(57)【要約】【課題】発生した誘導電流を電力負荷に供給すると共に、磁場に対してコイルが相対的に回転移動するのを促進するために利用することが可能な電流供給機構の提供。  【解決手段】第１のモータ（２）と、その出力軸（２１）と連結している回転軸（２３）と、該回転軸（２３）に結合しているフライホイール（８）とを有しており、フライホイール（８）の上面及び下面の各々には周縁部全周に亘って複数の永久磁石（１２Ｕ、１２Ｂ）が取り付けられており、フライホイール（８）の上面に対向する部材（１６Ｂ）には、フライホイール上面側の永久磁石（１２Ｕ）を挟み込む様に半径方向に間隔を開けて第１のコイル（６ＲＯ、６ＲＩ）が円環状に配置されている。【選択図】図１
2008131852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が入力される第１のモータと、クラッチを介して第１のモータの出力軸と連結している回転軸と、該回転軸に結合しているフライホイールとを有しており、フライホイールの上面及び下面の各々には周縁部全周に亘って複数の永久磁石が取り付けられており、フライホイールの上面に対向する部材には、フライホイール上面側の永久磁石を挟み込む様に半径方向に間隔を開けて第１のコイルが円環状に配置されており、フライホイールの下面に対向する部材には、フライホイール下面側の永久磁石を挟み込む様に半径方向に間隔を開けて第２のコイルが円環状に配置されており、第１のコイルと第２のコイルの何れか一方は第２のモータの入力側に接続し、他方は電力負荷に接続しており、第２のモータの出力は機械的伝達手段により前記回転軸に伝達される様に構成されていることを特徴とする電流供給機構。
【請求項２】
前記クラッチは、第２のモータから回転軸に伝達された回転が第１の所定回転数以下では回転を伝達するが、第２の所定回転数以上では回転の伝達を遮断する様に構成されている請求項１の電流供給機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された電流でモータを駆動し、モータの回転駆動を回転機構において電流に変換し、その電流を負荷（電力負荷）に供給する電流供給機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
係る電流供給機構においては、磁場内でコイルを回転することにより、誘導電流を発生せしめている。そして、発生した電流は、電力負荷にのみ供給される。
ここで、回転機構内でコイルが回転するのを促進するために、発生した誘導電流を使用すると好都合な場合が存在する。
しかし、従来は、誘導電流は電力負荷側にのみ供給され、磁場とコイルとの相対的な回転には使用されていない。
【０００３】
その他の技術として、ブラシレスモータのシャフトをエンジンの出力軸に連結して、ブラシレスモータをエンジンのスタータ及び発電機として利用し、設置スペースが小さく、大型のスタータリレーを必要としない技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る技術は自動車に搭載されることを前提としており、その他には適用することが出来ないという問題を有している。
【特許文献１】特開２００１−２７１７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、発生した誘導電流を電力負荷に供給すると共に、磁場に対してコイルが相対的に回転移動するのを促進するために利用することが可能であり、しかも、車両への搭載に限定されないような電流供給機構の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電流供給機構は、電流が入力される第１のモータ（２）と、クラッチ（ワンウェイクラッチ３）を介して第１のモータ（２）の出力軸（２１）と連結している回転軸（２３）と、該回転軸（２３）に結合しているフライホイール（８）とを有しており、フライホイール（８）の上面（８Ｕ）及び下面（８Ｂ）の各々には周縁部全周に亘って複数の永久磁石（１２Ｕ、１２Ｂ）が取り付けられており、フライホイール（８）の上面（８Ｕ）に対向する部材（天井側支持板１６或いは第１のコイル取付用ブラケット１６Ｂ）には、フライホイール上面（８Ｕ）側の永久磁石（１２Ｕ）を挟み込む様に半径方向（矢印Ｒ方向）に間隔を開けて第１のコイル（６ＲＯ、６ＲＩ）が円環状に配置されており、フライホイール（８）の下面（８Ｂ）に対向する部材（底部支持板１８或いは第２のコイル取付用ブラケット１８Ｂ）には、フライホイール下面（８Ｂ）側の永久磁石（１２Ｂ）を挟み込む様に半径方向（矢印Ｒ方向）に間隔を開けて第２のコイル（７ＲＯ、７ＲＩ）が円環状に配置されており、第１のコイル（６）と第２のコイル（７）の何れか一方は第２のモータ（１）の入力側に接続し、他方は電力負荷（図示せず）に接続しており、第２のモータ（１）の出力は機械的伝達手段（例えば、ベルト５とプーリ４、２２）により前記回転軸（２３）に伝達される様に構成されていることを特徴としている（請求項１）。
