JP2002502947A - 反対方向に回転する能動的な封じ込め部を備えるフライホイールバッテリ装置 - Google Patents
反対方向に回転する能動的な封じ込め部を備えるフライホイールバッテリ装置Info
- Publication number
- JP2002502947A JP2002502947A JP2000530974A JP2000530974A JP2002502947A JP 2002502947 A JP2002502947 A JP 2002502947A JP 2000530974 A JP2000530974 A JP 2000530974A JP 2000530974 A JP2000530974 A JP 2000530974A JP 2002502947 A JP2002502947 A JP 2002502947A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- flywheel
- drive
- inner rotor
- flywheel device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/50—Other types of ball or roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/02—Relieving load on bearings using mechanical means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/30—Flywheels
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
- H02K7/025—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels for power storage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/085—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
- H02K7/11—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with dynamo-electric clutches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
- F16C2361/55—Flywheel systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/21—Elements
- Y10T74/2117—Power generating-type flywheel
- Y10T74/2119—Structural detail, e.g., material, configuration, superconductor, discs, laminated, etc.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
エネルギ密度が改良されたフライホイール蓄電池装置が提供される。かかる装置は、フライホイールにより発生された正味ジャイロ力を制御し得るように外側封込め部分１２０内に同軸状に且つ実質的に円筒状に取り付けられた内側ロータ１１８を備えることが好ましい。外側ロータ１２０は、前記内側ロータ１１８に比して大きい相対的慣性力を有し、このため、相対的に遅い回転速度にて回転させ、内側ロータの回転により発生されたジャイロ力を釣り合わせることができる。内側ロータ及び外側ロータの相対的な回転速度は、組み合わせた機械的及び磁気的駆動／懸架装置１３０により維持される。
Description
【０００１】
本出願は、１９９８年２月９日付けで出願された、米国仮特許出願第６０／０
７４，００９号の利益を主張するものである。
７４，００９号の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、エネルギを蓄え且つ動力を供給する電子機械式バッテリフライホー
ル装置に関する。より具体的には、本発明は、高速度ロータを機械的に封じ込め
且つ正味モーメント及び正味外部ジャイロ力を制御する、可変速度で且つ反対方
向に回転する封じ込め容器を有するフライホールエネルギ蓄え装置に関する。
ル装置に関する。より具体的には、本発明は、高速度ロータを機械的に封じ込め
且つ正味モーメント及び正味外部ジャイロ力を制御する、可変速度で且つ反対方
向に回転する封じ込め容器を有するフライホールエネルギ蓄え装置に関する。
【０００３】
一般に、バッテリフライホイール装置は、中心軸上に取り付けられ且つ該軸の
各端部に取り付けたベアリングにより支持された単一の高速度ロータを備えてい
る。フライホイール及び軸は、全体として、エネルギの損失を最小にし得るよう
に排気される重い静止型の封じ込め容器内に収容されることがしばしばである。
かかる構成において、軸ベアリングは、フライホイールの封じ込め容器の端板に
取り付けられ、ロータは、端板に取り付けた１つ以上のモータ／発電機により駆
動される。フライホイールエネルギ蓄え装置は、地球上乗物（例えば、電気自動
車）及び地球外乗物（例えば、人工衛星）にて使用することが提案されている。
しかしながら、多くの従来技術のフライホイール貯蔵装置の設計に関係する実質
的なジャイロ力と共にモーメントを制御することは、この分野での開発を遅らせ
ることに至っている。あるフライホイール装置において、ジャイロ力は、フライ
ホイールの回転軸線と一致しない方向の周りにてフライホイールが所定の角度回
転することにより生じる。フライホイールが取り付けられた乗物の動作がフライ
ホイールのロータに付与されるときに、かかる力が発生ずる。このため、フライ
ホイールが取り付けられた乗物が方向変更するとき、その付与された動作に対し
対角状のジャイロ力が発生する。このジャイロ力は、フライホイールの寸法、付
与される動作の変化率及びその動作方向、及びフライホイールがそのスピン軸線
の周りにて回転するときの速度に伴って増大する。
各端部に取り付けたベアリングにより支持された単一の高速度ロータを備えてい
る。フライホイール及び軸は、全体として、エネルギの損失を最小にし得るよう
に排気される重い静止型の封じ込め容器内に収容されることがしばしばである。
かかる構成において、軸ベアリングは、フライホイールの封じ込め容器の端板に
取り付けられ、ロータは、端板に取り付けた１つ以上のモータ／発電機により駆
動される。フライホイールエネルギ蓄え装置は、地球上乗物（例えば、電気自動
車）及び地球外乗物（例えば、人工衛星）にて使用することが提案されている。
しかしながら、多くの従来技術のフライホイール貯蔵装置の設計に関係する実質
的なジャイロ力と共にモーメントを制御することは、この分野での開発を遅らせ
ることに至っている。あるフライホイール装置において、ジャイロ力は、フライ
ホイールの回転軸線と一致しない方向の周りにてフライホイールが所定の角度回
転することにより生じる。フライホイールが取り付けられた乗物の動作がフライ
ホイールのロータに付与されるときに、かかる力が発生ずる。このため、フライ
ホイールが取り付けられた乗物が方向変更するとき、その付与された動作に対し
対角状のジャイロ力が発生する。このジャイロ力は、フライホイールの寸法、付
与される動作の変化率及びその動作方向、及びフライホイールがそのスピン軸線
の周りにて回転するときの速度に伴って増大する。
【０００４】 フライホイールに関係する外部のジャイロ力を補償するため幾つかの方法が提
案されている。第一の方法は、封じ込めシリンダを乗物に堅固に取り付けた場合
に生ずるであろう外部のジャイロモーメントを回避し又は最小にし得るようにフ
ライホイールの封じ込め容器を遊動動作可能に取り付けることを含む。単一のフ
ライホイールをフライホイールの封じ込めシリンダに堅固に取り付ける結果、外
部のジャイロ力は乗物に直接的に伝達されることになる。遊動動作可能な取り付
けは、乗物の動作がフライホイールに伝達されるのを防止するのに有効であるが
、この遊動動作可能な取り付けは、フライホイールの封じ込めシリンダと乗物と
の間の機械的な接続を相対的に弱体化させることになる。フライホイールが破損
した場合、ジンバルの機械的接続部の強度を遥かに上廻る大きい力及びモーメン
トがジンバルに加わる可能性がある。更に、一部のジンバルの設計は、動作の自
由度を補償する程度が制限される。乗物の動作がジンバルが補償しようとする動
作の自由度の制限値を超えるならば、ジャイロ力は乗物に伝達されてしまう。こ
のように、ジンバルに機械的が制限が課されることは、ある用途において、ジャ
イロ力の問題点を満足し得るように解決することの妨げとなる。
案されている。第一の方法は、封じ込めシリンダを乗物に堅固に取り付けた場合
に生ずるであろう外部のジャイロモーメントを回避し又は最小にし得るようにフ
ライホイールの封じ込め容器を遊動動作可能に取り付けることを含む。単一のフ
ライホイールをフライホイールの封じ込めシリンダに堅固に取り付ける結果、外
部のジャイロ力は乗物に直接的に伝達されることになる。遊動動作可能な取り付
けは、乗物の動作がフライホイールに伝達されるのを防止するのに有効であるが
、この遊動動作可能な取り付けは、フライホイールの封じ込めシリンダと乗物と
の間の機械的な接続を相対的に弱体化させることになる。フライホイールが破損
した場合、ジンバルの機械的接続部の強度を遥かに上廻る大きい力及びモーメン
トがジンバルに加わる可能性がある。更に、一部のジンバルの設計は、動作の自
由度を補償する程度が制限される。乗物の動作がジンバルが補償しようとする動
作の自由度の制限値を超えるならば、ジャイロ力は乗物に伝達されてしまう。こ
のように、ジンバルに機械的が制限が課されることは、ある用途において、ジャ
イロ力の問題点を満足し得るように解決することの妨げとなる。
【０００５】 内部にフライホイールを有する乗物に外部からジャイロ力が加わるのを防止す
る別の方法は、「フライホイール利用のエネルギ蓄え方法及び装置（Ａ Ｆｌｙ
ｗｈｅｅｌ−Ｂａｓｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａ
ｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」という名称の米国特許第５，１２４，６０５号に
開示されたように、単一のフライホイールではなくて、同軸状で且つ反対方向に
回転する２つのフライホイール又はロータを利用することを含む。また、２つの
ロータを利用することは、モーメントの制御を行うことも可能にし、このことは
、人工衛星が作動するとき、フライホイール装置に荷重を加え又は荷重を除去す
る際に特に有用である。多数フライホイール設計の目的は、モーメントを制御し
且つ正味零の外部のジャイロ力を発生させ得るように、２つのフライホイールを
反対方向に回転させることである。かかる実施の形態の殆どにおいて、同一の２
つのフライホイールが単一の軸又は別個の軸に取り付けられ、フライホイールの
各々は、別個のモータにより駆動され且つ別個のモータを（駆動する）。このジ
ャイロ力を防止し且つモーメントを制御する方法が成功するかどうかは、反対方
向に回転するフライホイールの作動周波数を同期化させることに依存する。かか
る装置は、安全な作動を確保するため、多数のロータに加えて、重い静止型の封
じ込め容器を依然として必要とする。実際上、従来のフライホイール装置の短所
は、全体として、フライホイールが破損するときに保護する、重い静止型の封じ
込め容器が必要な点である。フライホイールのロータが急激に破損した場合、高
速度フライホイールのロータの大きい角度モーメントが封じ込めシリンダに急激
に伝達される。従来のフライホイール装置において、封じ込めシリンダは回転せ
ず且つ乗物に堅固に取り付けられている。フライホイールが破断する間に（及び
その直後に）、封じ込め容器の角度動作を防止するため、丈夫で且つ重い取り付
け状態が必要となる。従来の幾つかの装置は、非駆動であるが、外側封じ込めシ
リンダ内にて回転自在である第二の静止型の内側封じ込め容器を備えている。か
かる従来技術の装置は、回転自在であり且つエネルギを放散させる内部の封じ込
め容器に、フライホイールが破損する間に分散したエネルギの一部を付与するこ
とにより作動する。ロータが破断する経過に基づいて、フライホイールの角度モ
ーメントは最初に、内部シリンダに伝達され、次に、外部シリンダに伝達され、
最終的に、乗物に伝達される。このように、多数の封じ込めシリンダを使用する
ことにも拘らず、従来技術はフライホイールの破損中に生ずる反力から乗物を十
分に絶縁することができない。更に、封じ込めのために、多数の大きいシリンダ
を使用することは、全体として、過重量を生じ、更に、可動の形態にとって実際
的でない設計となる。
る別の方法は、「フライホイール利用のエネルギ蓄え方法及び装置（Ａ Ｆｌｙ
ｗｈｅｅｌ−Ｂａｓｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａ
ｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」という名称の米国特許第５，１２４，６０５号に
開示されたように、単一のフライホイールではなくて、同軸状で且つ反対方向に
回転する２つのフライホイール又はロータを利用することを含む。また、２つの
ロータを利用することは、モーメントの制御を行うことも可能にし、このことは
、人工衛星が作動するとき、フライホイール装置に荷重を加え又は荷重を除去す
る際に特に有用である。多数フライホイール設計の目的は、モーメントを制御し
且つ正味零の外部のジャイロ力を発生させ得るように、２つのフライホイールを
反対方向に回転させることである。かかる実施の形態の殆どにおいて、同一の２
つのフライホイールが単一の軸又は別個の軸に取り付けられ、フライホイールの
各々は、別個のモータにより駆動され且つ別個のモータを（駆動する）。このジ
ャイロ力を防止し且つモーメントを制御する方法が成功するかどうかは、反対方
向に回転するフライホイールの作動周波数を同期化させることに依存する。かか
る装置は、安全な作動を確保するため、多数のロータに加えて、重い静止型の封
じ込め容器を依然として必要とする。実際上、従来のフライホイール装置の短所
は、全体として、フライホイールが破損するときに保護する、重い静止型の封じ
込め容器が必要な点である。フライホイールのロータが急激に破損した場合、高
速度フライホイールのロータの大きい角度モーメントが封じ込めシリンダに急激
に伝達される。従来のフライホイール装置において、封じ込めシリンダは回転せ
ず且つ乗物に堅固に取り付けられている。フライホイールが破断する間に（及び
その直後に）、封じ込め容器の角度動作を防止するため、丈夫で且つ重い取り付
け状態が必要となる。従来の幾つかの装置は、非駆動であるが、外側封じ込めシ
リンダ内にて回転自在である第二の静止型の内側封じ込め容器を備えている。か
かる従来技術の装置は、回転自在であり且つエネルギを放散させる内部の封じ込
め容器に、フライホイールが破損する間に分散したエネルギの一部を付与するこ
とにより作動する。ロータが破断する経過に基づいて、フライホイールの角度モ
ーメントは最初に、内部シリンダに伝達され、次に、外部シリンダに伝達され、
最終的に、乗物に伝達される。このように、多数の封じ込めシリンダを使用する
ことにも拘らず、従来技術はフライホイールの破損中に生ずる反力から乗物を十
分に絶縁することができない。更に、封じ込めのために、多数の大きいシリンダ
を使用することは、全体として、過重量を生じ、更に、可動の形態にとって実際
的でない設計となる。
【０００６】 従来のフライホイール装置の更なる短所は、十分なトルク及び動力を同時に提
供し得ないことである。典型的に、従来の装置において、モータ／発電機は、高
速度のエネルギ貯蔵ロータに直結的に接続され且つ唯一のトルク及び動力源であ
る。現在、利用可能な高速度モータ／発電機はトルク及び動力の能力の点にて制
限されているため、フライホイールバッテリも同様に制限されている。
供し得ないことである。典型的に、従来の装置において、モータ／発電機は、高
速度のエネルギ貯蔵ロータに直結的に接続され且つ唯一のトルク及び動力源であ
る。現在、利用可能な高速度モータ／発電機はトルク及び動力の能力の点にて制
限されているため、フライホイールバッテリも同様に制限されている。
【０００７】 一般に、モータ／発電機が発生させることのできる最大トルク及び馬力は、主
として、モータの物理的寸法に依存する。典型的にフライホイール装置にて使用
される高速度モータは、そのモータの回転要素がフライホイールの極めて高い回
転周波数により発生された大きい回転応力に耐えなければならないため、必然的
に寸法は小さくなる。これに反して、より高馬力のモータは、寸法が大きくなり
、現在の技術のフライホイールロータよりも低い回転周波数にて作動する。高速
度モータ／発電機が発生させることのできる最大トルクは、モータ内に存在する
相互作用する磁界によって制限される。換言すれば、所定のモータに対する最大
トルクは、モータ上に配置された磁極の数、及び永久磁石の強度、容積及び平均
直径によって決まる。大きい直径のモータ／発電機は、小さい直径のモータ／発
電機よりも多数の磁石に対する十分なスペースがある。このため、大きい直径の
モータ／発電機は、より大きい最大トルク能力にて設計することができる。この
ように、高速度ロータ及びモータが直結的に接続される形態の場合、モータ／発
電機の直径はその装置のトルク能力を制限することになる。
として、モータの物理的寸法に依存する。典型的にフライホイール装置にて使用
される高速度モータは、そのモータの回転要素がフライホイールの極めて高い回
転周波数により発生された大きい回転応力に耐えなければならないため、必然的
に寸法は小さくなる。これに反して、より高馬力のモータは、寸法が大きくなり
、現在の技術のフライホイールロータよりも低い回転周波数にて作動する。高速
度モータ／発電機が発生させることのできる最大トルクは、モータ内に存在する
相互作用する磁界によって制限される。換言すれば、所定のモータに対する最大
トルクは、モータ上に配置された磁極の数、及び永久磁石の強度、容積及び平均
直径によって決まる。大きい直径のモータ／発電機は、小さい直径のモータ／発
電機よりも多数の磁石に対する十分なスペースがある。このため、大きい直径の
モータ／発電機は、より大きい最大トルク能力にて設計することができる。この
ように、高速度ロータ及びモータが直結的に接続される形態の場合、モータ／発
電機の直径はその装置のトルク能力を制限することになる。
【０００８】 従来技術のトルクの制限は、単一のエネルギ貯蔵装置から充電し且つ放電する
間、大きい動力の伝達を必要とする用途にとって重要である。かかる用途の１つ
は、乗物の動力需要が内燃機関用の馬力容量を上廻るとき、乗物の駆動トレーン
に最高動力を提供することがフライホイールの主要な機能である、ハイブリッド
電気自動車である。トルクの制限が重要である、かかる用途のもう１つは、姿勢
制御のためモータの反力トルクを使用する人工衛星の制御装置である。このよう
に、より広いトルク及び動力特性を提供することのできるフライホイールのバッ
テリ装置が当該技術分野にて必要とされている。
間、大きい動力の伝達を必要とする用途にとって重要である。かかる用途の１つ
は、乗物の動力需要が内燃機関用の馬力容量を上廻るとき、乗物の駆動トレーン
に最高動力を提供することがフライホイールの主要な機能である、ハイブリッド
電気自動車である。トルクの制限が重要である、かかる用途のもう１つは、姿勢
制御のためモータの反力トルクを使用する人工衛星の制御装置である。このよう
に、より広いトルク及び動力特性を提供することのできるフライホイールのバッ
テリ装置が当該技術分野にて必要とされている。
【０００９】 従来技術のフライホイール装置の更に別の短所は、懸架／駆動装置である。従
来のフライホイール装置の懸架設計は、単一か又は多数のロータの形態であるか
を問わずに、全体として、磁気であるが、機械式としてもよい主ベアリングと、
全体として、主磁気ベアリングが破損した場合に、使用される接触ベアリングで
ある二次的ベアリングとを高速度ロータに直結的に接続することを必要とする。
かかるベアリングを高速度の用途に使用するならば、渦流電流及び摩擦損失が生
じ、その両方が回転周波数と共に増大する。高速度のフライホイールロータの作
動中、完全に支持し、しかも、エネルギ損失及び望ましくない熱の蓄積を最小に
する低損失ベアリングの懸架装置が当該技術分野にて必要とされている。
来のフライホイール装置の懸架設計は、単一か又は多数のロータの形態であるか
を問わずに、全体として、磁気であるが、機械式としてもよい主ベアリングと、
全体として、主磁気ベアリングが破損した場合に、使用される接触ベアリングで
ある二次的ベアリングとを高速度ロータに直結的に接続することを必要とする。
かかるベアリングを高速度の用途に使用するならば、渦流電流及び摩擦損失が生
じ、その両方が回転周波数と共に増大する。高速度のフライホイールロータの作
動中、完全に支持し、しかも、エネルギ損失及び望ましくない熱の蓄積を最小に
する低損失ベアリングの懸架装置が当該技術分野にて必要とされている。
【００１０】 従って、正味ジャイロ力を最小にし、モーメントを制御し、ベアリング懸架装
