JPH11190271A - Energy storage device - Google Patents

Energy storage device

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Publication number
JPH11190271A
JPH11190271A JP35743897A JP35743897A JPH11190271A JP H11190271 A JPH11190271 A JP H11190271A JP 35743897 A JP35743897 A JP 35743897A JP 35743897 A JP35743897 A JP 35743897A JP H11190271 A JPH11190271 A JP H11190271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flywheel
housing
flywheels
storage device
energy storage
Prior art date
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Pending
Application number
JP35743897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tamio Shinosawa
民夫 篠澤
Hiromasa Okamura
広正 岡村
Osamu Yoneda
修 米田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP35743897A priority Critical patent/JPH11190271A/en
Publication of JPH11190271A publication Critical patent/JPH11190271A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the durability of an energy storage device without decreasing the efficiency of energy conversion. SOLUTION: In this energy storage device, upper and lower flywheels 9, 10 supported in such a way as to be rotatable about a common rotation axis K-K are stored in a housing 2. The upper and lower flywheels 9, 10 are rotated in opposite directions to store energy. Dynamic pressure type gas bearing mechanisms 16, 18 are formed between the upper flywheel 9 and the interior wall surface 2b of the housing, and a dynamic pressure type gas bearing mechanism 20 is formed between the lower flywheel 10 and the interior wall surface 2b of the housing, so that the upper and lower flywheels 9, 10 are supported by the housing 2. The upper and lower flywheels 9, 10 are placed adjacent to each other, and additional dynamic pressure type gas bearing mechanisms 22, 24 are formed between the upper and lower flywheels 9, 10, so that the flywheels 9, 10 are supported against each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はエネルギ貯蔵装置に
関する。
[0001] The present invention relates to an energy storage device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、共通の回転軸線回りに回転可
能に支持された一対の慣性質量体をハウジング内に収容
し、これら慣性質量体を互いに逆向きに回転させてエネ
ルギを貯蔵するようにしたエネルギ貯蔵装置が知られて
いる。すなわち、例えばエネルギ貯蔵装置の電磁コイル
に電流を流して磁界を形成するとこの磁界と、慣性質量
体に取り付けられた永久磁石の磁界との相互作用により
慣性質量体が回転され、斯くして電気エネルギが運動エ
ネルギの形で貯蔵される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a pair of inertial masses rotatably supported around a common rotation axis are housed in a housing, and these inertial masses are rotated in opposite directions to store energy. A known energy storage device is known. That is, for example, when an electric current is applied to the electromagnetic coil of the energy storage device to form a magnetic field, the inertial mass is rotated by the interaction between the magnetic field and the magnetic field of the permanent magnet attached to the inertial mass. Are stored in the form of kinetic energy.

【0003】このようなエネルギ貯蔵装置の貯蔵容量を
大きくするためには慣性質量体を高速度で回転させる必
要がある。ところが慣性質量体を高速度で回転させると
慣性質量体の軸受に大きな応力が作用し、その結果エネ
ルギ貯蔵装置の耐久性を確保するのが困難となる。そこ
で、各慣性質量体とハウジング内壁面間に磁気軸受機構
を形成してこれら慣性質量体をハウジングにより支持す
るようにしたエネルギ貯蔵装置が公知である(特表平6
−506754号公報参照)。このエネルギ貯蔵装置で
は各慣性質量体とハウジング内壁面間に磁気軸受機構を
形成することにより慣性質量体を非接触に支持し、それ
によって慣性質量体の軸受に大きな応力が作用するのを
阻止するようにしている。
In order to increase the storage capacity of such an energy storage device, it is necessary to rotate the inertial mass at a high speed. However, when the inertial mass body is rotated at a high speed, a large stress acts on the bearing of the inertial mass body, and as a result, it becomes difficult to secure the durability of the energy storage device. Therefore, there is known an energy storage device in which a magnetic bearing mechanism is formed between each inertial mass body and the inner wall surface of the housing so that these inertial mass bodies are supported by the housing.
506754). In this energy storage device, the inertial mass is supported in a non-contact manner by forming a magnetic bearing mechanism between each inertial mass and the inner wall surface of the housing, thereby preventing a large stress from acting on the bearing of the inertial mass. Like that.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このエネル
ギ貯蔵装置において慣性質量体を正規の位置に確実に維
持するためには磁気軸受機構により形成される磁界を大
きくしなければならない。しかしながら上述したように
エネルギ貯蔵装置では、電磁コイルおよび永久磁石の磁
界間の相互作用によりエネルギ貯蔵作用が行われるので
磁気軸受機構により形成される磁界が大きいと電磁コイ
ルまたは永久磁石により形成される磁界が乱れ、その結
果電気エネルギから運動エネルギへの変換効率が低下す
るという問題点がある。
However, in order to reliably maintain the inertial mass in a proper position in this energy storage device, the magnetic field formed by the magnetic bearing mechanism must be increased. However, as described above, in the energy storage device, the energy is stored by the interaction between the magnetic fields of the electromagnetic coil and the permanent magnet. Therefore, if the magnetic field formed by the magnetic bearing mechanism is large, the magnetic field formed by the electromagnetic coil or the permanent magnet Is disturbed, and as a result, there is a problem that the conversion efficiency from electric energy to kinetic energy is reduced.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に1番目の発明によれば、共通の回転軸線回りに回転可
能に支持された一対の慣性質量体をハウジング内に収容
し、これら慣性質量体を互いに逆向きに回転させてエネ
ルギを貯蔵するようにしたエネルギ貯蔵装置において、
各慣性質量体とハウジング内壁面間に動圧式気体軸受機
構を形成してこれら慣性質量体をハウジングにより支持
するようにしている。すなわち1番目の発明では、エネ
ルギ変換効率を低下させることなく慣性質量体が非接触
で支持される。
According to a first aspect of the present invention, a pair of inertial mass bodies rotatably supported around a common rotation axis are accommodated in a housing, and these inertial mass bodies are accommodated in the housing. In an energy storage device configured to store energy by rotating masses in opposite directions,
A dynamic pressure type gas bearing mechanism is formed between each inertial mass body and the inner wall surface of the housing, and these inertial mass bodies are supported by the housing. That is, in the first aspect, the inertial mass body is supported in a non-contact manner without lowering the energy conversion efficiency.

【0006】また、2番目の発明によれば1番目の発明
において、前記動圧式気体軸受機構を各慣性質量体の外
周面と前記ハウジング内壁面間に形成している。すなわ
ち2番目の発明では、慣性質量体のうち最も大きな線速
度で回転する慣性質量体の外周面とハウジング内壁面間
に前記動圧式気体軸受機構が形成されるので大きな支持
力が形成される。
According to a second aspect, in the first aspect, the dynamic pressure type gas bearing mechanism is formed between an outer peripheral surface of each inertial mass body and the inner wall surface of the housing. That is, in the second invention, the dynamic pressure type gas bearing mechanism is formed between the outer peripheral surface of the inertial mass body that rotates at the largest linear velocity among the inertial mass bodies and the inner wall surface of the housing, so that a large supporting force is formed.

