(57)【要約】【課題】簡素かつ小型な構成によって自走を可能とした発電機を提供する。【解決手段】エンジン１００と、エンジンに固定されたステータ２２０，２３０及びエンジンの出力軸１３０に固定されたロータ２１０とを有する発電体２００とを備える発電機を、発電体が発電した電力を蓄電する蓄電手段と、蓄電手段から発電体に電力を供給して発電体に回転出力を発生させる駆動制御手段と、発電体の回転出力を用いて発電機を自走させる走行手段４３０と、発電機のロータと走行手段との間に設けられ発電体と走行手段との接続又は切断を切り換えるクラッチ手段３００とを有する構成とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンに固定されたステータ及び前記エンジンの出力軸に固定されたロータとを有する発電体とを備える発電機であって、
前記発電体が発電した電力を蓄電する蓄電手段と、
前記蓄電手段から前記発電体に電力を供給して前記発電体に回転出力を発生させる駆動制御手段と、
前記発電体の回転出力を用いて発電機を自走させる走行手段と、
前記発電機の前記ロータと前記走行手段との間に設けられ前記発電体と前記走行手段との接続又は切断を切り換えるクラッチ手段と
を有することを特徴とする発電機。
【請求項２】
前記発電体は、前記ロータと、前記ロータに対して回転軸方向に間隔を隔てて配置され複数のコイルを周方向に配列して構成されたステータとを有するアキシャルギャップ型発電体であり、
前記クラッチ機構は、対向して配置された一対の摩擦部材を電磁石を用いて圧着させる電磁クラッチであり、
前記クラッチ機構の前記電磁石と、前記ステータに設けられた複数のコイルとを、前記ステータの周方向に配列させて設けたこと
を特徴とする請求項１に記載の発電機。
【請求項３】
前記クラッチ機構の前記電磁石を、同一のステータに設けられた前記コイルに対して、前記ロータから軸方向に離間する方向にオフセットして配置したこと
を特徴とする請求項２に記載の発電機。
【請求項４】
前記クラッチ機構の前記電磁石及び前記ステータを収容するステータハウジングを有し、前記電磁石は前記ステータハウジングの前記クラッチ機構側の面部に形成された開口部から前記摩擦部材側に露出して配置されること
を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の発電機。
【請求項５】
前記クラッチ機構の前記電磁石と前記アキシャルギャップ型発電体の前記ロータとの間に磁気シールド材を配置したこと
を特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンによって発電体を駆動するとともに、移動のための自走用動力を有する自走式発電機に関し、特に簡素かつ小型な構成によって自走を可能としたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
可搬式の発電機は、発電体及びこれを駆動するエンジンと、各種補機類をフレーム等に取付けて一体として持ち運びを可能としたものである。
このような発電機は、ある程度の発電能力を確保しようとした場合、比較的大型の発電体やエンジンを用いる必要があり、重量が増加して人力による移動が困難となる。
こうした発電機の移動用としてフレームに車輪を取付けて移動を容易化することも提案されているが、それでも発電機が比較的大きい場合や不整地、坂道などでは人力による移動は困難を伴う。
【０００３】
発電機の移動を容易化するための従来技術として、例えば特許文献１には、発電機を駆動するエンジンの出力伝達先を車輪の駆動機構にも切替可能として、エンジン動力によって自走可能とした発電機が記載されている。
また、特許文献２には、発電機によって発電される電力によって駆動されるモータの出力を用いて自走可能とした発電機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−０２６３７５号公報
【特許文献２】実開昭６２−１０１３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されたようにエンジンの出力によって自走可能とした場合、エンジンの特性上、比較的高速で移動するのには適するが、微低速での運転は困難であり、さらに比較的大きな減速比を有する大型の駆動機構部を設けることが必要となる。
