(57)【要約】【課題】振動の発生を低減するとともに熱効率を高め得る発電装置を提供する。【解決手段】発電装置１０Ａは、右クランクシャフト３１および左クランクシャフト３２が互いに逆回転するエンジン１と、主慣性体としての右フライホイール４１および左フライホイール４２と、副慣性体としての発電モータ２とを含み、第１の回転方向の総慣性モーメントと、第１の回転方向とは逆の第２の回転方向の総慣性モーメントとが互いに５０％以上釣り合っている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のピストンと第２のピストンとが互いに対向しつつ、共通のシリンダ内を往復運動することにより、前記第１のピストンに対応して第１のクランク軸が第１の回転方向に回転し、前記第２のピストンに対応して第２のクランク軸が前記第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転するピストンエンジンと、
前記第１のクランク軸および前記第２のクランク軸のそれぞれに連結された主慣性体と、
前記主慣性体と動力伝達部を介して接続されるとともに、前記動力伝達部が有する基本増速比にて増速されて前記主慣性体と連動して回転する副慣性体と、を備え、
前記副慣性体は、少なくとも発電機を含み、
前記主慣性体の慣性モーメントと、前記副慣性体の慣性モーメントに前記基本増速比を掛けた積と、の和を総慣性モーメントとすると、
前記第１の回転方向の前記総慣性モーメントと前記第２の回転方向の前記総慣性モーメントとが互いに５０％以上釣り合っていることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記主慣性体は、前記第１のクランク軸に連結された第１の主慣性体と、前記第２のクランク軸に連結された第２の主慣性体とを含み、
前記副慣性体は、互いに隣接して配設された第１の発電機と第２の発電機とを含み、
前記動力伝達部は、第１の動力伝達部と第２の動力伝達部とを含み、
前記第１の発電機は、前記第１の動力伝達部を介して前記第１の主慣性体と接続されて前記第１の回転方向に回転し、前記第２の発電機は、前記第２の動力伝達部を介して前記第２の主慣性体と接続されて前記第２の回転方向に回転し、
前記第１の発電機の回転軸に第１の連動部材が取り付けられ、前記第２の発電機の回転軸に第２の連動部材が取り付けられており、
前記第１の発電機および前記第２の発電機は、前記第１の連動部材と前記第２の連動部材とが係合して、互いに逆の回転方向に回転して連動することを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記第１の発電機と前記第２の発電機とを連動させる前記第１の連動部材および前記第２の連動部材は、アンチバックラッシュギアであることを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記第１の動力伝達部は、前記第１の発電機の回転軸に取り付けられた、前記第１のクランク軸から伝達される動力を受ける第１の動力受け部を含み、
前記第１の発電機の回転軸に、前記第１の連動部材と前記第１の動力受け部との位相角を互いに変化させる位相可変部材が設けられており、
前記第１のクランク軸と前記第２のクランク軸との位相関係が可変となっていることを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
【請求項５】
前記副慣性体は、機械式過給機をさらに含み、
前記動力伝達部は、第３の動力伝達部をさらに含み、
前記機械式過給機は、前記第３の動力伝達部を介して前記第２の主慣性体と接続されて、前記第３の動力伝達部が有する第３の増速比にて増速されて前記第２の主慣性体と連動して前記第２の回転方向に回転し、
前記第２の動力伝達部が有する第２の増速比は、前記第１の動力伝達部が有する第１の増速比よりも小さくなっており、
前記第１の連動部材および前記第２の連動部材は、前記第１の増速比および前記第２の増速比に基づいて、前記第１の発電機の回転速度と前記第２の発電機の回転速度とが同期するように、それぞれの回転速度が調整されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項６】
前記主慣性体は、前記第１のクランク軸に連結された第１の主慣性体と、前記第２のクランク軸に連結された第２の主慣性体とを含み、
前記副慣性体は、第１の発電機と機械式過給機とを含み、
前記動力伝達部は、第１の動力伝達部と第２の動力伝達部と第３の動力伝達部とを含み、
前記第１の発電機は、（ｉ）前記第１の動力伝達部を介して前記第１の主慣性体と接続されており、前記第１の動力伝達部が有する第１の増速比にて増速されているとともに、（ｉｉ）前記第２の動力伝達部を介して前記第２の主慣性体と接続されており、前記第２の動力伝達部が有する前記第１の増速比に等しい第２の増速比にて増速されて、前記第２の回転方向に回転し、
前記機械式過給機は、前記第３の動力伝達部を介して前記第１の主慣性体と接続されて、前記第３の動力伝達部が有する第３の増速比にて増速されて前記第１の主慣性体と連動して前記第１の回転方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項７】
前記第１の主慣性体の慣性モーメントが、前記第２の主慣性体よりも大きくなっており、かつ、
前記第１の発電機の慣性モーメントと前記第１の増速比または前記第２の増速比との積が、前記機械式過給機の慣性モーメントと前記第３の増速比との積よりも大きくなっていることを特徴とする請求項６に記載の発電装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の発電装置が搭載された自動車であって、
前記発電装置は、前記ピストンエンジンの本体部分が、前記自動車の前輪の軸よりも前方または後輪の軸よりも後方の何れかの位置に配されるとともに、（ｉ）前記第１のクランク軸の回転軸および前記第２のクランク軸の回転軸のそれぞれが前記自動車の全長方向に延伸するように、かつ（ｉｉ）前記発電機が前記自動車の中央側に配されるように設置されていることを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されて、車両の駆動に用いられる電気エネルギーを生成する発電装置、および該発電装置が搭載された自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の方式のハイブリットシステムを搭載したハイブリッド自動車が開発されている。ハイブリッドシステムの分類の１つであるシリーズ方式では、エンジンは発電機を回して電力を生成する一方、エンジンからの動力は駆動輪に直接伝達されない。車両は、バッテリーから供給される電力を用いて駆動モータを回すことにより駆動する。
【０００３】
上記シリーズ方式に用いられるエンジンは、バッテリーの残量に応じて運転と停止とを繰り返す。このエンジンの動作を搭乗者が知覚して快適性を損なうことを抑制するために、シリーズ方式のエンジンに要求される各種の特性の１つとして、ノイズおよび振動の発生が少ないことが挙げられる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ノイズおよび振動の低減を可能とする、内燃機関とジェネレータとを備える機械の組み合わせ（「第１の装置」とする）が開示されている。具体的には、第１の装置は、互いに並行に配置された２つのシリンダ／ピストンユニットを備え、それらに接続ロッドを介してクランクシャフトがそれぞれ接続されている。２つのクランクシャフトにはバランスウェイトがそれぞれ設けられているとともに、それぞれにスパー歯車が同軸に締結されている。そして、２つのスパー歯車が歯合して互いに逆回転するようになっている。
【０００５】
これにより、２つのスパー歯車の振動慣性力が互いに相殺するため、振動の発生が低減される。そして、第１の装置は、１つのジェネレータが中間歯車を介してスパー歯車に接続されることにより、発電を行うようになっている。
【０００６】
