(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の円筒状の内部材と、該内部材の外周に一体に組み合わせる円筒状の外部材と、前記内部材の上下に突出している前記外部材の両端に装着する上下の端板とを備えてなり、前記内部材は、逆方向の切れ目を母線方向に交互に等間隔に形成して遠心力により径方向に拡大変形可能とし、前記外部材は、長繊維糸を周方向に巻き付け、径方向に積層して強化材とする繊維強化プラスチック材とし、前記各端板は、中心部のボス材の外周にリング板を装着し、前記各切れ目は、前記内部材の下端、上端から先端までの距離ａ、隣接する周方向の間隔ｂとしてａ≦ｂに設定することを特徴とするフライホイール用の回転体。
【請求項２】
前記リング板は、螺旋状織物を軸方向に積層して強化材とする繊維強化プラスチック材とすることを特徴とする請求項１記載のフライホイール用の回転体。
【請求項３】
前記リング板は、前記ボス材の外周の軸方向の円筒状のリブに装着することを特徴とする請求項２記載のフライホイール用の回転体。
【請求項４】
前記各リブは、遠心力に対する変形強度をほぼ同一に設定することを特徴とする請求項３記載のフライホイール用の回転体。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか記載のフライホイール用の回転体と、前記上の端板上の軸を振れ止めする永久磁石の磁気軸受と、前記下の端板に垂設するピボット軸を振れ止めする永久磁石の磁気軸受と、前記下の端板に付設する電動発電機用のロータと、前記各磁気軸受とともに前記回転体を収納する容器とを備えてなる電力貯蔵用のフライホイール。
【請求項６】
前記ピボット軸用の磁気軸受には、ダンパ機構を組み合わせることを特徴とする請求項５記載の電力貯蔵用のフライホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力貯蔵用の用途に好適に使用することができるフライホイール用の回転体と、それを使用する電力貯蔵用のフライホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力貯蔵用の用途に用いるフライホイール用の回転体として、螺旋状織物を強化材とする繊維強化プラスチック材を使用することが提案されている（特許文献１）。螺旋状織物は、軸方向に積層して円筒状の回転体を作ることにより、経糸が周方向に連続するため高度の耐遠心力強度を容易に実現することができるからである。なお、螺旋状織物は、炭素繊維やアラミド繊維などの高強度繊維を経糸、緯糸として使用するとともに、経糸を螺旋状に湾曲させ、経糸の径方向に緯糸を配置し、両者を螺旋形のシート状に織り上げて形成することができる。
【特許文献１】特開２００２−２１０７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる従来技術によるときは、円筒状の回転体は、螺旋状織物を強化材とする繊維強化プラスチック材により全体が一様に構成されているため、外周部分の比重が小さく、エネルギの蓄積効率が高くないという問題があった。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、金属製の内部材と、長繊維糸を周方向に巻き付けて強化材とする繊維強化プラスチック材の外部材とを組み合わせることによって、エネルギの蓄積効率を向上させることができるフライホイール用の回転体と、それを使用する電力貯蔵用のフライホイールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明（請求項１に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、金属製の円筒状の内部材と、内部材の外周に一体に組み合わせる円筒状の外部材と、内部材の上下に突出している外部材の両端に装着する上下の端板とを備えてなり、内部材は、逆方向の切れ目を母線方向に交互に等間隔に形成して遠心力により径方向に拡大変形可能とし、外部材は、長繊維糸を周方向に巻き付け、径方向に積層して強化材とする繊維強化プラスチック材とし、各端板は、中心部のボス材の外周にリング板を装着し、各切れ目は、内部材の下端、上端から先端までの距離ａ、隣接する周方向の間隔ｂとしてａ≦ｂに設定することをその要旨とする。