一方、特許文献２に記載されたように駆動用のモータを有する構成とした場合、モータはエンジンよりも低速運転が容易であることから、低速走行時の制御性や減速機構部の大型化といった問題は解決できるものの、駆動専用のモータ等によって部品点数が増加して構造が複雑化し、発電機が大型化するとともに、重量も増加してしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡素かつ小型な構成によって自走を可能とした発電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、エンジンと、前記エンジンに固定されたステータ及び前記エンジンの出力軸に固定されたロータとを有する発電体とを備える発電機であって、前記発電体が発電した電力を蓄電する蓄電手段と、前記蓄電手段から前記発電体に電力を供給して前記発電体に回転出力を発生させる駆動制御手段と、前記発電体の回転出力を用いて発電機を自走させる走行手段と、前記発電機の前記ロータと前記走行手段との間に設けられ前記発電体と前記走行手段との接続又は切断を切り換えるクラッチ手段とを有することを特徴とする発電機である。
これによれば、自走用として独立したモータを設けず、発電体を電動モータとして利用して発電機を自走可能とすることによって、比較的簡単な構造によって、微低速を含む広い速度範囲で良好な駆動力制御を行うことができる。
また、自走時以外にはクラッチを切断することによって、通常の発電機として利用することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記発電体は、前記ロータと、前記ロータに対して回転軸方向に間隔を隔てて配置され複数のコイルを周方向に配列して構成されたステータとを有するアキシャルギャップ型発電体であり、前記クラッチ機構は、対向して配置された一対の摩擦部材を電磁石を用いて圧着させる電磁クラッチであり、前記クラッチ機構の前記電磁石と、前記ステータに設けられた複数のコイルとを、前記ステータの周方向に配列させて設けたことを特徴とする請求項１に記載の発電機である。
これによれば、クラッチ機構の電磁石とステータのコイルとを、周方向に配列させることによって、クラッチ機構が軸方向に占めるスペースを発電体が占めるスペースと重畳させて配置することが可能となり、軸方向の寸法をコンパクトにして発電機の小型化、軽量化を図ることができる。
これによって、機器への搭載自由度も向上することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記クラッチ機構の前記電磁石を、同一のステータに設けられた前記コイルに対して、前記ロータから軸方向に離間する方向にオフセットして配置したことを特徴とする請求項２に記載の発電機である。
これによれば、電磁石が発生する磁束がロータに作用して発電体の性能に悪影響を与えることを防止できる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記クラッチ機構の前記電磁石及び前記ステータを収容するステータハウジングを有し、前記電磁石は前記ステータハウジングの前記クラッチ機構側の面部に形成された開口部から前記摩擦部材側に露出して配置されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の発電機である。
これによれば、電磁石が発生する磁束を直接摩擦部材側に作用させることが可能となり、クラッチ機構の駆動を効率よく行うことができる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記クラッチ機構の前記電磁石と前記アキシャルギャップ型発電体の前記ロータとの間に磁気シールド材を配置したことを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の発電機である。
これによれば、電磁石が発生する磁束をシールドすることによって、発電体の性能に悪影響を与えることをより確実に防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、簡素かつ小型な構成によって自走を可能とした発電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した発電機の実施例１における発電体及びクラッチ機構の周辺部を回転軸を含む平面で切って見た断面図であって、クラッチを切断した状態を示す図である。
【図２】実施例１の発電機の発電体及びクラッチ機構の周辺部を回転軸を含む平面で切って見た断面図であって、クラッチを接続した状態を示す図である。
【図３】実施例１の発電機の発電体における第２ステータ及びハウジングをロータ側から見た図である。
【図４】実施例１の発電機の発電体における第２ステータ及びハウジングをクラッチ機構側から見た図である。
【図５】実施例１の発電機の発電体における第２ステータのコイル配置を示す図である。
【図６】本発明を適用した発電機の実施例１の全体をエンジンの回転軸方向から見た図である。
【図７】図６のVII−VII部矢視断面図である。
【図８】本発明を適用した発電機の実施例２の全体をエンジンの回転軸方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、簡素かつ小型な構成によって自走を可能とした発電機を提供する課題を、エンジンによって駆動される発電体を自走用のモータとして利用するとともに、発電体と走行装置との間にクラッチを設けることによって解決した。
