JP2024003507A - 車両用発電ユニットの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトなレイアウトで車両用発電ユニットの冷却性能を向上させる。【解決手段】車両用発電ユニットの冷却構造は、発電用エンジン２０等を収容し、車両に着脱可能に取り付けられるユニットケース１０を備える。ユニットケース１０には、回転軸３１ａを有する第１の電動ファン３１が設けられ、回転軸３１ａ及びクランク部２３は、クランク部２３の長手方向に直交する方向から見たときに重なって配置され、ユニットケース１０には、ユニットケース１０内において、第１の電動ファン３１との距離が最大になる位置に第１の排風口が設けられ、第１の電動ファン３１と第１の排風口との間には、空気が流通する導風経路が設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用発電ユニットの冷却構造に関する。

例えば、特許文献１に開示されているように、発電用エンジンを駆動することにより発電可能な小型の発電ユニットが知られている。当該発電ユニットは、箱型のユニットケース内に、発電機、発電用エンジン、燃料タンク、インバータ等の電気機器、及び冷却装置等が収容されている。

一方、電動モータを駆動するためのバッテリを有する電動車両には、上記のような小型の発電ユニットが搭載されている車両が知られている。当該車両は、当該発電ユニットを搭載し、バッテリまたは電動モータに電力を供給することによって、航続距離を延長させることが可能となる。このような発電ユニットは、例えば、車両後部における下部に設けられたスペースに、取外し可能に搭載されている。

このように発電ユニットを車体に対して取外し可能に構成することによって、メンテナンス性が向上し、さらに、車両から離れた場所において、発電ユニットを単独で使用することも可能となる。ただし、このような発電ユニットは、設置スペースに限りがあるため、よりコンパクトに構成することが求められ、且つ所定の冷却性能を有することが求められている。

例えば、特許文献１に開示されたエンジン発電機は、冷却風が流通する導風経路を、２系統とすることにより、冷却効率を向上させようとしている。

特開２００８－１４１６４号公報

上記例の構造では、エンジン発電機の筐体に、発電用エンジン及び発電機の構造に適合するように構成された導風経路を筐体内に設けることによって、２系統の導風経路を確保している。そのため、上記例の筐体は、外壁と内壁との間に、中空部を備える構造となり、筐体の体積が増大することになる。上記したように、小型の発電ユニットを車両に搭載するためには、コンパクトな構造にすることが要求される。そのため、上記例のような冷却構造を有する筐体では、発電ユニットをコンパクトな構造にする上で、改善の余地があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、発電ユニットをコンパクトに構成しつつ、発電ユニットの冷却性能を向上させることが可能な車両用発電ユニットの冷却構造を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る車両用発電ユニットの冷却構造は、クランク部を有する発電用エンジンと、該発電用エンジンに連結される発電機と、前記発電用エンジン及び前記発電機を収容し、車両に着脱可能に取り付けられるユニットケースと、を備えている。当該車両用発電ユニットの冷却構造において、前記ユニットケースには、回転軸を有する第１の電動ファンが設けられ、前記回転軸及び前記クランク部は、クランク部の長手方向に直交する方向から見たときに重なって配置されており、前記ユニットケースには、第１の排風口が設けられ、該第１の排風口は、前記ユニットケース内において、前記第１の電動ファンとの距離が最大になる位置に設けられており、前記第１の電動ファンと前記第１の排風口との間には、空気が流通する導風経路が設けられている。

本発明によれば、発電ユニットをコンパクトに構成しつつ、発電ユニットの冷却性能を向上させることができる。

本発明に係る車両用発電ユニットの外観を前方側から見た斜視図である。 図１の発電ユニットの外観を後方側から見た斜視図である。 図１の発電ユニットの上面図である。 図１の発電ユニットの下面図である。 図３の発電ユニットの外装カバー等を取り外した状態を概略的に示す平面図である。 図５の発電ユニットのマウント等の位置を示す概略平面図である。 図５の第１の電動ファンの回転軸の中心における平断面図である。 図７のＡ－Ａ矢視の縦断面図である。 図７のＢ－Ｂ矢視の縦断面図である。 図８のＣ－Ｃ矢視の縦断面図である。

以下、本発明に係る車両用発電ユニット１の冷却構造の一実施形態について、図面（図１～図１０）を参照しながら説明する。なお、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前後方向（ユニット前後方向）における前方を示す。実施形態の説明における「前部（前端）及び後部（後端）」は、車両前後方向（ユニット前後方向）における前部及び後部に対応する。また、矢印Ｒ及び矢印Ｌは、乗員が車両前方を見たとき（ユニット前後方向の前方を見たとき）の右側及び左側を示している。また、矢印Ｄは、車両上方を示している。

