JP5118221B2 - フライホイール装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンやモーターのクランクシャフトなど、原動機の回転軸に連結されるフライホイールに関する。

エンジン等の原動機が搭載された車両においては、エンジンの微細な出力変動の影響を抑制してスムーズな回転数変化を実現する目的から、エンジンのクランクシャフトなどにフライホイールを連結し、このフライホイールを介してエンジンの出力を外部要素（クラッチや変速機など）に伝達するようにしている。

フライホイールの回転速度は重量が大きいほど安定する。そこで、車両用のフライホイールは重量のある金属で製造されており、一例として鋳鉄などが用いられる（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平９−４２３７７号公報 特開２０１０−２３０１７２号公報

上述したようにフライホイールは大きな重量を有するので車両走行中に高速で回転することで非常に大きなエネルギーを持った状態となる。その結果、例えば事故などが発生し、フライホイールがシャフトから離れ車両外部へ飛び出すと非常に危険である。

本発明の目的は、高い安全性を有するフライホイールを提供することである。

上述した問題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、中空で円盤状のフライホイール本体と、前記フライホイール本体内部の空間に充填された液状の充填材と、前記充填材と比重の異なる材質からなり、前記フライホイール本体内部に封入される移動体と、を備え、前記フライホイール本体は、その内部空間において円周方向に拡がり、当該内部空間における半径方向への前記移動体の移動を制限する移動制限部が形成されていることを特徴とするフライホイール装置である。

このように構成されたフライホイール装置において、フライホイール本体は中空であり内部に充填材が充填されていることから、事故の際などにフライホイール本体に何かが接触したとき、あるいはフライホイール本体がシャフト（フライホイール本体の回転軸）から離れて何かに接触したときに、フライホイール本体が破損して充填材が流出する。

その結果、高速回転時にフライホイール本体（および充填材）が有する高いエネルギーが失われるため、高いエネルギー状態のフライホイールが飛び出すことを抑制できる。また、充填材は流体であるため、フライホイール本体から飛び出して人や物に当たってもダメージを与えにくい。

フライホイール本体自体は中空であるため軽くなるが、充填される液状の充填材によってフライホイール本体の重量が確保され、良好にフライホイールとしての性能を発揮できる。充填材の材質は特に限定されず、所望のフライホイール重量となるように適宜材質を選択するとよい。

フライホイール本体の重さは充填材によって確保されるため、フライホイール本体を肉薄に、また軽い材質で形成できるため、そのことからも安全性の向上が達成できる。

また、請求項１のフライホイール装置は、フライホイール本体が回転すると、移動体と充填材のうち、遠心力により比重が大きい方がフライホイール本体の回転軸から離れた外周縁側に移動するため、フライホイールの慣性モーメントを増大させることが可能となる。
また、請求項１のフライホイール装置は、移動制限部によって半径方向への移動体の移動が制限される。よって、移動体の移動速度を制限したり、移動体の不適切な移動を抑制したりすることができる。なお、移動制限部とは、移動体の移動を制限できるものであれば様々な構成を採用することができる。例えば、隙間や貫通孔が形成された板や、アミ、フィルターなどを用いることができる。

なお、請求項２に記載のように、移動体の比重が充填材よりも大きいと、移動体が遠心力で外周縁側に移動し、慣性モーメントが大きくなる。
請求項３に記載のフライホイール装置は、請求項１または請求項２に記載のフライホイール装置において、前記移動体が、液状およびゲル状のうちのいずれかの形態を有する物質であることを特徴とする。
また、請求項４に記載のフライホイール装置は、請求項１または請求項２に記載のフライホイール装置において、前記移動体が、粉体状の形態を有する物質であることを特徴とする。

このように構成されたフライホイール装置であれば、フライホイール本体が破損したときに移動体がフライホイール本体の外部に飛び出しても人や物にダメージを与えにくくなり、移動体によって損害が生じることを抑制できる。なお移動体は、粉体、液体、ゲルなどが組み合わせて構成されたものであってもよい。