【0007】また、3番目の発明によれば2番目の発明
において、各慣性質量体の外周面を前記回転軸線に対し
傾斜させている。すなわち3番目の発明では、半径方向
の支持力と、回転軸線方向の支持力とが同時に形成され
る。また、4番目の発明によれば1番目の発明におい
て、前記一対の慣性質量体を互いに隣接配置し、これら
慣性質量体間に追加の動圧式気体軸受機構を形成してこ
れら慣性質量体を互いに他の慣性質量体により支持する
ようにしている。すなわち4番目の発明では、各慣性質
量体が別個に支持されるのではなくハウジングと他の慣
性質量体とにより支持される。
According to a third aspect, in the second aspect, the outer peripheral surface of each inertial mass body is inclined with respect to the rotation axis. That is, in the third aspect, the support force in the radial direction and the support force in the rotation axis direction are simultaneously formed. According to a fourth aspect, in the first aspect, the pair of inertial mass bodies are arranged adjacent to each other, and an additional hydrodynamic gas bearing mechanism is formed between the inertial mass bodies to connect the inertial mass bodies to each other. It is supported by another inertial mass. That is, in the fourth invention, each inertial mass is not supported separately but supported by the housing and another inertial mass.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1を参照すると、1はエネルギ
貯蔵装置、2は環状の内部空間2aを画定するハウジン
グ、3は例えば車両ボディからなるベース、4はハウジ
ング2をベース3に固定する固定具、5はハウジング2
とベース3および固定具4間に介在せしめられた例えば
エアマットからなる振動吸収部材、6はハウジング2の
内部空間2a内に固定されてハウジング2の内壁面2b
を形成する環状部材をそれぞれ示す。ハウジング2およ
び環状部材6は鉛直方向に延びる軸線K−Kおよび水平
方向に拡がる対称面J−Jに関しそれぞれ対称的に形成
される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, 1 is an energy storage device, 2 is a housing defining an annular internal space 2a, 3 is a base made of, for example, a vehicle body, 4 is a housing 2 fixed to the base 3. Fixture 5 is housing 2
And a vibration absorbing member 6 made of, for example, an air mat interposed between the base 3 and the fixture 4. The vibration absorbing member 6 is fixed in the internal space 2 a of the housing 2 and
Are shown, respectively. The housing 2 and the annular member 6 are formed symmetrically with respect to an axis KK extending vertically and a symmetry plane JJ extending horizontally.

【0009】図1に示されるように、ハウジング内部空
間2a内には鉛直方向に互いに離間して上方環状電磁コ
イル7および下方環状電磁コイル8が収容される。これ
ら上方および下方環状電磁コイル7,8はハウジング内
壁面2bにそれぞれ固定される。上方環状電磁コイル7
と環状部材6間のハウジング内部空間2a内には上方フ
ライホイール9が配置され、下方環状電磁コイル8と環
状部材6間のハウジング内部空間2a内には下方フライ
ホイール10が配置される。したがって本実施態様では
一対のフライホイールが互いに隣接して鉛直方向に整列
されることになる。また、後述するように上方および下
方フライホイール9,10は軸線K−K回りに、かつ互
いに逆向きに回転可能に支持されている。さらに、上方
および下方フライホイール9,10の各内周面上には、
それぞれ対応する上方および下方環状電磁コイル7,8
に対面して環状の永久磁石11,12が取り付けられ
る。
As shown in FIG. 1, an upper annular electromagnetic coil 7 and a lower annular electromagnetic coil 8 are housed in the housing inner space 2a so as to be vertically separated from each other. These upper and lower annular electromagnetic coils 7, 8 are fixed to the housing inner wall surface 2b, respectively. Upper annular electromagnetic coil 7
An upper flywheel 9 is disposed in the housing internal space 2a between the lower annular electromagnetic coil 8 and the annular member 6, and a lower flywheel 10 is disposed in the housing internal space 2a between the lower annular electromagnetic coil 8 and the annular member 6. Therefore, in this embodiment, a pair of flywheels are vertically aligned adjacent to each other. As will be described later, the upper and lower flywheels 9 and 10 are rotatably supported around the axis KK and in opposite directions. Further, on each inner peripheral surface of the upper and lower flywheels 9 and 10,
The corresponding upper and lower annular electromagnetic coils 7, 8 respectively
The annular permanent magnets 11 and 12 are attached to face.

【0010】これらハウジング内部空間2a、上方およ
び下方環状電磁コイル7,8、および上方および下方フ
ライホイール9,10、永久磁石11,12は軸線K−
K周りに同心配置される。また、上方および下方フライ
ホイール9,10間に形成される間隙は対称面J−J内
に配置され、上方環状電磁コイル7と下方環状電磁コイ
ル8、および永久磁石11と永久磁石12はそれぞれ対
称面J−Jに関し対称的に配置される。
The interior space 2a of the housing, the upper and lower annular electromagnetic coils 7, 8, the upper and lower flywheels 9, 10, and the permanent magnets 11, 12 are aligned with the axis K-.
It is arranged concentrically around K. The gap formed between the upper and lower flywheels 9 and 10 is located in the symmetry plane JJ, and the upper annular electromagnetic coil 7 and the lower annular electromagnetic coil 8 and the permanent magnet 11 and the permanent magnet 12 are symmetrical, respectively. It is arranged symmetrically with respect to the plane JJ.

【0011】上方フライホイール9の外周面9aは下方
フライホイール10に向けて拡開するよう軸線K−Kに
対し傾斜せしめられており、下方フライホイール10の
外周面10aは上方フライホイール9に向けて拡開する
よう軸線K−Kに対し傾斜せしめられている。一方、環
状部材6により画定されるハウジング内壁面2bはこれ
ら上方および下方フライホイール9,10の外周面9
a,10aに対し相補的に形成され、すなわち上方フラ
イホイール9の外周面9aに対面するハウジング内壁面
2bは下方に向けて拡開し、下方フライホイール10の
外周面10aに対面するハウジング内壁面2bは上方に
向けて拡開する。
The outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9 is inclined with respect to the axis KK so as to expand toward the lower flywheel 10, and the outer peripheral surface 10a of the lower flywheel 10 faces the upper flywheel 9. It is inclined with respect to the axis KK so as to expand. On the other hand, the inner wall surface 2b of the housing defined by the annular member 6 is formed on the outer peripheral surface 9 of the upper and lower flywheels 9, 10.
a, 10a, the housing inner wall surface 2b facing the outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9 is expanded downward, and the housing inner wall surface facing the outer peripheral surface 10a of the lower flywheel 10 is formed. 2b expands upward.

【0012】上方フライホイール9の底面9bの中心部
には下方フライホイール10に向けて拡開する凹部13
が形成され、下方フライホイール10の頂面10cの中
心部にはこの凹部13と相補的に形成されて凹部13内
に受容される凸部14が形成される。図1および図2
(A)に示されるように、上方フライホイール9の外周
面9a上には螺旋状に延びる複数の溝15が形成され
る。これら溝15は上方から見たときに上方フライホイ
ール9の中心部から周縁部に向けて時計回りに延びてお
り、したがって上方フライホイール9の回転方向(図2
(A)の矢印R1)に対し逆方向に延びている。上方フ
ライホイール9の外周面9aとこれに対面する平坦なハ
ウジング内壁面2bとの間にはわずかばかりの間隙が形
成されており、斯くして上方フライホイール9の外周面
9aとこれに対面するハウジング内壁面2bとの間に動
圧式気体軸受機構16が形成される。
At the center of the bottom surface 9b of the upper flywheel 9, a concave portion 13 expanding toward the lower flywheel 10 is provided.
Is formed at the center of the top surface 10c of the lower flywheel 10, and a convex portion 14 formed complementary to the concave portion 13 and received in the concave portion 13 is formed. 1 and 2
As shown in (A), a plurality of spirally extending grooves 15 are formed on the outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9. These grooves 15 extend clockwise from the center of the upper flywheel 9 toward the peripheral edge when viewed from above, and are therefore rotated in the direction of rotation of the upper flywheel 9 (FIG. 2).
It extends in the opposite direction to the arrow R1) in (A). A slight gap is formed between the outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9 and the flat housing inner wall surface 2b facing the outer peripheral surface 9a, thus facing the outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9 and the same. A dynamic pressure type gas bearing mechanism 16 is formed between the housing and the inner wall surface 2b.

