(57)【要約】【課題】コイルへの給電構造を簡素化して小型化、長寿命化を図ることができる超電導電動機、並びにこれを備える動力供給システム、舶用駆動装置、鉄道用駆動装置、流体回転装置、分離装置、掘進装置、換気装置、荷揚装置、昇降装置、及び搬送装置を提供すること。【解決手段】超電導電動機３は、Ｎ極及びＳ極が同心円上に形成される界磁コイル（界磁体）７が配された一対の界磁側固定子８Ａ，８Ｂと、回転軸３Ａが固定され、界磁コイル７により形成されるＮ極に対向するように配されたＮ極誘導子１０、及び界磁コイル７により形成されるＳ極に対向するように配されたＳ極誘導子１１を有して、一対の界磁側固定子８Ａ，８Ｂの内側に配された一対の回転子１２Ａ，１２Ｂと、Ｎ極誘導子１０及びＳ極誘導子１１に対向した電機子コイル１３を有して、一対の回転子１２Ａ，１２Ｂ間に配された電機子側固定子１５とを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極及びＳ極を形成する界磁体が配された界磁側固定子と、
回転軸が固定され、前記界磁体によって形成されるＮ極に対向するように配されたＮ極誘導子、及び、前記界磁体によって形成されるＳ極に対向するように配されたＳ極誘導子を有する回転子と、
前記Ｎ極誘導子及び前記Ｓ極誘導子に対向して電機子コイルが配された電機子側固定子と、
を備え、
前記界磁体及び前記電機子コイルの少なくとも一方が超電導材からなることを特徴とする超電導電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の超電導電動機と、
該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、
該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、
を備えていることを特徴とする動力供給システム。
【請求項３】
請求項１に記載の超電導電動機と、
該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、
該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、
を備えていることを特徴とする舶用駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の超電導電動機と、
該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、
該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、
を備えていることを特徴とする鉄道用駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載の超電導電動機と、
該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、
該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、
を備えていることを特徴とする流体回転装置。
【請求項６】
請求項１に記載の超電導電動機と、
該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、
該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、
を備えていることを特徴とする分離装置。
【請求項７】
請求項１に記載の超電導電動機と、
該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、
該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、
を備えていることを特徴とする掘進装置。
【請求項８】
請求項１に記載の超電導電動機と、
該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、
該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、
を備えていることを特徴とする換気装置。
【請求項９】
請求項１に記載の超電導電動機と、
該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、
該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、
を備えていることを特徴とする荷揚装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の超電導電動機と、
該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、
該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、
を備えていることを特徴とする昇降装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の超電導電動機と、
該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、
