JPH04207961A - 横置き超電導モータ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気自動車に搭載可能なコンパクトな超電導
モータの超電導マグネットの断熱支持に関する。

〔従来の技術〕

従来、電気自動車に搭載可能なコンパクトな超電導モー
タの実現が期待されているか、その現状は次のよってあ
る。

超電導モータのステータのコイルとして超電導コイルを
用いた場合に、このモータを起動させると超電導コイル
に大きな力が発生する。そのために、この超電導コイル
を何らかの方法で超電導モータのケースに支持し、固定
しなければならないか、この超電導モータのケースは室
温空間に存在するので、超電導モータのケースの室温部
から超電導コイルの支持部材を通じて侵入し、超電導コ
イルの存在する液体ヘリウム温度部に熱か侵入すること
になる。超電導コイルの超電導状態を維持するためには
、侵入する熱か、液体ヘリウム温度部へ到達することを
防かなくてはならない。さらに、いったん極低温領域に
侵入した熱を室温空間に排出するためには、莫大なエネ
ルギーを必要とするので、このためにも液体ヘリウム温
度部への熱の侵入を防かなければならない。従来、一般
的に超電導状態を維持するための技術として、超電導コ
イルか浸されている液体ヘリウム槽の周囲を液体窒素槽
か包囲するようにして断熱する構造、いわゆるクライオ
スタットか知られている。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、特に、自動車に用いるような小型の横置
き超電導モータにおいては、超電導維持温度部、例えば
、液体ヘリウム温度部と超電導モータのケース温度、即
ち室温、との間に中間温度に冷却された中間温度部、例
えば、液体窒素温度部を設けるために、液体ヘリウム温
度郡全体を液体窒素槽て包囲することは小型の超電導モ
ータの装置全体の大きさの制約から採用できないことで
ある。そこで、本発明は、超電導コイルの支持部材を断
熱構造とすることによって外部から侵入する熱をコンパ
クトな構造で防いた超電導モータを提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決するために、ステータ側に超
電導マグネットを有する横置き超電導モータにおいて、
超電導モータのケースと超電導維持温度部との間に中間
温度に冷却された温度ダンパを設けたものである。また
、本発明は、温度ダンパをアルミニウムの肉盛り部とし
たもである。

さらにまた、本発明は、温度ダンパを超電導モータのケ
ース内の細心方向の何れか一側に設けたものである。

〔作用〕

本発明の温度ダンパはアルミニウムの肉盛り部となって
いるのて、その肉盛り部は熱容量か他の部位に比へて高
くなっている。したかって、断熱支持部材を長くした場
合と同し作用を有する。

第５図は断熱支持材の途中に温度ダンパを設けた場合の
室温部とヘリウム温度部間の断熱支持材の距離−温度勾
配を示す図である。このように、温度ダンパを設けた場
合は、温度ダンパ部は絶えず液体窒素温度に保たれてい
るから、この部分て距離−温度勾配はフラットになり、
温度ダンパ部から液体ヘリウム温度部までの距離−温度
勾配は小さくなる。即ち、断熱支持材の距離を短かくし
ても液体ヘリウム温度を維持することかできるので、断
熱支持材の長さを短いものとすることかでき、コンパク
トな構造で液体ヘリウム温度部への外部からの熱侵入を
防ぐことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例の横置き超電導モータの軸心方
向の垂直断面図、第２図は同じく軸心方向の水平断面図
、第３図は第１図への部分の拡大図、第４図は第１図の
Ｂ−Ｂの断面図をそれぞれ示す。

本発明の横置き超電導モータを第１図〜第４図に基づい
て説明する。

ｌは超電導モータの外側のケースを示す。ケース１の内
部空間の中心近傍であるが若干下方に偏心して位置する
、モータの回転を伝えるシャフト】５か、ベアリングに
よって回転自在にケースｌに固定されており、そのシャ
フト１５を中心にしてロータ８か固定されている。そし
てそのロータ８はロータ巻線部９をその先端に有し、ヘ
アリングにより回転自在に固定されている。

