(57)【要約】【課題】発電装置の小型化や軽量化に貢献可能な技術を提供する。【解決手段】発電機１，内燃機関２，電動機３を主として備えた発電装置１０Ａを構成する。内燃機関２の回転出力軸２１の一端側２１ａと、発電機１の回転子１１の一端側１１ａと、を一端側連結部２０により断続自在に連結する。また、電動機３の回転出力軸３１の一端側３１ａと、回転子１１の他端側１１ｂと、を他端側連結部３０により断続自在に連結する。そして、一端側連結部２０および他端側連結部３０のうち何れか一方を接続状態および他方を断状態にして、当該一方側の原動機を稼動させることにより、発電機１を発電させる。回転出力軸２１，３１のうち何れか一方が回転子１１と同軸上に延在し、他方が回転子１１に沿って非同軸上に延在している場合には、当該他方と回転子１１との両者間に、当該両者間で回転トルクを伝達するトルク伝達機構７を介在する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関回転出力軸の一端側と発電機回転子の一端側とを断状態または接続状態に切替自在な一端側連結部と、
電動機回転出力軸の一端側と発電機回転子の他端側とを断状態または接続状態に切替自在な他端側連結部と、
を備え、
一端側連結部および他端側連結部のうち何れか一方が接続状態で、当該接続状態の回転出力軸の回転トルクを発電機回転子に伝達させて発電機を発電することを特徴とする発電装置。
【請求項２】
内燃機関回転出力軸および電動機回転出力軸が、発電機回転子と同軸上に延在していることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項３】
内燃機関回転出力軸および電動機回転出力軸のうち、何れか一方が発電機回転子と同軸上に延在し、他方が発電機回転子に沿って非同軸上に延在し、
当該他方と発電機回転子との両者間に、当該両者間で回転トルクを伝達するトルク伝達機構が介在していることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項４】
内燃機関および電動機のうち少なくとも何れか一方は、発電機に接続された自動始動発電機盤を介して始動することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の発電装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうち何れかの発電装置をハウジングに収容して搭載していることを特徴とする移動電源車。
【請求項６】
請求項１〜４のうち何れかの発電装置をハウジングに収容して設置されることを特徴とする非常用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機と発電機とを組み合わせた発電装置に係るものであって、特に複数の原動機を備えた構成に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
原動機と発電機とを組み合わせた発電装置は、例えば移動電源車等のように移動体に搭載（例えば荷台等に搭載）して利用したり、所望の設備に設置される非常用電源装置等のようにハウジング内に収容して利用することが知られている。
【０００３】
具体例としては、特許文献１のように、停電・災害時等の非常用電源（緊急電源等）として利用可能な構成が挙げられる。また、特許文献２のように、航空機用等の電力供給時の電力損失や電圧降下を抑制したり、電力の周波数変換（例えば５０／６０Ｈｚの商用電源を航空機分野で使用されている４００Ｈｚレベルの高周波電力に変換）に利用可能な構成が挙げられる。
【０００４】
発電装置の原動機においては、ディーゼルエンジン等の内燃機関やモータ等の電動機のように回転出力軸を備えたものであって、その回転出力軸の回転運動を発電機に伝達できるものを適用することが挙げられる。
【０００５】
また、原動機の故障時やメンテナンス時等においても電力を安定供給すること（例えば供給が途絶えないようにすること等）を想定し、複数個の発電装置を組み合わせる検討もされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２７４６０４号公報
