(57)【要約】  フライホイールのための環状ロータ。ロータはトウを含み、トウは、軸の周りに巻かれて隣接するトウ巻線間にギャップを有する層を成して配置されたファイバのマトリックスを含み、軸に対する法線とトウとの間の巻き角度は３．５°未満であり、マトリックスはさらにトウの臨界欠陥サイズより小さいサイズの磁性粒子を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライホイールのための環状ロータであって、前記ロータは、
トウを含み、前記トウは、軸の周りに巻かれて隣接するトウ巻線間にギャップを有する層を成して配置されたファイバのマトリックスを含み、前記軸に対する法線と前記トウとの間の巻き角度は３．５°未満であり、前記マトリックスはさらに前記トウの臨界欠陥サイズより小さいサイズの磁性粒子を含む、
環状ロータ。
【請求項２】
前記巻き角度は１．５°未満である、請求項１に記載の環状ロータ。
【請求項３】
前記巻き角度は０．６°未満である、請求項１または２に記載の環状ロータ。
【請求項４】
前記巻き角度は０．３°より大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項５】
前記磁性粒子は非球形の形状である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項６】
前記磁性粒子は実質的に線状である、請求項５に記載の環状ロータ。
【請求項７】
前記磁性粒子は最長寸法において５００μｍ未満である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項８】
前記磁性粒子は最長寸法において１０μｍより大きい、請求項１〜７のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項９】
前記磁性粒子の密度は、前記軸からの距離が大きくなるにつれて小さくなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項１０】
前記磁性粒子は、急冷粉砕されたＮｄＦｅＢを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項１１】
前記トウは一方向性ファイバを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項１２】
前記磁性粒子は最長寸法において７０μｍ未満であって、一致するトウ間の前記ギャップ内に配置される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項１３】
前記ロータは磁化される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項１４】
南北極対を含む、請求項１３に記載の環状ロータ。
【請求項１５】
前記南北極対は交互の南北極対であり、対の各極は前記環状ロータの周りの円弧を占める、請求項１４に記載の環状ロータ。
【請求項１６】
１２極の南北極対を含む、請求項１４または１５に記載の環状ロータ。
【請求項１７】
前記極対は、磁束の大部分を前記環状ロータの前記軸の方へ向けるように配置される、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項１８】
前記環状ロータは内側部分であり、前記環状ロータは、同じ軸の周りに巻かれたファイバのマトリックスを含む外側部分をさらに含み、前記外側部分は前記内側部分より大きい直径を有し、前記軸に対する法線と前記外側部分の前記トウとの間の前記巻き角度は１°以下である、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項１９】
前記内側ロータの各北極と整列する前記外側ロータのエリアは黒色または白色に塗られ、前記内側ロータの各南極と整列する前記外側ロータのエリアはそれぞれ黒色または白色のうちの他方に塗られる、請求項１８に記載の環状ロータ。
【請求項２０】
前記ロータは真空内に収容される、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項２１】
前記ロータはフライホイールの前記ロータである、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の環状ロータ。
【請求項２２】
フライホイールのための環状ロータを提供する方法であって、
ファイバのマトリックスを含むトウを軸の周りに巻くステップであって、前記トウは隣接するトウ巻線間にギャップを有する層を成して配置され、前記軸に対する法線と前記トウとの間の巻き角度は３．５°未満である、前記巻くステップと、
前記トウの臨界欠陥サイズより小さいサイズの磁性粒子を前記マトリックスの中に供給するステップと、
を含む方法。
【請求項２３】
前記巻き角度は１．５°未満である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記巻き角度は０．６°未満である、請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記巻き角度は０．３°より大きい、請求項２２〜２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記磁性粒子は非球形の形状である、請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記磁性粒子は実質的に線状である、請求項２２〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記磁性粒子は最長寸法において５００μｍ未満である、請求項２２〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記磁性粒子は最長寸法において１０μｍより大きい、請求項２２〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記磁性粒子の密度は、前記軸からの距離が大きくなるに連れて小さくなる、請求項２２〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記磁性粒子は、急冷粉砕されたＮｄＦｅＢを含む、請求項２２〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記トウは一方向性ファイバを含む、請求項２２〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記磁性粒子は前記個々のトウ層の表面上で前記巻線の方向