JPH0441120B2

JPH0441120B2 -

Info

Publication number: JPH0441120B2
Application number: JP59135976A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Takahara
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-06-30
Filing date: 1984-06-30
Publication date: 1992-07-07
Also published as: JPS6117741A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、回転体を磁気力によつて完全非接触
で支承して回転させることが可能な磁気軸受を用
いたフライホイール装置に係わり、特に球状の回
転体を用いたフライホイール装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、磁気力によつて回転体を非接触に支承す
る磁気軸受を用いたフライホイール装置が知られ
ている。このフライホイール装置は、無摩擦、無
潤滑及び無騒音等の特徴から電力貯蔵用フライホ
イールや人工衛星姿勢制御用フライホイールに応
用されている。例えば、人工衛星姿勢制御用のフ
ライホイールでは通常、衛星の直交３軸に各１個
ずつ搭載され、回転数の増減或いは正逆回転によ
る反力で衛星の姿勢を制御するようにしている。

ところで、磁気吸引力を利用した磁気軸受は、
回転体を非接触に支承するための制御が不可欠で
あり、その制御軸数によつて１軸制御型から５軸
制御型まで様々のタイプが存在する。この制御軸
に対して、各々制御装置と電力増幅器が必要とな
るため、多軸制御型は装置の大形化が余儀なくさ
れる。また、１軸制御型の磁気軸受は、その構造
上回転体の軸方向に長い構造となり、装置の小型
化の障害となつていた。

現在、人工衛星姿勢制御用のフライホイールと
して、薄型化が可能な２軸制御型磁気軸受が有望
視されているが、多軸制御型の磁気軸受を姿勢制
御用のフライホイールに適用した場合、衛星の３
軸に対して各々１個用いられるため、磁気軸受の
制御軸数の３倍、即ち６組の制御装置と電力増幅
器が必要となる。

このように装置全体が大形化するため、衛星搭
載機器としての信頼性を損い、軽量化の大きな障
害となつていた。

また、球状の回転体を支承する方法として、
USP−3221563号の例にあるように交流式の磁気
軸受を用いることが提案されている。しかし、交
流式の磁気軸受は、磁極の形状が複雑になるう
え、電磁石に常に交流の電流を印加しておく必要
があるため、消費電力の点で問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、従来人工衛星の姿勢制
御の３軸に搭載していたフライホイール装置を１
台のフライホイール装置にまとめることができ、
装置全体の小型化及び軽量化をはかり得、もつて
宇宙機器としての信頼性の向上をはかり得るフラ
イホイール装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、永久磁石と電磁石
とを併用することで、消費電力の低減をはかり得
るフライホイール装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明の第１の発
明に係るフライホイール装置では、外側層と内側
層とが磁性材で形成されるとともに中間層が導電
体で形成された３層構造の壁を持ち、中空球状に
形成された回転体と、この回転体の中心を原点と
して規定される直角座標上の相互に直交するＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸上にそれぞれ前記回転体を挟んで
対向配置された一対の電磁石を１組とする３組の
電磁石を主体に構成されて前記回転体を磁気力に
よつて完全非接触に支承する磁気軸受と、この磁
気軸受を構成している各電磁石の回りに上記電磁
石と同心的に配置されて同一軸上で対向するもの
同志が協動して選択された軸回りに前記回転体を
磁気力で回転駆動する３組のモータステータとを
備えている。

