特許 6935909 複合発電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6935909

(24)【登録日】2021年8月30日

(45)【発行日】2021年9月15日

(54)【発明の名称】複合発電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/20 20060101AFI20210906BHJP

   H02K 16/00 20060101ALI20210906BHJP

【ＦＩ】

   H02K7/20

   H02K16/00

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-100021(P2017-100021)

(22)【出願日】2017年5月19日

(65)【公開番号】特開2018-196287(P2018-196287A)

(43)【公開日】2018年12月6日

【審査請求日】2020年4月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114710

【氏名又は名称】ヤマウチ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001586

【氏名又は名称】特許業務法人アイミー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 高良

【審査官】 宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５４−０９３１１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０２１２２６４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−０３４８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−１７１５７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−１０１６１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ７／２０

Ｈ０２Ｋ １６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、前記筐体に回転自在に支持されたシャフトと、前記筐体内に収容され、前記シャフトに支持され、前記シャフトの回転軸線を中心に回転するリング状のマグネットと、前記筐体内に位置し、前記マグネットと対向するように配置されたコイルと、前記マグネットの背面に固定された第１のヨーク材と、前記コイルの背面に固定された第２のヨーク材とを含み、前記第１のヨーク材と前記第２のヨーク材との間に、前記マグネットおよび前記コイルが位置している主発電機と、
前記主発電機からの漏れ磁束によって発電し、前記主発電機で発電した電力を補うための副発電機とを備え、
前記副発電機は、前記回転軸線に対して直交する方向に延び、その一端が前記マグネットおよび前記コイルの外周側端面に対向し、その他端が前記マグネットから離れる方向に位置し、前記主発電機からの漏れ磁束を通過させる副ヨーク材と、前記副ヨーク材の少なくとも一部を巻回する副コイルとを含む、複合発電機。

【請求項2】

前記主発電機の筐体と、前記筐体の側壁に隣接して配置される前記副発電機とを内部に収容するケースをさらに備える、請求項１に記載の複合発電機。

【請求項3】

前記マグネットは、着磁極数が２極以上であり、前記コイルは、空芯コイルであり、偶数個設けられている、請求項１または２に記載の複合発電機。

【請求項4】

前記副コイルは、中央開口部を有する環状形状であり、
前記副ヨーク材は、前記副コイルの前記中央開口部内に挿入されるコア部を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の複合発電機。

【請求項5】

前記副ヨーク材は、前記コア部を挟むように設けられ、前記コイルの前記中央開口部の外方に位置する一対の側方柱部と、前記コア部および前記一対の側方柱部と連結する底部とをさらに有する、請求項４に記載の複合発電機。

【請求項6】

前記副ヨーク材は、ケイ素鋼板で形成されたヨーク板により形成され、複数の前記ヨーク板を積層することにより構成したものである、請求項１〜５のいずれかに記載の複合発電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、複合発電機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、外周着磁したマグネットをヨークとコイルで閉回路とした発電機が知られている。このような発電機は、マグネットからの漏れ磁束が小さいものの、起動トルクが大きいという問題があった。

【0003】

起動トルクを小さくした発電機として、たとえば、特許文献１（特開２０１７−３４８３６号公報）が挙げられる。特許文献１には、筐体と、筐体に回転自在に支持されたシャフトと、シャフトに支持されたマグネットと、筐体内に位置する４個の空芯コイルとを備える発電機が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７−３４８３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の発電機は、従来技術に開示された発電機に比べて起動トルクを低減できるものの、マグネットからの漏れ磁束が大きいという問題があることを本発明者は初めて明らかにした。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、マグネットの漏れ磁束を利用することが可能な複合発電機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る複合発電機は、筐体と、筐体に回転自在に支持されたシャフトと、筐体内に収容され、シャフトに支持されたマグネットと、筐体内に位置し、マグネットと対向するように配置されたコイルとを含む主発電機と、主発電機に近接して位置し、主発電機からの漏れ磁束を通過させる副ヨーク材と、副ヨーク材と対向して配置される副コイルとを含み、主発電機からの漏れ磁束によって発電する副発電機とを備える。