該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、
を備えていることを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導電動機、並びにこれを備える動力供給システム、舶用駆動装置、鉄道用駆動装置、流体回転装置、分離装置、掘進装置、換気装置、荷揚装置、昇降装置、及び搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な動力装置の駆動源として電動機が使用されている。このような電動機は、一般に、界磁コイルが配された回転子と、この界磁コイルに対向するように電機子コイルが配された固定子と、回転子に固定接続された回転軸とを備えている。このような電動機の場合、回転軸の一端に接続されたスリップリング等によって、回転する界磁コイルに給電されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開昭５４−１１６６１０号公報
【特許文献２】特開平６−８６５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の電動機にて大きな回転出力を得る場合、コイルに大量の電流を流す必要があることから、コイルを含めた電動機全体が大型化してしまう。また、回転子には常電導コイルが配されているので、回転軸の出力を増大させる場合には、コイルに大量の電流を流す必要がある。そのため、回転運動を伴うコイルに給電するための構造がますます複雑、かつ、大型になってしまう。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、コイルへの給電構造を簡素化して小型化、長寿命化を図ることができる超電導電動機、並びにこれを備える動力供給システム、舶用駆動装置、鉄道用駆動装置、流体回転装置、分離装置、掘進装置、換気装置、荷揚装置、昇降装置、及び搬送装置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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る第１の解決手段として、Ｎ極及びＳ極を形成する界磁体が配された界磁側固定子と、回転軸が固定され、前記界磁体によって形成されるＮ極に対向するように配されたＮ極誘導子、及び、前記界磁体によって形成されるＳ極に対向するように配されたＳ極誘導子を有する回転子と、前記Ｎ極誘導子及び前記Ｓ極誘導子に対向して電機子コイルが配された電機子側固定子と、を備え、前記界磁体及び前記電機子コイルの少なくとも一方が超電導材からなることを特徴とする超電導電動機を採用する。
【０００６】
この発明は、界磁側固定子の界磁体と電機子側固定子の電機子コイルとを励磁することによって、回転子を介して回転軸を回転させることができる。また、界磁体及び電機子コイルが超電導材で形成されているので、発生する磁束を強化することができ、従来と同じ電流量であっても界磁体や電機子コイルの大きさを従来よりも小さくすることができる。このとき、回転子には電源供給が必要な部材が配されていないので、固定子のみに電源供給及び固定子のみを冷却すればよく、電気系及び冷却系を簡単な構成にすることができる。
【０００７】
また、本発明に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段における超電導電動機と、該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、を備えていることを特徴とする動力供給システムを採用する。
【０００８】
この発明は、本発明に係る超電導電動機を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の動力を供給する場合、システム全体を小型軽量化することができる。
【０００９】
また、第３の解決手段として、上記第１の解決手段における超電導電動機と、該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、を備えていることを特徴とする舶用駆動装置を採用する。
【００１０】
この発明は、本発明に係る超電導電動機を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の駆動力を得る場合、装置全体を小型軽量化することができる。従って小型船舶にも搭載することができる。
【００１１】
また、第４の解決手段として、上記第１の解決手段における超電導電動機と、該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、を備えていることを特徴とする鉄道用駆動装置を採用する。
【００１２】
この発明は、本発明に係る超電導電動機を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、鉄道車両全体を軽量化することができる。
【００１３】
また、第５の解決手段として、上記第１の解決手段における超電導電動機と、該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、を備えていることを特徴とする流体回転装置を採用する。
