JP5118221B2 - フライホイール装置 - Google Patents
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Description
また、請求項1のフライホイール装置は、移動制限部によって半径方向への移動体の移動が制限される。よって、移動体の移動速度を制限したり、移動体の不適切な移動を抑制したりすることができる。なお、移動制限部とは、移動体の移動を制限できるものであれば様々な構成を採用することができる。例えば、隙間や貫通孔が形成された板や、アミ、フィルターなどを用いることができる。
請求項3に記載のフライホイール装置は、請求項1または請求項2に記載のフライホイール装置において、前記移動体が、液状およびゲル状のうちのいずれかの形態を有する物質であることを特徴とする。
また、請求項4に記載のフライホイール装置は、請求項1または請求項2に記載のフライホイール装置において、前記移動体が、粉体状の形態を有する物質であることを特徴とする。
なお、フライホイール本体は中空の円盤状であるため、2つの円形面と筒状の側面とを有することになる。つまり、上記フライホイールの回転軸と交差する面とは、2つの円形面の内側の面のいずれかを指す。
請求項9に記載のフライホイール装置は、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のフライホイール装置において、前記フライホイール本体を取り囲むハウジングを備え、前記ハウジングおよび前記フライホイール本体のうち、少なくともいずれか一方には、前記一方とは異なる他方に近接するように設けられた接触部を備えることを特徴とする。
(1)全体構成
本実施例のフライホイール装置1は、図1に示すように、電気自動車(以降、単に車両という)用のモーター3の回転軸5に連結されるハウジング11と、ハウジング11と電気的に接続する制御装置13と、からなる。
このフライホイール本体21は、全体が硬質のプラスチックで形成されており、円形の板状である天板部23および底板部25と、筒状の内壁部27および外壁部29を有している。そして、これらによって密閉された空間を形成している。
内壁部27には、電磁石群41が設けられている。この電磁石群41は、同一の磁極が中心側を、他方の磁極が外側を向くように配置された複数の電磁石からなる。
本実施例のフライホイール装置1において、移動体35は粘性流体33よりも比重が大きいため、フライホイール本体21の慣性モーメントは移動体35の位置(フライホイール本体21の半径方向の位置)によって変化する。移動体35の位置は、次の3つの作用により変化する。
3つめは、電磁石の制御による移動である。電磁石の動作は、制御装置13により制御される。中心側の電磁石群41に磁界を発生させると、移動体35は中心側に引き寄せられる。また外側の電磁石群43に磁界を発生させると、移動体35は外側に引き寄せられる。移動体35が各電磁石群に引き寄せられる方向およびその力の強さは、各電磁石群が発生する磁界の強さ、および移動体35の位置(電磁石群からの距離)などによって変化する。
慣性モーメントが小さいと回転速度を迅速に変化させやすい。そこで、モーター3の回転が停止している状態、あるいは、車両の加速時などに所望の回転速度まで変化させている途中の状態においては、慣性モーメントが小さくなるように、移動体35を中心方向に寄せることが考えられる。移動体35は、底板部25の傾斜、および電磁石群41が発生する磁界により内側に寄せることができる。
本実施例のフライホイール装置1では、フライホイール本体21が中空のプラスチックで形成されており、内部には粘性流体33が充填されている。そのため、従来の金属製などのフライホイールと比較すると破損しやすい。つまり、車両が事故に遭った場合など、車両の外部にフライホイール本体21が飛び出す前にハウジング11に接触して、あるいは飛び出した後道路などに接触して迅速にフライホイール本体21が破損し、粘性流体33が流出する。
粘性流体33として高粘性オイルを用いる構成を例示したが、それ以外の材質を用いてもよい。粘性の低い液体であってもよい。また、粘性流体33に代えて、ゲル、ゼリー状、グミ状の物質を充填してもよい。
上記実施例においては、フライホイール本体21の内側に電磁石群41を配置し、ハウジング11の内側であってフライホイール本体21の外周近傍に電磁石群43を配置する構成を例示しているが、これらはいずれか一方のみ配置される構成であってもよいし、電磁石に替えて永久磁石を配置する構成であってもよい。永久磁石を用いるとフライホイール装置1の構成を簡素にすることができる。一方、電磁石を用いると慣性モーメントの緻密な制御が可能となる。
本実施例のフライホイール装置は、実施例1のフライホイール装置1と比較して、ハウジング11に設けられた電磁石群43の配置が相違するため、その点のみを説明する。なお、その他の構成は実施例1と同様であり、実施例1と同じ符号を用いて説明する(以下の実施例においても同様とする)。
