(57)【要約】【課題】従来のものよりも大型化および高重量化が可能であり、さらに、従来のものよりも高速で回転させることができる複合フライホイールを提供する。【解決手段】フライホイールは、ステンレス鋼体で形成された複数の径方向層を具備した複合リム構造（２６）を有するホイール（１２）と、ステンレス鋼体の複数の径方向層を互いに接合する接着剤（３４）とを備える。非金属ファイバー体の複数の径方向層が、さらに設けられてもよい。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼体の複数の径方向層を具備した複合リム構造を有するホイールと、
前記ステンレス鋼体の複数の径方向層を互いに接合するエポキシ系接着剤と、
を備える、フライホイール。
【請求項２】
請求項１に記載のフライホイールにおいて、前記ステンレス鋼体の径方向層が、複数の空洞を有するものである、フライホイール。
【請求項３】
請求項２に記載のフライホイールにおいて、前記ステンレス鋼体が、ステンレス鋼のファイバーを含む、フライホイール。
【請求項４】
請求項３に記載のフライホイールにおいて、前記エポキシ系接着剤が、前記ステンレス鋼のファイバー間の隙間および前記ステンレス鋼体の径方向層間の隙間に真空含浸している、フライホイール。
【請求項５】
請求項４に記載のフライホイールにおいて、前記ステンレス鋼体が、ステンレス鋼のワイヤロープを含む、フライホイール。
【請求項６】
請求項４に記載のフライホイールにおいて、前記ステンレス鋼体が、ステンレス鋼ワイヤの編組体のウェブを含む、フライホイール。
【請求項７】
請求項４に記載のフライホイールにおいて、前記ステンレス鋼体が、ステンレス鋼の網状体のウェブを含む、フライホイール。
【請求項８】
請求項４に記載のフライホイールにおいて、さらに、コア部材を備え、前記コア部材の外周に、前記複合リム構造が配置されている、フライホイール。
【請求項９】
請求項８に記載のフライホイールにおいて、さらに、中心の軸を備え、前記軸に、前記コア部材が取り付けられている、フライホイール。
【請求項１０】
請求項１に記載のフライホイールにおいて、前記複合リム構造が、一連の、互いに別体で且つ互いに同心状に配置された、ステンレス鋼体の円環状のリングを具備している、フライホイール。
【請求項１１】
請求項１に記載のフライホイールにおいて、前記複合リム構造が、連続して螺旋状に巻き回されたステンレス鋼体を具備している、フライホイール。
【請求項１２】
請求項１に記載のフライホイールにおいて、さらに、非金属ファイバー体の複数の径方向層を備え、隣接するステンレス鋼体の径方向層間に非金属ファイバー体の層が接合されるように、前記非金属ファイバー体の複数の径方向層が配置されている、フライホイール。
【請求項１３】
請求項１２に記載のフライホイールにおいて、前記非金属ファイバー体の径方向層がカーボンで形成されている、フライホイール。
【請求項１４】
鋼の有孔ウェブ体の径方向層と非金属ファイバーの有孔ウェブ体の径方向層とが交互に形成されるように、鋼の有孔ウェブ体の複数の層および非金属ファイバーの有孔ウェブ体の複数の径方向層を具備した複合リム構造を有するホイールと、
前記交互に形成された鋼の有孔ウェブ体の径方向層と非金属ファイバーの有孔ウェブ体の径方向層とを互いに接合する接着剤と、
を備える、フライホイール。
【請求項１５】
請求項１４に記載のフライホイールにおいて、前記鋼の有孔ウェブ体および前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体が、連続的に巻き回されることにより二層螺旋構造となっている、フライホイール。
【請求項１６】
請求項１５に記載のフライホイールにおいて、前記鋼の有孔ウェブ体が、合金鋼で形成されている、フライホイール。
【請求項１７】
請求項１６に記載のフライホイールにおいて、前記合金鋼がステンレス鋼である、フライホイール。
【請求項１８】
請求項１６に記載のフライホイールにおいて、前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体がカーボンで形成されている、フライホイール。
【請求項１９】
請求項１４に記載のフライホイールにおいて、前記鋼の有孔ウェブ体が網状体の形態であり、前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体が布帛の形態である、フライホイール。
【請求項２０】
請求項１４に記載のフライホイールにおいて、さらに、金属製のコア部材を備え、前記金属製のコア部材の外周に、前記複合リム構造が配置されている、フライホイール。
【請求項２１】
表面処理された鋼体の複数の径方向層を具備した複合リム構造を有するホイールと、
前記表面処理された鋼体の複数の径方向層を互いに接合する接着剤と、
を備える、フライホイール。
【請求項２２】
請求項２１に記載のフライホイールにおいて、前記鋼の表面が、錆および油分のうちの少なくとも一方を除去する処理を施されている、フライホイール。
【請求項２３】
請求項２１に記載のフライホイールにおいて、前記鋼の表面が、前記接着剤と接合する表面積を増加させる処理を施されている、フライホイール。
【請求項２４】
請求項２１に記載のフライホイールにおいて、前記鋼の表面が、防錆保護コーティング処理を施されている、フライホイール。
【請求項２５】
フライホイールを製造する方法であって、
ステンレス鋼体の複数の径方向層をホイール状に形成する工程と、
エポキシ系接着剤で前記ステンレス鋼体の複数の径方向層を互いに接合することによって前記ホイールの複合リム構造を形成する工程と、
を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記ステンレス鋼体の径方向層に、複数の空洞を設ける工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記ステンレス鋼体に、ステンレス鋼のファイバーを設ける工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記エポキシ系接着剤を、前記ステンレス鋼のファイバー間の隙間および前記ステンレス鋼体の径方向層間の隙間に真空含浸させる工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、ステンレス鋼のワイヤロープを含むステンレス鋼体を設ける工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、ステンレス鋼ワイヤの編組体のウェブを含むステンレス鋼体を設ける工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項３１】