【0013】同様に、上方フライホイール9の頂面9c
上にも螺旋状に延びる複数の溝17が形成される。これ
ら溝17は上方から見たときに溝15と同方向に延びて
いる。上方フライホイール9の頂面9cとこれに対面す
る平坦なハウジング内壁面2bとの間にもわずかばかり
の間隙が形成されており、斯くして上方フライホイール
9の外周面9aとこれに対面するハウジング内壁面2b
との間にも動圧式気体軸受機構18が形成される。
Similarly, the top surface 9c of the upper flywheel 9
A plurality of spirally extending grooves 17 are also formed on the upper side. These grooves 17 extend in the same direction as the grooves 15 when viewed from above. A slight gap is also formed between the top surface 9c of the upper flywheel 9 and the flat housing inner wall surface 2b facing the same, so that the outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9 faces the same. Housing inner wall surface 2b
A dynamic pressure type gas bearing mechanism 18 is also formed between them.

【0014】また、図1および図2(B)に示されるよ
うに、下方フライホイール10の外周面10a上にも螺
旋状に延びる複数の溝19が形成される。これら溝19
は上方から見たときに下方フライホイール10の中心部
から周縁部に向けて反時計回りに延びており、したがっ
て下方フライホイール10の回転方向(図2(B)の矢
印R2)に対し逆方向に延びている。下方フライホイー
ル10の外周面10aとこれに対面する平坦なハウジン
グ内壁面2bとの間にはわずかばかりの間隙が形成され
ており、斯くして下方フライホイール10の外周面10
aとこれに対面するハウジング内壁面2bとの間に動圧
式気体軸受機構20が形成される。
As shown in FIGS. 1 and 2B, a plurality of spirally extending grooves 19 are also formed on the outer peripheral surface 10a of the lower flywheel 10. These grooves 19
Extends counterclockwise from the center of the lower flywheel 10 toward the peripheral edge when viewed from above, and is therefore opposite to the direction of rotation of the lower flywheel 10 (arrow R2 in FIG. 2B). Extends to. A slight gap is formed between the outer peripheral surface 10a of the lower flywheel 10 and the flat housing inner wall surface 2b facing the outer peripheral surface 10a.
The dynamic pressure type gas bearing mechanism 20 is formed between a and the inner wall surface 2b of the housing facing this.

【0015】すなわち、本実施態様では各フライホイー
ル9,10が動圧式気体軸受機構16,18,20を介
してハウジング2により支持される。さらに、図2
(A)に示されるように上方フライホイール9の底面9
b上にも螺旋状に延びる複数の溝21が形成される。こ
れら溝21は上方から見たときに溝15,17と同方向
に延びている。上方フライホイール9の底面9bとこれ
に対面する下方フライホイール10の平坦な頂面10c
との間にもわずかばかりの間隙が形成されており、斯く
して上方フライホイール9の底面9bとこれに対面する
下方フライホイール10の頂面10cとの間に追加の動
圧式気体軸受機構22が形成される。
That is, in this embodiment, the flywheels 9 and 10 are supported by the housing 2 via the dynamic pressure type gas bearing mechanisms 16, 18 and 20. Further, FIG.
As shown in (A), the bottom surface 9 of the upper flywheel 9
A plurality of grooves 21 extending spirally are also formed on b. These grooves 21 extend in the same direction as the grooves 15, 17 when viewed from above. The bottom surface 9b of the upper flywheel 9 and the flat top surface 10c of the lower flywheel 10 facing the bottom surface 9b.
Between the bottom surface 9b of the upper flywheel 9 and the top surface 10c of the lower flywheel 10 facing the same. Is formed.

【0016】さらに、図2(B)に示されるように下方
フライホイール10の凸部14の周面上にも螺旋状に延
びる複数の溝23が形成される。これら溝23は上方か
ら見たときに溝19と同方向に延びている。凸部14の
周面とこれに対面する凹部13の平坦な周面との間にも
わずかばかりの間隙が形成されており、斯くして凸部1
4とこれに対面する凹部13との間に追加の動圧式気体
軸受機構24が形成される。
Further, as shown in FIG. 2B, a plurality of spirally extending grooves 23 are formed on the peripheral surface of the convex portion 14 of the lower flywheel 10. These grooves 23 extend in the same direction as the grooves 19 when viewed from above. A slight gap is also formed between the peripheral surface of the convex portion 14 and the flat peripheral surface of the concave portion 13 facing the convex portion 14.
An additional hydrodynamic gas bearing mechanism 24 is formed between 4 and recess 13 facing it.

【0017】すなわち、本実施態様では上方フライホイ
ール9が追加の動圧式気体軸受機構22,24を介して
下方フライホイール10に支持され、下方フライホイー
ル10が動圧式気体軸受機構22,24を介して上方フ
ライホイール9に支持される。さらに、下方フライホイ
ール10の底面10b上には環状の永久磁石25が配置
され、この永久磁石25と対面するハウジング内壁面2
b上には環状の永久磁石26が配置される。これら永久
磁石25,26は互いに同じ磁極を有し、したがって下
方フライホイール10の底面10bとハウジング内壁面
2bとの間に磁気軸受機構27が形成される。
That is, in this embodiment, the upper flywheel 9 is supported by the lower flywheel 10 via the additional dynamic pressure type gas bearing mechanisms 22 and 24, and the lower flywheel 10 is supported via the dynamic pressure type gas bearing mechanisms 22 and 24. Supported by the upper flywheel 9. Further, an annular permanent magnet 25 is disposed on the bottom surface 10 b of the lower flywheel 10, and the inner wall surface 2 of the housing facing the permanent magnet 25 is disposed.
An annular permanent magnet 26 is arranged on b. These permanent magnets 25 and 26 have the same magnetic poles, so that a magnetic bearing mechanism 27 is formed between the bottom surface 10b of the lower flywheel 10 and the inner wall surface 2b of the housing.

【0018】同様に、上方フライホイール9の底面9b
上には環状の永久磁石28が配置され、この永久磁石2
8と対面する下方フライホイール10の頂面10c上に
は環状の永久磁石29が配置される。これら永久磁石2
8,29も互いに同じ磁極を有し、したがって上方フラ
イホイール9の底面9bと下方フライホイール10の頂
面10cとの間に追加の磁気軸受機構30が形成され
る。
Similarly, the bottom surface 9b of the upper flywheel 9
An annular permanent magnet 28 is disposed on the upper side, and the permanent magnet 2
An annular permanent magnet 29 is arranged on the top surface 10 c of the lower flywheel 10 facing the upper surface 8. These permanent magnets 2
8, 29 also have the same magnetic poles as one another, so that an additional magnetic bearing mechanism 30 is formed between the bottom surface 9b of the upper flywheel 9 and the top surface 10c of the lower flywheel 10.

