JPS6199738A - フライホイ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、エネルギを１ｆ積するのに好適なフライホイ
ール装置における制動機構の改良に関する。

〔発明の背景〕

近年、エネルギ資源の減少により省エネルギが問題とな
り、自動車等においては制動時等に生ずる余剰エネルギ
を回収、蓄積するための７２イホイール装置の開発が行
われている。このようなフライホイール装置では、小型
化するために径の小さいフライホイールが用いられて（
・るので、必然的に７ライホイールは高速で回転するも
のとなる。

そのため、フライホイールの過剰回転、異常振動による
破壊のおそれがあり、これに対処するために制動機構が
設けられている。

第３図Ｋ、従来の制動機構付フライホイール装置の一例
を示す。真空容器１内に７シイホイール２が収められ、
その高速回転軸３は高速軸受４によって支承される。高
速回転軸３に級かする真空シール５によって、真空容器
１内のＸ９度が保たれる。高速軸受４及び真空シール５
は抜は止め６によって真空容器１に屯り付けられる。高
速軸受４に対して潤滑油ノズル７が配置される。真空容
器１の底部にたまったＢ！ｉ’！油は、ブーストポンプ
８によって吸い込まれ、昇圧されて、潤滑油供給ポンプ
９の吸込側に送られ、潤滑油供給ポンプ９によって潤滑
油ノズル７から噴射される。真空容器１内は真空ポンプ
１（ＤＣよって排気され、フライホイール２０回転抵抗
を小さくしている。

制動機構１１は、高速回転軸３に一体く取り付けられた
円板１２と、制動時に油圧源１３から圧油が供給される
ブレーキケースエ４と、先端にブレーキパッド１５を有
するピストン１６と、復帰バネ１７とから構成される。

制動時には、油圧源１３から圧油がブレーキケース１４
に供給され、それＫよってピストン１６が復帰バネ１７
に抗して移動し、ブレーキパッド１５が円板１２に押し
付けられる。ブレーキパッド１５と円板１２との間に発
生する摩擦力によって制動がなされる。

＠３図のようなフライホイール装置では、フライホイー
ル２０回転速度は通常１１００００ｒｐ以上の高速度で
あり、且つその回転エネルギは余剰のエネルギを一時蓄
えたもので、相当大であるので、７２イホイー／Ｉ／２
を有効に制動するＫは制動機構が大きくなってしまう。

また、従来、第４図に示されるように、フライホイール
装置に連結された変速優１８の低速回転軸１９に、制動
機１１１１を設けたものがある。しかし、フライホイー
ル２０回転は必ず変速様１８を通さなければ、制動機＄
１１には伝わらないので、変速機工８の破損時には制動
が不可能となり、制動の確実性が落ち、フライホイール
２の暴走、破壊を制し得ない。なお、第３図において、
２０はプラネットギヤ、２１はリングギヤ、２２はサン
ギヤ、２３は軸受、２４は真空シールであり、潤滑油の
油圧回路は省略されている。

その他に、回転軸又はフライホイールの外周を直接ブレ
ーキバンドで締める制動機構などがあるが、ブレーキラ
イニングが７２イホイールの外周にある場合には、フラ
イホイールの周速が速いために、ブレーキライニングの
容量が大きくなるばかりか、軸受やシールがブレーキラ
イニングの雄粍粉によって破壊するおそれがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述した問題点を解決し、大聖化する
ことなしに、確実、安全なフライホイールの制動を行う
ことができるフライホイール装置を提供することである
。

〔発−の特徴〕

上記目的を達成するために、本発明は、潤滑油供給ポン
プの吸込−を、通常は真空容器に接続し、制動時には潤
滑油タンクに切換え接続する第１の弁と、制動時に潤滑
油供給ポンプからの潤滑油を制動油として真空容器内に
流入、充満させる第２の弁と、制動解除時Ｋｐ滑油供給
ポンプから吐出される潤滑油の大部分を潤滑油タンクへ
戻す詑３の弁と、制動時に真空ポンプによる排気を停止
させる排気停止手段とを設け、以て、制動時に、真空容
器からの排油及び排気を停止すると共Ｋ、真全容器内を
潤滑油で充満させ、フライホイールの回転エネルギを７
ライホイールと潤滑油との粘性摩擦による熱エネルギと
して放散させるようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す。第３図と同様な部分
は同一符号にて示す。