また、第２の発明に係るフライホイール装置で
は、球状あるいは中空球状に形成されるとともに
表面に磁性体層を有した回転体と、この回転体を
磁気力によつて完全非接触に支承する磁気軸受と
を具備し、前記磁気軸受が、前記回転体を挟んで
離間対向配置された第１および第２の磁極と、こ
れらの磁極の対向方向と直交する方向に前記回転
体を挟んで離間対向配置された第３および第４の
磁極と、前記各磁極の２つの対向方向に対してそ
れぞれ直交する方向に前記回転体を挟んで離間対
向配置された第５および第６の磁極と、前記回転
体の外側に配置され、その内側に前記第１乃至第
４の磁極を固着したリング状の第１の継鉄と、前
記第１乃至第４の磁極に対応して前記第１の継鉄
と外側にそれぞれ固着され、前記回転体の中心を
通る方向に着磁された第１乃至第４の永久磁石
と、前記回転体の外側に配置され、その内側に前
記第１および第２の永久磁石と前記第５および第
６の磁極とを固着したリング状の第２の継鉄と、
前記回転体の外側に配置され、その内側に前記第
３および第４の永久磁石を固着し、かつ前記第２
の継鉄と連結されたリング状の第３の継鉄と、前
記第１乃至第６の磁極にそれぞれ装着された第１
乃至第６のコイルとを主体に構成されている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡単な構造で回転体を非接触
で支承することができ、且つこの１個の回転体を
任意の軸方向回りに回転させることができる。こ
のため、従来人工衛星の姿勢制御の３軸に各１台
搭載されていたフライホイール装置を１台のみに
することができ、人工衛星の姿勢制御に用いるフ
ライホイール装置の小型・軽量化及び部品点数の
減少並びに信頼性の向上をはかり得る。

特に、第１の発明では、磁気軸受を構成してい
る各電磁石の回りに上記電磁石と同心的に配置さ
れて同一軸上で対向するもの同志が協動して選択
された軸回りに回転体を磁気力で回転駆動する３
組のモータステータを設けているので、設置スペ
ースの有効利用を図れ、全体の小型化を図れるば
かりか、他の場所にモータステータを配置した場
合に較べて磁気軸受の磁束を回転体構成部材が横
切ることによつて起こる渦電流損失を少なくでき
る。すなわち、モータステータを付勢すると、回
転体が回転するが、付勢されているモータステー
タの中心軸上に位置している電磁石から出た磁束
は回転体上の一定の領域を通過するので、上記領
域部分に流れる渦電流は極めて小さい。したがつ
て、他の場所にモータステータを配置した場合に
較べて渦電流損失を少なくでき、それだけ回転駆
動パワーを少なくできることになる。また、同一
軸上に対向している１組のモータステータを付勢
すると、これらモータステータと回転体との間に
回転体の軸方向への推移を拘束する吸引力を作用
させることができるので、安定した回転に寄与で
きる。このことは、結果的に、上記軸上に位置し
ている電磁石の必要パワーを少なくできることに
もなる。

また、第２の発明では永久磁石と電磁石とを併
用することにより、消費電力が少ない所謂ゼロ・
パワー方式が実現可能となる。さらに、リング状
の継鉄を用いた場合、４個の永久磁石から発せら
れる磁束を効率良く使用した磁気回路が形成され
ることになり、この磁気回路により上下左右６方
向から回転体を支承することになり、回転体のあ
らゆる方向の外乱に対して安全な構造を実現する
ことができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例によつて説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係わるフライ
ホイール装置の概略構成を示す立体図である。こ
の例では３軸制御型の磁気軸受を用いている。図
中１０は後述する如く多層状に形成された中空球
状の回転体であり、この回転体１０の外側には後
述する如くコイル及び磁極からなる６個の電磁石
２０ａ，〜，２０ｆが所定の間隙をおいて設けら
れている。即ち、回転体１０の中心を通り相互に
直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸に関して、Ｘ軸方向に回転
体１０を挟んで１組の電磁石２０ａ，２０ｂが対
向配置され、Ｙ軸方向に回転体１０を挟んで１組
の電磁石２０ｃ，２０ｄが対向配置され、Ｚ軸方
向に回転体１０を挟んで１組の電磁石２０ｅ，２
０ｆが対向配置されている。ここで、上記電磁石
２０ａ，〜，２０ｆは回転体１０を磁気吸引力に
より非接触で支承する磁気軸受を構成している。
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に対向する３組の電磁石２０
ａ，〜，２０ｆのそれぞれの一方には回転体１０
に対向する球面の中央に該回転体１０の変位を非
接触で検出する変位計３０ａ，３０ｃ，３０ｅが
設けられている。そして、これらの変位計３０
ａ，〜，３０ｅによつて、回転体１０のＸ，Ｙ，
Ｚ軸に関する変位がそれぞれ検出されるものとな
つている。

