JPH10281050A - フライホイール装置 - Google Patents
フライホイール装置Info
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- JPH10281050A JPH10281050A JP9104002A JP10400297A JPH10281050A JP H10281050 A JPH10281050 A JP H10281050A JP 9104002 A JP9104002 A JP 9104002A JP 10400297 A JP10400297 A JP 10400297A JP H10281050 A JPH10281050 A JP H10281050A
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- flywheel
- magnetic
- support shaft
- vehicle
- flywheels
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- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】複雑な構成を採用することなく、車両等に搭載
してもその運動性能に影響を与えないフライホイール装
置を提供する。 【解決手段】モータ発電機４ａ、５３が、等しい慣性モ
ーメントを有する両フライホイール５０，１５０を同じ
速度でかつ逆方向に回転させるようになっているので、
二つのフライホイール５０，１５０のジャイロ効果を相
殺し、それにより例えばフライホイール装置を車両等に
搭載した場合であっても、ジャイロ効果に基づく運動性
能の低下を防止することができる。
してもその運動性能に影響を与えないフライホイール装
置を提供する。 【解決手段】モータ発電機４ａ、５３が、等しい慣性モ
ーメントを有する両フライホイール５０，１５０を同じ
速度でかつ逆方向に回転させるようになっているので、
二つのフライホイール５０，１５０のジャイロ効果を相
殺し、それにより例えばフライホイール装置を車両等に
搭載した場合であっても、ジャイロ効果に基づく運動性
能の低下を防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フライホイール装
置に関し、特に車両に組み付けて制動時にエネルギーを
回収して貯蔵しておく為の装置に関する。
置に関し、特に車両に組み付けて制動時にエネルギーを
回収して貯蔵しておく為の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、電気自動車等において、減速時
にエネルギーを貯蔵しておくためのフライホイール装置
が知られている。かかるフライホイール装置は、大きな
慣性を有するフライホイールを常時回転させておき、電
気自動車の減速時にエネルギーを、フライホイールの回
転数を上げることによって装置内に蓄え、一方電気自動
車が加速するときに必要なエネルギーを回転するフライ
ホイールから供給するようにするものである。
にエネルギーを貯蔵しておくためのフライホイール装置
が知られている。かかるフライホイール装置は、大きな
慣性を有するフライホイールを常時回転させておき、電
気自動車の減速時にエネルギーを、フライホイールの回
転数を上げることによって装置内に蓄え、一方電気自動
車が加速するときに必要なエネルギーを回転するフライ
ホイールから供給するようにするものである。
【０００３】このようなフライホイール装置は、例えば
特開昭６１−９４５３２号に開示されている。図４は、
かかる従来技術によるフライホイール装置の軸線方向断
面図である。図４において、大きな慣性を有する回転軸
２０２は、上部を磁気軸受２０１により支持され、下部
を流体潤滑ピボット軸受２０４により支持されている。
回転軸２０２の円筒部２０５内には、ステータ２０７と
ロータ２０６からなるモータ発電機２０８が設けられて
いる。
特開昭６１−９４５３２号に開示されている。図４は、
かかる従来技術によるフライホイール装置の軸線方向断
面図である。図４において、大きな慣性を有する回転軸
２０２は、上部を磁気軸受２０１により支持され、下部
を流体潤滑ピボット軸受２０４により支持されている。
回転軸２０２の円筒部２０５内には、ステータ２０７と
ロータ２０６からなるモータ発電機２０８が設けられて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
技術においては、車両等に搭載された場合にフライホイ