また、非特許文献１には、第１の装置を改良した装置として、２つのスパー歯車のそれぞれにチェーンを介してジェネレータが接続された構成の装置（「第２の装置」とする）が開示されている。第２の装置は、２つのジェネレータがそれぞれ、クランクシャフトの２倍の回転数にて互いに逆回転することにより、２次の慣性力の不釣り合いを解消している。また、エンジンの動作において生じるトルク変動の反力は不釣り合いモーメントを生じるが、第２の装置は、この不釣り合いモーメントを２つのジェネレータによって打ち消している。これにより、振動の発生をさらに低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第６１５３８６９号公報（２０１７年６月２８日発行）
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】“Components_ LEADING INNOVATIONS _ THE ZERO VIBRATION ENGINE”、［online］、OBRIST Powertrain GmbH、［平成29年12月7日検索］、インターネット〈URL：https://www.obrist-powertrain.com/components/〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
シリーズ方式の車両に搭載されるエンジンとしては、以下の点について更なる要望がある。すなわち、シリーズ方式では、エンジンによって発生した動力を、ジェネレータを用いて電気エネルギーに変換した後、駆動モータに電気エネルギーを供給する。そのため、エネルギーの伝達効率が必然的に低下する。よって、そのエネルギー効率の低下を補うように、エンジンの熱効率をより一層向上させることが求められる。
【００１０】
しかしながら、上述した従来技術に記載の第１・第２の装置は、振動の発生の低減を図ることができる一方で、熱効率の点では改善は限定的である。シリーズ方式の車両に搭載される、エンジンおよびジェネレータを備える発電装置としては、静音性と高い熱効率とを両立させる新たな技術の開発が求められる。
【００１１】
本発明の一態様は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、振動の発生を低減するとともに熱効率を高め得る発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発電装置は、第１のピストンと第２のピストンとが互いに対向しつつ、共通のシリンダ内を往復運動することにより、前記第１のピストンに対応して第１のクランク軸が第１の回転方向に回転し、前記第２のピストンに対応して第２のクランク軸が前記第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転するピストンエンジンと、前記第１のクランク軸および前記第２のクランク軸のそれぞれに連結された主慣性体と、前記主慣性体と動力伝達部を介して接続されるとともに、前記動力伝達部が有する基本増速比にて増速されて前記主慣性体と連動して回転する副慣性体と、を備え、前記副慣性体は、少なくとも発電機を含み、前記主慣性体の慣性モーメントと、前記副慣性体の慣性モーメントに前記基本増速比を掛けた積と、の和を総慣性モーメントとすると、前記第１の回転方向の前記総慣性モーメントと前記第２の回転方向の前記総慣性モーメントとが互いに５０％以上釣り合っていることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る発電装置は、前記主慣性体は、前記第１のクランク軸に連結された第１の主慣性体と、前記第２のクランク軸に連結された第２の主慣性体とを含み、前記副慣性体は、互いに隣接して配設された第１の発電機と第２の発電機とを含み、前記動力伝達部は、第１の動力伝達部と第２の動力伝達部とを含み、前記第１の発電機は、前記第１の動力伝達部を介して前記第１の主慣性体と接続されて前記第１の回転方向に回転し、前記第２の発電機は、前記第２の動力伝達部を介して前記第２の主慣性体と接続されて前記第２の回転方向に回転し、前記第１の発電機の回転軸に第１の連動部材が取り付けられ、前記第２の発電機の回転軸に第２の連動部材が取り付けられており、前記第１の発電機および前記第２の発電機は、前記第１の連動部材と前記第２の連動部材とが係合して、互いに逆の回転方向に回転して連動する構成であってもよい。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る発電装置は、前記第１の発電機と前記第２の発電機とを連動させる前記第１の連動部材および前記第２の連動部材は、アンチバックラッシュギアであってもよい。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る発電装置は、前記第１の動力伝達部は、前記第１の発電機の回転軸に取り付けられた、前記第１のクランク軸から伝達される動力を受ける第１の動力受け部を含み、前記第１の発電機の回転軸に、前記第１の連動部材と前記第１の動力受け部との位相角を互いに変化させる位相可変部材が設けられており、前記第１のクランク軸と前記第２のクランク軸との位相関係が可変となっていてもよい。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る発電装置は、前記副慣性体は、機械式過給機をさらに含み、前記動力伝達部は、第３の動力伝達部をさらに含み、前記機械式過給機は、前記第３の動力伝達部を介して前記第２の主慣性体と接続されて、前記第３の動力伝達部が有する第３の増速比にて増速されて前記第２の主慣性体と連動して前記第２の回転方向に回転し、前記第２の動力伝達部が有する第２の増速比は、前記第１の動力伝達部が有する第１の増速比よりも小さくなっており、前記第１の連動部材および前記第２の連動部材は、前記第１の増速比および前記第２の増速比に基づいて、前記第１の発電機の回転速度と前記第２の発電機の回転速度とが同期するように、それぞれの回転速度が調整されていてもよい。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る発電装置は、前記主慣性体は、前記第１のクランク軸に連結された第１の主慣性体と、前記第２のクランク軸に連結された第２の主慣性体とを含み、前記副慣性体は、第１の発電機と機械式過給機とを含み、前記動力伝達部は、第１の動力伝達部と第２の動力伝達部と第３の動力伝達部とを含み、前記第１の発電機は、（ｉ）前記第１の動力伝達部を介して前記第１の主慣性体と接続されており、前記第１の動力伝達部が有する第１の増速比にて増速されているとともに、（ｉｉ）前記第２の動力伝達部を介して前記第２の主慣性体と接続されており、前記第２の動力伝達部が有する前記第１の増速比に等しい第２の増速比にて増速されて、前記第２の回転方向に回転し、前記機械式過給機は、前記第３の動力伝達部を介して前記第１の主慣性体と接続されて、前記第３の動力伝達部が有する第３の増速比にて増速されて前記第１の主慣性体と連動して前記第１の回転方向に回転するようになっていてよい。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る発電装置は、前記第１の主慣性体の慣性モーメントが、前記第２の主慣性体よりも大きくなっており、かつ、前記第１の発電機の慣性モーメントと前記第１の増速比または前記第２の増速比との積が、前記機械式過給機の慣性モーメントと前記第３の増速比との積よりも大きくなっていてよい。
【００１９】
