JPH0438147A

JPH0438147A - インバータ式エンジン発電機

Info

Publication number: JPH0438147A
Application number: JP14522290A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Ito; 良一伊藤
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1992-02-07
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH084374B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、インバータ式エンジン発電機に関し、特に、
発電機をエンジンよりも高速で回転させることにより発
電機及びエンジン発電機の小型化を図るとともに、潤滑
系を簡単に構成できるようにした、インバータ式エンジ
ン発電機に関するものである。

〈従来の技術〉一般に、エンジン発電機として、エンジンのクランクケ
ースに発電機のケーシングを固定し、前８己発電機のロ
ータをエンジンのクランク軸に連動連結したものがある
。この従来のエンジン発電機では、発電機のロータ軸が
エンジンのクランク軸に直結される。従って、エンジン
の定格回転数と発電機の定格回転数は等しくなり、発電
周波数はエンジンの定格回転数と発電機の極数によって
決定される。

〈発明が解決しようとする課題〉発電機の大きさは、要求される発電能力によって決定さ
れる磁気回路数、発電コイルの巻き数等に依存している
ので、発電機の小型化を図ることには、要求発電能力に
対応して自ずから限界があると考えられてきた。

ところで、発電機のロータの回転数を多くすると、発電
周波数が大きくなり、発電力もそれに対応して大きくな
ることが知られている。

このことから、上記の限界を越えて発電機の小型化を図
るた袷には発電機の回転数を高めることにより、磁気回
路の極数や発電コイルの巻数を減少させることが有効で
あることが分かる。

そこで、エンジンのクランク軸と発電機のロータ軸との
間に増速装置を介在させ、エンジン回転数に対して発電
機の回転数を高めて発電機を小型化することを試みてみ
た。

しかしながら、発電機の回転数を高めると周波数が高く
なるので、接続される端末機器とのマツチングが問題と
なる。

例えば、電気溶接機を接続する場合には、周波数の増大
により発熱量が大きくなり過ぎ、溶接すべきところを溶
断してしまうことがある。また、灯火を接続する場合に
は、フィラメントが短期間内に焼損して断線することが
ある。

従って、単純にエンジンのクランク軸と発電機のロータ
軸との間に増速装置を介在させ、エンジン回転数に対し
て発電機の回転数を高める構成を採用することは実用的
ではない。

そこで、更に研究した結果、エンジンのクランク軸と発
電機のロータ軸との間に増速装置を介在させ、エンジン
回転数に対して発電機の回転数を高める一方、発電機が
発電した電流をインバータ装置を介して取り出すように
構成したインバータ式エンジン発電機を発明した。前記
インバータ装置は発電機の発電コイルから出力される交
流を直流に変換するコンバータと、コンバータが出力す
る直流を所要の周波数の交流に変換するインバータとを
備える。

この先行発明に係るインバータ式エンジン発電機におい
ては、上記のように発電機の小型化を図ることができる
上、インバータ装置が発電機の発電コイルから出力され
る交流を直流に変換するコンバータと、コンバータが出
力する直流を所要の周波数の交流に変換するインバータ
とを備えるので、エンジン回転数及び発電機回転数に関
係な（所要の周波数の交流を取り出すことができる。

しかしながら、この先行発明に係るインバータ式エンジ
ン発電機においては、エンジンのクランク軸と発電機の
ロータ軸との間に増速装置を介在させることによりエン
ジンと発電機との間隔が大きくなるので、エンジン発電
機全体としての小型化を図る上では不利になる。また、
増速装置を潤滑するために、エンジンから増速装置に潤
滑油を循環させる循環油路を設ける必要があり、潤滑系
が複雑になるという問題もある。

本発明は、上記の諸事情を鑑みてなされたものであり、
発電機をエンジンよりも高速で回転させることにより発
電機及びエンジン発電機全体の小型化を図るとともに、
潤滑系を簡単に構成できるようにした、インバータ式エ
ンジン発電機を提供することを目的とするものである。