ールのジャイロ効果に基づく問題点が指摘されている。
ここでジャイロ効果とは、高速回転する回転体（ロー
タ）は、外力が加わらない限り回転軸（ＳｐｉｎＡｘｉ
ｓ）を空間に対して常に一定方向に保とうとするが、か
かる回転体に外力を加えるとその軸と直交する軸まわり
に回動する性質を言う。
技術においては、車両等に搭載された場合にフライホイ
ールのジャイロ効果に基づく問題点が指摘されている。
ここでジャイロ効果とは、高速回転する回転体（ロー
タ）は、外力が加わらない限り回転軸（ＳｐｉｎＡｘｉ
ｓ）を空間に対して常に一定方向に保とうとするが、か
かる回転体に外力を加えるとその軸と直交する軸まわり
に回動する性質を言う。
【０００５】フライホイール装置においては、フライホ
イールの慣性モーメントを大きくすれば、エネルギの貯
蔵容量が増大するが、かかるジャイロ効果も大きくな
る。ここで、フライホイール装置を建物等の固定物に設
置する場合には、ジャイロ効果は大きな問題を生じさせ
ない。しかしながら、かかるフライホイール装置を車両
等に搭載すると、ジャイロ効果により、車両の運動性能
に大きな影響を及ぼす恐れがある。即ち、実際に道路を
走行する車両等は、加減速時あるいはカーブを曲がる際
に、その姿勢が変化する。車両に対してフライホイール
の回転軸が固定されているとすると、その車両の姿勢変
化により回転軸が傾斜し、回転体としてのフライホイー
ルに外力を与えたことになるため、フライホイールはジ
ャイロ効果に基づく所定の力を車両に印加する。かかる
力を印加された車両には、その走行中に生じる姿勢変化
以外の姿勢変化が生じ、それにより車両の運動性能を損
なう恐れがあるのである。
イールの慣性モーメントを大きくすれば、エネルギの貯
蔵容量が増大するが、かかるジャイロ効果も大きくな
る。ここで、フライホイール装置を建物等の固定物に設
置する場合には、ジャイロ効果は大きな問題を生じさせ
ない。しかしながら、かかるフライホイール装置を車両
等に搭載すると、ジャイロ効果により、車両の運動性能
に大きな影響を及ぼす恐れがある。即ち、実際に道路を
走行する車両等は、加減速時あるいはカーブを曲がる際
に、その姿勢が変化する。車両に対してフライホイール
の回転軸が固定されているとすると、その車両の姿勢変
化により回転軸が傾斜し、回転体としてのフライホイー
ルに外力を与えたことになるため、フライホイールはジ
ャイロ効果に基づく所定の力を車両に印加する。かかる
力を印加された車両には、その走行中に生じる姿勢変化
以外の姿勢変化が生じ、それにより車両の運動性能を損
なう恐れがあるのである。
【０００６】そこで、車両の運動性能にあたえる悪影響
を避けるために、フライホイール装置をいわゆるジンバ
ル支持構造にする試みがなされている。しかしながら、
ジンバル支持構造は、重いフライホイール装置を交差す
る２つのフレームで回転自在に支持するものであるた
め、その構造が複雑になるという問題があった。
を避けるために、フライホイール装置をいわゆるジンバ
ル支持構造にする試みがなされている。しかしながら、
ジンバル支持構造は、重いフライホイール装置を交差す
る２つのフレームで回転自在に支持するものであるた
め、その構造が複雑になるという問題があった。
【０００７】そこで本発明は、複雑な構成を採用するこ
となく、車両等に搭載してもその運動性能に影響を与え
ないフライホイール装置を提供することを目的とする。
となく、車両等に搭載してもその運動性能に影響を与え
ないフライホイール装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明にかかるフライ
ホイール装置は、支持軸と、前記支持軸回りに配置され
た等しい慣性モーメントを有する２つのフライホイール
と、前記フライホイールを前記支持軸に対し回転自在に
支持する軸受と、前記支持軸と前記フライホイールとの
間に設けられ、前記フライホイールを回転しかつ前記フ
ライホイールよりエネルギを回収するモータ発電機とか
らなり、前記モータ発電機は、両フライホイールを同じ
速度でかつ逆方向に回転させるようになっている。
ホイール装置は、支持軸と、前記支持軸回りに配置され
た等しい慣性モーメントを有する２つのフライホイール
と、前記フライホイールを前記支持軸に対し回転自在に
支持する軸受と、前記支持軸と前記フライホイールとの
間に設けられ、前記フライホイールを回転しかつ前記フ
ライホイールよりエネルギを回収するモータ発電機とか
らなり、前記モータ発電機は、両フライホイールを同じ
速度でかつ逆方向に回転させるようになっている。
【０００９】
【作用】本願発明にかかるフライホイール装置によれ