【００１４】
この発明は、本発明に係る超電導電動機を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の出力であっても、流体回転装置全体を小型軽量化することができる。
【００１５】
また、第６の解決手段として、上記第１の解決手段における超電導電動機と、該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、を備えていることを特徴とする分離装置を採用する。
【００１６】
この発明は、本発明に係る超電導電動機を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の出力であっても、分離装置全体を小型軽量化することができる。
【００１７】
また、第７の解決手段として、上記第１の解決手段における超電導電動機と、該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、を備えていることを特徴とする掘進装置を採用する。
【００１８】
この発明は、本発明に係る超電導電動機を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の掘進力を得る場合であっても、掘進装置全体を小型軽量化することができる。
【００１９】
また、第８の解決手段として、上記第１の解決手段における超電導電動機と、該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、を備えていることを特徴とする換気装置を採用する。
【００２０】
この発明は、本発明に係る超電導電動機を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の換気能力であっても、換気装置全体を小型軽量化することができる。
【００２１】
また、第９の解決手段として、上記第１の解決手段における超電導電動機と、該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、を備えていることを特徴とする荷揚装置を採用する。
【００２２】
この発明は、本発明に係る超電導電動機を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の荷重のものを吊り上げる場合でも、荷揚装置全体を小型軽量化することができる。
【００２３】
また、第１０の解決手段として、上記第１の解決手段における超電導電動機と、該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、を備えていることを特徴とする昇降装置を採用する。
【００２４】
この発明は、本発明に係る超電導電動機を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の負荷が作用する場合でも、昇降装置全体を小型軽量化することができる。
【００２５】
また、第１１の解決手段として、上記第１の解決手段における超電導電動機と、該超電導電動機と接続されて前記超電導電動機からの動力を伝達する動力伝達部と、該動力伝達部と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力される出力部と、を備えていることを特徴とする搬送装置を採用する。
【００２６】
この発明は、本発明に係る超電導電動機を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の荷重のものを搬送する場合、搬送装置全体を小型軽量化することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、コイルへの給電構造を簡素化して小型化、長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の第１の実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
本実施形態に係るバウスラスタ（動力供給システム、舶用駆動装置）１は、図１に示すように、船首Ｂに装着されて船の横滑りを容易にするものであって、船首Ｂの幅方向に貫通して設けられた導水管Ｐ内に配される。
【００２９】
バウスラスタ１は、船首Ｂに接続された円盤状の接続台ＣＢに接続された本体２と、回転軸３Ａを有して本体２内に配された超電導電動機３と、回転軸３Ａと接続され、超電導電動機３からの動力を伝達する動力伝達部４と、動力伝達部４と接続されて超電導電動機３の動力が出力されるプロペラ（出力部）５とを備えている。本体２は、略回転楕円体形状からなり、本体２の短径軸方向に中空の連結部６が突設されている。プロペラ５はピッチが可変になっている。なお、超電導電動機３は、本体２外に配されていても構わない。
【００３０】