本発明の一態様に係る自動車は、前記発電装置が搭載された自動車であって、前記発電装置は、前記ピストンエンジンの本体部分が、前記自動車の前輪の軸よりも前方または後輪の軸よりも後方の何れかの位置に配されるとともに、（ｉ）前記第１のクランク軸の回転軸および前記第２のクランク軸の回転軸のそれぞれが前記自動車の全長方向に延伸するように、かつ（ｉｉ）前記発電機が前記自動車の中央側に配されるように設置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様によれば、振動の発生を低減するとともに熱効率を高め得る車両用発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】発電装置を備えるシリーズ方式のパワートレインの概略的な構成を示す図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態１における発電装置の概略的な構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記発電装置の概略的な構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態２における発電装置の概略的な構成を示す側面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態３における発電装置の概略的な構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記発電装置の概略的な構成を示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態４における発電装置の概略的な構成を示す側面図である。
【図６】（ａ）本発明の実施形態５における、発電装置が搭載された自動車の概略的な構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記自動車の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、以下の記載は発明の趣旨をより良く理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。本出願における各図面に記載した構成の形状および寸法（長さ、奥行き、幅等）は、実際の形状および寸法を必ずしも反映させたものではなく、図面の明瞭化と簡略化とのために適宜変更している。
【００２３】
始めに、発電装置を備えるシリーズ方式のハイブリッド車のパワートレインについて図１に基づいて説明するとともに、この分野における従来の課題および本発明者らが着想した解決手段について説明する。図１は、発電装置１０を備えるシリーズ方式のパワートレイン１００の概略的な構成を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、パワートレイン１００は、発電装置１０、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）７、バッテリー８、および駆動モータ９を備えている。発電装置１０は、エンジン１と発電モータ２と筐体３とを含む。エンジン１および発電モータ２は、図示しない支持構造体によって筐体３に剛体結合されている。
【００２５】
ＰＣＵ７は、インバータおよびコンバータ等の各種の電気制御系を含んでいるとともに、駆動モータ９の制御等を行う。発電モータ２にて発生した電力はＰＣＵ７を介してバッテリー８に充電される。ＰＣＵ７は、バッテリー８から給電される電力を用いて駆動モータ９を動作させる。駆動モータ９は図示しない駆動ユニットを介して車両の車輪を駆動する。
【００２６】
発電モータ２、ＰＣＵ７、バッテリー８、および駆動モータ９は、シリーズ方式のハイ
ブリッド車のパワートレインが備える公知の機器を用いることができる。そのため、記載の冗長化を避けるために、これらに関する詳細な説明は省略する。また、以下の説明においても同様に、公知な部材を採用することができる構成については、図示および詳細な説明を適宜省略することがある。
【００２７】
一般に、内燃機関にて発生した動力を車輪に伝達して駆動する従来の車に搭載されるレシプロガソリンエンジンは、車の加速および減速等の様々な状況の運転に応じて適切に動力を発生することができるように設計される。以下、レシプロガソリンエンジンを通常型エンジンと称することがある。この通常型エンジンは、複数のシリンダがシリンダヘッドに覆われてシリンダブロック内に格納された多気筒の構造となっており、この構造を活かして、振動の発生を低減する様々な技術が適用されている。
【００２８】
これに対して、上記のようなシリーズ方式のハイブリッド車では、基本的に、エンジン１は発電モータ２を用いて電力を生成することにのみ用いられる。そのため、エンジン１は、通常型エンジンとは使用の状況が異なり、動作時には、トルクが大きくなるように中速域の回転速度にて運転する。エンジン１は、低速域から高速域まで様々な回転速度にて動作することを想定することは不要であり、狭い回転域にて高効率に運転することができればよい。
【００２９】
しかし、前述のように、シリーズ方式では、エンジン１にて発生した動力は電気エネルギーに一旦変換した後に駆動モータ９にて使用されるため、伝達効率が不可避に低下することになる。この伝熱効率の低下を補うことができるように、エンジン１は、熱効率が高いことが特に重要な特性となる。
【００３０】
これまで、通常型エンジンの熱効率の向上に関する多種多様な技術（例えば、機械抵抗損失等を低減する技術）が開発されている。しかし、通常型エンジンは、冷却損失を低減することが本質的に難しい。これは、大きなシリンダヘッドに熱が伝わることによる冷却損失が発生すること、および燃焼室の表面積と容積との比（以下、Ｓ／Ｖ比と称することがある）の値を低くすることが困難であること等が理由である。
【００３１】
通常型エンジンでは、（ｉ）気筒数を少なくすること、（ｉｉ）ボア（燃焼室の内径）よりもストローク（往復運動するピストンの行程の長さ）を大きくすること、等により燃費の改善が図られている。また、ダウンサイジングターボ、希薄燃焼（リーンバーン）等の手法も採用されることがある。
【００３２】
しかし、通常型エンジンでは、これらの方法により熱効率を高くするとしてもその改善は限定的であるとともに、エンジンの動作によって発生する振動が増大し得るという問題がある。
【００３３】
また、従来知られているロータリーエンジンをシリーズ方式のハイブリッド車に搭載されるエンジンとして用いる場合も、熱効率を高くすることは本質的に難しい。
【００３４】
本発明者らは、このような状況の中、シリーズ方式のハイブリッド車に適したエンジンを鋭意検討し、現在のエンジンの主流である通常型エンジンではなく、対向ピストンエンジン（対抗ピストンエンジンとも称される）を用いることを着想した。そして、該エンジンの動作における振動の発生を低減することを実現し、本発明を完成させるに至った。
【００３５】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態における発電装置について、図２の（ａ）および（ｂ）に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、発電装置の構造を分かり易く示すため、図２の（ａ）および（ｂ）では、シリンダ２０の筐体部の一部を透過して示している。
【００３６】
また、本明細書における以下の説明では、説明の便宜上、上下左右の方向について次のように規定して説明する。すなわち、図面の紙面における面内方向において、図番が紙面の上部に記載されているようにして図面を見るときの左手側を「左」、右手側を「右」とする。また、以下の説明において、格別の記載が無い限り、「下」とは重力方向の下方向を意味する。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、発電装置の左右で構成部材を入れ替える等の設計変更が可能であることは勿論である。
【００３７】
本実施形態において説明する発電装置１０Ａは、前述の図１に記載のパワートレイン１００が備える発電装置１０として用いることができる。つまり、本実施形態では、シリーズ方式のハイブリッド車に搭載される発電装置１０Ａについて説明する。本発明の一態様における発電装置は、車両に搭載されて、車両の駆動に用いられる電気エネルギーを生成する車両用発電装置と表現することもできる。
【００３８】
また、本発明の一態様における発電装置は、エンジン等の動作による振動の発生が問題となり得る車両に好適に搭載することができる。換言すれば、本発明の一態様における発電装置は、高静粛性（低振動性および低騒音性）が求められる車両に搭載されて好適に用いられる。
【００３９】
なお、本発明の一態様における発電装置が搭載される車両としては、一般用自動車に限定されず、例えば、大型自動車、自動二輪車、自動三輪車、等の各種の車両であってもよい。また、本発明の一態様における発電装置は、電気自動車等の航続距離延長のためのシステム（レンジエクステンダー）、モーターボートのような小型船舶、等に適用することもできる。