【実施例１】
【００１４】
以下、本発明を適用した発電機の実施例１について説明する。
実施例１の発電機は、以下説明するエンジン１００、発電体２００、クラッチ機構３００を、走行装置４３０等を有するフレーム４００に搭載して構成されている。
図１、図２は、本発明を適用した発電機の実施例１における発電体及びクラッチ機構の周辺部を回転軸を含む平面で切って見た断面図であって、それぞれクラッチを切断した状態、接続した状態を示す図である。
実施例１の発電機は、エンジン１００によってアキシャルギャップ型の発電体２００を駆動するとともに、走行装置４３０が接続される出力カップリング３２０への動力伝達の接続、切断を切り替えるクラッチ機構３００を備えたものである。
また、発電機は、発電体２００によって発電される電力を蓄電可能なバッテリ、キャパシタ等の蓄電手段と、蓄電手段から供給される電力を発電体２００に通電し、発電体２００をモータとして駆動させる駆動制御装置を備えている。
【００１５】
エンジン１００は、例えば単気筒４ストロークＯＨＣの汎用ガソリンエンジンである。
エンジン１００は、クランクケース１１０、メインベアリング１２０、クランクシャフト１３０等を有して構成されている。
【００１６】
クランクケース１１０は、クランクシャフト１３０等を収容する容器状の部分である。
クランクケース１１０には、クランクシャフト１３０の端部が挿入される開口１１１が設けられている。
クランクケース１１０は、例えばアルミニウム系合金の鋳物によって、シリンダ１１２（図６参照）と一体に形成されている。
シリンダ１１２には、クランクシャフト１３０にコネクティングロッドを介して接続されたピストンが挿入される。
また、シリンダ１１２の端部には、燃焼室、吸排気ポート、吸排気バルブ、点火栓等を有するシリンダヘッド１１３（図６参照）が設けられる。
【００１７】
メインベアリング１２０は、クランクシャフト１３０を回転可能に支持する軸受である。
メインベアリング１２０は、例えば、単列の深溝玉軸受である。
メインベアリング１２０の外輪は、クランクケース１１０の開口１１１の内側に挿入され固定されている。
メインベアリング１２０の内輪には、クランクシャフト１３０のジャーナル部１３１が挿入されている。
また、メインベアリング１２０のクランクケース１１０外側には、オイルシール１２１が設けられている。
【００１８】
クランクシャフト１３０は、エンジン１００の出力軸であって、ジャーナル部１３１、クランクピン１３２、クランクウェブ１３３、出力軸部１３４、ネジ部１３５等を有して構成されている。
【００１９】
ジャーナル部１３１は、クランクケース１１０に対して回転可能に支持される軸部である。
ジャーナル部１３１は、メインベアリング１２０を介して、クランクケース１１０に支持されている。
【００２０】
クランクピン１３２は、図示しないピストンとクランクシャフト１３０との間で力の伝達を行なう図示しないコネクティングロッドが接続される部分であって、ジャーナル部１３１に対して偏心した軸状に形成されている。
クランクウェブ１３３は、ジャーナル部１３１とクランクピン１３２とを連結するクランクアーム、及び、クランクアームに対して実質的に軸対称に配置されるクランクウェイトを一体に形成したものである。
【００２１】
出力軸部１３４は、クランクケース１１０から突出して形成された軸部である。
出力軸部１３４は、後述するアキシャルギャップ型の発電体２００のアダプタ２４０が接続される部分である。
出力軸部１３４は、実質的に全長にわたって均一な外径を有する平行軸である。
出力軸部１３４は、ジャーナル部１３１に対して段状に外径が小さくなるように形成され、その結果、ジャーナル部１３１と出力軸部１３４との境界部（ジャーナル部１３１の出力軸部１３４側の端部）には、回転軸と実質的に直交する面部を有する段部が形成されている。
この段部は、後述するシムＳを挟持するために用いられる。
【００２２】
ネジ部１３５は、出力軸部１３４の端部から突き出して形成され、ワッシャとともにナットが締結される部分である。
ネジ部１３５は、出力軸部１３４に対して段状に外径が小さくなるように形成され、その結果、ネジ部１３５と出力軸部１３４との境界部（出力軸部１３４のネジ部１３５側の端部）には、回転軸と実質的に直交する面部を有する段部が形成されている。
【００２３】
発電体２００は、エンジン１００によって駆動され発電を行うものであり、ロータ２１０と第１ステータ２２０、第２ステータ２３０とが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型のものである。
発電体２００は、ロータ２１０、第１ステータ２２０、第２ステータ２３０、アダプタ２４０、第１ハウジング２５０、第２ハウジング２６０等を備えて構成されている。
【００２４】
ロータ２１０は、アダプタ２４０を介してクランクシャフト１３０の出力軸部１３４に固定され、クランクシャフト１３０とともに回転する部材である。
