JPH0456547B2

JPH0456547B2 -

Info

Publication number: JPH0456547B2
Application number: JP57148740A
Authority: JP
Inventors: Hiroe Yamamoto; Naoki Maki; Hiroshi Tomeoku; Kyoshi Yamaguchi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-08-26
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1992-09-08
Also published as: JPS5937879A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は超電導回転子（以下、回転子と称す）
に係り、特に真空断熱部の真空を金属ベローズで
封止している回転子に関するものである。

回転子は回転するクライオスタツトであるから
その内部に断熱のための真空部が設けられるが、
この真空部は回転子の組み立て完了後に減圧さ
れ、封じ切り等の処置が行なわれる。そしてその
後にトルクチユーブに設けた冷媒タンク内に液体
ヘリウムが注入される。

このような回転子の従来例が第１図から第３図
に示される。超電導界磁巻線（以下、界磁巻線と
称す）１はトルクチユーブ２に強固に取り付けら
れてヘリウム容器壁３で囲まれた巻線空間４内に
あり、ヘリウムタンク５内の液体ヘリウム６がト
ルクチユーブ２に設けてあるヘリウム流通穴７を
流通することによつて冷却される。この液体ヘリ
ウム６はヘリウム給排器８を介して機外の固定部
ヘリウムタンク（図示せず）からヘリウム供給管
９により、図中に矢印で示されるようにトルクチ
ユーブ２に接続されている継ぎシヤフト１０の内
部を通つてヘリウムタンク５に送られる。一方、
蒸発したヘリウムガスはトルクチユーブ２や界磁
電流を通じる界磁巻線１から電源入力線となるパ
ワーリード（図示せず）を冷却した後、ヘリウム
給排器８を通じて機外へ放出される。また界磁巻
線１への界磁電流はスリツプリング１１を介して
外部固定電源より供給される。

このように複雑化している回転子内部におい
て、トルクチユーブ２に設けたヘリウムタンク５
と巻線空間４との外側は真空断熱部１２を介した
外筒１３で囲まれている。外筒１３はその内部の
真空断熱部１２と外部とをしや断する密封容器で
ある。と同時に、電気ダンパーシールドとして作
用するので、外筒１３には大きな事故トルクや電
磁気的圧力が作用する。また、この外筒１３の駆
動機側（負荷側）はトルクチユーブ２と一体に固
定された回転軸１４と１段軸受のペデスタル１５
で支持され、反駆動機側（反負荷側）はボルト１
６により外筒継ぎシヤフト１７に接続固定されて
いる。そしてこの外筒継ぎシヤフト１７に設けた
ジヤール軸受１８ａと継ぎシヤフト１０に設けた
ジヤーナル軸受１８ｂとが一台の２段軸受ペデス
タル１９で支持され、継ぎシヤフト１０のトルク
チユーブ２への接続は高速回転用真空ボルト２０
で強固に接続され、外筒継ぎシヤフト１７と継ぎ
シヤフト１０とのトルク伝達はキー２１で精度よ
く伝達されるようにキー２１で固定されている。

このように構成された回転子のトルクチユーブ
２は、トルクチユーブ２の内部のヘリウムタンク
５に液体ヘリウム６が溜められるため4.2Kの極
低温に曝され、軸方向に収縮する。これに対して
外筒１３は通常は室温に保たれ、事故時に多少温
度が上昇する程度である。このように熱伸縮する
トルクチユーブ２と殆んど熱膨張も熱収縮もしな
い外筒１３との間の真空断熱部１２を封じるため
に、伸縮自在の金属ベローズ２２が用いられてい
る。金属ベローズ２で封じ切られた真空断熱部１
２は真空バルブ２３により減圧され封じ切られ
る。

ところでこの金属ベローズ２２は高価であり、
殆んどが特別注文品で納期がかかり、取り付け加
工に細心の注意と精度とが要求されるのみなら
ず、材質が薄いため工作時に溶接火花が少し当つ
ただけで穴があいてしまう。従つてこのような金
属ベローズ２２を溶接して用いる場合には溶接部
の全長を非常に長くしなければならず、溶接部欠
陥により真空リークの可能性が非常に大きかつ
た。なお第２図および第３図において２４は金属
ベローズ２２を外筒１３と継ぎシヤフト１０との
間に取り付けるためのＬ形端板である。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、金属ベローズを溶接部
なしで使用可能とした超電導界転子を提供するに
ある。

