JP2001221047A

JP2001221047A - エンジン発電機

Info

Publication number: JP2001221047A
Application number: JP2000031398A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Higuchi; 正明樋口; Yukimasa Yoshimura; 征将吉村
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】アウタロータ型の発電機を使用しインバータ
制御を行うエンジン発電機においてインバータユニット
の冷却性の向上を図る。【解決手段】アウタロータ型の発電機３を使用してイ
ンバータ回路により出力を制御し、エンジン２と発電機
３との間に配設された冷却ファン５によりエンジン２や
発電機３を冷却するエンジン発電機において、インバー
タユニット１７を、筐体１内において冷却風取入口２６
ａの近傍であって、発電機３の風上の位置に配置する。
エンジン２が起動し冷却ファン５が作動すると、冷却風
取入口２６ａから筐体１内に冷却風が導入され、冷却風
取入口２６ａの近傍に配されたインバータユニット１７
がまず第１に冷却される。これにより、熱を持ち易いイ
ンバータユニット１７を効率良く冷却することができ、
インバータ回路の機能を良好に維持し、発電効率の向上
を図ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筐体内にエンジン
や発電機等を収容してなるエンジン発電機に関し、特
に、エンジンによって駆動される冷却ファンにより前記
エンジン等を冷却するエンジン発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、発電機をエンジンにより駆動
して電力を得るいわゆるエンジン発電機として、特開昭
５８−１９７４１５号公報や特開昭５８−１９７４１７
号公報のように、エンジンと発電機を筐体内に収容配置
したものが広く知られている。図３はこのような従来の
エンジン発電機の内部構成を示す説明図、図４はその要
部の分解斜視図である。

【０００３】図３に示すように、従来のエンジン発電機
は、筐体５１内にエンジン５２とインナロータ型の発電
機５３が配置され、クランクシャフト５４によりロータ
５５を回転させステータ５６側に起電力を生じさせる構
成となっている。エンジン５２と発電機５３との間には
冷却ファン５７が設けられており、クランクシャフト５
４の回転に伴い冷却ファン５７が回転し、筐体５１内に
は矢示の如く冷却風が導入され、エンジン５２や発電機
５３が冷却されるようになっている。

【０００４】発電機５３や冷却ファン５７は、筐体５１
内において、さらに、フロントハウジング５８とリアハ
ウジング５９に収容されている。フロントハウジング５
８は、エンジン５２を収容するエンジンカバー６０の側
面に取り付けられており、その内部には冷却ファン５７
が収容されている。リアハウジング５９は、フロントハ
ウジング５８の図３において左端側にステータ５６を挟
持した状態で取り付けられ、その左端部にはクランクシ
ャフト５４が回転自在に支持されている。なお、リアハ
ウジング５９の外側には、クラッチ機構６１を備えたリ
コイルスタータ６２が配設されている。

【０００５】そして、リコイルスタータ６２によりエン
ジン５２を起動し、クランクシャフト５４が回転するこ
とにより、ロータ５５がステータ５６内にて回転して発
電が行われる。また、その際、冷却ファン５７も同時に
回転し、外部より筐体５１内に空気が導入され、エンジ
ン５２や発電機５３および図３において手前側に配設さ
れた図示しないマフラー等が冷却される。

【０００６】一方、特開平１１―３６８８０号公報に
は、このような冷却ファンによる空冷式のエンジン発電
機において冷却効率の向上を図ったものが開示されてい
る。そこでは、筐体内に発電機、エンジン、マフラーを
この順に並べてダクトで覆い、ダクトの発電機側から冷
却風を導入する。この場合、外部から導入された冷却風
は、比較的温度の低い発電機を先に冷却した後、温度の
高いエンジン、マフラーを順に冷却して外部に排出され
る。従って、当該エンジン発電機では、前記順序の冷却
により発電機内部が効率良く冷却されると共に、ダクト
と筐体により２重の遮音効果が発揮されるとされてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、特開平１１―
３６８８０号公報に記載されたエンジン発電機において
は、発電機としてアウタロータ型のものを使用すると共
に、インバータ装置により発電出力を制御しており、冷
却効率の向上に加え発電機の小型化が図られている。

【０００８】そこで、図３,４のエンジン発電機におい
ても、アウタロータ型の発電機を用い、発電出力をイン
バータ制御する構成を採用し、装置の小型軽量化を図る
ことが考えられる。しかしながら、インバータ制御に際
し必要とされるインバータ制御回路を収容したインバー
タユニットは、動作中に相当量の発熱を生じるため、筐
体内においては、エンジンやマフラー等に加えてインバ
ータユニットの冷却性をも考慮する必要が生じる。これ
に対し、図３,４の発電機ではもとよりかかるユニット
の冷却性は考慮されておらず、また特開平１１―３６８
８０号公報においても、インバータユニットの冷却性に
ついては特に考慮されていない。