【００４０】
＜装置構成＞
本実施形態の発電装置１０Ａの構成について、図２の（ａ）に基づいて説明する。図２の（ａ）は、本実施形態の発電装置１０Ａの概略的な構成を示す平面図である。
【００４１】
図２の（ａ）に示すように、発電装置１０Ａは、エンジン（ピストンエンジン）１と、主慣性体として機能する右フライホイール４１および左フライホイール４２と、副慣性体として機能する発電モータ２とを備えている。エンジン１、右フライホイール４１および左フライホイール４２、並びに発電モータ２は、後述する動力伝達部によって接続されて互いに連動するようになっている。
【００４２】
エンジン１は、各種の補機類（図示せず）を備える対向ピストンエンジンの、本体部（エンジン本体）である。エンジン１は、シリンダ２０と、シリンダ２０内を挿通する２つのピストンと、該ピストンにそれぞれ接続されたコンロッドおよびクランクシャフト（クランク軸）の組と、を備えている。
【００４３】
具体的には、シリンダ２０内にて、第１のピストン２１と第２のピストン２２とが互いに対向するように往復運動することによりエンジン１が動作する。シリンダ２０内には燃焼室２３が形成されている。燃焼室２３は、第１のピストン２１が有するピストンヘッド２１ａ、第２のピストン２２が有するピストンヘッド２２ａ、およびシリンダ２０の内壁２０ａによって囲まれて形成されている。
【００４４】
図中、燃焼室２３内に記載の星形マークは、シリンダ２０の中心を示しており、燃料の理想的な点火位置を示している。該点火位置における燃料の点火は、例えばレーザー点火を用いて実現することができる。このことは、本明細書における以下の記載においても同様である。なお、燃焼室２３内における燃料の燃焼方式は特に限定されない。
【００４５】
燃焼室２３内にて燃料が燃焼することにより、第１のピストン２１および第２のピストン２２が互いに対向するように往復運動する。上記燃料は、図示しない燃料タンクからエンジン１に供給される。上記燃料は、例えば軽油である。この場合、エンジン１は、図示しない燃料を噴出するインジェクターが設けられており、一般にディーゼルエンジンにて用いられる公知の燃焼方式にて動作する。本実施形態の発電装置１０Ａは、エンジン１が２行程（ストローク）にて１サイクル動作する。
【００４６】
なお、上記燃料は軽油に限定されず、ガソリン、水素を含む混合燃料、バイオエタノール燃料、その他の燃料、等を用いてもよい。エンジン１は、燃料の種類に対応するように、公知の燃焼方式を採用してよい。例えば、エンジン１は、燃料としてガソリンを使用する場合、燃焼室２３に図示しない点火プラグおよび燃料を噴出するインジェクターが設けられてよい。
【００４７】
第１のピストン２１は、右コンロッド２６を介して右クランクシャフト（第１のクランク軸）３１のクランクピン３１ａと接続されている。また、第２のピストン２２は、左コンロッド２７を介して左クランクシャフト（第２のクランク軸）３２のクランクピン３２ａと接続されている。
【００４８】
右クランクシャフト３１は、バランスウェイト３１ｂを備えている。右クランクシャフト３１の回転軸の方向の一端部に連結ギア４６が連結されている。右クランクシャフト３１は、上記連結ギア４６の近傍に右フライホイール４１が取り付けられている。右フライホイール４１および連結ギア４６は、右クランクシャフト３１の回転と同方向に同じ回転速度（回転数）にて回転する。
【００４９】
左クランクシャフト３２は、バランスウェイト３２ｂを備えているとともに、回転軸の方向の一端部に左フライホイール４２が連結されている。左フライホイール４２は、左クランクシャフト３２の回転と同方向に同じ回転速度（回転数）にて回転する。
【００５０】
発電装置１０Ａが含む発電モータ２は、エンジン１の側方部に設けられている。発電モータ２は、例えば公知の車両用発電機（オルタネータ）を使用してよい。
【００５１】
発電モータ２は、回転軸２ａを備えている。発電モータ２は、該発電モータ２から突出する回転軸２ａの先端がエンジン１の方向に向くように配置されている。回転軸２ａには、発電モータ２から遠い順に、増速ギア５１およびチェーン受け部（スプロケット）５２が取り付けられている。増速ギア５１およびチェーン受け部５２は、回転軸２ａと同軸に設けられており、回転軸２ａと連動して回転する、すなわち発電モータ２と同方向に同じ回転速度（回転数）にて回転する。
【００５２】
左フライホイール４２の外周には歯が形成されており、左フライホイール４２とチェーン受け部５２とは、増速チェーン５３を介して互いに接続されている。また、右クランクシャフト３１に装着された連結ギア４６と、増速ギア５１とは互いに歯合するようになっている。
【００５３】
発電装置１０Ａは、連結ギア４６と増速ギア５１との組合せ（第１の動力伝達部）、および、左フライホイール４２と増速チェーン５３とチェーン受け部５２との組合せ（第２の動力伝達部）を備えている。
【００５４】
上記第１の動力伝達部および第２の動力伝達部は、互いに同じ増速比を有しており、エンジン１にて発生した動力を発電モータ２に伝達する動力伝達部となっている。発電モータ２は、上記第１の動力伝達部を介して右フライホイール４１と接続されている（連動して回転する）とともに、上記第２の動力伝達部を介して左フライホイール４２と接続されている（連動して回転する）。
【００５５】
上記第１の動力伝達部および第２の動力伝達部は、互いに同じ増速比となるように設計されている。発電装置１０Ａは、左フライホイール４２と連結ギア４６とが互いに略同一の直径であり、チェーン受け部５２と増速ギア５１とが互いに略同一の直径である。これにより、上記第１の動力伝達部および第２の動力伝達部を同じ増速比とし易い。
【００５６】
また、前述したように、エンジン１および発電モータ２は、図示しない支持構造体によって筐体３（図１参照）に剛体結合されている。そして、右クランクシャフト３１の回転軸３１ｄと、左クランクシャフト３２の回転軸３２ｄと、発電モータ２の回転軸２ａとは、互いに平行となっている。
【００５７】
（エンジンの動作）
上記エンジン１の動作について、図２の（ａ）および（ｂ）を参照して以下に説明する。図２の（ｂ）は、発電装置１０Ａの概略的な構成を示す側面図である。
【００５８】
エンジン１は、図２の（ａ）に示す状態では第１のピストン２１および第２のピストン２２がそれぞれ上死点の近傍に位置している。燃焼室２３内にて燃料が燃焼すると、第１のピストン２１は図中右方向、第２のピストン２２は図中左方向に、それぞれ運動する。
【００５９】
図２の（ｂ）に示すように、エンジン１が動作する場合、上記ピストンの運動と連動して、右クランクシャフト３１が第１の回転方向に回転するとともに、左クランクシャフト３２が第２の回転方向に回転する。ここでは、図中、上記第１の回転方向は時計回りの方向であり、上記第２の回転方向は反時計回りの方向である。
【００６０】
仮想円３１ｃは、エンジン１が動作する際に右クランクシャフト３１のクランクピン３１ａが描く軌跡を示している。また、仮想円３２ｃは、エンジン１が動作する際に左クランクシャフト３２のクランクピン３２ａが描く軌跡を示している。また、仮想円２ｂは、発電モータ２の内部の回転体（例えばローター）の回転を模式的に示している。
【００６１】
以下では、右クランクシャフト３１における上記第１の回転方向の回転速度を回転速度ＳＲ１とし、左クランクシャフト３２における上記第２の回転方向の回転速度を回転速度ＳＲ２とする。右フライホイール４１は回転速度ＳＲ１にて回転し、左フライホイール４２は回転速度ＳＲ２にて回転する。回転速度ＳＲ１と回転速度ＳＲ２とは、回転方向が互いに逆であり、回転速度（回転数）は同じである。
【００６２】
増速ギア５１は、連結ギア４６の歯数と増速ギア５１の歯数とに基づいて、所定の変速比（増速比）にて増速されて上記第２の回転方向に回転する。また、チェーン受け部５２は、左フライホイール４２の歯数とチェーン受け部５２の歯数とに基づいて、増速チェーン５３によって所定の増速比にて増速されて上記第２の回転方向に回転する。換言すれば、発電モータ２は、動力伝達部が有する所定の増速比（基本増速比）にて増速されて、右フライホイール４１および左フライホイール４２と連動して回転する。発電モータ２の上記第２の回転方向の回転速度を回転速度ＳＲ３とする。
【００６３】