ば、前記モータ発電機が、等しい慣性モーメントを有す
る両フライホイールを同じ速度でかつ逆方向に回転させ
るようになっているので、フライホイールのジャイロ効
果を相殺し、それにより例えば前記フライホイール装置
を車両等に搭載した場合であっても、ジャイロ効果に基
づく運動性能の低下を防止することができる。
ば、前記モータ発電機が、等しい慣性モーメントを有す
る両フライホイールを同じ速度でかつ逆方向に回転させ
るようになっているので、フライホイールのジャイロ効
果を相殺し、それにより例えば前記フライホイール装置
を車両等に搭載した場合であっても、ジャイロ効果に基
づく運動性能の低下を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本願発明の
実施の形態について詳細に説明する。図１は、本願発明
にかかる第１の実施の形態の軸線方向断面図である。図
１において、円板状のベース１は、中央に開口１ａを有
し、外周にフランジ１ｂを形成している。フランジ１ｂ
に下端を当接させた円管状の側壁２が、鉛直方向に延在
しており、その上端は、円板状の蓋部材３の外周に形成
されたフランジ３ｂに当接している。なお、蓋部材３も
中央に開口３ａを有する。
実施の形態について詳細に説明する。図１は、本願発明
にかかる第１の実施の形態の軸線方向断面図である。図
１において、円板状のベース１は、中央に開口１ａを有
し、外周にフランジ１ｂを形成している。フランジ１ｂ
に下端を当接させた円管状の側壁２が、鉛直方向に延在
しており、その上端は、円板状の蓋部材３の外周に形成
されたフランジ３ｂに当接している。なお、蓋部材３も
中央に開口３ａを有する。
【００１１】ベース１の開口１ａに下端を嵌合させた支
持軸４は、鉛直方向に延在しており、蓋部材３の開口３
ａにその上端を嵌合させている。支持軸４の周囲には、
上下に２つの同一構成のフライホイール５０が設置され
ている。
持軸４は、鉛直方向に延在しており、蓋部材３の開口３
ａにその上端を嵌合させている。支持軸４の周囲には、
上下に２つの同一構成のフライホイール５０が設置され
ている。
【００１２】各フライホイール５０は、一対のリング状
支持体５１と、リング状支持体５１に内周側の上下面を
挟持され、側壁２の近傍まで半径方向に延在するリング
状のフライホイール部材５２とを有している。２つのフ
ライホイール５０は互いに同一形状・寸法を有している
ため、その慣性モーメントも等しくなっている。モータ
発電機のロータ５３はフライホイール５０の内周面にそ
れぞれ固定され、このロータ５３は、支持軸４に取り付
けられたモータ発電機のステータ４ａに対向し、モータ
発電機はロータ５３とステータ４ａとを有している。な
お、各リング支持体５１の内周面と支持軸４の外周面と
の間には、転がり軸受６がそれぞれ配置され、フライホ
イール５０を支持軸４に対して回転自在にそれぞれ支持
している。
支持体５１と、リング状支持体５１に内周側の上下面を
挟持され、側壁２の近傍まで半径方向に延在するリング
状のフライホイール部材５２とを有している。２つのフ
ライホイール５０は互いに同一形状・寸法を有している
ため、その慣性モーメントも等しくなっている。モータ
発電機のロータ５３はフライホイール５０の内周面にそ
れぞれ固定され、このロータ５３は、支持軸４に取り付
けられたモータ発電機のステータ４ａに対向し、モータ
発電機はロータ５３とステータ４ａとを有している。な
お、各リング支持体５１の内周面と支持軸４の外周面と
の間には、転がり軸受６がそれぞれ配置され、フライホ
イール５０を支持軸４に対して回転自在にそれぞれ支持
している。
【００１３】このフライホイール５０は、鋼、アルミニ
ウム合金等の金属製の素材又は繊維入り強化プラスチッ
クより成り、これらの材料を加工して、全体が円輪状に
形成されている。フライホイール５０の外周部を内周部
より軸方向に厚さ寸法を大きくすると回転時のモーメン
トが大きいので、回転時に貯蔵可能な運動エネルギを十
分に確保できる。
ウム合金等の金属製の素材又は繊維入り強化プラスチッ
クより成り、これらの材料を加工して、全体が円輪状に
形成されている。フライホイール５０の外周部を内周部
より軸方向に厚さ寸法を大きくすると回転時のモーメン
トが大きいので、回転時に貯蔵可能な運動エネルギを十
分に確保できる。
【００１４】モータ発電機５３，４ａは、不図示の電源
から供給された電力により磁力を発生してフライホイー
ル５０を回転させ、またフライホイール５０に蓄積され
たエネルギを電力に変換して、不図示の車両駆動用モー
タ等に供給することができるようになっているが、その
構成自体は良く知られたものであるため、以下に詳細は
