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公開番号2021090315
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210610
出願番号2019220634
出願日20191205
発明の名称エンジン駆動式発電装置
出願人愛三工業株式会社
代理人特許業務法人コスモス国際特許商標事務所
主分類H02K 7/18 20060101AFI20210514BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ステータの熱の放熱促進を図りながら、バッテリが低温になることを抑制できるエンジン駆動式発電装置を提供する。
【解決手段】本開示の一態様は、エンジン41と、エンジン41の駆動により発電を行う発電機42と、を有するエンジン駆動式発電装置において、熱伝導性を有しバッテリ31が搭載される筐体71を有し、筐体71は、発電機42に備わるステータ61の熱を受熱可能に設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
エンジンと、前記エンジンの駆動により発電を行う発電機と、を有するエンジン駆動式発電装置において、
熱伝導性を有しバッテリが搭載される筐体を有し、
前記筐体は、前記発電機に備わるステータの熱を受熱可能に設けられていること、
を特徴とするエンジン駆動式発電装置。
続きを表示(約 750 文字)【請求項2】
請求項1のエンジン駆動式発電装置において、
前記筐体は、前記ステータと一体化していること、
を特徴とするエンジン駆動式発電装置。
【請求項3】
請求項2のエンジン駆動式発電装置において、
前記発電機は、前記エンジンの出力軸に固定された2つのロータを備え、
前記2つのロータは、前記筐体を挟んで、それぞれ前記筐体に対向するように設けられていること、
を特徴とするエンジン駆動式発電装置。
【請求項4】
請求項1のエンジン駆動式発電装置において、
前記ステータおよび前記バッテリの少なくとも一方に、前記バッテリの温度が所定温度よりも高いことを条件として前記筐体から離隔させられる離隔部が設けられていること、
を特徴とするエンジン駆動式発電装置。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれか1つのエンジン駆動式発電装置において、
前記筐体の少なくとも一部に液体を循環させる循環路が形成されていること、
を特徴とするエンジン駆動式発電装置。
【請求項6】
請求項1乃至5のいずれか1つのエンジン駆動式発電装置において、
前記発電機は、前記エンジンの出力軸に固定されたロータを備え、
前記バッテリは、前記筐体に対し前記ロータが設けられる側と同じ側に設けられていること、
を特徴とするエンジン駆動式発電装置。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれか1つのエンジン駆動式発電装置において、
前記エンジン駆動式発電装置は、マルチコプタに適用されるものであること、
を特徴とするエンジン駆動式発電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、エンジンの駆動により発電を行うエンジン駆動式発電装置に関する。
続きを表示(約 4,000 文字)【背景技術】
【0002】
エンジン駆動式発電装置に関する従来技術として、特許文献1には、エンジンボディ外側に設けられ、エンジンの出力軸を囲うように設けられたステータを備える装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2006−280027号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示される装置は、発電機をエンジンボディから離隔させてエンジンの熱による発電機の温度上昇を抑制しているが、発電機に備わるステータの熱については単に空冷により放熱しているに過ぎず、放熱したステータの熱は特に有効利用されていない。
【0005】
そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ステータの熱の放熱促進を図りながら、バッテリが低温になることを抑制できるエンジン駆動式発電装置を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、エンジンと、前記エンジンの駆動により発電を行う発電機と、を有するエンジン駆動式発電装置において、熱伝導性を有しバッテリが搭載される筐体を有し、前記筐体は、前記発電機に備わるステータの熱を受熱可能に設けられていること、を特徴とする。
【0007】
この態様によれば、ステータの熱は、筐体に伝わって、筐体から筐体の外部に放出される。このようにして、ステータの熱の放熱面積を大きくして、ステータの熱の放熱促進を図ることができる。また、ステータから筐体に伝わった熱は筐体からバッテリに伝わるので、ステータの熱によりバッテリの温度を上昇させることができる。そのため、雰囲気温度が低い場合でも、バッテリの温度が低くなることを抑制できる。したがって、ステータの熱の放熱面積を大きくしてステータの熱の放熱促進を図るとともに、バッテリにステータの熱を伝えることでバッテリの温度が低温状態になることを抑制できる。ゆえに、ステータの熱の放熱促進を図りつつ、バッテリが低温になることを抑制できる。
【0008】
上記の態様においては、前記筐体は、前記ステータと一体化していること、が好ましい。
【0009】
この態様によれば、発電機の高さを小さくして、発電機の薄型化を図ることができる。そのため、装置全体の薄型化を図ることができる。
【0010】
上記の態様においては、前記発電機は、前記エンジンの出力軸に固定された2つのロータを備え、前記2つのロータは、前記筐体を挟んで、それぞれ前記筐体に対向するように設けられていること、が好ましい。
【0011】