【0008】

好ましくは、主発電機は、マグネットの背面に固定された第１のヨーク材と、コイルの背面に固定された第２のヨーク材とをさらに備え、第１のヨーク材と第２のヨーク材との間に、マグネットおよびコイルが位置しており、副発電機は、第１のヨーク材と第２のヨーク材によって挟まれる領域の側方に位置する。

【0009】

好ましくは、マグネットは、着磁極数が２極以上であり、コイルは、空芯コイルであり、偶数個設けられている。

【0010】

好ましくは、副コイルは、中央開口部を有する環状形状であり、副ヨーク材は、副コイルの中央開口部内に挿入されるコア部を有する。

【0011】

好ましくは、副ヨーク材は、コア部を挟むように設けられ、コイルの中央開口部の外方に位置する一対の側方柱部と、コア部および一対の側方柱部と連結する底部とをさらに有する。

【0012】

好ましくは、副ヨーク材は、ケイ素鋼板で形成されたヨーク板により形成され、複数のヨーク板を積層することにより構成したものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、マグネットの漏れ磁束を利用することが可能な複合発電機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態１における複合発電機を概略的に示す断面図である。

【図2】本発明の実施の形態１における複合発電機を構成するマグネットを概略的に示す平面図である。

【図3】本発明の実施の形態１における主発電機を構成するシャフト、マグネット、コイルおよび第２のヨーク材を概略的に示す平面図である。

【図4】図１におけるＩＶ−ＩＶ線に沿って見た模式断面図である。

【図5】本発明の実施の形態１における副発電機を概略的に示す斜視図である。

【図6】本発明の実施の形態２における複合発電機を概略的に示す断面図である。

【図7】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って見た模式断面図である。

【図8】本発明の実施の形態２における副発電機を概略的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0016】

＜実施の形態１＞
図１を参照して、本発明の一実施形態の複合発電機１について説明する。図１において、矢印Ａ１で示す方向を左右方向といい、矢印Ａ２で示す方向を上下方向という。

【0017】

全体的な構成として、複合発電機１は、主発電機１０と、主発電機１０からの漏れ磁束によって発電する副発電機３０とを備えている。副発電機３０は、主発電機１０に近接して位置する。主発電機１０および副発電機３０は、たとえば、合成樹脂で形成されているケース２内に収容されている。ケース２は、上端が開放されている。以下、主発電機１０と副発電機３０について、説明する。

【0018】

（主発電機について）
まず、図１〜図３を参照して、主発電機１０について説明する。

【0019】

主発電機１０は、ケース２内に収容され、筐体１１と、シャフト１２と、軸受１３と、第１のヨーク材１４と、マグネット１５と、空芯コイル１６と、第２のヨーク材１７と、蓋部１８と、プーリー１９と、ナット２０と、スペーサ２１とを備えている。

【0020】

筐体１１は、第１の筒状部１１ａと、この第１の筒状部１１ａよりも外径および内径の大きな第２の筒状部１１ｂとを有している。第１の筒状部１１ａおよび第２の筒状部１１ｂは、その両端が解放されている。第１の筒状部１１ｂは、たとえば、ケース２に嵌入され、ケース２の右側に固定されている。

【0021】

筐体１１は、非磁性体で形成されている。非磁性体とは、強磁性体ではない物質で、常磁性体、反磁性体および反強磁性体を含む。非磁性体として、例えば、アルミニウムなどの金属、プラスチックなどの合成樹脂などが挙げられる。本実施の形態では、筐体１１は、合成樹脂で形成されることが好ましい。

【0022】

この筐体１１に回転自在にシャフト１２が支持されている。シャフト１２は、その延在方向に沿った回転軸線Ｏを中心に回転可能に設けられている。シャフト１２は、筐体１１の第１の筒状部１１ａ内全体を延在し、第１の筒状部１１ａの上方および第２の筒状部１１ｂ内まで延出している。シャフト１２は、例えばネジ付シャフトである。