ここで、一般的なレシプロエンジンにおける動作について説明する。ピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する構造を有するエンジンでは、ピストンの慣性力の不釣り合いによって起振力が生じるとともに、トルク変動の反力として発生する起振モーメントが生じる。そのため、エンジンの動作によって振動が発生し得る。特に、気筒数が少なくなるほど、振動の発生が大きくなる。
【００６４】
これに対して、本実施形態の発電装置１０Ａは、第１のピストン２１および第２のピストン２２の対称な動きによって、往復慣性力が完全にバランスするようになっている。さらに、発電装置１０Ａは、右フライホイール４１および左フライホイール４２の加速および減速のトルク変動によって生じる反力が釣り合うようになっている。このことについて、以下に詳しく説明する。
【００６５】
（慣性モーメントの釣り合い）
一般に、シリーズ方式のハイブリッド車では、エンジンによる振動および騒音の発生が少ないことが求められる。この場合、エンジンは、基本的に発電モータを回転させることにのみ用いられるため、高出力は不要であることから気筒数が少なく構成される。また、回転数をあまり高くする必要がない。それゆえ、エンジンは、高負荷（高トルク）の運転を行うことによってトルク変動が大きくなる。
【００６６】
そのため、従来の対向ピストンエンジンは、シリーズ方式のハイブリッド車に適用すると振動が生じ易くなる。このことから、当業者は対向ピストンエンジンを採用することに消極的であることが一般的であろう。本発明者らは、発電モータ２を副慣性体として用いることにより、上記の問題を比較的簡便な構成にて解決することを着想した。
【００６７】
発電モータ２は、上記第１の動力伝達部および第２の動力伝達部によって、右フライホイール４１および左フライホイール４２の回転に対して所定の増速比（基本増速比）ｎにて増速されて回転する。つまり、右フライホイール４１、左フライホイール４２、および発電モータ２は互いに連動して回転するようになっており、それらの回転速度は、回転速度ＳＲ１＝回転速度ＳＲ２＝（回転速度ＳＲ３）／ｎの関係にある。
【００６８】
本実施形態の発電装置１０Ａは、（ｉ）上記第１の回転方向に回転する右フライホイール４１の慣性モーメントと、（ｉｉ）上記第２の回転方向に回転する左フライホイール４２の慣性モーメントと発電モータ２の慣性モーメントに増速比を掛けた積との和と、が互いに釣り合うようになっている。すなわち、本実施形態の発電装置１０Ａは、下記式（１）の関係を満たす。
【００６９】
ＩＲＦ＝ＩＬＦ＋ｎ×ＩＧ  ・・・（１）
上記式において、
ＩＲＦ：上記第１の回転方向に回転する右フライホイール４１の慣性モーメント
ＩＬＦ：上記第２の回転方向に回転する左フライホイール４２の慣性モーメント
ＩＧ：上記第２の回転方向に回転する発電モータ２の慣性モーメント
ｎ：上記動力伝達部の所定の増速比（基本増速比）
である。
【００７０】
上記式（１）が含むｎ×ＩＧについて以下に説明する。回転体の速度変化（角加速度）に慣性モーメントを乗じると加速のためのトルクになる。発電モータ２の角加速度は、上記の増速比ｎに基づいて、右フライホイール４１の角加速度のｎ倍となる。これは、角加速度は速度に比例するので、増速比に比例するためである。
【００７１】
そのため、エンジン１の動作中において、発電モータ２は、質量や直径等で決まる固有の慣性モーメントＩＧのｎ倍の慣性モーメントを有しているかのように、上記総慣性モーメントに影響を及ぼす。それゆえ、慣性モーメントの釣り合いの上記式（１）はｎ×ＩＧを含んでいる。このｎ×ＩＧは、エンジン１の動作中における発電モータ２の実効慣性モーメントと表現することもできる。
【００７２】
上記式（１）からわかるように、本実施形態の発電装置１０Ａは、右フライホイール４１の慣性モーメントＩＲＦが、左フライホイール４２の慣性モーメントＩＬＦよりも大きくなっている。すなわち、右フライホイール４１は、質量または直径の少なくともいずれかが左フライホイール４２よりも大きくなっている。
【００７３】
このように、本実施形態の発電装置１０Ａは、いわゆるヘロンバランサ効果によって、トルク変動の反力による不釣り合いモーメントの発生を低減することができるようになっている。
【００７４】
また、発電装置１０Ａは、図２の（ｂ）に示すように平面視したとき、右クランクシャフト３１の回転軸３１ｄおよび左クランクシャフト３２の回転軸３２ｄがそれぞれ、シリンダ２０の中心を含む水平面よりも下方に位置するようになっていることが好ましい。この場合、燃焼室２３にて燃料が燃焼する際の、右コンロッド２６および左コンロッド２７の状態を水平に近づけることができる。そのため、第１のピストン２１および第２のピストン２２に生じるシリンダ２０の内壁へのスラスト力を低減することができる。また、右クランクシャフト３１および左クランクシャフト３２が必然的に互いに逆回転するようになる。
【００７５】
なお、発電装置１０Ａは、上記式（１）の関係を満たすようになっていればよく、上述した構成は一例であって、動力伝達部等の具体的な構成は特に限定されない。
【００７６】
（慣性モーメントの釣り合いに関する補記）
発電装置１０Ａは、上記第１の回転方向の総慣性モーメントと上記第２の回転方向の総慣性モーメントとが互いに同一となっている。しかし、本発明の一態様における発電装置は、これに限定されない。
【００７７】
ここで、上記第１の回転方向の総慣性モーメントを第１の総慣性モーメントＦＭＩとし、上記第２の回転方向の総慣性モーメントを第２の総慣性モーメントＳＭＩとする。
【００７８】
例えば、本発明の一態様における発電装置１０Ａ１は、第１の総慣性モーメントＦＭＩと第２の総慣性モーメントＳＭＩとが互いに略同一であってよい。この場合、発電装置１０Ａ１は、下記の式（１−１）の関係を満たす。
ＩＲＦ≒ＩＬＦ＋ｎ×ＩＧ  ・・・（１−１）。
【００７９】
また、本発明の一態様における発電装置は、慣性モーメントの釣り合いが不完全であっても、釣り合いの比率に応じて、振動の発生を低減できる効果がある。以下、厳密な計算は複雑となるので概略的な計算に基づいて説明する。例えば、慣性モーメントが５０％釣り合う場合、エンジンのトルク変動の反力によって発生する振動を半分（５０％）に低減することができる。この場合、発電装置は、低振動性を効果的に高めることができる。また、例えば、慣性モーメントが７０％釣り合う場合、エンジンのトルク変動の反力によって発生する振動を３０％に低減し得る。
【００８０】
よって、本発明の一態様における発電装置１０Ａ２は、例えば、第１の総慣性モーメントＦＭＩと第２の総慣性モーメントＳＭＩとが互いに５０％以上釣り合っている構成であってよい。
【００８１】
ここで、「第１の総慣性モーメントＦＭＩと第２の総慣性モーメントＳＭＩとが互いに５０％以上釣り合っている」とは、以下のように定義される。第１の総慣性モーメントＦＭＩが第２の総慣性モーメントＳＭＩよりも大きいとすると、この場合、上記発電装置１０Ａ２は、
（ＳＭＩ／ＦＭＩ）＞０．５  ・・・（１−２）
の関係を満たすようになっていればよい。なお、第２の総慣性モーメントＳＭＩが第１の総慣性モーメントＦＭＩよりも大きい場合には、上記式（１−２）の左辺が（ＦＭＩ／ＳＭＩ）となる。
【００８２】
そして、本発明の他の一態様における発電装置は、第１の総慣性モーメントＦＭＩと第２の総慣性モーメントＳＭＩとが、互いに７０％以上釣り合っていることが好ましく、互いに９０％以上釣り合っていることがより好ましい。
【００８３】
本発明のさらに他の一態様における発電装置は、第１の総慣性モーメントＦＭＩと第２の総慣性モーメントＳＭＩとが完全（１００％）または略完全（９５％以上）に釣り合っていることがより一層好ましい。この場合、上記発電装置は、エンジンの動作中にほぼ無振動とすることができる。
【００８４】
なお、慣性モーメントの釣り合いに関して上記説明したことは、後述する他の実施形態においても同様である。
【００８５】
（本発電装置の利点）
以上のように、本実施形態の発電装置１０Ａは、対向ピストンエンジンであるエンジン１を備えている。発電装置１０Ａは、主慣性体の慣性モーメントと、副慣性体の慣性モーメントに増速比を掛けた積との和を総慣性モーメントとすると、上記第１の回転方向の総慣性モーメントと上記第２の回転方向の総慣性モーメントとが互いに釣り合っている。これにより、以下の効果を奏する。