請求項２８に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、ステンレス鋼の網状体のウェブを含むステンレス鋼体を設ける工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項３２】
請求項２８に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、コア部材の外周に、前記複合リム構造を配置する工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、中心の軸に、前記コア部材を取り付ける工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項３４】
請求項２５に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記複合リム構造を、一連の、互いに別体で且つ互いに同心状に配置された、ステンレス鋼体の円環状のリングによって形成する工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項３５】
請求項２５に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記複合リム構造を、ステンレス鋼体を連続して螺旋状に巻き回して形成する工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項３６】
請求項２５に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、隣接するステンレス鋼体の径方向層間に非金属ファイバー体の層が接合されるように、前記非金属ファイバー体の複数の径方向層を配置することにより、前記複合リム構造に、非金属ファイバー体の複数の径方向層を設ける工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記非金属ファイバー体の径方向層をカーボンで形成する工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項３８】
フライホイールを製造する方法であって、
鋼の有孔ウェブ体の径方向層と非金属ファイバーの有孔ウェブ体の径方向層とを交互に配置して、鋼の有孔ウェブ体の複数の径方向層および非金属ファイバーの有孔ウェブ体の複数の径方向層をホイール状に形成する工程と、
接着剤で前記鋼の有孔ウェブ体の複数の径方向層と非金属ファイバーの有孔ウェブ体の複数の径方向層とを互いに接合することによって前記ホイールの複合リム構造を形成する工程と、
を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記鋼の有孔ウェブ体および前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体を、連続的に巻き回すことで二層螺旋構造とする工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項４０】
請求項３８に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記鋼の有孔ウェブ体を、合金鋼で形成する工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記鋼の有孔ウェブ体を、ステンレス鋼で形成する工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項４２】
請求項３８に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体を、カーボンで形成する工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項４３】
請求項３８に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記鋼の有孔ウェブ体を網状体の形態とし、前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体を布帛の形態とする工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項４４】
請求項３８に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、金属製のコア部材の外周に、前記複合リム構造を配置する工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項４５】
フライホイールを製造する方法であって、
表面処理された鋼体の複数の径方向層をホイール状に形成する工程と、
接着剤で前記表面処理された鋼体の複数の径方向層を互いに接合することによって前記フライホイールの複合リム構造を形成する工程と、
を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記鋼の表面に対し、錆および油分のうちの少なくとも一方を除去する処理を施す工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項４７】
請求項４５に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記鋼の表面に対し、前記接着剤と接合する表面積を増加させる処理を施す工程を含む、フライホイールの製造方法。
【請求項４８】
請求項４５に記載のフライホイールの製造方法において、さらに、前記鋼の表面に対し、防錆保護コーティング処理を施す工程を含む、フライホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、２０１０年９月１４日付出願の米国仮特許出願第61/382,694号の利益を主張する。この仮特許出願の全教示内容は、参照をもって本願に取り入れたものとする。
【技術分野】
【０００２】
複合フライホイールには、ファイバーやフィラメントをホイール状に巻いて接着剤で接着してなるものがある。ファイバー素材として金属ワイヤが使用されることもある。典型的に、金属ワイヤを具備した複合フライホイールのサイズまたは速度は、ワイヤと接着剤とが剥離することのないように比較的小さく又は低く抑えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明にかかるフライホイールによれば、従来の複合フライホイールよりも大型化および高重量化が可能であり、さらに、従来の複合フライホイールよりも高速で回転させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明にかかるフライホイールは、ステンレス鋼体の複数の径方向層を具備した複合リム構造を有するホイールを備え得る。エポキシ系接着剤が、前記ステンレス鋼の複数の層を互いに接合し得る。
【０００５】
