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JP2006345661A - Radial gap type motor - Google Patents

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Publication number
JP2006345661A
JP2006345661A JP2005170139A JP2005170139A JP2006345661A JP 2006345661 A JP2006345661 A JP 2006345661A JP 2005170139 A JP2005170139 A JP 2005170139A JP 2005170139 A JP2005170139 A JP 2005170139A JP 2006345661 A JP2006345661 A JP 2006345661A
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JP
Japan
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coil
rotor
inductor
field coil
armature coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005170139A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Okazaki
徹 岡崎
Shingo Oohashi
紳悟 大橋
Hidehiko Sugimoto
英彦 杉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2005170139A priority Critical patent/JP2006345661A/en
Priority to PCT/JP2006/308014 priority patent/WO2006132034A1/en
Priority to TW095116272A priority patent/TW200703847A/en
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/22Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators
    • H02K19/24Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators with variable-reluctance soft-iron rotors without winding
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radial gap motor for eliminating a necessity of a sliding member such as a slip ring for supplying power to a magnetic field coil or an armature coil, simplifying a structure, and overcoming problems that a life of the motor is shortened by a contact abrasion in the slip ring and power is unstably supplied. <P>SOLUTION: The radial gap motor 10 has an armature 12 spaced from a rotor 11 fitted and fixed to an exterior of a drive shaft 13 and radially disposed through an air gap. The armature coil 23 is fixed and disposed on an inner circumference of a stator 12, and alternately excited in the circumferential direction in reverse polarity. One magnetic field coil 18 is fixed and disposed on the side of the rotor 11 in the axial line direction, and annularly wound around an axial line. The rotor 11 comprises first and second induction elements 15, 16 circumferentially and alternately disposed. The first induction element 15 comprises a magnetic material for facing a magnetic pole generated on an inner circumference of the magnetic field coil 18 on one end face, and facing the armature coil 23 on the other end face. The second induction element 16 comprises the magnetic material for facing a magnetic pole generated on an outer circumference of the magnetic field coil 18 on one end face, and facing the armature coil 23 on the other end face. Alternatively, the magnetic field coil and the armature coil can be oppositely disposed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、駆動軸に外嵌固定された回転子に対して径方向に空隙をあけて固定子を配置しているラジアルギャップ型モータに関するものである。   The present invention relates to a radial gap type motor in which a stator is arranged with a gap in a radial direction with respect to a rotor fitted and fixed to a drive shaft.

従来、特開昭54−116610号公報や特開平6−86517号公報に開示された発電機では、図14に示すように、回転軸1が外筒となるブラケット2にベアリング3を介して貫通し、回転軸1に外嵌固定された継鉄4の外周に界磁巻線5を設けていると共に界磁巻線5の左右から交互に突出する爪形磁極6、7を設け、全体として回転子を形成している。一方、ブラケット2には、爪形磁極6、7に対向して電機子巻線8を設けている。また、界磁巻線5への電力供給は、スリップリング9を介して摺動自在に給電する構成としている。   Conventionally, in the generator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-116610 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-86517, as shown in FIG. The field winding 5 is provided on the outer periphery of the yoke 4 that is externally fitted and fixed to the rotary shaft 1, and the claw-shaped magnetic poles 6 and 7 that protrude alternately from the left and right sides of the field winding 5 are provided as a whole. A rotor is formed. On the other hand, the armature winding 8 is provided on the bracket 2 so as to face the claw-shaped magnetic poles 6 and 7. In addition, the power supply to the field winding 5 is configured to supply power slidably through the slip ring 9.

例えば、スリップリング9を介して界磁巻線5に直流を供給することで界磁巻線5の図中右側にN極が発生し且つ図中左側にS極が発生する場合を考えると、右側から突出する爪形磁極6にN極が誘導され、左側から突出する爪形磁極7にS極が誘導される。即ち、駆動軸1を中心として巻回された界磁巻線5を1つ設けるだけで、回転子の外周側に複数のN極およびS極を周方向の交互に発生させることが可能となる。   For example, when a direct current is supplied to the field winding 5 via the slip ring 9 to generate an N pole on the right side of the drawing of the field winding 5 and an S pole on the left side of the drawing, The N pole is guided to the claw-shaped magnetic pole 6 protruding from the right side, and the S pole is guided to the claw-shaped magnetic pole 7 protruding from the left side. That is, by providing only one field winding 5 wound around the drive shaft 1, a plurality of N poles and S poles can be alternately generated in the circumferential direction on the outer peripheral side of the rotor. .

しかしながら、界磁巻線5は回転子の一部として形成されており、回転運動を行う界磁巻線5への給電はスリップリング9を介して摺動接触にて行わねばならず、構造が複雑化してしまうと共に、スリップリング9での接触摩耗による低寿命化の問題や、スリップリング9での摺動接触が不安定化すると給電も安定しないという問題がある。
特開昭54−116610号公報 特開平6−86517号公報
However, the field winding 5 is formed as a part of the rotor, and the power supply to the field winding 5 that performs the rotational motion must be performed by sliding contact via the slip ring 9, and the structure is In addition to being complicated, there are problems of life reduction due to contact wear at the slip ring 9 and problems that power feeding is not stable when the sliding contact at the slip ring 9 becomes unstable.
JP 54-116610 A JP-A-6-86517

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、コイルへの給電構造等を簡素化できるようにすることを課題としている。   This invention is made | formed in view of the said problem, and makes it the subject to enable it to simplify the electric power feeding structure etc. to a coil.

前記課題を解決するため、第1の発明では、駆動軸に外嵌固定された回転子に対して径方向に空隙をあけて固定子を配置しているラジアルギャップ型モータにおいて、
前記固定子の内周面には周方向に交互に逆磁性が励磁される電機子コイルを固定配置していると共に、前記回転子の軸線方向の側方に軸線回りの円環状に巻回された1つの界磁コイルが固定配置され、
前記回転子には、一端面が前記界磁コイルの内周側で発生する磁極に対向すると共に他端面が前記電機子コイルに対向する磁性体からなる第1誘導子と、一端面が前記界磁コイルの外周側で発生する磁極に対向すると共に他端面が前記電機子コイルに対向する磁性体からなる第2誘導子とが周方向に交互に配置されていることを特徴とするラジアルギャップ型モータを提供している。
In order to solve the above-mentioned problem, in the first invention, in the radial gap type motor in which the stator is arranged with a gap in the radial direction with respect to the rotor fitted and fixed to the drive shaft,
Armature coils that are alternately magnetized in the circumferential direction are fixedly arranged on the inner peripheral surface of the stator, and are wound in an annular shape around the axis on the side in the axial direction of the rotor. One field coil is fixedly arranged,
The rotor has a first inductor made of a magnetic material having one end face facing a magnetic pole generated on the inner peripheral side of the field coil and the other end face facing the armature coil, and one end face being the field. A radial gap type characterized in that second inductors made of a magnetic material facing the magnetic poles generated on the outer peripheral side of the magnetic coil and having the other end face opposed to the armature coil are alternately arranged in the circumferential direction. Provide motor.