超電導電動機３は、例えば、図２及び図３に示すように、アキシャルギャップ構造のモータであって、Ｎ極及びＳ極が同心円上に形成される界磁コイル（界磁体）７が配された一対の界磁側固定子８Ａ，８Ｂと、回転軸３Ａが固定され、界磁コイル７により形成されるＮ極に対向するように配されたＮ極誘導子１０、及び界磁コイル７により形成されるＳ極に対向するように配されたＳ極誘導子１１を有して、一対の界磁側固定子８Ａ，８Ｂの内側に配された一対の回転子１２Ａ，１２Ｂと、Ｎ極誘導子１０及びＳ極誘導子１１に対向した電機子コイル１３を有して、一対の回転子１２Ａ，１２Ｂ間に配された電機子側固定子１５とを備えている。なお超電導電動機は、例えば、界磁側固定子が円盤状に形成されて円筒状に形成された電機子側固定子に内嵌され、界磁側固定子と電機子側固定子とに囲まれて回転子が配されるようなラジアルギャップ構造のモータとしても構わない。
【００３１】
一対の界磁側固定子８Ａ，８Ｂは、珪素鋼板、鉄、パーマロイ等の磁性体からなり円盤状に形成されたヨーク１６と、円環状に形成されてヨーク１６の互いに対向する側の面に設けられた溝１６ａ内に埋設され、界磁コイル７を収納して冷却する断熱冷媒容器１７とを備えている。界磁コイル７は、ビスマス系、イットリウム系といった超電導材で構成されており、円環状に形成されて断熱冷媒容器１７内に冷却されている。ヨーク１６には、回転軸３Ａが回転自在に貫通する貫通孔１６ｂが設けられ、軸受１８を介して回転軸３Ａを支持している。
【００３２】
一対の回転子１２Ａ，１２Ｂは、円盤形状でＦＲＰやステンレス等の非磁性体からなり円盤状に形成された回転子本体２０を備えている。Ｎ極誘導子１０及びＳ極誘導子１１は、一端が回転子本体２０の一端面から露出して配され、界磁コイル７によって発生するＮ極及びＳ極にそれぞれ常に対向するように形成されている。また、Ｎ極誘導子１０及びＳ極誘導子１１の他端は、回転子本体２０の他端面から露出して配され、電機子コイル１３に対向するように形成されている。そして、それぞれ回転子本体２０を貫通して形成され、例えば、回転軸３Ａの配設位置を中心とする点対称位置に配されている。
【００３３】
電機子側固定子１５は、ＦＲＰやステンレス等の非磁性体からなり円盤状に形成された電機子本体２１と、電機子本体２１に同心円上に埋設されて電機子コイル１３を収納する断熱冷媒容器２２とを備えている。電機子コイル１３は、例えば、界磁コイル７と同じ同心円上に、一対の回転子１２Ａ，１２Ｂを挟んで対向する位置に配されている。なお、電機子コイル１３の中空部には、発生する磁界に対して超電導状態を維持するための高透磁材料２３が配されている。
【００３４】
一対の界磁側固定子８Ａ，８Ｂに配された界磁コイル７は、船首Ｂ内に設置された直流電源ＤＣと直流電気配線ＤＷを介して電気的に接続される。また、電機子側固定子１５に配された電機子コイル１３は、船首Ｂ内に配された交流電源ＡＣと交流電気配線ＡＷを介して電気的に接続される。直流電気配線ＤＷ及び交流電気配線ＡＷは、連結部６内を貫通して配されている。
【００３５】
回転軸３Ａは、一対の界磁側固定子８Ａ，８Ｂや電機子側固定子１５に対しては回転自在に接続されている。従って、回転軸３Ａの両端はいずれも出力軸となり得る。本実施形態では、プロペラ５は推進方向側となる回転軸３Ａの端部に接続されている。
【００３６】
超電導電動機３内に配された断熱冷媒容器１７，２２は、冷却配管ＣＷを介して船首Ｂ内に配された冷却器Ｃと接続されている。冷却器Ｃは、液体窒素が充填された不図示のタンクと、タンクを冷却するためにタンクの周辺に配される不図示の液体ヘリウムコンプレッサーとを備えている。冷却器Ｃは、接続台ＣＢに載置されている。冷却配管ＣＷは、連結部６内を貫通して配されている。
【００３７】
次に、本実施形態に係るバウスラスタ１の作用について説明する。
このバウスラスタ１を駆動する場合には、冷却器Ｃから冷却配管ＣＷを介して冷媒を超電導電動機３に供給・循環し、超電導電動機３の断熱冷媒容器１７，２２を駆動して界磁コイル７及び電機子コイル１３をそれぞれ冷却して超電導状態とする。そして、直流電源ＤＣから界磁コイル７に直流電流を給電し、かつ、交流電源ＡＣから電機子コイル１３に交流電流を給電する。
【００３８】
この際、界磁コイル７の外周及び内周に磁極が発生し、Ｎ極誘導子１０及びＳ極誘導子１１の界磁側固定子８Ａ，８Ｂと対向する面から磁束が内部に導入され、電機子側固定子１５と対向する面に導入された磁束が現れる。この状態で電機子コイル１３に三相交流を給電することにより、位相ズレによって電機子側固定子１５の軸線回りに回転磁界が発生する。従って、Ｎ極誘導子１０及びＳ極誘導子１１との間の電磁誘導力により、一対の回転子１２Ａ，１２Ｂが回転し、回転軸３Ａが回転して動力伝達部４に回転駆動力が伝達され、プロペラ５が回転する。
【００３９】
プロペラ５が回転することによって、導水管Ｐ内に水流が発生し、これによって、船首Ｂが、流れの上流側に向かって旋回する。反転させる場合には、超電導電動機３を反転させてプロペラ５を反転させる。
【００４０】
このバウスラスタ１によれば、電動機が超電導電動機３なので、従来の電動機と同一の出力であっても容積を小型にすることができる。また、超電導電動機３の界磁コイル及び電機子コイル１３が、回転子側ではなくすべて固定子側に配されているので、従来のスリップリングのような設備を必要とせず、界磁コイル７及び電機子コイル１３を小型にすることができる。従って、それに伴う冷却系も簡略化することができ、従来の超電導電動機から得られる出力と同じ出力であってもより小型化、長寿命化を図ることができる。
【００４１】