【０００６】
本発明において、前記クラッチ（ワンウェイクラッチ３）は、第２のモータ（１）から回転軸（２３）に伝達された回転が第１の所定回転数（例えば１８０ｒｐｍ）以下では回転を伝達する（「接」状態）が、第２の所定回転数（例えば２００ｒｐｍ）以上では回転の伝達を遮断する（「断」状態）様に構成されているのが好ましい（請求項２）。
【発明の効果】
【０００７】
上述する構成を具備する本発明によれば、第１のモータ（２）が回転し、回転軸（２３）及びフライホイール（８）が回転すると、フライホイール上面（８Ｕ）に取り付けられた永久磁石（１２Ｕ）が第１のコイル（６ＲＯ、６ＲＩ）間を移動し、永久磁石（１２Ｕ）の磁場に対して第１のコイル（６ＲＯ、６ＲＩ）が相対的に異動することになり、第１のコイル（６）に誘導電流が発生する。
この誘導電流（第１のコイル６で発生した電流）は、例えば、第２のモータ（１）に供給されて、第２のモータ（１）を駆動する。第２のモータ（１）を駆動すると、その回転出力は機械的伝達手段（例えば、ベルト５とプーリ４、２２）を介して回転軸（２３）に伝達されるので、第１のコイル（６）で発生した誘導電流により、フライホイール（８）の回転が助長或いは促進されることになる。
【０００８】
同様に、フライホイール（８）が回転すると、フライホイール下面（８Ｂ）側の永久磁石（１２Ｂ）が第２のコイル（７ＲＯ、７ＲＩ）間を移動するので、フライホイール下面（８Ｂ）側の永久磁石（１２Ｂ）による磁場に対して第２のコイル（７）が相対移動することとなり、誘導電流が発生する。
この誘導電流（第２のコイル７で発生した電流）は、例えば図示しない電力負荷に供給される。
【０００９】
このように本発明によれば、第１のモータ（２）に供給される電力が、フライホイール（８）、永久磁石（１２Ｕ、１２Ｂ）、第１及び第２のコイル（６、７）により、第２のモータ（１）の入力側と図示しない電力負荷側とに分配される。そして、第２のモータ（１）に入力された電流は、フライホイール（８）の回転に寄与する。
それに加えて、本発明は車両への適用のみに限定されるものではない。電力負荷への電力供給に関するあらゆる分野に適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、全体を符号１０で示す本発明の実施形態の電力供給機構全体構成を示している。図２は、本発明の実施形態にかかるフライホイールを立体的に示している。
【００１１】
図１において、本発明の実施形態の電力供給機構１０は、第１のモータ２と、第1のモータ２の出力軸２１と接続されている回転軸２３と、回転軸２３に結合されているフライホイール８と、フライホイールを収容するケーシング１４と、第２のモータ１とを有している。
【００１２】
ケーシング１４は、円筒状のケーシング本体１５と、ケーシング１４の天井部分の天井側支持板１６と、ケーシング１４の底部の底部支持板１８とを有している。
【００１３】
天井側支持板１６の中心部の下側には、円盤状のガイド部材１７が、複数のボルトＢ１によって取り付けられている。ガイド部材１７は中心部に回転軸貫通孔１７ａが形成され、その貫通孔１７ａを回転軸２３が貫通するように構成されている。
【００１４】
明確には図示しないが、底部支持板１８の中心部の上側には、円盤状のフランジと円筒状の突出部とを有するガイド部材１９が、複数のボルトＢ２によって取り付けられている。
ガイド部材１９は図示しないラジアル軸受けを内蔵しており、そのラジアル軸受けが、回転軸２３の下端近傍を回転自在に支持している。
【００１５】
また、下方のガイド部材１９の円筒状の突出部の上端面には、スラスト軸受け１９Ｓが配置され、回転するフライホイール８の重量を支えるように構成されている。
尚、後述する永久磁石２４、２６の反発力が十分である場合には、スラスト軸受け１９Ｓを省略することも可能である。