前記構成とすると、回転子の外周に磁極を発生させるための界磁コイルは回転せずに固定配置されるので、界磁コイルへの給電にスリップリング等の摺接部材を用いる必要がなくなり構造を簡素化できると共に、スリップリング等での接触摩耗による低寿命化の問題や給電不安定の問題も解消することが可能となる。
また、回転子が回転しても、第1誘導子は界磁コイルの外周側に沿って円周上を移動し、第2誘導子は界磁コイルの内周側に沿って円周上を移動するので、第1誘導子と第2誘導子には常に互いに逆極性が誘導される。よって、電機子コイルで発生する磁極との反発/吸引力により回転子が回転駆動される。なお、界磁コイルの内外周には磁束を集めるヨークを固定配置しても好ましい。
With the above configuration, the field coil for generating magnetic poles on the outer periphery of the rotor is fixedly arranged without rotating, so that it is not necessary to use a sliding contact member such as a slip ring for power feeding to the field coil. In addition, it is possible to solve the problem of shortening the service life due to contact wear on the slip ring and the problem of unstable feeding.
Further, even when the rotor rotates, the first inductor moves on the circumference along the outer peripheral side of the field coil, and the second inductor moves on the circumference along the inner peripheral side of the field coil. Since they move, opposite polarities are always induced in the first inductor and the second inductor. Therefore, the rotor is rotationally driven by the repulsion / attraction force with the magnetic pole generated in the armature coil. In addition, it is preferable that a yoke for collecting magnetic flux is fixedly disposed on the inner and outer circumferences of the field coil.

第2の発明では、第1の発明の電機子コイルと界磁コイルの配置位置を逆としている。
即ち、駆動軸に外嵌固定された回転子に対して径方向に空隙をあけて固定子を配置しているラジアルギャップ型モータにおいて、
前記固定子の内周面には周方向に交互に逆磁性が励磁される界磁コイルを固定配置していると共に、前記回転子の軸線方向の側方に軸線回りの円環状に巻回された1つの電機子コイルが固定配置され、
前記回転子には、一端面が前記電機子コイルの内周側で発生する磁極に対向すると共に他端面が前記界磁コイルに対向する磁性体からなる第1誘導子と、一端面が前記電機子コイルの外周側で発生する磁極に対向すると共に他端面が前記界磁コイルに対向する磁性体からなる第2誘導子とが周方向に交互に配置されていることを特徴とするラジアルギャップ型モータを提供している。
In the second invention, the arrangement positions of the armature coil and the field coil of the first invention are reversed.
That is, in a radial gap type motor in which a stator is arranged with a gap in a radial direction with respect to a rotor fitted and fixed to a drive shaft,
A field coil that is alternately magnetized in the circumferential direction is fixedly arranged on the inner circumferential surface of the stator, and is wound in an annular shape around the axis on the side in the axial direction of the rotor. One armature coil is fixedly arranged,
The rotor has a first inductor made of a magnetic material having one end surface facing a magnetic pole generated on the inner peripheral side of the armature coil and the other end surface facing the field coil, and one end surface of the rotor A radial gap type characterized in that second inductors made of a magnetic material facing the magnetic poles generated on the outer peripheral side of the child coil and having the other end face opposed to the field coil are alternately arranged in the circumferential direction. Provide motor.

前記第1の発明、第2の発明とも、電機子コイルには交流を通電する一方、界磁コイルには直流を通電している構成は同じである。
第2の発明においても、回転子の外周に磁極を発生させるための電機子コイルは回転せずに固定配置されるので、電機子コイルへの給電にスリップリング等の摺接部材を用いる必要がない。
また、第1の発明と同様に、回転子が回転しても、第1誘導子は電機子コイルの外周側に沿って円周上を移動し、第2誘導子は電機子コイルの内周側に沿って円周上を移動するので、第1誘導子と第2誘導子には常に互いに逆極性が誘導される。よって、界磁コイルで発生する磁極との反発/吸引力により回転子が回転駆動される。
In both the first and second inventions, the armature coil is supplied with alternating current, while the field coil is supplied with direct current.
Also in the second invention, since the armature coil for generating the magnetic poles on the outer periphery of the rotor is fixedly arranged without rotating, it is necessary to use a sliding contact member such as a slip ring for power feeding to the armature coil. Absent.
Similarly to the first invention, even if the rotor rotates, the first inductor moves on the circumference along the outer circumference side of the armature coil, and the second inductor is the inner circumference of the armature coil. Since they move on the circumference along the side, opposite polarities are always induced in the first inductor and the second inductor. Therefore, the rotor is rotationally driven by the repulsion / attraction force with the magnetic pole generated in the field coil.

前記駆動軸は磁性体で、かつ、前記第1誘導子は一端面が前記駆動軸に接続されると共に、他端面が前記固定子の内周面に固定された電機子コイル又は界磁コイルに対向され、
前記回転子の軸線方向の側方に配置される界磁コイル又は電機子コイルの内周側で発生する磁極は前記駆動軸を介して前記第1誘導子に誘導される構成とすることが好ましい。
The drive shaft is a magnetic body, and the first inductor is connected to the drive shaft at one end surface, and the other end surface is an armature coil or a field coil fixed to the inner peripheral surface of the stator. Faced,
It is preferable that a magnetic pole generated on the inner peripheral side of the field coil or armature coil arranged on the side of the rotor in the axial direction is guided to the first inductor through the drive shaft. .

前記構成とすると、回転子の軸線方向の側方に配置される界磁コイルまたは電機子コイルの内周側に発生した磁極は既存の磁性体からなる駆動軸を利用して第2誘導子へ導かれるので、界磁コイルまたは電機子コイルの内周側に特別な部材を配置する必要がなくなり、モータを小径化しやくなる利点もある。   With the above configuration, the magnetic pole generated on the inner peripheral side of the field coil or armature coil arranged on the side in the axial direction of the rotor is transferred to the second inductor using the drive shaft made of an existing magnetic material. Therefore, there is no need to arrange a special member on the inner peripheral side of the field coil or the armature coil, and there is an advantage that the diameter of the motor can be easily reduced.

前記回転子の軸線方向の側方に配置される界磁コイル又は電機子コイルの内周側あるいは/および外周側には、磁性体からなるヨークが配置されることが好ましい。
前記構成とすると、界磁コイルにより励磁される内外周の磁極が磁性体からなるヨークにより収束されて磁束の指向性を高めることができる。
It is preferable that a yoke made of a magnetic material is disposed on the inner peripheral side or / and the outer peripheral side of the field coil or the armature coil disposed on the side of the rotor in the axial direction.
With this configuration, the inner and outer magnetic poles excited by the field coil are converged by the yoke made of a magnetic material, and the directivity of the magnetic flux can be enhanced.

前記第1の発明、第2の発明のいずれにおいても、界磁コイルと前記電機子コイルの少なくとも一方は超電導線材で形成されていると好ましい。   In any of the first invention and the second invention, it is preferable that at least one of the field coil and the armature coil is formed of a superconducting wire.

界磁コイルと各誘導子との間や、各誘導子と電機子コイルとの間には所定の空隙が設けられるために磁気抵抗が増大し、想定外の方向に磁束が流れる漏れ磁束が発生して、出力に寄与する磁束が小さくなる場合が考えられる。そこで、界磁コイルと電機子コイルの一方あるいは両方を超電導線材で形成することで、発熱の心配がなく大電流を給電することが可能となり、発生する磁束を大幅に強化できる。よって、漏れ磁束が発生したとしても磁束全体が増加しているために出力に寄与する磁束も増大し、高出力化を図ることができる。また、超電導化を図ることで大電流密度が得られるため、各コイルを小さくすることができ、モータを小型軽量化できる。   A predetermined gap is provided between the field coil and each inductor or between each inductor and the armature coil, so that the magnetic resistance increases and a leakage flux that flows in an unexpected direction is generated. Thus, the case where the magnetic flux contributing to the output is small can be considered. Therefore, by forming one or both of the field coil and the armature coil with a superconducting wire, it becomes possible to supply a large current without fear of heat generation, and the generated magnetic flux can be greatly enhanced. Therefore, even if leakage magnetic flux is generated, since the entire magnetic flux is increased, the magnetic flux contributing to the output is also increased, and high output can be achieved. Moreover, since a large current density is obtained by achieving superconductivity, each coil can be made small, and the motor can be reduced in size and weight.