ステータ部は、ロータ８の存在するロータ部の周囲を取
り巻くように、薄肉円筒シリンダ状の隔壁６てロータ部
と隔てられ、薄壁６とケース１とによって真空に保たれ
ている。ステータ部には、隔壁６に極近接して隔壁６を
取り囲むように液体ヘリウム槽３か存在する。その液体
ヘリウム槽３内には超電導コイルを用いた超電導マグネ
ットｌＯか液体ヘリウムに完全に浸されて、隔壁６に極
近接するように固定されている。

前記隔壁６と液体ヘリウム槽３との間には第３図（第１
図のＡ部分）で示すように、輻射シールド薄板７か空間
を保って極近接して配置されている。前記液体ｔ・リウ
ム槽３の周囲には液体窒素温度部か取り囲んでおり、該
液体窒素温度部は、液体窒素槽２、輻射ソールト薄板７
、輻射シールド厚板２０、肉盛り部４、輻射ンールト板
１９がら構成されている。液体窒素槽２か横置き超電導
モータの一方の側壁の内部に配置され、他方の側壁の内
部に温度ダンパ機能を有する熱容量の高いアルミニウム
の肉盛り部４を配置した。そして、前記液体窒素槽２と
前記肉盛り部４は、ケース１の周面に沿うように対向し
て配置された輻射シールド厚板２０によって熱的に結合
されている。前記肉盛り部４は輻射シールド厚板２０の
結合には溶接を用いた。

絶対温度７７にの液体窒素槽２か、熱伝導性の良いアル
ミニウム等で作成された前記輻射シールド薄板７、輻射
ンールト厚板２０、肉盛り部４、輻射ンールト板１９と
熱的に結合して、これらの液体窒素温度部を７７Ｋに保
っている。また、これらの輻射シールド薄板７、輻射ン
ールト厚板２０、肉盛り部４、輻射ンールト板】９は、
ケースＩから侵入してきた輻射熱をソールドする機能を
有し、輻射熱を内部の液体ヘリウム槽３へ通さない。

前記液体ヘリウム槽３と前記液体窒素槽２との間に断熱
をするためのスーパーインシュレーション１】か設けら
れている。スーパーインノユレーション１１には、例え
ば、輻射熱の反射を行なうためにガラス繊維をアルミ箔
で包囲したものか用いられる。

横置き超電導モータのケース１の２個の側壁の一方の内
側の液体窒素部には液体窒素槽２か存在し、該液体窒素
槽２は、液体窒素温度部の外側に設けた断熱支持材２１
および断熱支持台２３によって、断熱的にケース１に固
定支持されている。

例えば断熱支持材２】はスポークで構成さており、該ス
ポークの一端は、ケース１とスプライン結合された断熱
支持台２３と引張力によって固定されており、また、該
スポークの他端は液体窒素槽２に設けた円周鍔にスポー
クの半径方向の引張力によって固定されているので、結
局のところ、該液体窒素槽２はケース１にスポークによ
って吊り下げ固定されていることになる。

またさらに、前記液体窒素槽２の液体ヘリウム槽に面し
た円周鍔には別の断熱支持材２１であるスポークか固定
されてあり、超電導コイルＩＯを容している液体ヘリウ
ム温度部を吊り下げ支持している。

また、ケース】の他方の側壁の内側の液体窒素温度部に
は温度ダンパとしての肉盛り部４とそれに続く輻射シー
ルド板１９か存在し、該肉盛り部４は、液体窒素温度部
の外側に設けた断熱支持材５および断熱支持台２２によ
って、断熱的にケース１に固定支持されている。該断熱
支持台２２はケースの側壁と隔壁６とによってサンドイ
ッチ状にボルトて締めつけ固定されている。

またさらに、肉盛り部４のヘリウム温度部に面する側に
は断熱支持材５であるスポークが固定され、そのスポー
クが超電導コイル１０を容している液体ヘリウム温度部
を吊り下げ支持している。