【００１６】
フライホイール８の中心部には、図2に示すように、円盤状のフランジ２０ａと円筒状の突出部２０ｂとからなるハブ２０が複数のボルトＢ３によって取り付けられている。
【００１７】
図1に戻り、ガイド部材１７とハブ２０との間には、円筒状のスペーサ３０が配置され、その円筒内を貫通する回転軸２３を保護している。
【００１８】
フライホイール８は、その上面８Ｕと、下面８Ｂの各々において、周縁部全周に亘って配置された複数の永久磁石１２Ｕ、１２Ｂを設けている。ここで、永久磁石１２Ｕは、図2に示すように、フライホイール８の上面８Ｕの周縁部全周に配置されており、永久磁石１２Ｂは下面８Ｂの周縁部全周に配置されている。
【００１９】
天井側支持板１６には、第１のコイル取付用ブラケット１６ＢがボルトＢ４によって取り付けられ、その第１のコイル取付用ブラケット１６Ｂにより複数の第１のコイル６が取り付けられている。
また、底部支持板１８には第２のコイル取付用ブラケット１８ＢがボルトＢ５によって取り付けられ、その第２のコイル取付用ブラケット１８Ｂにより複数の第２のコイル７が取り付けられている。
第１及び第２のコイル６、７は、共に、磁性材の芯を設けていない。
【００２０】
第１のコイル６は、天井側支持板１６或いは第１のコイル取付用ブラケット１６Ｂの周縁部及びその近傍の全周に亘って、半径方向（矢印Ｒ方向）について２列に配置されている。図１において、半径方向外側における第１のコイルを符号６ＲＯで示し、半径方向内側における第１のコイルを符号６ＲＩで示している。
第１のコイル６ＲＯ、６ＲＩと上面側の永久磁石１２Ｕは、半径方向Ｒについて、コイル６ＲＯ、６ＲＩが永久磁石１２Ｕを挟むように配置されている。
【００２１】
第２のコイル７は、底部支持板１８或いは第２のコイル取付用ブラケット１８Ｂの周縁部及びその近傍の全周に亘って、半径方向（矢印Ｒ方向）について２列に配置されている。図１において、半径方向外側における第２のコイルを符号７ＲＯで示し、半径方向内側における第２のコイルを符号７ＲＩで示している。
第２のコイル７ＲＯ、７ＲＩと下面側の永久磁石１２Ｂは、半径方向Ｒについて、コイル７ＲＯ、７ＲＩが永久磁石１４Ｕを挟むように配置されている。
【００２２】
第１のコイル６は第１のケーブルＣ１によって、第２のモータ１の入力側に接続されている。
第２のコイル７は第２のケーブルＣ２によって、図示しない電力負荷に接続されている。
【００２３】
ここで、第２のモータ１は、ラインＧＰ−１を介して外部からエネルギ（駆動電力）を供給することが可能である。
また、回転軸２３或いはフライホイール８は、伝達系ＧＰ−２を介して、外部から回転動力を供給可能である。
【００２４】
第１のモータ２は電源、例えば商用電源Ｅと、伝達系ＧＰ−０によって接続されている。商用電源Ｅにより第１のモータ２を駆動すると、第1のモータ２の出力軸２１が回転する。出力軸２１の回転は、ワンウェイクラッチ３、回転軸２３を介してフライホイール８に伝達される。
ここで、上述した通り、第１及び第２のコイル６、７は、磁性材の芯を設けていないので、永久磁石１２Ｕ、１２Ｂが第１及び第２のコイル６、７の芯材を吸引して、フライホイール８の回転抵抗となることは無い。
【００２５】
フライホイール８が回転すると、永久磁石１２Ｕが第１のコイル６ＲＯ、６ＲＩ間を移動する。すなわち、永久磁石１２Ｕの磁場に対して、第１のコイル６ＲＯ、６ＲＩが相対的に移動するので、第１のコイル６ＲＯ、６ＲＩには誘導電流が発生する。
第１のコイル６で発生した電流（誘導電流）は、第１のケーブルＣ１を介して第２のモータ１を駆動する。
【００２６】
同様に、フライホイール８が回転すると、永久磁石１２Ｂが第２のコイル７ＲＯ、７ＲＩ間を移動する。換言すると、永久磁石１２Ｂの磁場に対して第２のコイル７ＲＯ、７ＲＩが相対的に移動し、第２のコイル７ＲＯ、７ＲＩに誘導電流が発生する。第２のコイル７で発生した電流（誘導電流）が第２のケーブルＣ２を介して、図示しない電力負荷に供給される。
【００２７】
すなわち、第１のモータ２に供給される電流により、フライホイール８が回転すると、永久磁石１２Ｕ、１２Ｂ、第１及び第２のコイル６、７により、誘導電流が発生し、その発生した誘導電流が第２のモータ１の入力側と図示しない電力負荷側とに分配される。
【００２８】
第１のコイル６で発生した電流（誘導電流）により第２のモータ１を駆動すると、第２のモータ１の回転はプーリ４、ベルト５、プーリ２２を介して回転軸２３に伝達される。そして、フライホイール８が回転して、第１のコイル６に誘導電流が発生する。
