当たりの発熱エネルギーが大きな小型の発電機１２の採用が可能になり、エンジン発電機１０を小型化できる。

＜変形例＞
最後に、図９を参照して、第２実施形態の変形例について説明する。図９に示すように、本変形例では、第２実施形態のラジエータカバー５８と発電機カバー９０とが一体物のカバー部材９５として構成され、第２実施形態の排気用の開口９０ａと同じ発電機１２の左側後方に形成された開口が空気導入口９５ａとなっている。冷却ファン５５によって空気導入口９５ａから吸引され、ラジエータ５６を通過した冷却風は、ラジエータベース５７の前部に形成された空気排出口５７ａから外部に排出される。なお、空気排出口５７ａは、当然のことながらカバー部材９５の内部以外に開口する位置に形成される。エンジン発電機１０がこのように構成されても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、エンジン１１が単気筒ＳＯＨＣエンジンであるが、多気筒エンジンやＤＯＨＣエンジンなどであってもよい。また、上記実施形態では、変速機構によって回転シャフト６２をクランクシャフト２４の２倍の回転速度で回転させるように構成しているが、増速させるものであれば変速倍率は２倍に限定されるものではない。また、変速機構としてベルトやチェーンなどを用いてもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示したエンジン発電機１０の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ 自動車（電気自動車）
４ インホイールモータ
６ バッテリ（二次電池）
１０ エンジン発電機
１１ エンジン
１２ 発電機（第１発電機）
１３ シリンダブロック（シリンダ）
１３Ｘ シリンダ軸線
２３ ピストン
２４ クランクシャフト
４１ 大ギヤ（変速機構）
５０ ＡＣジェネレータ（第２発電機）
５５ 冷却ファン
５６ ラジエータ
６２ 回転シャフト
６５ 小ギヤ（変速機構）
６７ 外側部材（ウェイト）
６８ 弾性部材（ダンパ）
７３ 弾性部材（ダンパ）
７５ ウェイト
８４ 外側部分（ウェイト）
８５ 弾性部材（ダンパ）
Ｈ エンジンルーム８の高さ寸法
Ｈ１１ エンジン１１の高さ寸法
Ｈ１２ 発電機１２の高さ寸法

Claims (8)