ロータ２１０は、中央部に円形開口を有する平板状の円盤であって、磁性体によって形成され、所定のパターンでＮＳの着磁が施されている。
【００２５】
第１ステータ２２０は、ロータ２１０のエンジン１００側に設けられ、ロータ２１０の表面と微小な間隔を隔てて対向する複数のコイルＣを備えている。
各コイルＣは、発電体２００の回転軸方向から見た形状が実質的に扇形に形成された鉄芯の周囲に、例えば銅製の平角線である巻線を巻き回して構成されている。
第１ステータ２２０は、第１ハウジング２５０を介して、エンジン１００のクランクケース１１０に固定されている。
【００２６】
コイルＣは、Ｕ層、Ｖ層、Ｗ層の三層にグループ分けされ、隣接する３個のコイルＣが同相となるようになっている。これら同相の３個のコイルＣは、扇型の保持板に固定されている。
第１ステータ２２０は、例えば、扇形の中心角が実質的に６０度である保持板に３個のコイルＣを組み付けたユニットを、環状に６個連結して構成されている。
各コイルＣ間の結線、及び、コイルＣと外部回路との結線は、第１ハウジング２５０、第２ハウジング２６０に嵌め込まれるコネクタ金具によって行われるようになっている。
【００２７】
第２ステータ２３０は、ロータ２１０のエンジン１００側とは反対側に設けられ、ロータ２１０の表面と微小な間隔を隔てて対向する複数のコイルＣを備えている。
第２ステータ２３０は、第１ハウジング２５０と結合されて発電体２００の筐体を構成する第２ハウジング２６０を介して、エンジン１００のクランクケース１１０に固定されている。
第２ステータ２３０は、後述するクラッチ機構３００の電磁石３４０とともに、共通の第２ハウジング２６０に組み込まれている。
その詳細な構成については、後に詳しく説明する。
【００２８】
アダプタ２４０は、クランクシャフト１３０の出力軸部１３４に接続されるとともに、ロータ２１０及びクラッチ機構部３００のクラッチボディ３１０が固定される部材である。
アダプタ２４０は、円筒部２４１、ロータ取付部２４２、スポーク部２４３等を一体に形成して構成されている。
【００２９】
円筒部２４１は、クランクシャフト１３０の出力軸部１３４が挿入される部分である。
円筒部２４１の内径は、実質的に全長にわたって均一であって、出力軸部１３４の外径に対して挿入時に不可避的に必要となる隙間だけ大きく設定されている。
円筒部２４１の外径は、クラッチ機構３００側からクランクケース１００側にかけて徐々に外径が増加するようテーパ状に形成されている。
このテーパ部は、クラッチボディ３１０の円筒部３１１の内周面と実質的に同じテーパ角を有する。
円筒部２４１のクランクケース１１０側の端面は、クランクシャフト１３０の出力軸部１３４の端部に形成される段部（端面）と対向して配置され、これらの端面−段部間には、ロータ２１０と各ステータ２２０，２３０とのギャップを調節するため、必要に応じて円環状のシムＳが挟み込まれる。
【００３０】
ロータ取付部２４２は、ロータ２１０の内周縁部が固定される部分である。
ロータ取付部２４２は、中央部に円形開口を有する実質的に平坦な円盤状に形成されている。
ロータ取付部２４２の内周縁部は、円筒部２４１のクランクケース１１０側の端部近傍における外周面と、径方向に間隔を隔てて配置されている。
【００３１】
スポーク部２４３は、円筒部２４１のクランクケース１００側の端部とロータ取付部２４２の内周縁部との間を連結する部分であって、アダプタ２４０の周上複数箇所に放射状に配置されている。
【００３２】
第１ハウジング２５０及び第２ハウジング２６０は、それぞれ第１ステータ２２０、第２ステータ２３０を保持する保持部材であるとともに、協働して発電体２００の筐体を構成する部材である。
第１ハウジング２５０、第２ハウジング２６０は、それぞれ耐熱性を有するナイロン樹脂等の樹脂系材料を用いて、インジェクション成型によって一体に形成されている。
第１ハウジング２５０、第２ハウジング２６０は、エンジンの出力トルクの一部が加わり強度が要求されることから、樹脂材料には必要に応じてガラス繊維等の補強材が添加される。
【００３３】
クラッチ機構３００は、エンジン１００のクランクシャフト１３０から走行装置４３０への出力伝達経路の接続、切断を行う電磁式のクラッチ装置である。
クラッチ機構３００は、クラッチボディ３１０、出力カップリング３２０、アクティブプレート３３０、電磁石３４０、及び、バッテリ等の蓄電手段から電磁石３４０に電力を供給する電力供給手段等を備えて構成されている。
また、クラッチ機構３００は、図７に示すように、クラッチカバー３５０によって覆われている、
クラッチカバー３５０は、例えば、樹脂系材料をインジェクション成型して構成されている。
クラッチカバー３５０の一部は、クラッチ機構３００の本体部に対して下方に延在し、走行装置４３０のカバー４３７と協働して各プーリ、ベルト類を収容する筐体を構成している。
【００３４】