一方、前記Ｘ軸方向に対向配置された電磁石２
０ａ，２０ｂの外側には、電磁石２０ａ，２０ｂ
と同心円状に後述する磁極及びコイルからなるモ
ータのステータ（駆動部）４０ａ，４０ｂが設け
られている。このステータ４０ａ，４０ｂは前記
回転体１０をロータとしてモータを構成するもの
である。なお、図には示さないがＹ，Ｚ軸に関し
てもＸ軸と同様にモータステータ４０ｃ，４０
ｄ，４０ｅ，４０ｆがそれぞれ設けられるものと
なつている。

次に、上記構成された本装置の作用について説
明する。

まず、回転体１０の浮上動作は以下のようにし
て行う。Ｘ軸に関してのみ説明すると、変位計３
０ａによつて得られた回転体１０の変位信号によ
り電磁石２０ａ，２０ｂのいずれかのコイルに電
流を流し、電磁石２０ａ，２０ｂによる磁気吸引
力を増減することで回転体１０のＸ軸方向の移動
を行い、Ｘ軸方向に関して完全非接触の位置に回
転体１０を保持する。これをＹ，Ｚ軸方向に関し
ても行えば、回転体１０は完全非接触で浮上する
ことになる。

また、回転体１０の回転駆動は、次のようにし
て行う。まず、Ｘ軸方向のモータステータ４０
ａ，４０ｂのコイルに電流を流すと、回転体１０
で構成されているモータロータを磁束が横切るこ
とにより、回転体１０をＸ軸回りに回転させるこ
とができる。さらに、Ｙ，Ｚ軸回りに関しては、
Ｙ，Ｚ軸方向のモータステータのコイルに電流を
流すことにより、Ｘ軸回りと同様にＹ軸回り及び
Ｚ軸回りに回転させることができ、これにより回
転体１０を任意の軸回りに回転させることが可能
となる。

このように本実施例装置によれば、球状の回転
体１０を電磁石２０ａ，〜，２０ｆによる磁気吸
引力で完全非接触に支承することができ、しかも
モータステータ４０ａ，〜，４０ｆによる磁気力
により回転体１０を任意軸回りに回転させること
ができる。このため、従来人工衛星の３軸にそれ
ぞれ１台ずつ搭載していた姿勢制御用のフライホ
イール装置を１台に置き換えることが可能とな
る。従つて、部品点数の減少、衛星内の設置場所
の低減がはかれるうえ、磁気軸受に必要とされる
電力増幅器の数を最小限に抑え、引いては装置全
体の小型化・軽量化、さらに信頼性の向上をはか
り得る等の利点がある。

また、磁気軸受を構成している各電磁石２０
ａ，〜，２０ｆの回りに上記電磁石と同心的に配
置されて同一軸上で対向するもの同志が協動して
選択された軸回りに回転体１０を磁気力で回転駆
動する３組のモータステータを設けているので、
設置スペースの有効利用を図れるばかりか、他の
場所にモータステータを配置した場合に較べて磁
気軸受の磁束を回転体構成部材が横切ることによ
つて起こる渦電流損失を少なくできる。また、同
一軸上に対向している１組のモータステータを付
勢すると、これらモータステータと回転体１０と
の間に回転体の軸方向への推移を拘束する吸引力
を作用させることができるので、安定した回転に
寄与できる。これによつて、結果的に、上記軸上
に位置している電磁石の必要パワーを少なくでき
る利点もある。

