JPH082165B2 - 携帯用エンジン発電機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジン及びこのエンジンで駆動する発電
機を一体に組合せた携帯用エンジン発電機に係り、特に
発電機ユニットの構成及びその配列の改善に関する。

（従来の技術） 携帯用エンジン発電機は作業機ユニットとして発電機
を用いる携帯用エンジン作業装置の一種である。携帯用
エンジン発電機は、エンジンの運転音が小さいことに加
えて、軽量で操作性に優れ持運びなどの携帯性が良好で
あることが要求される。このため、エンジン及び作業機
ユニットの配列を工夫し、エンジンと作業機とを横積み
にするもの（例えば、特願昭60−25641）、縦積みにす
るもの（例えば、特開昭59−39933号）などがある。ま
た、一般に、この種の装置では、ロータをステータの内
側に配置し、またロータ側に電機子コイルを設けてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の従来技術の内、例えば、特開昭59−39933号の
ように、エンジンの下側に発電機を配置し、且つエンジ
ンと発電機とを同軸状に縦積みとする装置では、平面上
への投影面積を小さく抑えることができ、全体をコンパ
クト化するためには有利である。しかし、この構造によ
ると全高が高くなるため発電機の重量を相当重くしない
と、安定性が良好でなくなる場合がある。この結果発電
機が大型化し、装置全体の高さ並びに重量が増大してし
まうなど、小型化への可能性を充分に活用できていなか
った。

そこで本発明はかかる従来の問題点を解消すべく成さ
れたもので、その目的とする処は、エンジン及び発電機
を縦方向に同軸状に配列し、しかも小型軽量な携帯用エ
ンジン発電機を提供するにある。

（問題点を解決するための手段及び作用） この目的を達成するため、本発明は、回転軸が上下方
向をなす立軸型エンジンと、このエンジンで駆動される
発電機と、前記エンジンを始動させるためのリコイルス
タータとをそれぞれの回転軸が同軸となるように上下に
連結配置して構成される携帯用エンジン発電機おいて、
前記エンジンの下側には前記発電機を、また、前記エン
ジンの上側には前記リコイルスタータを設けると共に、
前記発電機は、多極多相の電機子コイルを有するステー
タと、このステータの外周面と対向内周面に複数の磁極
を形成したロータとを備える回転界磁型のアウターロー
タ型発電機で構成し、前記ロータの外径は前記エンジン
のクランクケースより大きく形成した。

上記構成により、アウターロータ型の発電機はロータ
周速を大きく採ることが可能なので、同じ出力を得る場
合においてもロータの大径化によって発電機自体の薄型
軽量化が可能となり、かつ、そのフライホイル効果を合
わせ、エンジン発電機全体の中で相対的に大きな重量を
占める発電機部分の軽量化とエンジン発電機全体として
の低重心化およびジャイロ作用を得ることができるの
で、持運びのための軽量化と地面等に置いて使用する際
の安定性とを共に満たすことができるという本発明特有
の作用効果を奏する。

（実施例） 以下、添付図面に従って本発明の実施例を説明する。
なお、各図において同一の符号は、同様の対象を示すも
のとする。

第１図は本発明の実施例に係る携帯用エンジン発電機
を示す、図によれば、本発明の実施例に係る携帯用エン
ジン発電機は、主エンジンユニット（100）、発電機ユ
ニット（200）、及びケース（300）から成る。

