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公開番号2025004359
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-15
出願番号2023103994
出願日2023-06-26
発明の名称電力貯蔵装置
出願人個人
代理人弁理士法人豊栖特許事務所
主分類H02K 7/02 20060101AFI20250107BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】発熱による回転数の低下を抑制する。
【解決手段】電力貯蔵装置100は、筐体1と、筐体1に収納された、モータ側回転軸12と、モータ側端子14を有するモータ10と、筐体1に収納された、発電機側回転軸22と、発電機側端子24を有する発電機20と、筐体1に収納された、モータ側回転軸12と発電機側回転軸22とを連結するトルクコンバータ30とを備える。外部からモータ側端子14に供給された電力でモータ側回転軸12を回転させ、モータ側回転軸12の回転をトルクコンバータ30を介して発電機側回転軸22を回転させ、発電機側回転軸22の回転により発電機側端子24に生じた電力の内、一部を、外部出力可能とし、他の一部を、モータ側端子14に供給可能に構成している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
供給された電力を回転運動エネルギーとして貯蔵する電力貯蔵装置であって、
筐体と、
前記筐体に収納された、モータ側回転軸と、モータ側端子を有するモータと、
前記筐体に収納された、発電機側回転軸と、発電機側端子を有する発電機と、
前記筐体に収納された、前記モータ側回転軸と発電機側回転軸とを連結するトルクコンバータと、
を備え、
外部から前記モータ側端子に供給された電力で前記モータ側回転軸を回転させ、前記モータ側回転軸の回転を前記トルクコンバータを介して前記発電機側回転軸を回転させ、
前記発電機側回転軸の回転により前記発電機側端子に生じた電力の内、一部を、外部出力可能とし、他の一部を、前記モータ側端子に供給可能に構成してなる電力貯蔵装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力貯蔵装置であって、
前記筐体が、非磁性材料で、耐熱性の材質で構成されてなる電力貯蔵装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力貯蔵装置であって、
前記筐体が、樹脂製である電力貯蔵装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力貯蔵装置であって、
前記筐体が、その一部に開口窓を一以上形成してなる電力貯蔵装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力貯蔵装置であって、
前記開口窓が、前記筐体の長手方向の中間に形成されてなる電力貯蔵装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電力貯蔵装置であって、
前記モータ及び発電機が、ネオジム磁石を用いてなる電力貯蔵装置。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の電力貯蔵装置であって、
前記発電機は、前記発電機側回転軸の周囲に巻かれた、
第一巻き線と、
前記第一巻き線よりも太い第二巻き線を有しており、
前記発電機側回転軸の回転により、
前記第一巻き線に生じた起電力の少なくとも一部を、前記モータのモータ側端子に印加可能とし、
前記第二巻き線に生じた起電力を、前記発電機側端子から出力可能に構成してなる電力貯蔵装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力貯蔵装置であって、
前記第一巻き線を、前記発電機側回転軸の周囲に配置された第一巻き線幅よりも、
前記第二巻き線を、前記発電機側回転軸の周囲に配置された第二巻き線幅を、広くしてなる電力貯蔵装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電力貯蔵装置であって、
前記第一巻き線を、前記発電機側回転軸の周囲に配置された第一巻き線領域を、
前記第二巻き線を、前記発電機側回転軸の周囲に配置された第二巻き線領域よりも、前記モータに近接させてなる電力貯蔵装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電力貯蔵装置であって、
前記発電機側端子が、前記発電機側回転軸の回転により前記発電機側端子に生じた電力を、
外部に出力するための外部出力端子と、
前記モータ側端子に供給するためのモータ用入力端子と
を備えており、
前記モータ側端子と前記外部出力端子との間に、前記モータ用入力端子を配置してなる電力貯蔵装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、外部から供給される電力を回転体の回転運動エネルギーに変換して貯蔵したり、回転体の回転運動エネルギーを電力に変換して外部へ出力する式電力貯蔵装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
フライホイール・バッテリー等の、電気が持つエネルギーを一時的に回転運動の物理的エネルギーに変換して保存し、電気が必要な時に回転運動から発電によって電気を得るフライホイール式電力貯蔵装置が知られている。このようなフライホイール式電力貯蔵装置の一例として、電気自動車等の移動体に搭載される電力貯蔵装置が知られている（特許文献１）。この電力貯蔵装置は、発電機として機能させることが可能なモータと、このモータの主軸（回転駆動軸）に取り付けられる回転体（フライホイール）とを備える。このモータは、永久磁石形同期電動機である。また、回転体は、主軸と直交する方向に広がる、慣性モーメントの大きな円板状の部材である。
【０００３】
この電力貯蔵装置では、電力（電気エネルギー）が供給されたときには、モータが回転体の回転数を上げることによって供給された電力を回転体の回転運動エネルギーに変換した状態で貯蔵する。一方、貯蔵した電力を出力するときには、モータを発電機として機能させ、回転体の回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する。このとき出力された電気エネルギーの量に応じて回転体の回転運動エネルギーが減少するため、その回転数が低下する。
【０００４】
このような電力貯蔵装置では、慣性モーメントの大きな回転体を高速で回転させているため、例えば、当該電力貯蔵装置を搭載した移動体（例えば、電気自動車等）が急に移動方向を変えると、回転体の慣性モーメントによって生じる非常に大きな慣性力（歳差運動）が移動体に作用して移動体の挙動が不安定になる。
【０００５】
そこで、特許文献２に記載の電力貯蔵装置が提案されている。この電力貯蔵装置は、図８及び図９に示されるように、発電機として機能させることが可能なモータ７０２、及びモータ７０２の主軸７０４に取り付けられた回転体７０６を有するフライホイール部７０８と、フライホイール部７０８を水平面上において互いに直交する二つの軸（図８におけるＸ軸及びＹ軸）周りに回転自在に支持するジンバル構造の支持部材７１０とを備える。
【０００６】
この電力貯蔵装置７００では、ジンバル構造の支持部材７１０がフライホイール部７０８を支持することでフライホイール部７０８が移動体に対する姿勢を自由に変更できる。このため、当該電力貯蔵装置７００を搭載した移動体がその移動方向を急に変更したときに、フライホイール部７０８（高速で回転する回転体７０６）が移動体に対する姿勢を変更し、これにより、フライホイール部７０８（高速で回転する回転体７０６）の慣性モーメントに基づく慣性力（歳差運動）が移動体に作用することを防ぐことができる。
【０００７】
しかしながら、上記のようなジンバル構造の支持部材７１０を備えた電力貯蔵装置７００では、複雑な支持構造の支持部材７１０が必要であり、また、この複雑な構造の支持部材７１０を設けることで電力貯蔵装置７００が大型化する。
【０００８】
これに対して、回転体を備えたフライホイール式電力貯蔵装置であって、簡素な構造でありながら当該電力貯蔵装置を搭載した移動体に作用する回転体の回転に基づく慣性力を抑制することが可能なフライホイール式電力貯蔵装置が提案されている（特許文献３）。このフライホイール式電力貯蔵装置は、図１０に示すように、供給された電力を回転運動エネルギーとして貯蔵するフライホイール式電力貯蔵装置８１０であって、特定の方向に延びる主軸８１２と、主軸８１２に取り付けられ且つ当該主軸８１２周りに回転可能な一対の回転体８３０、８３０と、各回転体８３０を互いに逆方向に回転させつつ主軸８１２周りの回転周期を同期させる駆動部８４０とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開平１０－２８５８３４号公報
特開２００５－６５４１１号公報
特許第５８５６０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このようなフライホイール式電力貯蔵装置では効率の点で改善の余地があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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