クラッチボディ３１０は、発電体２００のアダプタ２４０の円筒部２４１を介して、エンジン１００のクランクシャフト１３０に固定される部材である。
クラッチボディ３１０は、円筒部３１１、円盤部３１２を一体に形成したものである。
円筒部３１１は、アダプタ２４０の円筒部２４１が挿入されテーパ嵌合する部分である。
円筒部３１１は、ワッシャＷを介してナットＮをクランクシャフト１３０のネジ部１３５に締結することによって、クランクシャフト１３０及びアダプタ２４０と固定される。
【００３５】
円盤部３１２は、円筒部３１１のエンジン１００側とは反対側の端部から、外径側にフランジ状に張り出して形成された平板状の部分である。
円盤部３１２の出力カップリング３２０側（エンジン１００側とは反対側）の面部には、摩擦材３１３が貼り付けられている。
円盤部３１２のエンジン１００側の面部は、発電体２００の第２ハウジング２６０と隙間を隔てて対向して配置されている。
【００３６】
出力カップリング３２０は、後述する走行装置４３０の第１ドライブプーリ４３１が接続される部分である。
出力カップリング３２０は、円筒部３２１、円盤部３２２等を一体に形成して構成されている。
円筒部３２１は、クランクシャフト１３０と同心かつクランクシャフト１３０の端部に対して間隔を隔てて配置され、走行装置４３０の第１ドライブプーリ４３１が回転軸を介して取り付けられる部分である。
円盤部３２２は、円筒部３２１のエンジン１００側の端部から外径側にフランジ状に張り出して形成された平板状の部分である。
円盤部３２２の外周縁部近傍の領域には、周方向に分散して複数のアクティブプレート３３０が設けられる。
【００３７】
アクティブプレート３３０は、円盤部３２２に対してクランクシャフト１３０の回転軸方向に沿って相対変位可能に取り付けられるとともに、クラッチの接続時にクラッチボディ３１０の摩擦材３１３と圧着して駆動力を伝達する部材である。
アクティブプレート３３０は、平板状に形成されるとともに、図１に示すクラッチ切断時においては、出力カップリング３２０の円盤部３２２のエンジン１００側の面部と当接しかつクラッチボディ３１０の摩擦材３１３とは離間した状態で配置されている。
アクティブプレート３３０は、電磁石３４０による吸着が可能であるように、強磁性体によって形成されている。
アクティブプレート３３０は、円筒部３３１、フィキシングボルト３３２、皿バネ３３３等を備えている。
【００３８】
円筒部３３１は、アクティブプレート３３０の背面部（出力カップリング３２０側の面部）から突き出して形成されている。
円筒部３３１は、出力カップリング３２０の円盤部３２２に形成された開口に、軸方向にスライド可能に挿入されている。
円筒部３３１の突端部は、クラッチが切断状態にある場合には、出力カップリング３２０の円盤部３２２から突き出して配置されている。
円筒部３３１の内径側には、メネジ部が形成されている。
【００３９】
フィキシングボルト３３２は、円筒部３３１のメネジ部と締結されるボルトである。
フィキシングボルト３３２は、円筒部３３１の突端部側から挿入され、締結される。
皿バネ３３３は、中央に形成された開口内に円筒部３３１が挿入されるとともに、フィキシングボルト３３２のエンジン１００側の面と円盤部３２２との間に挟持され、これらを離間させる方向の付勢力を発生するバネ要素である。
アクティブプレート３３０は、電磁石３４０への非通電時においては、皿バネ３３３の付勢力によって、摩擦材３１３から離間して出力カップリング３２０の円盤部３２２側へ引き寄せられた状態となっている。
【００４０】
電磁石３４０は、直流電源を用いて通電したときに、電磁力によってアクティブプレート３３０を吸引して、図２に示すようにクラッチボディ３１０の摩擦材３１３に圧着させるものである。
電磁石３４０は、第２ステータ２３０のコイルＣと実質的に同様の扇形の鉄芯３４１の周囲に、銅製の角線である巻線３４２を巻き回して構成されている。
電磁石３４０は、第２ステータ２３０のコイルＣと周方向に配列した状態で第２ハウジング２６０に取り付けられている。
以下、この点について詳しく説明する。
【００４１】
図３は、第２ステータ２３０及び電磁石３４０を、第２ハウジング２６０に組み込んだ状態を、ロータ２１０側から見た図である。
図４は、第２ステータ２３０及び電磁石３４０を、第２ハウジング２６０に組み込んだ状態を、クラッチ機構３００側から見た図である。
第２ハウジング２６０は、円筒部２６１、円盤部２６２、ダクト部２６３、締結部２６４等を、樹脂材料をインジェクション整形することによって、一体に形成したものである。
【００４２】
円筒部２６１は、第２ステータ２３０の周囲を囲って設けられた部分であって、クランクシャフト１３０の回転軸と実質的に同心の円筒状に形成されている。
円筒部２６１の内周面は、第２ステータ２３０の外周縁部と対向して配置されている。
円盤部２６２は、円筒部２６１のクラッチ機構３００側の端部から内径側に張り出して形成された平板状の部分である。