また、所要の超電導性能を発揮させるため超電導線材を冷却する構造を設ける場合を考えても、前述したように、界磁コイルおよび電機子コイルの両方が固定配置されて回転しないので、冷媒供給路やシール構造等の設計が簡単になり、冷却構造を簡素化することが可能となる。   In addition, even if a structure for cooling the superconducting wire is provided in order to exhibit the required superconducting performance, both the field coil and the armature coil are fixedly arranged and do not rotate as described above. In addition, the design of the seal structure and the like can be simplified, and the cooling structure can be simplified.

前記第1誘導子および前記第2誘導子の断面積は一端から他端まで一定としていると好ましい。
該構成とすると、界磁コイルで発生して各誘導子に導入された磁束が誘導子内で飽和しにくくなるので、電機子コイルへと効率良く磁束を導くことができる。
The cross-sectional areas of the first inductor and the second inductor are preferably constant from one end to the other end.
With this configuration, the magnetic flux generated in the field coil and introduced into each inductor is less likely to be saturated in the inductor, so that the magnetic flux can be efficiently guided to the armature coil.

また、前記第1誘導子の断面積と前記第2誘導子の断面積は略同一としていると好ましい。
前記構成とすると、各誘導子の断面積を均一にすることで、電機子コイルとの間で発生する吸引/反発力が一定となり、回転子の回転バランスを安定化することができる。
The cross-sectional area of the first inductor and the cross-sectional area of the second inductor are preferably substantially the same.
With the above configuration, by making the cross-sectional area of each inductor uniform, the attraction / repulsion force generated between the inductor and the armature coil becomes constant, and the rotation balance of the rotor can be stabilized.

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、回転子の外周に磁極を発生させるための界磁コイルまたは電機子は回転せずに固定配置されるので、界磁コイルまたは電機子コイルへの給電にスリップリング等の摺接部材を用いる必要がなくなり構造を簡素化できると共に、スリップリング等での接触摩耗による低寿命化や給電不安定の問題も解消できる。   As is clear from the above description, according to the present invention, the field coil or armature for generating the magnetic poles on the outer periphery of the rotor is fixedly arranged without rotating. It is no longer necessary to use a sliding contact member such as a slip ring for power supply to the power supply, and the structure can be simplified, and the problem of life reduction and unstable power supply due to contact wear on the slip ring or the like can be solved.

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1乃至図3は第1実施形態を示す。
本実施形態のラジアルギャップ型モータ10は、駆動軸13に回転子11が外嵌固定され、回転子11の軸線方向の側方にヨーク17に埋設された界磁コイル18が固定配置され、回転子11や界磁コイル18等が断面円筒状の固定子12で囲繞されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show a first embodiment.
In the radial gap type motor 10 of the present embodiment, the rotor 11 is fitted and fixed to the drive shaft 13, and the field coil 18 embedded in the yoke 17 is fixedly arranged on the side of the rotor 11 in the axial direction, and rotated. The child 11 and the field coil 18 are surrounded by a stator 12 having a cylindrical cross section.

ヨーク17は、図1および図2に示すように、駆動軸13の周囲に空隙をあけた状態で固定子12の壁面に固定され、回転子11に向けた軸線方向の突出量が大で駆動軸13に遊嵌される小径円筒部17aと、小径円筒部17aの後端縁から径方向に突出した円環部17bと、円環部17bの外周端から回転子11に向けて突出し且つ該突出量が小である大径円筒部17cとを備えている。なお、ヨーク17は、例えば、パーメンダー、珪素鋼板、鉄、パーマロイや圧粉磁性体などの磁性体で形成されている。
ヨーク17の小径円筒部17a、円環部17bおよび大径円筒部17cで形成される円環状凹部には円環状の断熱冷媒容器19が収容され、断熱冷媒容器19の内部に液体窒素等の冷媒と共に超電導線材からなる界磁コイル18が収容されている。即ち、1つの界磁コイル18が軸線回りの円環状に配置されている。断熱冷媒容器19は二重壁の間に真空層を介設した真空断熱構造としている。また、界磁コイル18は、ビスマス系やイットリウム系等の超電導線材で形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the yoke 17 is fixed to the wall surface of the stator 12 with a gap around the drive shaft 13 and driven with a large amount of axial protrusion toward the rotor 11. A small-diameter cylindrical portion 17a loosely fitted on the shaft 13, an annular portion 17b projecting radially from the rear edge of the small-diameter cylindrical portion 17a, and projecting toward the rotor 11 from the outer peripheral end of the annular portion 17b; A large-diameter cylindrical portion 17c having a small protruding amount. The yoke 17 is made of, for example, a magnetic material such as a permender, a silicon steel plate, iron, permalloy, or a dust magnetic material.
An annular heat insulating refrigerant container 19 is accommodated in an annular recess formed by the small diameter cylindrical portion 17a, the annular portion 17b and the large diameter cylindrical portion 17c of the yoke 17, and a refrigerant such as liquid nitrogen is contained inside the heat insulating refrigerant container 19. In addition, a field coil 18 made of a superconducting wire is accommodated. That is, one field coil 18 is arranged in an annular shape around the axis. The heat insulating refrigerant container 19 has a vacuum heat insulating structure in which a vacuum layer is interposed between double walls. The field coil 18 is made of a superconducting wire such as bismuth or yttrium.

回転子11は、図3に示すように、駆動軸13に外嵌固定される非磁性体からなる支持部14と、支持部14の外周面に周方向に交互に取り付けられた第1誘導子15および第2誘導子16とを備えている。
第1誘導子15は、図1に示すように、支持部14の外周面に貼り付けられた平板部15aと、平板部15aからL字状に側方に突出して先端がヨーク17の小径円筒部17aに近接された突出部15bとを備えている。
第2誘導子16は、図2に示すように、支持部14の外周面に貼り付けられた平板部16aと、平板部16aから側方に延出して先端がヨーク17の大径円筒部17cに近接された突出部16bとを備えている。
As shown in FIG. 3, the rotor 11 includes a support portion 14 made of a nonmagnetic material that is fitted and fixed to the drive shaft 13, and first inductors that are alternately attached to the outer peripheral surface of the support portion 14 in the circumferential direction. 15 and a second inductor 16.
As shown in FIG. 1, the first inductor 15 includes a flat plate portion 15 a attached to the outer peripheral surface of the support portion 14, and a small-diameter cylinder having a yoke 17 projecting from the flat plate portion 15 a sideways in an L shape. And a protrusion 15b adjacent to the portion 17a.
As shown in FIG. 2, the second inductor 16 includes a flat plate portion 16 a attached to the outer peripheral surface of the support portion 14, and a large-diameter cylindrical portion 17 c that extends sideways from the flat plate portion 16 a and has a tip at the yoke 17. And a projecting portion 16b that is in close proximity to.