【０００６】
なお、リング板は、螺旋状織物を軸方向に積層して強化材とする繊維強化プラスチック材とすることができ、ボス材の外周の軸方向の円筒状のリブに装着することができ、各リブは、遠心力に対する変形強度をほぼ同一に設定することができる。
【０００７】
第２発明（請求項５に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、第１発明に係るフライホイール用の回転体と、上の端板上の軸を振れ止めする永久磁石の磁気軸受と、下の端板に垂設するピボット軸を振れ止めする永久磁石の磁気軸受と、下の端板に付設する電動発電機用のロータと、各磁気軸受とともに回転体を収納する容器とを備えることをその要旨とする。
【０００８】
なお、ピボット軸用の磁気軸受には、ダンパ機構を組み合わせることができる。
【発明の効果】
【０００９】
かかる第１発明の構成によるときは、内部材の外側に配置する外部材は、長繊維糸を周方向に巻き付けて径方向に積層する強化材を使用するから、螺旋状織物を強化材とする場合に比して製造効率が格段によい上、周方向に十分強大な剛性を有し、したがって、内部材を効果的に補強して安全性を向上させることができる。また、金属製の内部材は、比重が大きく、エネルギの蓄積効率を向上させる事ができる。なお、上下の各端板は、螺旋状織物を強化材とするリング板を外周部分に使用することにより、必要な強度を容易に確保することができ、高価な螺旋状織物の使用量を必要最少に抑えることができる。
【００１０】
リング板の強化材としての螺旋状織物は、経糸、緯糸として、たとえばピッチ系またはＰＡＮ系の炭素繊維の他、ガラス繊維、アラミド繊維、チラノ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ボロン繊維、チタン酸カリウム繊維、ジルコニア繊維、炭化ケイ素繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリアクリレート繊維、全芳香族ポリエステル繊維、超高分子ポリエチレン繊維、高強度ビニロン繊維、高強度アクリル繊維、金属繊維などの高強度繊維を使用することができる。これらの経糸、緯糸は、それぞれ任意の単糸太さのフィラメントを幅数mm、厚さ０．１〜０．４mm程度の偏平断面の帯状に平行に引き揃えて任意の繊度のマルチフィラメント糸とし、互いに交絡させながら幅方向に配列して螺旋状織物の面を形成するようにして使用する。なお、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維等は、たとえば直径５〜１０μｍ程度の単糸を１０００〜３６０００本程度集合させることが好ましく、アラミド繊維等は、たとえば１〜５ｄ程度の単糸を集合して全糸デニールを数千ないし数万ｄとすることが好ましい。
【００１１】
螺旋状織物は、経糸、緯糸を平織り、綾織り、朱子織り等の任意の織組織に製織して形成することができる。螺旋状織物を製織するに際しては、レピア機構やニードル機構の他、エアまたは水ジェットを使用する流体ジェット方式等の緯入れ方式の織機を使用することが可能である。なお、螺旋状織物の経糸、緯糸は、同一の繊度にする他、互いに異なる繊度であってもよく、両者は、同一の素材または異なる素材であってもよい。また、経糸は、径方向の外側に対し、比弾性率、比強度が内側より大きいものを使用してもよい。
【００１２】
リング板のマトリクス材としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、エチレンビニルアルコール共重合体などの高強度エンジニアリングプラスチック材料を使用することができる。なお、これらの材料は、機械的強度、耐熱性、耐摩耗性等を向上させるために、適切な有機化合物、無機物、砥粒、セラミックス、金属等の繊維、ウィスカ、粉末等を充填材として分散混入し、または表面コーティングしてもよい。
【００１３】