本実施形態の車両用の発電ユニット１は、例えば、車両後部に設けられたラゲッジスペース等の床下に、着脱可能に取り付けられる。図示による説明は省略しているが、当該発電ユニット１は、例えば、車両の後部に設けられた開口から車両内に挿入された状態で、車両後部に固定される。この場合、発電ユニット１は、例えば、車幅方向において、左右の後輪の間に配置されており、車体骨格を構成する剛性の高いリアサイドメンバ及びリアクロスメンバ等に取り付けられている。

本実施形態の発電ユニット１は、図５及び図７に示すように、発電用エンジン２０と、発電機３０と、インバータ３５等の複数の電装部品と、第１の電動ファン３１と、第２の電動ファン３２と、ファンカウル４０と、燃料タンク２４と、マフラ２５と、を有している。これらは、図１～図４に示す略直方体状のユニットケース１０の内部に収容されている。以下、各部材及び装置について、説明する。

先ず、ユニットケース１０の構成について説明する。ユニットケース１０を含む発電ユニット１は、全体として、略直方体状である。すなわち、発電ユニット１の外装を構成するユニットケース１０は、図１～図４に示すように、全体で略直方体状である。なお、発電ユニット１の外装の一部は、燃料タンク２４の外壁の一部と、マフラ２５の外壁の一部を含んでいる。これらは、後で説明する。

以後の説明では、発電ユニット１の長手方向は、車体に取り付けたときの車幅方向及び左右方向に対応し、発電ユニット１の短手方向は、車両前後方向に対応するものとして説明する。なお、本実施形態では、発電ユニット１の前部及び後部は、発電ユニット１の短手方向（ユニット前後方向）の前部及び後部に対応し、発電ユニット１の左右方向（ユニット幅方向）は、発電ユニット１の前方を向くときの左右に対応する。

ユニットケース１０の外側には、車両に取り付けるための車体取付部１４等が設けられている。発電ユニット１は、例えば、ユニットケース１０の長手方向が車幅方向に沿うように、車両後部に取り付けられている。

また、本実施形態のユニットケース１０は、図１～図４に示すように、トレイ１１と、外装カバー１５と、を有している。トレイ１１は、発電用エンジン２０及び発電機３０等が設置される、長方形状の底部１２と、底部１２の各端部から上方に突出し、該端部に沿って延びてる側壁１３と、を有している。

側壁１３は、図１及び図２に示すように、ユニットケース１０の左右方向の端部から上方に突出し、ユニット前後方向に沿って延びている。この例では、図１及び図２に示すように、側壁１３には、発電ユニット１を車体に設置するための車体取付部１４が設けられている。当該車体取付部１４は、車体に設けられた例えばレール上を走行するためのローラ等を有しているとよい。

また、本実施形態のトレイ１１の底部１２には、図４に示すように、第１の排風口１２ａと、第２の排風口１２ｂと、第３の排風口１２ｃと、を有している。第１の排風口１２ａは、トレイ１１の底部１２の後部における右側の角部に配置されている。第１の排風口１２ａは、ユニット幅方向に延びる略長方形状の貫通長孔を有し、複数の貫通長孔は、ユニット前後方向に互いに間隔を空けて配置されている。

第２の排風口１２ｂは、底部１２の前部における左側の角部に配置されている。第２の排風口１２ｂは、第１の排風口１２ａと同様に、ユニット幅方向に延びる略長方形状の貫通長孔を有し、複数の貫通長孔は、ユニット前後方向に互いに間隔を空けて配置されている。第３の排風口１２ｃは、底部１２の後部における左側の角部に配置されている。第３の排風口１２ｃは、第１及び第２の排風口１２ａ，１２ｂと同様に、ユニット幅方向に延びる略長方形状の貫通長孔を有し、複数の貫通長孔は、ユニット前後方向に互いに間隔を空けて配置されている。各排風口と、ユニットケース１０内の装置との関係については、後で説明する。

外装カバー１５は、トレイ１１を上方から覆う部材であり、車両前方を臨む前縦壁部（第１の縦壁部）１５Ａと、車両後方を臨む後縦壁部（第２の縦壁部）１５Ｂと、前縦壁部１５Ａの上端と後縦壁部１５Ｂの上端とを繋ぐ天面部１５Ｅと、前縦壁部１５Ａの左端と後縦壁部１５Ｂの左端とを繋ぎ、ユニット幅方向外側を臨む左縦壁部１５Ｄと、を有している。また、外装カバー１５の下方及び右側方は、開放されている。外装カバー１５の各縦壁部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｄは、トレイ１１の側壁１３等に固定されている。