次に、液体窒素槽２内で気体窒素になったガスを排出す
るためガス窒素排気管１２か輻射シールド厚板２０の外
周面を巻いており、該ガス窒素排気管１２の最終端はロ
ータ部内に導入され、ロータ部を冷却している。

ケースｌの側壁の片側最上部には液体ヘリウム転送口２
４、および液体窒素転送口２５か配設されている。この
液体ヘリウム転送口２４から超電導モータの外部に設け
た液体ヘリウムタンクから液体ヘリウムを供給して、モ
ータ内の液体ヘリウム槽３の液体ヘリウム液面のレベル
を一定にに保つ。また、液体ヘリウムタンクをモータの
外部に設けなくても、外部に設けた冷凍機によりガス化
したヘリウムを再び液体に冷却してやり、前記液体ヘリ
ウム転送口２４から液体ヘリウムを供給してもよい。こ
のように、液体ヘリウム槽には何らかの液体ヘリウム液
面のレベル維持するための液体ヘリウム供給手段が必要
である。

さらに、ケース１の円筒外周面の最上部には真空排出口
２６か設けられている。

、　以上の構成は、温度ダンパとしてのアルミニウムの
肉盛り部４をケース１内の超電導モータの軸心方向の一
側たけに設けた実施例を示したか、ケースｌ内の両側に
それぞれ温度ダンパである肉盛り部４を設けた場合には
、液体窒素槽２を超電導モータの外部に設け、そこから
パイプで液体窒素を超電導モータ内部に導入し、２つの
肉盛り部を液体窒素温度に保つことにより、断熱支持材
を通して侵入する外部からの熱を防ぐことができる。

また、この実施例では超電導温度を維持するために液体
ヘリウムを用い、またこの液体ヘリウムを断熱するため
の中間温度部の維持に液体窒素を用いたか、使用する超
電導材料の臨界温度によってこれらの冷媒の種類を種々
変更できることは言うまでもないことである。

なお、本発明は上記実施例に限定さるものてはなく、本
発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これら
を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、超電導モー
タのケースと超電導維持温度部との間に中間温度部に冷
却された温度ダンパを設けたので、温度ダンパによって
外部から侵入する熱をコンパクトな構造て防くことがて
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の横置き超電導モータの軸心
方向の水平断面図を示す図、第２図は、同じく、軸心方
向の垂直断面図を示す図、第３図は、第１図のへの拡大
図、第４図は第１図のＢ−Ｂ断面図、第５図は、本発明
の断熱支持材の距離−温度勾配を示す図である。 １　ケース、２・−液体窒素槽、３　液体ヘリウム槽、
４　肉盛り部、５．２１　　ｆｒ熱支持材、７−輻射シ
ールド薄板、１９・輻射シールド板、２０・輻射シール
ド厚板、２２．２３−１５ｒ熱支持台。 特許出願人　アイシン・エイ・ダブり二株式会社代理人
　弁理士　光来圧　良　彦（外２名）第２図 ／ｌ　　　　　　　　　　　　／２ 第３図 第５図 距離 手続補正書（自発） 平成　３年　３月２２日 平成２年特許願第３３０１１８号 ２、発明の名称 横置き超電導モータ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所（〒４４４−１１）愛知県安城市藤井町高根１０番
地名称　　　　　アイシン・エイ・ダブり二株式会社代
表者　丸木　三千男 ４、代理人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステータ側に超電導マグネットを有する横置き超
   電導モータにおいて、超電導モータのケースと超電導維
   持温度部との間に中間温度に冷却された温度ダンパを設
   けたことを特徴とする横置き超電導モータ。
2. （２）温度ダンパは、アルミニウムの肉盛り部である請
   求項１記載の横置き超電導モータ。
3. （３）温度ダンパは、超電導モータのケース内の軸心方
   向の何れか一側に設けられた、請求項１または２に記載
   の横置き超電導モータ。