外部材の強化材としての長繊維糸は、リング板用の螺旋状織物の経糸、緯糸と同様の高強度繊維を使用し、マトリクス材も、リング板のそれと同等のものを使用する。ただし、外部材の強度、剛性は、内部材の変形を抑え込み、内部材を補強するために、十分大きくするものとする。長繊維糸は、所定の繊度のモノフィラメント糸またはマルチフィラメント糸を周方向にほぼ平行に巻き付けて径方向に積層してもよく、螺旋状織物の経糸、緯糸と同様の偏平断面の帯状に引き揃えたマルチフィラメント糸を周方向にほぼ平行に巻き付けて径方向に積層してもよい。なお、後者の場合、マルチフィラメント糸の幅を外部材用の強化材の仕上り高さに等しく設定すれば、巻付回数に等しい積層数をダイレクトに実現することができ、巻付効率を最大にすることができる。
【００１４】
各端板のリング板は、ボス材の外周のリブに装着することにより、ボス材との一体性を向上させることができる。ボス材のリブは、遠心力に対して円筒材として挙動し、リング板の拡大変形に追随し易くなるからである。ただし、ボス材は、たとえばアルミニウム材によって作るものとする。また、内部材は、逆方向の切れ目を母線方向に交互に形成することにより、径方向に拡大変形し易くなり、したがって、比重の大きな金属製であっても、応力破壊を生じるおそれがない。なお、内部材は、たとえば黄銅製とし、切れ目は、内部材を周方向に６〜２４等分するように設けることが好ましい。切れ目を有する内部材は、万一の破壊の際にも、大きな破片を生じることがなく、安全性を高めることができる。
【００１５】
第２発明の構成によるときは、フライホイール用の回転体は、ピボット軸を介して回転自在に支持され、上下の永久磁石の磁気軸受を介して振れ止めされ、電動発電機用のロータを介して回転駆動されてエネルギを蓄積し、蓄積したエネルギを電力として外部に取り出すことができる。すなわち、電磁石の磁気軸受を使用しないから、蓄積エネルギの利用効率を向上させることができる上、電源喪失時においても、ロータの回転姿勢を自律的に良好に維持することができる。また、ロータは、下の端板に付設し、ピボット軸に装着しないから、ピボット軸の軸径の設定自由度が大きく、軸振動の固有振動数を十分低くして起動を容易にすることができる。ただし、回転体を収納する容器は、真空容器として回転体の空気抵抗を少なくすることが好ましく、回転体の万一の破壊に備えて、十分な強度の安全容器とすることが好ましい。
【００１６】
ピボット軸用の磁気軸受に組み合わせるダンパ機構は、ピボット軸の振れ振動を制振し、起動を一層容易にすることができる。なお、ダンパ機構は、たとえばピボット軸を支持する軸受板の横移動を油の粘性抵抗によって抑制する構成とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
フライホイール用の回転体（以下、単に回転体という）１０は、金属製の円筒状の内部材１１の外側に円筒状の外部材１２を一体に組み合わせ、上下の端板１３、１４を付設してなる（図１）。なお、端板１３、１４は、それぞれ中心部のボス材１３ａ、１４ａの外周にリング板１３ｂ、１４ｂを装着して形成されている。
【００１９】
内部材１１は、たとえば黄銅製の薄肉の円筒状部材である（図２）。内部材１１には、上向き、下向きの切れ目１１ａ、１１ａ…、１１ｂ、１１ｂ…が母線方向に交互に形成されている。なお、各切れ目１１ａ、１１ｂは、それぞれ内部材１１の高さの半分以上の長さであり、したがって、両者は、互いに上下方向に交錯している。また、切れ目１１ａ、１１ａ…、１１ｂ、１１ｂ…は、内部材１１を周方向に６〜２４等分するように、交互に等間隔に形成するものとし、内部材１１の下端、上端から各切れ目１１ａ、１１ｂの先端までの距離ａは、隣接する切れ目１１ａ、１１ｂの周方向の間隔ｂとほぼ等しく、ａ≦ｂに設定することが好ましい。内部材１１は、大きな遠心力がかかると、切れ目１１ａ、１１ａ…、１１ｂ、１１ｂ…を介し、径方向に容易に拡大変形することができる。
【００２０】
外部材１２は、繊維強化プラスチック材により一体成形され、内部材１１の外周に一体に装着されている（図１）。なお、外部材１２は、内部材１１の上下に突出するように、内部材１１の高さより高く仕上げられている。
【００２１】
