(57)【要約】【課題】  発電装置による発電出力の増大が、騒音の発生を抑制し、かつ、寿命上の問題を生じないようにして達成できるようにする。【解決手段】  発電装置１が、発電機３と、この発電機３を駆動するエンジン５とを備える。発電機３が、磁石８を支持して軸心９回りに回転可能となるよう支承される第１ロータ１１と、軸心９回りに回転可能となるよう支承されて磁石８に対向する発電用コイル１４を支持する第２ロータ１５とを備える。エンジン５が、第１ロータ１１を軸心９回りの一方向Ａに回転駆動させる一方、第２ロータ１５を軸心９回りの一方向Ａとは反対方向Ｂに回転駆動させるようにする。【選択図】    図１
2005184973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機と、この発電機を駆動するエンジンとを備えた発電装置において、
上記発電機が、磁石を支持して軸心回りに回転可能となるよう支承される第１ロータと、上記軸心回りに回転可能となるよう支承されて上記磁石に対向する発電用コイルを支持する第２ロータとを備え、
上記エンジンが、上記第１ロータを上記軸心回りの一方向に回転駆動させる一方、上記第２ロータを上記軸心回りの上記一方向とは反対方向に回転駆動させるようにしたことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
上記エンジンが、上記第１ロータを上記軸心回りの一方向に回転駆動させる第１エンジンと、上記第２ロータを上記軸心回りの上記一方向とは反対方向に回転駆動させる第２エンジンとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
上記第２ロータが上記軸心回りに回転可能となるようこの第２ロータを固定側部材に支承する軸受を設け、この軸受を基準として、上記第２ロータにおける上記コイル側の部分に出力取り出し用のスリップリングを設けたことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機が有する第１、第２ロータをエンジンにより互いに逆回転駆動させて発電させるようにした発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記発電装置には、従来、下記特許文献１に示されたものがある。この公報のものによれば、上記発電装置は、発電機と、この発電機を駆動するエンジンとを備えている。また、上記発電機は、一般に、磁石を支持して軸心回りに回転可能となるよう固定側部材に支承されるロータと、上記磁石に対向するよう上記固定側部材に支持される発電用コイルとを備え、上記ロータが上記エンジンにより駆動可能とされている。上記エンジンを駆動させて、ロータを回転させれば、上記軸心回りで磁石がコイルに対し相対運動し、これに伴いこのコイルに電流が生じて出力され、つまり、上記発電装置による発電が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−８００９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記発電機の発電出力はロータの回転数に比例するため、上記発電出力を増加させようとする場合には、第１に、エンジンをより高速回転域で駆動させて、上記ロータを高速回転させることが行われる。しかし、このようにエンジンを高速回転域で駆動させると、このエンジンから発生する騒音は、低、中速回転域での騒音に比べて急激に高くなるため、この発電装置の周りの作業環境が著しく低下するおそれを生じる。
【０００５】
また、第２に、エンジンの出力をベルト巻掛伝動手段などにより増速することにより、上記エンジンの回転数を低く抑制させたまま、上記ロータを高速回転（例えば、８５００ｒｐｍ）させることも行われるが、慣性力は速度の２乗に比例するため、上記のように高速回転させたロータには大きい慣性力が生じがちとなり、このロータの振動が大きくなって、軸受に対する負荷が大きくなるなど発電機に寿命上の問題点を生じるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、発電装置による発電出力の増大が、騒音の発生を抑制し、かつ、寿命上の問題を生じないようにして達成できるようにすることである。