また、外装カバー１５の前縦壁部１５Ａにおける左側には、略長方形の第１の導風孔１６ａが設けられ、外装カバー１５の後縦壁部１５Ｂにおける左側には、略正方形の第２の導風孔１６ｂが設けられている。第１の導風孔１６ａ及び第２の導風孔１６ｂは、ユニット外側の空気をユニット内側に吸気可能な貫通孔であり、第２の導風孔１６ｂは、第１の導風孔１６ａよりも左側にずれて配置されている。また、外装カバー１５の内側には、第１の導風孔１６ａに対向するように第１の電動ファン３１が配置され、第２の導風孔１６ｂに対応するように第２の電動ファン３２が配置されている。第１の電動ファン３１の回転軸３１ａは、図５に示すように、ユニット前後方向に延びる回転軸３１ａを有している。また、第２の電動ファン３２は、ユニット幅方向（左右方向）に隣接して配置された２つのファン（左側の第２の電動ファン３２ａ、右側の第２の電動ファン３２ｂ）によって構成されている。また、後縦壁部１５Ｂにおける左右方向の中央で、第１の導風孔１６ａの右側には、取っ手１９が設けられている。当該取っ手１９を車両後方に引っ張ることにより、発電ユニット１を車体から取り外すことができる。

発電用エンジン２０は、図６に示すように、ユニットケース１０の底部１２に第１～第３のマウント４１，４２，４３を介して固定されている。この例では、発電用エンジン２０は、トレイ１１の底部１２の前部で、左右方向のほぼ中央部に配置されている。本実施形態の発電用エンジン２０は、図５及び図７～図９に示すように、ピストン（図示せず）を内部に配置するシリンダブロック２１と、シリンダヘッド２１ｄと、シリンダカバー２２と、クランクシャフト３０ａを収容するクランク部２３と、を有している。

シリンダブロック２１は、図７に示すシリンダカバー２２の内部に収容されており、クランク部２３の長手方向（左右方向）に対して垂直に延びている。この例では、シリンダブロック２１は、車両後方に向かうに従い上方に傾斜している。シリンダブロック２１の外形は、例えば、ユニット前後方向に沿って延びる略直方体状である。シリンダブロック２１の内部には、シリンダライナー２１ｂが設けられている。シリンダライナー２１ｂは、ユニット前後方向に延びる筒状で、ピストン２１ｅは、シリンダライナー２１ｂの内部を、往復移動するように構成されている。また、シリンダブロック２１の外面には、複数の放熱フィン２１ａが設けられている。放熱フィン２１ａは、シリンダブロック２１の外面から外側に突出し、シリンダブロック２１の長手方向に対して例えば垂直な方向に延びている。

シリンダブロック２１を収容するシリンダカバー２２は、後述するファンカウル４０に接続されている。シリンダカバー２２は、図５及び図９に示すように、ユニット前後方向に延び、シリンダカバー２２の前部は、クランク部２３の後面に接続されている。また、シリンダカバー２２の内壁面は、シリンダブロック２１の放熱フィン２１ａの先端に対して、間隔を空けて配置されている。当該間隔には、冷却空気が流通可能である。シリンダカバー２２の側部には、ファンカウル４０が接続されている。すなわち、放熱フィン２１ａは、ファンカウル４０から供給される冷却空気によって冷却される。

クランク部２３は、図５に示すように、ユニット前後方向において、シリンダブロック２１の前方側で、トレイ１１の底部１２の後方側におけるユニット幅方向の中間部（この例では、ほぼ中央部）に配置されている。また、クランク部２３は、ユニット幅方向に延びており、クランク部２３の内部には、ユニット幅方向に延びるクランクシャフト３０ａが配置さている。クランクシャフト３０ａは、コンロッド２１ｆにより、ピストン２１ｅと連結されている（図７）。

続いて、ファンカウル４０について説明する。ファンカウル４０は、第２の電動ファン３２により吸気された空気が流通する流路を有する。当該流路内には、シリンダブロック２１等を冷却するための冷却空気が流通する。ファンカウル４０の後部及び右側部に開口部を有し、右側部の開口部は、シリンダカバー２２に接続されている。また、後部の開口部は、第２の電動ファン３２に対向配置されている。

ここで、第１～第３のマウント４１，４２，４３について説明する。図６に示すように、第１のマウント４１は、トレイ１１の底部１２の前方側におけるユニット幅方向外側部に配置されており、発電機３０の左側部の下部を、ブラケット（図示せず）等を介して支持している。第２マウントは、トレイ１１の底部１２の前方側におけるユニット幅方向の中間部に配置されており、クランク部２３の下部を、ブラケット等を介して支持している。第３のマウント４３は、第２のマウント４２の車両後方に配置されており、シリンダブロック２１を覆うシリンダカバー２２等を、ブラケット等を介して支持している。