第1誘導子15および第2誘導子16は、突出部15b、16b側の一端から平板部15a、16a側の他端まで断面積を一定としている。また、第1誘導子15と第2誘導子16の断面積は互いに略同一としている。
なお、各誘導子15、16は、例えば、パーメンダー、珪素鋼板、鉄、パーマロイや圧粉磁性体などの磁性体で形成されている。また、支持部14は、例えばFRP等の非磁性体で形成されている。
The first inductor 15 and the second inductor 16 have a constant cross-sectional area from one end on the projecting portions 15b and 16b side to the other end on the flat plate portions 15a and 16a side. The cross-sectional areas of the first inductor 15 and the second inductor 16 are substantially the same.
In addition, each inductor 15 and 16 is formed with magnetic bodies, such as a permender, a silicon steel plate, iron, a permalloy, and a dust magnetic body, for example. Moreover, the support part 14 is formed with nonmagnetic materials, such as FRP, for example.

固定子12は、回転子11や界磁コイル18等を囲繞する断面円筒状のハウジング部20と、ハウジング部20を貫通する駆動軸13を回転自在に支持する軸受21、22と、ハウジング部20の内周面側に周方向に等間隔をあけて取り付けられた超電導線材からなる電機子コイル23と、電機子コイル23を収容する断熱冷媒容器24とを備えている。
断熱冷媒容器24は二重壁の間に真空層を介設した真空断熱構造とし、内部に液体窒素等の冷媒が供給されている。電機子コイル23は、ビスマス系やイットリウム系等の超電導線材で形成されている。
The stator 12 includes a housing section 20 having a cylindrical section that surrounds the rotor 11, the field coil 18, and the like, bearings 21 and 22 that rotatably support a drive shaft 13 that passes through the housing section 20, and a housing section 20. Are provided with an armature coil 23 made of a superconducting wire attached at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface side, and a heat insulating refrigerant container 24 for housing the armature coil 23.
The heat insulating refrigerant container 24 has a vacuum heat insulating structure in which a vacuum layer is interposed between double walls, and a refrigerant such as liquid nitrogen is supplied to the inside. The armature coil 23 is made of a superconducting wire such as bismuth or yttrium.

界磁コイル18は図示しない給電装置より直流が供給されて界磁の役目を果たすと共に、電機子コイル23は図示しない給電装置より交流が供給されて電機子の役目を果たす。また、断熱冷媒容器19、24には図示しない冷却配管により液体窒素等の冷媒が循環供給されることで、各コイル18、23は極低温に保たれている。   The field coil 18 is supplied with a direct current from a power supply device (not shown) to serve as a field, and the armature coil 23 is supplied with an alternating current from a power supply device (not shown) to serve as an armature. Moreover, the coils 18 and 23 are kept at a very low temperature by circulating and supplying a refrigerant such as liquid nitrogen to the heat insulating refrigerant containers 19 and 24 through a cooling pipe (not shown).

次に、ラジアルギャップ型モータ10の動作原理について説明する。
界磁コイル18に直流を給電すると、例えば内周側にN極が発生すると共に外周側にS極が発生する。その結果、図1に示すように、N極側の磁束がヨーク17の小径円筒部17aより突出部15bを介して第1誘導子15内に導入され、電機子コイル23と対向する平板部15aにN極磁束が現れる。また、図2に示すように、S極側の磁束がヨーク17の大径円筒部17cより突出部16bを介して第2誘導子16内に導入され、電機子コイル23と対向する平板部16aにS極磁束が現れる。
この状態より、電機子コイル23に交流を給電して周方向の交互に周期的に逆磁性を励磁させると、電機子コイル23と各誘導子15、16の間で吸引/反発力が発生し、回転子11が回転して駆動軸13が駆動される。
Next, the operation principle of the radial gap type motor 10 will be described.
When direct current is fed to the field coil 18, for example, an N pole is generated on the inner peripheral side and an S pole is generated on the outer peripheral side. As a result, as shown in FIG. 1, the magnetic flux on the N pole side is introduced into the first inductor 15 from the small-diameter cylindrical portion 17a of the yoke 17 through the protruding portion 15b, and the flat plate portion 15a facing the armature coil 23. N pole magnetic flux appears. Further, as shown in FIG. 2, the magnetic flux on the S pole side is introduced into the second inductor 16 from the large-diameter cylindrical portion 17 c of the yoke 17 through the protruding portion 16 b and faces the armature coil 23. S pole magnetic flux appears in
From this state, if alternating current is supplied to the armature coil 23 to periodically excite reverse magnetism in the circumferential direction, an attractive / repulsive force is generated between the armature coil 23 and the inductors 15 and 16. The rotor 11 rotates and the drive shaft 13 is driven.

以上の構成とすると、電機子コイル23と界磁コイル18の両方が回転せず、各誘導子15、16が取り付けられた回転子11のみが駆動軸13と共に回転するので、各コイル18、23への給電にスリップリング等の摺接部材が不要となり、給電構造のの簡素化および給電安定化を図られると共にモータの長寿命化にも貢献する。また、液体窒素等の冷媒の供給対象である断熱冷媒容器19、24も固定されて回転しないので、冷却配管(図示せず)やシール構造等の設計が容易となり冷却構造も簡素化できる。   With the above configuration, both the armature coil 23 and the field coil 18 do not rotate, and only the rotor 11 to which the inductors 15 and 16 are attached rotates with the drive shaft 13. A sliding contact member such as a slip ring is not required for power supply to the power supply, which simplifies the power supply structure and stabilizes the power supply and contributes to extending the life of the motor. In addition, since the heat insulating refrigerant containers 19 and 24 to which a refrigerant such as liquid nitrogen is supplied are also fixed and do not rotate, the design of a cooling pipe (not shown), a seal structure, and the like can be facilitated, and the cooling structure can be simplified.

図4乃至図6は第3実施形態を示す。
第1実施形態との相違点は、磁性体からなる駆動軸13を磁束誘導に利用している点である。
4 to 6 show a third embodiment.
The difference from the first embodiment is that the drive shaft 13 made of a magnetic material is used for magnetic flux induction.

本実施形態のラジアルギャップ型モータ30のヨーク35は、図4および図5に示すように、磁性体からなる駆動軸13の周囲に空隙をあけた状態で固定子12の壁面に固定された円環部35aと、円環部35aの外周端から回転子31に向けて突出した円筒部35bとを備えている。なお、ヨーク35は、例えば、パーメンダー、珪素鋼板、鉄、パーマロイや圧粉磁性体などの磁性体で形成されている。
ヨーク35の円環部35aおよび円筒部35bで形成される内部空間には円環状の断熱冷媒容器19が収容され、断熱冷媒容器19の内部に液体窒素等の冷媒と共に超電導線材からなる界磁コイル18が収容されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the yoke 35 of the radial gap motor 30 of the present embodiment is a circle fixed to the wall surface of the stator 12 with a gap around the drive shaft 13 made of a magnetic material. An annular portion 35a and a cylindrical portion 35b projecting toward the rotor 31 from the outer peripheral end of the annular portion 35a are provided. The yoke 35 is made of, for example, a magnetic material such as a permender, a silicon steel plate, iron, permalloy, or a dust magnetic material.
An annular heat insulating refrigerant container 19 is accommodated in an internal space formed by the annular portion 35a and the cylindrical portion 35b of the yoke 35, and a field coil made of a superconducting wire together with a refrigerant such as liquid nitrogen inside the heat insulating refrigerant container 19. 18 is housed.