【０００７】
請求項１の発明は、全図に例示するように、発電機３と、この発電機３を駆動するエンジン５とを備えた発電装置において、
上記発電機３が、磁石８を支持して軸心９回りに回転可能となるよう支承される第１ロータ１１と、上記軸心９回りに回転可能となるよう支承されて上記磁石８に対向する発電用コイル１４を支持する第２ロータ１５とを備え、
上記エンジン５が、上記第１ロータ１１を上記軸心９回りの一方向Ａに回転駆動させる一方、上記第２ロータ１５を上記軸心９回りの上記一方向Ａとは反対方向Ｂに回転駆動させるようにしたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、図１―３に例示するように、請求項１の発明に加えて、上記エンジン５が、上記第１ロータ１１を上記軸心９回りの一方向Ａに回転駆動させる第１エンジン３１と、上記第２ロータ１５を上記軸心９回りの上記一方向Ａとは反対方向Ｂに回転駆動させる第２エンジン３３とを備えたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、図１，２，４，５に例示するように、請求項１、もしくは２の発明に加えて、上記第２ロータ１５が上記軸心９回りに回転可能となるようこの第２ロータ１５を固定側部材２に支承する軸受１３を設け、この軸受１３を基準として、上記第２ロータ１５における上記コイル１４側の部分に出力取り出し用のスリップリング２２を設けたものである。
【００１０】
なお、この項において、上記各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項の内容に限定解釈するものではない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による効果は、次の如くである。
【００１２】
請求項１の発明は、発電機と、この発電機を駆動するエンジンとを備えた発電装置において、
上記発電機が、磁石を支持して軸心回りに回転可能となるよう支承される第１ロータと、上記軸心回りに回転可能となるよう支承されて上記磁石に対向する発電用コイルを支持する第２ロータとを備え、
上記エンジンが、上記第１ロータを上記軸心回りの一方向に回転駆動させる一方、上記第２ロータを上記軸心回りの上記一方向とは反対方向に回転駆動させるようにしている。
【００１３】
このため、上記エンジンを駆動させて、上記第１ロータを一方向に回転させる一方、上記第２ロータを反対方向に回転させれば、上記磁石とコイルとが相対運動し、これに伴いこのコイルに電流が生じて出力され、つまり、上記発電装置による発電が行われる。
【００１４】
上記の場合、第１、第２ロータは互いに逆回転させられるため、これら個々のロータの回転数は小さくても、これら両ロータの相対速度は大きくなり、よって、一方のロータのみを回転させていた従来の技術に比べて発電出力を飛躍的に増大させることができる。また、このような発電出力の増大は、上記第１、第２ロータを互いに逆転させることにより得られたものであってロータの回転数を単に高速にさせたものではない。つまり、上記第１、第２ロータを回転駆動させるエンジンをより低い回転数で駆動させても、発電出力を増大させることができることから、この発電出力の増大は、上記エンジンから発生する騒音を小さく抑制して達成できる。
【００１５】
また、上記したように、発電出力の増大は、それぞれのロータの回転数を高速にさせることには依らないため、これらロータの回転数を低く抑制してこれらロータに大きい振動が生じないようにでき、よって、発電機における寿命上の問題の発生を防止して、上記発電出力の増大を達成できる。
【００１６】
請求項２の発明は、上記エンジンが、上記第１ロータを上記軸心回りの一方向に回転駆動させる第１エンジンと、上記第２ロータを上記軸心回りの上記一方向とは反対方向に回転駆動させる第２エンジンとを備えている。
【００１７】
このため、上記請求項１の発明と同様の効果が生じる。
【００１８】
また、上記効果に加え、上記第１、第２ロータはそれぞれ第１、第２エンジンにより駆動させられるものであるため、仮に、上記第１、第２エンジンのうち、一方のエンジンに運転不良が生じた場合には、他方のエンジンを駆動させることにより発電装置の運転の続行ができる、という利点がある。