本実施例のフライホイール装置は、実施例1のフライホイール装置1と比較して、フライホイール本体21の底板部25の形状が相違するため、その点のみを説明する。
本実施例のフライホイール装置は、実施例1のフライホイール装置1と比較して、フライホイール本体21の内部の構造が相違するため、その点のみを説明する。
フライホイール本体71の隔壁31によって分けられた各室31aには、フライホイール本体71の円周方向に沿って設けられた内壁面73が設けられている。この内壁面73には多数の小さな貫通孔75が形成されている。
また、図8(A)に示すように、内壁面73の貫通孔75を通過可能な移動体35aと、貫通孔75を通過できない移動体35bと、がフライホイール本体71の各室31aに封入されるように構成されていてもよい。
なお、移動体35aと移動体35bは、例えば移動体35aを貫通孔75よりも小さくし、移動体35bを貫通孔75よりも大きくすることで、貫通孔75を通過するか否かを制御できる。
例えば、図9(A)に示すように、回転軸77を中心として回動可能に内壁面79が設けられている構成とすることが考えられる。内壁面79の主たる面が略鉛直(回転軸5に沿う方向)となったときには室31aを仕切って移動体35の内外方向への移動を妨げるが、内壁面79が回転軸77を中心に回転して水平に近づくと、移動体35の移動が可能になる。
[実施例5]
本実施例のフライホイール装置は、実施例1のフライホイール装置1と比較して、ハウジング11の内部の構造が相違するため、その点のみを説明する。
[実施例6]
本実施例のフライホイール装置は、実施例1のフライホイール装置1と比較して、ハウジング11の内部構造とフライホイール本体21の表面構造が相違するため、その点のみを説明する。
Claims (11)
- 中空で円盤状のフライホイール本体と、
前記フライホイール本体内部の空間に充填された液状の充填材と、
前記充填材と比重の異なる材質からなり、前記フライホイール本体内部に封入される移動体と、を備え、
前記フライホイール本体は、その内部空間において円周方向に拡がり、当該内部空間における半径方向への前記移動体の移動を制限する移動制限部が形成されている
ことを特徴とするフライホイール装置。 - 前記移動体は、前記充填材よりも比重が大きい
ことを特徴とする請求項1に記載のフライホイール装置。 - 前記移動体は、液状およびゲル状のうちのいずれかの形態を有する物質である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフライホイール装置。 - 前記移動体は、粉体状の形態を有する物質である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフライホイール装置。 - 前記移動体は磁性体成分を含有しており、
前記移動体を、前記フライホイール本体の半径方向の中心側および/または外側に引き寄せる磁石部を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のフライホイール装置。 - 前記フライホイール本体の内部における前記フライホイール本体の回転軸と交差する面のうち少なくともいずれか一方は、前記回転軸を中心とし、当該回転軸と直交する方向に対して角度を有する傾斜面として形成されている
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のフライホイール装置。 - 前記移動制限部は、前記移動体の移動を制限する第1の状態と、前記移動体の移動の制限の度合いが前記第1の状態よりも小さい第2の状態と、の間で遷移可能に構成されている
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のフライホイール装置。 - 前記フライホイール本体は、その内部空間において半径方向に拡がる1つ以上の隔壁が形成されている
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のフライホイール装置。 - 前記フライホイール本体を取り囲むハウジングを備え、
前記ハウジングおよび前記フライホイール本体のうち、少なくともいずれか一方には、前記一方とは異なる他方に近接するように設けられた接触部を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のフライホイール装置。 - 前記接触部は、前記他方に向かって突出した凸部である
ことを特徴とする請求項9に記載のフライホイール装置。 - 前記他方には、前記凸部が挿入され、前記フライホイール本体が回転するときに前記凸部と接触しない溝部が形成されている
ことを特徴とする請求項10に記載のフライホイール装置。
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