【0019】上方フライホイール9とこれに一体的な永
久磁石11,28、および下方フライホイール10とこ
れに一体的な永久磁石12,25,29はそれぞれ慣性
質量体を形成し、これら慣性質量体の質量は互いに等し
くされている。次に、図1のエネルギ貯蔵装置1の作用
について説明する。図示しない電気エネルギ源から上方
および下方環状電磁コイル7,8に電気エネルギが供給
されるとこれら上方および下方環状電磁コイル7,8に
より形成される磁界と、上方および下方フライホイール
9,10にそれぞれ取り付けられた永久磁石11,12
の磁界との相互作用により上方および下方フライホイー
ル9,10が回転軸線K−K回りに回転せしめられる。
電気エネルギ源からの上方および下方環状電磁コイル
7,8へのエネルギ供給が停止された後も上方および下
方フライホイール9,10は回転し続け、斯くして電気
エネルギが運動エネルギの形でエネルギ貯蔵装置1に貯
蔵される。
The upper flywheel 9 and the permanent magnets 11 and 28 integral therewith, and the lower flywheel 10 and the permanent magnets 12, 25 and 29 integral therewith form inertial masses, respectively. Are equal to each other. Next, the operation of the energy storage device 1 of FIG. 1 will be described. When electric energy is supplied to the upper and lower annular electromagnetic coils 7, 8 from an electric energy source (not shown), the magnetic field formed by the upper and lower annular electromagnetic coils 7, 8 and the upper and lower flywheels 9, 10 respectively. Permanent magnets 11 and 12 attached
The upper and lower flywheels 9, 10 are caused to rotate about the axis of rotation KK by interaction with the magnetic field.
The upper and lower flywheels 9 and 10 continue to rotate even after the supply of energy to the upper and lower annular electromagnetic coils 7 and 8 from the electric energy source is stopped, so that the electric energy is stored in the form of kinetic energy. Stored in device 1.

【0020】この場合、上方および下方環状電磁コイル
7,8に供給される電気エネルギは互いに等しくされ、
したがって上方および下方フライホイール9,10は互
いに等速度で回転する。しかも、上述したように上方お
よび下方フライホイール9,10の回転方向が互いに逆
向きであるのでこれら上方および下方フライホイール
9,10に作用するジャイロモーメントを相殺すること
ができる。その結果、例えば車両振動により回転軸線K
−Kが正規の位置からずれたとしても上方および下方フ
ライホイール9,10の安定した回転運動を確保するこ
とができる。
In this case, the electric energy supplied to the upper and lower annular electromagnetic coils 7, 8 is made equal to each other,
Therefore, the upper and lower flywheels 9 and 10 rotate at the same speed with respect to each other. In addition, since the rotation directions of the upper and lower flywheels 9 and 10 are opposite to each other as described above, the gyro moment acting on these upper and lower flywheels 9 and 10 can be offset. As a result, for example, the rotational axis K
Even if −K deviates from the normal position, stable rotational movement of the upper and lower flywheels 9 and 10 can be ensured.

【0021】このように上方および下方フライホイール
9,10が回転しているときにはこれら上方および下方
フライホイール9,10は動圧式気体軸受機構16,1
8,20および追加の動圧式気体軸受機構22,24を
介して支持される。すなわち、動圧式気体軸受機構16
では上方フライホイール9が回転したときに生ずる動圧
により、図3に示されるように上方フライホイール9の
外周面9aに反発力すなわち支持力F1が作用し、すな
わち回転軸線K−K方向下向きの力と半径方向内向きの
力とが作用する。また、動圧式気体軸受機構18では上
方フライホイール9の頂面9cに反発力F2が作用し、
すなわち回転軸線K−K方向下向きの力が作用する。さ
らに、追加の動圧式気体軸受機構22では上方フライホ
イール9の底面9bに反発力F3が作用し、すなわち回
転軸線K−K方向上向きの力が作用する。さらに、動圧
式気体軸受機構24では上方フライホイール9の凹部1
3に反発力F4が作用し、すなわち回転軸線K−K方向
上向きの力と半径方向外向きの力とが作用する。このよ
うにして上方フライホイール9がハウジング2および下
方フライホイール10により支持される。
When the upper and lower flywheels 9 and 10 are rotating as described above, the upper and lower flywheels 9 and 10 are driven by the hydrodynamic gas bearing mechanisms 16 and 1.
8, 20 and additional hydrodynamic gas bearing mechanisms 22, 24. That is, the dynamic pressure type gas bearing mechanism 16
3, a repulsive force, that is, a supporting force F1 acts on the outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9 due to the dynamic pressure generated when the upper flywheel 9 rotates, that is, when the upper flywheel 9 is turned downward in the rotation axis KK direction. Force and radial inward force act. Further, in the dynamic pressure type gas bearing mechanism 18, a repulsive force F2 acts on the top surface 9c of the upper flywheel 9, and
That is, a downward force acts on the rotation axis KK. Further, in the additional hydrodynamic gas bearing mechanism 22, a repulsive force F3 acts on the bottom surface 9b of the upper flywheel 9, that is, an upward force in the direction of the rotational axis KK acts. Further, in the dynamic pressure type gas bearing mechanism 24, the concave portion 1 of the upper flywheel 9 is formed.
3, a repulsive force F4 acts, that is, an upward force in the rotation axis KK and an outward force in the radial direction. In this way, the upper flywheel 9 is supported by the housing 2 and the lower flywheel 10.

【0022】同様に、動圧式気体軸受機構20では下方
フライホイール10の外周面10aに反発力F5が作用
し、すなわち回転軸線K−K方向上向きの力と半径方向
内向きの力とが作用する。さらに、追加の動圧式気体軸
受機構22では下方フライホイール10の頂面10cに
反発力F3が作用し、すなわち回転軸線K−K方向下向
きの力が作用する。さらに、動圧式気体軸受機構24で
は下方フライホイール10の凸部14に反発力F4が作
用し、すなわち回転軸線K−K方向下向きの力と半径方
向内向きの力とが作用する。このようにして下方フライ
ホイール10がハウジング2および上方フライホイール
9により支持される。
Similarly, in the hydrodynamic gas bearing mechanism 20, a repulsive force F5 acts on the outer peripheral surface 10a of the lower flywheel 10, that is, an upward force in the direction of the rotational axis KK and an inward force in the radial direction act. . Further, in the additional dynamic pressure type gas bearing mechanism 22, a repulsive force F3 acts on the top surface 10c of the lower flywheel 10, that is, a downward force acts on the rotation axis KK. Further, in the hydrodynamic gas bearing mechanism 24, a repulsive force F4 acts on the convex portion 14 of the lower flywheel 10, that is, a downward force in the direction of the rotation axis KK and an inward force in the radial direction act. Thus, the lower flywheel 10 is supported by the housing 2 and the upper flywheel 9.

【0023】動圧式気体軸受機構16,18では上方フ
ライホイール9とハウジング内壁面2aとの間にわずか
ばかりの間隙が形成されており、動圧式気体軸受機構2
0では下方フライホイール10とハウジング内壁面2a
との間にわずかばかりの間隙が形成されており、追加の
動圧式気体軸受機構22,24では上方フライホイール
9と下方フライホイール10との間にわずかばかりの間
隙が形成されている。したがって、上方および下方フラ
イホイール9,10は非接触で支持されることになり、
斯くしてエネルギ貯蔵装置1の耐久性を高めることがで
きる。
In the dynamic pressure type gas bearing mechanisms 16 and 18, a slight gap is formed between the upper flywheel 9 and the housing inner wall surface 2a.
0, the lower flywheel 10 and the inner wall surface 2a of the housing
And a slight gap is formed between the upper flywheel 9 and the lower flywheel 10 in the additional hydrodynamic gas bearing mechanisms 22 and 24. Therefore, the upper and lower flywheels 9 and 10 are supported without contact,
Thus, the durability of the energy storage device 1 can be improved.