外部材１２の強化材１２ａは、高強度繊維の長繊維糸Ｓc を周方向に巻き付けて径方向に積層されている（図３）。ただし、長繊維糸Ｓc は、所定の繊度のモノフィラメント糸またはマルチフィラメント糸を密着させて平行に巻き付けて平行巻にしてもよく（図３（Ａ））、上下に折り返しながら所定のピッチごとに平行に巻き付けてヘリカル巻にしてもよい（同図（Ｂ））。ただし、図３（Ａ）、（Ｂ）の平行巻、ヘリカル巻は、各巻層ごとに交互に併用してもよい。また、長繊維糸Ｓc は、外部材１２の高さより十分小さい幅ｗの偏平断面の帯状のマルチフィラメント糸を密着して巻き付けてもよく（同図（Ｃ））、外部材１２の高さにほぼ等しい幅ｗの帯状のマルチフィラメント糸を単純に重ね巻にして巻き付けてもよい（同図（Ｄ））。長繊維糸Ｓc の巻付け方向は、回転体１０の回転方向（図４（Ａ）〜（Ｄ）の各矢印方向）に回転させると巻き進む方向に定めることが好ましい。強化材１２ａは、外部材１２のほぼ全体積を占めるように形成し、図示しないマトリクス材を真空充填することにより、マトリクス材に埋設されている。
【００２２】
上の端板１３のボス材１３ａの中心には、ナット１５ａを介し、短い振れ止め用の軸１５が上向きにねじ止めされている（図１、図４）。ボス材１３ａの外周には、上向きの溝１３ａ1 を介してリブ１３ａ2 が形成されており、リブ１３ａ2 の上端には、外フランジ１３ａ3 が形成されている。また、ボス材１３ａの上面には、押えリング１６ａ、補強リング１６ｂを介し、リング状の永久磁石１６がねじ止めされている。ただし、押えリング１６ａは、たとえば非磁性のチタン材であり、永久磁石１６の磁極は、上下に形成されている。また、補強リング１６ｂは、外部材１２と同様の長繊維糸Ｓc を強化材とする繊維強化プラスチック材である。上の端板１３のリング板１３ｂは、ボス材１３ａのリブ１３ａ2 の外周上部と、内部材１１の上端に突出する外部材１２の内周との間において、外フランジ１３ａ3 の下面に接するようにして装着されている。
【００２３】
下の端板１４のボス材１４ａの中心には、ピボット軸１７がねじ止めされて垂設されている（図１、図５）。ボス材１４ａの外周には、上向きの溝１４ａ1 を介してリブ１４ａ2 が形成されており、リブ１４ａ2 の外周下端部には、外フランジ１４ａ3 が形成されている。そこで、下の端板１４のリング板１４ｂは、ボス材１４ａのリブ１４ａ2 の外周上部と、内部材１１の下端に突出する外部材１２の内周との間において、外フランジ１４ａ3 の上面に接するようにして装着されている。なお、上下のボス材１３ａ、１４ａのリブ１３ａ2 、１４ａ2 は、遠心力に対する変形強度がほぼ同一に設定されている。
【００２４】
ピボット軸１７の下端は、頂面が僅かにドーム状に膨出する円錐状、または半球状に硬質仕上げされている。また、端板１４の下面には、ピボット軸１７の基部にねじ止めする円筒状のホルダ１８ａを介してロータ１８が付設されている。ただし、ロータ１８は、適切なギャップを介して外周に配設する励磁コイル１９と組み合わせることにより電動発電機を形成するものとする。
【００２５】
上下の端板１３、１４のリング板１３ｂ、１４ｂは、それぞれ螺旋状織物Ｓを軸方向に積層して強化材とする繊維強化プラスチック材により形成されている（図６）。ただし、図６（Ａ）は、同図（Ｂ）、（Ｃ）の要部拡大平面図である。
【００２６】
螺旋状織物Ｓは、螺旋状に配列する経糸Ｓp 、Ｓp …と、経糸Ｓp 、Ｓp …に交互に交絡しながら経糸Ｓp 、Ｓp …の径方向に配置する緯糸Ｓf 、Ｓf …とを備えている（図６（Ａ））。なお、最外周の経糸Ｓp の外側、最内周の経糸Ｓp の内側は、それぞれ耳糸Ｓ1 、Ｓ1 、耳糸Ｓ2 、Ｓ2 を介してほつれ止めされている。ただし、各耳糸Ｓ1 、Ｓ2 は、熱融着糸を使用してもよい。螺旋状織物Ｓは、経糸Ｓp 、Ｓp …、緯糸Ｓf 、Ｓf …を製織して、螺旋形のシート状に形成されている。
【００２７】
経糸Ｓp 、Ｓp …は、たとえば所定の繊度の偏平断面の帯状のマルチフィラメント糸であり、径方向に均一なピッチごとに配列して螺旋状に湾曲されている。また、緯糸Ｓf 、Ｓf …も、経糸Ｓp 、Ｓp …と同様のマルチフィラメント糸であり、経糸Ｓp 、Ｓp …の径方向に放射状に配列されている。緯糸Ｓf 、Ｓf …は、螺旋状織物Ｓの最外周側の耳糸Ｓ1 、Ｓ1 、最内周側の耳糸Ｓ2 、Ｓ2 のそれぞれ外側、内側において切り揃えられ、最外周の経糸Ｓp の外側、最内周の経糸Ｓp の内側にそれぞれ短く突出している。
【００２８】