すなわち本発明は、金属ベローズを外筒の内径
側で、かつ外筒継ぎシヤフト側に開口して設けた
有底スラスト溝にＯリングを介して挿入し、この
挿入した金属ベローズをその開口側からＯリング
を介し、かつ継ぎシヤフトに接続した断面がＴ形
のスラスト板で押圧支持するようにしたことを特
徴とするものである。

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明
する。第４図および第５図には本発明の一実施例
が示されている。なお従来と同じ部品には同じ符
号を付したので説明は省略する。本実施例では金
属ベローズ２２ａを外筒１３の内径側で、かつ外
筒継ぎシヤフト１７側に開口して設けた有底スラ
スト溝２５にＯリング２６ａ，２６ｂを介して挿
入し、この挿入した金属ベローズ２２ａをその開
口側からＯリング２７ａを介し、かつ継ぎシヤフ
ト１０に接続した断面がＴ形のスラスト板２８で
押圧支持するようにした。このようにすることに
より溶接部なしで金属ベローズ２２ａの機能がよ
く発揮されるようになつて、金属ベローズ２２ａ
を溶接部なしで使用可能として超電導回転子を得
ることができる。

すなわち２５は外筒継ぎシヤフト１７側に開口
して設けた金属ベローズ２２ａを装着して金属ベ
ローズ２２ａをスラストさせる有底スラスト溝
で、この金属ベローズ２２ａ装着の有底スラスト
溝２５の底部にはＯリング２９ａ，２９ｂを設
け、Ｏリング２６ａ，２６ｂを装着した。そして
３０はＴ形のスラスト板２８を継ぎシヤフト１０
に接続する円盤状のスラスト固定板で、このスラ
スト固定板３０にはＯリング溝３１を設けてＯリ
ング３１ａを装着し、このＯリング３１ａを狭ん
でＴ形のスラスト板２８をスラスト固定板３０に
固定ねじ３２で強固に接続した。このようにして
固定したＴ形のスラスト板２８の金属ベローズ２
２ａとの接触部には、金属ベローズ２２ａを損傷
させないようにＯリング溝３３を設け、このＯリ
ング溝３３にＯリング２７ａを装着した。そして
この接触部と反対側のＴ形のスラスト板２８は、
有底スラスト溝２５の開口部に対向して開口する
ように外筒継ぎシヤフト１７に設けた有底溝３４
にＯリング３５ａ，３５ｂを介して挿入し、かつ
その底部には板ばね３６を挿入し、金属ベローズ
２２ａをＴ形のスラスト板２８で押圧支持するよ
うにした、なお同図において３７ａ，３７ｂは有
底溝３４の内径部と外径部とに設け、Ｏリング３
５ａ，３５ｂを挿入するためのＯリング溝であ
る。

このように継ぎシヤフト１０に接続したＴ形の
スラスト板２８で金属ベローズ２２ａを押圧支持
するようにしたので、トルクチユーブ２の熱伸縮
は、トルクチユーブ２の熱伸縮に応じて有底スラ
スト溝２５、有底溝３４内をＯリング２６ａ，２
６ｂ，３５ａおよび３５ｂを介してスラストする
Ｔ形のスラスト板２８を介した金属ベローズ２２
ａの伸縮によつて吸収され、真空断熱部１２の真
空が良好に維持される。そして金属ベローズ２２
ａは従来のような溶接構造を用いていないので、
溶接部による真空リークの懸念がなく、また溶接
部がないので組立運般時の移動衝撃に強く、信頼
性にすぐれたものとすることができる。

第６図には本発明の他の実施例が示されてい
る。本実施例では金属ベローズ２２ａを有底スラ
スト溝２５に凸形端板３８をもつて挿入し、Ｔ形
のスラスト板２８に凹形端板３９をもつて支持さ
れるようにした。すなわち有底スラスト溝２５の
底部に金属ベローズ２２ａの凸形端板３８を挿す
るシール溝４０を設け、Ｏリング４１ａ，４１ｂ
を介して金属ベローズ２２ａを挿入した。そして
Ｔ形のスラスト板２８を金属ベローズ２２ａの凹
形端板３９内にＯリング４１ｃ，４１ｄを介して
挿入した。なお同図において４２ａ，４２ｂはＯ
リング４１ａ，４２ｂを挿入するための径方向に
夫々設けたＯリング溝であり、４２ｃ，４２ｄは
Ｏリング４１ｃ，４１ｄを挿入するための径方向
に夫々設けたＯリング溝である。このようにする
ことにより金属ベローズ２２ａとＴ形のスラスト
板２８とのシールがよくなつてＴ形のスラスト板
２８と金属ベローズ２２ａのシールを前述の場合
より向上させることができる。