請求項５に記載のフライホイール装置は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のフライホイール装置において、前記移動体が磁性体成分を含有しており、前記移動体を、前記フライホイール本体の半径方向の中心側および／または外側に引き寄せる磁石部を備えることを特徴とする。

このように構成されたフライホイール装置であれば、移動体の移動、即ちフライホイールの慣性モーメントを磁石部によって制御することができる。なお、磁石部とは永久磁石でもよいが、磁石部に電磁石を用いて磁界の生成やその強さを制御することで、より緻密な制御が可能となる。

請求項６に記載のフライホイール装置は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のフライホイール装置において、前記フライホイール本体の内部における前記フライホイール本体の回転軸と交差する面のうち少なくともいずれか一方は、前記回転軸を中心とし、当該回転軸と直交する方向に対して角度を有する傾斜面として形成されていることを特徴とする。

このように構成されたフライホイール装置は、移動体の移動を傾斜面によって制御することができる。
なお、フライホイール本体は中空の円盤状であるため、２つの円形面と筒状の側面とを有することになる。つまり、上記フライホイールの回転軸と交差する面とは、２つの円形面の内側の面のいずれかを指す。

また、上記移動制限部は、請求項７に記載されているように、移動体の移動を制限する第１の状態と、移動体の移動の制限の度合いが第１の状態よりも小さい第２の状態と、の間で遷移可能に構成されていてもよい。

請求項８に記載のフライホイール装置は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のフライホイール装置において、前記フライホイール本体に、その内部空間において半径方向に拡がる１つ以上の隔壁が形成されていることを特徴とする。

このように構成されたフライホイール装置は、隔壁が半径方向に、即ち回転軸の中心から外側に向けて拡がることによって、フライホイール装置の内部空間を円周方向に並ぶ複数の室に仕切っている。これにより、充填材がフライホイール本体の内部空間にてスリップすることを抑制し、充填剤のスリップによるエネルギーのロスを抑制することができる。

また、フライホイール本体に移動体が封入されている場合には、その移動体が一方に偏ることを抑制できる。
請求項９に記載のフライホイール装置は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のフライホイール装置において、前記フライホイール本体を取り囲むハウジングを備え、前記ハウジングおよび前記フライホイール本体のうち、少なくともいずれか一方には、前記一方とは異なる他方に近接するように設けられた接触部を備えることを特徴とする。

このように構成されたフライホイール装置は、事故などによりフライホイール本体がハウジングからずれると、接触部によってフライホイール本体とハウジングが接触しやすくなっている。そのため、フライホイール本体がハウジングからずれたときに、フライホイール本体の破損を促進でき、それによりフライホイール本体が高いエネルギーを有した状態で車両外部などに飛び出すことを抑制できる。なお、ハウジングは接触部分が破損しやすいように形成しておいてもよい。例えば接触部分を周囲よりも肉薄に形成することが考えられる。

上記接触部は、請求項１０に記載のように、前記他方に向かって突出した凸部であってもよい。さらに凸部の先端を、破損が促進されるような形状としてもよい。例えばハウジングからフライホイール本体に向けて突出した凸部の先端を、硬度の高い材質で形成したり、刃状に形成したりすることが考えられる。なお、他方には、上記凸部が挿入され、フライホイール本体が回転するときに凸部と接触しない溝部が形成されていてもよい。

実施例１のフライホイール装置の配置を模式的に示す図 ハウジング内部の断面図であって、回転軸に沿う方向の断面図（Ａ），および回転軸と直交する方向の断面図（Ｂ） 変形例のハウジング内部の回転軸と直交する方向の断面図 変形例のハウジング内部の回転軸と直交する方向の断面図 実施例２のハウジング内部の回転軸に沿う方向の断面図 実施例３のハウジング内部の回転軸に沿う方向の断面図 実施例４のハウジング内部の断面図であって、回転軸に沿う方向の断面図（Ａ），および回転軸と直交する方向の断面図（Ｂ） 変形例のハウジング内部の回転軸と直交する方向の断面図 変形例のハウジング内部の回転軸に沿う方向の断面図（Ａ），（Ｂ）、および、内壁面の正面図（Ｃ） 変形例のハウジング内部の回転軸と直交する方向の断面図（Ａ），（Ｂ） 実施例５のハウジング内部の回転軸に沿う方向の断面図（Ａ−Ｃ） 実施例６のハウジング内部の回転軸に沿う方向の断面図（Ａ，Ｂ）