置の損失を最小にし、フライホイールロータが破損する間、乗物に伝達される力
を最小にし、また、十分なトルク及び動力を提供するフライホイールのエネルギ
貯蔵装置が必要とされている。また、より大きい動力密度を有すると同時に、高
エネルギ密度を有する、かかる装置を提供することも望まれる。本発明は、上記
の目的及びその他の重要な目的を課題とするものである。
置の損失を最小にし、フライホイールロータが破損する間、乗物に伝達される力
を最小にし、また、十分なトルク及び動力を提供するフライホイールのエネルギ
貯蔵装置が必要とされている。また、より大きい動力密度を有すると同時に、高
エネルギ密度を有する、かかる装置を提供することも望まれる。本発明は、上記
の目的及びその他の重要な目的を課題とするものである。
【００１１】
本発明によるフライホイール装置は、同軸状に取り付けられた内側ロータ及び
外側ロータを提供し、外側ロータが内側ロータを実質的に円筒状に取り巻くよう
にすることで、従来技術の短所を解決するものである。内側ロータ及び外側ロー
タの各々は、軸線の周りで回転可能である。ジャイロ及びモーメント制御のため
にだけ多数のロータを使用する従来のフライホイール装置と異なって、外側ロー
タは内側ロータに対する封じ込め容器として作用する。
外側ロータを提供し、外側ロータが内側ロータを実質的に円筒状に取り巻くよう
にすることで、従来技術の短所を解決するものである。内側ロータ及び外側ロー
タの各々は、軸線の周りで回転可能である。ジャイロ及びモーメント制御のため
にだけ多数のロータを使用する従来のフライホイール装置と異なって、外側ロー
タは内側ロータに対する封じ込め容器として作用する。
【００１２】 本発明のフライホイール装置の一つの側面によれば、内側ロータ及び外側ロー
タは、軸線の周りで反対方向に回転する。内側ロータ及び外側ロータが反対方向
に回転するときに、ジャイロ力を伴う予め選択した正味モーメントを内側ロータ
発生させることができる。一つの実施の形態において、内側ロータ及び外側ロー
タが反対方向に回転するとき、外部の正味ジャイロ力は実質的に零となる。全体
として、内側ロータは、外側ロータの慣性力よりも比較的小さい慣性力を有する
が、より高速度にて回転する。また、フライホイール装置は、負圧内に収容する
こともできる。
タは、軸線の周りで反対方向に回転する。内側ロータ及び外側ロータが反対方向
に回転するときに、ジャイロ力を伴う予め選択した正味モーメントを内側ロータ
発生させることができる。一つの実施の形態において、内側ロータ及び外側ロー
タが反対方向に回転するとき、外部の正味ジャイロ力は実質的に零となる。全体
として、内側ロータは、外側ロータの慣性力よりも比較的小さい慣性力を有する
が、より高速度にて回転する。また、フライホイール装置は、負圧内に収容する
こともできる。
【００１３】 本発明のフライホイール装置は、内側ロータ及び外側ロータの相対的な回転速
度を制御し、これにより、予め選択した正味モーメントを発生させ得るように、
内側ロータ及び外側ロータを接続し且つ懸架する手段を備えている。
度を制御し、これにより、予め選択した正味モーメントを発生させ得るように、
内側ロータ及び外側ロータを接続し且つ懸架する手段を備えている。
【００１４】 本発明の一つの実施の形態において、フライホイール装置は、内側ロータ及び
外側ロータを接続する駆動組立体を備えている。該駆動組立体は、内側ロータの
中心から半径方向へのある距離にて内側ロータの軸線に対し平行に配置された複
数の駆動ホイールを備えている。該複数の駆動ホイールは、内側ロータ及び外側
ロータと可動に相互に接続されており、これにより、内側ロータの動きは、複数
の駆動ホイールを介して外側ロータに伝達されて、外側の封じ込めロータが内側
ロータに対して反対方向に回転するようにする。これと代替的に、駆動組立体は
、次のもの、すなわち、駆動軸と、駆動軸に一体に接続される内側ロータと、駆
動軸の中心から離れた半径方向距離にて駆動軸に対し平行に配置された複数のベ
アリングポストと、その１つが複数のベアリングポストの各々に取り付けられた
複数の駆動軸とを備えている。駆動ホイールは、内側ロータ及び外側ロータと可
動に相互に接続されており、これにより、内側ロータの動作が複数の駆動ホイー
ルを介して外側ロータに伝達され、外側ロータが内側ロータに対して反対方向に
回転するようにする。駆動組立体は、次のもの、すなわち、内側ロータが一体に
接続された駆動軸と、該駆動軸の外周の周りにて回転可能に取り付けられた軸駆
動ホイールであって、駆動軸と共に回転する駆動軸ホイールと、外側ロータに対
し且つ外側ロータから力を伝達すべく外側ロータに一体に接続された力伝達リン
グであって、外側ロータと共に回転する力伝達リングと、駆動軸の中止から離れ
た半径方向距離にて駆動軸に対し平行に配置された複数のベアリングポストと、
該複数のベアリングポスト上に可動に回転可能であるように取り付けられた複数
のベアリングと、その１つがベアリングの各々に取り付けられた複数の駆動ホイ
ールとを備えることができる。駆動ホイールは、力伝達リング及び軸駆動ホイー
ルと可動に相互に接続され、これにより、内側ロータの動きは、軸の駆動ホイー
ルを通じて駆動ホイールに伝達され及び駆動ホイールから力伝達リングに伝達さ
れ、これにより、外側ロータを内側ロータに対して反対方向に回転させる。駆動
組立体は、次のもの、すなわち、軸の半径方向位置を保つべく中心軸の周りで作
用可能に接続された半径方向磁気ベアリングと、軸の軸方向位置を保ち得るよう
に作用可能に接続された軸方向磁気ベアリングとを備えることができる。駆動組
立体は、次のもの、すなわち、衝撃荷重が加わる間、フライホイールの回転を制
御し得るように中心軸に作用可能に接続された回転接地ベアリングと、エネルギ
及び動力を供給するモータ／発電機とを備えることができる。
外側ロータを接続する駆動組立体を備えている。該駆動組立体は、内側ロータの
中心から半径方向へのある距離にて内側ロータの軸線に対し平行に配置された複
数の駆動ホイールを備えている。該複数の駆動ホイールは、内側ロータ及び外側
ロータと可動に相互に接続されており、これにより、内側ロータの動きは、複数
の駆動ホイールを介して外側ロータに伝達されて、外側の封じ込めロータが内側
ロータに対して反対方向に回転するようにする。これと代替的に、駆動組立体は
、次のもの、すなわち、駆動軸と、駆動軸に一体に接続される内側ロータと、駆
動軸の中心から離れた半径方向距離にて駆動軸に対し平行に配置された複数のベ
アリングポストと、その１つが複数のベアリングポストの各々に取り付けられた
複数の駆動軸とを備えている。駆動ホイールは、内側ロータ及び外側ロータと可
動に相互に接続されており、これにより、内側ロータの動作が複数の駆動ホイー
ルを介して外側ロータに伝達され、外側ロータが内側ロータに対して反対方向に
回転するようにする。駆動組立体は、次のもの、すなわち、内側ロータが一体に
接続された駆動軸と、該駆動軸の外周の周りにて回転可能に取り付けられた軸駆
動ホイールであって、駆動軸と共に回転する駆動軸ホイールと、外側ロータに対
し且つ外側ロータから力を伝達すべく外側ロータに一体に接続された力伝達リン
グであって、外側ロータと共に回転する力伝達リングと、駆動軸の中止から離れ
た半径方向距離にて駆動軸に対し平行に配置された複数のベアリングポストと、
該複数のベアリングポスト上に可動に回転可能であるように取り付けられた複数
のベアリングと、その１つがベアリングの各々に取り付けられた複数の駆動ホイ
ールとを備えることができる。駆動ホイールは、力伝達リング及び軸駆動ホイー
ルと可動に相互に接続され、これにより、内側ロータの動きは、軸の駆動ホイー
ルを通じて駆動ホイールに伝達され及び駆動ホイールから力伝達リングに伝達さ
れ、これにより、外側ロータを内側ロータに対して反対方向に回転させる。駆動
組立体は、次のもの、すなわち、軸の半径方向位置を保つべく中心軸の周りで作
用可能に接続された半径方向磁気ベアリングと、軸の軸方向位置を保ち得るよう
に作用可能に接続された軸方向磁気ベアリングとを備えることができる。駆動組
立体は、次のもの、すなわち、衝撃荷重が加わる間、フライホイールの回転を制
御し得るように中心軸に作用可能に接続された回転接地ベアリングと、エネルギ
及び動力を供給するモータ／発電機とを備えることができる。
【００１５】 本発明の一つの実施の形態において、フライホイール駆動組立体は、内側ロー
タが一体に接続された駆動軸と、該駆動軸と実質的に同軸状に取り付けられ且つ
駆動軸の周りを回転可能である遊星駆動基部とを備えることができる。フライホ
イール駆動組立体は、遊星駆動基部に回転可能に取り付けられた複数の駆動ホイ
ールを更に備えている。複数の駆動ホイールの各々は、遊星駆動基部が回転する
とき、それ自体の軸線の回りで回転可能であると同時に、駆動軸の周りを回転可
能である。駆動ホイールは、内側ロータ及び外側ロータと可動に相互に接続され
ており、これにより、内側ロータの動作は複数の駆動ホイールを通じて外側ロー
タに伝達され、外側ロータが内側ロータに対して反対方向に回転するようにする
。
タが一体に接続された駆動軸と、該駆動軸と実質的に同軸状に取り付けられ且つ
駆動軸の周りを回転可能である遊星駆動基部とを備えることができる。フライホ
イール駆動組立体は、遊星駆動基部に回転可能に取り付けられた複数の駆動ホイ
ールを更に備えている。複数の駆動ホイールの各々は、遊星駆動基部が回転する
とき、それ自体の軸線の回りで回転可能であると同時に、駆動軸の周りを回転可
能である。駆動ホイールは、内側ロータ及び外側ロータと可動に相互に接続され
ており、これにより、内側ロータの動作は複数の駆動ホイールを通じて外側ロー
タに伝達され、外側ロータが内側ロータに対して反対方向に回転するようにする
。
【００１６】 装置の別の実施の形態において、フライホイール駆動組立体は、第一の軸線の
周りで回転可能な内側ロータと、第二の軸線の周りで反対方向に回転可能な外側
ロータとを備えることができ、これらのロータは、少なくとも一次元的面にて第
一の軸線と交差する。外側ロータは内側ロータを実質的に取り巻く。内側ロータ
に作用可能に接続された第一のモータ／発電機により内側ロータは第一の軸線の
周りを回転する。第二のロータに作用可能に接続された第二のモータ／発電機に
より外側ロータは第一の軸線に対し第二の軸線の周りで反対方向に回転する。内
側ロータ及び外側ロータの相対的な正味モーメントは、内側ロータ及び外側ロー
タの相対的な回転速度により制御可能である。
周りで回転可能な内側ロータと、第二の軸線の周りで反対方向に回転可能な外側
ロータとを備えることができ、これらのロータは、少なくとも一次元的面にて第
一の軸線と交差する。外側ロータは内側ロータを実質的に取り巻く。内側ロータ
に作用可能に接続された第一のモータ／発電機により内側ロータは第一の軸線の
周りを回転する。第二のロータに作用可能に接続された第二のモータ／発電機に
より外側ロータは第一の軸線に対し第二の軸線の周りで反対方向に回転する。内
側ロータ及び外側ロータの相対的な正味モーメントは、内側ロータ及び外側ロー
タの相対的な回転速度により制御可能である。
【００１７】 本発明の一つの実施の形態において、フライホイール装置は、次のもの、すな
わち第一のロータに作用可能に接続され、比較的高速の回転速度が可能である第
一のモータ／発電機と、第一のモータ／発電機に比して低速の回転速度が可能で
あるが、第一のモータ／発電機よりも相対的に大きいトルク能力を有し、第二の
ロータに作用可能に接続された第二のモータ／発電機とを備えている。
わち第一のロータに作用可能に接続され、比較的高速の回転速度が可能である第
一のモータ／発電機と、第一のモータ／発電機に比して低速の回転速度が可能で
あるが、第一のモータ／発電機よりも相対的に大きいトルク能力を有し、第二の
ロータに作用可能に接続された第二のモータ／発電機とを備えている。
【００１８】 このように、第一のロータと、該第一のロータに対して反対方向に回転する第
二のロータとを備え、第一のロータが第二のロータに比して相対的に小さい慣性
力及び高速の回転速度を有し、また、第一のロータに比して相対的に大きい慣性
力及び低速の回転速度を有する第二のロータの実質的に内方に配置され、機械的
及び磁気駆動組立体により、第一のロータ及び第二のロータの相対的な回転速度
が保たれる、エネルギを蓄えるフライホイール装置が開示されている。
二のロータとを備え、第一のロータが第二のロータに比して相対的に小さい慣性
力及び高速の回転速度を有し、また、第一のロータに比して相対的に大きい慣性
力及び低速の回転速度を有する第二のロータの実質的に内方に配置され、機械的
及び磁気駆動組立体により、第一のロータ及び第二のロータの相対的な回転速度
が保たれる、エネルギを蓄えるフライホイール装置が開示されている。
【００１９】 本発明の別の側面によれば、第一のロータと、第二のロータとを備え、第二の
ロータが実質的に第一のロータ内に配置され且つ第一のロータよりも比較的小さ
い質量を有する、フライホイール装置を作動させる方法が開示されている。この
方法は、次のステップ、すなわち、第一のロータを回転させるステップと、第一
のロータと第二のロータとの間に制御されたモーメントの釣合い状態を発生させ
得るように比較的低速の回転速度にて第二のロータを第一のロータに対し反対方
向に回転させるステップとを備えている。本発明の別の側面によれば、エネルギ
を機械的な形態にて解放可能に蓄える方法が開示されている。この方法は、次の
ステップ、すなわち、内側ロータと、同軸状に取り付けられ、反対方向に回転し
且つ内側ロータを実質的に円筒状に取り巻く外側ロータとの各々にエネルギを伝
達するステップと、ロータの一方を反対方向に回転させる間、ロータの他方を回
転させるステップとを備えている。一つの実施の形態において、反対方向への回
転は予め選択した正味モーメントの釣合い状態を発生させる。予め選択した正味
モーメントは零とすることができる。
ロータが実質的に第一のロータ内に配置され且つ第一のロータよりも比較的小さ
い質量を有する、フライホイール装置を作動させる方法が開示されている。この
方法は、次のステップ、すなわち、第一のロータを回転させるステップと、第一
のロータと第二のロータとの間に制御されたモーメントの釣合い状態を発生させ
得るように比較的低速の回転速度にて第二のロータを第一のロータに対し反対方
向に回転させるステップとを備えている。本発明の別の側面によれば、エネルギ
を機械的な形態にて解放可能に蓄える方法が開示されている。この方法は、次の
ステップ、すなわち、内側ロータと、同軸状に取り付けられ、反対方向に回転し
且つ内側ロータを実質的に円筒状に取り巻く外側ロータとの各々にエネルギを伝
達するステップと、ロータの一方を反対方向に回転させる間、ロータの他方を回
転させるステップとを備えている。一つの実施の形態において、反対方向への回
転は予め選択した正味モーメントの釣合い状態を発生させる。予め選択した正味
モーメントは零とすることができる。
【００２０】 本発明の別の側面によれば、次のもの、すなわち第一のロータと、第一のロー
タの周りに実質的に配置され且つ第一のロータに対して反対方向に回転する第二
のロータであって、第一のロータと比較して相対的に大きい質量及び低速の回転
速度を有する第二のロータと、第一のロータと第二のロータとの間にて制御され
た角度モーメントの釣合い状態を発生させ得るように第一のロータと第二のロー
タとの間にて一定の相対的な回転速度を保ち得るように第一のロータ及び第二の
ロータに一体に接続された駆動組立体とを備える、フライホイールエネルギ蓄え
装置が設けられた乗物が開示される。一つの実施の形態において、この乗物は地
球上乗物である。
タの周りに実質的に配置され且つ第一のロータに対して反対方向に回転する第二
のロータであって、第一のロータと比較して相対的に大きい質量及び低速の回転
速度を有する第二のロータと、第一のロータと第二のロータとの間にて制御され
た角度モーメントの釣合い状態を発生させ得るように第一のロータと第二のロー
タとの間にて一定の相対的な回転速度を保ち得るように第一のロータ及び第二の
ロータに一体に接続された駆動組立体とを備える、フライホイールエネルギ蓄え
装置が設けられた乗物が開示される。一つの実施の形態において、この乗物は地
球上乗物である。
【００２１】 本発明の別の側面によれば、最小重量、最大エネルギ及び最大比エネルギのロ
ータが開示される。本発明のロータは、次のもの、すなわち内側リムと、外側リ
ムと、外側リムに締まり嵌めするスペーサリングと、内側リムと外側リムとの間
を伸長し、スペーサリングにて外側リムに取り付けられたテーパー付きの遷移部
分と、該遷移部分を内側リムに固着すべく内側リムを取り巻く補強用の重ね合わ
せ部分と、遷移部分、スペーサリング、リム間の半径方向への変形程度を適合可
能にするのに役立つ伸びリングとを備えている。
ータが開示される。本発明のロータは、次のもの、すなわち内側リムと、外側リ
ムと、外側リムに締まり嵌めするスペーサリングと、内側リムと外側リムとの間
を伸長し、スペーサリングにて外側リムに取り付けられたテーパー付きの遷移部
分と、該遷移部分を内側リムに固着すべく内側リムを取り巻く補強用の重ね合わ
せ部分と、遷移部分、スペーサリング、リム間の半径方向への変形程度を適合可
能にするのに役立つ伸びリングとを備えている。
【００２２】 内側リム、外側リム及び遷移部分は、複合材料で製造することが好ましい。遷
移部分は異なる厚さとすることができる。ロータを備える最小重量、最大エネル
ギ及び最大比エネルギのフライホイール装置において、ロータは、次のもの、す
なわち複合材料で製造した内側リムと、複合材料で製造した外側リムと、外側リ
ムに締まり嵌めするスペーサリングと、内側リムと外側リムとの間を伸長するテ
ーパー付きの遷移部分であって、スペーサリングにて外側リムに取り付けられた
遷移部分と、遷移部分を内側リムに固着すべく内側リムを取り巻く補強用の重ね
合わせ部分と、遷移部分、スペーサリング及び外側リムとの間の半径方向への変
形程度を適合可能にするのに役立つ伸びリングとを備えている。
移部分は異なる厚さとすることができる。ロータを備える最小重量、最大エネル
ギ及び最大比エネルギのフライホイール装置において、ロータは、次のもの、す
なわち複合材料で製造した内側リムと、複合材料で製造した外側リムと、外側リ
ムに締まり嵌めするスペーサリングと、内側リムと外側リムとの間を伸長するテ
ーパー付きの遷移部分であって、スペーサリングにて外側リムに取り付けられた
遷移部分と、遷移部分を内側リムに固着すべく内側リムを取り巻く補強用の重ね
合わせ部分と、遷移部分、スペーサリング及び外側リムとの間の半径方向への変
形程度を適合可能にするのに役立つ伸びリングとを備えている。
【００２３】 本発明の目的及び有利な点は、添付図面と共に、本発明の現在の好ましい一例
としての実施の形態に関する以下の説明から、より明らかとなり且つより容易に
理解されよう。
としての実施の形態に関する以下の説明から、より明らかとなり且つより容易に
理解されよう。
【００２４】
本発明は、エネルギ貯蔵ロータと、反対方向に回転する封じ込め容器とを備え
る、電子機械式フライホイールのバッテリ装置を提供するものである。好ましい
実施の形態において、エネルギ貯蔵ロータは、大きい相対的な慣性力の質量モー
メントを有する封じ込め容器に対し高周波数にて回転する。相対的な高周波数で
低慣性力のエネルギ貯蔵ロータと、反対方向に回転する低周波数で高質量の封じ
込め容器との組み合わさった正味回転モーメントは、予め選択した正味モーメン
トを発生させて、正味ジャイロ力が発生されるように制御することができる。好
ましい実施の形態において、予め選択した正味モーメントは零である。エネルギ
貯蔵ロータ及び封じ込め容器の相対的な回転周波数は、本発明の機械的／磁気懸
架／駆動装置により保たれる。エネルギ貯蔵ロータが破損する間に発生された反
力は、反対方向に回転する封じ込め容器により放散される。封じ込め容器は、従
来技術のフライホイールよりも大きい慣性力を有し、従って、より低周波数にて
回転するため、殆どの高速度フライホイールにて使用されているモータ／発電機
よりも大きいトルクを発生させることのできる、より高馬力で且つ堅固なモータ
／発電機を採用して、封じ込め容器を駆動することができる。この高速度ロータ
は、半径方向への伸びを補償し且つ十分なトルク伝達媒体となるのに十分に堅固
であるように特別な設計とされている。
る、電子機械式フライホイールのバッテリ装置を提供するものである。好ましい
実施の形態において、エネルギ貯蔵ロータは、大きい相対的な慣性力の質量モー
メントを有する封じ込め容器に対し高周波数にて回転する。相対的な高周波数で
低慣性力のエネルギ貯蔵ロータと、反対方向に回転する低周波数で高質量の封じ
込め容器との組み合わさった正味回転モーメントは、予め選択した正味モーメン
トを発生させて、正味ジャイロ力が発生されるように制御することができる。好
ましい実施の形態において、予め選択した正味モーメントは零である。エネルギ
貯蔵ロータ及び封じ込め容器の相対的な回転周波数は、本発明の機械的／磁気懸
架／駆動装置により保たれる。エネルギ貯蔵ロータが破損する間に発生された反
力は、反対方向に回転する封じ込め容器により放散される。封じ込め容器は、従
来技術のフライホイールよりも大きい慣性力を有し、従って、より低周波数にて
回転するため、殆どの高速度フライホイールにて使用されているモータ／発電機
よりも大きいトルクを発生させることのできる、より高馬力で且つ堅固なモータ