【００１９】
請求項３の発明は、上記第２ロータが上記軸心回りに回転可能となるようこの第２ロータを固定側部材に支承する軸受を設け、この軸受を基準として、上記第２ロータにおける上記コイル側の部分に出力取り出し用のスリップリングを設けている。
【００２０】
このため、上記コイルとスリップリングとを接続させる電線は、上記軸受に影響されずに設置できる。よって、上記電線の配線構造が簡単になり、つまり、発電装置の構成を簡単にでき、上記電線の配線作業も容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の発電装置に関し、発電装置による発電出力の増大が、騒音の発生を抑制し、かつ、寿命上の問題を生じないようにして達成できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。
【００２２】
即ち、発電装置は、発電機と、この発電機を駆動するエンジンとを備えている。この発電機は、磁石を支持して軸心回りに回転可能となるよう固定側部材に支承される第１ロータと、上記軸心回りに回転可能となるよう固定側部材に支承されて上記磁石に対向する発電用コイルを支持する第２ロータとを備えている。また、上記エンジンにより、上記第１ロータを上記軸心回りの一方向に回転駆動させる一方、上記第２ロータを上記軸心回りの上記一方向とは逆である反対方向に回転駆動させるようにしている。
【実施例１】
【００２３】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例１を添付の図１，２に従って説明する。
【００２４】
図１，２において、符号１は発電装置で、この発電装置１は基台である固定側部材２と、この固定側部材２に支持される発電機３と、上記固定側部材２に支持されて上記発電機３を駆動させる内燃機関であるエンジン５とを備え、このエンジン５は、上記固定側部材２に支持され、軸心が水平に延びるクランク軸５ａを支承するクランクケース５ｂと、このクランクケース５ｂから上方に突出するシリンダ５ｃとを備えている。
【００２５】
上記発電機３は、複数の永久磁石８を支持して水平な軸心９回りに回転可能となるよう上記固定側部材２に軸受１０を介し支承される第１ロータ１１と、上記軸心９回りに回転可能となるよう上記固定側部材２に軸受１３を介し支承されて上記各磁石８に径方向で対向する複数の発電用コイル１４を支持する第２ロータ１５とを備えている。
【００２６】
上記第１ロータ１１は、上記軸心９回りに回転可能となるよう軸方向の中途部が上記固定側部材２に軸受１０を介して支承される第１回転軸１７と、この第１回転軸１７の一端部に支持される椀形状で鉄鋼製のヨーク１８とを備え、このヨーク１８の内周面に上記磁石８が支持されている。
【００２７】
上記第２ロータ１５は、上記軸心９回りに回転可能となるよう軸方向の中途部が上記固定側部材２に軸受１３を介して支承される第２回転軸２０と、この第２回転軸２０の一端部に支持されて上記コイル１４が巻回される積層ケイ素鋼板製のステータ２１と、上記軸受１３を基準として、上記第２ロータ１５の第２回転軸２０における上記コイル１４側の部分に設けられる出力取り出し用の複数（２つ）のスリップリング２２と、上記各コイル１４と各スリップリング２２とを接続する電線２３とを備えている。
【００２８】
また、上記固定側部材２にブラケット２４により支持されて上記各スリップリング２２を摺接させる複数（２つ）のブラシ２５と、これらブラシ２５を外部のバッテリなどの受電装置２６に接続させる電線２７とが設けられている。
【００２９】
上記エンジン５は、第１動力伝達手段３０により上記第１ロータ１１の第１回転軸１７の他端部と連動連結されて、上記第１ロータ１１を上記軸心９回りの一方向Ａに回転駆動させる第１エンジン３１と、第２動力伝達手段３２により上記第２ロータ１５の第２回転軸２０の他端部と連動連結されて、上記第２ロータ１５を上記軸心９回りの上記一方向Ａとは逆である反対方向Ｂに回転駆動させる第２エンジン３３とを備えている。上記第１、第２エンジン３１，３３は総排気量など互いに同じ仕様とされ、また、上記第１、第２伝達手段はポリＶベルト製などのＶベルト巻掛式とされて、減速比が互いに同じなど仕様が互いに同じとされ、それぞれ部品の共通化が図られている。