に平らに横たわるようにされる、請求項２２〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記環状ロータを巻くとき７０μｍ未満の最長寸法の粒子が、一致するトウ間の前記ギャップに集まるようにされる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記トウを巻いた後、前記環状ロータを磁化するために前記環状ロータに磁束を与えるステップが実行される、請求項２２〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記ロータは南北極対を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記磁化されたロータは交互の南北極対を含み、対の各極は前記環状ロータの周りの円弧を占める、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記ロータは１２極の南北極対を含む、請求項３６または３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記極対は、磁束の大部分を前記環状ロータの前記軸の方へ向けるように配置される、請求項３６〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記環状ロータは内側部分であり、前記方法は、同じ軸の周りに巻かれたファイバのマトリックスを含む外側部分を巻くステップをさらに含み、前記外側部分は前記内側部分より大きい直径を有し、前記軸に対する法線と前記外側部分の前記トウとの間の巻き角度は１°以下である、請求項２２〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記内側ロータの各北極と整列する前記外側ロータのエリアを黒色または白色に塗るステップと、前記内側ロータの各南極と整列する前記外側ロータのエリアを黒色または白色のうちの他方に塗るステップとをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
実質的に本明細書において添付図面に関して記載された環状ロータ。
【請求項４３】
実質的に本明細書において添付図面に関して記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フライホイール・アセンブリに関する。本開示は、特に、フライホイール・アセンブリの回転部分の磁気特性を決定するための改良された方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フライホイールは良く知られている装置であり、回転質量にエネルギーを蓄積するために使用される。フライホイールに蓄積されるエネルギーの量は、その回転速度の二乗に比例する。一般的に、エネルギーは、フライホイールにトルクを加えてその回転速度を高めることによって、フライホイールに移されて蓄積される。逆に、フライホイールが負荷に対してトルクを加えることによってフライホイールからエネルギーを解放あるいは回収することができ、その結果としてフライホイールの回転速度は低下する。
【０００３】
多くの公知のフライホイール運動エネルギー蓄積アセンブリの中に、電動機または発電機として機能することのできる電気機械が含まれる。電気機械が電動機として作用するとき（すなわち、フライホイール・アセンブリが“電動機動作”または“レキュペレーティング”モードであるとき）、機械に供給された電気エネルギーは運動エネルギーに変換され、その結果として、フライホイール質量はより速く回転するようになる。電気機械が発電機として作用するとき（すなわち、フライホイール・アセンブリが“発電”または“ブースティング”モードであるとき）、フライホイール質量に蓄積されていた運動エネルギーは、電気エネルギーに変換されて電動機などのシステムに伴う他のコンポーネントに供給されることができ、その結果としてフライホイールはよりゆっくり回転するようになる。
【０００４】
実際には、フライホイール質量が安全に回転し得る最大速度は、従って、対応するフライホイール・アセンブリが蓄積することのできるエネルギーの量は、少なくとも部分的にフライホイール・アセンブリの機械的強度および歪性能（ｓｔｒａｉｎ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）に依存する。例えば、１つの重要なファクタは、高い回転速度で経験される機械的応力に応じてのその挙動である。
【０００５】
フライホイール・アセンブリが電気機械を含むとき、フライホイール質量がどれほどの高速で回転し得るかに関する他の１つのファクタは、電気機械を制御し得る仕方である。或る範囲のフライホイール回転速度で働く、信頼し得る有効な制御方式を実行することが望ましい。例えば熱放散に起因するロスなどのロスをなるべく回避および／または低減することも望ましい。さらに、フライホイール・アセンブリが故障あるいは破損を経験した場合に安全であることを含めて、フライホイール・アセンブリがなるべく安全であることが重要である。
【０００６】
公知の方法によれば、フライホイール・アセンブリの回転部分を制御する仕方は、フライホイール・アセンブリの物理的コンポーネントを構築する仕方に著しい影響を及ぼし得る。例えば、電気機械の１つまたは複数の磁性回転部分は、電気パルスを正弦波などの特定のパターンでフライホイール・アセンブリに加えるための準備として、それらの磁気特性を決定するために特定の仕方で成形されることができる。
【０００７】
２０１３年７月１９日に出願された英国特許出願第１３１２９２４．２号および２０１３年７月１９日に出願された英国特許出願第１３１２９２７．５号の全体がこれにより参照により組み込まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの発明が請求項において提示される。
【０００９】
１つの態様に従って、請求項１において定義される、フライホイールのための環状ロータが提供される。従って、フライホイールのための環状ロータが提供され、ロータはトウを含み、トウは、軸の周りに巻かれて隣接するトウ巻線間にギャップを有する層を成して配置されたファイバのマトリックスを含み、軸に対する法線とトウとの間の巻き角度は３．５°未満であり、マトリックスはさらにトウの臨界欠陥サイズより小さいサイズの磁性粒子を含む。
【００１０】
任意に、巻き角度は１．５°未満である。
【００１１】
任意に、巻き角度は０．６°未満である。
【００１２】
任意に、巻き角度は０．３°より大きい。
【００１３】
任意に、磁性粒子は非球形の形状である。