／発電機を採用して、封じ込め容器を駆動することができる。この高速度ロータ
は、半径方向への伸びを補償し且つ十分なトルク伝達媒体となるのに十分に堅固
であるように特別な設計とされている。
【００２５】 図１には、本発明の電子機械式フライホイールのバッテリ装置の一つの好まし
い実施の形態が一部分断面図とした斜視図で図示されている。該装置は、内部に
負圧を発生させ得るように負圧チャンバ１１２と接続された端部キャップ１１０
を備えている。バッテリ端子１１４及び負圧排気口１１６が端部キャップ１１０
から突き出している。バッテリ装置が充電モードにあるとき、バッテリ端子１１
４は、装置にエネルギを提供する。バッテリ装置が発電機モードにあるとき、バ
ッテリ端子１１４は、装置からエネルギを除去するために採用される。フライホ
イール装置は、エネルギ貯蔵ロータ１１８と、反対方向に回転する封じ込めロー
タ１２０とを更に備えている。封じ込めロータ１２０及びエネルギ貯蔵ロータ１
１８は、ベアリングポスト１２４により支持された駆動ホイール１２２を介して
作用可能に相互に接続されている。モータ−発電機１２８は、電気エネルギをロ
ータ１１８、１２０の回転運動エネルギに変換し、発電機モードにおいて、その
エネルギ変換を逆にし、ロータ１１８、１２０の運動エネルギを消衰させること
により、バッテリから電気エネルギを供給する。
い実施の形態が一部分断面図とした斜視図で図示されている。該装置は、内部に
負圧を発生させ得るように負圧チャンバ１１２と接続された端部キャップ１１０
を備えている。バッテリ端子１１４及び負圧排気口１１６が端部キャップ１１０
から突き出している。バッテリ装置が充電モードにあるとき、バッテリ端子１１
４は、装置にエネルギを提供する。バッテリ装置が発電機モードにあるとき、バ
ッテリ端子１１４は、装置からエネルギを除去するために採用される。フライホ
イール装置は、エネルギ貯蔵ロータ１１８と、反対方向に回転する封じ込めロー
タ１２０とを更に備えている。封じ込めロータ１２０及びエネルギ貯蔵ロータ１
１８は、ベアリングポスト１２４により支持された駆動ホイール１２２を介して
作用可能に相互に接続されている。モータ−発電機１２８は、電気エネルギをロ
ータ１１８、１２０の回転運動エネルギに変換し、発電機モードにおいて、その
エネルギ変換を逆にし、ロータ１１８、１２０の運動エネルギを消衰させること
により、バッテリから電気エネルギを供給する。
【００２６】 図２には、図１のフライホイールのバッテリ装置が断面斜視図で図示されてい
る。エネルギ貯蔵ロータ１１８及び封じ込めロータ１２０は、共通の又は一致す
る軸線又は軸１２６の周りをしばしば異なる周波数にて反対方向に回転する。勿
論、エネルギ貯蔵ロータ１１８及び封じ込めロータ１２０は、同一の幾何学的面
にて交差する異なる軸線の周りを交番的に回転することが考えられる。封じ込め
ロータ１２０は、エネルギ貯蔵ロータ１１８よりも大きく且つより大きい慣性力
の質量モーメントを有する。エネルギ貯蔵ロータ１１８は、封じ込めロータ１２
０内に実質的に配置され、また、好ましくは、封じ込めロータ１２０よりも相対
的により高周波数にて反対方向に回転するようにする。好ましい実施の形態にお
いて、エネルギを印加し且つ除去するモータ／発電機１２８は装置の各端部に取
り付けられる。
る。エネルギ貯蔵ロータ１１８及び封じ込めロータ１２０は、共通の又は一致す
る軸線又は軸１２６の周りをしばしば異なる周波数にて反対方向に回転する。勿
論、エネルギ貯蔵ロータ１１８及び封じ込めロータ１２０は、同一の幾何学的面
にて交差する異なる軸線の周りを交番的に回転することが考えられる。封じ込め
ロータ１２０は、エネルギ貯蔵ロータ１１８よりも大きく且つより大きい慣性力
の質量モーメントを有する。エネルギ貯蔵ロータ１１８は、封じ込めロータ１２
０内に実質的に配置され、また、好ましくは、封じ込めロータ１２０よりも相対
的により高周波数にて反対方向に回転するようにする。好ましい実施の形態にお
いて、エネルギを印加し且つ除去するモータ／発電機１２８は装置の各端部に取
り付けられる。
【００２７】 米国特許第５，１２４，６０５号におけるように、非同心状で且つ直線状に配
置された２つのロータを駆動する２つの別個のモータを電気的に同期化すること
を必要とする他の二重ロータ装置と相違して、本発明の装置におけるロータ１１
８、１２０の相対的な回転周波数は、組み合わせた懸架／駆動組立体装置１３０
により機械的に又は電気的に保つことができる。実際には、図１０に関して以下
に説明する本発明の装置の一つの実施の形態において、懸架／駆動装置１３０が
ロータ１１８、１２０の相対的な回転を同期化するのを許容する一方にて、装置
の全体を駆動するため単一のモータ／発電機が採用される。別個の駆動モータ／
発電機を同期化させることによるのではなくて、ロータ１１８、１２０の慣性力
及び周波数を制御することにより、正味零の角度モーメントを実現することがで
きる。正味零の角度モーメントは、外部のジャイロモーメントを解消して、フラ
イホイール装置を乗物又は対象物に堅固に取りことができるようにする。エネル
ギ貯蔵ロータ１１８及び封じ込めロータ１２０の相対的な回転速度及び質量は変
化させて、外部の正味ジャイロ力を制御し、また、予め選択し且つ変化すること
もある正味モーメント及び外部のジャイロ力を実現することができる。
置された２つのロータを駆動する２つの別個のモータを電気的に同期化すること
を必要とする他の二重ロータ装置と相違して、本発明の装置におけるロータ１１
８、１２０の相対的な回転周波数は、組み合わせた懸架／駆動組立体装置１３０
により機械的に又は電気的に保つことができる。実際には、図１０に関して以下
に説明する本発明の装置の一つの実施の形態において、懸架／駆動装置１３０が
ロータ１１８、１２０の相対的な回転を同期化するのを許容する一方にて、装置
の全体を駆動するため単一のモータ／発電機が採用される。別個の駆動モータ／
発電機を同期化させることによるのではなくて、ロータ１１８、１２０の慣性力
及び周波数を制御することにより、正味零の角度モーメントを実現することがで
きる。正味零の角度モーメントは、外部のジャイロモーメントを解消して、フラ
イホイール装置を乗物又は対象物に堅固に取りことができるようにする。エネル
ギ貯蔵ロータ１１８及び封じ込めロータ１２０の相対的な回転速度及び質量は変
化させて、外部の正味ジャイロ力を制御し、また、予め選択し且つ変化すること
もある正味モーメント及び外部のジャイロ力を実現することができる。
【００２８】 本発明の好ましい実施の形態は、正味モーメントを制御するため懸架／駆動装
置１３０の電子−機械的手段を利用するが、図１２、図１３に関して以下に説明
するような代替的な実施の形態は、正味モーメントを制御するため多数のモータ
／発電機を電気的に同期化させる方法を採用することを理解すべきである。以下
に説明するように、これらの実施の形態は、特定の用途の環境にて使用するのに
魅力的である特定の利点をもたらす。
置１３０の電子−機械的手段を利用するが、図１２、図１３に関して以下に説明
するような代替的な実施の形態は、正味モーメントを制御するため多数のモータ
／発電機を電気的に同期化させる方法を採用することを理解すべきである。以下
に説明するように、これらの実施の形態は、特定の用途の環境にて使用するのに
魅力的である特定の利点をもたらす。
【００２９】 本発明の装置において、封じ込めロータ１２０は、高速度エネルギ貯蔵ロータ
１１８に対し一定の周波数にて、エネルギ貯蔵ロータ１１８の周りを反対方向に
回転するようにすることができる。非回転の封じ込めシリンダが装置の全体に不
要な質量を追加する従来の装置の場合と相違して、本発明の装置において、封じ
込めロータ１２０は、改良された装置のエネルギ貯蔵効率とする追加的なエネル
ギ貯蔵装置である。その低回転速度のため、封じ込めロータ１２０は、従来のエ
ネルギ貯蔵ロータよりも重く且つ堅牢にすることができる。更に、その寸法が大
きいため、封じ込めロータ１２０は、高速度のエネルギ貯蔵ロータ１１８よりも
回転慣性質量が大きく、このため、封じ込めロータ１２０の回転速度が遅いこと
は、高速度ロータ１１８により付与されるモーメントと同等であるが、方向が反
対のモーメントを付与することができる。封じ込めロータ１２０及びエネルギロ
ータ１１８の相対的な慣性力及び周波数は、モーメント及び外部のジャイロ力を
管理し得るように制御される。代替的な実施の形態において、封じ込めロータ１
２０は、より軽量な材料にて形成してもよい。勿論、封じ込めロータ１２０の重
量が最小となることは、そのモーメントの釣合い効果を低下させることになるが
、このことは、封じ込めロータ１２０の設計を幾何学的に考慮することで相殺す
ることができる。主エネルギ貯蔵ロータ１１８及び二次的エネルギ貯蔵及び封じ
込めロータ１２０は、フライホイールが作動する間、正味零のジャイロ力を発生
させ得るように制御される。エネルギ貯蔵ロータ１１８が破局的に破損した場合
、フライホイールの破片及び塵埃は、反対方向に回転する封じ込めロータ１２０
に強く衝突し、外部環境ではなくて、封じ込めロータ１２０に角度モーメントを
伝達する。封じ込めロータ１２０の回転方向と反対の方向に動く破片の衝撃力は
、封じ込めロータ１２０の回転速度を遅くする。封じ込めロータ１２０及びエネ
ルギ貯蔵ロータ１１８を相互に接続するための本発明の懸架／駆動装置１３０の
結果、エネルギ貯蔵ロータ１１８の破片の角度モーメントを反対方向に回転する
封じ込めロータ１２０に伝達することにより、フライホイール装置は、該フライ
ホイール装置が取り付けられた乗物又は物体に大きい反力トルクを加えることな
く、急速に停止することになる。角度モーメントを保存することにより、従来の
装置においては、乗物又は堅固な物体に加わっていた、破断した塵埃から発生さ
れた反力トルクは、大幅に減少し又は解消されることになる。負圧シリンダ１１
２は、制限されるものの、追加的な封じ込め機能を提供して、破断を更に保護す
る。
１１８に対し一定の周波数にて、エネルギ貯蔵ロータ１１８の周りを反対方向に
回転するようにすることができる。非回転の封じ込めシリンダが装置の全体に不
要な質量を追加する従来の装置の場合と相違して、本発明の装置において、封じ
込めロータ１２０は、改良された装置のエネルギ貯蔵効率とする追加的なエネル
ギ貯蔵装置である。その低回転速度のため、封じ込めロータ１２０は、従来のエ
ネルギ貯蔵ロータよりも重く且つ堅牢にすることができる。更に、その寸法が大
きいため、封じ込めロータ１２０は、高速度のエネルギ貯蔵ロータ１１８よりも
回転慣性質量が大きく、このため、封じ込めロータ１２０の回転速度が遅いこと
は、高速度ロータ１１８により付与されるモーメントと同等であるが、方向が反
対のモーメントを付与することができる。封じ込めロータ１２０及びエネルギロ
ータ１１８の相対的な慣性力及び周波数は、モーメント及び外部のジャイロ力を
管理し得るように制御される。代替的な実施の形態において、封じ込めロータ１
２０は、より軽量な材料にて形成してもよい。勿論、封じ込めロータ１２０の重
量が最小となることは、そのモーメントの釣合い効果を低下させることになるが
、このことは、封じ込めロータ１２０の設計を幾何学的に考慮することで相殺す
ることができる。主エネルギ貯蔵ロータ１１８及び二次的エネルギ貯蔵及び封じ
込めロータ１２０は、フライホイールが作動する間、正味零のジャイロ力を発生
させ得るように制御される。エネルギ貯蔵ロータ１１８が破局的に破損した場合
、フライホイールの破片及び塵埃は、反対方向に回転する封じ込めロータ１２０
に強く衝突し、外部環境ではなくて、封じ込めロータ１２０に角度モーメントを
伝達する。封じ込めロータ１２０の回転方向と反対の方向に動く破片の衝撃力は
、封じ込めロータ１２０の回転速度を遅くする。封じ込めロータ１２０及びエネ
ルギ貯蔵ロータ１１８を相互に接続するための本発明の懸架／駆動装置１３０の
結果、エネルギ貯蔵ロータ１１８の破片の角度モーメントを反対方向に回転する
封じ込めロータ１２０に伝達することにより、フライホイール装置は、該フライ
ホイール装置が取り付けられた乗物又は物体に大きい反力トルクを加えることな
く、急速に停止することになる。角度モーメントを保存することにより、従来の
装置においては、乗物又は堅固な物体に加わっていた、破断した塵埃から発生さ
れた反力トルクは、大幅に減少し又は解消されることになる。負圧シリンダ１１
２は、制限されるものの、追加的な封じ込め機能を提供して、破断を更に保護す
る。
【００３０】 図３には、フライホイールのバッテリ装置の拡大した平面図が図示されている
。バッテリ装置の両端に設けられた端部キャップ１１０は、負圧シリンダ１１２
と共に、多岐に亙る地球上又は宇宙の用途に適した密封された負圧環境を提供す
る。端部キャップ１１０を半径方向補強部分１３８及び負圧シリンダ１１２に取
り付けるため多数の取り付け点及びねじ１３２、１３４、１３６が使用される。
フライホイールのエネルギを取り出し且つ補充するためのバッテリ端子１１４が
端部キャップ１１０から伸長している。同様に、フライホイールのバッテリを排
気するために使用される負圧排気口１１６が端部キャップ１１０から伸長してい
る。エネルギ貯蔵ロータ１１８及び封じ込めロータ１２０を接続する駆動ホイー
ル１２２は、軸駆動ホイール１４０の周りで半径方向に配置した状態が破線で示
してある。
。バッテリ装置の両端に設けられた端部キャップ１１０は、負圧シリンダ１１２
と共に、多岐に亙る地球上又は宇宙の用途に適した密封された負圧環境を提供す
る。端部キャップ１１０を半径方向補強部分１３８及び負圧シリンダ１１２に取
り付けるため多数の取り付け点及びねじ１３２、１３４、１３６が使用される。
フライホイールのエネルギを取り出し且つ補充するためのバッテリ端子１１４が
端部キャップ１１０から伸長している。同様に、フライホイールのバッテリを排
気するために使用される負圧排気口１１６が端部キャップ１１０から伸長してい
る。エネルギ貯蔵ロータ１１８及び封じ込めロータ１２０を接続する駆動ホイー
ル１２２は、軸駆動ホイール１４０の周りで半径方向に配置した状態が破線で示
してある。
【００３１】 図４には、図２の基準線Ａ−Ａに沿った拡大内面図が示してある。図示するよ
うに、メカニカルベアリング１４２、及びベアリングポスト１２４上に取り付け
られた駆動ホイール１２２の旋回位置は、全体として、ロータ軸１２６から等し
く隔てられている。駆動ホイール１２２は、以下に更に詳細に説明するように、
封じ込めロータ１１８、１２０を接続するため、封じ込めロータ１２０及び軸駆
動ホイール１４０と相互作用する。半径方向補強部分１３８は、静止構造体の堅
固さを最大にし且つ振動撓みを最小にし得るような構造とされている。本明細書
に記載した装置は、４組みのベアリング１４２及び駆動ホイール１２２を備える
が、それらの組み合わせ数は変更可能であることを理解すべきである。
うに、メカニカルベアリング１４２、及びベアリングポスト１２４上に取り付け
られた駆動ホイール１２２の旋回位置は、全体として、ロータ軸１２６から等し
く隔てられている。駆動ホイール１２２は、以下に更に詳細に説明するように、
封じ込めロータ１１８、１２０を接続するため、封じ込めロータ１２０及び軸駆
動ホイール１４０と相互作用する。半径方向補強部分１３８は、静止構造体の堅
固さを最大にし且つ振動撓みを最小にし得るような構造とされている。本明細書
に記載した装置は、４組みのベアリング１４２及び駆動ホイール１２２を備える
が、それらの組み合わせ数は変更可能であることを理解すべきである。
【００３２】 図５には、本発明の組み合わさった懸架／駆動組立体１３０の詳細な断面図が
図示されている。モータ／発電機１２８は、電気エネルギをロータ１１８、１２
０に対する回転運動エネルギに変換し、また、発電機モードにおいて、エネルギ
の変換を逆にし、ロータ１１８、１２０の運動エネルギを消衰させることにより
、バッテリから電気エネルギを供給する。高速度のエネルギ貯蔵ロータ１１８が
軸１２６に接続され且つハイブリッドな機械的／磁気的ベアリング装置１４６、
１４８により懸架されている。軸１２６の各端部に磁気的に接続された能動的な
磁気ベアリング１４６、１４８は、半径方向ベアリング１４６及び軸方向ベアリ
ング１４８の位置を制御する。また、磁気ベアリング１４６、１４８は、能動的
な釣合い補償を行い且つ望ましくないノイズ及び振動源による妨害を最小にする
。
図示されている。モータ／発電機１２８は、電気エネルギをロータ１１８、１２
０に対する回転運動エネルギに変換し、また、発電機モードにおいて、エネルギ
の変換を逆にし、ロータ１１８、１２０の運動エネルギを消衰させることにより
、バッテリから電気エネルギを供給する。高速度のエネルギ貯蔵ロータ１１８が
軸１２６に接続され且つハイブリッドな機械的／磁気的ベアリング装置１４６、
１４８により懸架されている。軸１２６の各端部に磁気的に接続された能動的な
磁気ベアリング１４６、１４８は、半径方向ベアリング１４６及び軸方向ベアリ
ング１４８の位置を制御する。また、磁気ベアリング１４６、１４８は、能動的
な釣合い補償を行い且つ望ましくないノイズ及び振動源による妨害を最小にする
。
【００３３】 メカニカルベアリング１４２は、軸１２６の周りで半径方向に配置されたポス
ト１２４の各々の一端に接続されている。多数のポスト１２４（その２つのみを
図５に図示）が軸１２６の周りに配置されている。ポスト１２４の数は変更可能
である。ベアリング１４２の各々は、該ベアリングに接続されたベアリング駆動
ホイール１２２を有している。ベアリング駆動ホイール１２２は軸駆動ホイール
１４０を介してロータ１１８を及び力伝達リング１５０を介して封じ込めロータ
１２０を機械的に且つ磁気的に接続する作用を果たす。以下に更に詳細に説明す
るように、永久磁石は、反対方向に回転するロータ１１８、１２０間の接続を容
易にし且つその間の牽引力の伝達を容易にし得るようにベアリング駆動ホイール
１２２に内蔵することが好ましい。装置の所望の慣性力及び／又は作動条件に依
存して、メカニカルベアリング１４２の直径は、典型的に、従来から使用されて
いる直接、ロータ軸に取り付けられたメカニカルベアリングよりも大きい。この
大きい直径のため、ベアリング１４２の回転周波数は、直接、軸に取り付けたベ
アリングに関係する周波数よりも低い。更に、多数のメカニカルベアリング１４
２がエネルギ貯蔵ロータ１１８の荷重を分担するから、メカニカルベアリング１
４２の各々に加わる正味力は、他のフライホイールにて存在するであろう単一の
軸ベアリングの場合と比べて低下する。このように、従来技術と比較して、本発
明の装置は、他の装置におけるベアリングよりも低い回転周波数にて作動し且つ
支持する荷重が少なくて済む、大きい直径の外側レース回転のメカニカルベアリ
ング１４２を提供する。ベアリングの直径が増大し、回転周波数が低く且つ荷重
が減少することの有利な点は、装置の信頼性が向上し且つ構成要素の寿命が伸び
ることである。
ト１２４の各々の一端に接続されている。多数のポスト１２４（その２つのみを
図５に図示）が軸１２６の周りに配置されている。ポスト１２４の数は変更可能
である。ベアリング１４２の各々は、該ベアリングに接続されたベアリング駆動
ホイール１２２を有している。ベアリング駆動ホイール１２２は軸駆動ホイール
１４０を介してロータ１１８を及び力伝達リング１５０を介して封じ込めロータ
１２０を機械的に且つ磁気的に接続する作用を果たす。以下に更に詳細に説明す
るように、永久磁石は、反対方向に回転するロータ１１８、１２０間の接続を容
易にし且つその間の牽引力の伝達を容易にし得るようにベアリング駆動ホイール
１２２に内蔵することが好ましい。装置の所望の慣性力及び／又は作動条件に依
存して、メカニカルベアリング１４２の直径は、典型的に、従来から使用されて
いる直接、ロータ軸に取り付けられたメカニカルベアリングよりも大きい。この
大きい直径のため、ベアリング１４２の回転周波数は、直接、軸に取り付けたベ
アリングに関係する周波数よりも低い。更に、多数のメカニカルベアリング１４
２がエネルギ貯蔵ロータ１１８の荷重を分担するから、メカニカルベアリング１
４２の各々に加わる正味力は、他のフライホイールにて存在するであろう単一の
軸ベアリングの場合と比べて低下する。このように、従来技術と比較して、本発
明の装置は、他の装置におけるベアリングよりも低い回転周波数にて作動し且つ
支持する荷重が少なくて済む、大きい直径の外側レース回転のメカニカルベアリ
ング１４２を提供する。ベアリングの直径が増大し、回転周波数が低く且つ荷重
が減少することの有利な点は、装置の信頼性が向上し且つ構成要素の寿命が伸び
ることである。
【００３４】 封じ込めロータ１２０と高速度ロータ１１８との間の周波数の比は、ベアリン
グ駆動ホイール１２２及び軸駆動ホイール１４０の直径の比に依存する。周波数
の比の選択は、ベアリングの損失、ベアリング力の条件、回転応力及びベクトル
慣性力、モーメントの釣合い及びジャイロ荷重のような条件に基づく。また、か
かる条件は、軸端当たりに許容されるベアリング１２２の最大数を設定すること
にもなる。
グ駆動ホイール１２２及び軸駆動ホイール１４０の直径の比に依存する。周波数
の比の選択は、ベアリングの損失、ベアリング力の条件、回転応力及びベクトル
慣性力、モーメントの釣合い及びジャイロ荷重のような条件に基づく。また、か
かる条件は、軸端当たりに許容されるベアリング１２２の最大数を設定すること
にもなる。
【００３５】 ポスト１２４が静止した用途の場合、封じ込めロータ１２０の回転速度Ｗcと エネルギ貯蔵ロータ１１８の回転速度Ｗrとの比、Ｗc／Ｗrは、Ｗc／Ｗr＝−１ （１＋２ｒmb／ｒr）であり、ここで、ｒmbは、駆動ホイール１２２の半径、ｒr は、軸駆動ホイール１４０の半径である。このため、駆動ホイール１２２が軸の