【0023】

筐体１１にシャフト１２を回転自在に支持するために、軸受１３が設けられている。軸受１３は、筐体１１の第１の筒状部１１ａにおける延在方向の両端部に設けられている。本実施の形態では、軸受１３は、オイレスメタルである。

【0024】

シャフト１２に接触固定されるように、第１のヨーク材１４が設けられている。第１のヨーク材１４は、筐体１１の第２の筒状部１１ｂ内に収容されている。第１のヨーク材１４は、リング状であり、シャフト１２の自由端側の端部に加締め固定されている。

【0025】

この第１のヨーク材１４には、マグネット１５が固定されている。マグネット１５は、第１のヨーク材１４におけるシャフト１２の自由端側（図１において下側）の面に設けられており、シャフト１２からは離隔されている。マグネット１５は、シャフト１２の回転軸線Ｏを中心に回転する。マグネット１５は、筐体１１の第２の筒状部１１ｂ内に収容されている。マグネット１５は、リング状である。

【0026】

本実施の形態のマグネット１５は、シャフト１２に片持ち支持されている。つまり、マグネット１５は、シャフト１２の自由端に支持されている。具体的には、筐体１１の第１の筒状部１１ａ内の両端部に軸受１３を介して回転支持されたシャフト１２において、軸受１３から第２の筒状部１１ｂに延びる自由端に加締められた第１のヨーク材１４に、マグネット１５が固定されている。

【0027】

マグネット（磁石）とは、永久磁石である。マグネット１５の着磁極数は、２極以上であれば特に限定されないが、本実施の形態のマグネット１５は、図２に示すように、回転方向（周方向）に４極に着磁され、極性が交互に変わっている。マグネット１５は、片面着磁であってもよく、両面着磁であってもよい。マグネット１５の材料は特に限定されないが、高い磁力を示す観点から、Ｎｄ‐Ｆｅ‐Ｂ焼結磁石を用いることが好ましい。

【0028】

このマグネット１５に対向するように、４個の空芯コイル１６が配置されている。換言すると、マグネット１５のリング状の面と、空芯コイル１６の略三角形状の面とが対向している。さらに換言すると、マグネット１５と空芯コイル１６とは、面対向している。マグネット１５と空芯コイル１６とは間隔を隔てて設けられ、マグネット１５の回転の有無（マグネット１５と空芯コイル１６との相対的な位置変化）に関わらず、その間隔を一定に維持する。なお、空芯コイル１６は、偶数個設けられていればよい。

【0029】

４個の空芯コイル１６は、筐体１１の第２の筒状部１１ｂ内に収容され、かつ筐体１１に固定されている。また、４個の空芯コイル１６は、シャフト１２には支持されていない。このため、４個の空芯コイル１６は回転しない。

【0030】

図３に示すように、４個の空芯コイル１６は、シャフト１２の回転軸線Ｏを中心に配置されている。本実施の形態では、４個の空芯コイル１６のそれぞれは略同じ形状を有しており、回転軸線Ｏを中心に点対称に配置されている。

【0031】

４個の空芯コイル１６のそれぞれは、電線が略三角形に巻回されてなり、中空となる空芯１６ａを有している。図３の矢印に示すように、隣り合う空芯コイル１６の巻回方向は異なっている。つまり、空芯コイルは交互に逆向きに結線して、一回転で４個の波形を取り出すことができる。

【0032】

特に、図１および図３に示すように、マグネット１５の外周縁は、空芯コイル１６の外周縁よりも回転軸線Ｏ側に位置している。空芯コイル１６の回転軸線Ｏ側の頂点は、マグネット１５の内周縁よりも回転軸線Ｏ側またはマグネット１５の内周縁と重なり合うように位置している。