【００１４】
任意に、磁性粒子は実質的に線状である。
【００１５】
任意に、磁性粒子の長さは５００μｍ未満である。
【００１６】
任意に、磁性粒子の長さは１０μｍより大きい。
【００１７】
任意に、磁性粒子の密度は、軸からの距離が大きくなるに連れて小さくなる。
【００１８】
任意に、磁性粒子は、急冷粉砕された（ｑｕｅｎｃｈ  ｍｉｌｌｅｄ）ＮｄＦｅＢを含む。
【００１９】
任意に、トウは一方向性ファイバを含む。
【００２０】
任意に、７０μｍ未満の最長寸法の磁性粒子が、一致するトウ間のギャップ内に配置される、環状ロータ。
【００２１】
任意に、ロータは磁化される。
【００２２】
任意に、環状ロータは南北極対を含む。
【００２３】
任意に、南北極対は交互の南北極対であり、対の各極は環状ロータの周りの円弧を占める。
【００２４】
任意に、環状ロータは１２の南北極対を含む。
【００２５】
任意に、極対は、磁束の大部分を環状ロータの軸の方へ向けるように配置される。
【００２６】
任意に、環状ロータは内側部分であり、同じ軸の周りに巻かれたファイバのマトリックスを含む外側部分をさらに含み、外側部分は内側部分より大きい直径を有し、軸に対する法線と外側部分のトウとの間の巻き角度は１°以下である。
【００２７】
任意に、内側部分の各北極と整列する外側部分のエリアは黒色または白色に塗られ、内側部分の各南極と整列する外側部分のエリアはそれぞれ黒色または白色のうちの他方に塗られる。
【００２８】
任意に、ロータは真空内に収容される。
【００２９】
任意に、ロータはフライホイールのロータである。
【００３０】
第２の態様に従って、請求項２２において定義されているフライホイールのための環状ロータを提供する方法が提供される。従って、ファイバのマトリックスを含むトウを軸の周りに巻くことを含むフライホイールのための環状ロータを提供する方法が提供され、トウは隣接するトウ巻線間にギャップを有する層を成して配置され、軸に対する法線とトウとの間の巻き角度は３．５°未満であり、さらにトウの臨界欠陥サイズより小さいサイズの磁性粒子をマトリックスの中に供給することを含む。
【００３１】
任意に、巻き角度は１．５°未満である方法。
【００３２】
任意に、巻き角度は０．６°未満である方法。
【００３３】
任意に、巻き角度は０．３°より大きい方法。
【００３４】
任意に、磁性粒子は非球形の形状である方法。
【００３５】
任意に、磁性粒子は実質的に線状である方法。
【００３６】
任意に、磁性粒子の長さは５００μｍ未満である方法。
【００３７】
任意に、磁性粒子の長さは１０μｍより大きい方法。
【００３８】
任意に、磁性粒子の密度は、軸からの距離が大きくなるに連れて小さくなる方法。
【００３９】
任意に、磁性粒子は、急冷粉砕されたＮｄＦｅＢを含む方法。
【００４０】
任意に、トウは一方向性ファイバを含む方法。
【００４１】
任意に、磁性粒子は個々のトウ層の表面上で巻線の方向に平らに横たわるようにされる方法。
【００４２】
任意に、環状ロータを巻くとき７０μｍ未満のサイズの粒子が、一致するトウ間のギャップに集まるようにされる方法。
【００４３】
任意に、トウを巻いた後、環状ロータを磁化するために環状ロータに磁束を与えるステップが実行される方法。
【００４４】
任意に、ロータが南北極対を含む方法。
【００４５】
任意に、磁化されたロータは交互の南北極対を含み、対の各極は環状ロータの周りの円弧を占める方法。
【００４６】
任意に、ロータは１２の南北極対を含む方法。
【００４７】
極対は、磁束の大部分を環状ロータの軸の方へ向けるように配置される方法。
【００４８】
任意に、環状ロータは内側部分であり、同じ軸の周りに巻かれたファイバのマトリックスを含む外側部分を巻くことをさらに含み、外側部分は内側部分より大きい直径を有する方法であって、軸に対する法線と外側部分のトウとの間の巻き角度は１°以下である方法。
【００４９】
任意に、内側部分の各北極と整列する外側部分のエリアを黒色または白色に塗ることと、内側部分の各南極と整列する外側部分のエリアを黒色または白色のうちの他方に塗ることとをさらに含む方法。
【００５０】
次に、添付図面に関して実例として実施態様が説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】フライホイール・アセンブリの横断面側面図である。
【図２】磁性グラスファイバ複合ロータを巻くための装置の側面図である。
【図３Ａ】フライホイール・アセンブリの内側環がその上に配置されている磁性デバイスの（部分の）透視図である。
【図３Ｂ】フライホイール・アセンブリの内側環がその上に配置されている磁性デバイスの平面図である。
【図４ａ】導電性ワイヤに包まれた、図３の磁性デバイスの外面の部分を形成する金属棒（歯）の透視図である。
【図４ｂ】図４ａに示されたタイプの３つの（歯）棒の平面図である。
【図５】磁化後の、フライホイール・アセンブリの内側環の横断面側面図である。
【図６】磁化後の、フライホイール・アセンブリの内側環に形成された磁束線の横断面側面図である。
【図７】対応する磁束線および電界線を伴う組み立て後のロータおよびステータを示す。
【図８】フライホイール・アセンブリの内側環を形成するトウ巻線の層の拡大部分横断面図を示す。
【図９】フライホイール・アセンブリの外側ロータを形成するトウ巻線の層の拡大部分横断面図を示す。
【図１０】急冷粉砕されたＮｄＦｅＢ（磁性粒子材料）の分布曲線を示す。
【図１１】トウを巻いた後の磁性粒子位置決めとドクターブレードの作用とを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図の全体において、類似の構成要素は類似の参照数字で示される。
【００５３】
概観
概観して、外側部分および内側部分を含むフライホイール・アセンブリが開示される。フライホイールは、強さの望ましい特性と、疲労が生じた場合に制御される故障と、永久磁化された内側部分の磁界を適合させる能力とを示す。磁化された内側部分は、回転時に渦電流に起因する熱の蓄積を防止するように配置される磁性粒子を含むのが有利である。これは、熱放散があまり重要でないので、効率を良くするために真空内での回転を可能にするとともに、フライホイール・システムにおいてエネルギーを蓄積し回収するためのより簡単な制御方式を可能にする。
【００５４】
詳細な説明
図１はフライホイール・アセンブリ１０を示す。このアセンブリは同時係属中の英国特許出願第１３１２９２７．５号に示され記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれるので、フライホイール・アセンブリ１０は以下で割合に手短に記載される。
【００５５】