具体的な実施形態において、前記ステンレス鋼体の径方向層は、複数の空洞を有するものである。一部の実施形態において、前記ステンレス鋼体は、ステンレス鋼のファイバーを含む。前記エポキシ系接着剤が、前記ステンレス鋼のファイバー間の隙間および前記ステンレス鋼体の径方向層間の隙間に真空含浸していてもよい。一実施形態において、前記ステンレス鋼体は、ステンレス鋼のワイヤロープを含む。他の実施形態において、前記ステンレス鋼体は、ステンレス鋼ワイヤの編組体のウェブを含む。さらなる他の実施形態において、前記ステンレス鋼体は、ステンレス鋼の網状体のウェブを含む。前記複合リム構造は、コア部材の外周に配置されていてもよい。前記コア部材は、中心の軸に取り付けられていてもよい。一実施形態において、前記複合リム構造は、一連の、互いに別体で且つ互いに同心状に配置された、ステンレス鋼体の円環状のリングを具備している。他の実施形態において、前記複合リム構造は、連続して螺旋状に巻き回されたステンレス鋼体を具備している。実施形態によっては、非金属ファイバー体の複数の径方向層が設けられ、隣接するステンレス鋼体の径方向層間に非金属ファイバー体の層が接合されるように、前記非金属ファイバー体の複数の径方向層が配置され得る。前記非金属ファイバー体は、カーボンで形成され得る。
【０００６】
本発明は、さらに、複合リム構造を有するホイールを備える他のフライホイールも提供する。前記複合リム構造は、鋼の有孔ウェブ体の径方向層と非金属ファイバーの有孔ウェブ体の径方向層とが交互に形成されるように、鋼の有孔ウェブ体の複数の径方向層および非金属ファイバーの有孔ウェブ体の複数の径方向層を具備し得る。接着剤が、前記交互に形成された鋼の有孔ウェブ体の径方向層と非金属ファイバーの有孔ウェブ体の径方向層とを互いに接合し得る。
【０００７】
具体的な実施形態において、前記鋼の有孔ウェブ体および前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体が、連続的に巻き回されることにより二層螺旋構造となっている。前記鋼の有孔ウェブ体は、合金鋼で形成され得る。一部の実施形態において、前記合金鋼はステンレス鋼である。前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体はカーボンで形成され得る。前記鋼の有孔ウェブ体は、網状体の形態であってもよく、前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体は、布帛の形態であってもよい。金属製のコア部材が設けられてもよく、前記金属製のコア部材の外周に、前記複合リム構造が配置され得る。
【０００８】
本発明は、さらに、表面処理された鋼体の複数の径方向層を具備した複合リム構造を有するホイールを備えるフライホイールも提供する。接着剤が、前記表面処理された鋼体の複数の径方向層を互いに接合し得る。
【０００９】
具体的な実施形態において、前記鋼の表面は、錆および／または油分を除去する処理を施されている。また、前記鋼の表面は、前記接着剤と接合する表面積を増加させる処理を施されてもよい。一部の実施形態において、前記鋼の表面は、防錆保護コーティング処理を施されている。
【００１０】
本発明は、さらに、フライホイールを製造する方法を提供する。この製造方法は、ステンレス鋼体の複数の径方向層をホイール状に形成する工程を含む。エポキシ系接着剤で、前記ステンレス鋼体の複数の径方向層を互いに接合することにより、前記ホイールの複合リム構造を形成し得る。
【００１１】
具体的な実施形態において、前記ステンレス鋼体の径方向層には、複数の空洞が設けられる。一部の実施形態において、前記ステンレス鋼体には、ステンレス鋼のファイバーが設けられる。前記エポキシ系接着剤が、前記ステンレス鋼のファイバー間の隙間および前記ステンレス鋼体の径方向層間の隙間に真空含浸され得る。一実施形態において、前記ステンレス鋼体は、ステンレス鋼のワイヤロープとされる。他の実施形態において、前記ステンレス鋼体は、ステンレス鋼ワイヤの編組体のウェブとされる。さらなる他の実施形態において、前記ステンレス鋼体は、ステンレス鋼の網状体のウェブとされる。前記複合リム構造は、コア部材の外周に配置され得る。前記コア部材は、中心の軸に取り付けられ得る。一実施形態において、前記複合リム構造は、一連の、互いに別体で且つ互いに同心状に配置された、ステンレス鋼体の円環状のリングによって形成される。他の実施形態において、前記複合リム構造は、ステンレス鋼体を連続して螺旋状に巻き回して形成される。実施形態によっては、隣接するステンレス鋼体の径方向層間に非金属ファイバー体の層が接合されるように、前記非金属ファイバー体の複数の径方向層が配置することにより、前記複合リム構造に、非金属ファイバー体の複数の径方向層が設けられ得る。前記非金属ファイバー体の径方向層は、カーボンで形成されてもよい。
【００１２】
本発明は、さらに、フライホイールを製造する他の方法も提供する。この製造方法は、鋼の有孔ウェブ体の径方向層と非金属ファイバーの有孔ウェブ体の径方向層とを交互に配置して、鋼の有孔ウェブ体の複数の径方向層および非金属ファイバーの有孔ウェブ体の複数の径方向層をホイール状に形成する工程を含む。接着剤で、前記鋼の有孔ウェブ体の複数の径方向層と非金属ファイバーの有孔ウェブ体の複数の径方向層とを互いに接合することにより、前記ホイールの複合リム構造を形成し得る。
【００１３】
具体的な実施形態において、前記鋼の有孔ウェブ体および前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体は、連続的に巻き回すことで二層螺旋構造とされる。前記鋼の有孔ウェブ体は、合金鋼で形成され得る。一部の実施形態において、前記合金鋼は、ステンレス鋼とされる。前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体は、カーボンで形成され得る。前記鋼の有孔ウェブ体は網状体の形態とされてもよく、前記非金属ファイバーの有孔ウェブ体は布帛の形態とされてもよい。前記複合リム構造は、金属製のコア部材の外周に配置され得る。
【００１４】
本発明は、さらに、フライホイールを製造するさらなる他の方法も提供する。この製造方法は、表面処理された鋼体の複数の径方向層をホイール状に形成する工程を含む。接着剤で、前記表面処理された鋼体の複数の径方向層を互いに接合することにより、前記ホイールの複合リム構造を形成し得る。
【００１５】
具体的な実施形態において、前記鋼の表面に対し、錆および／または油分を除去する処理が施される。また、前記鋼の表面に対し、前記接着剤と接合する表面積を増加させる処理が施され得る。一部の実施形態において、前記鋼の表面に対し、防錆保護コーティング処理が施される。
【００１６】