【0033】

この４個の空芯コイル１６の背面（図１において下側）には、第２のヨーク材１７が固定されている。第２のヨーク材１７は、円板状またはリング状である。

【0034】

第２のヨーク材１７は、筐体１１の第２の筒状部１１ｂの解放端に取り付けられ、シャフト１２には支持されていない。このため、第２のヨーク材１７は回転しない。また、筐体１１に固定された第２のヨーク材１７に、４個の空芯コイル１６が固定されているので、４個の空芯コイル１６は筐体１１に固定されている。

【0035】

このように、第１のヨーク材１４と第２のヨーク材１７との間に、マグネット１５および空芯コイル１６が位置している。なお、マグネット１５の背面に第１のヨーク材１４が固定され、空芯コイル１６の背面に第２のヨーク材１７が固定されているが、固定とは、直接（接触）固定と、他の部材を介する間接固定とを含む。

【0036】

第１のヨーク材１４および第２のヨーク材１７を形成するヨーク（継鉄）とは、マグネットが持つ吸着力を増幅する軟鉄であり、鉄を含んでいればよく、軟磁性材料を含む。

【0037】

第１のヨーク材１４、マグネット１５、４個の空芯コイル１６、および第２のヨーク材１７の回転軸線Ｏに直交する方向の表面の面積のそれぞれは、筐体１１の第２の筒状部１１ｂの回転軸線Ｏに直交する方向の内周縁で囲まれる面の面積の５０％以上である。

【0038】

筐体１１の第２の筒状部１１ｂを被覆するように、蓋部１８が設けられている。筐体１１の第２の筒状部１１ｂの解放端には段差が形成されており、第２のヨーク材１７を挟んで、第２の筒状部１１ｂの段差と係合する段差を蓋部１８は有している。

【0039】

筐体１１の第１の筒状部１１ａから延出したシャフト１２には、プーリー１９が設けられている。プーリー１９は、シャフト１２を挿通させる貫通穴を有している。シャフト１２とプーリー１９とを固定するために、ナット２０が設けられている。

【0040】

また、プーリー１９と軸受１３との間、および、第１のヨーク材１４と軸受１３との間には、スペーサ２１が設けられている。

【0041】

また、主発電機１０は、シャフト１２を回転させる動力源として、シャフト１２に接続されたプーリー１９を駆動する駆動部材（図示せず）をさらに備えていてもよい。駆動部材として、例えば、自転車の車輪の回転運動をプーリー１９に伝達する部材、風力によりプーリー１９を回転させるための部材などが挙げられる。

【0042】

なお、プーリー１９の代わりに、プロペラ等をシャフト１２に取り付けても良い。

【0043】

（副発電機について）
次に、図１，図４，図５を参照して、副発電機３０について説明する。図４において、理解容易のため、第２の筒状部１１ｂの図示を省略し、ケース２のハッチングを省略している。上述のように、副発電機３０は、主発電機１０からの漏れ磁束によって発電する。副発電機３０は、副ヨーク材３１と、副ヨーク材３１と対向して配置される副コイル３４とを備えている。

【0044】

副発電機３０は、ケース２内の段差上に配置されている。副発電機３０は、その全体がケース２内に嵌入され、ケース２の左側に固定されている。ケース２の右側に位置する第２の筒状部１１ｂには、主発電機１０が配置されているため、副発電機３０は、主発電機１０の側方に位置する。副発電機３０の高さ位置は、主発電機１０のマグネット１５および空芯コイル１６の高さ位置と略同一である。なお、本実施の形態では、副発電機３０の上方は、開放されているが、外から副発電機３０が視認されないようにするために、蓋が設けられていてもよい。

【0045】

副ヨーク材３１は、主発電機１０に近接して位置し、主発電機１０からの漏れ磁束を通過させる。副ヨーク材３１は、たとえば、平面視略Ｉ型形状であり、図１において左右方向に延在している。副ヨーク材３１は、たとえば、左右方向に延びるコア部３２と、コア部３２の先端に位置するフランジ部３３とを含む。

【0046】

副ヨーク材３１は、たとえば、ケイ素鋼板で形成されている。副ヨーク材３１を形成するヨーク（継鉄）とは、マグネットが持つ吸着力を増幅する軟鉄であり、鉄を含んでいればよく、軟磁性材料を含む。