次に、第２の実施形態について図４を参照して説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態と同様の構成を有する超電導電動機３０が、鉄道用駆動装置３１に配されているとした点である。
【００４２】
鉄道用駆動装置３１は、鉄道車両ＲＣに設けられており、超電導電動機３０と、超電導電動機３０の回転軸３２を動力伝達部として、回転軸３２の両端に配されて超電導電動機３０の動力が出力される一対の車輪（出力部）３５Ａ，３５Ｂとを備えている。
【００４３】
この鉄道用駆動装置３１に係る超電導電動機３０は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この超電導電動機３０が駆動することによって、回転軸３２に出力された回転力が、車輪３５Ａ，３５Ｂの回転として出力される。
この鉄道用駆動装置３１によれば、超電導電動機３０を備えているので、電動機に大きな電流密度を得ることができ、鉄道車両ＲＣ全体を軽量化することができる。
【００４４】
次に、第３の実施形態について図５及び図６を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第３の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態と同様の構成を有する超電導電動機４０が、ターボ圧縮機（流体回転機械）４１に配されているとした点である。
【００４５】
ターボ圧縮機４１は、超電導電動機４０の回転軸４２と接続されて超電導電動機４０からの動力を伝達する動力伝達部４３と、動力伝達部４３と接続されて、超電導電動機４０の動力が出力される遠心式の第１段圧縮機（出力部）４５及び第２段圧縮機（出力部）４６とを備えている。
【００４６】
第１段圧縮機４５は、超電導電動機４０の回転軸４２の超電導電動機４０側端部に接続されている。第１段圧縮機４５は、吸入管４７及び吸入フィルタ４８を備えており、これらは超電導電動機４０の側方に平行に配置されている。第２段圧縮機４６は、回転軸４２の反対側の端部に接続されている。第２段圧縮機４６は、排出管４９を備えている。
【００４７】
このターボ圧縮機４１に係る超電導電動機４０は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この超電導電動機４０が駆動されることにより、第１段圧縮機４５及び第２段圧縮機４６が回転し、吸入管４７から吸入された空気が所定の圧力に圧縮され、排出管４９から排出される。
このターボ圧縮機４１によれば、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の出力であっても、ターボ圧縮機４１全体を小型軽量化することができる。
【００４８】
次に、第４の実施形態について図７を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第４の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態と同様の構成を有する超電導電動機５０が、排水ポンプ（流体回転機械）５１に配されているとした点である。
【００４９】
排水ポンプ５１は、超電導電動機５０の図示しない回転軸と接続されて超電導電動機５０からの動力を伝達する駆動軸（動力伝達部）５２と、駆動軸５２と接続されて、超電導電動機５０の動力が出力されるインペラ（出力部）５３と、インペラ５３が収納されるハウジング５５とを備えている。
【００５０】
ハウジング５５は、合成樹脂からなり、略筒状に形成されている。ハウジング５５には、図示しない空調機器から発生したドレン水を吸入する吸入口５６と、吸入口５６から吸入されたドレン水を吐出する吐出口５７とが設けられている。吸入口５６と吐出口５７とは、吸入口５６側のほうが狭く２段に形成されている。
【００５１】
超電導電動機５０は、略四角状に形成され、２枚の電動機取り付け板５８Ａ，５８Ｂにより挟持されるとともに、電動機取り付け板５８Ａにより、回転軸がハウジング５５に挿通され固定されている。
【００５２】
インペラ５３は、合成樹脂からなり、軸部６０と天板６１と螺旋羽根６２とを備えている。軸部６０には、駆動軸５２が圧入されている。天板６１は、軸部６０に対して直交方向へ突設されている。螺旋羽根６２は、軸部６０に固着され、軸部６０を中心として螺旋状に湾曲形成されている。
【００５３】
この排水ポンプ５１に係る超電導電動機５０は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この超電導電動機５０が駆動されることによりインペラ５３が回転し、吸入口５６に充満した水が螺旋羽根６２によって揚水される。そして、吐出口５７に向かって振り飛ばされ、吐出口５７から排水される。
この排水ポンプ５１によれば、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の出力であっても、排水ポンプ５１全体を小型軽量化することができる。
【００５４】
次に、第５の実施形態について図８を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第５の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、超電導電動機７０が、遠心分離機（分離装置）７１に配されているとした点である。
