JPS5832405Y2

JPS5832405Y2 - 電気自動車用慣性回転装置

Info

Publication number: JPS5832405Y2
Application number: JP1978139164U
Authority: JP
Inventors: 敏夫深谷
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1978-10-12
Filing date: 1978-10-12
Publication date: 1983-07-19
Also published as: JPS5556402U

Description

【考案の詳細な説明】現在のところ電池を搭載している電気自動車においては
、電池に対する重量制限からその１回充電当りの走行距
離が限定されている。

本考案の目的は上述したような電気自動車において、制
動時の自動車の運動エネルギを回転運動エネルギとして
フライホイールに蓄積し、これを自動車の加速の際に利
用することによって自動車の加速性能を向上し、かつ走
行距離を延長することを可能にした電気自動車用慣性回
転装置を提供することにある。

このため、本考案の構成は電気自動車の電動機と車輪と
を結ぶ動力伝達機構の中間部分にクラッチ作動をする装
置を介して接続される電気自動車用慣性回転装置におい
て、垂直中心軸線をもつ慣性回転体の円周面に２次導体
を、上下端面の外周側に第１．第２の永久磁石を、下端
面中心に強磁性体からなるフランジをそれぞれ結合する
一方、前記慣性回転体を収容するケーシングの内周壁に
前記２次導体と対向する移動磁界発生用多相１次巻線と
、円周方向に互いに間隔を存する多数の第３の永久磁石
と、円周方向に互いに間隔を存する多数の第１の直流電
極とをそれぞれ配置し、前記ケーシングの上下端壁に前
記第１．第２の永久磁石に対向し反発力を及ぼす第４．
第５の永久磁石または電磁石を、下端壁中心に第２の直
流電極を、該第２の直流電極を取り囲み、前記強磁性体
からなるフランジと対向しかつ前記慣性回転体の軸方向
の磁界を発生する第６の永久磁石をそれぞれ配置し、前
記ケーシングの内部に導電性と潤滑性を有する溶融金属
を充填したものである。

本考案によれば、乗用車の例でいえば特に車両の座席床
下に設置した比較的小さな直径のフライホイールを超高
速回転させることによって、車両の加速と走行距離の延
長に十分なエネルギを蓄積できる。

このため、フライホイールの外周部に結合した２次導体
とケーシングに配置した多相１次巻線とで電動機が構成
される一方、フライホイールの上下両面に結合した永久
磁石と、これらに対向してケーシングに配置した永久磁
石との磁気反発力により、フライホイールが標準的な走
行状態のもとて浮上支持され、さらにケーシング内部へ
充填した低融点金属を経て、ケーシングの外周部と軸心
部とに配置した１対の電極間を流れる電流と、軸方向の
磁界を形成する磁気軸受によって極めて摩擦抵抗の小さ
いフライホイールの高速回転支持が得られる。

フライホイールは予め充電された電池から、ここに記し
ていない交流化装置を介して、また直流電極によって、
そしてときには外部電源によって高速で回転駆動される
。

まず、本考案の構成を図示の実施例に基づいて説明する
。

第１図に示すように、本考案による慣性回転装置は中心
軸線を垂直方向に配されるフライホイールＡと、ケーシ
ングＢとを備えている。

フライホイールＡは入出力軸１のフランジ１ａｅｌ
ｂの間にリング状の慣性体２０を耐熱性の合成樹脂材料
１９を介して一体に結合したものであり、さらに前記慣
性体２０の外周側は板厚が薄くなっていて、この上下両
面に環状の磁気遮蔽材２５゜２５ａ及び永久磁石４．４
ａを接着し、この外周縁に磁気遮蔽材１３を介して環状
の２誘導体１２を結合し、これら永久磁石４．４ａ及び
２誘導体１２の各外側面に強磁性材料からなる環状の板
５゜５ａを結合し、さらにフライホイールＡの上下両端
面に低融点金属に対して防錆作用と電気絶縁性をもった
被覆２．２ａを施こしてなるものである。