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示にすぎず、本発明が、下記の事例以外にも様々な形態で実施できるのはもちろんである。

［実施例１］
（１）全体構成
本実施例のフライホイール装置１は、図１に示すように、電気自動車（以降、単に車両という）用のモーター３の回転軸５に連結されるハウジング１１と、ハウジング１１と電気的に接続する制御装置１３と、からなる。

ハウジング１１には後述するフライホイール本体２１が内装されており、モーター３による回転軸５の回転に連動してフライホイール本体２１が回転するように構成される。なお、図１はフライホイール装置１の配置を模式的に示す一例であって、回転軸５の回転に伴ってフライホイール本体２１が回転するような様々な構成を採用することができる。

制御装置１３は、車両に設けられた１つ以上の電子制御ユニット７と通信し、電子制御ユニット７からの信号に応じてフライホイールの慣性モーメントの制御を行う。例えば、モーター３を制御する電子制御ユニット７からモーター回転数を示す信号を取得し、その信号に応じて慣性モーメントを制御する。具体的な制御については後述する。

ハウジング１１内部の断面図を図２（Ａ），（Ｂ）に示す。図２（Ａ）は回転軸５に沿う方向の断面図（図２（Ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図）であり、図２（Ｂ）は回転軸５と直交する方向の断面図（図２（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図）である。

ハウジング１１の内部には、円盤状で中空のフライホイール本体２１が設けられている。モーター３が回転するとフライホイール本体２１のみが回転する。
このフライホイール本体２１は、全体が硬質のプラスチックで形成されており、円形の板状である天板部２３および底板部２５と、筒状の内壁部２７および外壁部２９を有している。そして、これらによって密閉された空間を形成している。

天板部２３は回転軸５と直交している。底板部２５は、回転軸５と直交する方向に対して角度を有する傾斜面として、より具体的には、回転軸５側（以降、単に中心側ともいう）ほど低くなるような傾斜面として形成されている。

またフライホイール本体２１は、中心（回転軸５側）から外側（フライホイール本体２１の半径方向）に拡がるように複数の隔壁３１が形成され、本実施例では８つの室３１ａに分けられている。

隔壁３１によって分けられた各室３１ａ内全域には粘性流体３３が充填されている。この粘性流体３３は磁性および通電性を有さないものがこのましい。例えば、高粘性のオイルを用いることができる。

また上記各室３１ａには、移動体３５が封入されている。この移動体３５とは、粘性流体３３よりも比重が大きく、また柔軟性を有するものである。本実施例ではゲルを使用する。またこの移動体３５は、磁性体の粉末を含有しており、それにより磁性が与えられている。磁性体の粉末の一例として、酸化鉄，酸化クロム，ニッケル，コバルト，フェライト，パーマロイなどの粉末が挙げられる。

このようなフライホイール本体２１は、その粘性流体３３および移動体３５によって必要な重量を確保している。
内壁部２７には、電磁石群４１が設けられている。この電磁石群４１は、同一の磁極が中心側を、他方の磁極が外側を向くように配置された複数の電磁石からなる。

また、ハウジング１１の内側であって、フライホイール本体２１の外壁部２９付近にも電磁石群４３が設けられている。この電磁石群４３は、同一の磁極が内側を向くように配置された複数の電磁石からなる。