【００５５】
遠心分離機７１は、超電導電動機７０の回転軸７２と接続されて超電導電動機７０からの動力を伝達する動力伝達部７３と、動力伝達部７３と接続されて、超電導電動機７０の動力が出力される出力部７５とを備えている。
【００５６】
出力部７５は、回転駆動されて原液に遠心力を与える外胴ボウル７６と、この外胴ボウル７６内に配されて、外胴ボウルよりもわずかに小さい回転数で回転される内胴スクリュー７７とを備えている。これらは、原液が分離された液体が排出される液体排出口７８Ａと、固形物が排出される固形物排出口７８Ｂとが設けられたハウジング７８内に収納されている。
【００５７】
超電導電動機７０は、外胴ボウル７６を駆動するためのインバータモータ７０Ａと、内胴スクリュー７７を駆動するための差速モータ７０Ｂとを備えている。インバータモータ７０Ａ及び差速モータ７０Ｂは、何れも第１の実施形態に係る超電導電動機３と同様の構成を有している。
動力伝達部７３は、外胴ボウル７６とインバータモータ７０Ａとを接続する第一ベルト８０と、内胴スクリュー７７と差速モータ７０Ｂとを接続する第二ベルト８２とを備えている。内胴スクリュー７７は、第二ベルト８２を介してピニオンプーリ８３と連結されており、ギアボックス８５によって変速されるようになっている。
【００５８】
この遠心分離機７１に係る超電導電動機７０は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この超電導電動機７０が駆動されることにより、内胴スクリュー７７が回転して原液が固形物と液体とに分離され、液体は液体排出口７８Ａから排出される。一方、固形物は、外胴ボウル７６に堆積され、さらに外胴ボウル７６の回転によって固形物排出口７８Ｂから排出される。
この遠心分離機７１によれば、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の出力であっても、遠心分離機全体を小型軽量化することができる。
【００５９】
次に、第６の実施形態について図９を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第６の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態と同様の構成を有する超電導電動機９０が、シールド掘進機（掘進装置）９１に配されているとした点である。
【００６０】
シールド掘進機９１は、例えば、土圧式のものであって、筒型のシールドフレーム９２と、超電導電動機９０の回転軸９３と接続されて超電導電動機９０からの動力を伝達する動力伝達部９５と、動力伝達部９５と接続されてシールドフレーム９２の先端面に配され、超電導電動機９０の動力が出力されるカッター（出力部）９６とを備えている。超電導電動機９０は複数配されており、動力伝達部９５を介してカッター９６の中心軸に設けられた駆動軸９７に動力が伝達される。
【００６１】
カッター９６は、複数のティースビット９６Ａと、切羽に添加材を注入する注入口９６Ｂとが設けられている。カッター９６の近傍には、切羽に加圧注入した添加材をカッター９６により機械的に攪拌混合して改良土としたものを排土調整するためのスクリューコンベア９８の先端側が配設されている。シールドフレーム９２の基端側には、既設されたセグメントＳｅに対するジャッキ９９が配されている。
【００６２】
このシールド掘進機９１に係る超電導電動機９０は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この超電導電動機９０が駆動されることにより、動力伝達部９５を介してカッター９６が回転駆動する。
このシールド掘進機９１によれば、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の掘進力を得る場合であっても、シールド掘進機９１全体を小型軽量化することができる。
【００６３】
次に、第７の実施形態について図１０を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第７の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態と同様の構成を有する超電導電動機１００が、ジェットファン（換気装置）１０１に配されているとした点である。
【００６４】
超電導電動機１００の図示しない回転軸は、超電導電動機１００の両端に突出するように設けられている。そして、ジェットファン１０１は、トンネルＴの天井部に接続される筒状のケーシング１０２と、超電導電動機１００の回転軸と接続されて超電導電動機１００からの動力を伝達する動力伝達部１０３と、動力伝達部１０３と接続されて超電導電動機１００の動力が出力されるファン（出力部）１０５とを備えている。ファン１０５には、複数の動翼１０６が設けられている。なお、トンネルＴ内には、ジェットファン１０１が複数設けられても構わない。
【００６５】
このジェットファン１０１に係る超電導電動機１００は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この超電導電動機１００を正転させた際には、正方向の気流Ｐ１がケーシング１０２近傍に発生する。一方、超電導電動機１００を反転させた際には、逆方向の気流Ｐ２がケーシング１０２近傍に発生する。