次に、上記実施例装置をさらに詳しく説明す
る。

第２図は前記第１図に示したフライホイール装
置をXY平面で切つた断面図である。ここで上記
装置は先にも説明したように回転部と静止部とに
大きく分けることができる。回転部は中空球状の
回転体１０からなり、静止部は電磁石２０ａ，
〜，２０ｆ、変位計３０ａ，〜，３０ｅ及びモー
タステータ４０ａ，〜，４０ｆから構成されるも
のとなつている。

球状の回転体１０は、外層に電磁石の磁束を通
す磁性体１１、中間層にモータのロータである導
電体１２、内層にモータステータから発せられた
磁束を通す磁性体１３の３層から構成されてい
る。

電磁石２０ａ，〜，２０ｆ、例えば電磁石２０
ａは、高透磁率性材料の磁極２１ａ、溝２２ａ及
びコイル２３ａから形成されている。即ち、磁極
２１ａは回転体１０から所定の間隙をおいて設置
され、回転体１０の表面に沿うように一方を球面
に形成されている。そして、磁極２１ａに設けら
れた円筒状の溝２２ａに電磁石コイル２３ａが装
着されている。他の電磁石２０ｂ，〜，２０ｆに
ついても同様である。また、前記変位計３０ａの
検出信号は制御器５１に供給され、この制御器５
１により電力増幅器５２によつて電磁石２０ａ，
２０ｂに供給される電流が制御されるものとなつ
ている。他の変位計３０ｃ，３０ｅについても同
様である。

ここで、回転体１０の浮上動作をＸ軸を例にと
り説明する。まず、回転体１０のＸ軸方向の変位
を変位計３０ａによつて非接触に検出する。次い
で、この変位計３０ａの検出信号に基づき、制御
器５１によつて、回転体１０の両側に設置された
電磁石２０ａ，２０ｂのそれぞれのコイル２３
ａ，２３ｂに通流する電流を決定する。さらに、
電力増幅器５２によつて、実際にコイル２３ａ，
２３ｂに電流を印加し、２個の電磁石２０ａ，２
０ｂによる磁気吸引力の増減で回転体１０をＸ軸
に関して完全非接触の位置に保持する。同様の動
作をＹ，Ｚ軸に対して行えば、回転体１０は完全
非接触で支承されることになる。

一方、回転体１０に駆動力を与えるモータステ
ータ４０ａ，〜，４０ｆ、例えばステータ４０ａ
は、電磁石２０ａの外周にリング状に形成され、
前記回転体１０に向かつて突起を持つ継鉄４１ａ
及びこの継鉄４０ａの突起部に装着されたコイル
４２ａから構成されている。他のステータ４０
ｂ，〜，４０ｆについても同様である。

ここで、ステータ４０ａで発せられた磁束φ₁
は、第３図に示す如くステータ４０ａの１つの磁
極から出て回転体１０の外層１１、中間層１２、
内層１３を通つて他の磁極に入る。このような磁
路を構成することにより、回転体１０を矢印方
向、つまりＸ軸回りに回転させることができる。
なお、前述したように各モータステータ４０ａ，
〜，４０ｆは、必ずしも１軸に対して２個必要で
はなく、１軸に関して１個、つまり合計３個のス
テータだけでもその機能は十分発揮される。但
し、モータステータを対向させることは、モータ
の磁束φ₁によつて生じる回転体１０への吸引力
を打消し合う効果が生れ、磁気軸受の安定度の向
上及び電磁石に供給される電流を少なくでき、低
消費電力化に有効である。