【００３０】
上記構成によれば、発電機３が、磁石８を支持して軸心９回りに回転可能となるよう支承される第１ロータ１１と、上記軸心９回りに回転可能となるよう支承されて上記磁石８に対向する発電用コイル１４を支持する第２ロータ１５とを備え、
上記エンジン５が、上記第１ロータ１１を上記軸心９回りの一方向Ａに回転駆動させる一方、上記第２ロータ１５を上記軸心９回りの上記一方向Ａとは反対方向Ｂに回転駆動させるようにしている。
【００３１】
このため、上記エンジン５を駆動させて、上記第１ロータ１１を一方向Ａに回転させる一方、上記第２ロータ１５を反対方向Ｂに回転させれば、上記磁石８とコイル１４とが相対運動し、これに伴いこのコイル１４に電流が生じ、これが上記電線２３、スリップリング２２、ブラシ２５、および電線２７を通し受電装置２６に単相交流電流として出力され、つまり、上記発電装置１による発電が行われる。
【００３２】
上記の場合、第１、第２ロータ１１，１５は互いに逆回転させられるため、これら個々のロータ１１，１５の回転数は小さくても、これら両ロータ１１，１５の相対速度は大きくなり、よって、一方のロータのみを上記と同じ回転数で回転させた場合の従来の技術に比べて発電出力を倍増できるなど、発電出力を飛躍的に増大させることができる。また、このような発電出力の増大は、上記第１、第２ロータ１１，１５を互いに逆転させることにより得られたものであってロータの回転数を単に高速にさせたものではない。つまり、上記第１、第２ロータ１１，１５を回転駆動させるエンジン５をより低い回転数で駆動させても、発電出力を増大させることができることから、この発電出力の増大は、上記エンジン５から発生する騒音を小さく抑制して達成できる。
【００３３】
より具体的には、上記第１、第２エンジン３１，３３を共に駆動させた場合、その騒音は、単独のエンジンの駆動時の騒音に比べて、例えば約３ｄＢだけの上昇にとどめることができ、周波数特性は変わらないため、上記発電装置１は騒音品質をコントロールし易いという特色がある。
【００３４】
また、上記したように、発電出力の増大は、それぞれのロータ１１，１５の回転数を高速にさせることには依らないため、これらロータ１１，１５の回転数を低く抑制してこれらロータ１１，１５に大きい振動が生じないようにでき、よって、発電機における寿命上の問題点の発生を防止して、上記発電出力の増大を達成できる。
【００３５】
また、前記したように、エンジン５が、上記第１ロータ１１を上記軸心９回りの一方向Ａに回転駆動させる第１エンジン３１と、上記第２ロータ１５を上記軸心９回りの上記一方向Ａとは反対方向Ｂに回転駆動させる上記第１エンジン３１とは別体の第２エンジン３３とを備えている。
【００３６】
このため、上記第１、第２ロータ１１，１５はそれぞれ互いに別体の第１、第２エンジン３１，３３により駆動させられるものであるため、仮に、上記第１、第２エンジン３１，３３のうち、一方のエンジンに運転不良が生じた場合には、他方のエンジンを駆動させることにより発電装置１の運転の続行ができる、という利点がある。
【００３７】
また、前記したように、第２ロータ１５が上記軸心９回りに回転可能となるようこの第２ロータ１５を固定側部材２に支承する軸受１３を設け、この軸受１３を基準として、上記第２ロータ１５における上記コイル１４側の部分に出力取り出し用のスリップリング２２を設けている。
【００３８】
このため、上記コイル１４とスリップリング２２とを接続させる電線２３は、上記軸受１３に影響されずに設置できる。よって、上記電線２３の配線構造が簡単になり、つまり、発電装置１の構成を簡単にでき、上記電線２３の配線作業も容易にできる。
【００３９】
また、上記コイル１４とスリップリング２２とは上記軸心９の軸方向で互いに接近させられており、このため、上記電線２３が短くて足り、その分、配線構造がより簡単になると共に、その配線作業もより容易となる。
【００４０】
なお、以上は図示の例によるが、上記磁石８をコイルで構成しスリップリングを介して外部から電圧を印加させるようにしてもよい。また、上記軸心９は垂直でもよく傾斜していてもよい。また、上記各軸受１０，１３はブッシュであってもよい。また、上記発電装置１により三相交流電流を出力させる場合には、上記スリップリング２２は三つ設ければよく、図示の単相交流と、三相交流との２系統を出力させる場合には計５つのスリップリング２２を設ければよい。