前述の内容は、添付の図面を参照しながら行う本発明の例示的な実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになる。異なる図をとおして、同じ符号は同じ構成又は構成要素を指すものとする。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、むしろ、本発明の実施形態を示すことに重点を置いている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかるフライホイールシステムの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明にかかるフライホイールの一実施形態を示す正面図である。
【図３】図２のフライホイールについて、コアを省略して示す斜視図である。
【図４】図２のフライホイールの他の斜視図である。
【図５】図２のフライホイールの断面図である。
【図６】図５の参照符号「６」で示される部分の拡大図である。
【図７】本発明にかかる真空チャンバ（あるいは、真空ハウジング又は真空筐体）の一実施形態の内部に搭載されるフライホイールを示す、分解斜視図である。
【図８】真空筐体の内部に搭載されたフライホイールを示す、正面図である。
【図９】真空筐体の内部に搭載され、真空ポンプと接着剤の貯蔵部とに接続されたフライホイールを示す、側面図である。
【図１０】本発明にかかる真空チャンバ（あるいは、真空ハウジング又は真空筐体）について、その半体の一実施形態の例として、上側の半体を示した斜視図である。
【図１１】図１０の真空チャンバの半体の正面図である。
【図１２】図１０の真空チャンバの半体の側面図である。
【図１３】図１０の真空チャンバの半体の断面図である。
【図１４】図１０の真空チャンバの半体の内部を示す底面図である。
【図１５】フライホイールのハウジングの一実施形態を支持フレーム上に設置した様子を示す斜視図である。
【図１６】ワイヤロープを巻き回してフライホイールを製造する本発明の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図１７】互いに同心状に配置された円環状のリングの形態の網状体を複数用いてフライホイールを製造する本発明の他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図１８】網状体を巻き回してフライホイールを製造する本発明のさらなる他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図１９】フライホイールの製造方法の本発明のさらなる他の実施形態を示す概略図である。
【図２０】図１９の製造方法で製造されたフライホイールの一部を示す概略側面図である。
【図２１】図１９のフライホイールをなす層の一部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の例示的な実施形態について説明する。
【００１９】
図１を参照すると、フライホイールシステム（又はフライホイール装置）１０の一実施形態は、フライホイール１２を備えている。フライホイール１２は、複合材料で構成され得る。フライホイール１２は、長手軸心Ａを有する横方向（又は水平方向）に延びる支持用（又は駆動用）の軸１８を中心として回転可能とされ得る。軸１８は、軸受１７によって支持される。フライホイール１２は、ハウジング（あるいは、チャンバ又は筐体）１４の内部に収容され得る。ハウジング１４の内部は、フライホイール１２の風圧抵抗を減らすために真空に設定されてもよい。ハウジング１４および軸受１７は、支持フレーム（あるいは、支持ベース又は支持架台）１６に支持または取付けされてもよい。フライホイール１２を所望の速度に駆動させる駆動ユニット２０が、軸１８の一方の端部に回転可能に接続されてもよい。駆動ユニット２０は、所望の速度に回転可能な電気モータ、および変速伝動機構を含むものであってもよい。フライホイール１２の回転によって発電する発電ユニット２２が、軸１８の反対側の端部に回転可能に接続されてもよい。フライホイール１２は、所望の回転速度に駆動されてエネルギーを貯蔵することができる。貯蔵されたエネルギーは、発電ユニット２２によって必要に応じて電気に変換することができる。発電ユニット２２は、変速伝動機構によって駆動される発電機を含んでいてもよい。そのような変速伝動機構は、フライホイール１２の速度が変化したりフライホイール１２の速度が低下したりした場合にも、前記発電機を所望な一定の回転速度で回転させることができる。前記発電機を一定の速度で回転させる構成は、一定の電力出力が得られるので望ましい。前記発電機は直流発電機であっても交流発電機であってもよい。前記発電機が交流発電機である場合、この発電機を一定の回転速度、例えば１８００ｒｐｍで回転させて、周波数６０ヘルツの電力を生成することが可能である。一部の実施形態において、周波数５０ヘルツの電力を生成したい場合、回転速度１５００ｒｐｍ程度が好適である。フライホイール１２は、約１０００ｒｐｍまたはそれ以上で回転させることが可能であり、例えば一部の実施形態では約３０００ｒｐｍ〜約６０００ｒｐｍ、実施形態によっては最大約１００００ｒｐｍで回転させることが可能である。
【００２０】
図２〜図６を参照すると、フライホイール１２は、軸１８に固定または取付けされた（あるいは、軸１８の外周に固定または取付けされた）内側のコア（又はコア部材）２４と、コア２４の外周に固定、取付けまたは形成された外側の複合リム構造（リム）２６とを備え得る。コア２４は、コア２４（及びフライホイール１２）の両側（又は両面）１３に配置された、２つの締付固定用のプレート（あるいは、部材又はフランジ）２８によって軸１８に固定されてもよい。プレート２８は、ねじロッド、ボルト、ナット等のねじ付き部材により、コア２４と軸１８のショルダー部とに固定することができる。実施形態によっては、他の適切な固定方法が採用されてもよい。一部の実施形態において、コア２４は、高分子材料または複合材料で構成される。一実施形態において、コア２４は、織ひも、織リボン、織物のウェブ、ファイバー、フィラメントまたはロープである材料２４ａを巻き回すか又は巻き付けたものを、接着剤（あるいは、のり又は樹脂）３４で互いに接合して形成されたものである。接着剤３４は、エポキシ系接着剤であってもよい。接着剤３４は、コア２４における空隙（あるいは、空洞、凹所又は隙間）２５を埋めることができる。一部の実施形態において、コア２４に使用される接着剤は、リム２６に使用される接着剤３４と同じ接着剤である。コア２４の材料２４ａは、例えば接着剤（あるいは、のり又は樹脂）３４等により、軸１８に固定し、張力をかけながら所望の直径が得られるまで巻いて、例えば接着剤（あるいは、のり又は樹脂）３４等により、設置固定してもよい。コア２４の材料２４ａは、ポリエステルまたはナイロンの織物でもよい。一実施形態では、直径１／２インチのナイロンロープが使用されてもよい。他の実施形態において、コア２４の材料２４ａは、フライホイール１２と同じ幅の扁平なウェブである。