潤滑油供給ポンプ９の吸込側は、１１′ｔＢ切換弁２５
によって遠心ポンプなどのブーストポンプ８と潤滑油タ
ンク２６のいずれかに切換え接続される。

潤滑油併給ポンプ９の吐出側は、電磁＋７　’Ｊ　−７
弁２７、高速軸受４に潤滑油を供給するための給油口２
Ｂ（第２図）及び電磁開閉弁２９に接続される。

第１図のイの部分の詳細は第２図に示される通りである
。給油口２８は抜は止め６及び真全容器１に形成され、
ノズル３０に連通ずる。ノズル３０は高速軸受４に向い
て配置される。

真空ポンプ１０と真空容器１との管路中には、１、磁切
換弁３１が配置され、真空容器１を真空ポンプ１０と外
気のいずれかに切換接続する。真空ポンプ１０及びブー
ストポンプ８は接続切換装置３７（クラッチ等による切
換手段）を介してモータ３２によって駆動され、モー／
３２の運転、停止は電源のオン、オフを行うスイッチ３
３によって制御される。フライホイール２の高速回転軸
３０回転はセンサ３４が検出し、真空容器１の底部にた
まった潤滑油のレベルは液面センサ３５が検出する。コ
ントローラ３６は、センサ３４及び液面センサ３５から
の信号にもとすいて、電磁切換弁２５，３１．電磁リリ
ーフ弁２７．電磁開閉弁２９及びスイッチ３３を制御す
る。

なお、潤滑油併給ポンプ９は、高速回転軸３により減速
機を介して駆動されるか、別設のモータにより駆動され
る。

フライホイール２０回転速度が通常状態である場合には
、コントローラ３６は電磁開閉弁２９を閉止状態にする
と共に、電磁切換弁３１を第１図図示のり帰位置にして
、真空ポンプ１ｏを真９容器１に接続させる。また、ス
イッチ３３をオンにして、モータ３２を運転状ＩＩ！に
する。したがって、真空容器１の内部は真空ポンプ１０
によって排気される。

真空容器１の底部に所定レベル以上の潤滑油がたまって
いる時は、コントローラ３６は、電磁切換弁２５を第１
図々示の復帰位置にするので、潤滑油供給ポンプ９は真
空容器１の底部にたまった潤滑油をブーストポンプ８を
経て吸い込み、給油口２８及びノズル３０を通して高速
軸受４に供給する。

真空容器１の底部にたまっている潤滑油のレベルが所定
レベルより下がり、高速軸受４に十分な　　　゛潤滑油
が供給できなくなった時は、液面センサ３５の信号に応
じて、コントローラ３６は電磁切換弁２５を切換位置に
切り換える。これによって、潤滑油供給ポンプ９は潤滑
油タンク２６から潤滑油を吸い込み、高速軸受４に送油
する。潤滑油供給ポンプ９の吐出圧力が過剰になった時
には、電磁リリーフ弁２７が開き、潤滑油を潤滑油タン
ク２６へ戻す。

フライホイール２が過剰に回転した時、或いは大きな振
動が発生し、破壊する危険状態になった時には、センサ
３４からの信号にもとすいて、コントローラ３６は電磁
切換弁２５を切換位置にし、電磁開閉弁２９４を開通状
態にする。同時に１、スイッチ３３をオフにし、モータ
３２を停止させる。これにより真空ポンプ１０及びブー
ストポンプ８も停止し、真空容器１の排気及び排油が停
止される。尚滑油供給ポンプ９は潤滑油タンク２６から
潤滑油を吸い込み、電磁開閉弁２９を通して真空容器１
へ流入させる。電磁開閉弁２９から真空容器ＩＫ至る管
路は十分広くなっているので、潤滑油は即座に真空容器
１内に充満する。このため、フライホイール２は潤滑油
と接触し、その粘性によつ【回転速度が減じられる。

制動解除時には、コントローラ３６は、電磁切換弁２５
を、Ｏ！帰位置に戻し、電磁開閉弁２９を閉止状態にし
、接続切換Ｉｌｔ［３７によりブーストポンプ８のみを
モータ３２に接続し、電磁切換弁３１を切換位置に切り
換え、スイッチ３３をオンにすると共に、電磁リリーフ
弁２７のリリーフ設定圧力を下げる。これにより、真空
容器１内の潤滑油は、電磁切換弁３１を通って導入され
る大気圧に押されながら、ブーストポンプ８を介して潤
滑油供給ポンプ９によって吸い出される。そして、高速
軸受４の潤滑に必要な量υ外の潤滑油は、電磁リリーフ
弁２７を通って潤滑油タンク２６へ戻される。

本実施例によれば、潤滑油を制動油として共用している
から、制動機構の大型化を避けることができる。フライ
ホイール２を直接、且つ流体を用いて、制動するためＫ
、制動がａ笑、安全なものとなる。また、スムーズな減
速か行える。フライホイール２０回転数が高い程、制動
の効果が大きく、蓄エネルギ用フライホイール装置には
大変有効である。