（２）慣性モーメントの変化および制御
本実施例のフライホイール装置１において、移動体３５は粘性流体３３よりも比重が大きいため、フライホイール本体２１の慣性モーメントは移動体３５の位置（フライホイール本体２１の半径方向の位置）によって変化する。移動体３５の位置は、次の３つの作用により変化する。

１つは、底板部２５の傾斜による移動である。底板部２５は中心に向けて低くなるように傾斜しているため、移動体３５は、重力によってその斜面を転がり（または滑るように移動し）中心側に集まる。

２つめは、回転による遠心力である。移動体３５はモーター３が回転を開始すると遠心力により外側方向（図中矢印方向）に移動する。
３つめは、電磁石の制御による移動である。電磁石の動作は、制御装置１３により制御される。中心側の電磁石群４１に磁界を発生させると、移動体３５は中心側に引き寄せられる。また外側の電磁石群４３に磁界を発生させると、移動体３５は外側に引き寄せられる。移動体３５が各電磁石群に引き寄せられる方向およびその力の強さは、各電磁石群が発生する磁界の強さ、および移動体３５の位置（電磁石群からの距離）などによって変化する。

これらの作用を組み合わせて、例えば次のように制御することができる。
慣性モーメントが小さいと回転速度を迅速に変化させやすい。そこで、モーター３の回転が停止している状態、あるいは、車両の加速時などに所望の回転速度まで変化させている途中の状態においては、慣性モーメントが小さくなるように、移動体３５を中心方向に寄せることが考えられる。移動体３５は、底板部２５の傾斜、および電磁石群４１が発生する磁界により内側に寄せることができる。

モーター３が回転を開始し、遠心力が底板部２５の傾斜による内側への力（および電磁石群４１の引力）よりも大きくなると、移動体３５は外側方向に移動する。移動体３５が外側に移動するとフライホイール本体２１全体としての慣性モーメントが大きくなる。移動体３５が最も外側まで移動したときに、慣性モーメントが最大になる。

なお、電磁石の制御により慣性モーメントを調整できるため、車両の走行状態などに合せて適宜移動体３５の位置を変化させることができる。例えば、走行中に移動体３５を内側に引き寄せて慣性モーメントを低下させることもできる。

（３）効果
本実施例のフライホイール装置１では、フライホイール本体２１が中空のプラスチックで形成されており、内部には粘性流体３３が充填されている。そのため、従来の金属製などのフライホイールと比較すると破損しやすい。つまり、車両が事故に遭った場合など、車両の外部にフライホイール本体２１が飛び出す前にハウジング１１に接触して、あるいは飛び出した後道路などに接触して迅速にフライホイール本体２１が破損し、粘性流体３３が流出する。

そのため、フライホイール本体２１が高いエネルギーを有したまま車両外部に飛び出して移動し、通行人に接触して危害を加えたり、物に接触して破損させてしまう危険を低減できる。

また、移動体３５を移動させることで、慣性モーメントを変化させることができる。また移動体３５はゲルであるため、粘性流体３３と同様に、フライホイール本体２１が破損しても危険が小さい。

（４）変形例
粘性流体３３として高粘性オイルを用いる構成を例示したが、それ以外の材質を用いてもよい。粘性の低い液体であってもよい。また、粘性流体３３に代えて、ゲル、ゼリー状、グミ状の物質を充填してもよい。

移動体３５としてゲルを用いる構成例示したが、それ以外の粉体、弾性体などを用いてもよいし、粘性流体３３と分離可能な液体を用いてもよい。
上記実施例においては、フライホイール本体２１の内側に電磁石群４１を配置し、ハウジング１１の内側であってフライホイール本体２１の外周近傍に電磁石群４３を配置する構成を例示しているが、これらはいずれか一方のみ配置される構成であってもよいし、電磁石に替えて永久磁石を配置する構成であってもよい。永久磁石を用いるとフライホイール装置１の構成を簡素にすることができる。一方、電磁石を用いると慣性モーメントの緻密な制御が可能となる。