駆動ホイール１４０よりも小さい場合であっても、駆動補ホイール１２２の半径
が零以外の任意の値の場合、封じ込めロータ１２０の回転比は、ロータ１１８の
反対であり、該ロータ１１８の回転周波数以下である。全体として、駆動ホイー
ル１２２は軸駆動ホイール１４０よりも大きい。その結果、駆動ホイール１２２
及びメカニカルベアリング１４６の回転周波数はエネルギ貯蔵ロータ１１８の周
波数以下である。特定の用途において、装置のモーメントを制御するため、軸駆
動ホイール１４０の直径よりも直径が小さい（すなわち、ｒmb／ｒr＜１）駆動 ホイール１２２を採用することができるが、必ずしも、Ｗc／Ｗrの値を１／３以
上の値に制限するものではない。より高速度であれば、メカニカルベアリング１
４２の寿命を制限することになる。好ましい実施の形態において、周波数の比が
実質的に１／３以下である場合、駆動ホイール１２２は、軸駆動ホイール１４０
よりも大きい直径とし又は後の図１２及び図１３に図示するように、多数モータ
の実施の形態を採用しなければならない。
駆動ホイール１４０よりも小さい場合であっても、駆動補ホイール１２２の半径
が零以外の任意の値の場合、封じ込めロータ１２０の回転比は、ロータ１１８の
反対であり、該ロータ１１８の回転周波数以下である。全体として、駆動ホイー
ル１２２は軸駆動ホイール１４０よりも大きい。その結果、駆動ホイール１２２
及びメカニカルベアリング１４６の回転周波数はエネルギ貯蔵ロータ１１８の周
波数以下である。特定の用途において、装置のモーメントを制御するため、軸駆
動ホイール１４０の直径よりも直径が小さい（すなわち、ｒmb／ｒr＜１）駆動 ホイール１２２を採用することができるが、必ずしも、Ｗc／Ｗrの値を１／３以
上の値に制限するものではない。より高速度であれば、メカニカルベアリング１
４２の寿命を制限することになる。好ましい実施の形態において、周波数の比が
実質的に１／３以下である場合、駆動ホイール１２２は、軸駆動ホイール１４０
よりも大きい直径とし又は後の図１２及び図１３に図示するように、多数モータ
の実施の形態を採用しなければならない。
【００３６】 ベアリング駆動ホイール１２２と軸駆動ホイール１４０とを半径方向に接続す
ることは、その両者の間の半径方向及び／又は磁気的接触を制御することで行わ
れる。軸ホイール１４０及び駆動ホイール１２２は運動学的制約を課す歯車又は
装置ではないため、多少の滑りは許容される。この滑りは、ロータに予想しない
荷重が加わるときに有用である。更に、この滑りは、本発明の直結的な駆動の実
施の形態とすることをオプションとして選択することを可能にする。勿論、ロー
タ速度の正確な制御が必要とされるならば、この滑りは望ましくない。
ることは、その両者の間の半径方向及び／又は磁気的接触を制御することで行わ
れる。軸ホイール１４０及び駆動ホイール１２２は運動学的制約を課す歯車又は
装置ではないため、多少の滑りは許容される。この滑りは、ロータに予想しない
荷重が加わるときに有用である。更に、この滑りは、本発明の直結的な駆動の実
施の形態とすることをオプションとして選択することを可能にする。勿論、ロー
タ速度の正確な制御が必要とされるならば、この滑りは望ましくない。
【００３７】 ベアリング駆動ホイール１２２は、封じ込めロータ１２０の一体の部品である
力伝達リング１５０と接続されている。力伝達リング１５０の機能は、軸１２６
の各端部にて発生する横断方向力を同一面内に配置された他のベアリング１４２
及び駆動ホイール１２２まで分配することである。各共通面内におけるベアリン
グ駆動ホイール１２２に加わる力伝達リング１５０の作用は自己平衡型である。
封じ込めロータ１２０の一側部に付与された力は、その付与された力の最も近く
に配置された駆動ホイール１２２のみによってではなく、全ての駆動ホイール１
２２により支承される。強制的な半径方向への接触及び磁気的接続がベアリング
駆動ホイール１２２と力伝達リング１５０との間にて行われ、ベアリングの駆動
ホイール１２２の間でこの力が再分配される。軸駆動ホイール１４０と、ベアリ
ング駆動ホイール１２２と、力伝達リング１５０とを強制的に接触させることは
、磁気吸引力と締まり嵌めのような機械的な嵌めとを組み合わせることにより行
われる。構成要素の間で磁気による吸引を行うため、軸駆動ホイール１４０、ベ
アリング駆動ホイール１２２、力伝達リング１５０の内部には永久磁石が内蔵さ
せてある。この磁力の程度は、ロータ要素間の滑りを防止するのに必要な通常の
力を作用し得るように制御する。これにより、要素間にて回転周波数の一定の比
を保つことができる。永久磁石の磁界の強度は、ベアリング駆動ホイール１２２
及びベアリング１４２内の許容された磁気的損失及び渦電流の損失に対して釣り
合わせなければならない。
力伝達リング１５０と接続されている。力伝達リング１５０の機能は、軸１２６
の各端部にて発生する横断方向力を同一面内に配置された他のベアリング１４２
及び駆動ホイール１２２まで分配することである。各共通面内におけるベアリン
グ駆動ホイール１２２に加わる力伝達リング１５０の作用は自己平衡型である。
封じ込めロータ１２０の一側部に付与された力は、その付与された力の最も近く
に配置された駆動ホイール１２２のみによってではなく、全ての駆動ホイール１
２２により支承される。強制的な半径方向への接触及び磁気的接続がベアリング
駆動ホイール１２２と力伝達リング１５０との間にて行われ、ベアリングの駆動
ホイール１２２の間でこの力が再分配される。軸駆動ホイール１４０と、ベアリ
ング駆動ホイール１２２と、力伝達リング１５０とを強制的に接触させることは
、磁気吸引力と締まり嵌めのような機械的な嵌めとを組み合わせることにより行
われる。構成要素の間で磁気による吸引を行うため、軸駆動ホイール１４０、ベ
アリング駆動ホイール１２２、力伝達リング１５０の内部には永久磁石が内蔵さ
せてある。この磁力の程度は、ロータ要素間の滑りを防止するのに必要な通常の
力を作用し得るように制御する。これにより、要素間にて回転周波数の一定の比
を保つことができる。永久磁石の磁界の強度は、ベアリング駆動ホイール１２２
及びベアリング１４２内の許容された磁気的損失及び渦電流の損失に対して釣り
合わせなければならない。
【００３８】 制御された磁力と代替的に又はこの磁力と組み合わせて、機械的な締まり嵌め
により、軸駆動ホイール１４０と、ベアリング駆動ホイール１２２と、力伝達リ
ング１５０との間の接触力を発生させることができる。かかる環境下にて、高速
度ロータの作動可能な範囲に亙ってロータ１１８、１２０に対するメカニカルベ
アリングの相互接続面間にて通常の力が維持される。最大の駆動トルク時に滑り
を防止するのに必要な最小の接触力を付与して、最大なトルクを提供するが、滑
り及び転がり抵抗に起因する摩擦損失を最小にし得るようにする。表面の摩擦及
び磨耗を制御し得るように接触面には特殊な被覆が施されている。この接触面の
硬さは、転がり抵抗を最小にし得るように制御される。
により、軸駆動ホイール１４０と、ベアリング駆動ホイール１２２と、力伝達リ
ング１５０との間の接触力を発生させることができる。かかる環境下にて、高速
度ロータの作動可能な範囲に亙ってロータ１１８、１２０に対するメカニカルベ
アリングの相互接続面間にて通常の力が維持される。最大の駆動トルク時に滑り
を防止するのに必要な最小の接触力を付与して、最大なトルクを提供するが、滑
り及び転がり抵抗に起因する摩擦損失を最小にし得るようにする。表面の摩擦及
び磨耗を制御し得るように接触面には特殊な被覆が施されている。この接触面の
硬さは、転がり抵抗を最小にし得るように制御される。
【００３９】 磁気吸引力と組み合わさった機械的な締まり嵌め力は、ロータ要素間にて滑り
を生じさせるのに必要な離脱トルクを決定する。このように、軸駆動ホイール１
４０、駆動ホイール１２２、力伝達リング１５０間の摩擦力の程度は、ベアリン
グ駆動ホイール１２２、軸駆動ホイール１４０、力伝達リング１５０内の永久磁
石の強さを決定すると共に、ロータ１１８又は１２０が互いに滑る時点を決定す
る。強制的な接触、従って、装置のトルク能力は、締まり嵌め及び磁気吸引力を
強化することにより増大させることができるが、これを行うと、摩擦及び／又は
磁気的作用が失われることになる。
を生じさせるのに必要な離脱トルクを決定する。このように、軸駆動ホイール１
４０、駆動ホイール１２２、力伝達リング１５０間の摩擦力の程度は、ベアリン
グ駆動ホイール１２２、軸駆動ホイール１４０、力伝達リング１５０内の永久磁
石の強さを決定すると共に、ロータ１１８又は１２０が互いに滑る時点を決定す
る。強制的な接触、従って、装置のトルク能力は、締まり嵌め及び磁気吸引力を
強化することにより増大させることができるが、これを行うと、摩擦及び／又は
磁気的作用が失われることになる。
【００４０】 図６Ａには、メカニカルベアリング１４２、ポスト組立体１２４、ベアリング
駆動ホイール１２２の拡大詳細図が図示されている。静止型のフラックスリング
１５２は駆動軸ホイール１４０、駆動ホイール１２２及び伝達リング１５０の磁
束路を案内し得るように組立体内に内蔵させてある。図示するように、駆動ホイ
ール１２２は軸駆動ホイール１４０及び力伝達リング１５０と相互作用する。メ
カニカルベアリング１４２は、摩擦及び／又は受動的な磁力により中心軸１２６
及び外側の封じ込めロータ１２０に接続されたベアリング駆動ホイール１２２に
より駆動される。ベアリング駆動ホイール１２２の各々は、１つのベアリング１
４２及び１つの静止軸又はポスト１２４により支持されている。好ましい実施の
形態において、ベアリング１４２は、外側回転レースベアリングとして指定され
た型式である。外側回転レースベアリングにおいて、外側ベアリングレース溝は
回転し、内側レースは静止している。各ベアリングの内側（静止）レース溝は直
結的に又はスペーサを介して静止ベアリングポスト１２４の１つに取り付けられ
ている。ベアリング駆動ホイール１２２は、ベアリング１４２の外側レース上に
同心状に取り付けられ、駆動ホイール１２２及びベアリング１４２が共に回転す
るのを許容する。このように、ベアリング１４２及びベアリング駆動ホイール１
２２の各々は、１つの静止ポスト１２４により支持されている。
駆動ホイール１２２の拡大詳細図が図示されている。静止型のフラックスリング
１５２は駆動軸ホイール１４０、駆動ホイール１２２及び伝達リング１５０の磁
束路を案内し得るように組立体内に内蔵させてある。図示するように、駆動ホイ
ール１２２は軸駆動ホイール１４０及び力伝達リング１５０と相互作用する。メ
カニカルベアリング１４２は、摩擦及び／又は受動的な磁力により中心軸１２６
及び外側の封じ込めロータ１２０に接続されたベアリング駆動ホイール１２２に
より駆動される。ベアリング駆動ホイール１２２の各々は、１つのベアリング１
４２及び１つの静止軸又はポスト１２４により支持されている。好ましい実施の
形態において、ベアリング１４２は、外側回転レースベアリングとして指定され
た型式である。外側回転レースベアリングにおいて、外側ベアリングレース溝は
回転し、内側レースは静止している。各ベアリングの内側（静止）レース溝は直
結的に又はスペーサを介して静止ベアリングポスト１２４の１つに取り付けられ
ている。ベアリング駆動ホイール１２２は、ベアリング１４２の外側レース上に
同心状に取り付けられ、駆動ホイール１２２及びベアリング１４２が共に回転す
るのを許容する。このように、ベアリング１４２及びベアリング駆動ホイール１
２２の各々は、１つの静止ポスト１２４により支持されている。
【００４１】 図６Ｂは、クラウン付きの外径（「ＯＤ」）スラスト座金及びニードルベアリ
ングを採用する一つの代替的な駆動ベアリングの配置状態の図である。幾つかの
荷重状態下にて、封じ込めロータ１２０の回転軸線は高速度フライホイールロー
タ１１８と一致せず、また、ポスト１２４の軸線に対し平行でもない。かかる状
態は、過酷なジャイロ状態及び構造的荷重下にて生ずる可能性がある。クラウン
付きのＯＤは高速度ロータ１１８、封じ込めロータ１２０及びポスト１２４が限
られた角度だけ整合ずれとなることを許容する。この実施の形態は、駆動機構又
はロータを損傷させることなく、かかる作動の幾何学的形態の変化を許容し、こ
れにより、より安全な作動及びより長期間の寿命を許容する。
ングを採用する一つの代替的な駆動ベアリングの配置状態の図である。幾つかの
荷重状態下にて、封じ込めロータ１２０の回転軸線は高速度フライホイールロー
タ１１８と一致せず、また、ポスト１２４の軸線に対し平行でもない。かかる状
態は、過酷なジャイロ状態及び構造的荷重下にて生ずる可能性がある。クラウン
付きのＯＤは高速度ロータ１１８、封じ込めロータ１２０及びポスト１２４が限
られた角度だけ整合ずれとなることを許容する。この実施の形態は、駆動機構又
はロータを損傷させることなく、かかる作動の幾何学的形態の変化を許容し、こ
れにより、より安全な作動及びより長期間の寿命を許容する。
【００４２】 図７には、フライホイール装置の負圧密封領域の拡大詳細図が図示されている
。エネルギ損失を最小にし且つ効率を最大にするためには、高速度フライホイー
ルが負圧内で作動することが必要である。図示するように、「ｏリング」エラス
トマーシール１５４は、負圧シリンダ１１２と端部キャップ１１０との間の接続
部に取り付けられる。エラストマーシール１５４は、バッテリフライホイール装
置の内部領域を密封する機能を果たす。必要とされる負圧レベルは、１０-5トル
程度であるから、ハウジングへの侵入程度は最小にすることが必要となる。この
ように、内側ねじ１５６は、ポストを締め付ける静止ハウジング１５８を貫通す
るが、端部キャップ１１０には侵入せず、これにより、さもなければ、ねじ１５
６が端部キャップ１１０に侵入するならば、存在するであろう漏洩路を解消する
。また、外側ねじ１６０は、「ｏリング」エラストマーシール１５４に外側（圧
力側）から取り付けられ、負圧の完全さを最大限、保証する。ねじ１６２は、軸
方向ベアリング１４８を機械的に取り付けることを可能にする。
。エネルギ損失を最小にし且つ効率を最大にするためには、高速度フライホイー
ルが負圧内で作動することが必要である。図示するように、「ｏリング」エラス
トマーシール１５４は、負圧シリンダ１１２と端部キャップ１１０との間の接続
部に取り付けられる。エラストマーシール１５４は、バッテリフライホイール装
置の内部領域を密封する機能を果たす。必要とされる負圧レベルは、１０-5トル
程度であるから、ハウジングへの侵入程度は最小にすることが必要となる。この
ように、内側ねじ１５６は、ポストを締め付ける静止ハウジング１５８を貫通す
るが、端部キャップ１１０には侵入せず、これにより、さもなければ、ねじ１５
６が端部キャップ１１０に侵入するならば、存在するであろう漏洩路を解消する
。また、外側ねじ１６０は、「ｏリング」エラストマーシール１５４に外側（圧
力側）から取り付けられ、負圧の完全さを最大限、保証する。ねじ１６２は、軸
方向ベアリング１４８を機械的に取り付けることを可能にする。
【００４３】 例えば、宇宙のような、ある用途の環境において、展開する環境が負圧を提供
し、親乗物は、取り付け構造体を提供するから、負圧シリンダ１１２は不要であ
る。かかる環境の一例は、宇宙空間における人工衛星である。図８には、かかる
環境用に指定された本発明の一つの実施の形態が図示されている。図示するよう
に、端板１６４は、人工衛星のような物体にボルト１６６にて取り付けることが
できる。ポストの締め付け静止ハウジング１５８は、端板１６４にボルト１６６
にて取り付けられる。負圧シリンダ１１２は、この実施の形態にて明らかに存在
していない。図８に図示した堅牢で且つ丈夫な構造体の有利な点は、次のこと、
すなわち、モータ／発電機１２８の熱伝導及び磁気ベアリングの冷却が最大であ
ること、荷重トルクの伝達及び動力能力が最大であること、強度及び安全性が向
上すること、堅固な物体への振動の伝達が最小であることを含む。
し、親乗物は、取り付け構造体を提供するから、負圧シリンダ１１２は不要であ
る。かかる環境の一例は、宇宙空間における人工衛星である。図８には、かかる
環境用に指定された本発明の一つの実施の形態が図示されている。図示するよう
に、端板１６４は、人工衛星のような物体にボルト１６６にて取り付けることが
できる。ポストの締め付け静止ハウジング１５８は、端板１６４にボルト１６６
にて取り付けられる。負圧シリンダ１１２は、この実施の形態にて明らかに存在
していない。図８に図示した堅牢で且つ丈夫な構造体の有利な点は、次のこと、
すなわち、モータ／発電機１２８の熱伝導及び磁気ベアリングの冷却が最大であ
ること、荷重トルクの伝達及び動力能力が最大であること、強度及び安全性が向
上すること、堅固な物体への振動の伝達が最小であることを含む。
【００４４】 図９には、ベアリングポスト１２４及びその関係した組立体の詳細図が図示さ
れている。ベアリングポスト１２４は、肉厚の薄い中空の管１７０を備えている
。中空の管１７０の内部空間には、幾つかの要素を収容できる。例えば、中空の
管１７０は、共に各ベアリング１４２に対し制御された潤滑剤の流れを提供する
、潤滑剤リザーバ（図示せず）と、加圧流体の供給装置（図示せず）とを収容す
ることができる。中空の管１７０は、また、各ベアリング１４２からポストの締
め付け静止ハウジング１５８まで熱を伝達するためヒートパイプ（図示せず）を
も収容するようにしてもよい。
れている。ベアリングポスト１２４は、肉厚の薄い中空の管１７０を備えている
。中空の管１７０の内部空間には、幾つかの要素を収容できる。例えば、中空の
管１７０は、共に各ベアリング１４２に対し制御された潤滑剤の流れを提供する
、潤滑剤リザーバ（図示せず）と、加圧流体の供給装置（図示せず）とを収容す
ることができる。中空の管１７０は、また、各ベアリング１４２からポストの締
め付け静止ハウジング１５８まで熱を伝達するためヒートパイプ（図示せず）を
も収容するようにしてもよい。
【００４５】 ベアリングポスト１２４は、また、ロータ要素の動的な滑り出しを制御し得る
ようにロータ装置を受動的に減衰させる。ベアリングポスト１２４は、一端にて
ポストの締め付け静止ハウジング１５８に堅固に取り付けられた静止型の同心状
の金属管１７２を備えている。中空の管１７０と同心状の金属管１７２との間の
環状空間には、その減衰特性を向上させ得るように軸方向に予め圧縮することの
できるエラストマー的減衰要素１７４が充填されている。
ようにロータ装置を受動的に減衰させる。ベアリングポスト１２４は、一端にて
ポストの締め付け静止ハウジング１５８に堅固に取り付けられた静止型の同心状
の金属管１７２を備えている。中空の管１７０と同心状の金属管１７２との間の
環状空間には、その減衰特性を向上させ得るように軸方向に予め圧縮することの
できるエラストマー的減衰要素１７４が充填されている。
【００４６】 減衰作用は、中空の管１７０が同心状の静止管１７２に対し動くことで発生す
る。一つの実施の形態において、環状空間内のエラストマー減衰要素１７４は、
薄い金属ディスク１８０の間に保持されたエラストマー環状リング１７８を備え
ている。中空の管１７０が動くときに環状リング１７８は変形し、これにより、
減衰作用を発生させる。完全な環状リング１７８に代えて、又はこの環状リング
１７８と共に、ｏリング、釦及び部分リングのような代替的なエラストマーの形
態を使用することができる。エラストマー材料の弾性及び減衰特性は、機械的な
懸架装置の有効減衰係数を最大にし得るように選択される。能動的な磁気ベアリ
ング１４６、１４８及びエラストマー「ｏリング」シール１５４は、ロータ装置
に対し追加的な減衰作用を提供する。この減衰は、フライホイールに安定性を持
たせ、バッテリの作動上の安全性を向上させ、また、望ましくないインピーダン
ス、衝撃及び振動に対する許容公差を向上させる。
る。一つの実施の形態において、環状空間内のエラストマー減衰要素１７４は、
薄い金属ディスク１８０の間に保持されたエラストマー環状リング１７８を備え
ている。中空の管１７０が動くときに環状リング１７８は変形し、これにより、
減衰作用を発生させる。完全な環状リング１７８に代えて、又はこの環状リング
１７８と共に、ｏリング、釦及び部分リングのような代替的なエラストマーの形
態を使用することができる。エラストマー材料の弾性及び減衰特性は、機械的な
懸架装置の有効減衰係数を最大にし得るように選択される。能動的な磁気ベアリ
ング１４６、１４８及びエラストマー「ｏリング」シール１５４は、ロータ装置
に対し追加的な減衰作用を提供する。この減衰は、フライホイールに安定性を持
たせ、バッテリの作動上の安全性を向上させ、また、望ましくないインピーダン
ス、衝撃及び振動に対する許容公差を向上させる。
【００４７】 上述したハイブリッド懸架／駆動装置１３０の設計及び作用は、特定の用途の
作動条件に依存して異なるものとすることができる。例えば、補助電源が利用可
能である用途の場合、フライホイールにてより大きい摩擦損失が許容されよう。
かかる用途の場合、磁気ベアリング１４６、１４８を使用して、ロータの釣合い
を補正し且つ追加的な軸方向への支持力を提供する一方にて、軸駆動ホイール１
４０及び力伝達リング１５０との強制的な機械的接触を通じてメカニカルベアリ
ング１４２により、軸１２６、高速度ロータ１１８、封じ込めロータ１２０を横
方向（すなわち、ロータ１１８のスピン軸線に対し垂直な半径方向）に支持する
ことができる。このように、作動上の損失が問題とならない用途の場合、完全に