【0047】

副コイル３４は、中央開口部３５を有する環状形状である。副ヨーク材３１は、副コイル３４の中央開口部３５内に挿入される。換言すると、副ヨーク材３１のコア部３２の外周には、副コイル３４が巻回されている。本実施の形態の副コイル３４は、コア部３２の外周の全周に設けられているが、コア部３２の一部に設けられていてもよく、コア部３２の外周の分離した領域に設けられていてもよい。副コイル３４は、たとえばソレノイドコイルである。

【0048】

副ヨーク材３１のフランジ部３３は、主発電機１０側に位置する。フランジ部３３は、副コイル３４が副ヨーク材３１から抜け落ちることを防止するために、副コイル３４の中央開口部３５よりも大きな外径となるように形成されている。また、フランジ部３３には、渦電流を軽減するために、切り込みが設けられていてもよい。

【0049】

主発電機１０のマグネット１５の漏れ磁束は、第１のヨーク材１４と第２のヨーク材１７との隙間から外部に漏れる。副ヨーク材３１を主発電機１０のマグネット１５および空芯コイル１６の側方に配置することで、副発電機３０の副ヨーク材３１に主発電機１０の漏れ磁束を通過させることができる。これにより、副発電機３０は、主発電機１０の漏れ磁束を用いて発電することができるため、主発電機１０自体の起電力を大きくせずとも、複合発電機１全体としての起電力を大きくすることができる。

【0050】

（複合発電機の動作について）
図１〜図５を参照して、本実施の形態の複合発電機１の動作について説明する。

【0051】

まず、駆動部材（図示せず）などを用いて、シャフト１２を回転させる。これにより、シャフト１２に接触固定された第１のヨーク材１４が回転し、この回転に伴ってマグネット１５がシャフト１２の回転軸線Ｏを中心に回転する。４個の空芯コイル１６は筐体１１に固定されているので、シャフト１２の回転に伴って回転しないため、シャフト１２の回転により、空芯コイル１６とマグネット１５との相対的な位置を変化させることができる。これにより、４個の空芯コイル１６に電磁誘導が生じるので、空芯コイル１６には起電力（誘導電流）が発生する。この起電力は、空芯コイル１６に接続された配線（図示せず）を介して整流回路（図示せず）に伝達される。

【0052】

本実施の形態の主発電機１０では、マグネット１５と４個の空芯コイル１６とが互いに面対向しているので、マグネット１５の回転によって４個の空芯コイル１６に磁束の変化を発生させることができるので、低い起動トルクで起電力を発生させることができる。それに加えて、シャフト１２の回転軸線Ｏを中心に４個の空芯コイル１６が配置されているので、４個の空芯コイル１６を回転軸線Ｏ近くまで配置することができる。このため、空芯コイル１６のそれぞれのターン数を増加できるので、起電力を向上することができる。したがって、本実施の形態の複合発電機１は、低い起動トルクを維持しつつ、起電力を向上できる。

【0053】

主発電機１０で起電力が発生すると、主発電機１０の側方、すなわち、第１のヨーク材１４と第２のヨーク材１７とで囲まれていない部分から、主発電機１０のマグネット１５の磁束が漏れる。この漏れ磁束は、図４の矢印に示すように、副発電機３０の副ヨーク材３１を通過する。これにより、副ヨーク材３１と対向して配置された副コイル３４に電磁誘導が生じるので、副コイル３４には起電力（誘導電流）が発生する。この起電力は、副コイル３４に接続された配線（図示せず）を介して整流回路（図示せず）に伝達される。

【0054】

本実施の形態の複合発電機１は、主発電機１０に近接して副発電機３０を配置させているため、主発電機１０からの漏れ磁束を利用して副発電機３０でも起電力を発生させることができる。これにより、主発電機１０は低い起動トルクを維持した状態で、主発電機１０だけでなく、副発電機３０の起電力を発生させることができるため、複合発電機１のトータルの起電力を向上させることが可能となる。