フライホイール・アセンブリ１０は、環状外側ロータ１２と内側環状ロータまたは“内側環”１４とを有するロータ・アセンブリ１２、１４を含む。１つの実施態様では、外側ロータ１２は、樹脂材料のマトリックス内の炭素繊維の一方向性フィラメントを含む複合材料から形成される。当業者に認識されるであろうように、外側ロータ１２および内側環１４は、エネルギー蓄積のための回転するフライホイール質量として作用する。内側環１４は、特に磁性粒子を用いて形成され、以下で詳しく記載されるように、永久的に磁化され得る。１つの実施態様では、内側環１４は、樹脂と磁性粒子との混合物から形成されるマトリックス内のガラス繊維の一方向性フィラメントから形成される。
【００５６】
ロータ・アセンブリ１２、１４は、ハブまたはエンドキャップ（ｅｎｄ  ｃａｐ）１６の形のロータ・サポートにより支えられる。ガラスを含むことのできるリング１８がエンドキャップ１６とロータ・アセンブリ１２、１４との間に設けられている。リング１８は、エンドキャップ１６の外側縁が外側ロータ１２の中に入り込むのを止めるように配置され得る。図１の実施態様のエンドキャップ１６は一般的に円錐状である。その外周はリング１８を支え、リング１８は外側ロータ１２の円筒状内面に取り付けられている。エンドキャップ１６は中央円形開口部２０を有し、これにシャフト２２を挿入することができる。動作時、フライホイール・アセンブリ１０の回転部分は、シャフト２２により画定される中央縦軸２４の周りに回転する。
【００５７】
１つの実施態様では、リング１８、エンドキャップ１６および外側ロータ１２のうちの幾つかまたは全部は歪整合される（ｓｔｒａｉｎ  ｍａｔｃｈｅｄ）。結果として、フライホイール・アセンブリ１０のこれらのコンポーネントは、大きな回転負荷の下で実質的に一様な変形を示し、これにより、回転中にフライホイールが不意に故障する危険が減少する。
【００５８】
内側環１４の円筒状内面の各端部に面取り部が画定される。面取り部は、高速回転時にエッジが割れるのを避けるために縦軸２４に関して少なくとも２０度、より好ましくは２０〜６０度、さらに好ましくは５０〜５５度の角度を画定するのが好ましい。
【００５９】
フライホイール・アセンブリ１０のコンポーネント同士は、任意の適切な仕方で機械的に結合され得る。図１に示されている特定の実施態様では、シャフト２２は円周方向に延びるフランジ２１を含む。エンドキャップ１６は、シャフト２２に螺合されたクランプナット２６によりフランジ２１に当接して保持される。フレッチング防止シム２８がクランプナット２６とエンドキャップ１６との間に設けられる。シャフト２２は、ベアリングの対３０、３２によってフライホイール・アセンブリ１０の縦軸２４の周りに回転するように支持される。ベアリング３０、３２は、フライホイール・アセンブリのためのコンテインメント（図示されていない）によって支持される。ロータ・アセンブリ１２、１４は、コンテインメントにより担持されているステータ３４の周りに回転することができる。
【００６０】
コンテインメントは、真空４３を含む空洞を含む。ロータ・アセンブリ１２、１４は、空洞の中に収容され、従って真空４３中で回転する。ステータ３４は、冷却特性を提供し得るオイルまたは他の物質で満たされることのできる追加の空洞４５の中に収容されている。ステータ３４が中に収容されている空洞４５を含まない。なぜならば、真空では、作動時に関係する高電圧に起因するパッシェン放電（Ｐａｓｃｈｅｎ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）によりステータがダメージを被る可能性があり、それは関連する絶縁材（図示されていない）の劣化につながることがあるからである。
【００６１】
ステータ３４は１つ以上のコイル（図示されていない）を含み、それに電動機動作時に電流パルスが加えられ得る。ステータの１つまたは複数のコイルに電流を加えるとそれらは活性化され、ステータ極片に磁束または磁力を生じさせ、これにより内側環１４の磁化された極片を退け、これは、ロータ・アセンブリ１２、１４にトルクを与えるという効果を有する。これにより、回転エネルギーがロータ・アセンブリ１２、１４に蓄積される。逆に、運動する磁化されている内側環１４は、ステータの１つまたは複数のコイルに電流を誘導し、これによりロータ・アセンブリ１２、１４からステータ３４にエネルギーを移すように、制御され得る。要約すると、電動機動作時には、ステータ・コイルに回転磁界を生成して永久磁石内側環１４を電磁的に駆動することによってロータにエネルギーを移すことができる。発電時には、内側環１４の回転磁界がステータのコイルに電流を誘導し、それは、他のシステム、例えば電動機、に給電するために使用され得る。
【００６２】
フライホイール・アセンブリ１０は、任意の適切な仕方で構築されることができる。１つの実施態様では、外側ロータ１２、内側環１４、エンドキャップ１６およびリング１８は、互いにプレスフィットされる。組立の容易性を高めるために、プレスフィットされるコンポーネントのうちの幾つかまたは全てに樹脂コーティングなどの潤滑剤を塗ることができる。これの１つの例が同時係属中の英国特許出願第１３１２９２７．５号に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。１つの実施態様では、樹脂は、後に硬化されてコンポーネント間にボンドを形成する。
【００６３】
外側ロータ１２は、ローラまたはマンドレルの周りにトウ（ｔｏｗ）を巻き、トウの層を構築して、環状またはディスク形の巻かれた層状複合体を形成することによって、少なくとも部分的に、製造されることができる。例えば、外側ロータ１２を形成するために使用されるトウは、炭素複合体を含むことができる。これの１つの例が同時係属中の英国特許出願第１３１２９２４．２号に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれ、従って、外側ロータ１２の製造については本明細書ではこれ以上記載されない。
【００６４】
図２は、１つの実施態様に従う、フライホイール・アセンブリ１０の内側環１４のＭＬＣ（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  ｌｏａｄｅｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ（磁性体装荷複合体））を巻くための装置を示す。ガラス繊維の一方向性フィラメントから成るトウ３６は、供給ドラム、ホイールまたはボックス３８から引き出される。繊維は、代わりに、炭素繊維、Ｅガラス繊維、Ｓガラス繊維、玄武岩繊維または窒化ホウ素繊維を含むことができる。トウ３６は、前もって樹脂で含浸されてもよいし含浸されなくてもよい。トウ３６は、固定軸の周りに回転するローラ４０を越えて引かれ、次に、ガラス繊維のトウを案内しかつ張力を付与するスプリング付きのまたは負荷調整可能なローラ４２のセットの周りを引かれる。