一方、フライホイールＡを収容するケーシングＢは上下
１対の円形の耐摩耗性が大きく、かつ電気絶縁性をもっ
た比較的薄い端板１６．１６ａとこれらの端板の外周端
部の間にあって円周方向に配置１ルた多相１次巻線７に
よって閉鎖される形で形成されている。

この巻線７の継鉄は第２図に示すように中空となってお
り、この中空部に電気絶縁材９を介して電極１０が支持
さへこの内端は前記２誘導体１２に接近して対向設置
されている。

多相１次巻線７を有するケーシングＢの周壁部には、周
方向に間隔を存して、上下１対の永久磁石３９．４０が
配置され、これらの内周側端面に一方の磁極が、外周側
端面に他方偏極が構成される。

各端板１６．１６ａの内面にそれぞれ永久磁石３．３ａ
が前述した磁極としての板５．５ａに対向接近して結合
され、各永久磁石３．３ａと多相１次巻線７との間には
磁気遮蔽材６．６ａが介装される。

端板１６の中心には軸穴１７が設げられ、公知の磁気軸
受３６を介してフライホイールＡの軸１が回転支持され
る。

また、端板１６ａの軸心に電極１８が支持される。

また、端板１６ａに、電極１８を取り囲んで環状の永久
磁石１５が結合され、フライホイール軸１の強磁性と高
引張強さをもつフランジ１ｂに対向して配置される。

次に本考案装置の作動について説明する。

各永久磁石４，４ａは環状円板をなすものであり、この
両面にそれぞれ対向する第１．第２の磁極面で反発力が
発生するようにした磁極が形成される。

各永久磁石３，３ａも環状円板をなすものであり、この
上下両面が磁極となるように帯磁されている。

そして、強磁性材からなる板５を介して永久磁石４．４
ａと永久磁石３．３ａとは互いに反発力を生じるように
なっている。

この磁気反発力によってフライホイールＡは端板１６．
１６ａからなるケーシングＢに標準的走行状態のもとで
浮上支持される。

多相１次巻線７に多相交流を通電する時、銅アルミニウ
ムなどの２誘導体１２に対する誘導作用によりフライホ
イールＡが回転駆動される。

一方、ケーシングＢの内部にはナトリウム、ナトリウム
−カリウム合金などの金属液体力；充填されており、永
久磁石１５による矢印Ｘ方向の磁界に対し、電極１８か
ら電極１０へ、即ち金属液体中を径外方へ通電すると、
第３．４図に示すように金属液体に矢印Ｆで示すロレン
ツ力が作用し、金属液体は反時計方向に旋回する。

そこでフライホイールＡの回転駆動方向を時計方向に定
めれば、フライホイールＡと金属液体との相対速度が大
となり、金属液体の温度が上昇するため、金属液体の粘
性抵抗が小さくなってフライホイールＡを低摩擦下に回
転支持することができるのである。

フライホイールＡの周縁部では、第３図に示すように、
ケーシングＢに配置した永久磁石３９は内端がＮ極に、
外端がＳ極に帯磁されており、逆に永久磁石４０は内端
がＳ極に、外端がＮ極に帯磁されている。

従って、第３図に示すようにフライホイールＡの下面側
では、互にＮ極が対向している永久磁石４ａ、３ａの
磁力線がフライホイールＡの下面に沿って径方向へ延び
、永久磁石４０のＳ極へ入る。

フライホイールＡの周縁部では電流の流れ方向は上向き
（軸方向）となっているので、金属液体に作用するロレ
ンツ力はフライホイールＡの底面の場合と同方向である
。

フライホイールＡの上半周縁部では、磁力線は永久磁石
３９ＯＮ極からフライホイールの上面に沿って径内力へ
延び、互いにＳ極で反発し合っている永久磁石４．３へ
入る。