円盤部２６２の中央部には、図１等に示すように、クランクシャフト１３０の出力軸部１３４、アダプタ２４０の円筒部２４１、クラッチボディ３１０の円筒部３１１等が挿入される開口２６２ａが形成されている。
また、円盤部２６２の外径側の領域において、電磁石３４０が設けられる箇所には、図１、図４等に示すように、電磁石３４０をクラッチボディ３１０側に露出させる扇形の開口２６２ｂが形成されている。
【００４３】
ダクト部２６３は、円筒部２６１の外径側に設けられ、図示しないブロワファンが発生する冷却風を、エンジン１００の冷却が必要な箇所に案内する空気流路である。
締結部２６４は、第２ハウジング２６０を、第１ハウジング２５０とともにクランクケース１１０に締結するボルトが挿入される部分である。
締結部２６４は、円筒部２６１の外周面部に例えば４か所が分散して配置されている。
【００４４】
図５は、第２ステータのコイル配置を示す図である。
図５に示すように、コイルＣは、第２ステータ２３０の周方向に沿って、Ｕ相−Ｗ相−Ｖ相−Ｕ相−Ｗ相−Ｖ相が順次配列されている。
各相には、例えば２つのコイルＣが設けられ、これら２つのコイルＣの間隔には、電磁石３４０がそれぞれ配置されている。
すなわち、各相ごとに分けられた６つの群からなるコイルＣが周方向に配列され、各群は、コイルＣ−電磁石３４０−コイルＣを周方向に配列して構成されている。
第１ステータ２２０においては、上述したように３個のコイルＣで１つのユニットを構成するようにしていたが、第２ステータ２３０においては、各ユニットは２つのコイルＣを有して構成され、その間隔に電磁石３４０が配置される。
【００４５】
また、上述した構成によって、電磁石３４０は、第２ハウジング２６０の円盤部２６２に設けられた開口２６２ｂから、クラッチボディ３１０側に露出して形成される。
また、図１等に示すように、電磁石３４０の鉄心３４１のロータ２１０側の面部には、凹部３４１ａが形成され、鉄芯３４１の主要部をロータ２１０から遠ざかる方向にオフセットさせて、ロータ２１０との間に形成される実質的なクリアランスを拡大するようにしている。
さらに、電磁石３４０のロータ２１０側の面部には、必要に応じて図示しない磁気シールド材が設けられる。
【００４６】
実施例１の発電機においては、電磁石３４０の通電電流値に応じて、クラッチ機構３００の締結力（摩擦材３１３へのアクティブプレート３３０の圧着力）を制御して、伝達トルクを変化させることが可能であるため、接続状態、切断状態の選択のみに限らず、クラッチエンゲージのショックやエンジンストールが発生しないように、いわゆる半クラッチ状態とすることもできる。
【００４７】
図６は、実施例１の発電機の全体をエンジンの回転軸方向から見た図である。
図７は、図６のVII−VII部矢視断面図である。
実施例１の発電機は、走行装置を含むフレーム４００を備えている。
フレーム４００は、エンジン１００、発電体２００、クラッチ機構３００の周囲に配置された枠体４１０を有する。
【００４８】
枠体４１０は、四隅に配置された柱状部の上下を水平方向に延びた梁状部によって連結して構成されている。
枠体４１０は、例えば、鋼製のパイプによって構成され、発電機を設置する際の基部になるとともに、持ち運び時の取手としても利用される。
枠体４１０の下部には、底面部を構成する鋼製のプレートであるベースプレート４１１が設けられている。
ベースプレート４１１は、実質的に水平方向に沿って配置された平板状の部材である。
エンジン１００のクランクケース１１０は、弾性体を有するエンジンマウントＭを介してベースプレート４１１に締結されている。
【００４９】
枠体４１０の下部には、駆動車軸４２１、従動車軸４２２が取り付けられている。
駆動車軸４２１、従動車軸４２２は、それぞれ車軸の両端部に一対の車輪Ｗを固定して構成され、水平方向に離間して配置されている。
駆動車軸４２１、従動車軸４２２は、ベースプレート４１１に対して下方へ突出して配置されたボックス状のボトムプレート４２３に、ベアリングユニットを介して回動可能に支持されている。
駆動車軸４２１には、以下説明する走行装置４３０によって、モータとして回転出力を発生する発電体２００から駆動力が伝達され、これによって発電機は自走可能となっている。
駆動車軸４２１には、回転速度を検出する図示しない回転センサが設けられている。
【００５０】
走行装置４３０は、第１ドライブプーリ４３１、第１ドリブンプーリ４３２、第２ドライブプーリ４３３、第２ドリブンプーリ４３４、第１ベルト４３５、第２ベルト４３６、カバー４３７等を有して構成されている。
【００５１】
第１ドライブプーリ４３１は、クラッチ機構３００の出力カップリング３２０の円筒部３２１に回転軸を介して接続されている。
第１ドリブンプーリ４３２は、第１ドライブプーリ４３１によって駆動されるプーリであって、第１ドライブプーリ４３１に対して斜め下方側となるように径方向に離間して配置されている。
