(57)【要約】【課題】車両等の移動体に搭載してもジャイロモーメントを抑えつつ良好に支持することを可能とする。【解決手段】ケーシング１２内に高速回転するフライホイールを内蔵したフライホイール装置１１を周方向の等間隔位置における少なくとも３個所にて支持する支持バネ２６を有する支持機構部２３を設ける。フライホイール装置１１の外周面に固定された固定ブラケット２５と基台２１から立設された支柱２２の上端の支持ブラケット２４との間に支持バネ２６を設ける。それぞれの支持バネ２６を水平面に対して傾斜角度θにてフライホイール装置１１へ傾ける。一対の支持バネ２６をフライホイール装置１１との固着側から支柱２２との固着端へ向かって互いに離間するように傾ける。支持バネ２６の外周にゴムを被覆する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に高速回転するフライホイールを内蔵したフライホイール装置の支持構造であって、
前記フライホイール装置を周方向の等間隔位置における少なくとも３個所にて支持する支持機構部を有し、
該支持機構部は、前記フライホイール装置の外周面に一端が固着された支持バネを有し、該支持バネは、それぞれフライホイール装置へ傾けられていることを特徴とするフライホイール装置の支持構造。
【請求項２】
前記支持機構部は、前記支持バネをそれぞれ一対ずつ有し、これら一対の支持バネが前記フライホイール装置との固着側の一端から他端へ向かって互いに離間するように傾けられている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の支持構造。
【請求項３】
前記支持バネは、その外周がゴムによって被覆されてい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の支持構造。
【請求項４】
前記支持バネは、コイルバネであって、その軸線を前記一端側から他端側へ漸次離間させて配置されたことを特徴とする請求項２または３に記載のフライホイール装置の支持構造。
【請求項５】
前記対をなす支持バネの軸線は、互いに７０度ないし１４０度の角度をなして交差することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１に記載のフライホイール装置の支持構造。
【請求項６】
前記ケーシングの周囲には、周方向に相互に間隔をおいて複数の冷却フィンが設けられ、該冷却フィンが設けられていない範囲に前記支持バネが設けられたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載のフライホイール装置の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フライホイールを高速で回転させることにより電力を回転エネルギーとして蓄える蓄電装置などのフライホイール装置の支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギー車両の蓄電媒体として、二次電池や燃料電池などが取り上げられているが、急速充放電を繰り返し行っても化学的劣化がなく、しかも、低コスト化が可能な蓄電媒体としてフライホイールを備えた蓄電装置が開発されており、大型ハイブリッドバスや地下鉄などのパワーアシスト用として実用化が進められている。
このフライホイールを備えた蓄電装置であるフライホイール装置は、その内部にフライホイールを備えており、このフライホイールを高速回転させることにより、電力を回転エネルギーとして蓄える構造とされている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−８８０４０号公報
【０００４】
ところで、フライホイールは、その回転軸が傾くと、ジャイロモーメントが発生し、軸受に負荷がかかる。そのため、フライホイールを内蔵したフライホイール装置を車両に搭載させる場合には、その傾きを抑えてジャイロモーメントを極力低減することが要求される。
そのため、従来では、フライホイール装置を車両に搭載させる場合の支持構造として、次のようなジンバル支持機構により支持が行われていた。
図６に示すように、基台１には、その四隅に支柱２が立設されている。これら支柱２には、その上部に支持バネ３が設けられている。内部にフライホイールを有するフライホイール装置４には、その周囲にアーム５が延在されており、これらアーム５が、支柱２の上部に、支持バネ３を介して支持されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記支持構造は、図７に示すように、フライホイール装置４の重量Ｍを、縦方向の支持バネ３だけで支持する構造であるので、図８に示すように、水平面に対する傾きＩＸ、ＩＹ及び縦方向（Ｚ方向）の荷重には比較的有効であるが、鉛直軸周りの捻りＩＺ及び水平方向（Ｘ、Ｙ方向）に対する支持が弱く、このため、フライホイールに回転反力が生じた場合や車両の加減速時における支持が不安定となってしまう。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ジャイロモーメントを抑えつつ良好に支持した状態にて車両に搭載することが可能なフライホイール装置の支持構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のフライホイール装置の支持構造は、ケーシング内に高速回転するフライホイールを内蔵したフライホイール装置の支持構造であって、前記フライホイール装置を周方向の等間隔位置における少なくとも３個所にて支持する支持機構部を有し、該支持機構部は、前記フライホイール装置の外周面に一端が固着された支持バネを有し、該支持バネは、それぞれフライホイール装置へ傾けられていることを特徴としている。