回転子31は、図6に示すように、駆動軸13の外周面から径方向の四方に突出した第1誘導子32と、第1誘導子32以外の空間を埋めるように配置された非磁性体からなる支持部33と、支持部33の外周面で第1誘導子32の間に取り付けられた第2誘導子34とを備えている。
第1誘導子32は、図4に示すように、径方向内側の一端部32aが駆動軸13に接続される一方、径方向外側の他端部32bが電機子コイル23に対向されている。
第2誘導子34は、図5に示すように、支持部33の外周面に貼り付けられた平板部34aと、平板部34aから側方に延出して先端がヨーク35の円筒部35bに近接された突出部34bとを備えている。
As shown in FIG. 6, the rotor 31 has a first inductor 32 protruding in the four radial directions from the outer peripheral surface of the drive shaft 13, and a nonmagnetic material disposed so as to fill a space other than the first inductor 32. The support part 33 which consists of a body and the 2nd inductor 34 attached between the 1st inductors 32 on the outer peripheral surface of the support part 33 are provided.
As shown in FIG. 4, the first inductor 32 has a radially inner end 32 a connected to the drive shaft 13, and a radially outer other end 32 b facing the armature coil 23.
As shown in FIG. 5, the second inductor 34 includes a flat plate portion 34 a attached to the outer peripheral surface of the support portion 33, a side portion extending from the flat plate portion 34 a, and a tip close to the cylindrical portion 35 b of the yoke 35. Projecting portion 34b.

第1誘導子32は、一端部32aから他端部32bまで断面積を一定としている。第2誘導子34は、突出部34b側の一端から平板部34a側の他端まで断面積を一定としている。また、第1誘導子32と第2誘導子34の断面積は互いに略同一としている。
各誘導子32、34は、例えば、パーメンダー、珪素鋼板、鉄、パーマロイや圧粉磁性体などの磁性体で形成されている。また、支持部33は、例えばFRP等の非磁性体で形成されている。なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため同一符号を付して説明を省略する。
The first inductor 32 has a constant cross-sectional area from one end 32a to the other end 32b. The second inductor 34 has a constant cross-sectional area from one end on the protruding portion 34b side to the other end on the flat plate portion 34a side. Further, the cross-sectional areas of the first inductor 32 and the second inductor 34 are substantially the same.
Each of the inductors 32 and 34 is made of, for example, a magnetic material such as a permender, a silicon steel plate, iron, permalloy, or a dust magnetic material. Moreover, the support part 33 is formed with nonmagnetic materials, such as FRP, for example. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

次に、ラジアルギャップ型モータ30の動作原理について説明する。
界磁コイル18に直流を給電すると、例えば内周側にN極が発生すると共に外周側にS極が発生する。図4に示すように、N極側の磁束が磁性体からなる駆動軸13を介して第1誘導子32内に導入され、電機子コイル23と対向する他端部32bにN極磁束が現れる。また、図5に示すように、S極側の磁束がヨーク35の円筒部35bより突出部34bを介して第2誘導子34内に導入され、電機子コイル23と対向する平板部34aにS極磁束が現れる。
この状態より、電機子コイル23に交流を給電して周方向の交互に周期的に逆磁性を励磁させると、電機子コイル23と各誘導子32、34の間で吸引/反発力が発生し、回転子31が回転して駆動軸13が駆動される。
Next, the operation principle of the radial gap type motor 30 will be described.
When direct current is fed to the field coil 18, for example, an N pole is generated on the inner peripheral side and an S pole is generated on the outer peripheral side. As shown in FIG. 4, the magnetic flux on the N pole side is introduced into the first inductor 32 via the drive shaft 13 made of a magnetic material, and the N pole magnetic flux appears at the other end portion 32 b facing the armature coil 23. . Further, as shown in FIG. 5, the magnetic flux on the S pole side is introduced into the second inductor 34 from the cylindrical portion 35 b of the yoke 35 through the protruding portion 34 b, and S is applied to the flat plate portion 34 a facing the armature coil 23. Polar magnetic flux appears.
From this state, when AC power is supplied to the armature coil 23 and the reverse magnetism is periodically and alternately excited in the circumferential direction, an attractive / repulsive force is generated between the armature coil 23 and the inductors 32 and 34. The rotor 31 rotates and the drive shaft 13 is driven.

以上の構成とすると、界磁コイル18の内周側に発生したN極磁束は磁性体からなる駆動軸13を利用して第2誘導子32へと導れるので、界磁コイル18の内周側にヨークを配置する必要がなくなり、モータ30が全体として小径化される。   With the above configuration, the N pole magnetic flux generated on the inner peripheral side of the field coil 18 can be guided to the second inductor 32 using the drive shaft 13 made of a magnetic material. There is no need to arrange a yoke on the side, and the motor 30 is reduced in diameter as a whole.

図7および図8は第3実施形態を示す。
第2実施形態との相違点は、駆動軸41の一端部41aが固定子42の内部に配置されて片持ち状態となっている点である。
7 and 8 show a third embodiment.
The difference from the second embodiment is that one end portion 41a of the drive shaft 41 is disposed inside the stator 42 and is in a cantilever state.

本実施形態のラジアルギャップ型モータ40の固定子42は、回転子31や界磁コイル18等を囲繞する断面円筒状のハウジング部43と、ハウジング部43を貫通する駆動軸41を回転自在に支持する軸受21と、ハウジング部43の内周面側に周方向に等間隔をあけて取り付けられた超電導線材からなる電機子コイル23と、電機子コイル23を収容する断熱冷媒容器24とを備えている。   The stator 42 of the radial gap type motor 40 according to the present embodiment rotatably supports a cylindrical housing section 43 surrounding the rotor 31 and the field coil 18 and the like, and a drive shaft 41 penetrating the housing section 43. Bearing 21, armature coil 23 made of a superconducting wire attached at an equal interval in the circumferential direction on the inner peripheral surface side of housing portion 43, and heat insulating refrigerant container 24 for housing armature coil 23. Yes.

ヨーク44は、図7および図8に示すように、円盤状の磁性体で回転子31との対向面側に環状溝44aが凹設されており、環状溝44aの外周側に円筒状に形成された外周円筒部44b、環状溝44aの内周側に円柱状に形成された中心部44cを備えている。ヨーク44の環状溝44aには円環状の断熱冷媒容器19が収容され、断熱冷媒容器19の内部に液体窒素等の冷媒と共に超電導線材からなる界磁コイル18が収容されている。
なお、他の構成は第2実施形態と同様であるため同一符号を付して説明を省略する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the yoke 44 is a disc-shaped magnetic body, and an annular groove 44a is formed on the surface facing the rotor 31, and is formed in a cylindrical shape on the outer peripheral side of the annular groove 44a. The outer peripheral cylindrical portion 44b and the central portion 44c formed in a columnar shape are provided on the inner peripheral side of the annular groove 44a. An annular heat insulating refrigerant container 19 is accommodated in the annular groove 44 a of the yoke 44, and a field coil 18 made of a superconducting wire together with a refrigerant such as liquid nitrogen is accommodated inside the heat insulating refrigerant container 19.
Since other configurations are the same as those of the second embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

次に、ラジアルギャップ型モータ40の動作原理について説明する。
界磁コイル18に直流を給電すると、例えば内周側にN極が発生すると共に外周側にS極が発生する。図7に示すように、N極側の磁束がヨーク44の中心部44cより磁性体からなる駆動軸13を介して第1誘導子32内に導入され、電機子コイル23と対向する他端部32bにN極磁束が現れる。また、図8に示すように、S極側の磁束がヨーク44の外周円筒部44bより突出部34bを介して第2誘導子34内に導入され、電機子コイル23と対向する平板部34aにS極磁束が現れる。
この状態より、電機子コイル23に交流を給電して周方向の交互に周期的に逆磁性を励磁させると、電機子コイル23と各誘導子32、34の間で吸引/反発力が発生し、回転子31が回転して駆動軸13が駆動される。
Next, the operation principle of the radial gap type motor 40 will be described.
When direct current is fed to the field coil 18, for example, an N pole is generated on the inner peripheral side and an S pole is generated on the outer peripheral side. As shown in FIG. 7, the magnetic flux on the N pole side is introduced into the first inductor 32 from the central portion 44 c of the yoke 44 through the drive shaft 13 made of a magnetic material, and is opposed to the armature coil 23. An N-pole magnetic flux appears at 32b. Further, as shown in FIG. 8, the magnetic flux on the S pole side is introduced into the second inductor 34 from the outer peripheral cylindrical portion 44 b of the yoke 44 through the protruding portion 34 b, and is applied to the flat plate portion 34 a facing the armature coil 23. S pole magnetic flux appears.
From this state, when AC power is supplied to the armature coil 23 and the reverse magnetism is periodically and alternately excited in the circumferential direction, an attractive / repulsive force is generated between the armature coil 23 and the inductors 32 and 34. The rotor 31 rotates and the drive shaft 13 is driven.