エンジンユニット（100）は、クランクケース（10
2）、シリンダブロック（103）、クランクケース（10
2）から伸長するクランクシャフト（104）、並びに点火
プラグ（105）から成るエンジン本体（101）を中心とし
て、その左側に配置した燃料タンク（110）並びにエア
クリーナユニット（120）、右側に配置したマフラユニ
ット（130）、及びクランクケース上側のリコイルスタ
ータユニット（140）を備えている。エンジン本体（10
1）は、エンジンの出力軸であるクランクシャフト（10
4）を鉛直方向に配向すべくクランクケース（102）及び
シリンダブロック（103）を横方向に整列させる。従っ
て、シリンダブロック（103）内での燃料の燃焼により
ピストン（図示せず）は横方向に往復運動し、クランク
シャフト（104）を回転させる。燃料タンク（110）は、
合成樹脂などの成型によって製造する単体部品である。
この燃料タンク（110）は、燃料注入口（111）のフラン
ジ状部分（112）をケース（300）側に嵌合させて、ケー
ス（300）側に支持する。注入口（111）のケース（30
0）の上側に突出する部分（113）にはキャップ（114）
が設けてあり、このキャップ（114）を取り外すことに
より、燃料の注入が可能である。クリーナユニット（12
0）は、第２図（ａ）に示すようにケース（300）側にユ
ニット全体を固定するためのカバープレート（121）、
クリーナエレメント（122）、及びエンジン（101）のマ
ニホルド側へ取り付けられるクリーナケース（123）な
どを備えている。マフラユニット（130）は、第２図
（ｂ）に示すように、マフラ（131）、エンジン排気口
とマフラ（131）を連結するマニホルド（132）などを備
えている。

エンジン本体（101）の下側には、後述する発電機（2
00）を配置してあり、エンジン出力軸であるクランクシ
ャフト（104）を発電機（200）の回転軸であるロータ回
転軸（201）に連結してある。また、エンジン本体（10
1）の上側には、リコイルスタータ（140）が配置してあ
り、このスタータ（140）の回転軸もクランクシャフト
（104）側に連結する。リコイルスタータ（140）は、巻
回したコード（141）をノブ（142）によってケース（14
3）から引出すことにより、エンジンのクランクシャフ
ト（104）を回転させエンジンを始動させるものであ
る。コード（141）は引出した後、ケース（143）内のス
プリングなどの巻戻し機構（図示せず）の作用により元
に巻戻されるようになっている。また、エンジン側との
連結は、エンジン始動後に切離されるような機構（図示
せず）が設けてある。

各構成要素の以上のような配置により、クランクシャ
フト（104）の回転中心軸（Ａ）を通り紙面に垂直な平
面付近の左右で、左側は冷気側、右側は熱気側であるよ
うにする。

発電機（200）は、第１図及び第３図に示すように、
ロータ回転軸（201）、ロータプレート（202）、界磁極
（203）、冷却ファン（204）、仕切板（205）、軸受け
（210）、及びステータ巻線（211）を備えている。ロー
タ回転軸（201）は、軸方向の貫通孔（201A）を有する
筒状体であり、貫通孔（201A）にエンジンのクランクシ
ャフト（104）を嵌合しボルト等で固定する。このロー
タ回転軸（201）には、中心軸をあわせて立上り部分（2
02A）を有する円板状のロータプレート（202）を環装す
る。ロータプレート（202）の外周の立上り部分（202
A）には、一定間隔で配置した、所定個数（例えば、2
4）の永久磁石から成る界磁極（203）を配列してある。
また、ロータプレート（202）の外周の立上り部分（202
A）の端部には冷却ファン（204）を配備する。この冷却
ファン（204）は、放射状に複数のファンを有し、この
ファンの放射中心はロータ回転軸（201）の回転中心と
一致するようにする。この冷却ファン（204）には、各
ファンを上下方向に分断する配向板（205）を装着す
る。この配向板（205）の装着は、配向板（205）のスリ
ット（205A）に冷却（204）の各ファンを挿通係合させ
ることで行う。従って、冷却ファン（204）のファン
と、配向板（205）のスリット（205A）とは、相補的に
形成されている。

ステータ巻線（211）は、ポールベアリング（210）を
介して、やはりロータ回転軸（201）に環装する。この
際、ステータ巻線（211）が回転せずに、ロータのみが
回転するように、例えば、クランクケース（102）に固
定したクランクシャフトカバー（106）などの固定側
に、ステータの回転を阻止するためのストッパ（図示せ
ず）を設けておく。このように、ステータ電機子巻線
（211）をロータ界磁極の内側に配置することにより、
アウタロータ回転界磁型の同期発電機を構成することが
できる。このような電動機によれば、電機子巻線を軸方
向に延長して巻回することができるため、薄型コイルで
巻数を増大させることができ、また界磁極をロータ周辺
部に配置したため、極数を多くすることができる。この
ため、薄型で出力電圧の大きな発電機を得ることができ
る。また、比較的重量のある界磁極ロータがエンジンの
フライホイルとして作用し、安定した回転ひいては安定
した出力電圧を得ることができる。なお、発電機の出力
電圧は、３相の全波整流回路で整流した後、電圧安定化
回路及びインバータなどを介して、所定周波数の交流電
圧に変換するようになっている。このような所定周波数
の交流を得るための電気回路も携帯用エンジン発電機の
一部に装備してある。