【００２１】
一部の実施形態において、コア２４は、重量が均等に分布した円形の同心円状に機械加工することが可能な適切な金属で構成される。そのような適切な金属には、ステンレス鋼、他種の様々な鋼、チタン等が含まれる。そのような金属製のコアは、外側の複合リム構造２６に固定するための機械的構成または留め具を有し得る。重量が均等に分布した同心円状の金属製のコア２４を使用することにより、外側のリム２６を形成する際に、重量が均等に分布したフライホイール１２を容易に製造することができる。金属製のコア２４は、同心円状に容易に機械加工することができる。また、コア２４の材料を複合材料とした場合、複合材料の種類によっては、外側のリム２６を形成する際にコア２４の形状が崩れ易くなることがあるが、金属製のコア２４であれば、形崩れが防止される。
【００２２】
外側のリム２６は、一連の又は複数の、ステンレス鋼体の径方向層で構成され得る。前記ステンレス鋼体は、孔（何らかの空洞や隙間）を有する（有孔の）ものであってもよい。前記ステンレス鋼体は、コア２４の外周に取付け、固定または巻き付けられて、接着剤３４で互いに接合されてもよい。一部の実施形態において、接着剤３４は、エポキシ樹脂とエポキシ硬化剤とを混合した二液型エポキシ系接着剤である。一実施形態において、前記エポキシ樹脂は約１００００〜約１５０００ｃＰ、例えば１３５６０ｃＰ等といった高い粘度を有し、前記エポキシ硬化剤は約１０〜約３０ｃＰ、例えば２１ｃＰ等といった低い粘度を有し、前記エポキシ樹脂と前記エポキシ硬化剤との混合比は約７８：２２とされ得る。混合後のエポキシ樹脂は、硬化前では、例えば約５９０ｃＰ等といったシロップのような粘度を有し得る。硬化時間は、約２４〜約７２時間等といった長時間に及び得る。硬化後のエポキシ樹脂は、せん断強度が少なくとも約１０００ｐｓｉ、例えば１４９０ｐｓｉ等となり得る。使用されるエポキシ樹脂としては、穏やかな温度域、例えば真空筐体内で動作するフライホイールが典型的に曝される温度等に耐えられるものが選択され得る。一実施形態において、前記ステンレス鋼体は、ステンレス鋼のワイヤロープ３０である。ステンレス鋼のワイヤロープ３０は、例えば、ホイールが所望の直径になるまで張力をかけながら連続して巻かれ得る。前記ステンレス鋼のワイヤロープ３０の直径は、１／２インチとされ得る。また、前記ステンレス鋼のワイヤロープ３０は、複数のワイヤストランド、ファイバーまたはフィラメントで構成され得る。図６を参照すると、ステンレス鋼のワイヤロープ３０内部のワイヤストランドとワイヤストランドとの間の空隙（あるいは、空洞、凹所又は隙間）３１、ならびにステンレス鋼のワイヤロープ３０の径方向の巻き重なり間および横方向の巻き重なり間の空隙（あるいは、空洞、凹所又は隙間）３３は、接着剤３４で満たして埋めることが可能である。接着剤３４は、ステンレス鋼のワイヤロープ３０内部の個々のワイヤストランドを互いに連続状に接合すると同時に、ステンレス鋼のワイヤロープ３０の径方向の個々の巻き重なりおよび横方向の個々の巻き重なりを互いに連続状に接合することができる。一部の実施形態では、必要に応じて、ステンレス鋼のワイヤロープ３０は、１本のステンレス鋼のファイバーまたはフィラメントであってもよい。
【００２３】
コア２４の材料２４ａ内部および材料２４ａ周りの空隙２５、ならびに外側のリム２６におけるワイヤロープ３０内部およびワイヤロープ３０周りの空隙３１，３３は、接着剤３４で埋めることができる。接着剤３４は、真空下のコア２４および外側のリム２６に対して投入され含浸され得る。図７〜図１５を参照すると、接着剤を含まない状態の、コア２４および外側のリム２６を備えたフライホイール１２を、真空チャンバ（あるいは、真空筐体又は真空ハウジング）の内部２１に配置してもよい。前記真空チャンバ（あるいは、真空筐体又は真空ハウジング）は、完成品のフライホイールの寸法に合ったサイズおよび形状を有し得る。前記真空筐体は、図１に示す筐体１４と同じものであってもよいし、図１に示す筐体１４に適切なサイジングもしくは寸法設定を施したものであってもよいし、図１に示す筐体１４と別体であってもよいし、または図１に示す筐体１４と異なるものであってもよい。真空筐体１４は、上側部分（又は上側の半体）１４ａと下側部分（又は下側の半体）１４ｂとを有するクラムシェル構造（二枚貝構造）であってもよい。上側の半体１４ａと下側の半体１４ｂとは、フランジ１５ａとフランジ１５ｂとで互いに接合またはボルト留めされて密封され得る。半体１４ａおよび半体１４ｂは、それぞれ、ディスク（円盤）またはシリンダ（円筒）の略１／２で、半円状の約１８０°の外周を有するものであってもよい。このような半体１４ａと半体１４ｂとは、互いに組み合わされることにより、協働して略ディスクの形状（円盤状）または略シリンダの形状（円筒状）の真空筐体１４を形成し得る。半体１４ａおよび半体１４ｂは、それぞれ、強度向上のためのリブ（又はひだ）１９を外側に有していてもよい。半体１４ａの内部領域および半体１４ｂの内部領域は、協働して真空筐体１４の内部空間２１を形成する。真空筐体１４の両側の密封フランジ２３は、軸１８の周りを密封し得る。各密封フランジ２３は、半体１４ａ側の上側部分２３ａと半体１４ｂ側の下側部分２３ｂとを有し、これらを互いに接合してなるものであってもよい。
【００２４】
真空筐体１４には、例えば底部等に、導管３７および遮断弁３８を介して、真空ポンプ３６が接続されていてもよい。真空筐体１４内部の空気、水、水分および気体が、例えば水銀真空度（mercury vacuum）が約２８〜約３２インチになるまで、取り除かれ得る。真空ポンプ３６は、遮断弁３８によって遮断および／または隔離され得る。また、真空筐体１４には、導管４０および遮断弁４４を介して、接着剤３４の貯蔵部４２が接続されていてもよい。遮断弁４４が開放されると、接着剤３４が真空筐体１４の内部に入って行き渡り、フライホイール１２のコア２４および／または外側のリム２６を貫通して含浸し、コア２４における空隙２５および外側のリム２６における空隙３１，３３を埋め得る。接着剤３４の貯蔵部４２は、必要に応じて、接着剤３４を圧送するポンプを有していてもよい。あるいは、貯蔵部４２または導管４０に、ポンプを接続してもよい。長い硬化時間、例えば約７２時間等といった硬化時間を設定することにより、接着剤３４が硬化する前に、接着剤３４を真空含浸によって実質上全ての空隙２５，３１，３３に入り込ませて埋めるための十分な時間を設けることができる。接着剤３４の温度が低下し、接着剤３４がセットまたは硬化した後、含浸処理後のフライホイール１２は、真空筐体１４から取り出されてもよい。フライホイール１２の外径部分は、軸１８に対して同心になるように機械加工してもよい。フライホイール１２の２つの側面１３は、平坦になるように機械加工してもよい。他の実施形態では、導管３７の位置と導管４０の位置とを逆にしてもよいし、または他の位置に設けてもよい。また、当該技術分野において知られた他の適切な真空含浸法を実行するようにしてもよい。