このジェットファン１０１によれば、超電導電動機１００のための冷却器Ｃが必要とされても、電動機に大きな電流密度を得ることができることから、従来と同様の換気能力であっても、ジェットファン全体として小型軽量化することができる。
【００６６】
次に、第８の実施形態について図１１を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第８の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態と同様の構成を有する超電導電動機１１０が、連続アンローダ（荷揚装置）１１１に配されているとした点である。
【００６７】
連続アンローダ１１１は、埠頭ＳＳを岸壁に沿って走行する走行部１１２と、走行部１１２に回転自在に設けられたブーム１１３と、ブーム１１３の先端にトップ支持フレーム１１５を介して鉛直軸回りに回転自在に設けられたエレベータ部１１６と、エレベータ部１１６の下端から船倉Ｓ内に水平方向に延出される掻取部１１７と、超電導電動機１１０と図示しないスプロケットを介して接続され、エレベータ部１１６と掻取部１１７との間で巻き掛けられて超電導電動機１１０からの動力を伝達するバケットコンベヤ（動力伝達部）１１８と、バケットコンベヤ１１８に接続されて、超電導電動機１１０の動力が出力される複数のバケット（出力部）１１９とを備えている。
【００６８】
この連続アンローダ１１１に係る超電導電動機１１０は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この際、船倉Ｓ内のバラ物ＯＢを掻き取る方向にバケットコンベヤ１１８が回転駆動するように、超電導電動機１１０を回転させた際、バケットコンベヤ１１８の移動によってバラ物ＯＢが掻き取られる。そして、バラ物ＯＢは、エレベータ部１１６によって垂直搬送され、ブーム１１３を介して荷揚げされる。
この連続アンローダ１１１によれば、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の巻き取り力が要求される場合でも、ブーム１１３やエレベータ部１１６を小型にして連続アンローダ１１１全体を軽量化することができる。
【００６９】
次に、第９の実施形態について図１２を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第９の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態と同様の構成を有する超電導電動機１２０が、ジブクレーン（荷揚装置）１２１に配されているとした点である。
【００７０】
ジブクレーン１２１は、ジブ１２２と、ジブ１２２を支える主柱１２３と、主柱１２３の先端に配されて超電導電動機１２０が配された巻上げ機１２５と、巻上げ機１２５に巻回されてジブ１２２の先端からフック（出力部）１２６を懸架させるためのワイヤ（動力伝達部）１２７とを備えている。
【００７１】
このジブクレーン１２１に係る超電導電動機１２０は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この際、超電導電動機１２０を正転又は反転させることにより、巻回されたワイヤ１２７を巻上げ又は引き出して、ワイヤ１２７の先端に配されたフック１２６を上下させる。
このジブクレーン１２１によれば、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の吊り上げ荷重であっても、巻上げ機１２５全体を小型軽量化することができる。
【００７２】
次に、第１０の実施形態について図１３を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第１０の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態と同様の構成を有する超電導電動機１３０が、エスカレーター（昇降装置）１３１に配されているとした点である。
【００７３】
エスカレーター１３１は、超電導電動機１３０と接続されて超電導電動機１３０からの動力を伝達する動力伝達部１３２と、動力伝達部１３２と接続されて、超電導電動機１３０の動力が出力されるステップ（出力部）１３３及び手すり（出力部）１３５とを備えている。
【００７４】
超電導電動機１３０は、エスカレーター１３１の上部に設けられた機械室１３６に配されている。動力伝達部１３２は、超電導電動機１３０の回転軸１３７に接続されたステップ駆動ギア部１３８及び手すり駆動ギア部１４０と、ステップ駆動ギア部１３８に対してエスカレーター１３１の下部に配されたステップ用スプロケット部１４１と、手すり駆動ギア部１４０に対してエスカレーター１３１の上部側に配された手すり用スプロケット部１４２と、ステップ駆動ギア部１３８とステップ用スプロケット部１４１との間に巻回されたステップ用巻回部１４３と、手すり駆動ギア部１４０と手すり用スプロケット部１４２との間に巻回された手すり用巻回部１４５とを備えている。
【００７５】