【００６５】
トウ３６は、さらなるローラ４６上のトウ３６の位置を調整するためにトウ３６に対して横方向に移動可能な１対の案内ローラ４４の間を通る。次にトウ３６は、内側環１４を形成するために回転するマンドレル４８上に引かれる。トウ３６は、ローリング・プロセスの前に、間にまたは後に、任意の適切な物質でコーティングされることができる。図２に示されている実施態様では、トウ３６がマンドレル４８の外面と接触する箇所より前で、樹脂および磁性粒子の混合物４９がパイプ又はダクト５０を介して回転するマンドレル４８の表面の方へ供給される。ドクターブレード５２は、均一な厚さの樹脂および磁性粒子がマンドレル４８の表面上に分布して、乾いているトウ３６がそれらに包埋されて余分の樹脂を吸収し、トウ３６が十分に濡れることを保証する。１つの実施態様では、今は磁性粒子が装荷されている複合材料中にボイドまたは気泡が生じることなく乾いたガラス繊維トウ３６が樹脂で十分に濡れるように十分な余剰樹脂をマンドレル４８の表面に供給するべきである。内側環１４内の磁性粒子の目的、構成および磁化については、以下でさらに論じられる。
【００６６】
内側環１４の構築中、連続する各層においてマンドレル４８の一方の側から他方の側まで望ましい巻き角度で層が１層ずつ敷かれるようにトウ３６が均一にかつ精密に巻かれることを保証するために案内ローラ４４の横方向運動をマンドレル４８の回転と同期させることができる。内側環１４（および、別に、外側ロータ１２）を巻いている間、各層の外縁で巻き角度を逆にして次の層を巻き始めることができる。
【００６７】
１つの実施態様では、内側環１４の層を形成するために、トウ３６を巻いている間、マンドレル４８は一定の角速度で回転させられる。当業者が認識するであろうように、内側環１４の層が構築されるにつれて、内側環１４の外周は大きくなる。従って、内側環の外周の線（または接線）速度は、時間の経過に連れて大きくなってゆく。ダクト５０が樹脂および磁性粒子の混合物４９を実質的に一定の速度でかつ磁性粒子を混合物４９内に実質的に均一に分布させて供給すれば、内側環１４内の磁性粒子の密度は内側環１４の外側に向かって減少してゆく。ここで、この、内側環１４の半径の増大に伴う磁性粒子密度の低下は、以下でさらに論じられるように、フライホイール・アセンブリ１０の磁気特性および動作のために有益な効果を有することができる。
【００６８】
ローラと樹脂付加コンポーネントとの特定の構成が図２に示され、上記で説明されているけれども、それが適用されることになる用途に合うように調整され得る磁性粒子を含む巻かれた内側環を形成するために他の構成が使用され得るということが認識されるであろう。さらに、内側環１４は、任意の適切な仕方で硬化後にマンドレル４８から取り外されることができる。
【００６９】
樹脂および磁性粒子の混合物４９は、内側環１４を形成するために所望の数のトウ３６層が巻かれたならば、硬化させられることができる。その硬化は、例えば、オートクレーブを用いて実行されることができる。しかし、使用される樹脂と関連する所要のガラス遷移温度を達成するために、当業者に理解されるであろうように、硬化は任意の適切な仕方で行われ得るので、本明細書ではこれ以上記述されないであろう。
【００７０】
ここで、内側環１４などのフライホイール・アセンブリのコンポーネントを形成するために複合材料のトウを巻くことは、これらのコンポーネントの良好な機械的強度を保証するために有益であることが認識されている。さらに、ここで、内側環１４の磁気特性の幾つかまたは全部を、その物理的構造を決定し形成することとは関係なく、決定し得るということが認識されている。従って、本明細書に記載された改良された方法およびシステムでは、内側環１４を物理的に構築している間、フライホイール・アセンブリ１０の動作中に内側環１４が示すべき所望の磁気特性は、ほとんど無視されることができ、あるいは少なくとも決定的でなくてもよい。代わりに、製造者は、物理的製造プロセス中、内側環１４の構造強さ、または他の所望の物理的特性、に焦点を当てることができる。以下でより詳しく記述されるように、内側環１４の磁気特性は、例えば構造の磁化するべき部分を選択し、それによって内側環の磁界を成形することによって、爾後に決定されることができる。１つの実施態様では、内側環１４が物理的に形成され硬化させられた後の、磁界のこの成形は、それの構造強さを損なわない。
【００７１】
内側環１４は、トウを巻くことから形成され、従って、製造後に適切なサイズに切断される、より大きな構成体から形成されるのではなくて、所望のサイズおよび形状に構築されるので、内側環１４を切断する必要はない。さらに、その磁気特性を決定するために内側環１４を切断する必要も全くない（以下でさらに論じられる）。通例、フライホイール・アセンブリ１０の破損歪はおよそ１．３％であり、これは、標準磁性材料ピースが複合材料に包まれる、破損歪が通例およそ０．３％である非ＭＬＣフライホイール・アセンブリより勝っている。その理由は、公知の非ＭＬＣ電磁フライホイール・エネルギー蓄積システムでは、個々の永久磁石が互いに接着または固定されて磁性ロータを形成することにある。ロータの中のそのような磁石の構造接続は、理解されるであろうように回転と共に磁束が変化するので、渦電流を誘導する原因となる。これらの渦電流は、動作時により猛烈な熱プロフィールにさらされることを通じて熱の蓄積と、繰り返し使用の頻度の減少、短い寿命などの他の関連する不利な効果とを生じさせる（後にさらに論じられる）。本ＭＬＣロータでは、環の磁性粒子は非常に小さいので、個々の微小な磁石は多層複合体により互いから絶縁され、従って渦電流は生じない。これは、非ＭＬＣシステムの加熱効果を無くするという利益を有する。
【００７２】
物理的に形成されてセット（これは硬化ステップを含むことができる）された後、内側環１４は磁化されることができる。１つの実施態様では、磁性粒子が集合することおよび／またはその物理特性の他のあり得る変化を避けるために、内側環１４は、適切にセットされる前は磁化されない。１つの実施態様に従う、内側環１４の磁気特性を制御し決定する仕方が次により詳しく記述されるであろう。
【００７３】