第７図には本発明の更に他の実施例が示されて
いる。本実施例では金属ベローズ２２ａを、有底
スラスト溝２５にその有底スラスト溝２５の内径
側および外径側に夫々設けたＯリング４３ａ，４
３ｂ，４３ｃおよび４３ｄを介して挿入し、Ｔ形
のスラスト板２８の凸形端板４４をもつて支持さ
れるようにした。なお同図において４５ａ，４５
ｂは金属ベローズ２２ａの端板４６に設け、かつ
Ｏリング４３ａ，４３ｃを挿入するためのＯリン
グ溝であり、４５ｃ，４５ｄは金属ベローズ２２
ａの凸形端板４４に設け、かつＯリング４３ｂ，
４３ｄを挿入するためのＯリング溝であり、４７
ａ，４７ｂは金属ベローズ２２ａの凸形端板４４
の凸部をＴ形のスラスト板２８にＯリング４８
ａ，４８ｂを介して挿入するために、凸形端板４
４の凸部と嵌合するＴ形のスラスト板２８の凹部
の径方向に設けたＯリング溝である。この場合に
も前述の場合と同様な作用効果を奏することがで
きる。

上述のように本発明は、有底スラスト溝に挿入
した金属ベローズを継ぎシヤフトに接続したＴ形
のスラスト板で押圧支持するようにしたので、金
属ベローズはトルクチユーブの熱伸縮に応じて伸
縮して真空を封止するようになつて、溶接部なし
で金属ベローズの機能がよく発揮されるようにな
り、金属ベローズを溶接部なしで使用可能とした
超電導回転子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超電導回転子の縦断側面図、第
２図は従来の超電導回転子の金属ベローズ囲りの
縦断側面図、第３図は従来の超電導回転子の金属
ベローズの一部縦断斜視図、第４図は本発明の超
電導回転子の一実施例の金属ベローズ囲りの縦断
側面図、第５図は同じく一実施例の金属ベローズ
囲りの一部縦断斜視図、第６図は本発明の超電導
回転子の他の実施例の金属ベローズ囲りの一部縦
断斜視図、第７図は本発明の超電導回転子の更に
他の実施例の金属ベローズ囲りの一部縦断斜視図
である。１…超電導界磁巻線、２…トルクチユーブ、１
０…継ぎシヤフト、１２…真空断熱部、１３…外
筒、１４…回転軸（負荷側）、１７…外筒継ぎシ
ヤフト、２２ａ…金属ベローズ、２５…有底スラ
スト溝、２６ａ，２６ｂ，２７ａ…Ｏリング、２
８…Ｔ形のスラスト板、３４…有底溝、３５ａ，
３５ｂ…Ｏリング、３８…凸形端板、３９…凹形
端板、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４３
ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ…Ｏリング、４４…
凸形端板、４８ａ，４８ｂ…Ｏリング。

Claims

【特許請求の範囲】１負荷側および反負荷側の回転軸と、これらの
回転軸間に支持されたトルクチユーブと、このト
ルクチユーブの上に設けられた超電導界磁巻線
と、この超電導界磁巻線の外周に設けられた真空
断熱部と、この真空断熱部を囲み、かつ前記回転
軸間に接続された外筒とを備え、前記反負荷側の
回転軸は前記トルクチユーブに接続された継ぎシ
ヤフトと、前記外筒に接続された外筒継ぎシヤフ
トとからなり、前記真空断熱部は金属ベローズで
その真空が封止されている超電導回転子におい
て、前記金属ベローズを前記外筒の内径側で、か
つ前記外筒継ぎシヤフト側に開口して設けた有底
スラスト溝にＯリングを介して挿入し、この挿入
した金属ベローズをその開口側からＯリングを介
し、かつ前記継ぎシヤフトに接続した断面がＴ形
のスラスト板で押圧支持するようにしたことを特
徴とする超電導回転子。２前記金属ベローズが、前記有底スラスト溝に
凸形端板をもつて挿入され、前記Ｔ形のスラスト
板に凹形端板をもつて支持されるように形成され
たものである特許請求の範囲第１項記載の超電導
回転子。３前記金属ベローズが、前記有底スラスト溝に
その内径側および外径側に夫々設けたＯリングを
介して挿入され、前記Ｔ形のスラスト板に凸形端
板をもつて支持されるように形成されたものであ
る特許請求の範囲第１項記載の超電導回転子。