【００２９】
ここで、プーリ４、ベルト５、プーリ２２を介して回転軸２３に伝達される回転が、例えば２００ｒｐｍとなれば、ワンウェイクラッチ３は第１のモータ２の出力軸２１と、回転軸２２との機械的な接続を遮断する。それ以降、第１のモータ２の回転はフライホイール８には伝達されない。
【００３０】
上述した様なワンウェイクラッチ３については、公知、市販のものをそのまま適用することが出来る。
【００３１】
プーリ４、ベルト５、プーリ２２を介して回転軸２２に伝達される回転が、例えば１８０ｒｐｍ程度まで低下すると、ワンウェイクラッチ３により、第１のモータ２の出力軸２１と回転軸２３とは、再び機械的に接続される。
【００３２】
図１では、第１のコイル６側で発生した電流が第２のモータ１に供給され、第２のコイル７側で発生した電流が図示しない電力負荷に供給されているが、これを逆にしても良い。すなわち、第１のコイル６側で発生した電流を図示しない電力負荷に供給し、第２のコイル７側で発生した電流を第２のモータ１に供給しても良い。
【００３３】
ここで、フライホイール８は抵抗を小さくするために、アルミニュームのような軽量部材で構成されるのが好ましい。そして、フライホイール８がアルミニュームのような非磁性体金属材料で構成されている場合には、フライホイール８に渦電流を発生せしめ、「アラゴの円盤」の原理でフライホイール８が回転するように構成することも可能である。
【００３４】
フライホイール８の下面側の半径方向内側の領域で、回転軸２３近傍には、永久磁石２４が環状に配置されている。一方、第２のコイル取付用ブラケット１８Ｂの上面側で回転軸２３近傍には、永久磁石２６が環状に配置されている。
永久磁石２４、２６は、同一極が対向して、反撥力が作用するように配置されている。これにより、永久磁石２４、２６の反撥力は、フライホイール８を浮上しようとする方向へ作用して、フライホイール８の回転の抵抗を低減する。
【００３５】
上述したような構成の本発明の実施形態によれば、第１のモータ２が回転することにより、第１のコイル６に誘導電流が発生し、その誘導電流は、例えば、第２のモータ１に供給されて、第２のモータ１を駆動する。第２のモータ１を駆動すると、その回転出力はベルト５とプーリ４、２２を介して回転軸２３に伝達されるので、第１のコイル６で発生した誘導電流により、フライホイール８の回転が助長或いは促進されることになる。
【００３６】
また、フライホイール８が回転すると、第２のコイル７に誘導電流が発生する。
この誘導電流（第２のコイル７で発生した電流）は、例えば図示しない電力負荷に供給される。
【００３７】
このように本発明の実施形態によれば、第１のモータ２に供給される電力が、フライホイール８、永久磁石１２Ｕ、１２Ｂ、第１及び第２のコイル６、７により、第２のモータ１の入力側と図示しない電力負荷側とに分配される。そして、第２のモータ１に入力された電流は、フライホイール８の回転に寄与する。
すなわち、発生した誘導電流は電力負荷に供給されると共に、磁場に対してコイルが相対的に回転移動するのを促進するために利用することが可能である。
【００３８】
ここで、図１、図２から明らかな様に、図示の実施形態に係る電力供給機構１０は、車両に搭載されているわけではない。すなわち、図示の電力供給系統１０は、車両に搭載されていても良く、或いは、搭載されていなくとも良いので、その用途は、車両への搭載に限定されない
【００３９】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態の全体構成を示す一部断面も示した側面図。
【図２】本発明の実施形態にかかるフライホイール回りの斜視図。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・第２のモータ
２・・・第１のモータ
３・・・クラッチ／ワンウェイクラッチ
４・・・プーリ
５・・・ベルト
６・・・第１のコイル
７・・・第２のコイル
８・・・フライホイール
１０・・・電力供給機構
１２・・・永久磁石
１４・・・ケーシング
１６・・・天井側支持板
１８・・・・底部支持板
２１・・・第１のモータの出力軸
２２・・・プーリ
２３・・・回転軸
２４、２６・・・永久磁石
【図１】
2008131852.tif 000003
【図２】
2008131852.tif 000004