続いて、発電機３０について説明する。発電機３０は、図５～図７に示すように、ユニット幅方向に延びる装置で、クランク部２３のユニット幅方向における左側に位置するトレイ１１の底部１２に、ブラケット及び第１のマウント４１を介して固定されている（図７）。また、発電機３０は、クランク部２３のユニット幅方向の左側に配置され、発電機３０の前端は、トレイ１１の前端付近であって、外装カバー１５の前壁付近に配置されている。発電機３０の内部には、ユニット幅方向に延びる回転軸３０ａが配置され、当該回転軸３０ａには、カップリング３０ｂ等を介してクランクシャフトの左側部が接続されている。発電機３０は、発電用エンジン２０の駆動により回転軸３０ａが回転することにより発電する。また、図６及び図８に示すように、発電機３０には、ラジエータ４７を流通する冷却水（冷却液）が流れる冷却配管４７ａ等が接続されている。

インバータ３５は、図６及び図８に示すように、台座等のブラケット等を介して、クランク部２３の上方で、ユニット前後方向で、シリンダカバー２２の前方側に配置されている。なお、インバータ３５には、冷却水タンク３５ａが設けられている。冷却水タンク３５ａは、例えばインバータ３５の本体の下側に配置されている。また、冷却水タンク３５ａには、冷却水が流通する冷却配管４７ａが接続されている。インバータ３５は、冷却配管４７ａの内部を流れる冷却水が冷却水タンク３５ａに流入することによって、冷却される。

続いて、燃料タンク２４について説明する。燃料タンク２４は、発電用エンジン２０を駆動するための燃料が充填されている。燃料タンク２４の外観は、全体で、略直方体状であり、クランク部２３の右側に配置されている。燃料タンク２４及び発電機３０は、クラック部２３を挟むように配置されている。燃料タンク２４は、上部に給油口２４ａが設けられている。また、詳細な図示は省略しているが、燃料タンク２４は、車両前方を臨む前壁部２４Ａと、車両後方を臨む後壁部２４Ｂと、ユニット幅方向内側（左側）を臨む内壁部２４Ｃと、ユニット幅方向外側（右側）を臨む外壁部２４Ｄと、を有している。

マフラ２５は、ユニットケース１０内で、発電用エンジン２０のシリンダブロック２１に左右方向に並んで配置されている。発電用エンジン２０から排気される排ガスは、当該マフラ２５の内部を流通し、その後、ユニット外側に排気される。マフラ２５は、マフラ本体２６Ａと、テールエンド２６Ｂと、マフラ本体２６Ａを覆うマフラカバー２８と、を有している。マフラ本体２６Ａは、図９に示すように、上下方向に延びる筒状で、図５に示すように、円弧部及び直線部からなる断面形状を有している。マフラカバー２８は、マフラ本体２６Ａを覆う部材であり、上部の後端からトレイ１１の底部１２に向かって下方に延びる後壁部２８Ｂと、マフラ２５の上部のユニット幅方向端部からトレイ１１の底部１２に向かって下方に延びる外壁部２８Ｄと、を有している。また、マフラカバー２８の上部、後壁部２８Ｂ及び外壁部２８Ｄは、ユニットケース１０の外壁の一部を構成している。

テールエンド２６Ｂは、マフラ本体２６Ａの下部に接続されており、マフラ本体２６Ａの内部を流通した排ガスが、ユニット外側に排気されるように構成されている。テールエンド２６Ｂは、ユニットケース１０の底部１２をユニット外側から見たときに（ユニット下方視で）、第１の排風口１２ａの内側に配置されている。

ここで、外装カバー１５と、燃料タンク２４と、マフラカバー２８との関係について説明する。燃料タンク２４の前壁部２４Ａは、外装カバー１５の前縦壁部１５Ａに接続するように配置されている。すなわち、外装カバー１５の前縦壁部１５Ａと、燃料タンク２４の前壁部２４Ａによって、発電ユニット１の前側の外壁が構成されている。また、燃料タンク２４の外壁部２４Ｄ及びマフラカバー２８の外壁部２８Ｄは接続されており、燃料タンク２４の外壁部２４Ｄ及びマフラカバー２８の外壁部２８Ｄによって、ユニットケース１０のユニット幅方向外側の外壁が構成されている。

続いて、本実施形態の冷却系統について説明する。冷却系統は、ユニット内に配置された機器の周囲を冷却する第１の冷却系統と、シリンダブロック２１等を冷却する第２の冷却系統と、を有している。以下、各冷却系統について説明する。

本実施形態では、上記したようにユニットケース１０には、第１の排風口１２ａが設けられ、該第１の排風口１２ａは、ユニットケース１０内において、第１の電動ファン３１との距離が最大になる位置に設けられており、第１の電動ファン３１と第１の排風口１２ａとの間には、空気が流通する第１の冷却系統（導風経路）が設けられている。