図9および図10は第4実施形態を示す。
第1実施形態との相違点は、界磁コイル18および断熱冷媒容器19の内外周にヨークを設けていない点である。
9 and 10 show a fourth embodiment.
The difference from the first embodiment is that no yoke is provided on the inner and outer peripheries of the field coil 18 and the heat insulating refrigerant container 19.

本実施形態のラジアルギャップ型モータ50は、超電導線材からなる軸線回りの界磁コイル18を収容した円環状の断熱冷媒容器19が固定子12のハウジング部20の壁面に直接固定されている。
回転子51は、駆動軸13に外嵌固定される非磁性体からなる支持部14と、支持部14の外周面に周方向に交互に取り付けられた第1誘導子52および第2誘導子53とを備えている。
第1誘導子52は、図9に示すように、支持部14の外周面に貼り付けられた平板部52aと、平板部52aからL字状に側方に突出した縮径部52bと、縮径部52bの内周端から側方に突出して先端が界磁コイル18の内周側に近接された突出部52cとを備えている。
第2誘導子53は、図10に示すように、支持部14の外周面に貼り付けられた平板部53aと、平板部53aから側方に延出して先端が界磁コイル18の外周側に近接された突出部53bとを備えている。
第1誘導子52および第2誘導子53は、突出部52c、53b側の一端から平板部52a、53a側の他端まで断面積を一定としている。また、第1誘導子52と第2誘導子53の断面積は互いに略同一としている。
なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため同一符号を付して説明を省略する。
In the radial gap type motor 50 of this embodiment, an annular heat-insulating refrigerant container 19 containing a field coil 18 around an axis made of a superconducting wire is directly fixed to the wall surface of the housing portion 20 of the stator 12.
The rotor 51 includes a support portion 14 made of a non-magnetic material that is fitted and fixed to the drive shaft 13, and a first inductor 52 and a second inductor 53 that are alternately attached to the outer peripheral surface of the support portion 14 in the circumferential direction. And.
As shown in FIG. 9, the first inductor 52 includes a flat plate portion 52 a attached to the outer peripheral surface of the support portion 14, a reduced diameter portion 52 b that protrudes laterally in an L shape from the flat plate portion 52 a, and a reduced size. A projecting portion 52 c that protrudes laterally from the inner peripheral end of the diameter portion 52 b and that has a tip close to the inner peripheral side of the field coil 18 is provided.
As shown in FIG. 10, the second inductor 53 includes a flat plate portion 53 a attached to the outer peripheral surface of the support portion 14, a side extending from the flat plate portion 53 a, and a distal end on the outer peripheral side of the field coil 18. And a projecting portion 53b adjacent to each other.
The first inductor 52 and the second inductor 53 have a constant cross-sectional area from one end on the projecting portions 52c, 53b side to the other end on the flat plate portions 52a, 53a side. Further, the cross-sectional areas of the first inductor 52 and the second inductor 53 are substantially the same.
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

次に、ラジアルギャップ型モータ50の動作原理について説明する。
界磁コイル18に直流を給電すると、例えば内周側にN極が発生すると共に外周側にS極が発生する。図9に示すように、N極側の磁束が突出部52cを介して第1誘導子52内に導入され、電機子コイル23と対向する平板部52aにN極磁束が現れる。また、図10に示すように、S極側の磁束が突出部53bを介して第2誘導子53内に導入され、電機子コイル23と対向する平板部53aにS極磁束が現れる。
この状態より、電機子コイル23に交流を給電して周方向の交互に周期的に逆磁性を励磁させると、電機子コイル23と各誘導子52、53の間で吸引/反発力が発生し、回転子51が回転して駆動軸13が駆動される。
Next, the operation principle of the radial gap type motor 50 will be described.
When direct current is fed to the field coil 18, for example, an N pole is generated on the inner peripheral side and an S pole is generated on the outer peripheral side. As shown in FIG. 9, the magnetic flux on the N pole side is introduced into the first inductor 52 via the protruding portion 52 c, and the N pole magnetic flux appears on the flat plate portion 52 a facing the armature coil 23. Further, as shown in FIG. 10, the magnetic flux on the S pole side is introduced into the second inductor 53 via the protruding portion 53 b, and the S pole magnetic flux appears on the flat plate portion 53 a facing the armature coil 23.
From this state, when alternating current is supplied to the armature coil 23 to periodically excite reverse magnetism in the circumferential direction, an attractive / repulsive force is generated between the armature coil 23 and the inductors 52 and 53. The rotor 51 rotates and the drive shaft 13 is driven.

以上の構成とすると、界磁コイル18および断熱冷媒容器19の内外周にヨークを設けていないので、モータ50を全体として軽量化することができる。   If it is set as the above structure, since the yoke is not provided in the inner and outer periphery of the field coil 18 and the heat insulation refrigerant | coolant container 19, the motor 50 can be reduced in weight as a whole.

図11および図12は第5実施形態を示す。
第1実施形態との相違点は、1つの駆動軸13に回転子11を複数取り付けている点である。
11 and 12 show a fifth embodiment.
The difference from the first embodiment is that a plurality of rotors 11 are attached to one drive shaft 13.

本実施形態のラジアルギャップ型モータ60は、駆動軸13に2つの回転子11が外嵌固定され、2つの回転子11の間にヨーク63に埋設された一対の界磁コイル18が固定配置され、各回転子11や各界磁コイル18等が断面円筒状の固定子61で囲繞されている。   In the radial gap type motor 60 of this embodiment, two rotors 11 are fitted and fixed to a drive shaft 13, and a pair of field coils 18 embedded in a yoke 63 are fixedly disposed between the two rotors 11. Each rotor 11 and each field coil 18 are surrounded by a stator 61 having a cylindrical cross section.