図３Ａは、内側環１４に特定の磁気特性を付与するために使用され得る磁化装置５４の透視図を示す。以下でさらに論じられるとともに図３Ｂに平面図で示されてもいるように、磁化装置５４は中心軸５６を含み、その周りに、構築された内側環１４を配置することができる。磁化装置５４は、好ましくは積層軟鉄またはスチールから構成された複数の極片（歯）５８をさらに含む。極片５８は、実質的に規則的な構成体を成すように配置され、これにより中心軸５６を画定することができる。各極片５８は横断面が実質的に矩形であり、その最長の軸は、中心軸５６を通って延びる縦軸に実質的に平行に延びる。片５８は磁束を集中させるようにテーパを付けられ、スチールまたは鉄は磁束の導体として作用して、磁束を成形しあるいは磁束の向きを定めることのできる低リラクタンス経路を提供する。磁化装置５４は、磁化ヨークと称されてもよい。１つの実施態様では、極片５８は中心軸開口部５６の外側の周りで一様な間隔を置いており、各極片５８の側は、それに最も近い隣の極片の側から物理的に離されている。磁化装置５４内に含まれる極片５８の数は変化し得るけれども、本明細書に記載された改良された方法およびシステムに従って内側環１４に磁気特性を付与するために磁化装置５４を使用し得るように偶数個の極５８が存在するべきである。
【００７４】
磁化装置５４が内側環１４に磁束を付与するために、極片５８は、交互の北（Ｎ）極および南（Ｓ）極として作用するように構成されなければならない。１つの実施態様では、これは、各極片５８の外側の周りのコイル６０の中に導電性巻線材料（好ましくは銅）を包み込むことにより成し遂げられる。ここで図４ａに示されているように、コイル６０は各極片５８の側面５９および端面６１の周りに形成される。導電性巻線材料は、望ましい電流に依存して異なる横断面積を持ち得る。好ましくは、この導体は、改良されたパッキングを可能にする平らなリボンのプロフィールを有する。１つの実施態様では、８個のコイル６０が各極片５８の周りに形成され、隣り合う極片５８の周りのコイル６０は、隣り合う極片同士が磁化後に反対の極性を持つこととなるように、それぞれ異なる方向（時計回りおよび反時計回り）に巻かれる。これは、ここで図４ｂに示されている。
【００７５】
磁性極片５８は任意の仕方で成形されてよくて、例えば、理解されるであろうように磁気ベアリングを形成するために完全に環状の極片（内側環の周囲全体の周りに延びる）を用いることができる。さらに、順次周囲極片（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｌｙ  ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｏｌｅ  ｐｉｅｃｅｓ）（それぞれ内側環の周囲全体の周りに延びる）を用いてマルチ・ロー・ベアリングを形成することができる。さらに、特定の磁界強度パターンを形成するように極を調整することができる。
【００７６】
磁化装置５４の極片５８が包まれた後、磁化装置５４の中心軸開口部５６の中に内側環１４を挿入するべきである。その後、例えばキャパシタ・バンク６２およびスイッチ６３を介して、コイル６０に電流を通すことができる。１つの実施態様では、約３０ｋＡないし４０ｋＡの非常に強い電流が使用される。この非常に強い電流をコイル６０に通すことの効果は、上で言及されたように、磁化装置５４および中心軸５８にＮおよびＳ電磁極を形成し、これにより、これらに接して配置されている内側環１４に磁束を付与することである。これは、内側環１４を、周囲にＮ極およびＳ極７８が交互に位置する幾つかの永久磁石に転換するという効果を有する。
【００７７】
１つの実施態様では、内側環１４に、ＮおよびＳが交互に位置する１２個の磁極７８を形成するために磁化装置５４を使用することができる。これは、ここで図５に示されている。物理的には、極７８は実質的に同じサイズを持つべきである。従って、各極７８は、内側環１４の周りで約３０°の円弧を占める。
【００７８】
例えば２、４、６、８、１０または１２極の内側環（１、２、３、４、５、６極対）など、他の装置も形成され得る。希望により、もっと多数を用いることができるであろう。
【００７９】
極対の数を増やした場合、使用時にフライホイールへおよびフライホイールからより多くのエネルギーを移すことができるけれども、システム全体の複雑さが増す。製造上の制約条件を満たすために磁性ロータ片（内側環磁化ＭＬＣ）は最小のサイズであるべきなので、制約因子はロータの直径である。内側環ＭＬＣを磁化するために使用される電磁石の電流は、ＭＬＣに永久磁石を生成するのに十分でなければならない。これは最小（銅）導体横断面積により決定され、理解されるであろうように、これは、電磁石の巻線が銅の導通能力により制約されるという結果をもたらす。
【００８０】
ひとたび磁化されてしまえば、内側環１４は、磁化装置５４から取り外されることができ、外側ロータ１２および他のコンポーネントと共にフライホイール・アセンブリ１０に組み込まれることができる。１つの実施態様では、内側環１４および／または外側ロータ１２は、Ｎ、Ｓ極に対応してペンキで塗られることができる。例えば、ＮおよびＳ極７８または極と整列する外側ロータ１２のエリアにそれぞれ白および黒のペンキを塗りあるいはそれらを白および黒に彩色することができる。任意に、それらを明暗に塗りあるいは彩色することができる。ＮおよびＳ極７８のこの視覚的区別は、例えば、光センサがフライホイール・アセンブリの動作を監視するべく内側環１４の回転を検出し追跡することを可能にするために使用されることができる。これは、ウィリアムズ・ハイブリッド・パワー・リミテッド（Ｗｉｌｌｉａｍｓ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）の名義で今日出願される別の英国特許出願により詳しく記載されているので、本明細書ではこれ以上は論じられないであろう。
【００８１】
上で言及されたように、磁化装置５４を使用して内側環１４を磁化するプロセスは内側環が物理的に形成されてセットされた後に行われるけれども、それを物理的に構築している間に内側環１４の磁気特性に貢献することが可能である。これを行える１つの仕方は、内側環１４の層の中の磁性粒子の構成を制御すること（または変化させること）により、これは、内側環が磁化装置５４によって磁化された後に内側環１４が生じさせる磁束プロフィールおよび磁界形状に貢献する。内側環１４内の磁束は、内側環１４内に電流がどれだけ誘導され得るかを制御（あるいは制限）するので非常に重要であり、その結果としてロータ・アセンブリ１２、１４は回転してその中に回転エネルギーを蓄積する。
【００８２】
ここで、内側環１４により生成される磁束線にとっては内側環１４の半径に平行に延びないこと、あるいは内側環１４の本体の外へ突出しないことが有利であるということが認識されている。代わりに、磁束線にとってはなるべく内側環１４の本体の中に閉じ込められることが有益である。磁束のこの閉じ込めは、磁化された後の内側環１４の磁気強度を強めるのに役立つ。例えば、磁束線は、内側環１４の円形コア６４または周囲６６と実質的に同心に延びることができるであろう。上記のように、内側環１４は、ひとたび磁化されれば、複数の永久ＮおよびＳ極対を有する。１つの実施態様では、ここで図６に示されているように、磁束線は、各極の方へ内方に湾曲し、内側環１４の回転軸の上で弓形になるように制御される。