【0024】このような動圧式気体軸受機構ではフライ
ホイールの回転速度が高くなるにつれて支持力が大きく
なる。したがって、本実施態様では上方および下方フラ
イホイール9,10が高い回転速度で回転するときにも
上方および下方フライホイール9,10を確実に支持す
ることができる。ところで、上方および下方フライホイ
ール9,10の各外周面9a,10aを必ずしも回転軸
線K−Kに対し傾斜せしめる必要はない。しかしなが
ら、上方および下方フライホイール9,10の各外周面
9a,10aを回転軸線K−Kに対し傾斜せしめて各外
周面とこれに対面するハウジング内壁面2aとの間に動
圧式気体軸受機構を形成すれば上方および下方フライホ
イール9,10回転軸線K−K方向の力と半径方向の力
とを同時に作用させることができる。したがって、各外
周面とこれに対面するハウジング内壁面2aとの間のみ
に動圧式気体軸受機構を形成したとしても上方および下
方フライホイール9,10の良好な安定性を確保するこ
とができる。
In such a dynamic pressure type gas bearing mechanism, the supporting force increases as the rotational speed of the flywheel increases. Therefore, in this embodiment, even when the upper and lower flywheels 9 and 10 rotate at a high rotation speed, the upper and lower flywheels 9 and 10 can be reliably supported. Incidentally, it is not always necessary to incline the outer peripheral surfaces 9a, 10a of the upper and lower flywheels 9, 10 with respect to the rotation axis KK. However, the outer peripheral surfaces 9a, 10a of the upper and lower flywheels 9, 10 are inclined with respect to the rotation axis KK, and a dynamic pressure type gas bearing mechanism is provided between each outer peripheral surface and the housing inner wall surface 2a facing the outer peripheral surface. If it forms, the force of the upper and lower flywheels 9 and 10 in the direction of the rotational axis KK and the force in the radial direction can act simultaneously. Therefore, even if the dynamic pressure type gas bearing mechanism is formed only between each outer peripheral surface and the housing inner wall surface 2a facing the outer peripheral surface, good stability of the upper and lower flywheels 9 and 10 can be ensured.

【0025】一方、上方および下方フライホイール9,
10が回転するとこれら上方および下方フライホイール
9,10に作用する遠心力により上方および下方フライ
ホイール9,10が膨張する。その結果、上方および下
方フライホイール9,10の各外周面9a,10aとそ
れぞれ対応するハウジング内壁面2b間の距離が小さく
なって各外周面9a,10aとハウジング内壁面2bと
が互いに衝突する恐れがある。しかしながら、本実施態
様では上方および下方フライホイール9,10が回転す
ると外周面9aに回転軸線K−K方向下向きの力が作用
し,外周面10aに回転軸線K−K方向下向きの力が作
用するので上方フライホイール9は膨張しつつ回転軸線
K−K方向下向きに移動し、下方フライホイール10は
膨張しつつ回転軸線K−K方向上向きに移動することに
なる。その結果、各外周面9a,10aと対応するハウ
ジング内壁面2bとが互いに衝突するのを阻止すること
ができる。
On the other hand, the upper and lower flywheels 9,
When the 10 rotates, the upper and lower flywheels 9 and 10 expand due to the centrifugal force acting on the upper and lower flywheels 9 and 10. As a result, the distance between each outer peripheral surface 9a, 10a of the upper and lower flywheels 9, 10 and the corresponding housing inner wall surface 2b is reduced, and each outer peripheral surface 9a, 10a and the housing inner wall surface 2b may collide with each other. There is. However, in this embodiment, when the upper and lower flywheels 9 and 10 rotate, a downward force acts on the outer peripheral surface 9a in the direction of the rotational axis KK, and a downward force acts on the outer peripheral surface 10a. Therefore, the upper flywheel 9 moves downward in the direction of the rotation axis KK while expanding, and the lower flywheel 10 moves upward in the direction of the rotation axis KK while expanding. As a result, it is possible to prevent the outer peripheral surfaces 9a, 10a and the corresponding housing inner wall surface 2b from colliding with each other.

【0026】すなわち、上方フライホイール9を例にと
って説明すると、停止時または回転速度が低いときには
上方フライホイール9は図4において実線で示される位
置にあり、回転時または回転速度が高いときには図4に
おいて破線で示される位置になる。すなわち、上方フラ
イホイール9は回転時または高回転速度時には停止時ま
たは低回転速度時よりも半径方向外側かつ回転軸線K−
K方向下側に位置するようになる。なお、下方フライホ
イール10についても同様であるので説明を省略する。
That is, taking the upper flywheel 9 as an example, when stopped or when the rotation speed is low, the upper flywheel 9 is at the position shown by the solid line in FIG. It will be the position shown by the broken line. That is, when the upper flywheel 9 is rotating or at a high rotation speed, the upper flywheel 9 is radially outward and at the rotation axis K-
It will be located on the lower side in the K direction. Note that the same applies to the lower flywheel 10, and a description thereof will be omitted.

【0027】上方フライホイール9の凹部13および下
方フライホイール10の凸部14は上方および下方フラ
イホイール9,10の相対位置を正規の位置に維持する
ためのものである。すなわち、これら凹部13および凸
部14を設けない場合には上方および下方フライホイー
ル9,10の相対位置は環状部材6を介して定まること
になる。ところがこのように上方および下方フライホイ
ール9,10の相対位置を間接的に定めるようにする
と、上方および下方フライホイール9,10の相対位置
を正規の位置に維持することが困難となり、すなわち上
方および下方フライホイール9,10の各回転軸線を共
通に維持することができない。その結果、上方および下
方フライホイール9,10に作用するジャイロモーメン
トを確実に相殺することができない。
The concave portion 13 of the upper flywheel 9 and the convex portion 14 of the lower flywheel 10 are for maintaining the relative positions of the upper and lower flywheels 9 and 10 at regular positions. That is, when the concave portion 13 and the convex portion 14 are not provided, the relative positions of the upper and lower flywheels 9 and 10 are determined via the annular member 6. However, if the relative positions of the upper and lower flywheels 9 and 10 are determined indirectly in this way, it becomes difficult to maintain the relative positions of the upper and lower flywheels 9 and 10 at regular positions. The rotation axes of the lower flywheels 9 and 10 cannot be maintained in common. As a result, the gyro moment acting on the upper and lower flywheels 9 and 10 cannot be reliably canceled.

【0028】これに対し本実施態様におけるように凹部
13および凸部14を設けて上方および下方フライホイ
ール9,10の相対位置を直接的に定めるようにすると
上方および下方フライホイール9,10の相対位置を正
規の位置に確実に維持することができ、したがって上方
および下方フライホイール9,10の各回転軸線を確実
に共通に維持することができる。したがってジャイロモ
ーメントを確実に相殺することができるのでエネルギ貯
蔵装置1の耐久性をさらに向上させることができる。
On the other hand, when the concave portions 13 and the convex portions 14 are provided to directly determine the relative positions of the upper and lower flywheels 9 and 10 as in the present embodiment, the relative positions of the upper and lower flywheels 9 and 10 are changed. The position can be reliably maintained in the correct position, and thus the rotation axes of the upper and lower flywheels 9 and 10 can be reliably maintained in common. Therefore, the gyro moment can be surely canceled, so that the durability of the energy storage device 1 can be further improved.