この態様によれば、2つのロータが回転することにより発生する風が、筐体の両面に当たる。そのため、ステータの熱は、筐体から筐体の外部に放出され易くなり、より効果的にステータの熱の放熱促進を図ることができる。
【0012】
上記の態様においては、前記ステータおよび前記バッテリの少なくとも一方に、前記バッテリの温度が所定温度よりも高いことを条件として前記筐体から離隔させられる離隔部が設けられていること、が好ましい。
【0013】
この態様によれば、バッテリの温度が所定温度よりも高くなったら、離隔部により、ステータおよびバッテリの少なくとも一方が筐体から離隔させられる。そのため、バッテリの温度が過大に上昇することを抑制できる。
【0014】
上記の態様においては、前記筐体の少なくとも一部に液体を循環させる循環路が形成されていること、が好ましい。
【0015】
この態様によれば、循環路を循環する液体により筐体が冷却されるので、ステータの熱が筐体を介して放熱され易くなる。そのため、より効果的にステータの熱の放熱促進を図ることができる。
【0016】
上記の態様においては、前記発電機は、前記エンジンの出力軸に固定されたロータを備え、前記バッテリは、前記筐体に対し前記ロータが設けられる側と同じ側に設けられていること、が好ましい。
【0017】
この態様によれば、ロータの回転により発生する風をバッテリに当てることができる。そのため、ロータの回転により発生する風によりバッテリの温度の上昇速度を低減させることができる。したがって、バッテリの温度が過大に上昇することを抑制できる。
【0018】
上記の態様においては、前記エンジン駆動式発電装置は、マルチコプタに適用されるものであること、が好ましい。
【0019】
この態様によれば、バッテリが低温状態になることが抑制されるので、高所などの低温環境下でもバッテリにて安定して充放電が行うことができるため、マルチコプタの飛行を良好に維持することができる。
【発明の効果】
【0020】
本開示のエンジン駆動式発電装置によれば、ステータの熱の放熱促進を図りながら、バッテリが低温になることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
マルチコプタの外観斜視図である。
マルチコプタの構成を示すブロック図である。
発電機とバッテリなどの配置についての第1実施例を示す図である。
発電機とバッテリなどの配置についての第2実施例を示す図である。
発電機とバッテリなどの配置についての第3実施例を示す図である。
発電機とバッテリなどの配置についての第4実施例を示す図である。
発電機とバッテリなどの配置についての第5実施例を示す図である。
図7のA−A断面図である。
冷却順序を示す図である。
発電機とバッテリなどの配置についての第6実施例を示す図である。
図10のB−B断面図である。
バッテリの温度制御を行うための構成を示す図である。
バッテリを筐体から離隔させることを示す図である。
バッテリの温度制御の一例を示すフローチャート図である。
バッテリの温度制御の一例を示すフローチャート図である。
バッテリの温度制御を行うことによるバッテリの温度の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本開示のエンジン駆動式発電装置の実施形態について説明する。本実施形態のエンジン駆動式発電装置は、例えば、マルチコプタに適用されるものである。なお、マルチコプタとは、ヘリコプターの一種であり、複数のロータを搭載した回転翼機のことである。そして、マルチコプタには、自律飛行が可能な無人航空機(ドローン)が含まれる。
【0023】
<マルチコプタの概要>
そこで、まず、本実施形態のエンジン駆動式発電装置が適用されるマルチコプタ1の全体の概要について説明する。
【0024】
(マルチコプタの構成)
図1に示すように、マルチコプタ1は、機体11とエンジン発電ユニット12を有する。
【0025】
機体11は、プロペラ21とモータ22と機体本体部23を備えている。
【0026】
プロペラ21は、複数設けられている。そして、この複数のプロペラ21を回転させることにより、マルチコプタ1は飛行する。なお、プロペラ21の数は、図1に示す例では8つであるが、これに限定されず、4つ以上の偶数であればいかなる数でもよい。
【0027】
モータ22(すなわち、プロペラ駆動用のモータ)は、各々のプロペラ21に設けられ、プロペラ21を回転させる。モータ22は、図2に示すように、機体本体部23に設けられるESC36(Electric Speed Controller)(インバータ(不図示))とPCU(Power Control Unit)35を介して、機体本体部23に設けられるバッテリ31やエンジン発電ユニット12に備わる発電機(すなわち、ジェネレータ)42に電気的に接続されている。これにより、発電機42にて発電された電力やバッテリ31から放電される電力が、PCU35とESC36とを介して、モータ22に供給される。
【0028】
機体本体部23は、図1に示すように、エンジン発電ユニット12のエンジン41の上側に設けられている。この機体本体部23には、図2に示すように、バッテリ31と、燃料タンク32と、ECU33と、FC34と、PCU35と、ESC36などが設けられている。なお、詳しくは後述するように、本実施形態では、機体本体部23に発電機42が設けられている。
【0029】
バッテリ31は、電力を充放電可能な充放電部(二次電池、蓄電池)である。図2に示すように、バッテリ31は、PCU35を介して、発電機42と電気的に接続されており、発電機42で発電された電力を充電する。また、バッテリ31は、PCU35とESC36とを介して、モータ22と電気的に接続されており、モータ22に供給する電力を放電する。
【0030】
燃料タンク32は、エンジン発電ユニット12に備わるエンジン41を駆動させるために使用する燃料(例えば、ガソリン)を貯留している。
(【0031】以降は省略されています)

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