【００２５】
一部の実施形態において、フライホイール１２は、直径が約４８インチまたはそれ以上である。一実施形態において、フライホイール１２は、直径が約１２０インチ、幅が約４８インチであり、コア２４は、直径が約９０インチである。なお、実際の用途および状況に応じて、フライホイール１２の幅および直径は、前記の数値よりも大きい値または小さい値に設定してもよい。
【００２６】
図１６〜図１８に、外側のリム２６の三種類の形成方法を示す。図１６に示す第１の形成方法では、金属製のワイヤロープ３０またはステンレス鋼のワイヤロープ３０を、例えば留め具、接着剤、のり、樹脂等により、コア２４に取り付け、張力をかけながら連続して巻く。ワイヤロープ３０は、隣合せに巻かれることにより横方向の巻き重なりを生じ、横方向の巻き重なりが複数形成されることで、径方向の一つ一つの巻き重なりが生じ得る。ワイヤロープ３０は、径方向の巻き重なりのそれぞれが所望の幅、例えば４８インチ等になるように巻かれ得る。ワイヤロープ３０の径方向の巻き重なりは、所望の直径、例えば１２０インチ等になるまで巻かれて、例えば接着剤、のり、樹脂等により、設置固定され得る。一実施形態において、コア２４は、単独で直径が９０インチであり、外側のリム２６と合わせると直径が１２０インチになる。この場合、外側のリム２６の径方向の厚みは、１５インチ、またはフライホイール１２全体の半径の約１／４となり得る。
【００２７】
図１７に示す第２の形成方法では、コア２４の外周に、複数の、互いに異なる、別体または別個で且つ互いに同心状の、金属製のまたはステンレス鋼の網状体３２の、円環状のリング４６を形成する。各リング４６は、所与の長さの網状体３２で構成され得る。所与の長さの網状体３２の両側の端部３２ａは、一周ごとに、例えば横方向に挿入されるピン４８等により、張力をかけながら互いに固定され得る。他の実施形態では、他の適切な留め方法、例えばワイヤで留めたり、ワイヤで縫い付けたり、ロックリングを使用したりする等の方法を採用してもよい。網状体３２は、比較的扁平で、有孔の、織られた金網帯、織物の布帛（織布）、織スクリーン、織リボン、エキスパンドメタルシート、またはパンチングメタルシートであってもよく、網状体３２内部にはファイバー（又は網状体部材）３５とファイバー（又は網状体部材）３５との間に空隙３１があり、かつ、互いに同心状に配置された円環状のリング４６とリング４６との間に空隙３３が形成され得る。まず、最初のリング４６を、例えば留め具、接着剤、のり、樹脂等により、コア２４に固定してから、後続のリング４６が追加し得る。一実施形態において、網状体３２の幅は、フライホイール１２の所望の幅Ｗ、例えば４８インチとされ、直径９０インチのコア２４の外周に対し、所望の外径、例えば１２０インチに達するための十分な数のリング４６が追加され得る。一部の実施形態において、各リング４６の網状体３２におけるファイバー（又は網状体部材）３５は、径方向に隣接するリング４６の網状体３２におけるファイバー（又は網状体部材）３５と絡み合う。接着剤３４を適用すると、接着剤３４はファイバー（又は網状体部材）３５とファイバー（又は網状体部材）３５との間の空隙３１を埋めてファイバー（又は網状体部材）３５同士を接合すると同時に、空隙３３を埋めて網状体３２の径方向層を互いに接合し得る。
【００２８】
図１８に示す第３の形成方法では、金属製のまたはステンレス鋼の網状体３２のベルト（帯）を、例えば留め具、接着剤、のり、樹脂等により、コア２４に固定した後、所望の外径が得られるまで張力をかけながらコア２４の外周に連続して螺旋状に巻くかまたは巻き付けることにより、複数の径方向層を形成する。一部の実施形態において、網状体３２は、フライホイール１２の所望の幅Ｗ、例えば４８インチの幅とされ、９０インチのコア２４の外周に対し、所望の外径、例えば１２０インチが最終的に得られるまで巻かれる。一部の実施形態において、ワイヤロープ３０および網状体３２は、扁平なステンレス鋼の編組体に置き換えられてもよい。他の実施形態では、コア２４を省略し、外側のリム２６を直接的に軸１８の外周に形成するかまたは直接的に軸１８に固定してもよい。
【００２９】
フライホイール１２の重量は、少なくとも１７００ｌｂで、一般的には約５０００ｌｂ、約１００００ｌｂ、約２００００ｌｂ、約３００００ｌｂ、約４００００ｌｂ、約５００００ｌｂ、約６００００ｌｂ、または約７００００ｌｂであり得る。従来の大型で高重量なフライホイールでは、約１０００ｒｐｍ以上、最大１００００ｒｐｍの回転速度で動作させると、一般的に動作不良に陥る。しかしながら、本発明であれば、上記したサイズ、重量および回転速度で動作可能な、大型の高重量なフライホイール１２を実現することができる。既述した方法でステンレス鋼を互いに接合して外側のリム２６を形成することにより、大径（４８インチ以上）の、高質量または高重量（１７００ｌｂ以上）で高速（１０００ｒｐｍ以上）なフライホイール１２を製造することができる。本願の発明者は、ステンレス鋼が、一般的な鋼で構成された金属ワイヤ（鋼製ワイヤ）よりも、エポキシ系接着剤等の接着剤との接着接合強度が優れており、既述したような大型、高重量且つ高速なフライホイールを実現できることを見出した。例えば、ステンレス鋼体は、金属、例えば一般的な鋼等よりも、接着剤３４に対して強力な面接合を形成することができる。一般的な鋼は、表面に酸化物や錆が形成するので、このような酸化物や錆により、接着剤３４との面接合の強度が典型的に低下する。一般的な鋼に対し、酸化物や錆を抑える物質、例えば油等を被覆しても、そのような被覆物により、接着剤３４との面接合の強度が典型的に低下する。対照的に、ステンレス鋼体には酸化物、錆または被覆物が通常存在しないので、ステンレス鋼体表面と接着剤３４との面接合の強度は高くなる。必要に応じて、ステンレス鋼の表面に対し、例えば酸、他の適切な化学物質等を用いてエッチングすることにより、表面積を増加させる処理、または表面に孔もしくは凹凸を形成する処理を施してもよい。また、機械的な表面処理、例えば研磨材または研磨部材を用いた表面処理等を行ってもよい。ステンレス鋼は、大型で高速なフライホイール１２に使用されるのに十分な強度を有すると同時に、所望な重量特性も有している。また、有孔のステンレス鋼体と接着剤３４とを使用し、接着剤３４を真空下で長時間（又は長期間）かけて外側のリム２６に含浸させることにより、接着剤３４でステンレス鋼体内部の空隙３１、およびステンレス鋼体とステンレス鋼体との間の空隙３３を、実質上全て埋めることができるので、接着剤３４とステンレス鋼体との面接合の表面積を増加させるかまたは最大限に高めることができる。また、空隙３１および空隙３３を埋めることにより、接着剤３４の異なる領域が互いに連結しあい、このような連結により、ステンレス鋼体の異なる層同士を、互いに絡み合わせることができる。このようにして製造されるフライホイール１２は、以下に述べる少なくとも１つ以上の理由により、動作時に作用する強い力に耐えることができる：有孔のステンレス鋼体を使用することにより、表面積が大きくなり、（１）ステンレス鋼体と接着剤との面接合をさらに強くすることができる；（２）接着剤との接合が大きい（又は広い）表面積で生じるので、接合量を最大限に高めることができる；（３）接着剤のせん断強度として、約１０００ｐｓｉ以上、例えば約１４９０ｐｓｉ等を達成することができる。
