JP5966210B1 - フライホイールおよびその製造方法並びに発電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)第1実施形態
図1は、本発明に係る第1実施形態に従った発電装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態による発電装置は、バッテリ10と、DC−AC変換器20と、モータ30と、プーリー40〜43と、ベルト50、51と、回転軸60と、フライホイール70と、発電器90と、バッテリチャージャ95と、負荷電流計84と、コントローラ100とを含む。
図10は、本発明に係る第2実施形態に従った発電装置の構成の一例を示すブロック図である。第2実施形態は、発電器90とバッテリチャージャ95との間に接続されたトランス110を備えている点で第1実施形態と異なる。第2実施形態のその他の構成要素は、第1実施形態の対応する構成要素と同じである。
図11は、本発明に係る第3実施形態に従った発電装置の構成の一例を示すブロック図である。第3実施形態は、直流電力を生成するダイナモを発電器93として備えている点で第1実施形態と異なる。第3実施形態は、ダイナモを発電器93として用いているため、第1実施形態における交流発電器90およびバッテリチャージャ95は不要となる。
上述した実施形態の発電装置に含まれるフライホイール70の製造方法の実施形態のいくつかについて図12乃至図16を参照しながら簡単に説明する。
まず、永久磁石73,75を準備し、相互の対向面を除く表面をCNTシールで覆う。CNTシールの被覆に際しては水系エポキシ樹脂を用いる。
上述の製造方法では、永久磁石73,75を各プレートの凹部172,174に位置合せした上で固定することとしたが、プレートのサイズ、磁石の数量に応じて隣り合う磁石の斥力が相互に強く作用し、位置合せの精度が劣化する場合もある。このような場合は、最初から永久磁石73,75を用いる代わりに、同一形状の磁気性金属チップを用い、これにCNTシートを被覆し、ロータ72用として図13に示したロータプレート72Bの凹部172に嵌め込んで固定し、ステータ74用として図14に示したステータプレート74Bの凹部174に嵌め込んで固定し、その後に、ロータプレート72Bおよびステータプレート74B毎にそれぞれ一括して着持しても良い。
Claims (13)
- 回転可能に設けられた回転軸と、
前記回転軸に固定され、前記回転軸とともに回転可能なロータと、
前記ロータに対向して配置され、回転しないステータと、
を備え、
前記ロータは、前記ステータに対向する第1面に設けられた複数の第1永久磁石を有し、
前記ステータは、前記ロータに対向する第2面に、前記第1永久磁石にそれぞれ対応して設けられ、前記第1永久磁石と同一極性の複数の第2永久磁石を有し、
前記第1永久磁石は、前記ステータに対向する第3面を除く表面の少なくとも一部がカーボンナノチューブで覆われ、
前記第2永久磁石は、前記ロータに対向する第4面を除く表面の少なくとも一部がカーボンナノチューブで覆われている、
ことを特徴とするフライホイール。 - 前記第1永久磁石は、前記第3面が前記第2面との間で鋭角をなすように傾斜して前記ロータに設けられることを特徴とする請求項1に記載のフライホイール。
- 前記第2永久磁石は、前記第1永久磁石に近接する側において、前記第4面の一部から側面を経由して底面の一部に至るまで延在するように設けられた金属ブロックをさらに備えることを特徴とする請求項2に記載のフライホイール。
- 前記ステータは、前記第2面を除く表面のすくなくとも一部がカーボンナノチューブで覆われていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のフライホイール。
- 前記前記ロータと前記ステータとの少なくともいずれかは、周縁側の厚さが前記回転軸側の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のフライホイール。
- 前記前記ロータと前記ステータとの少なくともいずれかは、前記第1または第2永久磁石と前記回転軸との間に開口が設けられたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のフライホイール。
- 電力を供給する充電可能なバッテリと、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のフライホイールと、
前記バッテリから電力を供給されて前記回転軸を回転させるモータと、
前記ロータの運動エネルギを電気エネルギに変換して前記バッテリを充電する発電器と、
を備える発電装置。 - 前記回転軸の軸方向に前記ステータを移動させて前記ロータと前記ステータとの間隔を調整する制御機構をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の発電装置。
- 前記制御機構は、前記回転軸の回転数を検知するエンコーダと、前記エンコーダの検知結果に基づいて前記制御機構を作動させるコントローラを備えることを特徴とする請求項8に記載の発電装置。
- 前記制御機構は、前記発電装置に接続される負荷を流れる電流量を検知する電流センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記電流センサの検知結果から前記負荷の電力を算出し、前記回転軸の回転数および前記負荷の電力の少なくともいずれかに基づいて前記制御機構を作動させることを特徴とする請求項9に記載の発電装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のフライホイールの製造方法であって、
カーボンナノチューブの塗布、滴下、または吹きつけにより、前記第1および第2永久磁石の表面のうち前記第1および第2面を除く表面の少なくとも一部を、水系エポキシ樹脂に含まれた状態のカーボンナノチューブで覆う工程と、
前記第1および第2永久磁石上の前記カーボンナノチューブを熱圧着する工程と、
を備えるフライホイールの製造方法。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のフライホイールの製造方法であって、
複数の第1および第2磁気性金属チップに着磁を実行して前記第1および第2永久磁石を形成する工程と、
カーボンナノチューブの塗布、滴下、または吹きつけにより、前記第1および第2磁気性金属チップの表面のうち、第2および第1磁気性チップの対向面となる第1および第2面を除く表面の少なくとも一部を、水系エポキシ樹脂に含まれた状態のカーボンナノチューブで覆う工程と、
前記第1および第2磁気性金属チップ上の前記カーボンナノチューブを熱圧着する工程と、
前記第1磁気性金属チップの前記第1面が露出するように前記第1磁気性金属チップをロータの表面に回転対称に配設する工程と、
前記第2磁気性金属チップの前記第2面が露出するように、前記第2磁気性金属チップをステータの表面上で前記第1磁気性金属チップに対応する位置に配設する工程と、
を備え、
前記着磁は、前記第1磁気性金属チップの前記ロータへの配設および前記第2磁気性金属チップの前記ステータへの配設後に実行される、
ことを特徴とするフライホイールの製造方法。 - 前記第1永久磁石または前記第1磁気性チップは、前記ステータとの対向面が、前記ステータの前記ロータとの対向面と水平な面との間で鋭角をなすように傾斜して前記ロータに配設されることを特徴とする請求項11または12に記載のフライホイールの製造方法。
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