第３図は電磁石及びステータの部分を拡大して
示す断面図である。電磁石２０ａのコイル２３ａ
に電流を流した場合、磁束φ₂は磁極２１ａの内
側から出て回転体１０の外層１１を通り、磁極２
１ａの外側に戻る経路を形成する。回転体１０の
中間層１２は非磁性体であるから回転体１０と磁
極２１ａとの間の空隙に対して中間層１２の厚さ
を大きくとつておけば、磁束φ₂とモータの磁束
φ₁とが交鎖することは殆どない。さらに、電磁
石２０ａの磁極２１ａの内側の磁極２４ａと外側
の磁極２５ａとを同一面積にしておけば、空隙の
磁束密度は略一定となり、回転体１０の回転によ
つて生じる渦電流に起因した損失は低減されるこ
とになる。

第４図は第２の実施例の要部構成を拡大して示
す断面図である。なお、第３図と同一部分には同
一符号を付して、その詳しい説明は省略する。こ
の実施例が先に説明した実施例と異なる点は、前
記電磁石の磁極に形成する溝の数を増やしたもの
である。即ち、電磁石２０ａの磁極２１ａの回転
体１０に対向する球面には、円筒状の溝２２ａ，
２２a′を同心円状に２本形成し、これらの溝２２
ａ，２２a′のそれぞれにコイル２３ａを装着して
いる。この場合、回転体１０の外層１１の磁極２
４ａと中間層１２の磁極と内層１３の磁極との面
積比を１：２：１にすることにより、一方の磁束
φ₁と他方の磁束φ₂による空隙の磁束密度を等し
くして、回転体１０の回転によつて生じる損失を
低減することができる。なお、本実施例は、上述
した溝の数が限定されるものではなく、空隙の磁
束密度を等しくすることが可能であれば、コイル
の溝の数は任意でよい。

第５図乃至第７図は本発明の第３の実施例の概
略構成を示すもので、第５図はXY平面で切断し
た断面図、第６図はXZ平面で切断した断面図、
第７図はＺ方向から見た立体図である。なお、第
１図乃至第３図と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。この実施例は電
磁石と共に永久磁石を用い、消費電力の低減をは
かつたものである。

前記電磁石２０ａ，〜，２０ｆは先の第１の実
施例と同様にＸ，Ｙ，Ｚ軸方向にそれぞれ対向配
置されている。電磁石２０ａ，〜，２０ｄの磁極
２１ａ，〜，２１ｄは、例えば珪素鋼で作られた
リング状の第１の継鉄６０の内側にそれぞれ固着
されている。第１の継鉄６０は、前記回転体１０
の外側にＺ軸と直交する方向に該回転体１０と同
心円状に配置されている。また、第１の継鉄６０
の外側には、上記４つのラジアル磁極２１ａ，
〜，２１ｄに対応する位置に、厚さ方向（回転体
１０の中心を通る方向）に着磁された４個の永久
磁石７０ａ，〜，７０ｄが固着されている。

また、回転体１０の外側には、上記第１の継鉄
６０よりも大径のリング状の第２の継鉄８０がＹ
軸方向と直交する方向に配置され、この継鉄８０
の内側には上記永久磁石７０ａ，７０ｂがそれぞ
れ固着されている。さらに、回転体１０の外側に
は第２の継鉄８０と同径の第３の継鉄９０がＸ軸
方向と直交する方向に配置されており、この継鉄
９０はＺ軸方向の対向する２箇所で第２の継鉄８
０に連結一体化されている。そして、第３の継鉄
９０の内側には上記永久磁石７０ｃ，７０ｄがそ
れぞれ固着され、さらに上記継鉄８０，９０の連
結部の内側には前記電磁石２０ｅ，２０ｆのスラ
スト磁極２１ｅ，２１ｆがそれぞれ固着されてい
る。

なお、回転体１０は、この場合多層状ではなく
磁性体からなる中空球状に形成されている。ま
た、前記変位計３０ａ，３０ｃ，３０ｅは先の第
１の実施例と同様に設けられている。