【００３０】
前述したエポキシ樹脂に限らず、一部の実施形態では、他種のエポキシ樹脂、他の適切なのり、樹脂（他種の熱硬化性樹脂を含む）、接着剤が使用されてもよい。また、ステンレス鋼以外の金属または合金が使用されてもよい。例えば、錆または腐食を補償または防止する対策が取られているのであれば、油被覆を施していない普通鋼（すなわち、炭素鋼）が使用されてもよい。普通鋼の場合、湿気のない環境で輸送、保管および組付を行うことにより、錆または腐食の発生を防止することができる。また、普通鋼の表面に対し、ホイールへの組付け前に、錆または腐食を除去する表面処理を施してもよい。また、錆または腐食の発生を防止する防錆保護コーティング、例えば金属被覆、酸化物被覆等が使用されてもよい。普通鋼（すなわち、炭素鋼）以外の鋼合金、例えばＡＩＳＩ４０００番台の鋼等が使用されてもよい。使用可能な他の金属には、さらに、チタン、他の適切な金属、および他の適切な合金が含まれる。
【００３１】
普通鋼（すなわち、炭素鋼）を洗浄し、油分および／または錆および／または腐食を除去する表面処理を施すと、表面がより多孔質となり、初めのうちは、接着剤３４との接合がステンレス鋼を使用した場合よりも強くなることがある。しかし、時間が経つにつれて、接着剤３４が水分を吸収することにより、または普通鋼（すなわち、炭素鋼）と接着剤３４とがゆっくりと化学反応または電気化学反応を引き起こすことにより、普通鋼（すなわち、炭素鋼）が錆付くかまたは腐食する可能性がある。つまり、接着剤３４と普通鋼（すなわち、炭素鋼）との接合が、経時的に弱まる可能性がある。フライホイール１２の強度低下は、突発的な故障の原因となり大損害を招きかねないので望ましくない。対照的に、ステンレス鋼であれば、水分による錆付きや腐食に強く、さらに、数多くの接着剤または大抵の接着剤と化学反応または電気化学反応を引き起こし難いかまたはそのような反応を引き起こさない。よって、ステンレス鋼を使用することにより、接着剤３４との接合後の錆または腐食を軽減、制限または防止することができる。つまり、ステンレス鋼と接着剤３４とは、時間が経っても、ほぼ同じ接合強度または一定の接合強度を維持することができる。また、ステンレス鋼と接着剤３４との接合強度を支援するかまたは増加させるために、接着剤３４との接合前に、エポキシプライマー（pre-epoxy primer）、例えば当該技術分野において既知のエポキシプライマーをステンレス鋼に塗布し、表面を処理またはエッチングしてもよい。
【００３２】
図１９および図２０を参照すると、フライホイール５０は、本発明にかかるフライホイールの他の実施形態である。フライホイール５０は、図１８の方法で製造されたフライホイール１２に対して、以下の点で異なる。フライホイール５０の外側のリム２６は、ステンレス鋼の有孔ウェブ体（又は網状体）３２と、非金属製ファイバーの有孔ウェブ体（又は布帛）の中間層５２とを、コア２４の外周に連続して巻き、網状体３２と中間層５２との交互の層（図２１）を接着剤３４で接合して二層螺旋ホイール構造（又は二層螺旋ホイール構成）６０とすることにより、コア２４の外周に形成され得る。コア２４は、円形に機械加工されて軸１８に対して同心に取り付けられる金属製のコアであってもよい。また、コア２４は、重量が均等に分布したものとされ得る。コア２４を軸１８に取り付けるために、固定部材２８が使用されてもよい。あるいは、当該技術分野において既知である、他の適切な固定部材または固定方法、例えばキー、スプライン等が使用されてもよい。コア２４の外周には、網状体３２および中間層５２を巻く前に網状体３２および中間層５２の端部をコア２４に固定するための、固定用または取付用の箇所（あるいは、構造又は留め部）５５が設けられてもよい。固定用の構造５５は、網状体３２および中間層５２をコア２４の外面に掛け止めるか、締め付け固定するか、または固定する、少なくとも１つの溝もしくは孔５４および／または締め付け固定部材５６を有し得る。締め付け固定部材５６は、ばねで付勢されるものであってもよいし、あるいは、ねじまたはボルトで締め付けられるものであってもよい。網状体３２のウェブの幅Ｗおよび中間層５２のウェブの幅Ｗは、フライホイール５０の幅とほぼ同一とされ得る。網状体３２のウェブおよび中間層５２のウェブは、所望の直径が得られるまで、コア２４の外周に張力をかけながら連続して巻かれ得る。最外側の層５８は、中間層体５２とされ得る。この場合、中間層５２と接着剤３４との複合体により、通常最も大きい応力を示す外周側から、網状体３２を包んで閉じ込めることができる。フライホイール５０は、幅Ｗが一般的に１２〜４８インチであり、外径が一般的に３６〜１２０インチとされ得る。フライホイール５０の接合は、フライホイール１２に関して既述したものと同じ接着剤３４または樹脂（例えば、エポキシ樹脂等）により、フライホイール１２に関して既述したものと同じ方法で行なってもよい。
【００３３】
非金属製の有孔の中間層５２と接着剤３４との接合は、ステンレス鋼の網状体３２と接着剤３４との接合よりも強力となり得る。中間層５２と接着剤３４とによって形成される高強度の螺旋状の複合構造６０ａは、網状体３２と接着剤３４とによって形成される螺旋状の複合構造６０ｂに接合され、螺旋状の複合構造６０ｂを連続して螺旋状に包み込んだり螺旋状の複合構造６０ｂを内側と外側の両方から挟み込んだりすることにより、二層螺旋状の複合ホイール構造６０を形成し得る。中間層５２は、適切な材料またはファイバー、例えば、アラミド繊維、カーボンファイバー、ガラスファイバー、カーボンナノチューブ等による、織物の布帛（織布）または不織物の布帛（不織布）のウェブであってもよい。なお、カーボンナノチューブは、ファイバーと見なすことができる。中間層５２が、カーボン、例えばカーボンファイバー、カーボンナノチューブのペーパー（抄造体）、カーボンナノチューブの布帛等で構成される場合、螺旋状の複合構造６０ａの強度を螺旋状の複合構造６０ｂの強度よりも高くすることができ、これにより、フライホイール５０の外側の複合リム構造２６を、フライホイール１２の場合よりも高強度にすることができる。また、二層螺旋構造とすることにより、螺旋状の複合構造６０ｂ中の網状体３２は、その全体が、隣接する複合構造６０ａの螺旋の挟み込みにより、内側と外側の両方から支持され、当該隣接する複合構造６０ａの螺旋に接合・配置固定され得る。螺旋状の複合構造６０ａは、径方向外方に向かって螺旋状に延びながら、螺旋状の複合構造６０ｂを径方向外側から円周方向に沿って螺旋状に取り囲むことにより、高強度構造体の内側に、複合構造６０ｂを円周方向および径方向に沿って螺旋状に固定し得る。結果として、螺旋状の複合構造６０ａは、フライホイール５０が動作する間、螺旋状の複合構造６０ｂ中の各径方向層の網状体３２に生じる外方に向かう遠心力Ｆを、当該複合構造６０ａの連続した螺旋を介して、互いに一体的に結合した一連の径方向層内に抑え込むかまたはそのような遠心力Ｆに耐えることができる。