【0055】

＜実施の形態２＞
図６〜図８を参照して、本発明の実施の形態２の複合発電機１Ａについて説明する。図７において、理解容易のため、第２の筒状部１１ｂの図示を省略し、ケース２のハッチングを省略している。実施の形態２の副発電機３０Ａは、基本的には実施の形態１の複合発電機１と同様の構成を備えているが、副発電機３０Ａの副ヨーク材３１Ａについて異なる。

【0056】

本実施の形態では、副発電機３０Ａの副ヨーク材３１Ａは、平面視略Ｅ型形状である。副ヨーク材３１Ａは、中央柱部（コア部）３２Ａと、中央柱部３２Ａを挟むように設けられ、副コイル３４の中央開口部３５の外方に位置する一対の側方柱部３６Ａ，３７Ａと、中央柱部３２Ａおよび一対の側方柱部３６Ａ，３７Ａと連結する底部３８Ａとを有する。底部３８Ａは、主発電機１０から離れる方向に位置する。これにより、副ヨーク材３１Ａが解放されている部分が主発電機１０を向くように配置される。

【0057】

副ヨーク材３１Ａは、ケイ素鋼板で形成されている。図８に示すように、副ヨーク材３１Ａは、複数のヨーク板が積層されることにより構成される。ヨーク板は、平面視略Ｅ型形状であり、全体として平板状である。副ヨーク材３１Ａは、このような複数のヨーク板が上下方向に整列されることにより形成される。これにより、副発電機３０Ａ内の渦電流を防止することができる。

【0058】

主発電機１０の漏れ磁束は、図７の矢印に示すように、副ヨーク材３１Ａの中央柱部３２Ａから底部３８Ａを通って側方柱部３６Ａ，３７Ａへ通過し、側方柱部３６Ａ，３７Ａから底部３８Ａを通って中央柱部３２Ａを通過する。つまり、副ヨーク材３１は、いわゆる閉回路状態に近い構造となる。これにより、本実施の形態の副発電機３０Ａは、主発電機１０の漏れ磁束を効率よく副ヨーク材３１Ａに通過させることができ、副発電機３０Ａからの起電力を向上することができる。

【0059】

本実施の形態の複合発電機１Ａによれば、主発電機１０からの漏れ磁束を効率よく副ヨーク材３１Ａに通過させることができる。これにより、副発電機３０Ａは、実施の形態１と比較して、より有効に主発電機１０の漏れ磁束を利用できることができ、起電力を向上することができる。したがって、主発電機１０と副発電機３０Ａを合わせた複合発電機１Ａのトータルの起電力をさらに大きくすることが可能となる。

【0060】

なお、実施の形態１，２では、複合発電機１，１Ａに１つの副発電機３０，３０Ａを備えるとして説明したが、副発電機３０，３０Ａの個数は限定されるものではない。たとえば、副発電機３０，３０Ａは、主発電機１０の周囲、特に、側方に複数設けられていてもよい。この場合、副発電機３０，３０Ａを組み合わせて配置されていてもよい。

【0061】

また、実施の形態１，２では、主発電機１０および副発電機３０，３０Ａは、ケース２内に収容されるとした。しかし、副発電機３０，３０Ａは、主発電機１０に近接して設けられていればよく、単に筐体１１の外方に取り付けられてるだけでもよい。

【0062】

ここで、発明者は、上記した第１，２の実施の形態に係る複合発電機１，１Ａの有効性を確かめるために実験を行った。その結果を下記の表１に記載する。なお、本発明は、これらに限定されるものではない。

【0063】

実験例１〜４は、複合発電機１，１Ａを用いて出力電圧を測定したものである。具体的には、実験例１〜３は、主発電機１０を回転させて副発電機３０，３０Ａの出力電圧のみを測定したものであり、実験例４は、主発電機１０を回転させて主発電機１０の出力電圧のみを測定したものである。本実験では、実験例１〜４について、１００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍの間で、回転数ごとの出力電圧（Ｖｐ−ｐ）を測定した。