【特許文献２】特開２０００−３３５４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のような複数個の発電装置を単に組み合わせる、例えば単に複数個の原動機を備え、当該原動機それぞれに別個の発電機を組み合わせた構成にすると、発電装置の大型化や重量増加等を招くおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたものであって、発電装置の小型化や軽量化に貢献可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の一態様は、内燃機関回転出力軸の一端側と発電機回転子の一端側とを断状態または接続状態に切替自在な一端側連結部と、電動機回転出力軸の一端側と発電機回転子の他端側とを断状態または接続状態に切替自在な他端側連結部と、を備え、一端側連結部および他端側連結部のうち何れか一方が接続状態で、当該接続状態の回転出力軸の回転トルクを発電機回転子に伝達させて発電機を発電することを特徴とする。
【００１０】
発電装置は、内燃機関回転出力軸および電動機回転出力軸が、発電機回転子と同軸上に延在しているものでも良い。また、内燃機関回転出力軸および電動機回転出力軸のうち、何れか一方が発電機回転子と同軸上に延在し、他方が発電機回転子に沿って非同軸上に延在し、当該他方と発電機回転子との両者間に、当該両者間で回転トルクを伝達するトルク伝達機構が介在しているものでも良い。また、内燃機関および電動機のうち少なくとも何れか一方は、発電機に接続された自動始動発電機盤を介して始動するものでも良い。
【００１１】
他の態様は、前述のような発電装置をハウジングに収容して搭載している移動電源車、または前述のような発電装置をハウジングに収容して設置される非常用電源装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発電装置の小型化や軽量化に貢献することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態による一例である発電装置１０Ａを説明するための概要図。
【図２】本実施形態による一例である発電装置１０Ｂを説明するための概要図（ハウジング６内を透視した概要図）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態による発電装置は、単に複数個の発電装置を組み合わせた構成（例えば単に複数個の原動機それぞれに別個の発電機を組み合わせた構成）とは全く異なるものであって、２つの原動機に対して１つの発電機を組み合わせた構成である。
【００１５】
すなわち、発電機回転子の一端側には、一端側連結部を介して内燃機関回転出力軸を断続自在に連結し、当該発電機回転子の他端側には、他端側連結部を介して電動機回転出力軸を断続自在に連結した構成である。そして、一端側連結部および他端側連結部のうち何れか一方を接続状態（一方側の回転出力軸が発電機回転子と接続している状態）で、当該一方側からの回転トルクを発電機回転子に伝達させて発電機を発電することが可能なものである。
【００１６】
このような本実施形態によれば、２つの原動機（内燃機関および電動機）が発生する各回転エネルギーの変換（電気エネルギーへの変換を）を１つの発電機が担うことができるため、各原動機それぞれに別個の発電機を組み合わせる必要がなくなる。すなわち、発電装置の小型化や軽量化に貢献可能となる。
【００１７】
このような発電装置の発電機を発電させる場合には、一端側連結部および他端側連結部（以下、適宜纏めて単に連結部と適宜称する）のうち何れか一方を接続状態および他方を断状態にして、当該一方側の原動機を稼動させれば良い。
【００１８】
また、各回転エネルギーの電気エネルギー変換後の出力は、同じ出力端子を介して出力することが可能、すなわち各出力に係る構成部品（出力ケーブル等）の共通化や小型化等を図ることができ、当該各出力に係る取り扱い作業性（例えば出力ケーブルの配線作業性等）も良好となる。
【００１９】
また、２つの原動機のうち何れか一方側の回転エネルギーを利用できない状況（例えば、原動機や連結部等の故障の他に、内燃機関の場合は燃料切れ等、電動機の場合は電源消失等の状況）であっても、他方側の回転エネルギーを利用できる状態であれば、当該一方側の連結部および原動機をそれぞれ断状態および停止状態に切り替え、他方側の連結部および原動機をそれぞれ接続状態および稼動状態に切り替えることにより、容易に発電機を発電させることが可能である。
【００２０】
また、前述のような連結部および原動機の各状態の切り替えは、センサ（例えば原動機等の状況を検出するセンサ）やアクチュエータ（例えば連結部の状態を切り替えるアクチュエータ）等を用いて適宜自動化することもでき、例えば電源バックアップに係る作業性の向上（作業時間の短縮化等）にも貢献可能となる。
【００２１】