記載しない。
から供給された電力により磁力を発生してフライホイー
ル５０を回転させ、またフライホイール５０に蓄積され
たエネルギを電力に変換して、不図示の車両駆動用モー
タ等に供給することができるようになっているが、その
構成自体は良く知られたものであるため、以下に詳細は
記載しない。
【００１５】次に、図１の実施の形態にかかるフライホ
イール装置の動作につき以下に説明する。かかるフライ
ホイール装置が電気自動車等の車両に搭載された状態
で、電気エネルギをフライホイール５０の回転運動とし
ての運動エネルギに変換して貯蔵する際には、不図示の
電源より上記ステータ４ａに通電する。例えば、減速時
（制動時を含む）に車両駆動用モータに連結された発電
機（不図示）と上記ステータ４ａとを導通させることに
より、減速に基づいてかかる発電機が発電した電力を上
記ステータ４ａに流す。この結果、上記モータ発電機５
３，４ａが電動モータとして機能し、上記フライホイー
ル５０を支持軸４に対して回転させる。
イール装置の動作につき以下に説明する。かかるフライ
ホイール装置が電気自動車等の車両に搭載された状態
で、電気エネルギをフライホイール５０の回転運動とし
ての運動エネルギに変換して貯蔵する際には、不図示の
電源より上記ステータ４ａに通電する。例えば、減速時
（制動時を含む）に車両駆動用モータに連結された発電
機（不図示）と上記ステータ４ａとを導通させることに
より、減速に基づいてかかる発電機が発電した電力を上
記ステータ４ａに流す。この結果、上記モータ発電機５
３，４ａが電動モータとして機能し、上記フライホイー
ル５０を支持軸４に対して回転させる。
【００１６】これに対して、例えば加速のため、このフ
ライホイール５０に運動エネルギとして貯蔵されたエネ
ルギを電気エネルギに変換して取り出し、車両駆動用の
電動モータに通電する際には、上記モータ発電機５３，
４ａを発電機として機能させ、フライホイール５０の回
転速度の低下と引き替えに上記ステータ４ａから取り出
した電力を、車両駆動用の電動モータに送るようになっ
ている。
ライホイール５０に運動エネルギとして貯蔵されたエネ
ルギを電気エネルギに変換して取り出し、車両駆動用の
電動モータに通電する際には、上記モータ発電機５３，
４ａを発電機として機能させ、フライホイール５０の回
転速度の低下と引き替えに上記ステータ４ａから取り出
した電力を、車両駆動用の電動モータに送るようになっ
ている。
【００１７】本実施の形態によれば、モータ発電機５
３，４ａは不図示の制御装置に接続されて、かかる制御
装置の制御に基づき、２つのフライホイール５０を互い
に逆方向に等しい回転数で回転させるようになっている
ため、かかるフライホイールのジャイロ効果により、等
しい大きさのジャイロモーメントが互いに逆向きに発生
し相殺し合うことになる。そのため、このフライホイー
ル装置を車両に搭載した場合に、重いフライホイールが
回転しているにも関わらず車両の姿勢は安定し、それ故
車両の運動性能を損なうことがない。
３，４ａは不図示の制御装置に接続されて、かかる制御
装置の制御に基づき、２つのフライホイール５０を互い
に逆方向に等しい回転数で回転させるようになっている
ため、かかるフライホイールのジャイロ効果により、等
しい大きさのジャイロモーメントが互いに逆向きに発生
し相殺し合うことになる。そのため、このフライホイー
ル装置を車両に搭載した場合に、重いフライホイールが
回転しているにも関わらず車両の姿勢は安定し、それ故
車両の運動性能を損なうことがない。
【００１８】次に、本願発明の第２の実施の形態につき
図面を参照して以下に説明する。図２は、本願発明にか
かる第２の実施の形態の軸線方向断面図である。なお、
第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と異な
る部分を中心に説明し、共通する部分については同一符
号を付して、その詳細な説明を省略する。
図面を参照して以下に説明する。図２は、本願発明にか
かる第２の実施の形態の軸線方向断面図である。なお、
第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と異な
る部分を中心に説明し、共通する部分については同一符
号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００１９】図２に示すフライホイール装置において、
図１の実施の形態と異なる点は、支持軸１０４の支持方
法にある。図１の実施の形態においては、支持軸４は、
ベース１の開口１ａと蓋部材３の開口３ａに嵌合固定さ