更に、冷却ファン（204）には、冷却ファン（204）に
よる通風経路を上下に二分するために、配向板（205）
に対応してロータプレート（202）の立上り部分（202
A）及びシャフトカバー（106）に仕切板又はガイド板
（220），（221），（222）を配備する。このような仕
切板又はガイド板（220），（221），（222）は、後述
する仕切部材（230），（231）と共に、冷却風をエンジ
ンのシリンダブロック（103）側とマフラ（130）側とに
分離することができる。なお、冷却風をシリンダヘッド
側へ送出するガイド体（220）は、第４図からも分かる
ように、スパイラル状に上昇変位する形状を成してお
り、通風効率を良好にしている。

第４図は、以上で説明した本発明の実施例に係る携帯
用エンジン発電機のエンジン部分を中心にした、分解図
である。

同図によれば、エンジンのクランクケース（102）及
びシリンダブロック（103）の周辺に配置される、仕切
部材（230），（231）の様子が良く分かる。すなわち、
仕切部材（230）は、シリンダブロック（103）を囲周す
るような閉空間を形成する部分（230A）とマフラユニッ
ト（130）とエンジン側との分離を図る板状部分（230
B）とから成る。仕切部材（231）は、クランクケース
（102）とシリンダブロック（103）の接合部分付近を貫
通させるようにし、エンジンの低温部分と高温部分とを
分離する。また、仕切部材（231）には、Ｌ字状の開口
（231A）と、この開口（231A）の下部の線状の開口（23
1B）とを有する。開口（231A）は、エンジン側を冷却す
るための通風通路を形成し、また開口（231B）はマフラ
（130）側を冷却するための通風通路を形成する。（231
a），（231b），（231c）は、仕切部材（231）をケース
（300）内で固定するためのパッキングである。また、
（40）はエアクリーナ（120）とマニホールドの間に設
けられたキャブレタである。

第５図にはケース（300）の構成を示す、同図によれ
ば、ケース（300）は、アルミ押出し成型の２枚の側板
（301），（302）、この側板（301），（302）の両端に
固定する６ナイロン樹脂製のエンドカバー（310），（3
30）、及び樹脂製のハンドル（320）を備えて成る。側
板（301），（302）の内側には、該側板長さ方向にエン
ジンユニット（100）及び発電機ユニット（200）を一体
に搭載するための保持レール（305）が形成してある。
側板（301），（302）の下部側端部には夫々レール（30
6A），（306B）を設け、これらのレール（306A），（30
6B）の一端に一つの脚部材（341）を嵌め込むことによ
り、２つの側板（301），（302）の下端が固定され、更
にこれと、側板（301），（302）の外側下部に設けた嵌
合溝（308A），（308B）に嵌め込まれた一つの脚部材
（342A），（342B）により本装置の脚部が構成される。
また、側板（301），（302）の上縁部（301A），（302
A）にハンドル（320）の平坦部分の厚み内に形成した溝
（320A）をスライドさせることにより、２つの側板（30
1），（302）の上端が固定される。側板（301）のスイ
ッチ用凹部（301B）には、冷却吸風用の開口が形成して
ある。エンドカバー（310）には、冷却空気の排風口（3
11），（312）を形成してあり、またプラグ（105）の交
換のためのカバープレート（313）を着脱自在に嵌合装
着することができる。ハンドル（320）には、リコイル
スタータ（140）のガイド手段が形成してある。エンド
カバー（330）には、冷却空気の吸風口（331）、エアク
リーナ用開口（332）、及び電装品用開口（333）が形成
してある。冷却空気の吸風口（331）は、燃料タンク（1
10）に流入空気が衝突するような位置に形成してあり、
空気が機内の各所に拡散し冷却効率を高める。