また、前述のような発電装置をハウジングに収容して適用するような場合（例えば移動電源車，非常用電源装置等の場合）には、当該ハウジングの収容効率にも貢献可能となる。
【００２２】
また、内燃機関回転出力軸および電動機回転出力軸のうち何れか一方と、発電機回転子と、の両者間に、当該両者間で回転トルクを伝達するトルク伝達機構を介在することにより、発電機，内燃機関，電動機の配置構成を種々変更でき、前述のように発電装置をハウジングに収容する場合には、当該収容効率に貢献することも可能となる。
【００２３】
本実施形態による発電装置は、以上示したように２つの原動機に対して１つの発電機を組み合わせ、各回転エネルギーの変換を１つの発電機が担うことができる構成であれば良く、種々の分野（例えば、内燃機関分野，電動発電機分野，移動体分野，移動電源車分野，非常用発電装置分野等）の技術常識を適宜適用して設計することが可能であり、その一例として以下に示すものが挙げられる。
【００２４】
＜本実施形態の一例である発電装置１０Ａ＞
図１に示す本実施形態の実施例である発電装置１０Ａは、発電機１，内燃機関２，電動機３を主として備えたハイブリッド構造（以下、発電機１，内燃機関２，電動機３を纏めて単に主要素と適宜称する）であって、その主要素を支持台４にそれぞれ支持（図中では支持フレーム４ａ，４ｂや防振材４ｃ等を介して適宜支持）した構成となっている。また、内燃機関２の回転出力軸２１の一端側２１ａと、発電機１の回転子１１の一端側１１ａと、が一端側連結部２０により断続自在に連結している。また、電動機３の回転出力軸３１の一端側３１ａと、回転子１１の他端側１１ｂと、が他端側連結部３０により断続自在に連結している。
【００２５】
発電機１は、回転子１１と当該回転子１１の外周側に設けられた固定子１２と、を有した構成であって、当該回転子１１の回転に応じて発電し電気エネルギーを発生させるものである。回転子１１の一端側１１ａ，他端側１１ｂには、それぞれ後述の一端側連結部２０，他端側連結部３０を介して、回転出力軸２１，３１が断続自在に連結される。
【００２６】
このような発電機１には、種々の態様が適用可能であり、特に限定されるものではない。図中の発電機１では、入力端子５１ａや出力端子５１ｂ等を有した自動始動発電機盤５を介して適宜制御（例えば発電機１の保護や、電気エネルギーの取り出し等）可能な構成となっている。
【００２７】
内燃機関２は、回転出力軸２１を有し、機関内部で燃料を燃焼して当該回転出力軸２１による回転トルク（回転エネルギー）を発生するものであり、当該回転出力軸２１が回転子１１と同軸上に延在するように、支持台４に支持される。このような内燃機関２には、種々の態様が適用可能であり、図１においてはディーゼルエンジン型の例を示すものであるが、その他にガスタービンエンジン，ガソリンエンジン等を適用することも挙げられる。
【００２８】
図中の内燃機関２の上面側には、当該内燃機関２の稼動による排気ガスを排出するための排気部２２が設けられ、当該内燃機関２の側面側には、当該内燃機関２の稼動による熱を冷却する冷却フィン２３ａを有したラジエータ２３が設けられている。また、内燃機関２の下方側には、当該内燃機関２の始動用の蓄電池２４や稼動用の燃料タンク２５が配置されている。内燃機関２の始動においては、自動始動発電機盤５を介して制御する構成であっても良い。
【００２９】
電動機３は、回転出力軸３１と当該回転出力軸３１の外周側に設けられた固定子３２と、を有した構成であって、図外の外部電源（商用電源等）により稼動して回転出力軸３１による回転トルク（回転エネルギー）を発生するものであり、当該回転出力軸３１が回転子１１と同軸上に延在するように、支持台４に支持される。このような電動機３には、種々の態様が適用可能であり、特に限定されるものではない。例えば、図外の外部電源を自動始動発電機盤５の入力端子５１ａに接続し、その自動始動発電機盤５を介して電動機３が稼動する構成であっても良い。
【００３０】
一端側連結部２０は、内燃機関２の回転出力軸２１の一端側２１ａと、発電機１の回転子１１の一端側１１ａと、を断状態または接続状態に切替自在に連結するものであって、接続状態に切り替わっている場合に、回転出力軸２１の回転トルクを回転子１１に伝達できるように構成されている。このような一端側連結部２０には、種々の態様が適用可能であり、特に限定されるものではない。その一例としては、噛み合い式，摩擦式，遠心式等のクラッチが挙げられる。また、一端側連結部２０の状態の切り替えにおいては、手作業で行っても良く、図外のアクチュエータ等を用いて自動的に行っても良い。
【００３１】