れている。
図１の実施の形態と異なる点は、支持軸１０４の支持方
法にある。図１の実施の形態においては、支持軸４は、
ベース１の開口１ａと蓋部材３の開口３ａに嵌合固定さ
れている。
【００２０】これに対し、図２のフライホイール装置に
おいては、支持軸１０４の上端と蓋部材１０３の開口１
０３ａの底部と、及び支持軸１０４の下端とベース１０
１の開口１０１ａの底部とは、それぞれ細長い可撓棒１
０４ｂにより連結されている。支持軸１０４と蓋部材１
０３及び支持軸１０４とベース１０１とは、それぞれ可
撓棒１０４ｂと一体になって連結されており、支持軸１
０４の半径方向の移動は許容するが、軸線方向の移動は
禁止するように機能する。
おいては、支持軸１０４の上端と蓋部材１０３の開口１
０３ａの底部と、及び支持軸１０４の下端とベース１０
１の開口１０１ａの底部とは、それぞれ細長い可撓棒１
０４ｂにより連結されている。支持軸１０４と蓋部材１
０３及び支持軸１０４とベース１０１とは、それぞれ可
撓棒１０４ｂと一体になって連結されており、支持軸１
０４の半径方向の移動は許容するが、軸線方向の移動は
禁止するように機能する。
【００２１】支持軸１０４の上端部外周面と蓋部材１０
３の開口１０３ａとの間、及び支持軸１０４の下端部外
周面とベース１０１の開口１０１ａとの間には、減衰機
能を有するＯ−リング７が設けられている。可撓棒１０
４ｂの弾性機能とＯ−リング７の減衰機能とで、支持軸
１０４は効果的に制振される。これによりフライホイー
ル装置の動作時における振動を抑えることができる。
３の開口１０３ａとの間、及び支持軸１０４の下端部外
周面とベース１０１の開口１０１ａとの間には、減衰機
能を有するＯ−リング７が設けられている。可撓棒１０
４ｂの弾性機能とＯ−リング７の減衰機能とで、支持軸
１０４は効果的に制振される。これによりフライホイー
ル装置の動作時における振動を抑えることができる。
【００２２】次に、本願発明の第３の実施の形態につき
図面を参照して以下に説明する。図３は、本願発明にか
かる第３の実施の形態の軸線方向断面図である。なお、
第３の実施の形態においては、第２の実施の形態と異な
る部分を中心に説明し、共通する部分については同一符
号を付して、その詳細な説明を省略する。
図面を参照して以下に説明する。図３は、本願発明にか
かる第３の実施の形態の軸線方向断面図である。なお、
第３の実施の形態においては、第２の実施の形態と異な
る部分を中心に説明し、共通する部分については同一符
号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２３】図３に示すフライホイール装置において、
図２の実施の形態と異なる点は、フライホイール１５０
の支持方法にある。即ち、本実施の形態においては、各
フライホイールの支持軸受の軸受寿命を長いものにする
ため、各フライホイールを支持する一対の軸受の上部側
軸受を、永久磁石を用いた受動型磁気軸受としている。
図２の実施の形態と異なる点は、フライホイール１５０
の支持方法にある。即ち、本実施の形態においては、各
フライホイールの支持軸受の軸受寿命を長いものにする
ため、各フライホイールを支持する一対の軸受の上部側
軸受を、永久磁石を用いた受動型磁気軸受としている。
【００２４】支持軸１０４は、上端部近傍と中央部に、
それぞれ円板状のフランジ１０４ｃを有し、かかるフラ
ンジ１０４ｃの下面とフランジ１０４ｃの下面に対向す
るフライホイール５２との間には、転がり軸受の代わり
に受動型磁気軸受８０がそれぞれ設けられている。な
お、かかる２つの受動型磁気軸受８０は、互いにその構
成が共通であるため、上部側軸受８０のみについて以下
に説明する。
それぞれ円板状のフランジ１０４ｃを有し、かかるフラ
ンジ１０４ｃの下面とフランジ１０４ｃの下面に対向す
るフライホイール５２との間には、転がり軸受の代わり
に受動型磁気軸受８０がそれぞれ設けられている。な
お、かかる２つの受動型磁気軸受８０は、互いにその構
成が共通であるため、上部側軸受８０のみについて以下
に説明する。
【００２５】フライホイール１５０を磁気的に支持する
受動型磁気軸受８０は、フライホイール１５０の内周側
上面に固定した円輪状の軟鉄等の磁性体の磁気ロータ８
１と、支持軸１０４のフランジ１０４ｃの下面に固定し
た、円輪状の磁気ステータ８２とを備えている。磁気ス
テータ８２は、リング状の永久磁石８３と、永久磁石８
３の磁極となっている下面に固定した軟鉄等の磁性体の
リング状の軸心側ヨーク８４と、永久磁石８３の磁極と
なっている上面に固定した軟鉄等の磁性体のリング状の
外周側ヨーク８５とを備えている。