【００８６】
（１）熱効率の向上
エンジン１は、ボアに比べて実質的ストロークを長くすることができ、例えばストローク／ボアの比を約２倍以上にすることができる。１つのクランクストロークは同じでも実際のピストンの動きは２倍になるためである。一般に、通常型エンジンでも熱効率の向上のためにロングストローク化が試みられているが、ストローク／ボアの比はせいぜい１．２〜１．３程度である。
【００８７】
また、エンジン１は、シリンダヘッドが不要であるため、燃焼室２３の表面積を小さくすることができる。そのため、エンジン１は、同じ排気量で比べた場合に通常型エンジンよりもＳ／Ｖ比を大幅に小さくすることができ、冷却損失を低減することができる。
【００８８】
よって、発電装置１０Ａは、エンジン１を用いることにより、シリーズ方式のハイブリッド車におけるエネルギーの伝達効率の低下を補うように、熱効率を高くすることができる。そして、発電装置１０Ａは、エンジン１に複雑なシリンダヘッドが不要であることにより製造コストを抑制することもできる。
【００８９】
（２）振動および騒音の発生の低減
また、発電装置１０Ａは、エンジン１が動作する際に、以下の効果を奏する。すなわち、発電装置１０Ａは、エンジン１に生じる往復慣性力は左右のピストンの対称な動きによって打ち消し合う。また、発電装置１０Ａは、互いに逆回転する右フライホイール４１および左フライホイール４２と、発電モータ２とによるヘロンバランサ効果によって、トルク変動の反力による不釣り合いモーメントが低減するようになっている。
【００９０】
そのため、発電装置１０Ａは、シリーズ方式のハイブリッド車に求められる静音性および低振動性に対応するように、振動および騒音の発生を低減することができる。
【００９１】
（３）軽量化および省スペース化
シリーズ方式の車両は、大きくかつ重いバッテリーを搭載する。そのため、シリーズ方式のハイブリッド車に搭載されるエンジンは、軽量であるとともにサイズが小さいことが求められる。また、車両に搭載される発電装置としては、燃費の向上のために軽量であることが当然に優位であるとともに、車両に搭載し易い形状であることも要求される。
【００９２】
本実施形態のエンジン１は、クランクシャフトが２組必要であるが、シリンダヘッドが不要である。そのため、エンジン１は、同じ排気量で比べた場合、シリンダヘッドを備える通常型エンジンと同等の質量とすることができる。また、エンジン１は、通常型エンジンとは形状と出力軸の位置が変わるため、車両への搭載に配置の工夫が必要であるが、以下のように配置することによりコンパクトに搭載することができる。すなわち、車体内であって、車両の前方または後方の車軸の外側部分に、発電装置１０Ａの長手方向が車幅方向となるように配置することによりコンパクトに車体内に収まる。この配置について、具体的には、後述する実施形態５を参照して理解することができる。シリーズ方式のハイブリッド車では、出力軸の位置は駆動モータの配置で決まる。そのため、発電装置１０Ａを配置する自由度が高い。
【００９３】
また、発電装置１０Ａは、発電モータ２が増速されて駆動することから、発電モータ２として小型軽量の発電機を採用することができる。そのため、発電装置１０Ａを軽量化することができる。
【００９４】
なお、上記（１）〜（３）に記載したことは、本発明の一態様における発電装置を、電気自動車のレンジエクステンダーとして用いる場合であっても同様である。
【００９５】
（その他の構成）
（ａ）本実施形態の発電装置１０Ａは、エンジン１が２行程（ストローク）にて動作するようになっている。本発明の別の態様の発電装置は、これに限定されず、エンジンが４行程で動作する方式であってもよい。この場合、例えば、Pinnacleエンジン社が開発中の吸排気のスリーブバルブを備えることにより、４行程での動作を実現することができる。
【００９６】
（ｂ）連結ギア４６および増速ギア５１は、バックラッシュを低減するようにアンチバックラッシュ機構が設けられていることが好ましい。このアンチバックラッシュ機構は、公知の構成（フリクションギア等）を用いることができる。本明細書では、アンチバックラッシュ機構を備えるギアをアンチバックラッシュギアと称することがある。この場合、駆動トルク変動による歯打ち音の発生を低減することができる。
【００９７】
（ｃ）増速チェーン５３は、奇数個のギアを連結した構造にて代替することができる。このことは、本明細書の以下の記載における各種の増速チェーンにおいても同様である。
【００９８】
（ｄ）発電モータ２は、回転軸２ａが、右クランクシャフト３１の回転軸３１ｄおよび左クランクシャフト３２の回転軸３２ｄと平行となるように配置されていればよく、発電モータ２の位置は特に限定されない。
【００９９】
（ｅ）主慣性体は、右フライホイール４１および左フライホイール４２に限定されない。例えば、連結ギア４６の重量を重くすることにより、第１の回転方向に回転する主慣性体として機能するようにしてもよい。
【０１００】
（ｆ）本発明の一態様における発電装置は、１気筒に限定されず、２以上の気筒数であってもよい。
【０１０１】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【０１０２】
前記実施形態１の発電装置１０Ａでは、副慣性体として１つの発電モータ２を備える構成であった。これに対して、本実施形態の発電装置１０Ｂは、副慣性体として、１つの発電モータ２と１つの機械式過給機６１とを備える構成である点が異なっている。また、発電装置１０Ｂは、シリンダ２００に、機械式過給機６１から送気された空気が流入する流入口２０１が形成されている。
【０１０３】
本実施形態における発電装置１０Ｂの構成について、図３に基づいて説明する。図３は、本実施形態における発電装置１０Ｂの概略的な構成を示す側面図である。
【０１０４】
図３に示すように、発電装置１０Ｂは、増速ベルト６０を介して右クランクシャフト３１と接続された機械式過給機６１を備えている。機械式過給機６１は、空気Ａ１を吸気して圧縮した後、該圧縮した空気を、送気管６２を通じてインタークーラー６３に送る。圧縮された空気は、インタークーラー６３を通過して冷却された後、第２のピストン２２が下死点の近傍にある状態において、流入口２０１を通じてシリンダ２００内に入る。シリンダ２００内に流入した空気は、シリンダ２００内を左から右方向に流れて、燃焼の終わったガスを図示しない流出口を通じて排出する。流出口から排出された排気は、排気Ａ２として排気管６４内を通じて流れる。
【０１０５】
機械式過給機６１は、エンジンにて発生した動力を利用して作動するメカニカルスーパーチャージャーである。このような機械式過給機６１は、回転するローターを内部に備えている。本発明者らは、機械式過給機６１を副慣性体として用いることを着想した。なお、排気の流れを利用するターボチャージャー、または電磁駆動の過給機等は、発電装置が備える副慣性体として用いることは不適である。
【０１０６】
発電装置１０Ｂは、動力伝達部として以下を含む。すなわち、発電装置１０Ｂは、連結ギア４６と増速ギア５１との組合せ（第１の動力伝達部）、および、左フライホイール４２と増速チェーン５３とチェーン受け部５２との組合せ（第２の動力伝達部）を含む。発電装置１０Ｂは、さらに、右クランクシャフト３１と増速ベルト６０と機械式過給機６１との組合せ（第３の動力伝達部）を含む。増速ベルト６０は、右クランクシャフト３１に設けられた図示しない回転体と接続されている。
【０１０７】
発電モータ２は、上記第１の動力伝達部が有する第１の増速比にて増速されて、第２の回転方向（図３中、反時計回り）に回転する。また、発電モータ２は、上記第２の動力伝達部が有する第２の増速比にて増速されて、第２の回転方向（図３中、反時計回り）に回転する。上記第１の増速比および第２の増速比が互いに同じ増速比となるように設計される。
【０１０８】
機械式過給機６１は、上記第３の動力伝達部が有する第３の増速比にて増速されて右フライホイール４１と連動して第１の回転方向（図３中、時計回り）に回転する。機械式過給機６１の内部の回転体の回転速度をＳＲ４とする。
【０１０９】