く課題を解決するための手段〉本発明は、例えば第１図に示すように、エンジン１のク
ランクケース２に発電機３のケーシング４を固定し、前
記発電機３のロータ５をエンジン１のクランク軸６に連
動連結し、発電機３の発電コイル７にインバータ装置８
を介して電力取出器９を接続したインバータ式エンジン
発電機において、上記の目的を達成するため、次のよう
な手段を講じている。

すなわち、エンジン１のクランクケース２内で、クラン
ク軸６に増速装置１０を介して高速回転軸１１を連動連
結し、高速回転軸１１をクランクケース２の軸受ポス１２に貫
通させた状態で回転自在に支持させ、クランクケース２
外で高速回転軸１１に発電機３のロータ５を固定し、発電機３のステータ７をクランクケース２に固定する、
という手段を講じている。

く作　　用〉本発明においては、クランク軸６に増速装置１０を介し
て発電機３のロータ５を連動連結しているので、所要の
電力を発電するために必要とされる発電機３の極数ある
いはコイル巻数を減少させることができる。

また、増速装置１０をクランクケース２内に配置してい
るので、クランク軸６と発電機３との間に増速装置１０
を配置するスペースを設ける必要がなくなるとともに、
エンジン１と増速装置１０とにわたって潤滑油を循環さ
せる循環油路を設ける必要がなくなる。

更に、発電コイル７の出力をインバータ装置８を介して
電力取出器に取り出すので、エンジン回転数及び発電機
回転数に関係なく所定の周波数の交流を得ることができ
る。

く実　施　例〉以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るインバータ式エンジン
発電機の縦断面図である。

この実施例に係るエンジン発電機のエンジン１としては
４サイクル汎用横軸エンジンが使用され、そのクランク
ケース２の前端部に発電機３のケーシング４が複数のボ
ルト１４によって固定される。

このケーシング４はクランクケース２の前側で発電機３
を収納する発電機収納部１５とこれの上方に連続して形
成される電気部品収納部１６とを備え、発電機収納部１
５に配置される発電機３は、クランクケース２の前壁１
７に固定されたステータ７と、後述するようにしてエン
ジン１のクランク軸６に連動連結されるロータ５とを備
えている。

このロータ５は横軸の円形皿状に形成され、その周壁部
１８の内周面に多数の磁気回路（磁石）１９が固定され
ている。また、ステータ７は磁気回路１９の内側に配置
された複数の発電コイル７で構成される。

更に、この発電機３の発電コイル７は、ケーシング４内
の上部、即ち、電気部品収納部１６に収納されたインバ
ータ装置８を介してソケットからなる電力取出器９に接
続される。

さて、エンジン１のクランクケース２の前壁１７には軸
受ポス１２が形成され、この軸受ポス１２を貫通するポ
ス孔２０に高速回転軸１１が回転自在に挿通される。

そして、この高速回転軸１１にクランクケース２外で発
電機３０ロータ５を固定する一方、この高速回転軸１１
をクランクケース２内に配置した増速袋・置１０を介し
てクランク軸６に連動連結することにより、ロータ５を
エンジン１のクランク軸６に連動連結しである。そして
、前記発電コイル（ステータ）　７はクランクケース２
の前壁１７に固定される。

前記増速装置１０の構成はクランク軸６０回転を増速し
て高速回転軸１１に伝達するように構成してあれば特に
限定されないが、この実施例では、クランク軸６から高
速回転軸１１への伝動効率を高めるとともに、増速装置
１０の設置スペースを小さくするたｔ１増速装置１０を
クランク軸６固定した大歯車２１と、高速回転軸１１に
固定された小歯車２２とで構成しである。

なお、上記ロータ５の前端面には冷却ファン２３が一体
的に連設され、ロータ５の回転に伴い冷却ファン２３で
外気をケーシング４の前面に開口した吸風口２４からケ
ーシング４内に吸入して冷却風を起こし、この冷却風を
電気部品収納部１６に送風してインバータ装置８、電力
取出器９等の電気部品を冷却させた後、ケーシング４の
上部に形成した排風口２５から冷却排風を排出させるよ
うに構成しである。