螺旋状織物Ｓの経糸Ｓp 、Ｓp …は、螺旋状織物Ｓの内側から外側に向けて径方向のピッチを順に小さくして配列してもよく、内側から外側に向けて繊度を順に大きくしてもよい。螺旋状織物Ｓの内側から外側に向けて放射状に配列する緯糸Ｓf 、Ｓf …の実質的な緯糸密度が低下しても、それを補償して全体の目付を均一にすることができる。なお、図６（Ａ）において、緯糸Ｓf 、Ｓf …は、耳糸Ｓ1 、Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ2 を介してほつれ止めするに代えて、最外周の経糸Ｓp の外側、最内周の経糸Ｓp の内側において順次交互に折り返し、螺旋状織物Ｓの全体に亘って連続させてもよい。
【００２９】
螺旋状織物Ｓは、図示しない型枠内において、軸方向に積層してマトリクス材を真空充填して含浸することにより（図６（Ｂ））、所定の厚さのリング板１３ｂ、１４ｂを作ることができる。ただし、螺旋状織物Ｓは、切れ目Ｓa を介して１ターンごとにリング状に切断し（同図（Ｃ））、複数枚を軸方向に積層してもよい。なお、切れ目Ｓa の位置は、１枚ごとに周方向にランダムに違えるものとする。
【００３０】
回転体１０は、円筒状の容器２０に同軸状に収納して電力貯蔵用のフライホイールを構成することができる（図７）。ただし、容器２０は、低圧に排気する真空の安全容器であることが好ましい。
【００３１】
容器２０は、底板２２付きの円筒状の本体２１に対し、蓋板２３をねじ止めして形成されている。底板２２の中心部には、大径の取付孔２２ａが開口されており、底板２２の上面側には、取付孔２２ａを利用して、励磁コイル１９を支持する支持材２４がねじ止めされている。また、底板２２の下面側には、取付孔２２ａをシールするようにして、ピボット軸１７用の軸受板３１を搭載するオイルパン２５がねじ止めされている。オイルパン２５には、ピボット軸１７の下端を越えるレベルにまで潤滑油を貯留することができる。励磁コイル１９は、図示しない電線を介し、容器２０の外面に付設する端子板２６に引き出されている。
【００３２】
蓋板２３の下面には、たとえば銅製の押えリング３２ａを介してリング状の永久磁石３２がねじ止めされている（図４）。永久磁石３２は、回転体１０の端板１３側の永久磁石１６に対応するものとし、両者は、互いに吸引する方向に配置されている。永久磁石１６、３２は、端板１３上の軸１５を振れ止めする磁気軸受を構成している。また、蓋板２３の下面中心部には、ブラケット３３ａを介し、軸１５が下から上に貫通するベアリング３３が配設されている。ベアリング３３は、地震などの際に生じる軸１５の過大な振れを機械的に制限することができる。
【００３３】
励磁コイル１９用の支持材２４には、ピボット軸１７が上から下に貫通するベアリング３４が装着されている（図５、図７）。ベアリング３４は、地震などの際に生じるピボット軸１７の過大な振れを機械的に制限することができる。
【００３４】
軸受板３１は、たとえば耐摩耗性のベリリウム材で作られており、軸受板３１の上面中心には、ピボット軸１７の先端を受容する半球状または略半球状の凹部が形成されている。ただし、ピボット軸１７の先端と、それを受容する軸受板３１の凹部とは、良好な軸受特性を実現するために、それぞれの形状を適宜変更してもよく、その一方または双方の表面に油溝を形成してもよい。軸受板３１は、非磁性体の可動板３５の上面にねじ止めされており、可動板３５は、ボール３６、３６…を介してオイルパン２５上に横移動自在に支持されている。なお、ボール３６、３６…は、上半部が転動可能に突出するホルダ３６ａを介してオイルパン２５上に円形に配列されており（図５、図８）、可動板３５は、下面に付設するリング板３５ａを介してボール３６、３６…上に載せられている。ただし、図８（Ａ）は、ボール３６、３６…、ホルダ３６ａの上面図であり、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）のＸ−Ｘ線矢視相当断面図である。
【００３５】
可動板３５の外周部分には、複数の永久磁石３７、３７…が円形に配列されて埋設されている。また、オイルパン２５上には、非磁性体のリング状の固定ブラケット３８ａを介し、可動板３５側の永久磁石３７、３７…に対応するようにして永久磁石３８、３８…が円形に配置されている。各組の永久磁石３７、３８は、互いに吸引することにより、ピボット軸１７を振れ止めする磁気軸受を形成している。なお、ボール３６、３６…を介して支持する可動板３５の下面は、オイルパン２５にねじ止めする永久磁石３８、３８…用の固定ブラケット３８ａの上面との間に、極く微少のリング状のギャップを形成するものとする（図５の三角形Ｇ、Ｇの位置）。