また、電磁石群４１，４３は円周状に配置される構成を例示したが、一部分にのみ配置される構成であってもよい。例えば図３に示すように、電磁石４５を部分的に配置してもよい。

また上記実施例においては、底板部２５は中心側が低くなるように傾斜が形成される構成を例示したが、この傾斜を例えば階段状にして、底板部２５全体として傾斜を有するように構成してもよい。また、傾斜は設けなくともよい。傾斜面による移動体３５の移動作用は、回転軸５が上下方向に配置される場合に良好に得られるものであり、回転軸５が上下方向以外に配置されるとその効果が充分に発揮されない可能性があるためである。

また、プラスチック以外の材質でフライホイール本体２１を形成してもよい。その場合には、フライホイール本体２１がハウジング１１などに接触した場合に破損しやすい材質で構成するとよい。例えば、木，紙，セラミックス，ガラスなどで構成することが考えられる。あるいは、破損しやすい箇所（例えば肉厚が薄い箇所）を１箇所または複数箇所に形成しておいてもよい。

また、上記実施例においては、隔壁３１がフライホイール本体２１の内部を完全に分けるように設ける構成を例示したが、一部分のみを仕切るように構成されていてもよい。例えば図４に示すように、内壁部２７付近は開放され、外壁部２９側を仕切るように隔壁４７が形成されていてもよい。

また、上記実施例ではモーター３の回転に応じてフライホイール本体２１が回転する構成を例示しているが、モーター以外の駆動装置によって回転するものであってもよい。例えば、エンジンに連結されていてもよい。

［実施例２］
本実施例のフライホイール装置は、実施例１のフライホイール装置１と比較して、ハウジング１１に設けられた電磁石群４３の配置が相違するため、その点のみを説明する。なお、その他の構成は実施例１と同様であり、実施例１と同じ符号を用いて説明する（以下の実施例においても同様とする）。

ハウジング５１内部の回転軸５に沿う方向の断面図を図５に示す。ハウジング５１の内側面には電磁石群は設けられておらず、代わりにフライホイール本体２１の外壁部２９に電磁石５３が設けられている。この電磁石５３は、隔壁３１にて分けられる各室３１ａの外側に、同一の磁極が内側を向くように配置されている。

電磁石５３は実施例１の電磁石群４３と同様の機能を有するため、本実施例のフライホイール装置は実施例１のフライホイール装置１と同様の作用・効果を奏することができる。

［実施例３］
本実施例のフライホイール装置は、実施例１のフライホイール装置１と比較して、フライホイール本体２１の底板部２５の形状が相違するため、その点のみを説明する。

ハウジング１１内部の回転軸５に沿う方向の断面図を図６に示す。フライホイール本体６１の底板部６３は、中心側ほど高くなるような傾斜面として形成されている。そのため本実施例のフライホイール装置では、モーターが回転していない場合、移動体３５は外側へ移動する。回転開始時などに移動体３５を内側に寄せるためには、例えば内側の電磁石群４１を起動させて磁界を発生させておけばよい。

［実施例４］
本実施例のフライホイール装置は、実施例１のフライホイール装置１と比較して、フライホイール本体２１の内部の構造が相違するため、その点のみを説明する。

ハウジング１１内部の断面図を図７（Ａ），（Ｂ）に示す。図７（Ａ）は回転軸５に沿う方向の断面図であり、図７（Ｂ）は回転軸５と直交する方向の断面図である。
フライホイール本体７１の隔壁３１によって分けられた各室３１ａには、フライホイール本体７１の円周方向に沿って設けられた内壁面７３が設けられている。この内壁面７３には多数の小さな貫通孔７５が形成されている。

本実施例のフライホイール装置では、移動体３５が内外方向に移動する場合に、貫通孔７５を通過する必要がある。その結果、モーター３の回転や電磁石の動作などにより移動体３５が移動するときの移動速度が制限されるため、急速に慣性モーメントが変化してフライホイール本体７１の挙動が乱れる（例えば回転速度が急速に変化する）ことを抑制できる。