接触して半径方向に支持することを可能にする実施の形態が適している。
作動条件に依存して異なるものとすることができる。例えば、補助電源が利用可
能である用途の場合、フライホイールにてより大きい摩擦損失が許容されよう。
かかる用途の場合、磁気ベアリング１４６、１４８を使用して、ロータの釣合い
を補正し且つ追加的な軸方向への支持力を提供する一方にて、軸駆動ホイール１
４０及び力伝達リング１５０との強制的な機械的接触を通じてメカニカルベアリ
ング１４２により、軸１２６、高速度ロータ１１８、封じ込めロータ１２０を横
方向（すなわち、ロータ１１８のスピン軸線に対し垂直な半径方向）に支持する
ことができる。このように、作動上の損失が問題とならない用途の場合、完全に
接触して半径方向に支持することを可能にする実施の形態が適している。
【００４８】 搭載する補助エネルギの貯蔵が制限され、また、乗物が作動しない間に、フラ
イホイールが運動エネルギを保つことが必要な用途において、抗力トルク、及び
これに伴うフライホイールの速度の低下を最小とするため、ベアリングの摩擦損
失を最小にすることが必要となる。かかる用途の場合、機械的懸架装置の設計は
、フライホイールの作動サイクルに亙って磁気ベアリング１４６、１４８が軸１
２６及び高速度ロータ１１８を完全に支持し得るように改変することができる。
ロータ装置への衝撃荷重に起因する軸の一時的な回転量を制限するためにのみ機
械的な懸架要素１２２、１２４は使用される。
イホイールが運動エネルギを保つことが必要な用途において、抗力トルク、及び
これに伴うフライホイールの速度の低下を最小とするため、ベアリングの摩擦損
失を最小にすることが必要となる。かかる用途の場合、機械的懸架装置の設計は
、フライホイールの作動サイクルに亙って磁気ベアリング１４６、１４８が軸１
２６及び高速度ロータ１１８を完全に支持し得るように改変することができる。
ロータ装置への衝撃荷重に起因する軸の一時的な回転量を制限するためにのみ機
械的な懸架要素１２２、１２４は使用される。
【００４９】 懸架／駆動装置１３０のかかる実施の形態において、ロータ１１８が作動速度
まで加速するとき、軸駆動ホイール１４０の穴と軸１２６の外径との間にて半径
方向への隙間が開放する。この半径方向への隙間は、バッテリの高速度ロータ１
１８の丁度、最小作動速度以下の速度にて開放し始め、バッテリの高速度ロータ
１１８の最大作動速度まで速度が増すと、その程度が増す。この半径方向への隙
間は、軸１２６と軸駆動ホイール１４０との間の強制的な接触を解消するが、そ
の磁気的相互作用は解消しない。この作動モードにおいて、軸駆動ホイール１４
０は、軸１２６及び高速度ロータ１１８に対する接地ベアリングとして機能する
。軸１２６及び軸駆動ホイール１４０の周速度は、磁気的に適合するようにされ
、このため、接触面は、接地する間、等しい表面速度を有する。本発明のこの特
徴は、接地段階の間のエネルギの損失を最小にする。
まで加速するとき、軸駆動ホイール１４０の穴と軸１２６の外径との間にて半径
方向への隙間が開放する。この半径方向への隙間は、バッテリの高速度ロータ１
１８の丁度、最小作動速度以下の速度にて開放し始め、バッテリの高速度ロータ
１１８の最大作動速度まで速度が増すと、その程度が増す。この半径方向への隙
間は、軸１２６と軸駆動ホイール１４０との間の強制的な接触を解消するが、そ
の磁気的相互作用は解消しない。この作動モードにおいて、軸駆動ホイール１４
０は、軸１２６及び高速度ロータ１１８に対する接地ベアリングとして機能する
。軸１２６及び軸駆動ホイール１４０の周速度は、磁気的に適合するようにされ
、このため、接触面は、接地する間、等しい表面速度を有する。本発明のこの特
徴は、接地段階の間のエネルギの損失を最小にする。
【００５０】 従来の技術において、接地ベアリングは、通常、軸の各端にて軸を取り巻く非
回転のメカニカルベアリングである。従来の装置において、接地段階の間、フラ
イホイールは、ベアリングレース及びボールを急激に加速するためその運動エネ
ルギの一部を放出しなければならない。接地ベアリング要素の加速により発生さ
れた抗力トルクは、ロータに望ましくない旋回動作を生じさせる可能性がある。
これに反して、本発明の装置において、軸１２６及び軸ホイール１４０の接触面
の相対速度は零である、すなわち、これらは、同一の速度にて回転するため、フ
ライホイールの運動エネルギの損失は無視し得る程度である。本発明のこの特徴
は、また、衝撃荷重に起因する高速度ロータの横方向への移動量も少なくする。
軸１２６と軸駆動ホイール１４０との間の半径方向への隙間は意図的に小さくし
てあるため、この移動量は制限されており、また、接触面の速度は等しい結果、
抗力トルクは小さい。
回転のメカニカルベアリングである。従来の装置において、接地段階の間、フラ
イホイールは、ベアリングレース及びボールを急激に加速するためその運動エネ
ルギの一部を放出しなければならない。接地ベアリング要素の加速により発生さ
れた抗力トルクは、ロータに望ましくない旋回動作を生じさせる可能性がある。
これに反して、本発明の装置において、軸１２６及び軸ホイール１４０の接触面
の相対速度は零である、すなわち、これらは、同一の速度にて回転するため、フ
ライホイールの運動エネルギの損失は無視し得る程度である。本発明のこの特徴
は、また、衝撃荷重に起因する高速度ロータの横方向への移動量も少なくする。
軸１２６と軸駆動ホイール１４０との間の半径方向への隙間は意図的に小さくし
てあるため、この移動量は制限されており、また、接触面の速度は等しい結果、
抗力トルクは小さい。
【００５１】 この特別な実施の形態の接地ベアリングは過荷重状態をより許容し得るため、
主磁気懸架装置は、さもなければ必要とされるであろう程、堅牢である必要はな
い。具体的には、半径方向磁気ベアリング１４６の寸法及び力の能力は、非回転
の接地ベアリングを有する従来の磁気支持型のフライホイールロータにて使用さ
れるものよりも小さい。軸駆動ホイール１４０の動作は、衝撃荷重に起因する軸
の移動を制限し、より小さい磁気ベアリング１４６がより小さい磁力にてロータ
のスピン軸１２６の整合状態を迅速に回復することを可能にする。
主磁気懸架装置は、さもなければ必要とされるであろう程、堅牢である必要はな
い。具体的には、半径方向磁気ベアリング１４６の寸法及び力の能力は、非回転
の接地ベアリングを有する従来の磁気支持型のフライホイールロータにて使用さ
れるものよりも小さい。軸駆動ホイール１４０の動作は、衝撃荷重に起因する軸
の移動を制限し、より小さい磁気ベアリング１４６がより小さい磁力にてロータ
のスピン軸１２６の整合状態を迅速に回復することを可能にする。
【００５２】 フライホイールが不作動、すなわち、待機モードにあるとき、磁気懸架装置１
４６、１４８は、ベアリング抗力及び速度の低下を最小にする。摩擦損失を更に
少なくするため、封じ込めロータ１２０は、メカニカルベアリング１４２のベア
リング抗力を減少させ得るように減速する。多数のモータ／発電機を電子的に制
御し且つ管理することを介して、封じ込めロータ１２０の運動エネルギは、封じ
込めロータ１２０が減速するが、これにもかかわらず、モーメントの制御状態を
保ち続けるとき、高速度ロータ１１８に伝達することができる。
４６、１４８は、ベアリング抗力及び速度の低下を最小にする。摩擦損失を更に
少なくするため、封じ込めロータ１２０は、メカニカルベアリング１４２のベア
リング抗力を減少させ得るように減速する。多数のモータ／発電機を電子的に制
御し且つ管理することを介して、封じ込めロータ１２０の運動エネルギは、封じ
込めロータ１２０が減速するが、これにもかかわらず、モーメントの制御状態を
保ち続けるとき、高速度ロータ１１８に伝達することができる。
【００５３】 図１０には、単一の懸架／駆動機構１３０と、単一の２ステータモータ／発電
機１２８とを有する本発明の一つの代替的な実施の形態の側面断面図が示してあ
る。上述したように、図２を参照すると、懸架／駆動機構１３０は、軸１２６の
各端部に設けることができる。これに反して、図１０の実施の形態において、懸
架／駆動機構１３０は、軸１２６の一端にのみ配置される。更に、２モータ及び
２駆動装置のトルク及び動力が保証されない特定の用途の場合、単一のモータ／
発電機１２８を採用することができる。図１０の懸架／駆動装置１３０は、コス
ト及び重量を軽減し、また、利用可能な空間を効率良く使用することを可能にす
る。
機１２８とを有する本発明の一つの代替的な実施の形態の側面断面図が示してあ
る。上述したように、図２を参照すると、懸架／駆動機構１３０は、軸１２６の
各端部に設けることができる。これに反して、図１０の実施の形態において、懸
架／駆動機構１３０は、軸１２６の一端にのみ配置される。更に、２モータ及び
２駆動装置のトルク及び動力が保証されない特定の用途の場合、単一のモータ／
発電機１２８を採用することができる。図１０の懸架／駆動装置１３０は、コス
ト及び重量を軽減し、また、利用可能な空間を効率良く使用することを可能にす
る。
【００５４】 図１１には、逆駆動／懸架装置１３０を有する本発明のフライホイールのバッ
テリ装置が一つの実施の形態の側面断面図で示してある。図示するように、磁気
ベアリング１４６、１４８及びモータ／発電機１２８に対するポスト１２４、ベ
アリング１４２及び駆動ホイール１２２の位置は、図２に関して以前に説明した
ものとは逆にしてある。上述した駆動／懸架装置と異なり、磁気ベアリング１４
６、１４８及びモータ／発電機１２８は、高速度ロータ１１８の内部すなわち外
径内に実質的に配置されている。この配置は、負圧シリンダ１１２及び関連する
ポスト締め付け静止ハウジング１５８の軸方向寸法を最小にする。この実施の形
態は、軸方向寸法が最小であることを必要とする用途にて特に有用である。
テリ装置が一つの実施の形態の側面断面図で示してある。図示するように、磁気
ベアリング１４６、１４８及びモータ／発電機１２８に対するポスト１２４、ベ
アリング１４２及び駆動ホイール１２２の位置は、図２に関して以前に説明した
ものとは逆にしてある。上述した駆動／懸架装置と異なり、磁気ベアリング１４
６、１４８及びモータ／発電機１２８は、高速度ロータ１１８の内部すなわち外
径内に実質的に配置されている。この配置は、負圧シリンダ１１２及び関連する
ポスト締め付け静止ハウジング１５８の軸方向寸法を最小にする。この実施の形
態は、軸方向寸法が最小であることを必要とする用途にて特に有用である。
【００５５】 図１２Ａには、本発明の反対方向に回転するフライホイールのバッテリ装置が
別の代替的な実施の形態にて図示されている。図１２Ａの実施の形態は、駆動ホ
イール１２２がポスト１２４の周りで回転することに加えて、高速度ロータ１１
８のスピン軸線１２６の周りにて遊星形態で回転するための遊星駆動装置を備え
ている。この遊星駆動装置において、ベアリングポスト組立体１２４の各々は、
遊星軸２００に取り付けられる。遊星軸２００は、軸１２６と同軸状に配置され
た静止体２０２の周りを回転する。この回転を許容するため、遊星軸２００は、
それ自体の組みの半径方向磁気ベアリング２０４及び軸方向磁気ベアリング２０
６を有している。磁気ベアリング２０４、２０６は、受動型及び能動型双方の磁
気ベアリングの組み合わせとすることができる。
別の代替的な実施の形態にて図示されている。図１２Ａの実施の形態は、駆動ホ
イール１２２がポスト１２４の周りで回転することに加えて、高速度ロータ１１
８のスピン軸線１２６の周りにて遊星形態で回転するための遊星駆動装置を備え
ている。この遊星駆動装置において、ベアリングポスト組立体１２４の各々は、
遊星軸２００に取り付けられる。遊星軸２００は、軸１２６と同軸状に配置され
た静止体２０２の周りを回転する。この回転を許容するため、遊星軸２００は、
それ自体の組みの半径方向磁気ベアリング２０４及び軸方向磁気ベアリング２０
６を有している。磁気ベアリング２０４、２０６は、受動型及び能動型双方の磁
気ベアリングの組み合わせとすることができる。
【００５６】 メカニカルベアリング１４２及び関係するベアリングホイール１２２は、ポス
ト１２４の周りを回転自在である。このように、遊星軸２００及び駆動ホイール
１２４が中央の高速度軸１２６の周りで回転するとき、メカニカル軸受１２６及
び駆動ホイール１２２は、ポスト１２４の周りを回転する。図１２Ｂには、線Ｂ
−Ｂに沿った装置の図が示してある。
ト１２４の周りを回転自在である。このように、遊星軸２００及び駆動ホイール
１２４が中央の高速度軸１２６の周りで回転するとき、メカニカル軸受１２６及
び駆動ホイール１２２は、ポスト１２４の周りを回転する。図１２Ｂには、線Ｂ
−Ｂに沿った装置の図が示してある。
【００５７】 遊星軸２００は、モータ／発電機２０８により静止体２０２の周りを駆動され
る。高速度ロータ１１８は、モータ／発電機１２８により駆動される。メカニカ
ルベアリング１４２及び駆動ホイール１２２の回転速度は、モータ／発電機１２
８、２０８が駆動されるときの相対的速度によって、及び駆動ホイール１２２、
軸ホイール１４０及び力伝達リング１５０の間に存在する接触及び磁気的接続に
よって決まる。２つのモータ／発電機１２８、２０８の回転周波数を制御するこ
とにより、ベアリング１４２、ロータ１１８、及び封じ込めロータ１２０の相対
的な回転速度を制御することが可能である。代替的に、ロータ１１８又は遊星軸
２００をモータ／発電機に接続することに代えて、駆動ホイール１２２の各々を
モータ／発電機に接続し、これにより、ロータ１１８、封じ込めロータ１２０、
及び駆動ホイール１２２の相対的な回転周波数に亙って同一程度の制御を可能で
あるようにしてもよいことが理解されよう。
る。高速度ロータ１１８は、モータ／発電機１２８により駆動される。メカニカ
ルベアリング１４２及び駆動ホイール１２２の回転速度は、モータ／発電機１２
８、２０８が駆動されるときの相対的速度によって、及び駆動ホイール１２２、
軸ホイール１４０及び力伝達リング１５０の間に存在する接触及び磁気的接続に
よって決まる。２つのモータ／発電機１２８、２０８の回転周波数を制御するこ
とにより、ベアリング１４２、ロータ１１８、及び封じ込めロータ１２０の相対
的な回転速度を制御することが可能である。代替的に、ロータ１１８又は遊星軸
２００をモータ／発電機に接続することに代えて、駆動ホイール１２２の各々を
モータ／発電機に接続し、これにより、ロータ１１８、封じ込めロータ１２０、
及び駆動ホイール１２２の相対的な回転周波数に亙って同一程度の制御を可能で
あるようにしてもよいことが理解されよう。
【００５８】 上述したような遊星駆動装置は多数の有利な点をもたらす。ロータ１１８、遊
星軸１２０又は駆動ホイール１２２の何れか２つに対してモータを取り付けるこ
とは、構成要素１２２、１４２、１４０の寸法を調節したり又は変更することを
必要とせずに、ロータ１１８、１２０の相対的な回転周波数を正確に制御するこ
とを可能にする。かかる正確な制御は、相対的な正味モーメント及びそれに伴う
ジャイロ荷重を動的に変化させる制御及び能力を向上させる。更に、遊星型の多
数モータ／発電機の実施の形態は、フライホイール装置がエネルギ貯蔵、モータ
トルク、動力及び比エネルギを向上させることを可能にする。
星軸１２０又は駆動ホイール１２２の何れか２つに対してモータを取り付けるこ
とは、構成要素１２２、１４２、１４０の寸法を調節したり又は変更することを
必要とせずに、ロータ１１８、１２０の相対的な回転周波数を正確に制御するこ
とを可能にする。かかる正確な制御は、相対的な正味モーメント及びそれに伴う
ジャイロ荷重を動的に変化させる制御及び能力を向上させる。更に、遊星型の多
数モータ／発電機の実施の形態は、フライホイール装置がエネルギ貯蔵、モータ
トルク、動力及び比エネルギを向上させることを可能にする。
【００５９】 図１３には、本発明のフライホイールのバッテリ装置が更に別の実施の形態に
て図示されている。図１３の装置は、直結駆動装置であり、これにより、ロータ
１１８及び封じ込めロータ１２０の各々は、モータ／発電機２１６、２２２に接
続される。上述した実施の形態における、ロータ１１８と封じ込めロータ１２０
とを接続する駆動／懸架装置１３０は、図1３の装置には存在しなことが分かる 。これに代えて、図１３の実施の形態において、多数のロータ２１６、２２２を
同期化させることにより正味モーメントは制御される。図１３の実施の形態にお
いて、高速度ロータ１１８は、半径方向磁気ベアリング１４６及び軸方向磁気ベ
アリング１４８上に支持されている。モータ／発電機２１６は、取り付けた軸に
装着されたメカニカル接地ベアリングにより軸１２６上に支持された高速度ロー
タ１１８を駆動する。高速度磁気ベアリング１４６の過荷重のとき、メカニカル
接地ベアリング２１４が設けられる。軸方向磁気ベアリング２２０及び半径方向
磁気ベアリング２１８は、低速度及び高トルクモータ発電機２２２がエネルギ及
び動力を供給する状態にて封じ込めロータ１２０を支持する。低速度の封じ込め
ロータの磁気ベアリングに過荷重を与えるため接触擦り接地ベアリング２２４が
設けられる。図１３の実施の形態は、封じ込めロータ１２０に対して内側から外
に出る設計であり、また、高速度ロータ１１８に関して従来型式の設計である。
て図示されている。図１３の装置は、直結駆動装置であり、これにより、ロータ
１１８及び封じ込めロータ１２０の各々は、モータ／発電機２１６、２２２に接
続される。上述した実施の形態における、ロータ１１８と封じ込めロータ１２０
とを接続する駆動／懸架装置１３０は、図1３の装置には存在しなことが分かる 。これに代えて、図１３の実施の形態において、多数のロータ２１６、２２２を
同期化させることにより正味モーメントは制御される。図１３の実施の形態にお
いて、高速度ロータ１１８は、半径方向磁気ベアリング１４６及び軸方向磁気ベ
アリング１４８上に支持されている。モータ／発電機２１６は、取り付けた軸に
装着されたメカニカル接地ベアリングにより軸１２６上に支持された高速度ロー
タ１１８を駆動する。高速度磁気ベアリング１４６の過荷重のとき、メカニカル
接地ベアリング２１４が設けられる。軸方向磁気ベアリング２２０及び半径方向
磁気ベアリング２１８は、低速度及び高トルクモータ発電機２２２がエネルギ及
び動力を供給する状態にて封じ込めロータ１２０を支持する。低速度の封じ込め
ロータの磁気ベアリングに過荷重を与えるため接触擦り接地ベアリング２２４が
設けられる。図１３の実施の形態は、封じ込めロータ１２０に対して内側から外
に出る設計であり、また、高速度ロータ１１８に関して従来型式の設計である。
【００６０】 上述したフライホイールのバッテリ装置の新規な要素を別にして、高速度ロー
タ１１８は、最小重量、低慣性力、最大エネルギ及び極めて大きい比エネルギを
有するよう特別に設計されており、新規であり且つそれ自体が発明を構成する。
全体として、フライホイールロータは、回転運動エネルギとしてエネルギを貯蔵
する手段を提供する。フライホイールが作動するときの極めて高速度の回転速度
にて生じる応力に耐えると共に、貯蔵した運動エネルギの十分な主要な供給源を
も提供する最小重量のロータを設計することは、当該技術分野にて常に研究課題
とされている。貯蔵したエネルギ源として作用するロータは、許容可能な自然周
波数にて作動し、フライホイール装置に対し許容可能な振動／音響上の特徴を備
え、動力を供給すべく許容可能なトルクを発生させ、また、製造及び釣合い上、
実際的な形態であるようにしなければならない。極めて高速度の回転速度にて、
ロータは、ロータが歪み又は回転軸線から半径方向に「伸びる」ようにする実質
的な遠心力が加わることがしばしばある。この「伸び」は極めて顕著となり、ロ
ータ材料の強度を十分に上廻る可能性がある。かかる場合、ロータは構成要素が
分離し、破局的な破損及び破断を生ずる可能性がある。半径方向寸法（すなわち
直径）を縮小することでこうした問題点を解決しようとする試みは、所望のエネ
ルギレベルを最小重量及び最小慣性力にて保つため、長さを長くし且つ／又はそ
れに対応してスピン速度を増すことを必要とする。こうした方策は、高速度ロー
タの自然周波数及び臨界的速度に関係する動的な問題点を悪化させ、構造的材料
の限界値に更に条件を課し、その軸方向へ収容するときの幾何学的形態を増大さ
せ、フライホイールロータのトルク伝達能力を更に低下させるだけである。この
ため、過剰な半径方向への伸びに対応するが、堅固な状態を保つ機械的エネルギ
貯蔵媒体であるようにする、最小重量のフライホイールのバッテリロータを設計
することが当該技術分野の１つの課題である。
タ１１８は、最小重量、低慣性力、最大エネルギ及び極めて大きい比エネルギを
有するよう特別に設計されており、新規であり且つそれ自体が発明を構成する。
全体として、フライホイールロータは、回転運動エネルギとしてエネルギを貯蔵
する手段を提供する。フライホイールが作動するときの極めて高速度の回転速度
にて生じる応力に耐えると共に、貯蔵した運動エネルギの十分な主要な供給源を
も提供する最小重量のロータを設計することは、当該技術分野にて常に研究課題
とされている。貯蔵したエネルギ源として作用するロータは、許容可能な自然周
波数にて作動し、フライホイール装置に対し許容可能な振動／音響上の特徴を備
え、動力を供給すべく許容可能なトルクを発生させ、また、製造及び釣合い上、
実際的な形態であるようにしなければならない。極めて高速度の回転速度にて、
ロータは、ロータが歪み又は回転軸線から半径方向に「伸びる」ようにする実質
的な遠心力が加わることがしばしばある。この「伸び」は極めて顕著となり、ロ