電流の流れ方向は下向き（軸方向）であるから、液体金
属に作用するロレンツ力はフライホイールＡの底面の場
合と同方向である。

このようにして、フライホイールＡの底面及び周面にお
いて潤滑材としての液体金属がフライホイールＡの回転
方向と逆方向に流動し、厚い流体潤滑膜が形成されるの
で、摩擦抵抗が小さく、負荷容量の大なる潤滑が達成さ
れる。

以上説明したように、本考案では誘導電動機の２次導体
をフライホイールの外周側に、１次巻線をケーシングの
内周壁にそれぞれ配置すると共に、フライホイールの上
下両側面に永久磁石を設けて、これをケーシングの両端
内壁面に配置した永久磁石と対向させて、磁気反発力に
よってフライホイールを浮動支持すると共に、さらにフ
ライホイール軸の下端部に軸方向の磁界を生じさせる一
方、ケーシング内部に充填した金属流体を通じて軸心か
ら外周側へ向う半径方向の電流を加えることによって、
フライホイールに軸方向浮上刃を生じさせる磁気−粘性
流体軸受を構成したものであるから、上下方向の車体振
動に対しても安定にフライホイールを支持できる。

また、慣性回転装置としての全体の高さを非常に低く、
偏平な形に製作できるので、これを車両の床下又は座席
の下側へ容易に設置することができる。

そして、駐車中に外部電源によってケーシングの多相１
次巻線とフライホイールの２次導体で構成した誘導電動
機を駆動してフライホイールを高速回転させれば、前述
したようにフライホイールはケーシング内部℃磁気軸受
によって超高速回転のもとでも極めて摩擦抵抗の小さい
状態で回転運動を維持することができる。

従って、車両の通常の走行には比較的小さい出力の車載
電動機を用い、急加速を必要とする場合に軸１の回転力
を伝達機構を介して車輪へ伝達する一方、急制動を必要
とする場合には、車輪の回転運動を増速しで軸１へ伝達
して制動エネルギを慣性回転装置へ吸収するようにすれ
ば、比較的小さい出力の電動機でありながら、極めて機
敏な速度変化に富む走行を得ることができる。

そして、車載電動機を駆動する電池に過負荷、即ち無理
な放電を避けることができて、電池１回充電当たりの使
用時間を延長し、このことはまた耐久寿命を延長するこ
とにもなるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電気自動車用慣性回転装置の縦断
面図、第２図は同装置のケーシングを周方向に展開して
示す断面図、第３図及び第４図は同装置の作用説明図で
ある。Ａ：フライホイール、Ｂ：ケーシング、１：軸、３．３
ａ、４．４ａ：永久磁石、７：多相１次巻線、１０．１
８：電極、１２：２次導体、１５：永久磁石、２０：慣
性体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

電気自動車の電動機と車輪とを結ぶ動力伝達機構の中間
部分にクラッチ作動をする装置を介して接続される電気
自動車用慣性回転装置において、垂直中心軸線をもつ慣
性回転体の円周面に２次導体を、上下端面の外周側に第
１．第２の永久磁石を、下端面中心に強磁性体からなる
フランジをそれぞれ結合する一方、前記慣性回転体を収
容するケーシングの内周壁に前記２次導体と対向する移
動磁界発生用多相１次巻線と、円周方向に互いに間隔を
存する多数の第３の永久磁石と、円周方向に互いに間隔
を存する多数の第１の直流電極とをそれぞれ配置し、前
記ケーシングの上下端壁に前記第１．第２の永久磁石に
対向し反発力を及ぼす第４．第５の永久磁石または電磁
石を、下端壁中心に第２の直流電極を、該第２の直流電
極を取り囲み、前記強磁性体からなるフランジと対向し
かつ前記慣性回転体の軸方向や磁界を発生する第６の永
久磁石をそれぞれ配置し、前記ケーシングの内部に導電
性と潤滑性を有する溶融金属を充填したことを特徴とす
る電気自動車用慣性回転装置。