そして、この発明のフライホイール装置の支持構造によれば、フライホイール装置を周方向の等間隔位置における少なくとも３個所にて支持する支持機構部の支持バネがフライホイール装置へ傾けられているので、鉛直及び水平方向への荷重に対しては高い剛性にて支持することができ、また、水平面に対する傾きに対しては、柔軟に支持することができる。これにより、フライホイール装置を車両などの移動体に搭載した際に、フライホイール装置を搭載した移動体が傾いたとしても、フライホイール装置の傾きを抑え、フライホイールが傾くことにより生じるジャイロモーメントを有効に低減することができ、移動体の加減速時やフライホイールの回転反力に対してフライホイール装置を確実に支持することができる。
しかも、構造が簡略的であるので、小型・軽量化を図ることができ、しかも設備のコストを低減させることができる。
【０００８】
また、本発明のフライホイール装置の支持構造は、支持機構部が、前記支持バネをそれぞれ一対ずつ有し、これら一対の支持バネが前記フライホイール装置との固着側の一端から他端へ向かって互いに離間するように傾けられていることを特徴としている。
そして、この発明のフライホイール装置の支持構造によれば、フライホイール装置を支持する支持機構部の一対の支持バネがフライホイール装置との固着側の一端から他端へ向かって互いに離間するように傾けられているので、鉛直軸周りの捻りを抑えることができ、フライホイールの回転反力を確実に受け止めて安定して支持することができる。
【０００９】
さらに、本発明のフライホイール装置の支持構造は、前記支持バネの外周がゴムによって被覆されていることを特徴としている。
そして、この発明のフライホイール装置の支持構造によれば、支持バネの外周にゴムが被覆されているので、この支持バネ自体に良好な減衰機能を持たせることができ、フライホイール装置の振動を確実に抑え、安定した支持が可能である。
また前記支持バネは、コイルバネであって、その軸線を前記一端側から他端側へ漸次離間させて配置されたことを特徴とする。
また前記対をなす支持バネの軸線は、互いに７０度ないし１４０度の角度をなして交差することを特徴とする。
また前記ケーシングの周囲には、周方向に相互に間隔をおいて複数の冷却フィンが設けられ、該冷却フィンが設けられていない範囲に前記支持バネが設けられたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるフライホイール装置の支持構造の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、フライホイール装置の平面図、図２は、フライホイール装置の側面図である。
図に示すように、フライホイール装置１１は、平面視円形に形成されている。
【００１１】
このフライホイール装置１１は、図３に示すように、ケーシング１２内にフライホイール１３を備えている。このフライホイール１３は、その回転軸１４の上下端が、軸受１５に支承され、高速にて回転可能とされている。そして、このフライホイール１３を減圧されて密閉されたケーシング１２内にて高速回転させることにより電気エネルギーが運動エネルギーに変換されて蓄えられ、必要時にその運動エネルギーを電気エネルギーに再変換して取り出すことができるようになっている。なお、ケーシング１２は、その外周面に、複数の冷却フィン１２ａを備えており、これら冷却フィン１２ａによって内部の温度上昇が抑えられる。
【００１２】
次に、上記構造のフライホイール装置１１の支持構造について詳述する。
基台２１は、フライホイール装置１１を搭載する車両の床面などの水平面上に支持される。この基台２１には、周方向に３本の支柱２２が等間隔に立設されており、これら支柱２２は、その上端部に、支持機構部２３を備えている。
【００１３】
支持機構部２３は、支柱２２の上端に固定された支持ブラケット２４と、フライホイール装置１１の外周面に固定された固定ブラケット２５とを有し、これら支持ブラケット２４と固定ブラケット２５の間に、一対の支持バネ２６を有する構造とされている。
これら支持バネ２６は、その外周がゴムによって被覆されて減衰効果が得られるよになっている。
【００１４】
そして、これら支持バネ２６のそれぞれの端部が、支持ブラケット２４及び固定ブラケット２５にそれぞれ固着されている。
また、一対の支持バネ２６は、フライホイール装置１１側における固定ブラケット２５との固着端から支持ブラケット２４との固着端に向かって互いに離間するように傾けられている。
【００１５】
さらに、これら支持バネ２６は、それぞれフライホイール装置１１の重心を通る水平面に対して傾斜角度θにてフライホイール装置１１側へ傾けられている。