【０００９】本発明の目的は、アウタロータ型の発電機
を使用しインバータ制御を行うエンジン発電機におい
て、インバータユニットの冷却性の向上を図ることにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のエンジン発電機
は、筐体内にエンジンおよび前記エンジンによって駆動
される磁石回転子を備えたアウタロータ型の発電機を収
容し、前記エンジンの出力軸に取り付けられ前記エンジ
ンと前記発電機との間に配設された冷却ファンにより前
記エンジンおよび前記発電機を冷却する冷却風を前記筐
体内に導入してなるエンジン発電機であって、前記発電
機の出力を所定周波数の交流に変換する制御回路ユニッ
トを、前記筐体内において、前記冷却風の取入口の近傍
に配置したことを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、エンジンが起動し冷却フ
ァンが作動すると、冷却風取入口から筐体内に冷却風が
導入され、冷却風取入口の近傍に配された制御回路ユニ
ットがまず第１に冷却される。このため、熱を持ち易い
制御回路ユニットを効率良く冷却することができ、イン
バータ回路の機能を良好に維持し、発電効率の向上を図
ることが可能となる。

【００１２】この場合、前記制御回路ユニットを前記発
電機の風上に設けられた冷却風取入口と前記発電機との
間に配置するようにしても良い。

【００１３】また、前記発電機および前記冷却ファンを
単体のハウジング内に収容することもでき、従来これら
を複数部品にて収容・保持していた場合に比して、部品
点数を削減することができる。

【００１４】

【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。図１は本発明の一実施の形
態であるエンジン発電機の構成を示す説明図、図２は図
１のエンジン発電機をＸ方向から見た場合の内部構成を
示す説明図である。

【００１５】本実施の形態のエンジン発電機は、エンジ
ンによって発電機を駆動するタイプの発電装置であり、
図１,２に示すように、合成樹脂製の筐体１内にエンジ
ン２や発電機３、マフラー４、冷却ファン５等を収容し
た構成となっている。当該発電機では、冷却ファン５は
エンジン２と発電機３との間に配設されており、エンジ
ン２の起動と共に冷却ファン５が回転し、冷却風取入口
２６ａ〜２６ｃを介して装置外部から冷却風が筐体１内
に吸引導入される。

【００１６】また、ここでは発電機３としてアウタロー
タ型の発電機が使用されており、その出力はインバータ
ユニット１７により所定周波数の交流に変換されて出力
される。そして、本発明によるエンジン発電機では、こ
のインバータユニット１７を冷却風取入口２６ａの直
後、発電機３の風上に配置し、その冷却効率の向上を図
っている。

【００１７】筐体１は、ポリプロピレン等の合成樹脂を
射出成形することにより形成され、その図１において左
端下部や底部、右端面には、それぞれ冷却風取入口２６
ａ〜２６ｃが設けられている。筐体１内では、図１,２
に示すように、エンジン２はエンジンカバー２９内に、
また、発電機３や冷却ファン５はハウジング３０内に、
さらに、マフラー４はマフラーカバー４０内にそれぞれ
収容される。筐体１内のエンジンカバー２９やハウジン
グ３０の外側には、冷却風取入口２６ａ〜２６ｃと連通
して冷却風通路３８が形成され、そこを冷却ファン５の
作動に伴い冷却風が流通する。また、エンジンカバー２
９内には、エンジン冷却風通路３９が、ハウジング３０
内にはボリュート室４２がそれぞれ形成されており、そ
れらもまた冷却風の流通路となっている。

【００１８】ここで、当該発電機では、図３,４のイン
ナロータ型の発電機５３に代えて、アウタロータ型の発
電機３を使用している。このため従来に比して発電体の
小型軽量化を図ることができると共に、さらに、小型化
によって生じたスペースにインバータユニット１７を配
置することができる。従って、図３,４に示した発電機
と共通の筐体を使用しつつ、インバータ制御を採用した
高品質の電力供給を行うことが可能となる。

【００１９】図１,２のエンジン発電機では、エンジン
２として４サイクルのガソリンエンジンが使用されてお
り、エンジン２は筐体１の底部に配設された防振材７上
に載置されている。このエンジン２では、エアクリーナ
ー（図示せず）を介して取り入れた空気をキャブレター
（図示せず）にて燃料との混合気とし、それを燃焼・爆
発させることによりクランクシャフト１０から回転出力
を得ている。そして、クランクシャフト１０の回転によ
り、図１においてエンジン２の左側に配された発電機３
が駆動され発電が行われる。一方、エンジン２から排出
される排気ガスは、図２にてエンジンの右側に配された
マフラー４へと送られ、排気音の低減が図られた後、排
気口４ａから装置外へと排出される。