【0064】

【表1】

【0065】

実験例１の主発電機は、図１〜図３に示す実施の形態１における主発電機１０と同様とした。実験例１の主発電機には、４個の空芯コイルが配置されており、それぞれの空芯コイルの巻数は４９０であり、４個の空芯コイルの合計巻数は、１９６０であった。実験例１の副発電機は、図１，図４，図５に示す実施の形態１における副発電機３０と同様とした。実験例１の副コイルは、コイル線径Φが０．２ｍｍであり、コイル巻数が４０００である。以下、実験例１の副発電機は、Ｉ型副発電機という。

【0066】

実験例２の主発電機は、実験例１の主発電機１０と同様とした。実験例２の副発電機は、図７および図８に示す実施の形態２における副発電機３０Ａと同様とした。実験例２の副コイルは、コイル線径Φが０．１２ｍｍであり、コイル巻数が３４００である。

【0067】

実験例３の主発電機は、実験例１の主発電機１０と同様とした。実験例３の副発電機は、図７および図８に示す実施の形態２における副発電機３０Ａと同様とした。主な構成は、実験例２と同様であったが、コイル線径を実験例２よりも太くし、コイル巻数を実験例２より少なくした点において異なっていた。すなわち、実験例３の副コイルは、コイル線径Φが０．２ｍｍであり、コイル巻数が１４００である。以下、実験例２および実験例３の副発電機は、Ｅ型副発電機という。

【0068】

実験例４の主発電機は、実験例１の主発電機１０と同様とした。

【0069】

表１を参照して、副発電機の実験例１〜３を比較すると、Ｉ型副発電機の実験例１は、Ｅ型副発電機の実験例２よりも出力電力が小さいが、Ｅ型副発電機の実験例３よりも出力電力が大きい。

【0070】

一般的に、コイル巻数を大きくすると、出力電力が向上することは知られている。実験例１〜３を比較すると、コイル巻数が大きいものは、Ｉ型副発電機の実験例１である。次いでコイル巻数が大きいものは、Ｅ型副発電機の実験例２であり、最もコイル巻数が小さいものは、Ｅ型副発電機の実験例３である。

【0071】

Ｅ型副発電機の実験例２は、Ｉ型副発電機の実験例１よりもコイル巻数が小さいにもかかわらず、出力電力が大きい。このことを勘案すると、Ｅ型副発電機の実験例２とＩ型副発電機の実験例１の副コイルのコイル巻数が同じであれば、Ｅ型副発電機の実験例２の出力電力は、Ｉ型副発電機の実験例１の出力電力よりもかなり大きくなる。したがって、Ｅ型副発電機は、Ｉ型副発電機よりも出力電力を大幅に向上できることがわかった。

【0072】

また、Ｅ型副発電機の実験例２と主発電機の実験例４とを比較すると、１００ｒｐｍを除く他の回転数では、Ｅ型副発電機の実験例２の出力電力が大きいことがわかった。これにより、主発電機とＥ型副発電機とを備えた複合発電機は、主発電機のみのものと比較して、トータルの出力電力をさらに大きくできることがわかった。

【0073】

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

【符号の説明】

【0074】

１，１Ａ 複合発電機、２ ケース、１０ 主発電機、１１ 筐体、１１ａ 第１の筒状部、１１ｂ 第２の筒状部、１２ シャフト、１３ 軸受、１４ 第１のヨーク材、１５ マグネット、１６ 空芯コイル、１６ａ 空芯、１７ 第２のヨーク材、１８ 蓋部、１９ プーリー、２０ ナット、２１ スペーサ、３０，３０Ａ 副発電機、３１，３１Ａ 副ヨーク材、３２ コア部、３２Ａ 中央柱部、３３ フランジ部、３４ 副コイル、３５ 中央開口部、３６Ａ，３７Ａ 側方柱部、３８Ａ 底部、Ｏ 回転軸線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】