第１の冷却系統は、第１の導風孔１６ａと、第１の排風口１２ａとの間に形成される導風経路を有しており、例えば、隣り合うユニット構成部品の間に形成される間隙が、導風経路の一部となる。例えば、図５及び図７～図１０に示す発電用エンジン２０と燃料タンク２４との間に形成される間隙５１、マフラ２５とファンカウル４０との間に形成される間隙５２、マフラ２５と燃料タンク２４との間に形成される間隙５３等は、第１の冷却系統の導風経路の一部である。したがって、本実施形態の第１の冷却系統を構成する導風経路は、複数に分岐されている。

第１の電動ファン３１が駆動することにより、第１の導風孔１６ａから、ユニット内に冷却空気が流入する。このとき、冷却空気は、最初に、発電用エンジン２０のクランク部２３の例えば前部に吹き付けられ、その後、ユニット内において四方に分散される。すなわち、クランク部２３の前部に吹き付けられた冷却空気は、上記の間隙５１，５２，５３を含む複数の経路に分岐され、分岐された各経路を流通する。複数の経路を流れた冷却空気は、第１の排風口１２ａから、ユニット外側に排気される。

このように、第１の冷却系統を設けることにより、第１の電動ファン３１による送風が、最初にクランク部２３に吹き付けられ、クランク部２３及びオイルパン部等を確実に冷却することができる。さらに、送風が発電用エンジン２０に吹き付けられることにより、ユニットケース１０内において、冷却空気が四方に分散され、ユニット内に導風されやすくなる。また、第１の電動ファン３１からユニットケース１０内において最も離れた位置に、第１の排風口１２ａが設けられているため、ユニットケース１０内の広範囲（ほぼ全体）に冷却空気を流れるようにすることが可能となる。

また、本実施形態では、上記したように、ユニットケース１０の底部１２は、クランク部２３の長手方向に沿って延びる長方形状であり、第１の排風口１２ａは、底部１２の角に配置され、ユニットケース１０内には、発電用エンジン２０から排気される排ガスが流通するマフラ２５が配置されている。マフラ２５のテールエンド２６Ｂは、上記したように、ユニットケース１０の底部１２をユニット外側から見たときに（ユニット下方視で）、第１の排風口１２ａの内側に配置されている。この例では、テールエンド２６Ｂの端部（下端部）は、第１の排風口１２ａの内側に配置されている。すなわち、第１の排風口１２ａの開口縁は、テールエンド２６Ｂの下端部の周囲に配置されている。なお、テールエンド２６Ｂの下端部は、ユニット上下方向において、第１の排風口１２ａよりもやや上方に配置されてもよい。この場合、テールエンド２６Ｂの下端部は、第１の排風口１２ａに対向配置される。また、テールエンド２６Ｂの下端部を、第１に排風口１２ａからユニット外側に若干突出させてもよい。この場合、当該下端部がユニット外側の部材に干渉しないように配置されるとよい。

マフラ２５には発電用エンジン２０から排気される排ガスが流通するため、マフラ２５の周辺の領域は、ユニットケース１０内において、他の領域に比べて温度が高くなる。第１の排風口１２ａを上記のように配置することにより、高温の空気を効率よくユニット外側に排出することが可能である。さらに、マフラ２５のテールエンド２６Ｂの周囲、すなわち、テールエンド２６Ｂを取り囲むように、第１の排風口１２ａが設けられるため、マフラ２５からの排気流のエネルギーにより、マフラ２５の周囲の空気が吸い出される。その結果、上記構成は、排気効率を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、燃料タンク２４が、発電用エンジン２０に対して車幅方向に隣接して配置され、発電用エンジン２０の車幅方向外側部と、燃料タンク２４の例えば内壁部２４Ｃとは、互いに間隔を空けて対向配置されている。すなわち、発電用エンジン２０の外側部と燃料タンク２４の内壁部２４Ｃとの間には、間隙５１が形成される。当該間隙５１は、上記したように導風経路の一部を構成している。また、燃料タンク２４の内壁部２４Ｃは、第１の電動ファン３１が設けられている後縦壁部１５Ｂから、第１の排風口１２ａに向かって延びている。また、燃料タンク２４及びマフラ本体２６Ａは、車両前後方向に間隔を空けて配置されている。すなわち、燃料タンク２４とマフラ本体２６Ａとの間に間隙５２が形成され、当該間隙５２は、導風経路の一部を構成している。

このように発電用エンジン２０の周囲に導風経路を設けることにより、発電用エンジン２０の周囲を効率的に冷却することが可能となる、その結果、ユニット内の温度上昇を抑制することが可能となる。さらに、燃料タンク２４の周囲に空気の流れを発生させるように構成されるため、燃料タンク２４の温度上昇を抑制することも可能となる。