なお、この支持バネ２６の水平面に対する傾斜角度θは、３０〜４５度程度が好ましい。
【００１６】
そして、上記フライホイール装置の支持構造では、図４に示すように、フライホイール装置１１の重量Ｍを、それぞれフライホイール装置１１の重心を通る水平面に対して傾斜角度θにてフライホイール装置１１側へ傾けられた支持バネ２６によって３方向から支持しているので、鉛直及び水平方向（Ｘ、Ｙ、Ｘ方向）への荷重に対しては高い剛性にて支持することができ、また、水平面に対する傾きＩＸ、ＩＹに対しては、柔軟に支持することができる。
【００１７】
このように、水平面に対する傾きＩＸ、ＩＹに対しては、柔軟に支持するので、例えば、図５に示すように、フライホイール装置１１を搭載した車両が傾いたとしても、フライホイール装置１１の傾きを抑え、フライホイール１３が傾くことにより生じるジャイロモーメントを有効に低減することができ、しかも、鉛直及び水平方向（Ｘ、Ｙ、Ｘ方向）への荷重に対しては高い剛性にて支持するので、車両の加減速時にもフライホイール装置１１を確実に支持することができる。
【００１８】
また、一対の支持バネ２６を、フライホイール装置１１側における固定ブラケット２５との固着端から支持ブラケット２４との固着端に向かって互いに離間するように傾けたので、鉛直軸周りの捻り（ＩＺ）を抑えることができ、フライホイール１３の回転反力に対しても安定して支持することができる。具体的には、前記一対の支持バネ２６の軸線は、互いに７０度ないし１４０度の角度で交差するように配置され、望ましくは、互いに９０度の角度で交差するよう配置されている。
しかも、フライホイール装置１１を支持する支持機構部２３の支持バネ２６には、その外周にゴムが被覆されているので、この支持バネ２６自体に良好な減衰機能を持たせることができ、フライホイール装置１１の振動を確実に抑え、さらなる安定した支持が可能である。
【００１９】
そして、上記構造のフライホイール装置の支持構造によれば、例えば、互いに直行する２軸周りにジンバルを回転可能に組み合わせたような複雑な構造でしかも大掛かりなジンバル機構と比較して、構造が簡略的であるので、小型・軽量化を図ることができ、設備のコストを低減させることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のフライホイール装置の支持構造によれば、フライホイール装置を周方向の等間隔位置における少なくとも３個所にて支持する支持機構部の支持バネがフライホイール装置へ傾けられているので、鉛直及び水平方向への荷重に対しては高い剛性にて支持することができ、また、水平面に対する傾きに対しては、柔軟に支持することができる。これにより、フライホイール装置を車両などの移動体に搭載した際に、フライホイール装置を搭載した移動体が傾いたとしても、フライホイール装置の傾きを抑え、フライホイールが傾くことにより生じるジャイロモーメントを有効に低減することができ、しかも、移動体の加減速時やフライホイールの回転反力に対してフライホイール装置を確実に支持することができる。
しかも、構造が簡略的であるので、小型・軽量化を図ることができ、設備のコストを低減させることができる。
また、フライホイール装置を支持する支持機構部の一対の支持バネがフライホイール装置との固着側の一端から他端へ向かって互いに離間するように傾けられているので、鉛直軸周りの捻りを抑えることができ、フライホイールの回転反力を確実に受け止めて安定して支持することができる。
さらに、支持バネの外周にゴムが被覆されているので、この支持バネ自体に良好な減衰機能を持たせることができ、フライホイール装置の振動を確実に抑え、安定した支持が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフライホイール装置の支持構造の実施形態を説明するフライホイール装置の平面図である。
【図２】フライホイール装置の側面図である。
【図３】フライホイール装置の構造を説明する概略断面図である。
【図４】フライホイール装置の支持状態を説明する模式図である。
【図５】車両が傾いた際のフライホイール装置の支持状態を説明するフライホイール装置の側面図である。
【図６】フライホイール装置の支持構造の従来例を説明するフライホイール装置の斜視図である。
【図７】従来の支持構造によって支持されたフライホイール装置の支持状態を説明する模式図である。
【図８】フライホイール装置に生じる荷重を説明するための座標を示した説明図である。
【符号の説明】
１１  フライホイール装置
１２  ケーシング
１３  フライホイール
２３  支持機構部
２６  支持バネ
【図１】
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【図２】
2005048828.tif 000004
【図３】
2005048828.tif 000005
【図４】
2005048828.tif 000006
【図５】
2005048828.tif 000007
【図６】
2005048828.tif 000008
【図７】
2005048828.tif 000009
【図８】
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