【００３４】
図２１を参照すると、中間層５２は、フライホイール１２の場合に比べて、外側のリム２６における径方向層間の隙間または空隙３３のサイズを減少させることができ、これにより、接着剤３４が占める空隙が狭くなるので、さらなる高強度化につながる。例えば、図１８に示されたフライホイール１２を参照すると、網状体３２のファイバー（又は網状体部材）３５とファイバー（又は網状体部材）３５との間に、空洞、隙間、凹所または空隙３１が存在し、かつ、網状体３２の径方向層が互いに隣接している。結果として、網状体３２の径方向層との間の隙間または空隙３３が、網状体３２内部の空洞または空隙３１と連なることにより、接着剤３４が占める空間のサイズが大きくなる。例えば、網状体３２の１つの径方向層３２内部の空隙３１と、これに隣接する径方向層との間に存在する空隙３３とが互いに連なり、さらには、その隣接する径方向層内部の空隙３１も連なることにより、広いまたは長い連続した空隙が生じ得る。接着剤３４は、占める空隙が長くまたは広くなるほど、狭いまたは短い空隙を占める接着剤よりも破断またはせん断し易くなる。対照的に、フライホイール５０では、図２１から分かるように、中間層５２が、網状体３２の隣合う径方向層間の隔壁（セパレータ）、仕切りまたは遮断体として機能することにより、網状体３２の径方向層同士が互いに隔てられるので、網状体３２の径方向層内部の空隙３１は、基本的に、その径方向層に隣接する径方向層との間の隙間または空隙３３と連ならない。また、中間層５２は、網状体３２の層よりも遥かに薄く設定され得る。その場合、中間層５２のファイバー（又は中間層部材）５２ａとファイバー（又は中間層部材）５２ａとの間の空洞、空隙、凹所または隙間５２ｂは狭くまたは短くなるので、当該空洞、空隙、凹所または隙間５２ｂが網状体３２の径方向層内部の空隙３１と連なったとしても、その空隙３１単独の場合と広さや長さがあまり変化しない。結果として、接着剤３４の占める空隙３１，３３，５２ｂが狭くまたは短くなるので、せん断力に対する抵抗性が向上し得る。一部の実施形態では、網状体３２および中間層５２の、互いに隣接する径方向層におけるファイバー（又は網状体部材）３２ａとファイバー（又は中間層部材）５２ａとがある程度絡まり合うことにより、機械的な固定作用が生じ、さらなる高強度化につながる。
【００３５】
一部の実施形態において、ステンレス鋼の網状体３２の厚さは、約３／８インチ、あるいは、約１／８インチ〜約１／２インチの範囲にあり、中間層５２の厚さは、約１／３２〜約１／１６インチの範囲、あるいは、約１／６４〜約１／８の範囲にある。網状体３２の径方向層の数および中間層５２の径方向層の数は、外側のリム２６の厚さ、網状体３２の厚さおよび中間層５２の厚さによって変化する。例えば、外側のリム２６の厚みがフライホイール５０全体の半径の約１／４である実施形態では、フライホイール５０の直径を３６インチとすると、外側のリム２６の径方向の厚みは約４．５インチとなり、網状体３２の径方向層の数および中間層５２の径方向層の数は、それぞれ少なくとも８層（合計で１６層）、それぞれ最大で３２層（合計で６４層）となり得る。フライホイール５０の直径を４８インチとすると、外側のリム２６の径方向の厚みは約６インチとなり、網状体３２の径方向層の数および中間層５２の径方向層の数は、それぞれ少なくとも１０層（合計で２０層）、それぞれ最大で４２層（合計で８４層）となり得る。フライホイール５０の直径を７２インチとすると、外側のリム２６の径方向の厚みは約９インチとなり、網状体３２の径方向層の数および中間層５２の径方向層の数は、それぞれ少なくとも１５層（合計で３０層）、それぞれ最大で６４層（合計で１２８層）となり得る。フライホイール５０の直径を１２０インチとすると、外側のリム２６の径方向の厚みは約１５インチとなり、網状体３２の径方向層の数および中間層５２の径方向層の数は、それぞれ少なくとも２４層（合計で４８層）、それぞれ最大で１０７層（合計で２１４層）となり得る。なお、フライホイール５０の直径、外側のリム２６の径方向の厚み、網状体３２の厚み、および中間層５２の厚みは、実際の状況によって変化し得るので、網状体３２の径方向層の前述した数および中間層５２の径方向層の前述した数も大きく変化し得る。網状体３２の構成には、フライホイール１２に関して説明したものと同じ構成または等価的な構成のほかにも、有孔の、織られていない（不織物の）ステンレス鋼のファイバー体、ひし形金網体（chain link）および鎖編体（chain mail）が含まれる。中間層５２の構成には、ファイバーまたは中間層部材５２ａの、織られた（織物の）または織られていない（不織物の）、有孔の構造体、布帛（織布もしくは不織布）またはペーパー（抄造体）（薄い布帛は、ペーパーと見なすことができる）が含まれ得るが、大抵の場合、カーボンファイバーまたはカーボンナノチューブで構成されることにより、高強度が実現される。網状体３２としては、ステンレス鋼等の鋼合金の網状体が好適とされる。しかしながら、ステンレス鋼よりも重いものもあるが、モリブデン鋼等の他種の耐食性鋼合金が使用されてもよい。また、耐食性は低下するかもしれないが、コスト効率がよいので、ＡＩＳＩ４０００番台の鋼が使用されてもよく、あるいは、チタンが使用されてもよい。また、一部の実施形態では、フライホイール５０を、図１７に示す方法を用いて製造してもよく、つまり、網状体３２および中間層５２の、互いに同心状に配置された円環状のリングを、コア２４の外周に形成・組付けしてもよ���。フライホイール５０の幅とほぼ同一の幅Ｗを有する網状体３２および中間層５２を使用し、これら網状体３２および中間層５２を、同心円状または円形のコア２４の外周に形成することにより、ホイールの重量を均等に分布させることが、基本的に容易になる。
【００３６】
本発明を、詳細に図示した例示的な実施形態を参照しながら詳細に説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく構成および細部に様々な変更を施すことができ、そのような変更も添付の特許請求の範囲に包含される。
【００３７】
例えば、既述したフライホイールの寸法、重量および回転速度は、実際の状況に応じて適宜変更されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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2013539843.tif 000026