受動型磁気軸受８０は、フライホイール１５０の内周側
上面に固定した円輪状の軟鉄等の磁性体の磁気ロータ８
１と、支持軸１０４のフランジ１０４ｃの下面に固定し
た、円輪状の磁気ステータ８２とを備えている。磁気ス
テータ８２は、リング状の永久磁石８３と、永久磁石８
３の磁極となっている下面に固定した軟鉄等の磁性体の
リング状の軸心側ヨーク８４と、永久磁石８３の磁極と
なっている上面に固定した軟鉄等の磁性体のリング状の
外周側ヨーク８５とを備えている。
【００２６】磁気ロータ８１と磁気ステータ８２とで磁
気回路を構成する受動型スラスト磁気軸受８０となって
いる。この磁気ステータ８２は、断面がＵ字形状となっ
ていて、永久磁石８３のＮ極から磁気ステータ８２と磁
気ロータ８１とを介して永久磁石のＳ極へ流れる磁束の
密度を高くして、上記磁気軸受８０のスラスト及びラジ
アルの両方の軸受負荷容量を確保する役目を果たす。
気回路を構成する受動型スラスト磁気軸受８０となって
いる。この磁気ステータ８２は、断面がＵ字形状となっ
ていて、永久磁石８３のＮ極から磁気ステータ８２と磁
気ロータ８１とを介して永久磁石のＳ極へ流れる磁束の
密度を高くして、上記磁気軸受８０のスラスト及びラジ
アルの両方の軸受負荷容量を確保する役目を果たす。
【００２７】かかる磁気軸受８０は、永久磁石８３の起
磁力によってステータ磁極とロータ磁極とで磁気回路を
構成し、フライホイール１５０の重量と下部の転がり軸
受６の上向きの予圧カの和に相当する上向きの力を発生
する。
磁力によってステータ磁極とロータ磁極とで磁気回路を
構成し、フライホイール１５０の重量と下部の転がり軸
受６の上向きの予圧カの和に相当する上向きの力を発生
する。
【００２８】更に、磁気ステータ８２の下面８２ａと磁
気ロータ８１の上面８１ａには、支持軸１０４が鉛直方
向に延在する図３の状態で、輪状の複数の山と谷（円周
溝）が鉛直方向に山と山そして谷と谷とを対向するよう
にそれぞれ形成されてなる。磁束は山から山へと流れる
ため、フライホイール１５０が半径方向荷重を受けて支
持軸１０４に対して半径方向に変位した場合には、流れ
る磁束が山と山との離隔を妨げ、それによりフライホイ
ール１５０にラジアル方向の求心力が発生し、回転安定
性が向上するようになっている。
気ロータ８１の上面８１ａには、支持軸１０４が鉛直方
向に延在する図３の状態で、輪状の複数の山と谷（円周
溝）が鉛直方向に山と山そして谷と谷とを対向するよう
にそれぞれ形成されてなる。磁束は山から山へと流れる
ため、フライホイール１５０が半径方向荷重を受けて支
持軸１０４に対して半径方向に変位した場合には、流れ
る磁束が山と山との離隔を妨げ、それによりフライホイ
ール１５０にラジアル方向の求心力が発生し、回転安定
性が向上するようになっている。
【００２９】転がり軸受６には磁気軸受８０によってフ
ライホイール１５０の重量に起因する軸方向荷重がほと
んど作用しないと共に、磁気軸受８０によって上方に軽
い予圧が付与されているので、転がり軸受６は長寿命化
が図られるとともにガタのない状態でフライホイール１
５０を支持できる。
ライホイール１５０の重量に起因する軸方向荷重がほと
んど作用しないと共に、磁気軸受８０によって上方に軽
い予圧が付与されているので、転がり軸受６は長寿命化
が図られるとともにガタのない状態でフライホイール１
５０を支持できる。
【００３０】なお、上記フライホイール１５０の上面を
支承するための磁気軸受８０として図示の例では、磁気
ロータ８１と磁気ステータ８２との間に働く吸引力を利
用した非制御型のものを示しているが、永久磁石同士の
間に働く磁気吸引力、或いは磁気反発力を利用した非制
御型の磁気軸受を使用することもできる。更に、コスト
をかけず、しかも電力消費を少なくする面から、かかる
磁気軸受８０は、上述のような非制御型のものが好まし
い。但し、用途によっては、電磁石への通電状況を制御
することによりフライホイール１５０のラジアル方向及
びスラスト方向の位置を規制する、制御型の磁気軸受を
使用することもできる。
支承するための磁気軸受８０として図示の例では、磁気
ロータ８１と磁気ステータ８２との間に働く吸引力を利
用した非制御型のものを示しているが、永久磁石同士の
間に働く磁気吸引力、或いは磁気反発力を利用した非制
御型の磁気軸受を使用することもできる。更に、コスト
をかけず、しかも電力消費を少なくする面から、かかる
磁気軸受８０は、上述のような非制御型のものが好まし
い。但し、用途によっては、電磁石への通電状況を制御
することによりフライホイール１５０のラジアル方向及
びスラスト方向の位置を規制する、制御型の磁気軸受を