ータ材料の強度を十分に上廻る可能性がある。かかる場合、ロータは構成要素が
分離し、破局的な破損及び破断を生ずる可能性がある。半径方向寸法（すなわち
直径）を縮小することでこうした問題点を解決しようとする試みは、所望のエネ
ルギレベルを最小重量及び最小慣性力にて保つため、長さを長くし且つ／又はそ
れに対応してスピン速度を増すことを必要とする。こうした方策は、高速度ロー
タの自然周波数及び臨界的速度に関係する動的な問題点を悪化させ、構造的材料
の限界値に更に条件を課し、その軸方向へ収容するときの幾何学的形態を増大さ
せ、フライホイールロータのトルク伝達能力を更に低下させるだけである。この
ため、過剰な半径方向への伸びに対応するが、堅固な状態を保つ機械的エネルギ
貯蔵媒体であるようにする、最小重量のフライホイールのバッテリロータを設計
することが当該技術分野の１つの課題である。
【００６１】 本発明の最小重量、最大比エネルギの高速度ロータ１１８は、半径方向への伸
びを補正し且つ十分なトルク伝達媒体であるように十分に堅固でなるよう特別に
設計されている。テーパー付き部分、複合リム、相互接続部分、微妙な機械的な
組立体の制御及び技術を特徴的に釣り合わせた独特の設計思想を適用することに
より、多くの用途に適した高エネルギ密度のフライホイールロータが開発された
ものである。
びを補正し且つ十分なトルク伝達媒体であるように十分に堅固でなるよう特別に
設計されている。テーパー付き部分、複合リム、相互接続部分、微妙な機械的な
組立体の制御及び技術を特徴的に釣り合わせた独特の設計思想を適用することに
より、多くの用途に適した高エネルギ密度のフライホイールロータが開発された
ものである。
【００６２】 図１４には、本発明の高速度ロータ１１８の側面断面図が図示されている。図
示するように、ロータ１１８は、内側リム部分３１０と、より長い外側リム部分
３１２とを備えている。遷移部分すなわちハブ部分３１４には、内側リム部分３
１０と外側リム部分３１２との間にてテーパーが付けられている。遷移部分３１
４は、スペーサ３１６を介して外側リム部分３１２に機械的に嵌められている。
図１５には、湾曲し又は放物線状の遷移部分３１４を有する一つの代替的なロー
タの設計の図が示してある。図１６には、放物線状の遷移部分３１４が本発明の
駆動／懸架装置１３０内に内蔵されたロータ１１８を有する完全なフライホイー
ルバッテリ装置が図示されている。
示するように、ロータ１１８は、内側リム部分３１０と、より長い外側リム部分
３１２とを備えている。遷移部分すなわちハブ部分３１４には、内側リム部分３
１０と外側リム部分３１２との間にてテーパーが付けられている。遷移部分３１
４は、スペーサ３１６を介して外側リム部分３１２に機械的に嵌められている。
図１５には、湾曲し又は放物線状の遷移部分３１４を有する一つの代替的なロー
タの設計の図が示してある。図１６には、放物線状の遷移部分３１４が本発明の
駆動／懸架装置１３０内に内蔵されたロータ１１８を有する完全なフライホイー
ルバッテリ装置が図示されている。
【００６３】 ロータ１１８の製造材料は、高速度の回転速度にて最適に作動し得るよう特別
に選択したものである。ロータの設計における１つの臨界的な条件は、ロータの
回転運動エネルギと角度モーメントとの比である。可能な限り最大の比を有し、
これにより、可能な限り最高の作動スピン速度が得られるようにすることが好ま
しい。ロータは、多量のエネルギを貯蔵するため極めて迅速に回転しなければな
らないが、ロータが顕著な変形を伴わずに加速し且つ減速し得るように制御され
た角度モーメントを有しなければならない。また、ロータは回転運動エネルギと
回転慣性力との比が大きいことが好ましい。大きい比であれば、最小の回転慣性
力にて運動エネルギを最大限貯蔵することが可能となるが、この場合にも、可能
な限り最高の作動スピン速度が必要である。最小の回転慣性力であれば、ロータ
の加速及び減速のためのトルクが最小であることが可能となる。
に選択したものである。ロータの設計における１つの臨界的な条件は、ロータの
回転運動エネルギと角度モーメントとの比である。可能な限り最大の比を有し、
これにより、可能な限り最高の作動スピン速度が得られるようにすることが好ま
しい。ロータは、多量のエネルギを貯蔵するため極めて迅速に回転しなければな
らないが、ロータが顕著な変形を伴わずに加速し且つ減速し得るように制御され
た角度モーメントを有しなければならない。また、ロータは回転運動エネルギと
回転慣性力との比が大きいことが好ましい。大きい比であれば、最小の回転慣性
力にて運動エネルギを最大限貯蔵することが可能となるが、この場合にも、可能
な限り最高の作動スピン速度が必要である。最小の回転慣性力であれば、ロータ
の加速及び減速のためのトルクが最小であることが可能となる。
【００６４】 当該発明者達は、複合材料はこうした基準を殆ど十分に満足し得るが、ロータ
の用途に対応してその他の材料と置換することも可能であることが分かった。ロ
ータの角度モーメントと回転運動エネルギの比の可能な限り最大の値、及び比エ
ネルギーの最大値を実現するため、利用可能な最高の比強度を有する複合材料が
高速度ロータ１１８にて使用される。同様に、複合材料はロータに対し回転運動
エネルギと回転慣性力との大きい比を提供する。このように、ロータはフライホ
イールが破損する間、封じ込めロータ１２０への角度モーメントの伝達を最小に
して運動エネルギの貯蔵を最大にすることを可能にし、また、最小のジャイロ力
に対し封じ込めロータ１２０によって正味モーメントの釣合い状態を保つことを
可能にする。更に、ロータ１１８は、加速及び減速のためには最小トルクがあれ
ばよいが、フライホイールのバッテリ装置からの最高動力需要を満足するため、
モータ発電機の最大のトルク必要量に対応することができる。
の用途に対応してその他の材料と置換することも可能であることが分かった。ロ
ータの角度モーメントと回転運動エネルギの比の可能な限り最大の値、及び比エ
ネルギーの最大値を実現するため、利用可能な最高の比強度を有する複合材料が
高速度ロータ１１８にて使用される。同様に、複合材料はロータに対し回転運動
エネルギと回転慣性力との大きい比を提供する。このように、ロータはフライホ
イールが破損する間、封じ込めロータ１２０への角度モーメントの伝達を最小に
して運動エネルギの貯蔵を最大にすることを可能にし、また、最小のジャイロ力
に対し封じ込めロータ１２０によって正味モーメントの釣合い状態を保つことを
可能にする。更に、ロータ１１８は、加速及び減速のためには最小トルクがあれ
ばよいが、フライホイールのバッテリ装置からの最高動力需要を満足するため、
モータ発電機の最大のトルク必要量に対応することができる。
【００６５】 複合材料にて製造されたロータは更なる有利な点をもたらす。複合材料を使用
することは、フライホイールロータにおける金属材料の量を最小にする。このた
め、破断状態のとき金属破片が発生する可能性が少なくなり、これにより、封じ
込めロータ１２０に対する要求及び必要条件の点にて利点をもたらす。また、複
合材料は軽量でもあり、このため、可動の用途に使用するのに最適な材料である
。
することは、フライホイールロータにおける金属材料の量を最小にする。このた
め、破断状態のとき金属破片が発生する可能性が少なくなり、これにより、封じ
込めロータ１２０に対する要求及び必要条件の点にて利点をもたらす。また、複
合材料は軽量でもあり、このため、可動の用途に使用するのに最適な材料である
。
【００６６】 内側リム部分３１０及び外側リム部分３１２は、円周フィラメント巻きした構
造を備えている、すなわち、複合材（繊維及びマトリックス）のフィラメント又
は繊維が周方向に、すなわち、複合ロータの半径に対して接線方向に巻かれてい
る。かかる形態は繊維の方向、すなわち、半径方向の接線方向で且つスピン軸線
に対して垂直な方向へ顕著な強度を提供する。半径方向又は軸方向に存在する複
合材料の量は全体として最小限となり、接線方向への繊維量を最大にし、このた
め、接線方向への構成要素の強度を最大にするが、他の方向への構成要素の許容
可能な強度をも保証する。このように、材料の強度の主要方向（すなわち、繊維
に沿った方向）は、主として、遠心荷重を支持するのに必要な方向（接線方向）
に方向決めされ、このため、必要とされる構造的一体性を保証すべく幾つかの繊
維は他の方向（軸方向及び／又は半径方向）に付与することができる。
造を備えている、すなわち、複合材（繊維及びマトリックス）のフィラメント又
は繊維が周方向に、すなわち、複合ロータの半径に対して接線方向に巻かれてい
る。かかる形態は繊維の方向、すなわち、半径方向の接線方向で且つスピン軸線
に対して垂直な方向へ顕著な強度を提供する。半径方向又は軸方向に存在する複
合材料の量は全体として最小限となり、接線方向への繊維量を最大にし、このた
め、接線方向への構成要素の強度を最大にするが、他の方向への構成要素の許容
可能な強度をも保証する。このように、材料の強度の主要方向（すなわち、繊維
に沿った方向）は、主として、遠心荷重を支持するのに必要な方向（接線方向）
に方向決めされ、このため、必要とされる構造的一体性を保証すべく幾つかの繊
維は他の方向（軸方向及び／又は半径方向）に付与することができる。
【００６７】 巻いたロータの構造は、最小重量、最大の回転速度及び最大のエネルギ貯蔵を
可能にする。しかしながら、この製造方法は、繊維の方向に対し直角又は垂直方
向、すなわち、横断方向への強度を低下させる。ら旋巻き部分、すなわち、軸方
向及び周方向繊維、又は半径方向繊維の配置の組み合わせは、軸方向及び／又は
半径方向にある程度の構造的一体性を提供し得るように実施することができる。
更に、内側リム部分３１０及び外側リム部分３１２は、望ましくない応力レベル
を減少させ得るよう共に重ね合わせた多数のリムにて形成することができる。こ
れと代替的に、これらのリムは、等級付けすることにより、すなわち、望ましく
ない応力レベル及び／又は変形パターンを最小にし得るように材料、繊維容量、
繊維マトリックス及び巻いた複合材料を変更することにより製造してもよい。
可能にする。しかしながら、この製造方法は、繊維の方向に対し直角又は垂直方
向、すなわち、横断方向への強度を低下させる。ら旋巻き部分、すなわち、軸方
向及び周方向繊維、又は半径方向繊維の配置の組み合わせは、軸方向及び／又は
半径方向にある程度の構造的一体性を提供し得るように実施することができる。
更に、内側リム部分３１０及び外側リム部分３１２は、望ましくない応力レベル
を減少させ得るよう共に重ね合わせた多数のリムにて形成することができる。こ
れと代替的に、これらのリムは、等級付けすることにより、すなわち、望ましく
ない応力レベル及び／又は変形パターンを最小にし得るように材料、繊維容量、
繊維マトリックス及び巻いた複合材料を変更することにより製造してもよい。
【００６８】 ハブすなわち遷移部分３１４はロータ全体の設計にとって臨界的である。ハブ
３１４は、内側リム部分３１０、外側リム部分３１２及びスペーサ３１６と同様
に、繊維の複合材料で製造される。ハブ３１４には内側リム部分３１０と外側リ
ム部分３１２との間にてテーパーが作られている。ロータ１１８を全体として見
たとき、遷移部分３１４は、内側リム部分３１０及び外側リム部分３１２を接続
する円錐形の形状を形成するということができる。好ましくは、円錐形の遷移部
分３１４に対するテーパー角度は、内側リムの回転軸線から測定して１０乃至４
０°の範囲にあるようにすることが好ましい。ハブ３１４の複合的構成部分に沿
ったテーパー付きの遷移部分は、内側リム部分３１０と外側リム部分３１２との
間にて大きい相対的な半径方向伸びを許容する。約１４００ｍ／秒の外径の周速
度にて作動するロータに対し１．７７８ｍｍ（０．０７０インチ）程度の大きい
相対的な半径方向への伸びを許容することにより、高速度周波数の間、外側リム
３１２が顕著な「伸び」を受けるとき、遷移部分３１４はロータ要素３１０、３
１２、３１６が係合状態を保つための機構を提供する。また、遷移部分は相互接
続する全てのフライホイール構成要素間の変形が構造的に適合することを可能に
するのに必要な静止時及び速度時の変形パターンを提供する。二重の複合円錐形
の設計は、望ましくない自然周波数及び動的変形を作動範囲内で最小にするのに
十分な軸方向及び半径方向への堅固さも提供する。更に、複合円錐形の設計は、
動力を供給し、また、最小重量のフライホイールのロータエネルギを補充するた
めの優れたトルク伝達能力を提供する。
３１４は、内側リム部分３１０、外側リム部分３１２及びスペーサ３１６と同様
に、繊維の複合材料で製造される。ハブ３１４には内側リム部分３１０と外側リ
ム部分３１２との間にてテーパーが作られている。ロータ１１８を全体として見
たとき、遷移部分３１４は、内側リム部分３１０及び外側リム部分３１２を接続
する円錐形の形状を形成するということができる。好ましくは、円錐形の遷移部
分３１４に対するテーパー角度は、内側リムの回転軸線から測定して１０乃至４
０°の範囲にあるようにすることが好ましい。ハブ３１４の複合的構成部分に沿
ったテーパー付きの遷移部分は、内側リム部分３１０と外側リム部分３１２との
間にて大きい相対的な半径方向伸びを許容する。約１４００ｍ／秒の外径の周速
度にて作動するロータに対し１．７７８ｍｍ（０．０７０インチ）程度の大きい
相対的な半径方向への伸びを許容することにより、高速度周波数の間、外側リム
３１２が顕著な「伸び」を受けるとき、遷移部分３１４はロータ要素３１０、３
１２、３１６が係合状態を保つための機構を提供する。また、遷移部分は相互接
続する全てのフライホイール構成要素間の変形が構造的に適合することを可能に
するのに必要な静止時及び速度時の変形パターンを提供する。二重の複合円錐形
の設計は、望ましくない自然周波数及び動的変形を作動範囲内で最小にするのに
十分な軸方向及び半径方向への堅固さも提供する。更に、複合円錐形の設計は、
動力を供給し、また、最小重量のフライホイールのロータエネルギを補充するた
めの優れたトルク伝達能力を提供する。
【００６９】 遷移部分３１４のより小径端すなわちより狭小端は、内側リム３１０と円錐形
の遷移部分３１４との間の接触要素として機能する。作動中、円錐形部分３１４
の狭小端を内側リム３１０に固着し且つ内側リム３１０の半径方向への伸びを減
少させるため、高剛性のバンド部（重ね合わせ部分）３１８が組み込まれている
。
の遷移部分３１４との間の接触要素として機能する。作動中、円錐形部分３１４
の狭小端を内側リム３１０に固着し且つ内側リム３１０の半径方向への伸びを減
少させるため、高剛性のバンド部（重ね合わせ部分）３１８が組み込まれている
。
【００７０】 外側リム３１２はスペーサ３１６と係合し、スペーサ３１６はハブ３１４の大
径端と係合する。外側リム３１２には、スペーサ３１６が装着されており、スペ
ーサ３１６は装置の設計及び材料と適合可能な締まり嵌めを採用してハブ３１４
内に圧力嵌めされる。外側リム３１２及び円錐形の遷移ハブ３１４の組み立てを
容易にすると共に、ハブ３１４と外側リム３１２との間の半径方向への変形が適
合可能な状態を保つのに役立ち得るように、フィラメント巻きしたスペーサリン
グ３１６が設けられている。スペーサリング３１６は、また、リム３１２の各端
部に対し追加的な堅固さをも提供する。
径端と係合する。外側リム３１２には、スペーサ３１６が装着されており、スペ
ーサ３１６は装置の設計及び材料と適合可能な締まり嵌めを採用してハブ３１４
内に圧力嵌めされる。外側リム３１２及び円錐形の遷移ハブ３１４の組み立てを
容易にすると共に、ハブ３１４と外側リム３１２との間の半径方向への変形が適
合可能な状態を保つのに役立ち得るように、フィラメント巻きしたスペーサリン
グ３１６が設けられている。スペーサリング３１６は、また、リム３１２の各端
部に対し追加的な堅固さをも提供する。
【００７１】 円錐形の遷移部分３１４の左右対称の形態は、高速度ロータ１１８、磁気及び
メカニカルベアリング１４６、１４８、２１４及びモータ発電機２１６を図１１
に図示するように便宜に位置決めすることを可能にし、また、スペーサの相互接
続部３１６にて遷移部分３１４の内側に多数の釣合い面（図示せず）をも提供す
る。この内側の位置（ロータリム３１２、スペーサ３１６及び遷移部分３１４の
組立体内の位置）は、作用可能な遠心力がリム３１２に対し更に重りを拘束する
ため、釣合い補正重りとして好ましい。このこのとは、外部から付与された重り
は高速度の回転速度にて「飛び出す」傾向のあることと相違する。機械的手段（
研磨、穿孔等）により重量を除去することを通じてロータを釣り合わせることは
、複合材料を弱体にし且つロータの過早破損の原因となるため、望ましくない。
釣合い位置は、フライホイール装置の保守及び安全な作動のためアクセス可能で
ある。
メカニカルベアリング１４６、１４８、２１４及びモータ発電機２１６を図１１
に図示するように便宜に位置決めすることを可能にし、また、スペーサの相互接
続部３１６にて遷移部分３１４の内側に多数の釣合い面（図示せず）をも提供す
る。この内側の位置（ロータリム３１２、スペーサ３１６及び遷移部分３１４の
組立体内の位置）は、作用可能な遠心力がリム３１２に対し更に重りを拘束する
ため、釣合い補正重りとして好ましい。このこのとは、外部から付与された重り
は高速度の回転速度にて「飛び出す」傾向のあることと相違する。機械的手段（
研磨、穿孔等）により重量を除去することを通じてロータを釣り合わせることは
、複合材料を弱体にし且つロータの過早破損の原因となるため、望ましくない。
釣合い位置は、フライホイール装置の保守及び安全な作動のためアクセス可能で
ある。
【００７２】 遷移部分３１４は、追加的な特殊な機能部分、すなわち、伸びリング３２０（
図１４に破線で図示）を内蔵している。この伸びリングは、遷移部分３１４をス
ペーサ３１６に対し、これに対応してリム３１２に加わる遠心力が発生されるこ
とを確実にすることにより、従来技術の難点を補正し得るよう特に設計されてい
る。この特殊な設計の構成要素は、フライホイールロータを備える他の構成要素
に入念に釣り合うように設計されており、それは、この構成要素は、特殊な複合
材料で製造し、製造リム上にて所望の遠心荷重を提供し得るよう構造及び遠心力
による伸びの特徴の点で意図的に非適合状態としてあるからである。
図１４に破線で図示）を内蔵している。この伸びリングは、遷移部分３１４をス
ペーサ３１６に対し、これに対応してリム３１２に加わる遠心力が発生されるこ
とを確実にすることにより、従来技術の難点を補正し得るよう特に設計されてい
る。この特殊な設計の構成要素は、フライホイールロータを備える他の構成要素
に入念に釣り合うように設計されており、それは、この構成要素は、特殊な複合
材料で製造し、製造リム上にて所望の遠心荷重を提供し得るよう構造及び遠心力
による伸びの特徴の点で意図的に非適合状態としてあるからである。
【００７３】 テーパー付きの遷移部分を有するロータの設計は、従来から使用されているも
のであることが分かる。例えば、「高速度フライホイール（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅ
ｄ Ｆｌｙｗｈｅｅｌ）」という名称の米国特許第５，０１２，６９４号（第‘
６９４号特許）は、テーパー付き部分を採用するロータを記載している。この特
許において、遷移部分すなわちハブは、外側リムよりも早い速度にて半径方向外
方に伸び得る設計としてある。この外方への伸びは、リム部分に有利な半径方向
力を生じさせ、このことは、作動速度にてリム部分に加わる半径方向応力を減少
させる。制限された回転速度とし且つより低い比エネルギとするためには、第‘
６９４号特許に開示されたような設計が満足し得るものである。しかしながら、
高速の回転速度とすると同時に、エネルギ貯蔵ロータ１１８の比エネルギを最大
にすることは、かかる装置の設計値を大幅に超える可能性がある。かかる状況下
にて、遷移部分単独では、リム構成要素のようにより速い速度にて容易に外方に
伸びない。テーパー付きの遷移部分単独では、かかる高速度にて十分に補正し得
ない。従来のロータは、次のこと、すなわち、遷移部分とリムの構成要素との間
の変形の適合可能性、フライホイールから軸への荷重の伝達、構造的堅固さ及び
作動上の安全性に関して許容し得る解決策を提供できない。このため、過度の回
転速度にて作動する最小重量の改良されたロータが必要とされている。
のであることが分かる。例えば、「高速度フライホイール（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅ
ｄ Ｆｌｙｗｈｅｅｌ）」という名称の米国特許第５，０１２，６９４号（第‘
６９４号特許）は、テーパー付き部分を採用するロータを記載している。この特
許において、遷移部分すなわちハブは、外側リムよりも早い速度にて半径方向外
方に伸び得る設計としてある。この外方への伸びは、リム部分に有利な半径方向
力を生じさせ、このことは、作動速度にてリム部分に加わる半径方向応力を減少
させる。制限された回転速度とし且つより低い比エネルギとするためには、第‘
６９４号特許に開示されたような設計が満足し得るものである。しかしながら、
高速の回転速度とすると同時に、エネルギ貯蔵ロータ１１８の比エネルギを最大
にすることは、かかる装置の設計値を大幅に超える可能性がある。かかる状況下
にて、遷移部分単独では、リム構成要素のようにより速い速度にて容易に外方に
伸びない。テーパー付きの遷移部分単独では、かかる高速度にて十分に補正し得
ない。従来のロータは、次のこと、すなわち、遷移部分とリムの構成要素との間