また、上記インバータ装置８は、発電機３の発電コイル
７から出力される交流を直流に変換するコンバータと、
このコンバータが出力する直流を所要の周波数の交流に
変換するインバータとを備え、ケーシング４の後壁に支
持させである。

更に、ケーシング４の前面上部にはパネル取付孔２６を
開口させ、このパネル取付孔２６にコントロールパネル
２７に嵌め込んでケーシング４に固定し、コントロール
パネル２７に前記電力取出器９を固定しである。

このインバータ式エンジン発電機においては、エンジン
１は汎用回転領域で運転されるが、発電機３のロータ５
の回転数は増速装置１０によってエンジン１の汎用回転
領域よりも高速になる。従って、要求される電力を出力
するた約に要する磁気回路１９の数や発電コイル７の巻
数を減少させることができるので、磁気回路１９の数や
発電コイル７の巻数を減少させることにより、発電機３
を小型にすることができる。

また、発電機の発電周波数は回転数が増大するだけ高く
なるが、インバータ装置によって一旦直流化した後に所
要の周波数に変換されるので、エンジン回転数の変動率
を大きくすることが可能になり、エンジンの回転数制御
装置の制御精度を低くすることができる。

更に、前記増速装置１０がクランクケース２内に設けら
れるので、クランクケース２と発電機３との間隔を必要
最小限まで短縮することができ、エンジン発電機全体と
しても小型化を図ることができるとともに、増速装置１
０を例えばクランクケース２内のミスト状のオイルや、
クランクケース２内に設けた飛沫潤滑装置により跳掛け
られた潤滑油飛沫によって簡単に潤滑することができ、
クランクケース２から増速装置１０に潤滑油を循環させ
る循環油路を設ける必要がなく、潤滑系の構成を簡単に
することができる。

加えて、この実施例では、ケーシング４内に発電機３、
インバータ装置８、電力取出器９等の電気部品及び電気
部品を冷却する冷却ファン２３をコンパクトに組み込ん
だので、エンジン発電機全体が一層小型化されるという
利点がある。

〈発明の効果〉以上のように、本発明によれば、発電機のロータを増速
装置を介してエンジンのクランク軸に連動連結しである
ので、発電機の磁気回路の数や発電コイルの巻数等を減
少させて発電機の小型化を図ることができる。

また、発電機の発電周波数は回転数が増大するだけ高く
なるが、インバータ装置によって一旦直流化した後所要
の周波数に変換されるので、エンジン回転数の変動率を
大きくすることが可能になり、エンジンの回転数制御装
置の制御精度を低くすることができる。

更に、前記増速装置をクランクケース内に設けるので、
エンジンと発電機との間隔を必要最小限まで短くするこ
とができ、エンジン発電機全体としても小型にできると
ともに、クランクケース内でミスト状あるいは飛沫状に
なっている潤滑油で増速装置を潤滑させることができ、
潤滑系の構成を簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るインバータ式エンジン
発電機の要部の縦断面図である１・・・エンジン、２・
・・クランクケース、３・・・発電機、４・・・ケーシ
ング、５・・・ロータ、６・・・クランク軸、７・・・
ステータ　（発電コイル）、８・・・インバータ装置、
９・・・電力取出器、１０・・・増速装置、１１・・・
高速回転軸、１２・・・軸受ポス。 −二ノ

Claims

【特許請求の範囲】１、エンジン（１）のクランクケース（２）に発電機（
３）のケーシング（４）を固定し、前記発電機（３）の
ロータ（５）をエンジン（１）のクランク軸（６）に連
動連結し、発電機（３）の発電コイル（７）にインバー
タ装置（８）を介して電力取出器（９）を接続したイン
バータ式エンジン発電機において、エンジン（１）のクランクケース（２）内で、クランク
軸（６）に増速装置（１０）を介して高速回転軸（１１
）を連動連結し、高速回転軸（１１）をクランクケース（２）の軸受ポス
（１２）に貫通させた状態で回転自在に支持させ、クランクケース（２）外で高速回転軸（１１）に発電機
（３）のロータ（５）を固定し、発電機（３）のステー
タ（７）をクランクケース（２）に固定することを特徴
とする、インバータ式エンジン発電機