【0029】ところで、上述したように本実施態様では
上方フライホイール9をハウジング2および下方フライ
ホイール10により支持し、下方フライホイール10を
ハウジング2および上方フライホイール9により支持す
るようにしている。しかしながら、上方および下方フラ
イホイール9,10間にハウジング内壁面2bを構成す
る板材を挿入して上方および下方フライホイール9,1
0をそれぞれハウジング2のみにより支持するようにす
ることもできる。ところがこのようにするとエネルギ貯
蔵装置1の構成および組立が複雑になる。また、上方お
よび下方フライホイール9,10は互いに逆方向に回転
するのでこれら上方および下方フライホイール9,10
の相対速度は大きくなる。そこで本実施態様では上方お
よび下方フライホイール9,10を互いに隣接配置して
これら上方および下方フライホイール9,10間に追加
の動圧式気体軸受機構22,24を形成し、それにより
エネルギ貯蔵装置1の構成および組立を簡素化すると共
に、上方および下方フライホイール9,10間において
大きな反発力すなわち支持力を得るようにしている。
As described above, in this embodiment, the upper flywheel 9 is supported by the housing 2 and the lower flywheel 10, and the lower flywheel 10 is supported by the housing 2 and the upper flywheel 9. However, the plate material constituting the housing inner wall surface 2b is inserted between the upper and lower flywheels 9, 10 so that the upper and lower flywheels 9, 1 are inserted.
0 may be supported only by the housing 2. However, this makes the configuration and assembly of the energy storage device 1 complicated. Since the upper and lower flywheels 9 and 10 rotate in opposite directions to each other, the upper and lower flywheels 9 and 10 rotate.
Relative speed increases. Thus, in this embodiment, the upper and lower flywheels 9, 10 are arranged adjacent to each other to form additional hydrodynamic gas bearing mechanisms 22, 24 between the upper and lower flywheels 9, 10, whereby the energy storage device 1 And a large repulsive force, that is, a supporting force between the upper and lower flywheels 9 and 10 is obtained.

【0030】一方、エネルギ貯蔵装置1に貯蔵されてい
るエネルギを出力すべきときには上方および下方環状電
磁コイル7,8が例えば電気モータのような負荷に電気
的に接続される。その結果、上方および下方フライホイ
ール9,10の運動エネルギが電気エネルギに変換され
て出力される。この場合、エネルギ貯蔵装置1から出力
されるエネルギ量が多くなるにつれて上方および下方フ
ライホイール9,10の回転速度が低下し、全エネルギ
が出力されると上方および下方フライホイール9,10
の回転は停止する。この場合、動圧式気体軸受機構1
6,18,20および追加の動圧式気体軸受機構22,
24における支持力は上方および下方フライホイール
9,10の回転速度に応じて次第に小さくなり、上方お
よび下方フライホイール9,10の回転速度が或る程度
低くなるともはや上方および下方フライホイール9,1
0を支持することができない。
On the other hand, when the energy stored in the energy storage device 1 is to be output, the upper and lower annular electromagnetic coils 7, 8 are electrically connected to a load such as an electric motor. As a result, the kinetic energy of the upper and lower flywheels 9 and 10 is converted into electric energy and output. In this case, as the amount of energy output from the energy storage device 1 increases, the rotational speeds of the upper and lower flywheels 9, 10 decrease, and when all the energy is output, the upper and lower flywheels 9, 10
Rotation stops. In this case, the dynamic pressure type gas bearing mechanism 1
6, 18, 20 and additional hydrodynamic gas bearing mechanisms 22,
The supporting force at 24 gradually decreases with the rotational speed of the upper and lower flywheels 9, 10, and when the rotational speed of the upper and lower flywheels 9, 10 is reduced to some extent, the upper and lower flywheels 9, 1 are no longer used.
0 cannot be supported.

【0031】そこで本実施態様では動圧式気体軸受機構
16,18,20および追加の動圧式気体軸受機構2
2,24における支持力が小さいときにも上方および下
方フライホイール9,10を確実に支持し得るように、
下方フライホイール10の底面10bとハウジング2と
の間に磁気軸受機構27を形成し、上方および下方フラ
イホイール9,10間に磁気軸受機構30を形成するよ
うにしている。
Therefore, in this embodiment, the dynamic pressure type gas bearing mechanism 16, 18, 20, and the additional dynamic pressure type gas bearing mechanism 2
To ensure that the upper and lower flywheels 9, 10 can be supported even when the support force at 2, 2 is small,
A magnetic bearing mechanism 27 is formed between the bottom surface 10b of the lower flywheel 10 and the housing 2, and a magnetic bearing mechanism 30 is formed between the upper and lower flywheels 9, 10.

【0032】言い換えると、これら磁気軸受機構27,
30は上方および下方フライホイール9,10が比較的
安定しているときにこれら上方および下方フライホイー
ル9,10を支持するためのものである。したがってこ
れら磁気軸受機構27,30により形成される磁界は小
さくてよい。したがって、上方および下方環状電磁コイ
ル7,8または永久磁石11,12により形成される磁
界が乱れるのが阻止されており、斯くして電気エネルギ
から運動エネルギへの変換効率が低下するのが阻止され
ている。
In other words, these magnetic bearing mechanisms 27,
Numeral 30 is for supporting the upper and lower flywheels 9, 10 when the upper and lower flywheels 9, 10 are relatively stable. Therefore, the magnetic field formed by these magnetic bearing mechanisms 27 and 30 may be small. Therefore, the magnetic field formed by the upper and lower annular electromagnetic coils 7, 8 or the permanent magnets 11, 12 is prevented from being disturbed, and thus the conversion efficiency from electric energy to kinetic energy is prevented from being reduced. ing.

【0033】なお、エネルギ貯蔵装置1に貯蔵されうる
エネルギ量を多くするためには上方および下方フライホ
イール9,10の回転速度を高める必要があるが、その
ためにはハウジング内部空間2a内の圧力を低くすれば
よい。ところがハウジング内部空間2a内の圧力を低く
すると動圧式気体軸受機構において十分な支持力を得る
ことができない。そこで本実施態様ではこれらの相対立
する要求をできるだけ満たすようにハウジング内部空間
2a内の圧力を定め、この圧力に維持するようにしてい
る。
In order to increase the amount of energy that can be stored in the energy storage device 1, it is necessary to increase the rotation speed of the upper and lower flywheels 9 and 10, but for that purpose, the pressure in the housing internal space 2a is reduced. You only need to lower it. However, if the pressure in the housing internal space 2a is reduced, a sufficient supporting force cannot be obtained in the dynamic pressure type gas bearing mechanism. Therefore, in the present embodiment, the pressure in the housing internal space 2a is determined so as to satisfy these mutually demanding requirements as much as possible, and is maintained at this pressure.