【００３６】
オイルパン２５上には、ピン３９、３９が立設されている。各ピン３９の上端部は、多少の余裕を以って可動板３５を下から上に貫通しており、可動板３５の回り止めとなっている。なお、図５には、オイルパン２５内の潤滑油の油面Ｌが併せて図示されている。
【００３７】
外部の端子板２６を介して励磁コイル１９に電力を供給すると、励磁コイル１９、ロータ１８は、電動機となって回転体１０を回転駆動し、回転体１０を定格回転数にまで増速してエネルギを貯蔵することができる。このようにして回転体１０を起動する際に、仮にピボット軸１７の下端と軸受板３１との球面の軸受部分に油膜が存在していなかったとしても、軸受板３１を支持する可動板３５は、永久磁石３７、３７…、３８、３８…による磁気軸受により回り止めされ、さらに、ピン３９、３９を介して回り止めされているから、可動板３５が不用意に回転することがない。また、ピボット軸１７が軸受板３１上において一旦相対回転すれば、球面の軸受部分に直ちに油膜が形成され、以後の増速に支障を来たすおそれがない。なお、永久磁石３７、３７…、３８、３８…による可動板３５の回り止め効果が十分であれば、ピン３９、３９を省略することができる。
【００３８】
回転体１０の増速の途中において、たとえばピボット軸１７の固有振動数を通過する際にピボット軸１７の振れが大きくなると、永久磁石３７、３７…、３８、３８…による磁気軸受が振れを抑制する。各組の永久磁石３７、３８は、互いに吸引し合う関係にあるからである。加えて、可動板３５と、永久磁石３８、３８…用の固定ブラケット３８ａとの間のギャップには、潤滑油が満たされているから、油の粘性抵抗によって可動板３５の横移動が抑制され、ピボット軸１７の振れ振動を抑制することができる。すなわち、可動板３５と固定ブラケット３８ａとの間のギャップは、油の粘性抵抗を利用するダンパ機構を形成している。なお、このようなダンパ機構のダンパ性能は、たとえばギャップ内の油の流れを制限するように可動板３５の下面、固定ブラケット３８ａの上面に適切な迷路を作るなどの手法により、適切に調節設定することができる。
【００３９】
また、回転体１０の上部の永久磁石１６、３２による磁気軸受は、軸１５を振れ止めするとともに、ピボット軸１７に負荷される回転体１０の重量を軽減する。リング状の永久磁石１６、３２は、互いに吸引し合う関係にあるからである。
【００４０】
回転体１０が定格回転数に到達したら、そのまま僅かな電力を励磁コイル１９に供給して回転体１０の回転を維持し、蓄積したエネルギを保持させる。また、外部電源が喪失したら、電動発電機を発電機として作用させ、励磁コイル１９、端子板２６を介して回転体１０のエネルギを電力として外部に取り出して利用する。
【００４１】
なお、この発明によれば、回転体１０の外径３９４mm、定格回転数３４０００rpm （周速７００m／s）として、蓄積エネルギ１kwh （最大１．３kwh ）を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】回転体の中央縦断面図
【図２】要部拡大斜視図
【図３】要部模式説明図（１）
【図４】要部拡大図（１）
【図５】要部拡大図（２）
【図６】要部模式説明図（２）
【図７】全体構成中央縦断面図
【図８】要部拡大説明図
【符号の説明】
【００４３】
Ｓ…螺旋状織物
Ｓc …長繊維糸
１０…回転体
１１…内部材
１１ａ、１１ｂ…切れ目
１２…外部材
１２ａ…強化材
１３、１４…端板
１３ａ、１４ａ…ボス材
１３ａ2 、１４ａ2 …リブ
１３ｂ、１４ｂ…リング板
１５…軸
１６…永久磁石
１７…ピボット軸
１８…ロータ
２０…容器
３２、３７、３８…永久磁石
特許出願人          株式会社  エマージー
代理人  弁理士            松  田  忠  秋
【図１】
0004839059.tif 000002
【図２】
0004839059.tif 000003
【図３】
0004839059.tif 000004
【図４】
0004839059.tif 000005
【図５】
0004839059.tif 000006
【図６】
0004839059.tif 000007
【図７】
0004839059.tif 000008
【図８】
0004839059.tif 000009