また、本実施形態では、第２の排風口１２ｂは、底部１２の上記した位置に設けられている。そのため、この例では、第２の排風口１２ｂは、ユニットケース１０の内部における発電機３０の下方に配置されている。また、発電用エンジン２０は、第２の排風口１２ｂと第１の排風口１２ａとの間に配置されている。さらに、第２の排風口１２ｂの開口面積は、第１の排風口１２ａの開口面積より小さく設定さている。ここで、第１の排風口１２ａの開口面積は、第１の排風口１２ａを構成する複数の貫通長孔の開口面積の合計で示される。第２の排風口１２ｂの開口面積も、同様である。

第１の排風口１２ａと反対側の領域、例えば、第１の排風口１２ａよりも前方側の領域では、圧力が高くなりやすいため冷却空気の流速が低下しやすくなり、送風が滞留しやすくなる。これに対して、第１の排風口１２ａと反対側の領域（第１の排風口１２ａよりも前方側の領域）に、第２の排風口１２ｂが設けられているため、第１の排風口１２ａと反対側の領域の圧力が低下し、発電機３０の周辺における冷却空気の流れを確保することが可能となる。また、開口面積を上記のように設定することにより、第１の冷却系統における導風経路内で、上流側から下流側に向けて圧力を徐々に低くすることが可能となり、第１の排風口１２ａに冷却空気を流れやすくすることができ、冷却性能を確保することが可能となる。なお、本実施形態では、滞留しそうな部分に排風口を設けているが、第１の冷却系統の主流は、第１の電動ファン３１から第１の排風口１２ａに向かって流れている。

また、本実施形態では、ユニットケース１０は、第１の電動ファン３１が設けられる前縦壁部（第１の縦壁部）１５Ａと、前縦壁部１５Ａに対向する後縦壁部（第２の縦壁部）１５Ｂと、を有し、該後縦壁部１５Ｂには、第２の電動ファン３２が設けられている。第２の電動ファン３２は、発電用エンジン２０に対して、マフラ２５から離れる方向にずれて配置されている。この例では、第２の電動ファン３２は、発電用エンジン２０のシリンダカバー２２よりも左側にずれて配置されている。さらに、ユニットケース１０内には、第２の電動ファン３２から吸気された空気が流通するファンカウル４０と、ファンカウル４０に連結され且つ発電用エンジン２０のシリンダブロック２１を覆うシリンダカバー２２が設けられている。また、シリンダカバー２２は、第２の電動ファン３２により吸気された空気が流入する導入開口部２２ａと（図５）、マフラ２５に向かって排気可能な排気開口部２２ｂとを有している（図９）。

第２の冷却系統は、第２の電動ファン３２と、ファンカウル４０と、シリンダカバー２２と、を有している。第２の電動ファン３２が駆動されることにより、第２の導風孔１６ｂから、ユニット外側の空気がファンカウル４０に流入する。ファンカウル４０内を流入する空気は、シリンダカバー２２の導入開口部２２ａからシリンダカバー２２の内部に流入する。シリンダカバー２２の内部を流通する空気は、放熱フィン２１ａ等と熱交換がなされ、空気の温度は上昇する。熱交換されて温度が上昇した空気は、排気開口部２２ｂからシリンダカバー２２の外側に排気され、その後、マフラ２５の周辺を流通した後に、第１の排風口１２ａからユニット外側に排気される。

このように、第２の冷却系統では、第２の電動ファン３２から、発電用エンジン２０に向かう送風が、シリンダブロック２１の周囲を通過し、その後に、マフラ２５に向かって流れ、第１の排風口１２ａから排出される。発電用エンジン２０を冷却するための第２の冷却系統を、第１の冷却系統とは独立して設けているので、発電用エンジン２０を効果的に冷却することが可能となる。また、発電用エンジン２０を冷却した空気は、マフラ２５の周辺に所定の流速を保ちながら流入するため、マフラ２５の周辺の空気を、積極的に、第１の排風口１２ａに向かって排出することが可能となる。その結果、高温の空気をユニット外側に排出しやすくなるため、冷却効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、マフラ本体２６Ａは、遮熱板によって囲まれているとよい。例えば、マフラカバー２８を遮熱板で形成してもよい。このとき、マフラ本体２６Ａと、遮熱板との間には、隙間が形成されているとよい。このように構成することにより、遮熱板によってマフラ２５の周囲に第１の排風口１２ａへの気流の流れを発生させることができるため、排気効率を確保することができる。

また、本実施形態では、第１の冷却系統の導風経路に、発電機３０を固定するための第１のマウント４１、発電用エンジン２０を底部１２に固定するための第２及び第３のマウント４３、発電用エンジン２０を始動させるためのイグニッションコイル４５、及び、インバータ３５等の電装部品が配置されている。導風経路に、これらの部材を配置することにより、各機器の温度上昇を抑制し、性能低下を防止することができる。例えば、本実施形態の第３のマウント４３には、内部に液体が封入されている液封マウントが用いられている。そのため、液体の温度上昇を抑制することで、性能低下を抑制することができる。また、インバータ３５は、水冷による冷却系統により冷却されるが、上記したように、インバータ３５の周辺の空気が流れるため、インバータ３５の温度上昇を抑制することができる。