ヨーク63は、駆動軸13の周囲に空隙をあけた状態で固定子61の壁面に固定され、両側の回転子11に向けた軸線方向の突出量が大で駆動軸13に遊嵌される小径円筒部63aと、小径円筒部63aの中間部から径方向に突出した円環部63bと、円環部63bの外周端から両側の回転子11に向けて突出し且つ該突出量が小である大径円筒部63cとを備えている。
ヨーク63の小径円筒部63a、円環部63bおよび大径円筒部63cで形成される両側一対の円環状凹部にはそれぞれ円環状の断熱冷媒容器19が収容され、各断熱冷媒容器19の内部に液体窒素等の冷媒と共に超電導線材からなる界磁コイル18が収容されている。即ち、2つの界磁コイル18が軸線回りの円環状に並設されている。
The yoke 63 is fixed to the wall surface of the stator 61 with a gap around the drive shaft 13, and has a small projecting amount in the axial direction toward the rotor 11 on both sides and a small diameter that is loosely fitted to the drive shaft 13. A cylindrical portion 63a, an annular portion 63b projecting radially from an intermediate portion of the small-diameter cylindrical portion 63a, and projecting from the outer peripheral end of the annular portion 63b toward the rotors 11 on both sides and having a small projecting amount A diameter cylindrical portion 63c.
An annular heat-insulating refrigerant container 19 is accommodated in each of the pair of annular recesses on both sides formed by the small-diameter cylindrical portion 63a, the annular portion 63b, and the large-diameter cylindrical portion 63c of the yoke 63. A field coil 18 made of a superconducting wire is housed together with a refrigerant such as liquid nitrogen. That is, the two field coils 18 are arranged in an annular shape around the axis.

回転子11は、第1実施形態と同構造で、駆動軸13に外嵌固定される非磁性体からなる支持部14と、支持部14の外周面に周方向に交互に取り付けられた第1誘導子15および第2誘導子16とを備えている。   The rotor 11 has the same structure as that of the first embodiment, and a first support portion 14 made of a non-magnetic material that is externally fixed to the drive shaft 13 and a first outer portion that is alternately attached to the outer peripheral surface of the support portion 14 in the circumferential direction. An inductor 15 and a second inductor 16 are provided.

固定子61は、一対の回転子11や各界磁コイル18等を囲繞する断面円筒状のハウジング部62と、ハウジング部62を貫通する駆動軸13を回転自在に支持する軸受21、22と、一対の回転子11の夫々に対応してハウジング部62の内周面側に周方向に等間隔をあけて取り付けられた超電導線材からなる電機子コイル23と、電機子コイル23を収容する断熱冷媒容器24とを備えている。ハウジング部62は、中央位置で径方向の内方に突出した円環状の突出部62aを設けており、突出部62aの内周面にヨーク63が固定されている。   The stator 61 includes a housing section 62 having a cylindrical section that surrounds the pair of rotors 11, the field coils 18, and the like, bearings 21 and 22 that rotatably support the drive shaft 13 that penetrates the housing section 62, and a pair of stators 61. Corresponding to each of the rotors 11, the armature coil 23 made of a superconducting wire attached to the inner peripheral surface side of the housing portion 62 at equal intervals in the circumferential direction, and a heat insulating refrigerant container for housing the armature coil 23 24. The housing part 62 is provided with an annular projecting part 62a projecting radially inward at the center position, and a yoke 63 is fixed to the inner peripheral surface of the projecting part 62a.

界磁コイル18は図示しない給電装置より直流が供給されて界磁の役目を果たすと共に、電機子コイル23は図示しない給電装置より交流が供給されて電機子の役目を果たす。また、断熱冷媒容器19、24には図示しない冷却配管により液体窒素等の冷媒が循環供給されることで、各コイル18、23は極低温に保たれている。   The field coil 18 is supplied with a direct current from a power supply device (not shown) to serve as a field, and the armature coil 23 is supplied with an alternating current from a power supply device (not shown) to serve as an armature. Moreover, the coils 18 and 23 are kept at a very low temperature by circulating and supplying a refrigerant such as liquid nitrogen to the heat insulating refrigerant containers 19 and 24 through a cooling pipe (not shown).

以上の構成とすると、1本の駆動軸13に対して複数の回転子11が取り付けられているため、モータ60の出力トルクを増大することが可能となる。なお、本実施形態では回転子11を2つ設けているが、3つ以上設けてもよい。   With the above configuration, since the plurality of rotors 11 are attached to one drive shaft 13, the output torque of the motor 60 can be increased. In the present embodiment, two rotors 11 are provided, but three or more may be provided.

図13は第6実施形態を示す。
第6実施形態は、第1実施形態の界磁コイル18と電機子コイル23の配置を逆としている。
第6実施形態のラジアルギャップ型モータ70は、駆動軸13に回転子11が外嵌固定され、回転子11の軸線方向の側方にヨーク17に埋設された電機子コイル23が固定配置され、回転子11や電機子コイル23等が断面円筒状の固定子12で囲繞されている。
FIG. 13 shows a sixth embodiment.
In the sixth embodiment, the arrangement of the field coil 18 and the armature coil 23 of the first embodiment is reversed.
In the radial gap type motor 70 of the sixth embodiment, the rotor 11 is fitted and fixed to the drive shaft 13, and the armature coil 23 embedded in the yoke 17 is fixedly arranged on the side of the rotor 11 in the axial direction. A rotor 11, an armature coil 23, and the like are surrounded by a stator 12 having a cylindrical cross section.

ヨーク17は、第1実施形態と同様に、駆動軸13の周囲に空隙をあけた状態で固定子12の壁面に固定されている。該ヨーク17の円環状凹部には円環状の断熱冷媒容器19が収容され、断熱冷媒容器19の内部に液体窒素等の冷媒と共に超電導線材からなる電機子コイル23が収容されている。   Similar to the first embodiment, the yoke 17 is fixed to the wall surface of the stator 12 with a gap around the drive shaft 13. An annular heat insulating refrigerant container 19 is accommodated in the annular recess of the yoke 17, and an armature coil 23 made of a superconducting wire together with a refrigerant such as liquid nitrogen is accommodated inside the heat insulating refrigerant container 19.

回転子11には、第1実施形態と同様に、駆動軸13に外嵌固定される非磁性体からなる支持部14と、支持部14の外周面に周方向に交互に取り付けられた第1誘導子15および第2誘導子16とを備えている。
固定子12のハウジング部20の内周面側に周方向に等間隔をあけて超電導線材からなる界磁コイル18を備え、界磁コイル18は断熱冷媒容器24に収容している。
As in the first embodiment, the rotor 11 has a support portion 14 made of a nonmagnetic material that is fitted and fixed to the drive shaft 13, and a first portion that is alternately attached to the outer peripheral surface of the support portion 14 in the circumferential direction. An inductor 15 and a second inductor 16 are provided.
A field coil 18 made of a superconducting wire is provided on the inner peripheral surface side of the housing portion 20 of the stator 12 at equal intervals in the circumferential direction, and the field coil 18 is accommodated in a heat insulating refrigerant container 24.

前記界磁コイル18には給電装置より直流が供給され、電機子コイル23には給電装置より交流が供給される。
該ラジアルギャップ型モータ70においても、界磁コイル18に直流を給電する一方、電機子コイル23に交流を給電すると、電機子コイル23と各誘導子15、16の間で吸引/反発力が発生し、回転子11が回転して駆動軸13が駆動される。
The field coil 18 is supplied with direct current from a power supply device, and the armature coil 23 is supplied with alternating current from the power supply device.
Also in the radial gap type motor 70, when a direct current is supplied to the field coil 18 and an alternating current is supplied to the armature coil 23, an attractive / repulsive force is generated between the armature coil 23 and the inductors 15 and 16. Then, the rotor 11 rotates and the drive shaft 13 is driven.

第6実施形態の構成とした場合も、電機子コイル23と界磁コイル18の両方が回転せず、各誘導子15、16が取り付けられた回転子11のみが駆動軸13と共に回転するので、各コイル18、23への給電にスリップリング等の摺接部材が不要となり、給電構造のの簡素化および給電安定化を図られると共にモータの長寿命化することができる。   Even in the case of the configuration of the sixth embodiment, both the armature coil 23 and the field coil 18 do not rotate, and only the rotor 11 to which the inductors 15 and 16 are attached rotates with the drive shaft 13. A sliding contact member such as a slip ring is not required for power supply to each of the coils 18 and 23, the power supply structure can be simplified and the power supply can be stabilized, and the life of the motor can be extended.