第１ドリブンプーリ４３２は、第１ドライブプーリ４３１よりも大径に設定されることによって一次減速を行うともに、第２ドライブプーリ４３３と協同して中間減速を行うものである。
【００５２】
第２ドライブプーリ４３３は、第１ドリブンプーリ４３２と同軸に配置されかつ第１ドリブンプーリ４３２に固定されたプーリである。
なお、第１ドリブンプーリ４３２及び第２ドライブプーリ４３３は、その回転中心軸の位置をスライド可能として、ベルトテンショナとして利用可能としてもよい。
第２ドライブプーリ４３３は、第１ドリブンプーリ４３２よりも小径に設定されることによって、二次減速を行っている。
第２ドリブンプーリ４３４は、第２ドライブプーリ４３３によって駆動されるプーリである。
第２ドリブンプーリ４３４は、駆動車軸４２１に固定されてこれを駆動するものである。
第２ドリブンプーリ４３４は、一例として第２ドライブプーリ４３３と同径に設定されるが、第２ドライブプーリ４３３よりも大径に設定して二次減速比をさらに大きくするようにしてもよい。
第１ドライブプーリ４３１、第１ドリブンプーリ４３２、第２ドライブプーリ４３３、第２ドリブンプーリ４３４は、それぞれカバー４３７に深溝玉軸受等のベアリングＢを介して回転可能に支持されている。
【００５３】
第１ベルト４３５は、第１ドライブプーリ４３１及び第１ドリブンプーリ４３２に架け渡され、これらの間で駆動力を伝達するゴム製のＶベルトである。
第２ベルト４３６は、第２ドライブプーリ４３３及び第２ドリブンプーリ４３４に架け渡され、これらの間で駆動力を伝達するゴム製のＶベルトである。
【００５４】
カバー４３７は、第１ドライブプーリ４３１、第１ドリブンプーリ４３２、第２ドライブプーリ４３３、第２ドリブンプーリ４３４、第１ベルト４３５、第２ベルト４３６を収容する筐体であって、例えば樹脂系材料をインジェクション成型して構成されている。
カバー４３７は、上述したクラッチ機構３００のカバー３５０と協働して、第１ドライブプーリ４３１、第１ドリブンプーリ４３２、第２ドライブプーリ４３３、第２ドリブンプーリ４３４、第１ベルト４３５、第２ベルト４３６を収容する筐体を、軸方向に二分割された構成によって形成する。
また、カバー４３７には、各プーリを回転可能に支持するベアリングの外輪を収容するベアリングハウジングが一体に形成されている。
【００５５】
実施例１の発電機は、発電運転時に図示しないバッテリ、キャパシタ等の蓄電手段に蓄えた電力によって自走が可能となっている。
自走を行う場合、クラッチ機構３００を接続した状態で、発電体２００に通電し、発電体２００をモータとして利用する。
発電体２００の回転数は、駆動車軸４２１の回転速度が所定の目標回転速度となるように、図示しない駆動制御装置によってフィードバック制御される。
駆動制御装置は、発電機の自走速度（＝クランクシャフト・ロータ回転数÷減速比×駆動輪周長）が所定の設定速度を上回る場合には、発電体２００への供給電力を抑制し、あるいは、クラッチ機構３００を切断する。
また、発電機を所定の利用場所まで移動した後は、クラッチ機構３００を切断することによって、通常のエンジン発電機として利用が可能である。
【００５６】
以上説明した実施例１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）アキシャルギャップ型の発電体２００を電動モータとして利用して発電機を自走可能とすることによって、比較的簡単な構造によって、微低速を含む広い速度範囲で良好な駆動力制御を行うことができる。
また、自走時以外にはクラッチ機構３００を切断することによって、通常の発電機として利用することができる。
（２）第２ステータ２３０のコイルＣとクラッチ機構３００の電磁石３４０のコイルとを、周方向に配列したことによって、クラッチ機構３００が軸方向に占めるスペースを発電体２００が占めるスペースと重畳させて配置することが可能となり、軸方向の寸法をコンパクトにして発電機の小型化、軽量化を図ることができる。
これによって、機器への搭載自由度も向上することができる。
（３）電磁石３４０の鉄芯３４１のロータ２１０側の面部をへこませて、実質的に電磁石３４０のコイルを第２ステータ２３０のコイルＣに対してロータ２１０から遠ざかる方向にオフセットして配置したことによって、電磁石３４０が発生する磁束がロータ２１０の磁石に作用して抵抗を発生させ、発電体２００の性能に悪影響を与えることを防止できる。
（４）電磁石３４０を第２ハウジング２６０に設けられた開口２６２ａからクラッチボディ３１０側に露出させて配置したことによって、電磁石３４０が発生する電磁力をアクティブプレート３３０に効率よく作用させることができ、電磁石３４０によるクラッチ機構３００の駆動を効率よく行うことができる。
（５）電磁石３４０の鉄芯３４１のロータ２１０側の面部に磁気シールド材を設けることによって、電磁石３４０の磁束による発電体２００への悪影響をより一層低減できる。
【実施例２】
【００５７】
次に、本発明を適用した発電機の実施例２について説明する。