また、本実施形態の発電ユニット１は、ラジエータ４７を有している。当該ラジエータ４７は、第２の電動ファン３２にユニット後方視で、右側の第２の電動ファン３２ｂに重なるように配置されている。これにより、右側の第２の電動ファン３２ｂによる送風で、ラジエータ４７内を流れる冷却水を冷却することができる。ラジエータ４７には、冷却配管４７ａが接続され、当該冷却配管４７ａは、インバータ３５及び発電機３０等に接続されている。

なお、本実施形態の第２の電動ファン３２は、ユニット幅方向（左右方向）に並べて配置された２つのファンによって構成されており、左側の第２の電動ファン３２ａで、オイルクーラ４８を冷却し、右側の第２の電動ファン３２ｂでファンカウル４０に空気を送り込み、且つラジエータ４７を冷却する。

また、本実施形態の発電ユニット１は、エンジンオイルを冷却するオイルクーラ４８を有している。オイルクーラ４８には、オイル配管４８ａが接続されており、当該オイル配管４８ａは、発電用エンジン２０にも接続される。また、オイルクーラ４８は、第２の電動ファン３２のユイット幅方向の左側に配置されている。この例では、左側の第２の電動ファン３２ａは、オイルクーラ４８に送風可能に配置されている。オイルクーラ４８の前方側には、排気管４８ｂが設けられ、オイルクーラ４８を冷却した空気を下方に誘導している。排気管４８ｂの下方に位置する開口部は、第３の排風口１２ｃに対向配置されている。すなわち、オイルクーラ４８を冷却した空気は、排気管４８ｂ内を流れ、その後、第３の排風口１２ｃからユニット外側に排気される。

オイルクーラ４８を冷却した空気は、いわゆる熱風であり、ユニットケース１０内に排気させないことが望ましい。よって、上記構成により、排気管４８ｂをオイルクーラ４８の下流側（風下側）に隣接して配置することにより、排気管４８ｂを介してユニット外側に排気することができる。これにより、発電ユニット１の冷却性能が向上する。また、オイルクーラ４８で熱交換された空気が、ユニットケース１０内で他の冷却系統を温度上昇させることを抑制できるため、ユニット構成部品のレイアウトの自由度を維持できる。また、排気管４８ｂを下方に湾曲させることにより、オイルクーラ４８と排気管４８ｂの下部との、ユニット前後方向の距離を短くすることが可能となり、ユニットケース１０内に熱風が残る時間をより短縮することができる。その結果、発電ユニット１内の温度上昇を抑制することが可能となる。

本実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

本実施形態では、発電ユニット１を車両後部に取り付ける例を説明しているが、これに限らない。例えば、車両側部に着脱可能に取り付けてもよい。この場合、ユニット前後方向は、車幅方向に対応する。また、例えば、ユニットケース１０のトレイ１１の底部１２が、縦方向に配置してもよい。この場合、上記実施形態におけるユニット前後方向は、車両上下方向に対し、第１の電動ファン３１は上部に設けられ、第２の電動ファン３２は下部に設けられるとよい。

また、本実施形態では、第１の排風口１２ａは、トレイ１１の底部１２に設けられているがこれに限らない。例えば、第１の電動ファン３１から最も遠くなる位置であれば、例えば、ユニットケース１０の外装カバー１５の後縦壁部１５Ｂ等に設けてもよい。また、本実施形態では、ユニットケース１０内における左側の端部には、図６に示すように、ＥＣＭが配置されている。当該ＥＣＭも、第１の電動ファン３１による送風で冷却するように構成してもよい。

また、第１の冷却系統の導風経路は、上記の他に、例えば、発電機３０とトレイ１１の底部１２との間に形成される間隙、発電用エンジンの上部と、外装カバー１５の天面１５Ｅとの間に形成される間隙、冷却水ポンプとインバータ３５との間に形成される間隙、発電用エンジン２０の下部と、底部１２との間に形成される間隙、等がある。また、第２の電動ファン３２と第１の排風口１２ａとの間で、発電用エンジンのシリンダカバー２２の周辺を流れる経路も含んでもよい。