1. 二次電池を主電源とするモータで走行する電気自動車に搭載され、前記二次電池または前記モータの電源に供されるエンジン発電機であって、
   シリンダ、当該シリンダに摺動可能に挿入されたピストンおよび当該ピストンに連結されたクランクシャフトを有するエンジンと、
   前記クランクシャフトと平行に設けられる回転シャフトを有する第１発電機と、
   前記クランクシャフトと前記回転シャフトとの間に介装され、前記エンジンの回転速度に対して前記第１発電機の回転速度を増速させる変速機構とを備え、
   前記第１発電機は、前記クランクシャフトの軸方向視において、前記クランクシャフトに対して前記シリンダと相反する側に設けられ、
   前記変速機構は、
   前記クランクシャフトに設けられた大ギヤと、
   前記回転シャフトに設けられ、前記大ギヤに噛み合う小ギヤと、
   前記大ギヤおよび前記小ギヤの歯面の分離および衝突を防止するように前記小ギヤに設けられたダンパと、
   前記小ギヤに、前記エンジンのトルク変動による振動を抑制するように設けられたウェイトと
   を含み、
   前記小ギヤは、前記回転シャフトに固定された環状の内側部材と、前記内側部材の外径よりも大きな内径を有し、外周面に歯が形成された環状の外側部材と、前記内側部材と前記外側部材とを連結する前記ダンパをなすゴム状の弾性部材とを有し、
   前記外側部材は、前記内側部材に比べて軸方向寸法が大きく形成されて前記ウェイトをなすことを特徴とするエンジン発電機。
2. 前記外側部材の前記内側部材に対して軸方向に突出する部分が、ボールベアリングによってギヤケースに回転可能に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載のエンジン発電機。
3. 二次電池を主電源とするモータで走行する電気自動車に搭載され、前記二次電池または前記モータの電源に供されるエンジン発電機であって、
   シリンダ、当該シリンダに摺動可能に挿入されたピストンおよび当該ピストンに連結されたクランクシャフトを有するエンジンと、
   前記クランクシャフトと平行に設けられる回転シャフトを有する第１発電機と、
   前記クランクシャフトと前記回転シャフトとの間に介装され、前記エンジンの回転速度に対して前記第１発電機の回転速度を増速させる変速機構とを備え、
   前記第１発電機は、前記クランクシャフトの軸方向視において、前記クランクシャフトに対して前記シリンダと相反する側に設けられ、
   前記変速機構は、
   前記クランクシャフトに設けられた大ギヤと、
   前記回転シャフトに設けられ、前記大ギヤに噛み合う小ギヤと、
   前記大ギヤおよび前記小ギヤの歯面の分離および衝突を防止するように前記小ギヤに設けられたダンパと、
   前記小ギヤに、前記エンジンのトルク変動による振動を抑制するように設けられたウェイトとを含み、
   前記小ギヤは、前記回転シャフトの端面に締結された円板状のプレートを介して前記回転シャフトに一体に取り付けられ、
   前記プレートには周方向に延在する複数の長孔が形成され、当該長孔には前記ダンパをなすゴム状の弾性部材が取り付けられ、
   前記弾性部材の周方向の中央を貫通するように設けられたピンが前記小ギヤに一体に設けられており、
   前記小ギヤが、前記大ギヤに噛み合う歯よりも軸方向寸法が大きく形成されて前記ウェイトをなすことを特徴とするエンジン発電機。
4. 前記小ギヤは、軸方向に両端に設けられた２つのボールベアリングによってギヤケースに回転可能に支持されていることを特徴とする、請求項３に記載のエンジン発電機。
5. 二次電池を主電源とするモータで走行する電気自動車に搭載され、前記二次電池または前記モータの電源に供されるエンジン発電機であって、
   シリンダ、当該シリンダに摺動可能に挿入されたピストンおよび当該ピストンに連結されたクランクシャフトを有するエンジンと、
   前記クランクシャフトと平行に設けられる回転シャフトを有する第１発電機と、
   前記クランクシャフトと前記回転シャフトとの間に介装され、前記エンジンの回転速度に対して前記第１発電機の回転速度を増速させる変速機構とを備え、
   前記第１発電機は、前記クランクシャフトの軸方向視において、前記クランクシャフトに対して前記シリンダと相反する側に設けられ、
   前記変速機構は、
   前記クランクシャフトに設けられた大ギヤと、
   前記回転シャフトに設けられ、前記大ギヤに噛み合う小ギヤと、
   前記大ギヤおよび前記小ギヤの歯面の分離および衝突を防止するように前記大ギヤに設けられたダンパと、
   前記大ギヤに、前記エンジンのトルク変動による振動を抑制するように設けられたウェイトとを含み、
   前記小ギヤが前記回転シャフトの端部にナットによって固定されており、
   前記大ギヤは、前記クランクシャフトの突出部に一体に取り付けられた一対の円板状のプレートによって挟み込まれることによって保持されており、
   前記大ギヤは、比較的薄く形成された内側部分と、前記内側部分に一体に比較的厚く形成されて前記ウェイトをなし、外周面に歯が形成された外側部分とを有し、
   前記内側部分には周方向に延在する複数の長孔が形成され、当該長孔には前記ダンパをなすゴム状の弾性部材が取り付けられ、
   前記弾性部材の周方向の中央を貫通するように取り付けられたピンが一対の前記プレートに固定されていることを特徴とするエンジン発電機。
6. 前記第１発電機は、前記クランクシャフトの軸方向視において、シリンダ軸線と直交する方向について、前記エンジンの寸法よりも小さな寸法を有し且つ前記エンジンから突出しない位置に設けられたことを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のエンジン発電機。
7. 前記クランクシャフトに一体に設けられた冷却ファンと、
   前記冷却ファンが生成する冷却風に晒されるように設けられ、前記エンジンへ送る冷却水を流通させるラジエータとをさらに有し、
   前記第１発電機が前記冷却風の通路に設けられたことを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のエンジン発電機。
8. 前記冷却ファンと一体に前記クランクシャフトに設けられた第２発電機をさらに有することを特徴とする、請求項７に記載のエンジン発電機。

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