使用することもできる。
【００３１】なお、転がり軸受６と磁気軸受８０の間の
間隔を大きくすれば、外部振動により上記フライホイー
ル５２が傾斜しにくい構造を実現できる。従って、使用
時に複雑な振動が加わり易い、電気自動車の減速時のエ
ネルギー貯蔵装置としての使用に適した構造を実現でき
る。更に、フライホイール１５０と空気との摩擦抵抗を
少なくするために、ベース１０１，側壁２，蓋部材１０
３で囲まれる空間内を真空にすることが好ましい。
間隔を大きくすれば、外部振動により上記フライホイー
ル５２が傾斜しにくい構造を実現できる。従って、使用
時に複雑な振動が加わり易い、電気自動車の減速時のエ
ネルギー貯蔵装置としての使用に適した構造を実現でき
る。更に、フライホイール１５０と空気との摩擦抵抗を
少なくするために、ベース１０１，側壁２，蓋部材１０
３で囲まれる空間内を真空にすることが好ましい。
【００３２】
【発明の効果】本願発明にかかるフライホイール装置に
よれば、前記モータ発電機が、等しい慣性モーメントを
有する両フライホイールを同じ速度でかつ逆方向に回転
させるようになっているので、二つのフライホイールの
ジャイロ効果を相殺し、それにより例えば前記フライホ
イール装置を車両等に搭載した場合であっても、ジャイ
ロ効果に基づく運動性能の低下を防止することができ
る。
よれば、前記モータ発電機が、等しい慣性モーメントを
有する両フライホイールを同じ速度でかつ逆方向に回転
させるようになっているので、二つのフライホイールの
ジャイロ効果を相殺し、それにより例えば前記フライホ
イール装置を車両等に搭載した場合であっても、ジャイ
ロ効果に基づく運動性能の低下を防止することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す軸線方向断面
図である。
図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す軸線方向断面
図である。
図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す軸線方向断面
図である。
図である。
【図４】従来構造の一例を示す縦断面図である。
１‥‥ベース ２‥‥側壁 ３、１０３‥‥蓋部材 ４、１０４‥‥支持軸 ４ａ、５３‥‥モータ発電機 ６‥‥転がり軸受 ７‥‥Ｏ−リング ５０、１５０‥‥フライホイール １０４ｂ‥‥可撓棒 ８０‥‥磁気軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｐ 11/06 Ｆ１６Ｆ 15/30 Ｚ
Claims (1)
- 【請求項１】 支持軸と、前記支持軸回りに配置された
等しい慣性モーメントを有する２つのフライホイール
と、前記フライホイールを前記支持軸に対し回転自在に
支持する軸受と、前記支持軸と前記フライホイールとの
間に設けられ、前記フライホイールを回転しかつ前記フ
ライホイールよりエネルギを回収するモータ発電機とか
らなり、 前記モータ発電機は、両フライホイールを同じ速度でか
つ逆方向に回転させるようになっているフライホイール
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9104002A JPH10281050A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | フライホイール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9104002A JPH10281050A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | フライホイール装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10281050A true JPH10281050A (ja) | 1998-10-20 |
Family
ID=14369082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9104002A Withdrawn JPH10281050A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | フライホイール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10281050A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002303257A (ja) * | 2001-04-06 | 2002-10-18 | Hiromasa Higasa | フライホイールエネルギー貯蔵装置及び設計方法 |