〔発明と実施例の対応〕

図示実施例における［ｆｉｉ切換弁２５が本発明のｖ、
１の弁に、電磁開閉弁２９が第２の弁に、電磁リリーフ
弁２７が第３の弁に、スイッチ３３が排気停止手段に、
それぞれ相当する。

〔変形例〕

潤滑油供給ボン１９をとして可変容量油圧ポンプを用い
れは、更に効率的な送油並びに排油がＷＪ能となる。

潤滑油供給ポンプ９が真空中の真空容器１内から潤滑油
を吸い込むことができれば、ブーストポンプ８は必要な
い。

高速軸受４への潤滑油供給及び制動解除時の過剰潤滑油
の―滑油タンク２６への排出が両立できれば、電磁リリ
ーフ弁２７０代わりに一般的なリリーフ弁を用いること
が可能である。また、開閉を断続的に行うと共Ｋ、その
開時間と閉時間の比を変えるオンオフ弁を、第３の弁と
してｔａｆリリーフ弁２７０代わりに使用することもで
きるし、通常及び制動時は開通し、制動解除時に絞りを
通して給油口２８と潤滑油タンク２６の両方に連通する
切換弁を、第３の弁として潤滑油供給ポンプ９シの吐出
側に設けることもできる。

真全ポンプ１０やブーストポンプ８は高速回転（軸３に
よって減速機及びクラッチを介して駆動されるものでも
よい。その場合、真空ポンプ１０用のクラッチが排気停
止手段となる。また、真空ポンプ１０は常時回転させて
おき、真空容器１との連通をしゃ断することＫより排り
を停止させることも可能である。

制動解除時Ｋ、真空容器１を外気に開放することは必ず
しも必要ではない。

高速軸受４は真空シール５の内側に配電されるものには
限らず、第３図に示されるように真空シール５の外側に
配置されるようにしてもよい。

真空容器１は、第４図に示されるように変速機１８を内
部に有するものを含むつまた。潤滑油の加熱、冷却用に
ヒータ、クーラーを備えたものをも含む、 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、＋１４滑油供絶
ポンプの吸込側を通常は真空容器に接続し、制動時には
潤滑油夕／りに切換え接続する第１の弁と、制動時Ｋ１
４滑油供給ポンプからの潤滑油を制動油として真空容器
内に流入、充満させる第２の弁と、制動解除時に潤滑油
供給ポンプから吐出される潤滑油の大部分を潤滑油タン
クへ戻す第３の弁と、制動時に真空ポンプによる排気を
停止させる排気停止手段とを設け、以て、制動時に、真
空容器からの排油及び排気を停止すると共に、真空容器
内を潤滑油で充満させ、フライホイールの回転エネルギ
をフライホイールと潤滑油との粘性摩擦による熱エネル
ギとして放散させるようＫしたから、大型化することな
しに、確実、安全な制動を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図のイに示す部分の拡大断面図、第３図は彷来のフライ
ホイール装置の一例を示す構成図、第４図は従来のフラ
イホイール装置の他の例を示す構成図である。 １・・・・・・真空容器、２・・・・・・フライホイー
ル、４・・・・・・高速軸受、８・・・・・・ブースト
ポンプ、９・・・・・・シ滑油供給ポンプ、１０・・・
・・・真空ポンプ、２５・・・・・・電磁切換弁、２６
・・・・・・潤滑油タンク、２７・・・・・・電磁＋７
１Ｊ−フ弁、２９・・・・・・ｔａ開閉弁、３１・・・
・・・電磁切換弁、３２・・・・・・モータ、３３・・
・・・・スイッチ、３４・・・・・・センサ、３５・・
・・・・液面センサ、３６・・・・・・コントローラ。 第１図 第２図 第３図 　　　ｄ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、真空容器と、該真空容器内に収められたフライホイ
   ールと、潤滑油を供給する潤滑油供給ポンプと、真空容
   器内を排気する真空ポンプとを備えたフライホイール装
   置において、潤滑油供給ポンプの吸込側を、通常は真空
   容器に接続し、制動時には潤滑油タンクに切り換え接続
   する第１の弁と、制動時に潤滑油供給ポンプからの潤滑
   油を制動油として真空容器内に流入、充満させる第２の
   弁と、制動解除時に潤滑油供給ポンプから吐出される潤
   滑油の大部分を潤滑油タンクへ戻す第３の弁と、制動時
   に真空ポンプによる排気を停止させる排気停止手段とを
   設けたことを特徴とするフライホイール装置。