ここで、上記第１の回転方向に回転する右フライホイール４１の慣性モーメントと、機械式過給機６１の慣性モーメントに第３の増速比を掛けた積と、の和を上記第１の回転方向の総慣性モーメントとする。また、上記第２の回転方向に回転する左フライホイール４２の慣性モーメントと、発電モータ２の慣性モーメントに第１の増速比を掛けた積と、の和を上記第２の回転方向の総慣性モーメントとする。
【０１１０】
本実施形態の発電装置１０Ｂは、上記第１の回転方向の総慣性モーメントと、上記第２の回転方向の総慣性モーメントとが互いに釣り合うようになっている。すなわち、本実施形態の発電装置１０Ｂは、下記式（２）の関係を満たす。
【０１１１】
ＩＲＦ＋ｎｓｃ×ＩＳＣ＝ＩＬＦ＋ｎｇ×ＩＧ  ・・・（２）
上記式において、
ＩＲＦ：上記第１の回転方向に回転する右フライホイール４１の慣性モーメント
ＩＳＣ：上記第１の回転方向に回転する機械式過給機６１の慣性モーメント
ＩＬＦ：上記第２の回転方向に回転する左フライホイール４２の慣性モーメント
ＩＧ：上記第２の回転方向に回転する発電モータ２の慣性モーメント
ｎｓｃ：上記第３の動力伝達部が有する第３の増速比
ｎｇ：上記第１の動力伝達部が有する第１の増速比または上記第２の動力伝達部が有する第２の増速比
である。
【０１１２】
上記式（２）からわかるように、本実施形態の発電装置１０Ｂは、右フライホイール４１の慣性モーメントＩＲＦが、左フライホイール４２の慣性モーメントＩＬＦよりも大きくなっている。そして、発電装置１０Ｂは、発電モータ２の慣性モーメントＩＧに第１の増速比または第２の増速比を掛けた積（ｎｇ×ＩＧ）が、機械式過給機６１の慣性モーメントＩＳＣに第３の増速比を掛けた積（ｎｓｃ×ＩＳＣ）よりも大きくなっている。換言すれば、発電モータ２の実効慣性モーメントが、機械式過給機６１の実効慣性モーメントよりも大きくなっている。
【０１１３】
以上のように、本実施形態の発電装置１０Ｂは、機械式過給機６１を備え、エンジン１の出力を増大させることができる。また、発電装置１０Ｂは、第１の回転方向の慣性モーメントと第２の回転方向の慣性モーメントとが釣り合っており、トルク変動の反力による不釣り合いモーメントの発生を低減することができるようになっている。
【０１１４】
〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【０１１５】
前記実施形態１の発電装置１０Ａでは、副慣性体として１つの発電モータ２を備える構成であった。これに対して、本実施形態の発電装置１０Ｃは、副慣性体として２つの発電モータ（発電モータ１１および発電モータ１２）を備える構成である点が異なっている。
【０１１６】
本実施形態における発電装置１０Ｃの構成について、図４（ａ）および（ｂ）に基づいて説明する。図４の（ａ）は、本実施形態における発電装置１０Ｃの概略的な構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記発電装置１０Ｃの概略的な構成を示す側面図である。
【０１１７】
発電装置１０Ｃは、右クランクシャフト３１の回転軸の方向の一端部に右フライホイール４１ａが連結されており、左クランクシャフト３２の回転軸の方向の一端部に左フライホイール４２ａが連結されている。
【０１１８】
発電装置１０Ｃは、シリンダ２０の側方部に、発電モータ（第１の発電機）１１および発電モータ（第２の発電機）１２が互いに隣接して配設されている。発電モータ１１の回転軸１１ａには、チェーン受け部（第１の動力受け部）５２ａおよび連動ギア（第１の連動部材）７１が設けられている。発電モータ１２の回転軸１２ａには、チェーン受け部５２ｂおよび連動ギア（第２の連動部材）７２が設けられている。
【０１１９】
仮想円１１ｂは、発電モータ１１の内部の回転体の回転を模式的に示し、仮想円１２ｂは、発電モータ１２の内部の回転体の回転を模式的に示している。
【０１２０】
右フライホイール４１ａおよび左フライホイール４２ａは、それぞれ外周に歯が形成されている。右フライホイール４１ａとチェーン受け部５２ａとは、増速チェーン５６を介して互いに接続されている。左フライホイール４２ａとチェーン受け部５２ｂとは、増速チェーン５７を介して互いに接続されている。
【０１２１】
右フライホイール４１ａは回転速度ＳＲ１１にて回転し、左フライホイール４２ａは回転速度ＳＲ１２にて回転する。
【０１２２】
発電モータ１１は、右フライホイール４１ａと増速チェーン５６とチェーン受け部５２ａとの組合せ（第１の動力伝達部）が有する所定の増速比（第１の増速比）にて増速されて、右フライホイール４１ａと連動して第１の回転方向に回転する。発電モータ１１の回転速度をＳＲ１３とする。
【０１２３】
発電モータ１２は、左フライホイール４２ａと増速チェーン５７とチェーン受け部５２ｂとの組合せ（第２の動力伝達部）が有する所定の増速比（第２の増速比）にて増速されて、左フライホイール４２ａと連動して第２の回転方向に回転する。発電モータ１２の回転速度をＳＲ１４とする。
【０１２４】
発電装置１０Ｃは、第１の増速比と第２の増速比とが同一である。発電モータ１１と発電モータ１２とは、連動ギア７１と連動ギア７２とが歯合（係合）しており、互いに逆の回転方向に同じ回転速度で回転して連動するようになっている。
【０１２５】
右フライホイール４１ａ、左フライホイール４２ａ、発電モータ１１、および発電モータ１２は互いに連動して回転するようになっている。それらの回転速度は、回転速度ＳＲ１１＝回転速度ＳＲ１２＝（回転速度ＳＲ１３）／ｎ＝（回転速度ＳＲ１４）／ｎの関係にある。
【０１２６】
ここで、上記第１の回転方向に回転する右フライホイール４１ａの慣性モーメントと、発電モータ１１の慣性モーメントに第１の増速比を掛けた積（発電モータ１１の実効慣性モーメント）との和を上記第１の回転方向の総慣性モーメントとする。また、上記第２の回転方向に回転する左フライホイール４２ａの慣性モーメントと、発電モータ１２の慣性モーメントに第２の増速比を掛けた積（発電モータ１２の実効慣性モーメント）との和を上記第２の回転方向の総慣性モーメントとする。
【０１２７】
本実施形態の発電装置１０Ｃは、上記第１の回転方向の総慣性モーメントと、上記第２の回転方向の総慣性モーメントとが互いに釣り合うようになっている。すなわち、本実施形態の発電装置１０Ｃは、下記式（３）の関係を満たす。
【０１２８】
ＩＲＦ＋ｎｇ１×ＩＧ１＝ＩＬＦ＋ｎｇ２×ＩＧ２  ・・・（３）
上記式において、
ＩＲＦ：上記第１の回転方向に回転する右フライホイール４１の慣性モーメント
ＩＬＦ：上記第２の回転方向に回転する左フライホイール４２の慣性モーメント
ＩＧ１：上記第１の回転方向に回転する発電モータ１１の慣性モーメント
ＩＧ２：上記第２の回転方向に回転する発電モータ１２の慣性モーメント
ｎｇ１：上記第１の動力伝達部が有する第１の増速比
ｎｇ２：上記第２の動力伝達部が有する第２の増速比
である。
【０１２９】
本実施形態の発電装置１０Ｃは、ＩＲＦ＝ＩＬＦ、ＩＧ１＝ＩＧ２、ｎｇ１＝ｎｇ２の関係となっている。発電装置１０Ｃは、複雑な構造とすることを要せずに、上記式（３）の関係を満たすことができる。発電装置１０Ｃは、発電モータ１１の実効慣性モーメントと、発電モータ１２の実効慣性モーメントとが互いに等しい。
【０１３０】
以上のように、本実施形態の発電装置１０Ｃは、第１の回転方向の慣性モーメントと第２の回転方向の慣性モーメントとが釣り合っており、トルク変動の反力による不釣り合いモーメントの発生を低減することができるようになっている。
【０１３１】
また、本実施形態の発電装置１０Ｃは、連動ギア７１および連動ギア７２に駆動トルクがかからない。そして、発電装置１０Ｃは、連動ギア７１および連動ギア７２の周速が速い。これにより、連動ギア７１および連動ギア７２に歯打ち音が発生し難い。そのため、本実施形態の発電装置１０Ｃは、静音性をより一層高くすることができる。
【０１３２】
また、本実施形態の発電装置１０Ｃは、連動ギア７１および連動ギア７２をアンチバックラッシュギアとすることにより、さらに静音性を高めることができる。連動ギア７１および連動ギア７２に大きなトルクがかからないことから、荷重の小さいアンチバックラッシュギアを用いることができる。そのため、アンチバックラッシュギアによる機械的なエネルギー損失を抑制しつつ静音性を高めることができる。
【０１３３】