他端側連結部３０は、電動機３の回転出力軸３１の一端側３１ａと、発電機１の回転子１１の他端側１１ｂと、を断状態または接続状態に切替自在に連結するものであって、接続状態に切り替わっている場合に、回転出力軸３１の回転トルクを回転子１１に伝達できるように構成されている。このような他端側連結部３０は、種々の態様が適用可能であり、特に限定されるものではない。その一例としては、一端側連結部２０と同様のクラッチを適用することが挙げられる。また、他端側連結部３０の断状態または接続状態への切り替える構成においても、手作業で行う構成でも良く、自動的に行う構成であっても良い。
【００３２】
自動始動発電機盤５は、発電機１等を適宜制御でき、当該発電機１の保護や電気エネルギーの取り出し等が可能な構成であれば、特に限定されるものではない。その一例としては、前述したように内燃機関２や電動機３を適宜選択して稼動できる構成が挙げられる。また、図外のセンサ等を介して内燃機関２や電動機３の状況（稼動可能かどうか等）を検出し、稼動する原動機を適宜選択したり、一端側連結部２０や他端側連結部３０の状態を適宜切り替える構成であっても良い。
【００３３】
＜本実施形態の一例である発電装置１０Ｂ＞
図１に示した発電装置１０Ａでは、主要素が支持台４に支持され、回転出力軸２１，３１がそれぞれ回転子１１と同軸上に延在する構成となっているが、当該構成は適宜設計変更しても良く、例えば図２に示すような発電装置１０Ｂが挙げられる。なお、図２において、図１と同様のものには同一符号を付す等により、その詳細な説明を適宜省略する。
【００３４】
図２の発電装置１０Ｂは、内燃機関２や自動始動発電機盤５を、所望形状のハウジング６内の底壁側の支持台４に支持している。また、発電機１，電動機３においては、内燃機関２からハウジング６天井側方向に距離を隔てた位置であって、回転出力軸３１および回転子１１の両方が同軸上に延在し、かつ当該両方が回転出力軸２１に沿って非同軸上に延在するように、図外の固定フレーム等を介して固定支持されている。また、発電機１の回転子１１の一端側１１ａ（図２の場合は一端側１１ａに設けられた一端側連結部２０）と回転出力軸２１の一端側２１ａとの両者間には、当該両者間で回転トルクを伝達するトルク伝達機構７が介在している。
【００３５】
ハウジング６においては、前述のように発電装置１０Ｂ等を収容できる構成であれば、種々の態様を適用することが可能であり、例えば所望の設備に設置される非常用電源装置に適用可能な構成や、移動電源車等の移動体に適用可能（例えば荷台等に搭載可能）な構成が挙げられる。また、ハウジング６に通気孔（図示省略）を適宜穿設し、発電装置１０Ｂから発生する排気ガスや熱等を排出できるように構成することが挙げられる。
【００３６】
また、主要素の配置構成は、適宜変更することが可能であり、図示するような配置構成に限定されるものではない。例えば、発電機１および電動機３の両者を、図示奥行き方向側または図示手前方向側に配置（例えば、内燃機関２と同様に支持台４に支持できるように配置）した構成が挙げられる。
【００３７】
また、回転出力軸２１および回転子１１の両方が同軸上に延在し、かつ当該両方が回転出力軸３１に沿って非同軸上に延在するように、主要素を適宜配置しても良い。このような配置構成の場合には、例えば発電機１の回転子１１の他端側１１ｂ（または、図２と同様に、他端側１１ｂに設けられた他端側連結部３０）と回転出力軸３１の一端側３１ａとの両者間にトルク伝達機構７を介在し、当該両者間で回転トルクを伝達できるように構成することが挙げられる。
【００３８】
トルク伝達機構７は、前述のように、発電機１の回転子１１と、当該回転子１１と非同軸上に延在している回転出力軸（図２の場合は内燃機関２の回転出力軸２１）と、の両者間で回転トルクを伝達できる構成であれば、種々の態様を適用することが可能であり、例えばベルト，プーリー，歯車機構等を適宜備えた構成や、連結部（図２の場合は一端側連結部２０）を組み合わせた構成が挙げられる。
【００３９】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００４０】
１…発電機
２…内燃機関
３…電動機
４…支持台
５…自動始動発電機盤
６…ハウジング
７…トルク伝達機構
１０Ａ，１０Ｂ…発電装置
１１…回転子
２０，３０…連結部
２１，３１…回転出力軸
【図１】
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【図２】
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