JPS58214038A - フライホイ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気エネルギを７ライホイールの回転慣性エ
ネルギに変換して放勢する発電電動機直結の７ライホイ
ール装置に関する。

このようなフライホイール装置においてエネルギの貯蔵
能力の向上する手段として、従来からフライホイールの
回転軸回シの慣性モーメントを大きくしたり、あるいは
、フライホイールの運転角速度を高くするなどの対策が
とられている。したがって、エネルギ密度の大きいフラ
イホイール装置を実現するため、あるいは、回転慣性エ
ネルギをできるだけ有効に利用し、装置としての変換効
率を高めるためには竪形回転機構造として構成すること
が望ましい。また、回転体の重量の大部分をたとえば電
磁石あるいは永久磁石で吸引し、支持軸受へのスラスト
負荷荷重の軽減をはかシ、支持軸受における摩擦トルク
によるエネルギ損失の低減を行っている。さらに、前記
支持軸受としては、高速回転での軸受寿命あるいは軸受
損失などの問題から、ピボット軸受などが使用されるこ
とが多い。

第１図は、このような従来のフライホイール装置の構成
の概略を示す断面図である。

第１図において、容器（１）は、円筒形の本体（２）と
、この本体（２）の上下端の７ランジ（８）、（４）に
固着され念上下の蓋体（５）、（６）とによシ外気から
封鎖した完全密封容器を構成しておシ、この完全密封容
器（１）内は高真空状態を維持している。前記下部の蓋
体。

（６）は、その中央部が容器（１）内に突出するように
段部（７）を有しておシ、蓋体（６）の下面には凹部（
８）が形成されている。また、前記蓋体（６）の中央部
には中心孔（９）が穿設されている。そして、前記蓋体
（６）の凹部（８）には、前記中心孔（９）に対応する
凹部αηの形成された支持体（財）が嵌着して容器（１
）内の真空状態を維付するようになっている。

前記完全密封容器（１）内にはフライホイール（（至）
が配設されておシ、このフライホイール（胸は、フライ
ホイール０＠と一体形成された回転軸ａＳ＞に支持され
ている。この回転軸傾１の上端には磁気軸受０→の回転
子■）の保持フレーム（１６）が突設されており、この
回転子（１ｂ＋と間隔りをおくこうに前記蓋体（５）に
は磁気軸受Ｑ→の固定子（ｘｉが埋設されている。これ
らの回転子（１Ｂ）および固定子αηは、たとえば永久
磁石とされ、相互に吸引するようになっている。また、
前記回転軸０８）の下端にはピボット（靭が垂設系れて
おシ、このビボツ）　（１８）の下端部は蓋体（６）の
中心孔（９）を挿通し−Ｃ支愕体叫の凹部０η円に臨ん
でいる。

前記ピボット（ト）の下端は凹部ση内において、たと
えば粘性係数の高い潤滑油を浸したダンパ箱（図示せず
）に支持された軸受体（ピボット軸受）（瑚によシ受け
られている。

さらに、前記回転軸（１３１）の下端には、小型軽量を
目的とした偏平なフラットモータ（財）の回転子（２１
）　２＞１突設されておシ、このフラットモータ（２）
の固定子（財）は、蓋体（６）に固定されている。この
固定子（鯛が蓋体（６）に固定されているのは、発生し
た熱と蓋体（６）を介して外部に放出し得るようにする
ためである。

つぎに、前述した構成の作用について説明する。

エネルギの貯蔵は、発電電動機（財）によりフライホイ
ール（胸を回転駆動させ、フライホイール（］２１の回
転慣性エネルギとして変侠して行う。このとき、ピボッ
ト軸受α−に加わるスラスト荷重を軽減しピボット軸受
（瑚のＪ９擦損失を低減するために、フライホイール（
農、保持フレームσ６）などの（ロ）転体の大部分６重
量を磁気軸受Ｏ＠で吸引している。また、この磁気軸受
Ｑ→は前記回転体を安定的に回転させるための非接触軸
受の働きもしている。この磁気軸受（１→による吸引力
の調整は、たとえば回転子（ロ）および固定子（１つの
間隙りを変化させることにより可能となる。さらにまた
、回転子に）および固定子αηの磁石の種類中形状・寸
法などによっても前記吸引力を調整することができる。

そして、前述したものにおいては、前記保持フレーム（
至）と７ライホイール（四の回転軸０１９とが、嵌着に
よシ結合された上でボルト（図示せず）によシ固定され
ていた。しかしながら、このように、保持７レーム（１
６）　ｔ−７ライホイール（１＠と別部品とすることは
、エネルギ効率を高めるために７ライホイール（胸を高
速で回転したとき、この嵌め合い精度などによるアンバ
ランスを発生させることにな）、回転体全体を安定的に
回転させるのを妨げる要因の１つになる。また、保持７
レーム■）を７ライホイール（２）の回転軸θｍにボル
トなどによシ結合した場合、回転軸αＢ）の中心部付近
に、不用意にボルト穴を設けることは、フライホイール
（２）を高速で回転した時、強度的な面で問題となるこ
とがしばしばある。

本発明は、前述した従来のものにおける欠点を除去し、
高速回転した際の強度が侵れた７ライホイール装置を提
供することを目的となされたもので、磁気軸受の回転子
ｔフライホイール内に埋設したものである。

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。なお
、前述した従来のものと同一の構成については、図面中
に同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２図は本発明の第１芙施例を示すものであり、フライ
ホイールＱ！ｓ＋は、その上部に小径部に）が一体に連
設された厚みの厚いものとされておシ、この小径部に）
の上面は上部の蓋体（５）の下面と小さな間隙をもって
対向している。そして、この小径部−の上部には、磁気
軸受（１４）の固定子（ロ）に対向する位置に磁気軸受
ＣＬ荀の回転子に）が埋設されている。この回転子（ロ
）としては永久磁石などが考えられる。

このような構成によれば、回転子（ロ）の固定にボルト
などを用いる必要がないため、フライホイール（鉤を高
速回転させても強度的に優れている。

第３図は本発明の第２実施例を示すものであシ、フライ
ホイール（ロ））は、その本体−の上下に円錐台形状の
膨出部１ｇ　、　Ｉｇ）を一体的に連設した強度的に優
れた形状をなしておシ、前記上部の膨出部（ロ）に回転
子に）が埋設され、下部の膨出部μｓ）には発電電動ａ
（社）のｕ転子Ｆ２１１が直接突設されている。

このような構成によっても、高速回転時の耐久性が増す
ことになる。

以上説明したように、本発明に係るフライホイール装置
は、磁気軸受の回転子音７ライホイール内に埋設したの
で、高速回転時の耐久性が増すという優れた効呆を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフライホイール装置を示す縦前面図、第
２図および第３図はそれぞれ本発明に係るフライホイー
ル装置の実施例を示す縦断面図である。 （１）・・児全密封真窒容器 叫−拳支愕体 （麹、−）、唖〕・−フライホイール Ｃ１４）ΦＩ磁気軸受　　　（Ｉ９）ｅ−ピボット軸受
（社）・・発電′１動機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電電動機の回転子とフライホイールとを接続し、これ
   らの回転子訃よび７ライホイールを、一方を磁気軸受と
   した上下の軸受によ）支狩するようにしたフライホイー
   ル装置において、前記磁気軸受の回転子を前記フライホ
   イール内に埋設し九ことを特徴とするフライホイール装
   置。