【００８３】
上で言及されたように、１つの実施態様では、トウ３６の巻きは、磁性粒子の密度が内側環１４の外側部分に向かって減少してゆくように、制御される。これは、磁束線を制御および／または成形することをより容易にするとともに磁束の大部分をステータ３４の方へ向けて発電時にステータ・コイルに誘導される電流を強めるので、有利であり得る。
【００８４】
図７は、組み立てられたときのステータ３４、内側環１４、外側ロータ１２およびステータ／ロータ・ギャップ７６を示す。永久磁石内側環１４の磁界７０およびステータ３４の電界７２が示されている。図示されているように、磁束は、内側環１４の中心の方に向かって集中し、従ってロータおよびステータの間でのどちらの方向の最大エネルギー移動をも可能にする。外側ロータ１２に与えられる漂遊磁束７４があるかもしれないけれども、それらは、前述されたように、磁性粒子の密度が内側環１４の外側部分に向かって減少してゆくことによって低減される。
【００８５】
図８は、１つの実施態様に従って、内側環１４の、その縦軸を通る平面における拡大略横断面図を示す。この内側環１４を或る長さのトウ３６から形成するとき内側環１４のトウと内側環の縦軸２４に対する法線との間に割合に大きく広い巻き角度が用いられていて、隣り合うトウ巻線間に磁性体装荷樹脂を収容するギャップをもたらす。好ましくは、この角度は３．５°未満であり、より好ましくは１．５°未満である。さらに好ましくは、この角度は１．２５°未満であり、任意に０．３°より大きい。さらに好ましくは、この角度は０．６°未満であり、０．３°より大きく、なお一層好ましくは約０．５°である。これは、内側環のトウ巻線の全てについてあてはまるであろう。好ましくは、内側環は、軸方向に延びるファイバを全く含まないように、より好ましくは５°より大きい巻き角度を有するファイバが全く無いように、巻かれる。比較をすると、図９はフライホイール・アセンブリ１０の外側ロータ１２を通る対応する部分横断面図を示し、これは磁性体装荷樹脂を収容しなくてもよい。図９のトウのためには狭い巻き角度が選択されているので、隣り合うトウ巻線間には実質的にギャップが無いことが分かる。しかし、外側ロータ１２のトウとロータの縦軸２４に対する法線との間の巻き角度は、隣り合う巻線同士の間に重なり合いが無いことを保証するために十分に大きい。外側ロータ１２の巻き角度は好ましくは２°未満であり、より好ましくは１°未満である。好ましくは、この角度は０．６°未満であり、任意に０．２°より大きい。より好ましくは、エンディング角度は０．５°未満で０．２°より大きく、なお一層好ましくは約０．３１５°である。これは、外側ロータ１２のトウ巻線の全てについてあてはまるであろう。図８および９において、図１の空洞は明瞭性を目的として図示されていない。
【００８６】
ここで、内側環１４内の磁性粒子の形状は動作中フライホイール・アセンブリ１０の強度および信頼性に強い影響を及ぼし得るということが認識されている。内側環１４を形成するためにトウ３６に塗られる混合物４９内に実質的に球形の（または丸い）磁性粒子を用いることは、磁性の観点から許容し得るであろう。しかし、複合体内に球形のまたは丸い粒子を用いるのは、一般的にはその物理的強度、特にその剪断強さのためには良くない。作動時、内側環１４を含む、フライホイール・アセンブリ１０の回転部分は、（時折）非常に大きな速度で回転しなければならないであろう。内側環１４が球形のまたは丸い粒子を含んでいれば、フライホイール回転中縦方向の流れ（軸２４に実質的に平行な縦方向の膨張）に対抗しないのでフライホイール・アセンブリ１０の破損、あるいはフライホイール・アセンブリ１０に対するダメージに寄与する（あるいは少なくとも阻止しない）ことがあるであろう。例えば、そのような破損は、環１４が外側ロータ１２と整列するのではなくて軸方向に剪断変形して外側ロータ１２から突出することから成ることがある。逆に、実質的に平らな粒子は、すなわち磁性小平板または針の形状は、高速回転時にフライホイールの縦方向流れを妨げるであろう。さらに、小平板または針は内側環１４の層の剪断変形を妨げる。従って、１つの実施態様では、混合物４９内の磁性粒子は、小平板および針を含む。小平板および針は、１つの実施態様では、内側環１４が硬化させられる前にドクターブレード５２により所望の構成に組織されることができる。これは、ここで図２に示されている。
【００８７】
実質的に線形の磁性小平板を用いることは、フライホイール・アセンブリが破損した場合にフライホイール・アセンブリがどういう風にバラバラになるかということに関して有益であり得る。一方向性ファイバが使用されるため、内側環は、軸方向に延びるファイバが無くて巻き角度が割合に小さいので、回転軸に対して垂直な平面内では非常に強いが回転軸に平行な平面内で他の方向においては割合に弱い。外側ロータについても同様である。結果として、回転中、内側環１４は絶えず外方に外側ロータ１２を押している。従って内側環１４および外側ロータ１２は樽型風に変形する。本質的に、外側ロータおよび内側環は軸方向にはマトリックス材料だけによって互いに固定される。従って、フライホイールは、回転軸に対して垂直な１つまたは複数の平面に沿って割れることにより破損することがある。内側環１４の破壊的変形が生じる前に外側ロータ１２が先に割れることがある。内側環１４の磁性粒子構造のために、たとえ破壊的変形が生じたとしても、ロータがばらばらになった場合に、内側環１４に含まれる磁石の大きな塊が真空空洞のあちこちに飛び散ることはない。これは、割合に軽量のケース内にフライホイールが収容されるときに、例えば重量を軽くすることが非常に重要である高速自動車に収容されるときに、特に重要であり得る。なぜならば、そのような軽量のケースは、破損した場合にフライホイールの非制御破裂に抵抗する十分な強さを持たないことがあるからである。
【００８８】
ここで、内側環１４を形成するためにトウ３６に加えられる混合物４９内の磁性粒子のサイズがフライホイール・アセンブリ１０の疲労性能に影響を及ぼし得るということも認識されている。
【００８９】
当業者はグリフィスのクラック理論（Ｇｒｉｆｆｉｔｈ’ｓ  Ｃｒａｃｋ  Ｔｈｅｏｒｙ）に精通しているであろう。それによると、次のとおりである。
【００９０】
【数１】
2017506488.tif 000003
【００９１】