１ 発電ユニット
１０ ユニットケース
１１ トレイ
１２ 底部
１２ａ 第１の排風口
１２ｂ 第２の排風口
１２ｃ 第３の排風口
１３ 側壁
１４ 車体取付部
１５ 外装カバー
１５Ａ 前縦壁部（第１の縦壁部）
１５Ｂ 後縦壁部（第２の縦壁部）
１５Ｄ 左縦壁部
１５Ｅ 天面部
１６ａ 第１の導風孔
１６ｂ 第２の導風孔
１９ 取っ手
２０ 発電用エンジン
２１ シリンダブロック
２１ａ 放熱フィン
２１ｂ シリンダライナー
２１ｄ シリンダヘッド
２１ｅ ピストン
２１ｆ コンロッド
２２ シリンダカバー
２２ａ 導入開口部
２２ｂ 排気開口部
２３ クランク部
２３Ａ クランクシャフト
２４ 燃料タンク
２４ａ 給油口
２４Ａ 前壁部
２４Ｂ 後壁部
２４Ｃ 内壁部
２４Ｄ 外壁部
２５ マフラ
２６Ａ マフラ本体
２６Ｂ テールエンド
２８ マフラカバー
２８Ｂ 後壁部
２８Ｄ 外壁部
３０ 発電機
３１ 第１の電動ファン
３２ 第２の電動ファン
３２ａ 左側の第２の電動ファン
３２ｂ 右側の第２の電動ファン
３５ インバータ
３５ａ 冷却水タンク
４０ ファンカウル
４１ 第１のマウント
４２ 第２のマウント
４３ 第３のマウント
４５ イグニッションコイル
４６ ＥＣＭ
４７ ラジエータ
４７ａ 冷却配管
４８ オイルクーラ
４８ａ オイル配管
４８ｂ 排気管
５１ 間隙
５２ 間隙
５３ 間隙

Claims (7)

1. クランク部を有する発電用エンジンと、該発電用エンジンに連結される発電機と、前記発電用エンジン及び前記発電機を収容し、車両に着脱可能に取り付けられるユニットケースと、を備えている、車両用発電ユニットの冷却構造において、
   前記ユニットケースには、回転軸を有する第１の電動ファンが設けられ、
   前記回転軸及び前記クランク部は、クランク部の長手方向に直交する方向から見たときに重なって配置されており、
   前記ユニットケースには、第１の排風口が設けられ、該第１の排風口は、前記ユニットケース内において、前記第１の電動ファンとの距離が最大になる位置に設けられており、
   前記第１の電動ファンと前記第１の排風口との間には、空気が流通する導風経路が設けられていることを特徴とする、車両用発電ユニットの冷却構造。
2. 前記ユニットケースの底部は、前記クランク部の長手方向に沿って延びる長方形状であり、前記第１の排風口は、前記底部の角に配置されおり、
   前記ユニットケース内には、前記発電用エンジンから排気される排ガスが流通するマフラが配置され、該マフラは、マフラ本体と、テールエンドとを有し、
   前記テールエンドは、前記底部をユニット外側から見たときに前記第１の排風口の内側に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。
3. 前記ユニットケースには、前記発電用エンジンを駆動するための燃料が充填される燃料タンクが、前記発電用エンジンに対して車幅方向に隣接して配置されており、
   前記発電用エンジンの車幅方向外側部と、前記燃料タンクの側壁とは、間隔を空けて対向配置されており、前記燃料タンクの前記側壁は、前記第１の電動ファンが設けられている側壁部から、前記第１の排風口に向かって延びており、
   前記燃料タンク及び前記マフラ本体は、車両前後方向に間隔を空けて配置され、該間隔は、前記導風経路の一部を構成していることを特徴とする、請求項２に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。
4. 前記ユニットケース内における前記発電機の下方には、第２の排風口が設けられ、該第２の排風口と前記第１の排風口との間には、前記発電用エンジンが配置されており、
   前記第２の排風口の開口面積は、前記第１の排風口の開口面積より小さく設定さていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。
5. 前記ユニットケースは、前記第１の電動ファンが設けられる第１の縦壁部と、該第１の壁部に対向する第２の縦壁部と、を有し、該第２の縦壁部には、第２の電動ファンが設けられ、該第２の電動ファンは、前記発電用エンジンに対して、前記マフラから離れる方向にずれて配置されており、
   前記ユニットケース内には、前記第２の電動ファンから吸気された空気が流通するファンカウルと、前記ファンカウルに連結され且つ前記発電用エンジンのシリンダブロックを覆うシリンダケースが設けられており、
   前記シリンダケースは、前記第２に電動ファンにより吸気された空気が流入する導入開口部と、前記マフラに向かって排気可能な排気開口部とを有していることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。
6. 前記マフラ本体は、遮熱板によって囲まれており、
   前記マフラ本体と、前記遮熱板との間には、隙間が形成されていることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の車両用発電ユニットの冷却構造。
7. 前記導風経路には、前記発電用エンジンを前記底部に固定するためのマウント、前記発電用エンジンを始動させるためのイグニッションコイル、及び電装部品が配置されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の発電用ユニットの冷却構造。
   
   

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