次に、上記構成された本装置の作用について説
明する。

第８図は磁気軸受のＺ軸方向に関する磁束の流
れを説明するための図であり、前記第６図と同様
な断面を示している。永久磁石７０ａのＮ極から
発せられる一方の磁束は破線７１に示す如くラジ
アル磁極２１ａを通りギヤツプ２６ａを介して回
転体１０内に入り、周方向に沿つて流れ、ギヤツ
プ２６ｅを介してスラスト磁極２１ｅに入り、第
２の継鉄８０を通つて永久磁石７０ａのＳ極に戻
る磁路を形成する。また、永久磁石７０ａのＮ極
から発せられる他方の磁束は破線７２に示す如く
ラジアル磁極２１ａ→ギヤツプ２６ａ→回転体１
０→ギヤツプ２６ｆ→スラスト磁極２１ｆ→第２
の継鉄８０と通り、永久磁石７０ａのＳ極に戻る
磁極を形成する。

また、他の永久磁石７０ｂ，〜，７０ｄについ
ても同様な磁路が形成されている。これらの磁束
は、上述した磁路に常に流れており変化しない。

第８図では、回転体１０をＺ軸の負の方向に移
動し、それを安定な位置に戻す場合の磁束の流れ
を示している。回転体１０がＺ軸の負方向に移動
した場合、その値を変位計３０ｅによつて検出
し、その検出信号を図示しない制御器により処理
し、図示しない電力増幅器によつて直列に接続さ
れた電磁石２０ｅ，２０ｆに電流を流し、制御磁
束を破線７５，７６のように流すことで、回転体
１０を安定位置まで戻す。この際に、ギヤツプ２
６ｅの磁束は永久磁石による磁束と制御磁束との
和となり、逆にギヤツプ２６ｆの磁束は永久磁石
による磁束と制御磁束との差となる。このため、
ギヤツプ２６ｅの磁束密度がギヤツプ２６ｆのそ
れよりも高くなり、これによつて回転体１０にＺ
軸の正方向の磁気力が働き、回転体１０は安定位
置に浮上することになる。また、回転体１０がＺ
軸の正方向に移動した場合は、電磁石２０ｅ，２
０ｆの電流の向きを換え、制御磁束の向きを逆に
することで、上記と逆の動作を行える。

第９図はＸ，Ｙ軸方向に関する磁束の流れを説
明するための図であり、前記第５図と同様な断面
を示している。この場合、回転体１０をＸ軸の負
方向に移動し、それを安定な位置に戻す場合の磁
束の流れを示している。Ｚ軸の動作と同様に変位
計３０ａによつて回転体１０のＸ軸方向変位を検
出し、その検出信号を図示しない制御器によつて
処理し、図示しない電力増幅器によつて直列に接
続された電磁石２０ａ，２０ｂに電流を流し、制
御磁束を破線７７，７８のように流すことで、回
転体１０を安定位置に戻す。結果的に、ギヤツプ
２６ａの磁束がギヤツプ２６ｂの磁束密度よりも
高くなるので、回転体１０にＸ軸の正方向の力が
働き、回転体１０は安定位置に浮上することにな
る。この際に、Ｙ軸方向の動作に関係するラジア
ル磁極２１ｃ，２１ｄのギヤツプ２６ｃ，２６ｄ
の磁束密度は変化しないため、図のような磁気回
路でＸ，Ｙ軸各々独立に制御できる。Ｚ軸も独立
であることは勿論である。

このように本実施例では、電磁石２０，〜，２
０ｆ、永久磁石７０ａ，〜，７０ｄ及び継鉄６
０，８０，９０の作用により回転体１０を完全非
接触で支承することができ、さらに回転体１０を
任意軸回りに回転させることができる。従つて、
先の第１の実施例と同様な効果が得られる。そし
てこの場合、永久磁石７０ａ，〜，７０ｄと電磁
石２０ａ，〜，２０ｆとを併用しているので、安
定浮上位置での電磁石コイルの電流を殆ど必要と
せず、所謂ゼロパワー方式を採用でき、消費電力
の大幅な低減をはかり得る。また、継鉄６０，８
０，９０を用いたことにより、永久磁石７０ａ，
〜，７０ｄから発せられる磁束を効率良く使用し
た磁気回路が形成されることになり、この磁気回
路が回転体１０の上下左右６方向から回転体１０
を支承することになるので、回転体１０のあらゆ
る方向の外乱に対して安定した構造となる。