本発明の第1実施形態のラジアルギャップ型モータの断面図である。It is sectional drawing of the radial gap type motor of 1st Embodiment of this invention. 45°回転させた位置での断面図である。It is sectional drawing in the position rotated 45 degrees. 回転子の軸線に対して直交方向の断面図である。It is sectional drawing of an orthogonal direction with respect to the axis line of a rotor. 第2実施形態のラジアルギャップ型モータの断面図である。It is sectional drawing of the radial gap type motor of 2nd Embodiment. 45°回転させた位置での断面図である。It is sectional drawing in the position rotated 45 degrees. 回転子の軸線に対して直交方向の断面図である。It is sectional drawing of an orthogonal direction with respect to the axis line of a rotor. 第3実施形態のラジアルギャップ型モータの断面図である。It is sectional drawing of the radial gap type motor of 3rd Embodiment. 45°回転させた位置での断面図である。It is sectional drawing in the position rotated 45 degrees. 第4実施形態のラジアルギャップ型モータの断面図である。It is sectional drawing of the radial gap type motor of 4th Embodiment. 45°回転させた位置での断面図である。It is sectional drawing in the position rotated 45 degrees. 第5実施形態のラジアルギャップ型モータの断面図である。It is sectional drawing of the radial gap type motor of 5th Embodiment. 45°回転させた位置での断面図である。It is sectional drawing in the position rotated 45 degrees. 第6実施形態のラジアルギャップ型モータの断面図である。It is sectional drawing of the radial gap type motor of 6th Embodiment. 従来例を示す図面である。It is drawing which shows a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

10、30、40、50、60、70 ラジアルギャップ型モータ
11、31、51 回転子
12、42、61 固定子
13、41 駆動軸
14、33 支持部
15、32、52 第1誘導子
16、34、53 第2誘導子
17、35、44、63 ヨーク
18 界磁コイル
19、24 断熱冷媒容器
23 電機子コイル
10, 30, 40, 50, 60, 70 Radial gap type motor 11, 31, 51 Rotor 12, 42, 61 Stator 13, 41 Drive shaft 14, 33 Support portion 15, 32, 52 First inductor 16, 34, 53 Second inductor 17, 35, 44, 63 Yoke 18 Field coil 19, 24 Insulating refrigerant container 23 Armature coil

Claims (7)

駆動軸に外嵌固定された回転子に対して径方向に空隙をあけて固定子を配置しているラジアルギャップ型モータにおいて、
前記固定子の内周面には周方向に交互に逆磁性が励磁される電機子コイルを固定配置していると共に、前記回転子の軸線方向の側方に軸線回りの円環状に巻回された1つの界磁コイルが固定配置され、
前記回転子には、一端面が前記界磁コイルの内周側で発生する磁極に対向すると共に他端面が前記電機子コイルに対向する磁性体からなる第1誘導子と、一端面が前記界磁コイルの外周側で発生する磁極に対向すると共に他端面が前記電機子コイルに対向する磁性体からなる第2誘導子とが周方向に交互に配置されていることを特徴とするラジアルギャップ型モータ。
In the radial gap type motor in which the stator is arranged with a gap in the radial direction with respect to the rotor fitted and fixed to the drive shaft,
Armature coils that are alternately magnetized in the circumferential direction are fixedly arranged on the inner peripheral surface of the stator, and are wound in an annular shape around the axis on the side in the axial direction of the rotor. One field coil is fixedly arranged,
The rotor has a first inductor made of a magnetic material having one end face facing a magnetic pole generated on the inner peripheral side of the field coil and the other end face facing the armature coil, and one end face being the field. A radial gap type characterized in that second inductors made of a magnetic material facing the magnetic poles generated on the outer peripheral side of the magnetic coil and having the other end face opposed to the armature coil are alternately arranged in the circumferential direction. motor.
駆動軸に外嵌固定された回転子に対して径方向に空隙をあけて固定子を配置しているラジアルギャップ型モータにおいて、
前記固定子の内周面には周方向に交互に逆磁性が励磁される界磁コイルを固定配置していると共に、前記回転子の軸線方向の側方に軸線回りの円環状に巻回された1つの電機子コイルが固定配置され、
前記回転子には、一端面が前記電機子コイルの内周側で発生する磁極に対向すると共に他端面が前記界磁コイルに対向する磁性体からなる第1誘導子と、一端面が前記電機子コイルの外周側で発生する磁極に対向すると共に他端面が前記界磁コイルに対向する磁性体からなる第2誘導子とが周方向に交互に配置されていることを特徴とするラジアルギャップ型モータ。
In the radial gap type motor in which the stator is arranged with a gap in the radial direction with respect to the rotor fitted and fixed to the drive shaft,
A field coil that is alternately magnetized in the circumferential direction is fixedly arranged on the inner circumferential surface of the stator, and is wound in an annular shape around the axis on the side in the axial direction of the rotor. One armature coil is fixedly arranged,
The rotor has a first inductor made of a magnetic material having one end surface facing a magnetic pole generated on the inner peripheral side of the armature coil and the other end surface facing the field coil, and one end surface of the rotor A radial gap type characterized in that second inductors made of a magnetic material facing the magnetic poles generated on the outer peripheral side of the child coil and having the other end face opposed to the field coil are alternately arranged in the circumferential direction. motor.
前記駆動軸は磁性体で、かつ、前記第1誘導子は一端面が前記駆動軸に接続されると共に他端面が前記固定子の内周面に固定された前記電機子コイル又は前記界磁コイルに対向され、
前記回転子の軸線方向の側方に配置される前記界磁コイル又は前記電機子コイルの内周側で発生する磁極は前記駆動軸を介して前記第1誘導子に誘導される構成としている請求項1または請求項2に記載のラジアルギャップ型モータ。
The armature coil or the field coil, wherein the drive shaft is a magnetic body, and the first inductor has one end surface connected to the drive shaft and the other end surface fixed to the inner peripheral surface of the stator. Is opposed to
The magnetic pole generated on the inner peripheral side of the field coil or the armature coil arranged on the side of the rotor in the axial direction is configured to be guided to the first inductor via the drive shaft. The radial gap type motor according to claim 1 or 2.
前記回転子の軸線方向の側方に配置される前記界磁コイル又は前記電機子コイルの内周側あるいは/および外周側には、磁性体からなるヨークが配置されている請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のラジアルギャップ型モータ。   The yoke which consists of magnetic bodies is arrange | positioned at the inner peripheral side or / and outer peripheral side of the said field coil or the said armature coil arrange | positioned at the side of the axial direction of the said rotor. 4. A radial gap motor according to any one of items 3 to 3. 前記界磁コイルと前記電機子コイルの少なくとも一方は超電導線材で形成されている請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のラジアルギャップ型モータ。   The radial gap motor according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of the field coil and the armature coil is formed of a superconducting wire. 前記第1誘導子および前記第2誘導子の断面積は一端から他端まで一定としている請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のラジアルギャップ型モータ。   The radial gap motor according to any one of claims 1 to 5, wherein a cross-sectional area of the first inductor and the second inductor is constant from one end to the other end. 前記第1誘導子の断面積と前記第2誘導子の断面積は略同一としている請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のラジアルギャップ型モータ。   The radial gap motor according to any one of claims 1 to 6, wherein a cross-sectional area of the first inductor and a cross-sectional area of the second inductor are substantially the same.
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