なお図７（Ａ），（Ｂ）では各室に１つの内壁面７３が設けられる構成を例示したが、内外方向に並ぶように複数設けられてもよい。また内壁面７３の構造は上述したものに限定されず、移動体３５の移動速度を制限できる様々な構成を適用できる。例えばメッシュやアミを用いることができる。

また、内壁面７３は図７（Ｂ）の視点から見て円弧状である構成を例示したが、平板状であってもよいし、それ以外の形状であってもよい。
また、図８（Ａ）に示すように、内壁面７３の貫通孔７５を通過可能な移動体３５ａと、貫通孔７５を通過できない移動体３５ｂと、がフライホイール本体７１の各室３１ａに封入されるように構成されていてもよい。

このように構成されたフライホイール装置では、フライホイール本体７１が停止している状態から回転を開始すると、移動体３５ａおよび移動体３５ｂが遠心力で外側に移動するが、移動体３５ｂは貫通孔７５を通過できないため、移動体３５ｂが内壁面７３に到達すると移動体３５ｂによる慣性モーメントの変化は無くなる。しかしながら、移動体３５ａは貫通孔７５を通過するため、移動体３５ａが外壁部に到達するまで慣性モーメントの変化は生じる。

このように、上記フライホイール装置ではより複雑な慣性モーメントの制御を行うことができる。
なお、移動体３５ａと移動体３５ｂは、例えば移動体３５ａを貫通孔７５よりも小さくし、移動体３５ｂを貫通孔７５よりも大きくすることで、貫通孔７５を通過するか否かを制御できる。

また、図８（Ｂ）に示すように、内壁面７３を全ての室３１ａに設けず、一部の室３１ａにのみ設けてもよい。このように構成することで、回転時に重心の位置が回転軸５からずれた状態を作り出すことができる。

なお、重心の位置をずらすためには、内壁面を用いる以外にも、各室に封入する移動体の量や種類を変更することでも実現できる。その場合には、回転開始時から重心の位置をずらすことができる。

また、内壁面は、移動体が移動可能な状態と、移動体が移動できない状態と、の間で遷移するように構成されていてもよい。
例えば、図９（Ａ）に示すように、回転軸７７を中心として回動可能に内壁面７９が設けられている構成とすることが考えられる。内壁面７９の主たる面が略鉛直（回転軸５に沿う方向）となったときには室３１ａを仕切って移動体３５の内外方向への移動を妨げるが、内壁面７９が回転軸７７を中心に回転して水平に近づくと、移動体３５の移動が可能になる。

また、上記図９（Ａ）の例においては、内壁面７９が閉じた（鉛直となった）状態に戻すための形状記憶合金８１が設けられており、フライホイール本体７１の回転による遠心力によって内壁面７９が開き（水平に近づき）、その際に変形した形状記憶合金８１をヒーターなどの加熱装置８３にて加熱して元の形状に戻すことで内壁面７９を鉛直位置に戻すように構成されている。このように構成することで、加熱装置８３の動作を制御することにより内壁面７９の動きを制御して、例えばフライホイール本体７１が回転中でも内壁面７９が開かないようにすることができる。

なお、内壁面７９の動きを制御するための構成は上述したものに限定されず、その他の構成で動作するものであってもよい。例えば形状記憶合金を加熱することで内壁面７９が開くように構成してもよい。また、電磁石をハウジング１１に取り付けて電磁石の動作に応じて内壁面７９が開閉動作するように構成してもよいし、その他のアクチュエータを用いて内壁面７９が開閉動作するように構成してもよい。

また、内壁面の動作する方向は図９（Ａ）に示したものに限定されない。例えば、図９（Ｂ）に示すように、底板部８５に固定され、内部に溝を有する固定壁８７と、固定壁８７の溝内に配置され、上下方向に移動可能な移動壁８９と、を設けることが考えられる。