実施例２において、上述した実施例１と実質的に共通する箇所については、同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図８は、実施例２の発電機の全体をエンジンの回転軸方向から見た図である。
実施例２の走行装置においては、第１ドリブンプーリ４３２を駆動車軸４２１に直接取り付ける一段減速の構成にするとともに、駆動車軸４２１の車輪Ｗを実施例１に対して大径化している。
なお、第１ベルト４３５には、必要に応じて、図示しないベルトテンショナを設けてもよい。
以上説明した実施例２によれば、走行装置４３０によって得られる減速比の設定自由度や、車輪Ｗの径の設定自由度は制約を受けるものの、上述した実施例１の効果と実質的に同様の効果に加えて、部品点数の低減、構造の簡素化、軽量化を図ることができる。
【００５８】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン、発電体、クラッチ機構、フレーム、走行装置等を構成する各部材の形状、構造、材質、製法、個数、配置等は上述した実施例の構成に限らず、適宜変更することが可能である。
例えば、各実施例においては、走行装置をプーリ及びベルトによって構成しているが、これに限らず、チェーン駆動、ギヤ駆動、シャフト駆動などその他の動力伝達手法を用いたり、これらの２つ以上を併用してもよい。
（２）実施例においては、第２ステータの１２個のコイルの間隔に６個の電磁石を配置しているが、ステータコイルと電磁石のコイルの個数やその比率、並び順などは適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１００    エンジン                  １１０    クランクケース
１１１    開口                      １１２    シリンダ
１１３    シリンダヘッド            １２０    メインベアリング
１３０    クランクシャフト          １３１    ジャーナル部
１３２    クランクピン              １３３    クランクウェブ
１３４    出力軸部                  １３５    ネジ部
Ｓ    シム                          Ｗ    ワッシャ
Ｎ    ナット
２００    発電体                    ２１０    ロータ
２２０    第１ステータ                  Ｃ    コイル
２３０    第２ステータ              ２４０    アダプタ
２４１    円筒部                    ２４２    ロータ取付部
２４３    スポーク部                ２５０    第１ハウジング
２６０    第２ハウジング            ２６１    円筒部
２６２    円盤部                    ２６２ａ  開口
２６２ｂ  開口                      ２６３    ダクト部
２６４    締結部
３００    クラッチ機構              ３１０    クラッチボディ
３１１    円筒部                    ３１２    円盤部
３２０    出力カップリング          ３２１    円筒部
３２２    円盤部                    ３３０    アクティブプレート
３３１    円筒部                    ３３２    フィキシングボルト
３３３    皿バネ                    ３４０    電磁石
３４１    鉄芯                      ３４２    巻線
３５０    クラッチカバー
４００    フレーム                  ４１０    枠体
４１１    ベースプレート                Ｍ    エンジンマウント
４２１    駆動車軸                  ４２２    従動車軸
Ｗ    車輪                      ４２３    ボトムプレート
４３１    第１ドライブプーリ        ４３２    第１ドリブンプーリ
４３３    第２ドライブプーリ        ４３４    第２ドリブンプーリ
４３５    第１ベルト                ４３６    第２ベルト
４３７    カバー                        Ｂ    ベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014173565.tif 000008
【図７】
2014173565.tif 000009
【図８】
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