【0034】図5に別の実施態様を示す。図5において
図1の実施態様と同様の構成要素は同一の参照番号で示
している。図5を参照すると、本実施態様でも上方フラ
イホイール9の外周面9aとこれに対面するハウジング
内壁面2bとの間に動圧式気体軸受機構16が形成さ
れ、下方フライホイール10の外周面10aとこれに対
面するハウジング内壁面2bとの間に動圧式気体軸受機
構20が形成され、上方フライホイール9の底面9bと
下方フライホイール10の頂面10cとの間に追加の動
圧式気体軸受機構22が形成される。本実施態様におい
て上方フライホイール9の外周面9a上には、図6
(A)に示されるように螺旋状に延びる複数の溝群51
が形成される。これら溝群51は上方から見たときに上
方フライホイール9の中心部から周縁部に向けて時計回
りに延びており、したがって上方フライホイール9の回
転方向(図6(A)の矢印R1)に対し逆方向に延びて
いる。各溝群51は各溝群51の中心軸線に沿って整列
された複数のV字形状溝52を具備する。
FIG. 5 shows another embodiment. In FIG. 5, the same components as those in the embodiment of FIG. 1 are indicated by the same reference numerals. Referring to FIG. 5, also in this embodiment, a hydrodynamic gas bearing mechanism 16 is formed between the outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9 and the housing inner wall surface 2b facing the upper surface, and the outer peripheral surface 10a of the lower flywheel 10 A hydrodynamic gas bearing mechanism 20 is formed between the housing and the inner wall surface 2b of the housing, and an additional hydrodynamic gas bearing mechanism 22 is provided between the bottom surface 9b of the upper flywheel 9 and the top surface 10c of the lower flywheel 10. Is formed. In the present embodiment, on the outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9, FIG.
A plurality of groove groups 51 extending spirally as shown in FIG.
Is formed. These groove groups 51 extend clockwise from the center of the upper flywheel 9 toward the peripheral edge when viewed from above, and therefore extend in the direction of rotation of the upper flywheel 9 (arrow R1 in FIG. 6A). It extends in the opposite direction. Each groove group 51 includes a plurality of V-shaped grooves 52 aligned along the central axis of each groove group 51.

【0035】同様に、下方フライホイール10の外周面
10a上には、図6(B)に示されるように螺旋状に延
びる複数の溝群53が形成される。これら溝群53は上
方から見たときに下方フライホイール10の中心部から
周縁部に向けて反時計回りに延びており、したがって下
方フライホイール10の回転方向(図6(B)の矢印R
2)に対し逆方向に延びている。各溝群53は各溝群5
3の中心軸線に沿って整列された複数のV字形状溝54
を具備する。さらに、上方フライホイール9の底面9b
上には、図6(A)に示されるように螺旋状に延びる複
数の溝群55が形成される。これら溝群55は上方から
見たときに溝群51と同方向に延びている。各溝群55
は各溝群55の中心軸線に沿って整列された複数のV字
形状溝56を具備する。
Similarly, a plurality of spirally extending groove groups 53 are formed on the outer peripheral surface 10a of the lower flywheel 10, as shown in FIG. 6B. These groove groups 53 extend counterclockwise from the center of the lower flywheel 10 toward the peripheral edge when viewed from above, and therefore, rotate in the direction of rotation of the lower flywheel 10 (arrow R in FIG. 6B).
It extends in the opposite direction to 2). Each groove group 53 is a groove group 5
A plurality of V-shaped grooves 54 aligned along the central axis of
Is provided. Furthermore, the bottom surface 9b of the upper flywheel 9
On the upper side, a plurality of groove groups 55 extending spirally are formed as shown in FIG. These groove groups 55 extend in the same direction as the groove groups 51 when viewed from above. Each groove group 55
Has a plurality of V-shaped grooves 56 aligned along the central axis of each groove group 55.

【0036】再び図5を参照すると、上方フライホイー
ル9の外周面9aとこれに対面するハウジング内壁面2
bとの間には磁気軸受機構57が形成される。すなわ
ち、例えば鉄、ステンレス鋼、フェライトのような磁性
材料からなる上方フライホイール9の外周面9aには磁
力が予め付与されており、これに対面するハウジング内
壁面2bにも外周面9aの磁力と同磁極の磁力が予め付
与されている。その結果、外周面9aとハウジング内壁
面2b間に磁気反発力すなわち支持力が形成される。
Referring again to FIG. 5, the outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9 and the inner wall surface 2 of the housing facing the outer peripheral surface 9a.
b, a magnetic bearing mechanism 57 is formed. That is, a magnetic force is previously applied to the outer peripheral surface 9a of the upper flywheel 9 made of a magnetic material such as iron, stainless steel, or ferrite, and the magnetic force of the outer peripheral surface 9a is also applied to the inner wall surface 2b of the housing facing thereto. The magnetic force of the magnetic pole is given in advance. As a result, a magnetic repulsive force, that is, a supporting force is formed between the outer peripheral surface 9a and the housing inner wall surface 2b.

【0037】同様に、下方フライホイール10の外周面
10aとこれに対面するハウジング内壁面2aとの間に
も磁気軸受機構58が形成される。すなわち、磁性材料
からなる下方フライホイール10の外周面10aにも磁
力が予め付与されており、これに対面するハウジング内
壁面2bにも外周面10aの磁力と同磁極の磁力が予め
付与され、斯くして外周面10aとハウジング内壁面2
b間に支持力が形成される。さらに、上方フライホイー
ル9の底面9bと下方フライホイール10の頂面10c
との間にも磁気軸受機構59が形成される。すなわち、
上方フライホイール9の底面9bと下方フライホイール
10の頂面10cとには互いに同磁極の磁力が予め付与
されており、斯くして上方および下方フライホイール
9,10間に支持力が形成される。
Similarly, a magnetic bearing mechanism 58 is also formed between the outer peripheral surface 10a of the lower flywheel 10 and the housing inner wall surface 2a facing the outer peripheral surface 10a. That is, a magnetic force is also applied to the outer peripheral surface 10a of the lower flywheel 10 made of a magnetic material in advance, and the magnetic force of the same magnetic pole as the magnetic force of the outer peripheral surface 10a is also applied to the inner wall surface 2b of the housing facing the lower surface. Comb outer peripheral surface 10a and housing inner wall surface 2
A supporting force is formed between b. Furthermore, the bottom surface 9b of the upper flywheel 9 and the top surface 10c of the lower flywheel 10
A magnetic bearing mechanism 59 is also formed between them. That is,
A magnetic force of the same magnetic pole is applied to the bottom surface 9b of the upper flywheel 9 and the top surface 10c of the lower flywheel 10 in advance, so that a supporting force is formed between the upper and lower flywheels 9, 10. .

【0038】このように本実施態様では、上方および下
方フライホイール9,10を動圧式気体軸受機構16,
20および追加の動圧式気体軸受機構22だけでなく磁
気軸受機構57,58,59をも介して支持するように
している。その結果、上方および下方フライホイール
9,10の回転速度に関わらず、常時上方および下方フ
ライホイール9,10を確実に支持することができる。
As described above, in this embodiment, the upper and lower flywheels 9 and 10 are connected to the dynamic pressure type gas bearing mechanism 16 and
20 and the additional dynamic pressure type gas bearing mechanism 22 as well as the magnetic bearing mechanisms 57, 58, 59 are supported. As a result, regardless of the rotational speed of the upper and lower flywheels 9, 10, the upper and lower flywheels 9, 10 can always be reliably supported.