なお、本発明は上述した各実施例に限定される
ものではない。例えば、第１乃至第３の継鉄は必
ずしも円形リング状に限るものではなく、矩形リ
ング状のものであつてもよい。さらに、継鉄や回
転体等の材料は、適宜変更可能である。その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して
実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係わるフライ
ホイール装置の概略構成を示す立体図、第２図は
上記装置をXY平面で切断した断面図、第３図は
上記装置の要部構成を拡大して示す断面図、第４
図は第２の実施例の要部構成を示す断面図、第５
図乃至第７図は第３の実施例の概略構成を示すも
ので第５図はXY平面で切断した断面図、第６図
はXZ平面で切断した断面図、第７図はＺ方向か
ら見た立体図、第８図および第９図はそれぞれ上
記第３の実施例の作用を説明するための断面図で
ある。１０…回転体、２０ａ，〜，２０ｆ…電磁石、
２１ａ，〜，２１ｆ…磁極、２２ａ，〜，２２ｆ
…溝、２３ａ，〜，２３ｆ…コイル、２６ａ，
〜，２６ｆ…ギヤツプ、３０ａ，〜，３０ｄ…変
位計、４０ａ，〜，４０ｆ…モータステータ（駆
動部）、４１ａ，〜，４１ｆ…磁極、４２ａ，〜，
４２ｂ…コイル、５１…制御器、５２…電力増幅
器、６０…第１の継鉄、７０ａ，〜，７０ｄ…永
久磁石、８０…第２の継鉄、９０…第３の継鉄。

Claims

【特許請求の範囲】１外側層と内側層とが磁性材で形成されるとと
もに中間層が導電体で形成された３層構造の壁を
持ち、中空球状に形成された回転体と、この回転
体の中心を原点として規定される直角座標上の相
互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸上にそれぞれ前記
回転体を挟んで対向配置された一対の電磁石を１
組とする３組の電磁石を主体に構成されて前記回
転体を磁気力によつて完全非接触に支承する磁気
軸受と、この磁気軸受を構成している各電磁石の
回りに上記電磁石と同心的に配置されて同一軸上
で対向するもの同志が協動して選択された軸回り
に前記回転体を磁気力で回転駆動する３組のモー
タステータとを具備してなることを特徴とするフ
ライホイール装置。２球状あるいは中空球状に形成されるとともに
表面に磁性体層を有した回転体と、この回転体を
磁気力によつて完全非接触に支承する磁気軸受と
を具備し、前記磁気軸受は、前記回転体を挟んで
離間対向配置された第１および第２の磁極と、こ
れらの磁極の対向方向と直交する方向に前記回転
体を挟んで離間対向配置された第３および第４の
磁極と、前記各磁極の２つの対向方向に対してそ
れぞれ直交する方向に前記回転体を挟んで離間対
向配置された第５および第６の磁極と、前記回転
体の外側に配置され、その内側に前記第１乃至第
４の磁極を固着したリング状の第１の継鉄と、前
記第１乃至第４の磁極に対応して前記第１の継鉄
と外側にそれぞれ固着され、前記回転体の中心を
通る方向に着磁された第１乃至第４の永久磁石
と、前記回転体の外側に配置され、その内側に前
記第１および第２の永久磁石と前記第５および第
６の磁極とを固着したリング状の第２の継鉄と、
前記回転体の外側に配置され、その内側に前記第
３および第４の永久磁石を固着し、かつ前記第２
の継鉄と連結されたリング状の第３の継鉄と、前
記第１乃至第６の磁極にそれぞれ装着された第１
乃至第６のコイルとを主体に構成されていること
を特徴とするフライホイール装置。