の変形の適合可能性、フライホイールから軸への荷重の伝達、構造的堅固さ及び
作動上の安全性に関して許容し得る解決策を提供できない。このため、過度の回
転速度にて作動する最小重量の改良されたロータが必要とされている。
【００７４】 本発明のロータ１１８は、従来の設計の難点を解決し、より高速の転速度にて
作動可能なエネルギ比のより大きいロータを可能にする。具体的には、テーパー
付きの遷移部分３１４、スペーサ３１６、スペーサ３１４の遠心荷重、遷移部分
３１４とスペーサ３１６との間の組立て相互接続部、伸びリング３２０及び特殊
なリムの製造方法を独自に組み合わせることは、従来のロータが不可能であった
回転速度にて本発明のロータが作動することを可能にする。
作動可能なエネルギ比のより大きいロータを可能にする。具体的には、テーパー
付きの遷移部分３１４、スペーサ３１６、スペーサ３１４の遠心荷重、遷移部分
３１４とスペーサ３１６との間の組立て相互接続部、伸びリング３２０及び特殊
なリムの製造方法を独自に組み合わせることは、従来のロータが不可能であった
回転速度にて本発明のロータが作動することを可能にする。
【００７５】 従来技術のロータと相違して、本発明のロータにおいて、補強用スペーサ３１
６と組み合わせて、テーパー付きの遷移部分３１４が使用される。スペーサ３１
６は、外側リム３１２に対する補強及び支持作用を提供する。更に、スペーサ３
１６は、遷移部分３１４を取り付けることのできるリム３１２に局部的に堅固な
部分を提供する。更に、スペーサ３１６は、釣合い重りを載せるためのアクセス
可能な位置を提供する。遷移部分３１４は、スペーサ３１６に機械的に嵌めて組
み立てられ、半径方向への変形パターンの適合可能性を提供し、またエネルギを
追加し且つ取り出すべくリム３１２への機械的荷重の伝達を確実にする。特殊な
伸びリングは、かかる作用に更に役立つ。スペーサ３１６は、遷移部分３１４を
付勢してリム３１２の半径方向への伸びに従動するようにし、また、高速度の作
動時における半径方向への応力を減少する作用を果たす。
６と組み合わせて、テーパー付きの遷移部分３１４が使用される。スペーサ３１
６は、外側リム３１２に対する補強及び支持作用を提供する。更に、スペーサ３
１６は、遷移部分３１４を取り付けることのできるリム３１２に局部的に堅固な
部分を提供する。更に、スペーサ３１６は、釣合い重りを載せるためのアクセス
可能な位置を提供する。遷移部分３１４は、スペーサ３１６に機械的に嵌めて組
み立てられ、半径方向への変形パターンの適合可能性を提供し、またエネルギを
追加し且つ取り出すべくリム３１２への機械的荷重の伝達を確実にする。特殊な
伸びリングは、かかる作用に更に役立つ。スペーサ３１６は、遷移部分３１４を
付勢してリム３１２の半径方向への伸びに従動するようにし、また、高速度の作
動時における半径方向への応力を減少する作用を果たす。
【００７６】 スペーサ３１６に加えて、また、遷移部分３１４にて伸びリング３２０を使用
することにより、本発明のロータのリム３１２は、締まり嵌め状態にて組み立て
られる。締まり嵌めは、リム３１２により生じた半径方向への応力を減少させる
と共に、リム３１２の多数のリング構造体は通常の作動状態下にて分離しないこ
とを確実にするという効果がある。
することにより、本発明のロータのリム３１２は、締まり嵌め状態にて組み立て
られる。締まり嵌めは、リム３１２により生じた半径方向への応力を減少させる
と共に、リム３１２の多数のリング構造体は通常の作動状態下にて分離しないこ
とを確実にするという効果がある。
【００７７】 このため、本発明のロータ１１８は、従来技術の難点を解決する。具体的には
、本発明のロータは、伸びリング３２０を有するテーパー付きの遷移部分３１４
と、リム３１２及び遷移部分３１４に締まり嵌めしたスペーサ３１６とを組み合
わせ、従来、実現できなかったロータ１１８における特定のエネルギレベル及び
回転速度を実現するものである。
、本発明のロータは、伸びリング３２０を有するテーパー付きの遷移部分３１４
と、リム３１２及び遷移部分３１４に締まり嵌めしたスペーサ３１６とを組み合
わせ、従来、実現できなかったロータ１１８における特定のエネルギレベル及び
回転速度を実現するものである。
【００７８】 表１には、ロータ部分の一例としての実施の形態に関する詳細が記載してある
。
。
【００７９】
【表１】
【００８０】 表２には、ロータ部分の一例としての実施の形態の応力レベルに関する詳細が
記載してある。
記載してある。
【００８１】
【表２】
【００８２】 上記は、本発明の現在の好ましい実施の形態及び本発明の一例としての実施の
形態を掲げたものであるが、本発明の新規な教示から逸脱せずに、多数の代替的
な実施の形態が実現可能であることが当業者には理解されよう。当業者は、開示
した懸架／駆動装置に対し多数の軽微な変更を加え得ることが理解されよう。例
えば、ロータホイール１２２は色々な数にて採用可能である。同様に、色々な磁
気ベアリングの形態も使用可能である。更に、ロータ１１８、１２０の寸法及び
形状は、特定の用途の必要性に依存して変更可能である。従って、かかる改変例
の全ては特許請求の範囲に包含することを意図するものである。
形態を掲げたものであるが、本発明の新規な教示から逸脱せずに、多数の代替的
な実施の形態が実現可能であることが当業者には理解されよう。当業者は、開示
した懸架／駆動装置に対し多数の軽微な変更を加え得ることが理解されよう。例
えば、ロータホイール１２２は色々な数にて採用可能である。同様に、色々な磁
気ベアリングの形態も使用可能である。更に、ロータ１１８、１２０の寸法及び
形状は、特定の用途の必要性に依存して変更可能である。従って、かかる改変例
の全ては特許請求の範囲に包含することを意図するものである。
【図１】 本発明のフライホイールバッテリ装置の一つの好ましい実施の形態の斜視図で
ある。
ある。
【図２】 本発明のフライホイールバッテリ装置の一つの好ましい実施の形態の断面斜視
図である。
図である。
【図３】 本発明のフライホイールバッテリ装置の平面図である。
【図４】 図２の線Ａ−Ａに沿った駆動／懸架装置の内側の詳細断面図である。
【図５】 図１の本発明のフライホイール装置の組み合わせた懸架／駆動装置の拡大詳細
図である。
図である。
【図６】 ６Ａは駆動ホイール組立体の詳細図である。 ６Ｂは駆動ホイール組立体の一つの代替的な実施の形態の詳細図である。
【図７】 負圧シール及び軸方向ベアリングの詳細図と共に懸架／駆動装置を示す図であ
る。
る。
【図８】 負圧チャンバを備えない懸架／駆動装置の詳細図である。
【図９】 図２の本発明のフライホイール装置のベアリングポストの詳細図である。
【図１０】 コンパクトな単一の駆動機械的フライホイールバッテリ装置を備える一つの代
替的な実施の形態の断面図である。
替的な実施の形態の断面図である。
【図１１】 逆の懸架／駆動装置を備える本発明のフライホイール装置の断面図である。
【図１２】 遊星懸架／駆動装置を備える本発明のフライホイール装置の断面図である。
【図１３】 直結ロータ駆動装置を備える本発明のフライホイール装置の詳細図である。
【図１４】 直線状のテーパー付き遷移部分を備える本発明の高速度ロータの図である。
【図１５】 放物線状のテーパー付き遷移部分を備える本発明の高速度ロータの図である。
【図１６】 放物線状のテーパー付き遷移部分を備える高速度ロータが設けられた本発明の
フライホイールバッテリ装置の図である。
フライホイールバッテリ装置の図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年３月１２日（２００１．３．１２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０２Ｋ 16/00 Ｆ１６Ｆ 15/30 Ｓ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5H607 BB01 BB02 EE42 GG17
Claims (37)
- 【請求項１】 エネルギを蓄え且つ解放するフライホイール装置において、 第一の軸線の周りで回転可能な内側ロータと、 該第一の軸線と少なくとも一次元的面にて交差する第二の軸線の周りで回転可
能であり且つ前記内側ロータを実質的に取り巻く外側ロータと、を備えるフライ
ホイール装置。 - 【請求項２】 請求項１のフライホイール装置において、前記第一の軸線が
前記第二の軸線に対して平行である、フライホイール装置。 - 【請求項３】 請求項１のフライホイール装置において、前記第一の軸線及
び第二の軸線が一致する、フライホイール装置。 - 【請求項４】 請求項１のフライホイール装置において、前記内側ロータ及
び前記外側ロータが実質的に円筒状である、フライホイール装置。 - 【請求項５】 請求項１のフライホイール装置において、前記内側ロータ及
び前記外側ロータが互いに対し反対方向に回転する、フライホイール装置。 - 【請求項６】 請求項５のフライホイール装置において、前記内側ロータ及
び前記外側ロータが反対方向に回転するとき、正味モーメントが発生される、フ
ライホイール装置。 - 【請求項７】 請求項５のフライホイール装置において、前記内側ロータ及
び前記外側ロータが反対方向に回転するとき、実質的に零の正味モーメントが発
生される、フライホイール装置。 - 【請求項８】 請求項１のフライホイール装置において、前記内側ロータが
前記外側ロータの慣性力よりも相対的に小さい慣性力を有する、フライホイール
装置。 - 【請求項９】 請求項１のフライホイール装置において、前記内側ロータが
前記外側ロータよりも比較的速いスピン速度を有する、フライホイール装置。 - 【請求項１０】 請求項１のフライホイール装置において、負圧容器内に収
容された、フライホイール装置。 - 【請求項１１】 請求項１のフライホイール装置において、前記内側ロータ
及び前記外側ロータの相対的な回転速度を制御し、これにより、予め選択した正
味モーメントを発生させ得るように前記内側ロータ及び前記外側ロータを接続す
る手段を更に備える、フライホイール装置。 - 【請求項１２】 請求項１のフライホイール装置において、前記内側ロータ
及び前記外側ロータの相対的な回転速度を制御し、これにより、予め選択した正
味モーメントを発生させ得るように前記内側ロータ及び前記外側ロータを接続す
る駆動組立体を更に備える、フライホイール装置。 - 【請求項１３】 請求項１２のフライホイール装置において、前記駆動組立
体が、 前記内側ロータの中心から半径方向距離のところに前記内側ロータの軸線と実
質的に平行に配置された複数の駆動ホイールであって、前記内側ロータ及び前記
外側ロータと可動に相互に接続され、これにより、前記内側ロータの動きが前記
複数の駆動ホイールを通じて前記外側ロータに伝達され、これにより、前記外側
ロータが前記内側ロータに対して反対方向に回転するようになっている複数の駆
動ホイールを備える、フライホイール装置。 - 【請求項１４】 請求項１２のフライホイール装置において、前記駆動組立
体が、 前記内側ロータが一体に接続された駆動軸と、 前記駆動軸の中心から半径方向距離離れて前記駆動軸に対し実質的に平行に配
置された複数のベアリングポストと、 複数の駆動ホイールであって、その１つが前記複数のベアリングポストの各々
に取り付けられ、前記内側ロータ及び前記外側ロータと可動に相互に接続され、
これにより、前記内側ロータの動きが前記複数の駆動ホイールを通じて前記外側
ロータに伝達され、これにより、前記外側ロータが前記内側ロータに対して反対
方向に回転するようになっている複数の駆動ホイールとを備える、フライホイー
ル装置。 - 【請求項１５】 請求項１２のフライホイール装置において、前記駆動組立
体が、 前記内側ロータが一体に接続された駆動軸と、 前記駆動軸の周りに回転可能に取り付けられ、前記駆動軸と共に回転する軸駆
動ホイールと、 前記外側ロータに且つ該外側ロータから力を伝達し得るように前記外側ロータ
に一体に接続された力伝達リングであって、前記外側ロータと共に回転する力伝
達リングと、 前記駆動軸の軸方向中心から半径方向距離離れて前記駆動軸に対し実質的に平
行に配置された複数のベアリングポストと、 該複数のベアリングポスト上に回転可能に可動に取り付けられた複数のベアリ
ングと、 複数の駆動ホイールであって、その１つが前記ベアリングの各々に取り付けら
れ、前記力伝達リング及び前記軸駆動ホイールと可動に相互に接続され、これに
より、前記内側ロータの動きが前記軸駆動ホイールを通じて前記駆動ホイールに
伝達され且つ前記駆動ホイールから前記力伝達リングに伝達され、これにより、
前記外側ロータが前記内側ロータに対して反対方向に回転するようになっている
複数の駆動ホイールとを備える、フライホイール装置。 - 【請求項１６】 請求項１５の装置において、前記駆動組立体が、 前記駆動ホイール及び取り巻く静止構造体に対する前記軸の半径方向位置を保
つべく前記中心軸の周りで作用可能に接続された半径方向磁気ベアリングと、 封じ込めロータ及び取り巻く静止構造体に対する前記軸の軸方向位置を保つべ
く作用可能に接続された軸方向磁気ベアリングと、を備える、装置。 - 【請求項１７】 請求項１５の装置において、前記駆動組立体が、 衝撃荷重が加わる間、フライホイールの回転を制限すべく前記中心軸に作用可
能に接続された回転接地ベアリングを更に備える、装置。 - 【請求項１８】 請求項１の装置において、前記第二のロータが封じ込め容
器である、装置。 - 【請求項１９】 請求項１の装置において、 前記第一のロータと作用可能に接続され、比較的高速の回転速度を発生させる
ことのできる第一のモータ／発電機と、 前記第二のロータに作用可能に接続され、前記第一のモータ／発電機に比して
遅い回転速度を有するが、前記第一のモータ／発電機よりも比較的大きいトルク
能力を有する第二のモータ／発電機と、を備える、装置。 - 【請求項２０】 第一のロータと、該第一のロータに対して反対方向に回転
する第二のロータとを備える、エネルギを蓄えるフライホイール装置において、 前記第一のロータが、前記第二のロータと比べて比較的小さい慣性力及び高速
の回転速度を有し、前記第二のロータの実質的に内側に配置され、該第二のロー
タが前記第一のロータに比べて比較的大きい慣性力及び低速の回転速度を有し、
前記第一のロータ及び前記第二のロータの相対的な回転速度が駆動組立体により
保たれるように組み合わせる、フライホイール装置。 - 【請求項２１】 第一のロータ及び第二のロータを備え、該第二のロータが
実質的に第一のロータの内側に配置された、フライホイール装置を作動させる方
法において、 前記第一のロータを回転させるステップと、 前記第二のロータを回転させるステップと、を備える、フライホイールを作動
させる方法。 - 【請求項２２】 請求項２１の方法において、前記第二のロータが、前記第
一のロータと前記第二のロータとの間にて制御された正味モーメントを発生させ
得るように前記第一のロータに対して反対方向に回転する、方法。 - 【請求項２３】 請求項２１の方法において、前記第二のロータが前記第一
のロータよりも相対的に小さい質量を有する、方法。 - 【請求項２４】 請求項２１の方法において、前記第一のロータが、前記第
二のロータよりも相対的に遅い回転速度にて回転する、方法。 - 【請求項２５】 エネルギを機械的な形態にて解放可能に蓄える方法におい
て、 反対方向に回転可能に同軸状に取り付けられた外側ロータ及び内側ロータであ
って、該外側ロータが該内側ロータを実質的に取り巻く、外側ロータ及び内側ロ
ータの各々に前記エネルギを伝達するステップと、 前記内側ロータを回転させるステップと、 前記外側ロータを反対方向に回転させるステップとを備える、エネルギを機械
的な形態にて解放可能に蓄える方法。 - 【請求項２６】 請求項２５の方法において、前記内側ロータを回転させ且
つ前記外側ロータを反対方向に回転させて、予め選択した正味モーメントを発生
させるステップを有する、方法。 - 【請求項２７】 請求項２５の方法において、前記内側ロータを回転させ且
つ前記外側ロータを反対方向に回転させて、実質的に零の正味モーメントを発生
させるステップを有する、方法。 - 【請求項２８】 内側ロータと、 該内側ロータを実質的に取り巻き且つ該内側ロータに対して反対方向に回転す
る外側ロータであって、該内側ロータに比べて相対的に大きい慣性力及び低速の
回転速度を有する外側ロータと、 前記内側ロータと前記外側ロータとの間に制御された正味モーメントを保つべ
く前記内側ロータ及び前記外側ロータに一体に接続された駆動組立体とを備える
、フライホイールエネルギ蓄え装置を有する乗物。 - 【請求項２９】 請求項２１の乗物において、地球上での乗物から成る、乗
物。 - 【請求項３０】 請求項２１の乗物において、地球外での乗物から成る、乗
物。 - 【請求項３１】 請求項１２のフライホイール装置において、前記駆動組立
体が前記内側ロータの実質的に周縁内に配置される、フライホイール装置。 - 【請求項３２】 請求項１２のフライホイール装置において、前記駆動組立
体が、 前記内側ロータが一体に接続された駆動軸と、 該駆動軸に実質的に同軸状に取り付けられ且つ該駆動軸の周りを回転可能な遊
星駆動基部と、 該遊星駆動基部に回転可能に取り付けられた複数の駆動ホイールであって、各
々が、前記遊星駆動基部が回転するとき、それ自体の軸線の周りで回転可能であ
ると同時に、前記駆動軸の周りで回転可能であり、前記内側ロータ及び前記外側
ロータと可動に相互に接続され、これにより、前記内側ロータの動作が前記複数
の駆動ホイールを通じて前記外側ロータに伝達され、前記外側ロータが前記内側
ロータに対して反対方向に回転するようにする複数の駆動ホイールとを備える、
フライホイール装置。 - 【請求項３３】 エネルギを蓄え且つ解放するフライホイール装置において
、 第一の軸線の周りを回転可能な内側ロータと、 前記第一の軸線と少なくとも一次元的面にて交差する第二の軸線の周りを反対
方向に回転可能であり、前記内側ロータを実質的に取り巻く外側ロータと、 前記内側ロータが前記第一の軸線の周りを回転するように前記内側ロータに作
用可能に接続された第一のモータ／発電機と、 前記外側ロータが前記第一の軸線に対して前記第二の軸線の周りで反対方向に
回転するように前記第二のロータに作用可能に接続され、これにより、前記内側
ロータ及び前記外側ロータの相対的な正味モーメントが前記内側ロータ及び前記
外側ロータの相対的な回転速度により制御可能であるようにする第二のモータ／
発電機とを備える、エネルギを蓄え且つ解放するフライホイール装置。 - 【請求項３４】 最小重量、最大エネルギ及び最大比エネルギのロータにお
いて、 内側リムと、 外側リムと、 該外側リムに締まり嵌めするスペーサリングと、 前記内側リムと前記外側リムとの間を伸長し、前記スペーサリムにて前記外側
リムに取り付けられたテーパー付きの遷移部分と、 該遷移部分を内側リムに固着すべく該内側リムを取り巻く補強用の重ね合わせ
部分と、 前記遷移部分、前記スペーサリング及び前記リムの間の半径方向の変形の適合
を促進する伸びリングとを備える、最小重量、最大エネルギ及び最大比エネルギ
のロータ。 - 【請求項３５】 請求項３４のロータにおいて、前記内側リム、前記外側リ
ム及び前記遷移部分が複合材料で製造される、ロータ。 - 【請求項３６】 請求項３４のロータにおいて、前記遷移部分が相違する厚
さを有する、ロータ。 - 【請求項３７】 ロータを備える、最小重量、最大エネルギ及び最大比エネ
ルギのフライホイール装置において、 複合材料で製造された内側リムと、 複合材料で製造された外側リムと、 該外側リムに締まり嵌めしたスペーサリングと、 前記内側リムと前記外側リムとの間を伸長し、前記スペーサリングにて前記外
側リムに取り付けられたテーパー付きの遷移部分と、 前記遷移部分を内側リムに固着すべく該内側リムを取り巻く補強用の重ね合わ
せ部分と、 前記遷移部分、前記スペーサリング及び前記外側リムの間の半径方向の変形の
適合を促進する伸びリングとを備える、最小重量、最大エネルギ及び最大比エネ
ルギのフライホイール。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US7400998P | 1998-02-09 | 1998-02-09 | |
| US60/074,009 | 1998-02-09 | ||
| PCT/US1999/002481 WO1999040668A1 (en) | 1998-02-09 | 1999-02-09 | Flywheel battery system with active counter-rotating containment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002502947A true JP2002502947A (ja) | 2002-01-29 |
Family
ID=22117147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000530974A Pending JP2002502947A (ja) | 1998-02-09 | 1999-02-09 | 反対方向に回転する能動的な封じ込め部を備えるフライホイールバッテリ装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6388347B1 (ja) |
| EP (1) | EP1055278A4 (ja) |
| JP (1) | JP2002502947A (ja) |