ここでＥは材料のヤング率であり、γは材料の表面エネルギー密度であり、Ｃは定数である。グリフィスのクラック理論によれば、定数Ｃは、特定の量の応力（σｆ）にさらされたときに材料を割れさせる臨界欠陥サイズ（ａ）に、下記の関係によって関連付けられる。
【００９２】
【数２】
2017506488.tif 000004
【００９３】
ここで、内側環１４内の磁性粒子が臨界欠陥サイズ（ａ）より大きければそれらは実際上内側環において‘欠陥’となり、従って、内側環１４の疲れ寿命を短縮することによってフライホイール・アセンブリの破損リスクに寄与するであろうということが認識されている。逆に、ここで、内側環１４内の磁性粒子が臨界欠陥サイズ（ａ）より小さくて、それらが好ましくは非球形であるならば、それらは実際上、グリフィスのクラック理論により決定されるように応力下で割れを生じさせることとの関連において‘不可視’であろうということが認識されている。磁性粒子はトウの周囲方向における内側環１４の強度に影響を及ぼさないけれども、トウに対して垂直な方向（フライホイール・アセンブリに関して縦方向）における強度は、磁性粒子が樹脂に対して構造強化要素として作用するために、強められる。従って、１つの実施態様では、内側環１４内に含まれる磁性粒子のサイズはトウ材料についての臨界欠陥サイズ（ａ）より小さく、ここで、臨界欠陥サイズ（ａ）は、疲れの量すなわちフライホイール・アセンブリ１０の動作中に内側環１４がさらされる最大応力量、に基づいて計算される。例えば、磁性粒子は、それぞれ長さ（最長寸法）が１００ミクロン未満で、平均サイズが６０ミクロン、最大サイズが５００ミクロンであり得る。使用される材料は、急冷粉砕されたＮｄＦｅＢであり得る。図１０は、急冷粉砕されたＮｄＦｅＢの分布曲線を示す。ＮｄＦｅＢを粉砕しておよそ１０μｍ×２０μｍ×２５０μｍの寸法の平らな針状粒子を製造することができる。最小寸法が１０μｍ未満の粒子は、液状ポリマの粘度を高めて不利なので、（たとえばふるい分けにより）排除される。粒子は、６０μｍ×６０μｍ×１０μｍを超えるときは針状になりやすい。サマリウム・コバルト磁石合金（一般的にＳｍＣｏ５、またはＳｍＣｏと書かれる、を磁性粒子のために用いて、図１０に示されている望ましい形状およびサイズ分布を形成するために粉砕することもできるであろう。
【００９４】
図１１に示されているように、図８と関連して、比較的に長い針形状８０はドクターブレード５２の作用により個々のトウ層３６の表面上で巻き方向に平らに横たわるように機械的に強制されやすい。より小さい粒子８２（典型的には、図１０の分布の６０〜７０μｍの平均サイズより小さい最長寸法（長さ）の）は、トウを巻く動作によって一致する（隣り合う）トウ間のギャップに引きずり込まれやすい。これは、内側環の磁束線を、従って磁性粒子内の磁性体制を整列させるのに役立つ。各磁性粒子は、連合して所望の磁性効果全体を形成する個々の棒磁石として作用すると考えることができるであろう。
【００９５】
本明細書に記載された改良された方法およびシステムは、信頼できる、頑丈で効率的で安全なフライホイール・アセンブリの創作および動作を可能にする。例えば、それは、応力および疲れに関連して、かつ磁束相互作用のために、理想的な形状を提供することによってフライホイールの１つまたは複数の磁性回転部分の磁束プロフィールを成形し制御することを可能にする。これは、フライホイール・アセンブリへおよびフライホイール・アセンブリから移動され得る（およびフライホイール・アセンブリに蓄積され得る）エネルギーの量を増やすのに役立つ。
【００９６】
本明細書に記載された改良された方法およびシステムに従って形成される磁化された内側環は、フライホイール・アセンブリの動作中熱くならない。それは、渦電流が存在しないからである。渦電流が無く、熱くなりにくいということは、フライホイール・アセンブリを他の公知フライホイールよりも多くのサイクルを循環させることができるということを意味する。固体磁石ロータを含む公知システムは、ステータ自体が熱くなるために、ほんの小さな時間当たりサイクル（最大回転速度に及ぶ電動機動作および最小回転速度に至るまでの発電動作）数に限定される。その理由は、高速回転のために空気抵抗を減らすべくロータを真空中に置かなければならないので、動作に起因して生じた熱は放射によってのみ放散され得るからである。それは、１つまたは複数のステータ・コイルを付勢してロータ・アセンブリを動かすために使用される制御方式はより低いスイッチング周波数を有し、これによってより効率的であることができ、より少量の処理能力を必要とし得るこということをも意味する。これは、ウィリアムズ・ハイブリッド・パワー・リミテッド（Ｗｉｌｌｉａｍｓ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）の名義で今日出願される別の英国特許出願により詳しく記載されているので、本明細書ではこれ以上は論じられないであろう。例えば、割合に簡単な同期矩形波制御方式を使用することができる。そのような方式は、ステータへの電流パルスを制御する、大電流（例えば、およそ１０００アンペア）をしばしば極めて高いスイッチング速度で扱わなければならないインバータ・スイッチング・ドライブ（または他の制御手段）におけるロスおよび加熱を減少させる。
【００９７】
本明細書に記載された改良された方法およびシステムは、或る範囲の様々な用途において、例えば高速自動車においておよび／または、バス、路面鉄道を含む公共乗り物および他の、例えばクレーン、リフトおよび飛行機などの装置において、フライホイール・アセンブリを実現するために使用されることができる。
【００９８】
フライホイール・アセンブリは運動エネルギー蓄積装置を提供し、これにより、仮に回収システムが設けられなかったならば環境へ失われることになるエネルギーを回収することができる。例えば、摩擦ブレーキを用い、余分のエネルギーを熱として放散することにより乗り物の速度を落としてゆくのではなくて、乗り物の速度が落ちてゆくときエネルギーを捕らえることができる。
【００９９】
本明細書で開示されたように、フライホイール装置のロータの機械的形状を、実質的に磁界形状とは無関係に所要の仕方で提供することができる。従って、機械的特性または磁束特性を犠牲にせずに同じフライホイール・アセンブリによって最適な機械的特性および最適な磁束特性を提供することができる。
【図１】
2017506488.tif 000005
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８−９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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