移動壁８９は磁力を受けて上方向に引き寄せられるように構成されている。移動壁８９は溝内に設けられたバネ９３により下側に付勢されており、その状態において移動体３５は内外方向に容易に移動できる。そして、ハウジング１１に設けられた電磁石９５を動作させて移動壁８９が上方向に引き出されると（破線の位置となると）、室３１ａが固定壁８７と移動壁８９とによって仕切られ、移動体３５の内外方向の移動が制限される。

なお、移動壁８９を移動させるための構成は上記の構成に限定されない。例えば、バネによって移動壁８９が上方向に付勢され、電磁石によって下方向に付勢される構成であってもよい。

また、図９（Ｃ）に示すように、通電や加熱による膨張などを利用して、貫通孔９７の大きさが変化する内壁面９９を用いてもよい。加熱を行うためには、図９（Ａ）と同様に加熱装置を配置することが考えられる。

また、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、回転軸５を中心として隔壁３１を貫通して回転する内側壁１０１と、フライホイール本体７１に固定されていて変位しない外側壁１０３と、を設け、内側壁１０１に形成された貫通孔１０７と、外側壁１０３に形成された貫通孔１０９と、が重なったとき（図１０（Ａ）の状態）には移動体３５の内外方向の移動が可能となり、貫通孔１０７と貫通孔１０９とがずれたとき（図１０（Ｂ）の状態）には移動体３５の移動が不能となるように構成してもよい。内側壁１０１を移動させるための機構は特に限定されず、様々な構成を用いることができる。

なお、上述した内壁面７３，内壁面７９，固定壁８７および移動壁８９，内壁面９９，および，内側壁１０１および外側壁１０３が本発明における移動制限部に相当する。
［実施例５］
本実施例のフライホイール装置は、実施例１のフライホイール装置１と比較して、ハウジング１１の内部の構造が相違するため、その点のみを説明する。

ハウジング１２１内部の回転軸５に沿う方向の断面図を図１１（Ａ）に示す。ハウジング１２１の内側面には、フライホイール本体２１の天板部２３に近接するように突出した上側突出部１２３と、底板部２５に近接するように突出した下側突出部１２５と、が形成されている。なお、上側突出部１２３および下側突出部１２５は、回転軸５を中心とした円周上に断続的に設けられていてもよいし、回転軸５を中心とした円周方向に連続した凸条として設けられていてもよい。

本実施例のフライホイール装置であれば、事故などによりフライホイール本体２１がハウジング１２１に対してずれると、即座に上側突出部１２３または下側突出部１２５がフライホイール本体２１の表面に接触する。そのため、フライホイール本体２１の天板部２３および底板部２５は破損しやすくなり、フライホイール本体２１が高いエネルギーを有した状態でハウジング１２１の外部に飛び出す危険をより低減できる。

また、図１１（Ｂ）に示すように、上側突出部１２３または下側突出部１２５の先端部１２７，１２９を刃状に尖らせてもよい。また、その先端部１２７，１２９の材質を、フライホイール本体２１の破損が生じやすいように変更してもよい。例えばセラミックスを用いることが考えられる。

また、図１１（Ｃ）に示すように、フライホイール本体１４１に、上側突出部１２３に隣接する突起部１４３を設けてもよい。これにより、フライホイール本体１４１が飛び出す前に、フライホイール本体１４１と上側突出部１２３とがより接触しやすくなる。突起部は、下側突出部１２５に隣接するように形成してもよい。

なお、本実施例の上側突出部１２３および下側突出部１２５が本発明における接触部に相当する。
［実施例６］
本実施例のフライホイール装置は、実施例１のフライホイール装置１と比較して、ハウジング１１の内部構造とフライホイール本体２１の表面構造が相違するため、その点のみを説明する。

ハウジング１５１内部の回転軸５に沿う方向の断面図を図１２（Ａ）に示す。ハウジング１５１の内側面には、フライホイール本体１５３の天板部１５５に向かって突出した突起１５７が形成されている。また、フライホイール本体１５３には突起１５７が挿入可能な溝部１５９が形成されている。