| AU (1) | AU745857B2 (ja) |
| CA (1) | CA2320440A1 (ja) |
| WO (1) | WO1999040668A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006513687A (ja) * | 2003-01-21 | 2006-04-20 | パトリック， ティー． マックミューレン， | 最小電力磁気軸受および電動機／発電機を備えるエネルギー貯蔵フライホイール |
| JP2020078243A (ja) * | 2012-04-03 | 2020-05-21 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 入れ子型ロータオープンコアフライホイール |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6825588B2 (en) * | 2000-06-23 | 2004-11-30 | Christopher W Gabrys | Uninterruptible power supply using a high speed cylinder flywheel |
| US6707187B1 (en) * | 2000-11-10 | 2004-03-16 | Indigo Energy, Inc. | Flywheel system with tilt switch |
| US6806605B1 (en) * | 2001-05-13 | 2004-10-19 | Indigo Energy, Inc. | Permanent magnetic bearing |
| JP3388241B2 (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-17 | 株式会社田村電機製作所 | 回転体の損失低減装置 |
| US6710489B1 (en) * | 2001-08-30 | 2004-03-23 | Indigo Energy, Inc. | Axially free flywheel system |
| US7679245B2 (en) | 2001-09-17 | 2010-03-16 | Beacon Power Corporation | Repulsive lift systems, flywheel energy storage systems utilizing such systems and methods related thereto |
| US6675872B2 (en) * | 2001-09-17 | 2004-01-13 | Beacon Power Corporation | Heat energy dissipation device for a flywheel energy storage system (FESS), an FESS with such a dissipation device and methods for dissipating heat energy |
| DE10211476A1 (de) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Miroslaw Janowicz | Stromgenerator |
| SE524541C2 (sv) * | 2002-11-18 | 2004-08-24 | Uppsala Power Man Consultants | Effektlagringssystem samt fordon försett med ett sådant |
| WO2004111498A1 (en) * | 2003-06-10 | 2004-12-23 | Porter James M | High efficiency torque converter |
| US6794777B1 (en) * | 2003-12-19 | 2004-09-21 | Richard Benito Fradella | Robust minimal-loss flywheel systems |
| US8011549B2 (en) * | 2004-04-02 | 2011-09-06 | Black & Decker Inc. | Flywheel configuration for a power tool |
| CN201015860Y (zh) * | 2004-04-02 | 2008-02-06 | 布莱克和戴克公司 | 带有驱动器的动力工具 |
| US7352073B2 (en) * | 2004-06-28 | 2008-04-01 | Ames P Foerd | Ocean wave energy converter having an improved generator and ballast control |
| US7391128B2 (en) * | 2004-12-30 | 2008-06-24 | Rozlev Corp., Llc | Wind generator system using attractive magnetic forces to reduce the load on the bearings |
| US7750518B1 (en) | 2006-11-29 | 2010-07-06 | Active Power, Inc. | Transient energy systems and methods for use of the same |
| US7642664B1 (en) | 2006-11-29 | 2010-01-05 | Active Power, Inc. | Transient energy systems and methods for use of the same |
| US7425807B1 (en) * | 2006-11-29 | 2008-09-16 | Active Power, Inc. | Transient energy systems and methods for use of the same |
| US8242649B2 (en) * | 2009-05-08 | 2012-08-14 | Fradella Richard B | Low-cost minimal-loss flywheel battery |
| US7646178B1 (en) | 2009-05-08 | 2010-01-12 | Fradella Richard B | Broad-speed-range generator |
| US8368271B2 (en) * | 2009-12-15 | 2013-02-05 | Empire Technology Development Llc | Magnetically suspended flywheel energy storage system with magnetic drive |
| JP5992403B2 (ja) | 2010-06-08 | 2016-09-14 | テンポラル・パワー・リミテッドＴｅｍｐｏｒａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｌｔｄ． | フライホイールエネルギーシステム |
| US8766500B2 (en) | 2010-07-28 | 2014-07-01 | James M. Porter, SR. | System and method for power purifying |
| US9203279B2 (en) * | 2011-08-03 | 2015-12-01 | Vycon, Inc. | Electric machine with inner magnet hub |
| US8810056B2 (en) | 2011-09-20 | 2014-08-19 | P. Foerd Ames | Ocean wave energy converter utilizing dual rotors |
| US9673680B2 (en) * | 2011-11-13 | 2017-06-06 | Rotonix Hong Kong Limited | Electromechanical flywheels |
| US9148037B2 (en) * | 2011-11-13 | 2015-09-29 | Rotonix Hong Kong Limited | Electromechanical flywheel |
| US9515531B2 (en) | 2011-12-23 | 2016-12-06 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration | Bearingless flywheel systems, winding and control schemes, and sensorless control |
| WO2013155598A1 (en) | 2012-04-16 | 2013-10-24 | Temporal Power Ltd. | Method and system for regulating power of an electricity grid system |
| DE102012008710A1 (de) | 2012-04-25 | 2013-11-14 | Harald von Hacht | Gegenläufige Energiewandler |
| US8897933B1 (en) * | 2012-05-14 | 2014-11-25 | Google Inc. | Battery flywheel for a high-altitude balloon |
| US9140297B2 (en) | 2012-10-18 | 2015-09-22 | Siemens Industry, Inc. | Radial magnetic vibration damping apparatus, bearing support assemblies, and operational methods |
| US10508710B2 (en) | 2012-11-05 | 2019-12-17 | Bc New Energy (Tianjin) Co., Ltd. | Cooled flywheel apparatus having a stationary cooling member to cool a flywheel annular drive shaft |
| WO2014123507A1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-14 | U.S.A., as represented by the Administrator of the National Aeronautics and Space Administration | High speed, compliant, planetary flywheel touchdown bearing |
| US9373963B2 (en) | 2013-05-24 | 2016-06-21 | Raytheon Company | Energy transfer and storage apparatus for delivery of pulsed power |
| EP3823141A1 (en) * | 2013-07-08 | 2021-05-19 | Saint-Augustin Canada Electric Inc. | Method for producing a kinetic energy storage system |
| US9083207B1 (en) | 2014-01-10 | 2015-07-14 | Temporal Power Ltd. | High-voltage flywheel energy storage system |
| US10050491B2 (en) | 2014-12-02 | 2018-08-14 | Management Services Group, Inc. | Devices and methods for increasing energy and/or power density in composite flywheel energy storage systems |
| CN106523592B (zh) | 2015-09-09 | 2021-05-07 | Fev有限责任公司 | 用于平衡发动机壳体的旋转加速度的离心质量装置 |
| US11133721B2 (en) * | 2015-12-30 | 2021-09-28 | Baker Hughes Esp, Inc. | Electromagnetic coupling for ESP motor |
| US11413950B2 (en) * | 2020-04-22 | 2022-08-16 | Ethan E. Jackson | Power flywheel motor |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US396355A (en) * | 1889-01-15 | Dynamo-electri | ||
| US2722138A (en) * | 1950-11-30 | 1955-11-01 | Gen Tire & Rubber Co | Torsional vibration absorbers |
| US3022433A (en) * | 1955-08-27 | 1962-02-20 | Ferranti Albino | Motor-flywheel unit |
| US4088041A (en) * | 1976-12-13 | 1978-05-09 | Incelermatic, Inc. | Energy storing flywheel drive |
| US5012694A (en) * | 1990-01-29 | 1991-05-07 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | High speed flywheel |
| US5124605A (en) * | 1991-01-11 | 1992-06-23 | American Flywheel Systems, Inc. | Flywheel-based energy storage methods and apparatus |
| US5614777A (en) * | 1995-02-06 | 1997-03-25 | U.S. Flywheel Systems | Flywheel based energy storage system |
| US5775176A (en) * | 1996-05-14 | 1998-07-07 | The Regents Of The University Of California | Separators for flywheel rotors |
-
1999
- 1999-02-09 AU AU28671/99A patent/AU745857B2/en not_active Ceased
- 1999-02-09 WO PCT/US1999/002481 patent/WO1999040668A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-02-09 JP JP2000530974A patent/JP2002502947A/ja active Pending
- 1999-02-09 US US09/248,520 patent/US6388347B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-09 CA CA002320440A patent/CA2320440A1/en not_active Abandoned
- 1999-02-09 EP EP99909479A patent/EP1055278A4/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006513687A (ja) * | 2003-01-21 | 2006-04-20 | パトリック， ティー． マックミューレン， | 最小電力磁気軸受および電動機／発電機を備えるエネルギー貯蔵フライホイール |
| JP2020078243A (ja) * | 2012-04-03 | 2020-05-21 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 入れ子型ロータオープンコアフライホイール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU745857B2 (en) | 2002-04-11 |
| EP1055278A1 (en) | 2000-11-29 |
| WO1999040668A9 (en) | 1999-10-14 |
| AU2867199A (en) | 1999-08-23 |
| EP1055278A4 (en) | 2001-07-18 |
| WO1999040668A1 (en) | 1999-08-12 |
| US6388347B1 (en) | 2002-05-14 |
| CA2320440A1 (en) | 1999-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002502947A (ja) | 反対方向に回転する能動的な封じ込め部を備えるフライホイールバッテリ装置 | |
| EP1425518B1 (en) | Energy storage system | |
| US5466977A (en) | Methods for producing bearing surfaces | |
| US6867520B2 (en) | Electro-mechanical battery | |
| EP0566678B1 (en) | Methods and apparatus for energy storage | |
| US5692414A (en) | Flywheel having reduced radial stress | |
| US6747378B2 (en) | Dual stiffness bearing damping system | |
| US5566588A (en) | Flywheel rotor with conical hub and methods of manufacture therefor | |
| US20050264118A1 (en) | Conical bearingless motor/generator | |
| WO1995013647A1 (en) | Flywheel system for mobile energy storage | |
| NZ531795A (en) | Flywheel energy storage systems for transferring electrical power | |
| US5588754A (en) | Backup bearings for extreme speed touch down applications | |
| US3672241A (en) | Filament rotor structures | |
| EP0794352B1 (en) | Flywheel with expansion-matched, self-balancing hub | |
| JPH11150911A (ja) | フライホイールエネルギー貯蔵装置 | |
| US5775176A (en) | Separators for flywheel rotors | |
| WO1997024536A1 (en) | Radial constrained backup bushings for re-centering of magnetic bearings | |
| US11791689B1 (en) | Mechanical energy accumulator system | |
| US6616115B1 (en) | Gimbaled flywheel system | |
| LeMarquand et al. | A partially passive magnetic suspension for a discoidal wheel | |
| GB2298742A (en) | A rotor | |
| JPH11318003A (ja) | フライホィール式電池 | |
| JPS58214041A (ja) | フライホイ−ル装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060209 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090212 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090511 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090518 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091014 |