| JP2010143580A (ja) * | 2010-01-20 | 2010-07-01 | Toyota Motor Corp | 車両挙動制御装置 |
| US8423202B2 (en) | 2007-03-22 | 2013-04-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle behavior control apparatus and vehicle behavior control method |
| JP2013522108A (ja) * | 2010-03-16 | 2013-06-13 | リット モーターズ コーポレイション | ジャイロ安定化車両 |
| JP2014090644A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Kobe Steel Ltd | フライホイール式電力貯蔵装置 |
| JP5719065B1 (ja) * | 2014-07-31 | 2015-05-13 | 幸徳 川本 | フライホイール蓄電装置 |
| CN114257033A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-29 | 中磁动力设备(深圳)有限公司 | 一种储能电机及使用方法 |
| WO2022091699A1 (ja) * | 2020-10-28 | 2022-05-05 | ネクスファイ・テクノロジー株式会社 | フライホイール蓄電装置 |
| CN114696529A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-07-01 | 华驰动能(北京)科技有限公司 | 反转双飞轮储能装置 |
-
1997
- 1997-04-08 JP JP9104002A patent/JPH10281050A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4619566B2 (ja) * | 2001-04-06 | 2011-01-26 | 博正 樋笠 | フライホイールエネルギー貯蔵装置及び設計方法 |
| US8423202B2 (en) | 2007-03-22 | 2013-04-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle behavior control apparatus and vehicle behavior control method |
| JP2010143580A (ja) * | 2010-01-20 | 2010-07-01 | Toyota Motor Corp | 車両挙動制御装置 |
| JP2013522108A (ja) * | 2010-03-16 | 2013-06-13 | リット モーターズ コーポレイション | ジャイロ安定化車両 |
| JP2014090644A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Kobe Steel Ltd | フライホイール式電力貯蔵装置 |
| EP2728716A3 (en) * | 2012-10-31 | 2015-04-08 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Flywheel power storage system |
| JP5719065B1 (ja) * | 2014-07-31 | 2015-05-13 | 幸徳 川本 | フライホイール蓄電装置 |
| WO2022091699A1 (ja) * | 2020-10-28 | 2022-05-05 | ネクスファイ・テクノロジー株式会社 | フライホイール蓄電装置 |
| CN114257033A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-29 | 中磁动力设备(深圳)有限公司 | 一种储能电机及使用方法 |
| CN114696529A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-07-01 | 华驰动能(北京)科技有限公司 | 反转双飞轮储能装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |