JPH11159579A - フライホイールの締結構造 - Google Patents
フライホイールの締結構造Info
- Publication number
- JPH11159579A JPH11159579A JP32787497A JP32787497A JPH11159579A JP H11159579 A JPH11159579 A JP H11159579A JP 32787497 A JP32787497 A JP 32787497A JP 32787497 A JP32787497 A JP 32787497A JP H11159579 A JPH11159579 A JP H11159579A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flywheel
- speed rotation
- boss
- boss portion
- rotating shaft
- 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
-
- 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
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造が簡単でかつ高速回転中の締結を確実に
保証できるフライホイールの締結構造を提供する。 【解決手段】 本発明のフライホイールの締結構造で
は、高速回転されるフライホイール本体１に、回転軸部
２に嵌合されるボス部４を設け、回転軸部２にボス部４
を冷やしばめにより嵌合させている。
保証できるフライホイールの締結構造を提供する。 【解決手段】 本発明のフライホイールの締結構造で
は、高速回転されるフライホイール本体１に、回転軸部
２に嵌合されるボス部４を設け、回転軸部２にボス部４
を冷やしばめにより嵌合させている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速回転されるフ
ライホイール本体と回転軸部との締結構造の改良に関す
る。
ライホイール本体と回転軸部との締結構造の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電力貯蔵装置では、余剰電力
を機械的に蓄積するため、その余剰電力を用いてフライ
ホイールを回転させることにより電気的エネルギーを機
械的エネルギーに変換して蓄積することが行われてい
る。
を機械的に蓄積するため、その余剰電力を用いてフライ
ホイールを回転させることにより電気的エネルギーを機
械的エネルギーに変換して蓄積することが行われてい
る。
【０００３】そのフライホイールは高速回転するフライ
ホイール本体とこのフライホイール本体を軸支する回転
軸部とから大略構成され、回転軸部とフライホイール本
体とは結合部材としての押さえ板、ボルト等を用いて締
結されている（例えば、特開昭６１−１０５３２６号公
報、特開昭５６−１４７９１９号公報、特開昭５８−６
５３４７号公報）。
ホイール本体とこのフライホイール本体を軸支する回転
軸部とから大略構成され、回転軸部とフライホイール本
体とは結合部材としての押さえ板、ボルト等を用いて締
結されている（例えば、特開昭６１−１０５３２６号公
報、特開昭５６−１４７９１９号公報、特開昭５８−６
５３４７号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の従来のフライホイールの締結構造は概して構造が複雑
なうえ、例えば毎分１０万回転近傍の高速回転になると
締結部が変形し、この締結部の変形によりフライホイー
ルの回転が不安定となって、その締結部が高速回転中に
破壊されるというおそれがあり、このため、従来の締結
構造のものでは高速回転域での回転を保証できないとい
う不都合があった。
の従来のフライホイールの締結構造は概して構造が複雑
なうえ、例えば毎分１０万回転近傍の高速回転になると
締結部が変形し、この締結部の変形によりフライホイー
ルの回転が不安定となって、その締結部が高速回転中に
破壊されるというおそれがあり、このため、従来の締結
構造のものでは高速回転域での回転を保証できないとい
う不都合があった。
【０００５】そこで、この発明は、構造が簡単でかつ高
速回転中の締結を確実に保証できるフライホイールの締
結構造を提供することを目的とする。
速回転中の締結を確実に保証できるフライホイールの締
結構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のフライ
ホイールの締結構造は、高速回転されるフライホイール
本体に、回転軸部に嵌合されるボス部を設け、前記回転
軸部に前記ボス部を冷やしばめにより嵌合させたことを
特徴とする。
ホイールの締結構造は、高速回転されるフライホイール
本体に、回転軸部に嵌合されるボス部を設け、前記回転
軸部に前記ボス部を冷やしばめにより嵌合させたことを
特徴とする。
【０００７】請求項２に記載のフライホイールの締結構
造は、前記フライホイールは高速回転に基づく遠心力に
より半径方向外方に伸びる材料により構成され、前記冷
やしばめによる前記ボス部と前記回転軸部との締結が緩
まないように、前記ボス部の高速回転に基づく半径方向
外方への伸びが前記フライホイール本体の高速回転に基
づく変形により抑制されることを特徴とする。
造は、前記フライホイールは高速回転に基づく遠心力に
より半径方向外方に伸びる材料により構成され、前記冷
やしばめによる前記ボス部と前記回転軸部との締結が緩
まないように、前記ボス部の高速回転に基づく半径方向
外方への伸びが前記フライホイール本体の高速回転に基
づく変形により抑制されることを特徴とする。
【０００８】請求項３フライホイールの締結構造は、前
記フライホイール本体が炭素繊維強化プラスチックス材
料により構成され、該炭素繊維強化プラスチックス材料
は高速回転に基づく遠心力により半径方向外方に伸び、
前記冷やしばめによる前記ボス部と前記回転軸部との締
結が緩まないように、前記ボス部の高速回転に基づく半
径方向外方への伸びが前記フライホイール本体の高速回
転に基づく変形により抑制されることを特徴とする。
記フライホイール本体が炭素繊維強化プラスチックス材
料により構成され、該炭素繊維強化プラスチックス材料
は高速回転に基づく遠心力により半径方向外方に伸び、
前記冷やしばめによる前記ボス部と前記回転軸部との締
結が緩まないように、前記ボス部の高速回転に基づく半
径方向外方への伸びが前記フライホイール本体の高速回
転に基づく変形により抑制されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１において、１は高速回転され
るフライホイール本体、２は回転軸部である。フライホ
イール本体１は円盤状慣性部３と、回転軸部２に嵌合さ
れる円筒状のボス部４とから構成されている。
るフライホイール本体、２は回転軸部である。フライホ
イール本体１は円盤状慣性部３と、回転軸部２に嵌合さ
れる円筒状のボス部４とから構成されている。
【００１０】そのフライホイール本体１は図２、図３に
示す炭素繊維強化プラスチックス体５を三層重ねて構成
され、この炭素繊維強化プラスチックス体５は半径方向
に強化繊維６が延びるラジアル層７と円周方向に強化繊
維６が延びるフープ層８とを交互に積層して構成され
る。この実施の形態では、炭素繊維強化プラスチックス
体５は四枚の厚さ１．２５ｍｍのラジアル層７のそれぞ
れの間に厚さ３．５ｍｍのフープ層８を挟んで構成され
ているので、その炭素繊維強化プラスチックス体５の厚
さは１５．５ｍｍとなっている。炭素繊維強化プラスチ
ックス体５により構成されるフライホイール本体１は、
高速回転に基づく遠心力により半径方向外方に伸びる性
質を有している。
示す炭素繊維強化プラスチックス体５を三層重ねて構成
され、この炭素繊維強化プラスチックス体５は半径方向
に強化繊維６が延びるラジアル層７と円周方向に強化繊
維６が延びるフープ層８とを交互に積層して構成され
る。この実施の形態では、炭素繊維強化プラスチックス
体５は四枚の厚さ１．２５ｍｍのラジアル層７のそれぞ
れの間に厚さ３．５ｍｍのフープ層８を挟んで構成され
ているので、その炭素繊維強化プラスチックス体５の厚
さは１５．５ｍｍとなっている。炭素繊維強化プラスチ
ックス体５により構成されるフライホイール本体１は、
高速回転に基づく遠心力により半径方向外方に伸びる性
質を有している。
【００１１】フライホイール本体１の円盤状慣性部３は
その三層重なる炭素繊維強化プラスチックス体５のうち
最下層のものにより構成され、その厚さは１５．５ｍ
ｍ、その外径は、ここでは、３８０ｍｍとされている。
その三層重なる炭素繊維強化プラスチックス体５のうち
最下層のものにより構成され、その厚さは１５．５ｍ
ｍ、その外径は、ここでは、３８０ｍｍとされている。
【００１２】ボス部４はその三層重なる炭素繊維強化プ
ラスチックス体５のうち上二層のものにより構成され、
その高さは３１ｍｍ、その外径は、ここでは、６０ｍｍ
とされている。ボス部４には回転軸部２に嵌合される穴
径５０ｍｍ、深さ６ｍｍの嵌合凹所９が上部に形成さ
れ、この嵌合凹所９に冷やしばめにより回転軸部２が嵌
合される。その回転軸部２は−１００度Ｃに冷やされた
状態で嵌合凹所９に挿入され、常温に戻すことにより膨
張して、回転軸部２とボス部４とが締結される。また、
フライホイール本体１には、穴径４０ｍｍの中心穴１０
が形成されている。
ラスチックス体５のうち上二層のものにより構成され、
その高さは３１ｍｍ、その外径は、ここでは、６０ｍｍ
とされている。ボス部４には回転軸部２に嵌合される穴
径５０ｍｍ、深さ６ｍｍの嵌合凹所９が上部に形成さ
れ、この嵌合凹所９に冷やしばめにより回転軸部２が嵌
合される。その回転軸部２は−１００度Ｃに冷やされた
状態で嵌合凹所９に挿入され、常温に戻すことにより膨
張して、回転軸部２とボス部４とが締結される。また、
フライホイール本体１には、穴径４０ｍｍの中心穴１０
が形成されている。
【００１３】回転軸部２の回転によってフライホイール
本体１が高速回転すると、回転数の上昇に伴ってこの回
転に基づく遠心力によりフライホイール本体１を構成す
る炭素繊維強化プラスチックス体５は半径方向外方に延
びる。いま、そのフライホイール本体１の回転数を毎分
１０万回転として、静止状態と比較したときの中心穴１
０の内周壁１０ａの半径方向外方への変位δａ、嵌合凹
所９の内周壁９ａの同方向への変位δｂ、ボス部４の外
周壁４ａの同方向への変位δｃ、円盤状慣性部３の外周
部３ａの同方向への変位δｄを理論的に解析すると、図
４に示すように上方から順に符号を付した各ラジアル層
７についてのδａ，δｂ，δｃ，δｄはそれぞれδａ２
＝０．０１４９ｍｍ、δａ３＝０．０１７０ｍｍ、δａ
４＝０．０１５２ｍｍ、δａ５＝０．０３２４ｍｍ、δ
ａ６＝０．１３２７ｍｍ、δａ７＝０．４６３８ｍｍ、
δａ８＝０．４７６８ｍｍ、δａ９＝０．５１９９ｍ
ｍ、δａ１０＝０．７４０７ｍｍ、δｂ１＝０．０４０
１ｍｍ、δｂ２＝０．０１９３ｍｍ、δｃ１＝０．０４
００ｍｍ、δｃ２＝０．０２０４ｍｍ、δｃ３＝０．０
１７０ｍｍ、δｃ４＝０．０１５２ｍｍ、δｃ５＝０．
０３２９ｍｍ、δｃ６＝０．１３３９ｍｍ、δｃ７＝
０．５２７５ｍｍ、δｄ７＝３．２６３８ｍｍ、δｄ８
＝３．３０４７ｍｍ、δｄ９＝３．３２０１ｍｍ、δｄ
１０＝３．３２０６ｍｍとなる。
本体１が高速回転すると、回転数の上昇に伴ってこの回
転に基づく遠心力によりフライホイール本体１を構成す
る炭素繊維強化プラスチックス体５は半径方向外方に延
びる。いま、そのフライホイール本体１の回転数を毎分
１０万回転として、静止状態と比較したときの中心穴１
０の内周壁１０ａの半径方向外方への変位δａ、嵌合凹
所９の内周壁９ａの同方向への変位δｂ、ボス部４の外
周壁４ａの同方向への変位δｃ、円盤状慣性部３の外周
部３ａの同方向への変位δｄを理論的に解析すると、図
４に示すように上方から順に符号を付した各ラジアル層
７についてのδａ，δｂ，δｃ，δｄはそれぞれδａ２
＝０．０１４９ｍｍ、δａ３＝０．０１７０ｍｍ、δａ
４＝０．０１５２ｍｍ、δａ５＝０．０３２４ｍｍ、δ
ａ６＝０．１３２７ｍｍ、δａ７＝０．４６３８ｍｍ、
δａ８＝０．４７６８ｍｍ、δａ９＝０．５１９９ｍ
ｍ、δａ１０＝０．７４０７ｍｍ、δｂ１＝０．０４０
１ｍｍ、δｂ２＝０．０１９３ｍｍ、δｃ１＝０．０４
００ｍｍ、δｃ２＝０．０２０４ｍｍ、δｃ３＝０．０
１７０ｍｍ、δｃ４＝０．０１５２ｍｍ、δｃ５＝０．
０３２９ｍｍ、δｃ６＝０．１３３９ｍｍ、δｃ７＝
０．５２７５ｍｍ、δｄ７＝３．２６３８ｍｍ、δｄ８
＝３．３０４７ｍｍ、δｄ９＝３．３２０１ｍｍ、δｄ
１０＝３．３２０６ｍｍとなる。
【００１４】円盤状慣性部３に作用する遠心力によっ
て、円盤状慣性部３の中心穴１０の内周壁１０ａ近傍に
はボス部４の中心穴１０の内周壁１０ａ近傍と較べて半
径方向外方へより大きな力が加わるので、変位δａは上
記のように下方にいくほど大きくなり、円盤状慣性部３
の外縁部３ｂは静止状態と比較して浮き上がる。ここで
は、その浮き上がり量ｈは１．１８１９ｍｍとなる。
て、円盤状慣性部３の中心穴１０の内周壁１０ａ近傍に
はボス部４の中心穴１０の内周壁１０ａ近傍と較べて半
径方向外方へより大きな力が加わるので、変位δａは上
記のように下方にいくほど大きくなり、円盤状慣性部３
の外縁部３ｂは静止状態と比較して浮き上がる。ここで
は、その浮き上がり量ｈは１．１８１９ｍｍとなる。
【００１５】この浮き上がり量ｈによって円盤状慣性部
３とボス部４との付け根の部分１１にはひずみが生じ、
ボス部４には回動軸部２の嵌合部２ａを締め付ける方向
の応力が発生する。これにより、嵌合凹所９の内周壁９
ａ近傍に作用する遠心力、すなわち、半径方向外方へ向
かう力は一部相殺されるので、嵌合凹所９の穴径は２δ
ｂだけ若干拡がるものの冷やしばめによる締結を緩める
程度までには至らず、締結状態を確実に保証することが
できる。
３とボス部４との付け根の部分１１にはひずみが生じ、
ボス部４には回動軸部２の嵌合部２ａを締め付ける方向
の応力が発生する。これにより、嵌合凹所９の内周壁９
ａ近傍に作用する遠心力、すなわち、半径方向外方へ向
かう力は一部相殺されるので、嵌合凹所９の穴径は２δ
ｂだけ若干拡がるものの冷やしばめによる締結を緩める
程度までには至らず、締結状態を確実に保証することが
できる。
【００１６】なお、以上説明したものに限らず、フライ
ホイール本体の材質、寸法等が上記のものと異なってい
ても、発明の要旨を逸脱しなければ本願発明に含まれ
る。例えば上述の実施の形態ではボス部の外径を６０ｍ
ｍとしたが、これを７０ｍｍ，８０ｍｍ，９０ｍｍ，１
００ｍｍ，１４０ｍｍ，１５０ｍｍとして理論解析を行
ってみても、高速回転中でもなお締結が維持されるとい
う結果を得た。従って、外径６０ｍｍないし１５０ｍｍ
の範囲内でも本発明に係る冷やしばめによる締結構造を
適用できる。また、中心穴１０を設けなくても、上記同
様、締結状態を確実に保証できるという効果を得ること
ができる。
ホイール本体の材質、寸法等が上記のものと異なってい
ても、発明の要旨を逸脱しなければ本願発明に含まれ
る。例えば上述の実施の形態ではボス部の外径を６０ｍ
ｍとしたが、これを７０ｍｍ，８０ｍｍ，９０ｍｍ，１
００ｍｍ，１４０ｍｍ，１５０ｍｍとして理論解析を行
ってみても、高速回転中でもなお締結が維持されるとい
う結果を得た。従って、外径６０ｍｍないし１５０ｍｍ
の範囲内でも本発明に係る冷やしばめによる締結構造を
適用できる。また、中心穴１０を設けなくても、上記同
様、締結状態を確実に保証できるという効果を得ること
ができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、構造が簡単でかつ高速回転中の締結を確実に保証
できるという効果を奏する。
ので、構造が簡単でかつ高速回転中の締結を確実に保証
できるという効果を奏する。
【図１】 本発明に係るフライホイールの締結構造を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係るフライホイール本
体を構成する炭素繊維強化プラスチックス体を示す説明
図である。
体を構成する炭素繊維強化プラスチックス体を示す説明
図である。
【図３】 図２の炭素繊維強化プラスチックス体の構成
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】 本発明に係るフライホイール本体を示す図で
あって、（ａ）は静止状態の形状を示す説明図、（ｂ）
は高速回転中の形状を示す説明図である。
あって、（ａ）は静止状態の形状を示す説明図、（ｂ）
は高速回転中の形状を示す説明図である。
１…フライホイール本体 ２…回転軸部 ４…ボス部
Claims (3)
- 【請求項１】 高速回転されるフライホイール本体に、
回転軸部に嵌合されるボス部を設け、前記回転軸部に前
記ボス部を冷やしばめにより嵌合させたことを特徴とす
るフライホイールの締結構造。 - 【請求項２】 前記フライホイールは高速回転に基づく
遠心力により半径方向外方に伸びる材料により構成さ
れ、前記冷やしばめによる前記ボス部と前記回転軸部と
の締結が緩まないように、前記ボス部の高速回転に基づ
く半径方向外方への伸びが前記フライホイール本体の高
速回転に基づく変形により抑制さ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の締結構造。 - 【請求項３】 前記フライホイール本体が炭素繊維強化
プラスチックス材料により構成され、該炭素繊維強化プ
ラスチックス材料は高速回転に基づく遠心力により半径
方向外方に伸び、前記冷やしばめによる前記ボス部と前
記回転軸部との締結が緩まないように、前記ボス部の高
速回転に基づく半径方向外方への伸びが前記フライホイ
ール本体の高速回転に基づく変形により抑制されること
を特徴とする請求項１に記載のフライホイールの締結構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32787497A JPH11159579A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | フライホイールの締結構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32787497A JPH11159579A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | フライホイールの締結構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11159579A true JPH11159579A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18203953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32787497A Pending JPH11159579A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | フライホイールの締結構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11159579A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016050626A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 株式会社ジェイテクト | フライホイール |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP32787497A patent/JPH11159579A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016050626A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 株式会社ジェイテクト | フライホイール |
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