【００４１】
また、上記第１、第２エンジン３１，３３は、気筒数、総排気量、および直列型やＶ型のレイアウト形式など仕様は選択自由であり、また、これら各仕様を互いに相違させてもよい。また、上記エンジン５の出力軸はクランク軸５ａとは別途に設けられたものでもよく、エンジン５は上記のような出力軸を２軸備えているものでもよい。
【００４２】
また、上記第１、第２動力伝達手段は、タイミングベルトやチェーン等であってもよい。また、歯車組３９は遊星歯車式など減速歯車組であってもよい。
【００４３】
以下の図３―５は、実施例２，３を示している。これら各実施例は、前記実施例１と構成、作用効果において多くの点で共通している。そこで、これら共通するものについては、図面に共通の符号を付してその重複した説明を省略し、異なる点につき主に説明する。また、この実施例における各部分の構成を、本発明の目的、作用効果に照らして種々組み合せてもよい。
【実施例２】
【００４４】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例２を添付の図３に従って説明する。
【００４５】
図３において、上記軸受１３を基準として、上記第２ロータ１５における上記コイル１４側とは反対の第２回転軸２０の他端部側に上記スリップリング２２が設けられている。また、上記第２回転軸２０の内部には上記コイル１４側からスリップリング２２側に連通する連通孔３５が形成され、上記コイル１４とスリップリング２２とを接続する電線２３が上記連通孔３５に収容されている。
【実施例３】
【００４６】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例３を添付の図４，５に従って説明する。
【００４７】
図４，５において、上記エンジン５は一台のみ設けられており、この一台のエンジン５により、上記第１、第２ロータ１１．１５が互いに逆回転駆動させられるようになっている。
【００４８】
より具体的には、上記エンジン５は、上記クランク軸５ａと平行な軸心回りに回転可能となるよう上記クランクケース５ｂに支承される出力軸３８と、上記クランクケース５ｂの外部に設けられて上記クランク軸５ａに上記出力軸３８を連動連結させる歯車組３９とを備え、この歯車組３９により上記クランク軸５ａと出力軸３８とは互いに逆回転駆動することとされている。上記第１ロータ１１が上記クランク軸５ａと出力軸３８とのうちのいずれか一方である出力軸３８に第１動力伝達手段３０により連動連結され、第２ロータ１５が他方であるクランク軸５ａに第２動力伝達手段３２により連動連結されている。
【００４９】
なお、図４中一点鎖線で示すように、上記歯車組３９をクランクケース５ｂの内部に収容させてもよい。また、上記出力軸３８は歯車組３９と共にクランクケース５ｂの外部に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施例１を示し、全体側面部分断面図である。
【図２】実施例１を示し、図１の部分拡大断面図である。
【図３】実施例２を示し、図２に相当する図である。
【図４】実施例３を示し、図１に相当する図である。
【図５】実施例３を示し、図４で示したものの側面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    発電装置
２    固定側部材
３    発電機
５    エンジン
８    磁石
９    軸心
１０  軸受
１１  第１ロータ
１３  軸受
１４  コイル
１５  第２ロータ
２２  スリップリング
２３  電線
３０  第１動力伝達手段
３１  第１エンジン
３２  第２動力伝達手段
３３  第２エンジン
Ａ    一方向
Ｂ    反対方向
【図１】
2005184973.tif 000003
【図２】
2005184973.tif 000004
【図３】
2005184973.tif 000005
【図４】
2005184973.tif 000006
【図５】
2005184973.tif 000007