【００２０】発電機３は、アウタロータ型の多極発電機
であり、ロータ駆動軸２８に固定された有底円筒状の磁
石回転子であるアウタロータ１１が、ステータ１２側の
コイル１３の周囲にて回転することにより発電が行われ
る。アウタロータ１１は、図１に示すようにエンジン２
とは反対側が開口した状態で配設され、ロータ駆動軸２
８に圧入固定されたボスロータ１１ａと、ボスロータ１
１ａにリベット固定されたヨーク１１ｂとを備えた構成
となっている。そして、ヨーク１１ｂの周壁内周面に
は、複数個のマグネット１４が周方向に沿って取り付け
られている。なお、アウタロータ１１はエンジン２のフ
ライホールとしても機能する。

【００２１】ステータ１２は、放射状に突出形成された
複数のヨークにコイル１３を巻回したステータコア１５
から構成されている。ステータコア１５は、エンジンカ
バー２９に取り付けられたハウジング３０に固定されて
おり、従来のように２つのハウジングによることなく単
体のハウジング３０にてステータ１２が保持される。

【００２２】一方、発電機３のロータ駆動軸２８は、ク
ランクシャフト１０に連結されている。すなわち、ロー
タ駆動軸２８は、図１に示すように中空部２８ｂを有す
る中空形状に形成されており、そのエンジン２側の端部
にはテーパ部２８ａが形成されている。一方、クランク
シャフト１０の先端側（発電機３側）には、エンジン２
側に向かって拡径状となるテーパ部１０ａが形成されて
おり、先端には中心軸に沿ってねじ孔１０ｂが設けられ
ている。そして、両テーパ部１０ａ,２８ａを嵌合する
と共に、中空部２８ｂにボルト２７を挿通してねじ孔１
０ｂにねじ込むことにより両テーパ部１０ａ,２８ａが
圧着し、クランクシャフト１０とロータ駆動軸２８が連
結される。

【００２３】アウタロータ１１の底壁背面（エンジン２
側の面）には、図１において左右両面に翼５ａ,５ｂを
有する両面吸込型の冷却ファン５が配設されている。冷
却ファン５は、ロータ駆動軸２８とクランクシャフト１
０に嵌挿され、キー３７によってクランクシャフト１０
に固定される。これにより冷却ファン５は、クランクシ
ャフト１０の回転に伴ってアウタロータ１１と共に回転
し、その両側から冷却風を吸い込み、図１において矢示
したように冷却風が筐体１内を流通する。

【００２４】また、ハウジング３０の図１において左端
側には、ベアリング３１が取り付けられており、ロータ
駆動軸２８の一端がこのベアリング３１によって支持さ
れている。そして、当該エンジン発電機では、ハウジン
グ３０内に冷却ファン５と共に発電機３も収容される。
すなわち、当該発電機では、従来、図３,４のように２
部品から構成されていたハウジング（フロントハウジン
グ５８,リアハウジング５９）を単体のハウジング３０
にて構成し、部品点数や組付工数の削減を図っている。

【００２５】ハウジング３０の外側には、リコイルスタ
ータ２０が設けられている。リコイルスタータ２０に
は、ロープが巻装されたホイール２２と、ホイール２２
とロータ駆動軸２８との間を、連結・解放するクラッチ
機構２３が設けられている。そして、ロープを手動にて
引っ張ることによりホイール２２が回転し、それに伴い
クラッチ機構２３が連結され冷却ファン５が回転する。
これにより、クランクシャフト１０が回転され、エンジ
ン２の始動が行われる。

【００２６】一方、コイル１３に発生した起電力は、イ
ンバータユニット（制御回路ユニット）１７に送られ、
所定の周波数の交流に変換されコントロールパネル１８
から出力される。この場合、当該発電機では、インバー
タユニット１７にて周波数変換して電力供給を行うた
め、出力周波数保持のため負荷の大小にかかわらずエン
ジン回転数を一定に保つ必要がない。従って、エンジン
２を負荷に応じて適宜最適な条件で運転できるため、大
負荷時を除きエンジン回転数を従来よりも低く抑えるこ
とが可能となり、運転音の低減や燃費の向上を図ること
が可能となる。

【００２７】さらに、本発明によるエンジン発電機で
は、このインバータユニット１７が、発電機３の風上に
設けられた冷却風取入口２６ａの直上に設けられてい
る。すなわち、インバータユニット１７は、リコイルス
タータ２０よりも前側（コントロールパネル１８側）
で、かつ、その下端近傍に冷却風取入口２６ａが位置す
るよう配設されている。このため、冷却ファン５の回転
に伴い冷却風取入口２６ａから筐体１内へと導入された
外気は、まずインバータユニット１７の周囲を流れ、そ
の後発電機３方面へと流れて行く。つまり、当該発電機
では、熱を持ち易いインバータユニット１７を外気によ
ってまず第１に冷却し、その後に発電機３を冷却する構
成を採っている。従って、インバータユニット１７を効
率良く冷却することができ、インバータ回路の機能を良
好に維持し、発電効率の向上を図ることが可能となる。