また、発電装置１０Ｃは、回転軸１１ａに位相可変部材７５が取り付けられている。位相可変部材７５は、連動ギア７１とチェーン受け部５２ａとの位相関係（位相角）を変化させることができる。位相可変部材７５を用いることにより、右クランクシャフト３１と左クランクシャフト３２との位相関係を変化させることができる。位相可変部材７５、第１の動力伝達部、および第２の動力伝達部は、クランク位相可変機構として機能する。
【０１３４】
発電装置１０Ｃは、連動ギア７１および連動ギア７２に駆動トルクがかからない。そのため、トルクの小さい位相可変部材７５を使用することができる。よって、容易に幾何学的圧縮比を可変な発電装置１０Ｃを実現することができる。この場合、エンジン１の燃焼状態や温度等に合わせて、幾何学的圧縮比を調節することができる。また、圧縮比を低下することによりノッキングを防ぐことができる。そのため、簡単な構成にて、より一層効率的に運転することができる。
【０１３５】
そして、発電装置１０Ｃは、２つの発電モータを用いて効率的に発電を行うことができる。また、発電装置１０Ｃは、連動ギア７１および連動ギア７２と、チェーン受け部５２ａおよびチェーン受け部５２ｂとが、右フライホイール４１ａと左フライホイール４２ａとの間の空間に収まる。これにより、発電装置１０Ｃは、空間的にコンパクトな形状とすることができる。
【０１３６】
なお、上記位相可変部材７５は、回転軸１２ａに取り付けられていても当然構わない。
【０１３７】
（変形例）
発電装置１０Ｃの変形例では、例えば、発電モータ１２は、発電モータ１１よりも半径が小さく、かつ回転軸１２ａが延びる方向の長さが長い形状であってもよい。例えばスペースの関係上、このような構成としてもよい。この場合、ＩＧ１＞ＩＧ２となる。そのため、発電装置１０Ｃの変形例では、ｎｇ１＜ｎｇ２となるように第１の動力伝達部および第２の動力伝達部が設計されてよい。この場合、連動ギア７１の歯数よりも連動ギア７２の歯数が少なくなるようにギア比の変更が必要である。
【０１３８】
〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【０１３９】
前記実施形態３の発電装置１０Ｃでは、副慣性体として発電モータ１１および発電モータ１２を備える構成であった。これに対して、本実施形態の発電装置１０Ｄは、副慣性体として、発電モータ１１および発電モータ１２に加えて、１つの機械式過給機６１を備える構成である点が異なっている。また、発電装置１０Ｄは、図示を省略するが、前記実施形態２と同様に、機械式過給機６１から送気された空気が流れる流入口および排出口がシリンダ２００に形成されている。
【０１４０】
本実施形態における発電装置１０Ｄの構成について、図５に基づいて説明する。図５は、本実施形態における発電装置１０Ｄの概略的な構成を示す側面図である。
【０１４１】
図５に示すように、発電装置１０Ｄは、増速ベルト８０を介して左フライホイール４２ｂと接続された機械式過給機６１を備えている。機械式過給機６１は、左フライホイール４２ｂと増速ベルト８０と機械式過給機６１との組合せ（第３の動力伝達部）が有する第３の増速比にて増速されて、左フライホイール４２ｂと連動して第２の回転方向に回転する。
【０１４２】
左フライホイール４２ｂと増速チェーン５７とチェーン受け部５２ｂとの組合せを第２の動力伝達部とし、右フライホイール４１ｂと増速チェーン５６とチェーン受け部５２ａとの組合せを第１の動力伝達部とする。
【０１４３】
発電装置１０Ｄは、上記第２の動力伝達部が有する所定の増速比（第２の増速比）が、上記第１の動力伝達部が有する所定の増速比（第１の増速比）よりも小さくなっている。そして、発電装置１０Ｄは、右クランクシャフト３１および左クランクシャフト３２の回転数が互いに同期するように、連動ギア７１および連動ギア７２の大きさおよび歯数が調整されている。具体的には、連動ギア７２よりも連動ギア７１の方が小さいサイズとなっているとともに、歯数が少なくなっている。
【０１４４】
これにより、機械式過給機６１の慣性モーメントが第２の回転方向の慣性モーメントに加わることに対応して、発電モータ１２の回転数を低下させる。これにより、発電装置１０Ｄは、第２の回転方向の総慣性モーメントと、第１の回転方向の総慣性モーメントとを一致させることができる。すなわち、本実施形態の発電装置１０Ｄは、下記式（４）の関係を満たす。
【０１４５】
ＩＲＦ＋ｎｇ１×ＩＧ１＝ＩＬＦ＋ｎｇ２×ＩＧ２+ｎｓｃ×ＩＳＣ  ・・・（４）
上記式において、
ＩＲＦ：上記第１の回転方向に回転する右フライホイール４１の慣性モーメント
ＩＬＦ：上記第２の回転方向に回転する左フライホイール４２の慣性モーメント
ＩＧ１：上記第１の回転方向に回転する発電モータ１１の慣性モーメント
ＩＧ２：上記第２の回転方向に回転する発電モータ１２の慣性モーメント
ＩＳＣ：上記第１の回転方向に回転する機械式過給機６１の慣性モーメント
ｎｇ１：上記第１の動力伝達部が有する第１の増速比
ｎｇ２：上記第２の動力伝達部が有する第２の増速比
ｎｓｃ：上記第３の動力伝達部が有する第３の増速比
である。
【０１４６】
〔実施形態５〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【０１４７】
前記実施形態１〜４では、本発明の一態様における発電装置について説明した。これに対して、本実施形態では、本発明の一態様における発電装置を備える自動車について、説明する。
【０１４８】
図６の（ａ）は、本実施形態における、発電装置１０が搭載された自動車９０Ａの概略的な構成を示す平面図であり、（ｂ）は、変形例として自動車９０Ｂの構成を示す平面図である。
【０１４９】
発電装置１０は、本発明の一態様における発電装置であり、例えば、前記実施形態１〜４にて説明した発電装置１０Ａ〜発電装置１０Ｄのいずれかであってよい。ここでは、発電装置１０は、発電装置１０Ｃの構成となっている。
【０１５０】
自動車９０Ａは、限定されないが、例えば、シリーズ方式のハイブリッド車である。或いは、自動車９０Ａは、発電装置１０を備える電気自動車であってもよい。
【０１５１】
ここで、発電装置１０のエンジン１は、実際上、エンジン１を駆動するために各種の補機等（図示せず）と組み合わされて、発電用対向ピストンエンジンとなっている。本明細書では、発電用対向ピストンエンジンのうち、各種の補機を含まない部分（図２および図４に記載のエンジン１）のことを、ピストンエンジンの本体部分と称することがある。
【０１５２】
図６の（ａ）に示すように、自動車９０Ａは、車体内における、前輪の軸９１よりも前方の位置にピストンエンジンの本体部分を搭載している。発電装置１０は、（ｉ）右クランクシャフト３１の回転軸および左クランクシャフト３２の回転軸のそれぞれが、自動車９０Ａの全長方向に延伸するように設置されている。また、発電装置１０は、（ｉｉ）発電モータ１１および発電モータ１２が自動車９０Ａの中央側に配されるように設置されている。
【０１５３】
また、図６の（ｂ）に示すように、自動車９０Ｂは、車体内における、後輪の軸９２よりも後方の位置にピストンエンジンの本体部分を搭載している。そして、発電装置１０は、上記（ｉ）および（ｉｉ）に記載したことと同様の向きにて、自動車９０Ｂの車体内に格納されている。
【０１５４】
上記の構成によれば、エンジン１を備える発電装置１０が車体内にコンパクトに格納された自動車９０Ａおよび自動車９０Ｂを提供することができる。
【０１５５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１５６】
１：エンジン（ピストンエンジン）  ２：発電モータ（発電機）  １０、１０Ａ〜１０Ｄ：発電装置  ２１：第１のピストン  ２２：第２のピストン  ２０：シリンダ  ３１：右クランクシャフト（第１のクランク軸）  ３２：左クランクシャフト（第２のクランク軸）  ４１：右フライホイール（主慣性体）  ４２：左フライホイール（主慣性体）  ５２ａ：チェーン受け部（第１の動力受け部）  ６１：機械式過給機  ７１：連動ギア（第１の連動部材）  ７２：連動ギア（第２の連動部材）  ７５：位相可変部材
【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】
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