【0039】これら磁気軸受機構57,58,59は補
助的なものであるので上方および下方フライホイール
9,10に予め付与される磁力は比較的小さい。しかし
ながらこれらの磁力が上方および下方環状電磁コイル
7,8と永久磁石11,12との相互作用に悪影響を及
ぼすのは好ましくない。そこで、上方および下方フライ
ホイール9,10とそれぞれ対応する永久磁石11,1
2との間に環状の磁気シールド60,61をそれぞれ配
置するようにしている。
Since these magnetic bearing mechanisms 57, 58, 59 are auxiliary, the magnetic force applied to the upper and lower flywheels 9, 10 in advance is relatively small. However, it is not preferable that these magnetic forces adversely affect the interaction between the upper and lower annular electromagnetic coils 7, 8 and the permanent magnets 11, 12. Therefore, the upper and lower flywheels 9 and 10 and the corresponding permanent magnets 11 and 1 respectively.
2 and the annular magnetic shields 60 and 61 are respectively arranged.

【0040】さらに図5を参照すると、対称面J−J上
の環状部材6内には例えばエアバッグからなる回転停止
装置63が設けられる。この回転停止装置63は通常非
作動状態に維持されるが、回転停止装置63が作動せし
められてエアバッグが展開せしめられると上方および下
方フライホイール9,10が互いに圧接せしめられ、そ
の結果上方および下方フライホイール9,10の回転が
速やかに停止せしめられる。
Still referring to FIG. 5, a rotation stopping device 63 made of, for example, an airbag is provided in the annular member 6 on the symmetry plane JJ. The rotation stop device 63 is normally kept inactive, but when the rotation stop device 63 is operated and the airbag is deployed, the upper and lower flywheels 9 and 10 are pressed against each other, and as a result, the upper and lower flywheels 9 and 10 are pressed. The rotation of the lower flywheels 9, 10 is stopped immediately.

【0041】例えば車両衝突時にハウジング2が破損し
て上方および下方フライホイール9,10がハウジング
内部空間2a外に飛び出すとこれら上方および下方フラ
イホイール9,10は大きなエネルギを蓄えている場合
があるので2次災害が生ずる恐れがある。一方、上方お
よび下方フライホイール9,10は互いに逆向きに回転
するのでこれら上方および下方フライホイール9,10
を互いに圧接すれば上方および下方フライホイール9,
10の回転を速やかに停止させることができる。すなわ
ち、上方および下方フライホイール9,10に蓄えられ
ているエネルギを速やかに放出させることができる。
For example, when the housing 2 is damaged during a vehicle collision and the upper and lower flywheels 9 and 10 jump out of the housing inner space 2a, the upper and lower flywheels 9 and 10 may store large energy. Secondary disaster may occur. On the other hand, since the upper and lower flywheels 9 and 10 rotate in opposite directions to each other, the upper and lower flywheels 9 and 10 rotate.
The upper and lower flywheels 9,
10 can be stopped quickly. That is, the energy stored in the upper and lower flywheels 9 and 10 can be quickly released.

【0042】そこで本実施態様では、異常時例えば車両
衝突時に回転停止装置63を作動させて上方および下方
フライホイール9,10を互いに圧接し、それにより上
方および下方フライホイール9,10に蓄えられている
エネルギを速やかに放出させるようにしている。その結
果、2次災害が生ずるのが阻止される。また、本実施態
様では回転停止装置63は作動時に上方および下方フラ
イホイール9,10をハウジング内部空間2a内に保持
し、したがって2次災害が生ずるのがさらに阻止されて
いる。なお、エネルギ貯蔵装置1のその他の構成および
作用は図1の実施態様と同様であるので説明を省略す
る。
Therefore, in this embodiment, the upper and lower flywheels 9 and 10 are pressed against each other by operating the rotation stop device 63 at the time of an abnormality, for example, at the time of a vehicle collision, whereby the upper and lower flywheels 9 and 10 are stored. Energy is released quickly. As a result, a secondary disaster is prevented from occurring. Also, in this embodiment, the rotation stop device 63 holds the upper and lower flywheels 9, 10 in the housing interior space 2a during operation, thus further preventing a secondary disaster from occurring. Other configurations and operations of the energy storage device 1 are the same as those of the embodiment of FIG.

【0043】[0043]

【発明の効果】エネルギ変換効率を低下させることなく
慣性質量体を非接触で支持することができ、したがって
エネルギ貯蔵装置の耐久性を高めることができる。
As described above, the inertial mass can be supported in a non-contact manner without lowering the energy conversion efficiency, so that the durability of the energy storage device can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】エネルギ貯蔵装置の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an energy storage device.

【図2】上方および下方フライホイールの上面図であ
る。
FIG. 2 is a top view of the upper and lower flywheels.

【図3】上方および下方フライホイールとハウジング内
壁面とを概略的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an upper and lower flywheel and a housing inner wall surface.

【図4】上方フライホイールとハウジング内壁面とを概
略的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an upper flywheel and an inner wall surface of a housing.

【図5】別の実施態様によるエネルギ貯蔵装置の縦断面
図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an energy storage device according to another embodiment.

【図6】図5の実施態様による上方および下方フライホ
イールの上面図である。
FIG. 6 is a top view of the upper and lower flywheels according to the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エネルギ貯蔵装置 2…ハウジング 2b…ハウジング内壁面 9…上方フライホイール 10…下方フライホイール 16,18,20…動圧式気体軸受機構 22,24…追加の動圧式気体軸受機構 K…回転軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Energy storage device 2 ... Housing 2b ... Housing inner wall surface 9 ... Upper flywheel 10 ... Lower flywheel 16, 18, 20 ... Dynamic pressure type gas bearing mechanism 22, 24 ... Additional dynamic pressure type gas bearing mechanism K ... Rotation axis

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共通の回転軸線回りに回転可能に支持さ
れた一対の慣性質量体をハウジング内に収容し、これら
慣性質量体を互いに逆向きに回転させてエネルギを貯蔵
するようにしたエネルギ貯蔵装置において、各慣性質量
体とハウジング内壁面間に動圧式気体軸受機構を形成し
てこれら慣性質量体をハウジングにより支持するように
したエネルギ貯蔵装置。
1. An energy storage device comprising a pair of inertial masses rotatably supported around a common rotation axis housed in a housing, and rotating the inertial masses in opposite directions to store energy. An energy storage device, wherein a dynamic pressure type gas bearing mechanism is formed between each inertial mass body and an inner wall surface of the housing, and the inertial mass body is supported by the housing.
【請求項2】 前記動圧式気体軸受機構を各慣性質量体
の外周面と前記ハウジング内壁面間に形成した請求項1
に記載のエネルギ貯蔵装置。
2. The dynamic pressure type gas bearing mechanism is formed between an outer peripheral surface of each inertial mass body and an inner wall surface of the housing.
An energy storage device according to claim 1.
【請求項3】 各慣性質量体の外周面を前記回転軸線に
対し傾斜させた請求項2に記載のエネルギ貯蔵装置。
3. The energy storage device according to claim 2, wherein an outer peripheral surface of each inertial mass body is inclined with respect to the rotation axis.
【請求項4】 前記一対の慣性質量体を互いに隣接配置
し、これら慣性質量体間に追加の動圧式気体軸受機構を
形成してこれら慣性質量体を互いに他の慣性質量体によ
り支持するようにした請求項1に記載のエネルギ貯蔵装
置。
4. The pair of inertial masses are arranged adjacent to each other, and an additional hydrodynamic gas bearing mechanism is formed between the inertial masses so that the inertial masses are supported by each other by other inertial masses. The energy storage device according to claim 1.
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Cited By (4)

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CN100352138C (en) * 2005-10-13 2007-11-28 西安交通大学 High pressure gas support flying wheel battery
CN100359783C (en) * 2005-10-13 2008-01-02 西安交通大学 Micro pressure gas support flying wheel battery
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