JPH04207964A - 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、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けるクライオ部の支持に関する。

〔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
タの実現か期待されているか、その現状は次のよってあ
る。

超電導モータのステータ部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が、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
る熱が、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〕

このように、超電導維持温度部、例えば、液体ヘリウム
温度部は中間温度部、例えば、液体窒素温度部によって
取り囲まれており、本発明ではこの超電導維持温度部と
これを取り囲む中間温度部の断熱構造部分をクライオ部
という。このクライオ部を支持するのに、その支持部材
を通して、外部からの熱侵入の問題がある。また、この
クライオ部を支持固定するのに、ロータとステータを分
ける薄肉円筒シリンダ状の隔壁は強度的にも弱く、熱的
にも熱容量か小さ（、しかも超電導コイルに極近接して
いるので、熱的な影響を及はす。そこで、本発明は、前
記クライオ部を超電導モータのケースに確実に支持固定
するとともに、その組付は性を容易にし、また、その支
持部材によって外部から侵入する熱を超電導温度部へ到
達することを防ぐ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〕

この発明は、上記問題点を解決するために、固定子に超
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の２つの側壁の両側面の一側で、
断熱支持台をケース側壁と隔壁とでサンドイッチ構造で
固定し、他側で別の断熱支持台をスプライン結合により
ケース側壁と結合し、各々の断熱支持台に固定した支持
部材でクライオ部を支持したものである。

〔作用〕

本発明のクライオ部を支持するだめの支持部材のケース
への固定は、支持部材を固定した２つの断熱支持台をケ
ースに固定することによって行なわれており、一方の断
熱支持台は、ケース側壁と隔壁てサンドイッチされ、ボ
ルトによって締めつけ固定されたものであるので、確実
なケースへの固定かおこなえる。また、他方の断熱支持
台はケースにスプライン結合されているから、組付は性
か良く、しかも応力を吸収することかできる。

〔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図は同し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、第５図は本発明の実施例の模式図をを
それぞれ示す。

本発明の超電導モータにおける、超電導維持温度部の冷
却支持構造を第１図〜第５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ソヤフト１５か、ベアリングに
よって回転自在にケース１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が固定されている。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、ベ
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、隔壁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
取り囲むように超電導維持温度部である、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１０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が空間
を保って極近接して配置されている。前記液体ヘリウム
槽３の周囲には中間温度部である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
シールド薄板７、輻射シールド厚板２０、肉盛り部４、
輻射シールド板１９から構成されている。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、輻射シールド厚板
２０、肉盛り部４、輻射シールド板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、これらの輻射ソールト薄板７、輻射ソールト厚板２
０、肉盛り部４、輻射シールド板１９は、ケース１から
侵入してきた輻射熱をシ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。

さらに、前記超電導維持温度部である液体ヘリウム槽３
と前記中間温度部である液体窒素槽２との間に断熱をす
るためのスーパーインシュレーンヨン１１が設けられて
いる。スーパーインシュレーション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。

次に、超電導維持温度部の冷却支持構造を説明する。

横置き超電導モータのケース１０２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Ｉに固
定支持されている。

例えば断熱支持材２１はスポークで構成さており、該ス
ポークの一端は、ケース】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３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、ケース１の他方の側壁の内側の液体窒素温度部に
は肉盛り部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ａ２２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で
締めつけ固定されている。

前記断熱支持台２２．２３は断熱性の良い樹脂、セラミ
ックス等か用いられる。

またさらに、肉盛り部４の液体ヘリウム温度部に面する
側には別の断熱支持材５であるスポークか固定され、そ
のスポークが超電導コイルｊＯ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。

そして、前記液体窒素槽２と前記肉盛り部４は、ケース
ｌの周面に沿うように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に溶接によって接合されている。

前記輻射シールド厚板２０の外周面には、液体窒素槽２
内で気体窒素になった窒素ガスを排出するためガス窒素
排気管１２が巻いており、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１の側壁片側最上部には液体ヘリウム転送口２４
、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
一定に位置に保つ。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。

また、この実施例ては超電導温度を維持するために液体
ヘリウムを用い、この液体ヘリウムを断熱するために中
間温度部の冷却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れるものではなく、
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、クライオ部
を支持するための支持部材のケースへの固定は、支持部
材を固定した２つの断熱支持台をケースに固定すること
によって行ない、一方の断熱支持台は、ケース側壁と隔
壁でサンドイッチされ、ボルトによって締めつけ固定さ
れたものであるので、確実なケースへの固定かおこなえ
る。また、他方の断熱支持台はケースにスプライン結合
されているから、組付は性か良く、しかも応力を吸収す
ることかできるという効果を育する。

【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の断面図、第５図は本発明
の実施例を示す模式ｌ・・ケース、２　液体窒素槽、３
　液体ヘリウム槽、４−肉盛り部、５，２１〜断熱支持
材、７・−輻射シールド薄板、１９−・輻射シールド板
、２〇−輻射シールド厚板、２２．２３　−断熱支持台
。 特許出願人　アイシン・エイ・ダブリュ株式会社代理人
　弁理士　光来用　良　彦（外２名）第２図 手続補正書（自発） 平成　３年　３月２２日 特許庁長官　殿　　　　　　　　　　　　　　　　　　
−二一一 １、事件の表示 平成２年特許願第３３０１２１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１
０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 住　所（〒１０１）　　東京都千代田区神田美土代町７
番地１０５、補正の対象

Claims (1)

【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側壁の一側
   内部で、断熱支持台をケース側壁と隔壁とでサンドイッ
   チ構造で固定し、他側で別の断熱支持台をスプライン結
   合によりケース側壁と結合し、各々の断熱支持台に固定
   した支持部材でクライオ部を支持したことを特徴とする
   横置き超電導モータ。