突起１５７と溝部１５９との間には小さなクリアランスが設けられており、フライホイール本体１５３が通常の回転を行っている場合には突起１５７と溝部１５９とは接触しないが、事故などによりフライホイール本体１５３が飛び出そうとすると容易に接触する。このため、フライホイール本体１５３が破損しやすくなり、フライホイール本体１５３がハウジング１５１の外部に飛び出す危険をより低減できる。

なお、図１２（Ｂ）に示すように、フライホイール本体１６１に突起１６３が形成され、ハウジング１６５に溝部１６７が設けられる構成であってもよい。

１…フライホイール装置、３…モーター、５…回転軸、７…電子制御ユニット、１１…ハウジング、１３…制御装置、２１…フライホイール本体、２３…天板部、２５…底板部、２７…内壁部、２９…外壁部、３１…隔壁、３１ａ…室、３３…粘性流体、３５…移動体、４１，４３…電磁石群、４５…電磁石、４７…隔壁、５１…ハウジング、５３…電磁石、６１…フライホイール本体、６３…底板部、７１…フライホイール本体、７３…内壁面、７５…貫通孔、７７…回転軸、７９…内壁面、８１…形状記憶合金、８３…加熱装置、８５…底板部、８７…固定壁、８９…移動壁、９３…バネ、９５…電磁石、９７…貫通孔、９９…内壁面、１０１…内側壁、１０３…外側壁、１０７，１０９…貫通孔、１２１…ハウジング、１２３…上側突出部、１２５…下側突出部、１２７，１２９…先端部、１４１…フライホイール本体、１４３…突起部、１５１…ハウジング、１５３…フライホイール本体、１５５…天板部、１５７…突起、１５９…溝部、１６１…フライホイール本体、１６３…突起、１６５…ハウジング、１６７…溝部

Claims (11)

1. 中空で円盤状のフライホイール本体と、
   前記フライホイール本体内部の空間に充填された液状の充填材と、
   前記充填材と比重の異なる材質からなり、前記フライホイール本体内部に封入される移動体と、を備え、
   前記フライホイール本体は、その内部空間において円周方向に拡がり、当該内部空間における半径方向への前記移動体の移動を制限する移動制限部が形成されている
   ことを特徴とするフライホイール装置。
2. 前記移動体は、前記充填材よりも比重が大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載のフライホイール装置。
3. 前記移動体は、液状およびゲル状のうちのいずれかの形態を有する物質である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフライホイール装置。
4. 前記移動体は、粉体状の形態を有する物質である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフライホイール装置。
5. 前記移動体は磁性体成分を含有しており、
   前記移動体を、前記フライホイール本体の半径方向の中心側および／または外側に引き寄せる磁石部を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のフライホイール装置。
6. 前記フライホイール本体の内部における前記フライホイール本体の回転軸と交差する面のうち少なくともいずれか一方は、前記回転軸を中心とし、当該回転軸と直交する方向に対して角度を有する傾斜面として形成されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のフライホイール装置。
7. 前記移動制限部は、前記移動体の移動を制限する第１の状態と、前記移動体の移動の制限の度合いが前記第１の状態よりも小さい第２の状態と、の間で遷移可能に構成されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のフライホイール装置。
8. 前記フライホイール本体は、その内部空間において半径方向に拡がる１つ以上の隔壁が形成されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のフライホイール装置。
9. 前記フライホイール本体を取り囲むハウジングを備え、
   前記ハウジングおよび前記フライホイール本体のうち、少なくともいずれか一方には、前記一方とは異なる他方に近接するように設けられた接触部を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のフライホイール装置。
10. 前記接触部は、前記他方に向かって突出した凸部である
    ことを特徴とする請求項９に記載のフライホイール装置。
11. 前記他方には、前記凸部が挿入され、前記フライホイール本体が回転するときに前記凸部と接触しない溝部が形成されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載のフライホイール装置。