JP2530379B2 - 超電導回転電機の回転子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、超電導回転電機の回転子に関し、もう少
し詳しくいうと、同心的に巻回された鞍型の複数個の部
分コイルからなる超電導界磁コイルのコイル間わたりの
構造に着目した超電導回転電機の回転子に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来、この種の回転子として第４図に示すものがあ
り、図において、コイル取付軸（２）に超電導界磁コイ
ル（３）が固定されている。トルクチューブ（１）とコ
イル取付軸（２）を囲繞して常温ダンパ（４）が、常温
ダンパ（４）とコイル取付軸（２）の間に低温ダンパ
（５）がそれぞれ設けられている。コイル取付軸（２）
の外周部および側面部にはそれぞれヘリウム外筒（６）
およびヘリウム端板（７）が取付けられている。（８）
および（９）はそれぞれ駆動側、反駆動側端部軸で、軸
受（10）により支承されている。（11）は界磁電流供給
用のスリップリングである。トルクチューブ（１）には
熱交換器（12）が配置されている。（13）は側部輻射シ
ールド、（14）は真空部である。

上記の構成からなる超電導回転機の回転子において
は、コイル取付軸（２）に配設されている超電導界磁コ
イル（３）を極低温に冷却して電気抵抗を零の状態と
し、励磁損失をなくすことにより、超電導界磁コイル
（３）に強力な磁界を発生させ、固定子（図示せず）に
交流電力を発生させる。超電導界磁コイル（３）を極低
温に冷却、保持するために液体ヘリウムを反駆動側端部
軸（９）の中央部から導入管（図示せず）を通じ、ヘリ
ウム外筒（６）、ヘリウム端板（７）により形成される
液体ヘリウム容器部に供給する一方、回転子内部を真空
部（14）により高真空に保つとともに、極低温の超電導
界磁コイル（３）およびコイル取付軸（２）に回転トル
クを伝えるトルクチューブ（１）を薄肉円筒とし、か
つ、熱交換器（12）により、トルクチューブ（１）を通
じ極低温部に侵入する熱を極力減らすようになってい
る。さらに、側部輻射シールド（13）は側面からの輻射
により侵入する熱を低減する。

ここで、超電導界磁コイル（３）は、同心状に巻回さ
れた複数個の鞍型の部分コイルを直列接続したものであ
る。第５図，第６図は、例えば特開昭63−228959号公報
に示された従来のコイルの接続構造であり、図におい
て、（3a）（3b）（3c）は鞍型の部分コイルである。各
部分コイル（3a）（3b）（3c）はA,B,Cに分けて考える
ことができ、Ａは直線部、Ｂはコーナ部、Ｃはアーク部
とすることができる。（16）はアーク部間に設けられた
わたり線である。コイル取付軸（２）に設けられたスロ
ット（17）相互間のコイル取付軸（２）表面には円周方
向に延びるわたり溝（18）が形成されている。第６図で
は、部分コイル（3a）の最外周ターンと部分コイル（3
b）の最内周ターンとのわたり線（16）が接続溝（18）
内に置かれている状態を示している。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のような従来の超電導回転電機の回転子はコイル
間接続構造が以上のように構成されており、わたり溝
（18）を設置する必要があつた。ところでコイル取付軸
（２）には極低温における強度が高い金属、例えば鉄基
超合金，ニツケル基超合金，チタンまたはチタン合金が
使用されるが、いずれも難切削材料であり、わたり溝
（18）の機械加工に多大の時間と費用を要した。さら
に、端部にわたり溝（18）を設けているため、コイル取
付軸（２）の長さひいては回転子の軸長が増大するとい
う問題点があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、製作が容易、かつ、軸長の短い超電導回転
電機の回転子を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る超電導回転電機の回転子は、切り欠き
部は、アーク部のスロット間のティースに、内周側のス
ロットから外周側のスロットへの回転軸の軸方向のスペ
ーサの移動を阻止する形状に形成されているものであ
る。

［作 用］ この発明においては、わたり溝が不要となる。

［実施例］ 第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示し、図にお
いて、（19）はアーク部ティース、（20）はアーク部テ
ィースに形成された切り欠き部、（21）は切り欠き部
（20）をつめるスペーサである。

その他の構成は第４図に示したと同等である。超電導
界磁コイル（３）に作用する電磁力により、スペーサ
（21）には第３図の矢印で示す端方向への電磁力が加わ
る。スペーサ（21）が動くと超電導界磁コイル（３）は
超電導破壊（クエンチ）を生じるため、スペーサ（21）
は軸方向への移動を防止する手段を有している。

以上の構成により、わたり溝の加工が不要となり、か
つ、軸長も短かくおさえることができる。なお、上記実
施例ではスペーサ（21）は台形状としたが、階段状とし
ても同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、この発明は、切り欠
き部は、アーク部のスロット間のティースに、内周側の
スロットから外周側のスロットへの回転軸の軸方向のス
ペーサの移動を阻止する形状に形成されているので、わ
たり溝が不要となり、製作性が向上し、かつ、小型化が
できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部平面図、第２図は第
１図のII−II線に沿う平面での断面図、第３図は第１図
の要部を拡大した平断面図、第４図は従来の超電導回転
電機の回転子の縦断面図、第５図は第４図のものの要部
平面図、第６図は第５図のVI−VI線に沿う平面での断面
図である。 （２）……コイル取付軸、（３）……超電導界磁コイ
ル、（3a）（3b）（3c）……部分コイル、（16）……わ
たり線、（17）……スロット、（19）……アーク部ティ
ース、（20）……切り欠き部、（21）……スペーサ、
（Ａ）……直線部、（Ｂ）……コーナ部、（Ｃ）……ア
ーク部。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状のコイル取付軸と、回転軸と平行な
   直線部、円周方向に延びるアーク部および前記直線部と
   前記アーク部とを結ぶコーナ部からなる鞍型の部分コイ
   ルを複数個同軸的に巻回して直列接続した超電導界磁コ
   イルと、前記コイル取付軸に形成され前記部分コイルを
   収納するスロットと、前記コイル取付軸に形成され前記
   部分コイル間のわたり線を通す切り欠き部と、前記切り
   欠き部に詰められ前記わたり線を固定するスペーサとを
   備えた超電導回転電機の回転子であって、 前記切り欠き部は、前記アーク部のスロット間のティー
   スに、内周側のスロットから外周側のスロットへの前記
   回転軸の軸方向の前記スペーサの移動を阻止する形状に
   形成されていることを特徴とする超電導回転電機の回転
   子。