このように各種の冷却空気通風用の開口を形成するこ
とにより、冷却空気は第１図の矢印のように流れる。
また、ケース（300）の外部に開口する冷却空気通風用
の開口部分は、燃料タンク（110）、仕切板（230），
（231）などで、通風迷路が形成されているため、エン
ジン等の運転音が外部に流失する割合いを減少させるこ
とができる。特に、燃料タンク（110）は、燃料が入っ
ている場合には、重量物として作用するため、防音効果
を高めることができる。

本発明は、以上の実施例及び変形例に限定されるもの
ではなく、本発明の技術的範囲内において、各種の他の
実施態様及び変形態様が可能であり、また同等の構成要
素の交換が可能であることは、当業者にとって明らかで
る。例えば、アウタロータ型発電機は、回転界磁型であ
るものについて説明したが、場合によっては回転電機子
型のものを用いることもできる。また、発電機はエンジ
ンに直結されている場合を説明したがギヤダウンさせる
こともできる。

（発明の効果） 以上説明の通り、本発明によれば次のような効果を得
ることができる。

（１）アウタロータ型の発電機を用いることにより、ロ
ータの周速をまたステータを多極多相化することもでき
るため同じ回転数でもインナロータ型のものより大きな
出力を得ることができる。このため、半径を大きくし、
高さを低くすることができる。更に、この場合、ロータ
をエンジンのフライホイルとして代用させることも可能
である。

（２）アウタロータ型の大径の発電機をエンジン下部に
配置したため、いわゆるジャイロ効果による運転の安定
化が期待できる、前述の重心設定の工夫も安定運転に良
好に作用する。このため、例えば、エンジンの回転に伴
う装置の自然移動が無くなる。

（３）冷却ファンをロータの外周を利用して固定するこ
とにより、ベアリング部分のスペースが有効に生き、小
型化に寄与する。

（４）前述（１）のことからエンジン回転を下げても充
分な出力を得ることができ、騒音の低下に寄与し得る。

（５）その他、明細書中の各所で記載した特徴は、以上
のような本発明の基本的な構成から生ずるものであり、
本発明の効果である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る携帯用エンジン発電機の
側面図、第２図は本発明の実施例に係る携帯用エンジン
発電機の要部説明図、第３図は本発明の実施例に係る携
帯用エンジン発電機の他の要部説明図、第４図は本発明
の実施例に係る携帯用エンジン発電機の更に他の要部の
分解説明図、第５図は本発明の実施例に係る携帯用エン
ジン発電機の更に他の要部の分解説明図である。 なお図面中、（10）はエンジン、（104）は出力軸、（1
10）は燃料タンク、（200）は発電機、（202）はロー
タ、（211）はステータである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸（104）が上下方向をなす立軸型エ
   ンジン（101）と、このエンジン（101）で駆動される発
   電機（200）と、前記エンジン（101）を始動させるため
   のリコイルスタータ（140）とをそれぞれの回転軸（10
   4,201）が同軸となるように上下に連結配置して構成さ
   れる携帯用エンジン発電機において、 前記エンジン（101）の下側には前記発電機（200）を、
   また、前記エンジン（101）の上側には前記リコイルス
   タータ（140）を設けると共に、前記発電機（200）は、
   多極多相の電機子コイルを有するステータ（211）と、
   このステータ（211）の外周面と対向する内周面に複数
   の磁極を形成したロータ（202）とを備える回転界磁型
   のアウターロータ型発電機で構成し、前記ロータの外径
   は前記エンジンのクランクケースより大きく形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の携帯用エン
   ジン発電機。
2. 【請求項２】前記エンジン（101）と前記発電機（200）
   との間に冷却ファン（204）を設けるとともに、この冷
   却ファン（204）は、前記発電機（200）のロータ（20
   2）にその外周部から半径方向内側へ延出するように取
   り付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項範囲の
   携帯用エンジン発電機。