【００２８】このように、冷却風取入口２６ａから筐体
１内へと導入されインバータユニット１７を冷却した冷
却風は、ハウジング３０の開口部３０ａからハウジング
３０内へ流れ込む。そして、発電機３を冷却した後、冷
却ファン５の翼５ａ側に吸引されボリュート室４２内へ
と流れ込む。また、冷却風取入口２６ｂから筐体１内へ
と導入された冷却風も冷却風通路３８を流れ、前述同様
に開口部３０ａからハウジング３０内へ流れ込む。

【００２９】これに対し冷却風取入口２６ｃから筐体１
内へと導入された冷却風は、エンジン冷却風通路３９や
冷却風通路３８を通ってエンジン２の上部および下部を
流れた後、エンジンカバー２９の開口部（図示せず）を
通って冷却ファン５の翼５ｂ側に吸引され、ボリュート
室４２内へと流れ込む。そして、ボリュート室４２内へ
と流れ込んだ冷却風は、マフラーカバー４０の開口部
（図示せず）を通りマフラー室４１内に流入し、マフラ
ー４を冷却した後、装置外へと排出される。

【００３０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、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。

【００３１】たとえば、前述の実施の形態では、冷却風
取入口２６ａを筐体１の前側下部に設けた構成を示した
が、冷却風取入口２６ａを、筐体１前面のインバータユ
ニット１７と対向する部位やコントロールパネル１８の
下側、筐体１側部のインバータユニット１７近傍などに
形成しても良い。また、前述の実施の形態ではエンジン
として４サイクルエンジンを使用した例を述べたが、こ
れに代えて２サイクルエンジンを使用しても良いことは
言うまでもない。

【００３２】

【発明の効果】本発明のエンジン発電機によれば、アウ
タロータ型の発電機を使用してインバータ回路により出
力を制御し、エンジンと発電機との間に配設された冷却
ファンによりエンジンや発電機を冷却するエンジン発電
機において、インバータユニットを冷却風取入口の近傍
に配置したので、冷却風取入口近傍に配された制御回路
ユニットがまず第１に冷却される。従って、熱を持ち易
い制御回路ユニットを効率良く冷却することができ、イ
ンバータ回路の機能を良好に維持し、発電効率の向上を
図ることが可能となる。

【００３３】また、アウタロータ型の発電機を採用した
ことにより生じたスペースにインバータユニットを配置
することができるため、エンジン等に関する基本的なレ
イアウトを変更することなく、従来の筐体をそのまま流
用することが可能となる。従って、成形型や個々の部品
を変更することなく、コストアップを抑えつつ小型軽量
化や安定した電力供給、燃費の向上等を実現でき、製品
品質の向上を図ることが可能となる。

【００３４】さらに、アウタロータ型の発電機の採用に
より、発電機や冷却ファンを単体のハウジング内に収容
することができ、従来に比して、部品点数を削減するこ
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
構成を示す説明図である。

【図２】図１のエンジン発電機をＸ方向から見た場合の
内部構成を示す説明図である。

【図３】従来のエンジン発電機の内部構成を示す説明図
である。

【図４】図３のエンジン発電機における要部の分解斜視
図である。

【符号の説明】

１筐体２エンジン３発電機５冷却ファン１０クランクシャフト（出力軸）１１アウタロータ１７インバータユニット（制御回路ユニット）２６ａ〜２６ｃ冷却風取入口３０ハウジング３８冷却風通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体内にエンジンおよび前記エンジンに
よって駆動される磁石回転子を備えたアウタロータ型の
発電機を収容し、前記エンジンの出力軸に取り付けられ
前記エンジンと前記発電機との間に配設された冷却ファ
ンにより前記エンジンおよび前記発電機を冷却する冷却
風を前記筐体内に導入してなるエンジン発電機であっ
て、前記発電機の出力を所定周波数の交流に変換する制御回
路ユニットを、前記筐体内において、前記冷却風の取入
口の近傍に配置したことを特徴とするエンジン発電機。
【請求項２】請求項１記載のエンジン発電機におい
て、前記制御回路ユニットは、前記発電機の風上に設け
られた冷却風取入口と前記発電機との間に配置されるこ
とを特徴とするエンジン発電機。
【請求項３】請求項１記載のエンジン発電機におい
て、前記発電機および前記冷却ファンは、単体のハウジ
ング内に収容されることを特徴とするエンジン発電機。