手すり１３５は、手すり用スプロケット部１４２に巻回されて手すり用スプロケット部１４２の回転力が伝達されるようになっている。ステップ用巻回部１４３には、複数のステップ１３３が略等間隔に配されている。
【００７６】
このエスカレーター１３１に係る超電導電動機１３０は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この際、超電導電動機１３０を正転又は反転させることにより、ステップ駆動ギア部１３８及び手すり駆動ギア部１４０を回転させ、巻回されたステップ用巻回部１４３及び手すり用巻回部１４５を回転させて、ステップ１３３及び手すり１３５を移動させる。
このエスカレーター１３１によれば、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の搬送荷重にて機械室１３６を小型軽量化することができる。
【００７７】
次に、第１１の実施形態について図１４を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第１１の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態と同様の構成を有する超電導電動機１５０が、エレベータ（昇降装置）１５１に配されているとした点である。
【００７８】
エレベータ１５１は、超電導電動機１５０が配された巻上げ機１５２と、巻上げ機１５２に設けられた鋼車１５３に巻回されて超電導電動機１５０からの動力を伝達するロープ（動力伝達部）１５５と、ロープ１５５の一端に接続されて、超電導電動機１５０の動力が出力されるかご部（出力部）１５６と、ロープ１５５の他端に接続された吊りあい用おもり１５７とを備えている。巻上げ機１５２は、最上部に設けられた機械室１５８内に収納されている。
【００７９】
このエレベータ１５１に係る超電導電動機１５０は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この際、超電導電動機１５０を正転又は反転させることにより、鋼車１５３を正転又は反転させ、巻回されたロープ１５５を移動させて、かご部１５６を上下移動させる。
このエレベータ１５１によれば、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の耐荷重にて小型軽量化することができる。
【００８０】
次に、第１２の実施形態について図１５を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第１２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態と同様の構成を有する超電導電動機１６０が、ワーク搬送装置（搬送装置）１６１に配されているとした点である。
【００８１】
ワーク搬送装置１６１は、例えば、図示しないトランスファープレスのように、図示しない所定のワークを順次搬送するもので、超電導電動機１６０と接続されて超電導電動機１６０からの動力を伝達する動力伝達部１６２と、動力伝達部１６２と接続されて、前記超電導電動機の動力が出力されるワーク把持部（出力部）１６３と、一対のフィードバー１６５Ａ，１６５Ｂと、一対のフィードバー１６５Ａ，１６５Ｂに連結されるとともに、ワーク把持部１６３が接続されて上下移動可能な複数のクロスバー１６６とを備えている。
【００８２】
超電導電動機１６０は、一対のフィードバー１６５Ａ，１６５Ｂを同期させつつ搬送方向Ｌに往復運動させる。各フィードバー１６５Ａ，１６５Ｂには、下端部間にクロスバー１６６が掛け渡され、サーボモータ１６７により昇降可能に構成されたリフト用ロッド１６８が連結されたキャリッジ１６９が結合されている。動力伝達部１６２は、超電導電動機１６０の回転軸１７０に取り付けられて、フィードバー１６５Ａ，１６５Ｂの上流側端部に刻設したラック１７３に噛み合うピニオン１７５を備えている。
【００８３】
このワーク搬送装置１６１に係る超電導電動機１６０は、第１の実施形態と同様の作用により駆動する。この際、その駆動力がピニオン１７５を介して、フィードバー１６５Ａ，１６５Ｂの一端部に形成されたラック１７３に伝えられる。これにより、フィードバー１６５Ａ，１６５Ｂが搬送方向Ｌへ移動して、これにともなってクロスバー１６６が移動する。こうして、ワーク把持部１６３に取り付けられた図示しないワークが搬送される。
【００８４】
このワーク搬送装置１６１によれば、電動機に大きな電流密度を得ることができ、従来と同様の荷重のものを搬送する場合、装置全体を小型軽量化することができる。
【００８５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、電動機によって動力を得るシステムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るバウシステムを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る超電導電動機を示す斜視構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る超電導電動機を示す平面構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る鉄道用駆動装置を示す構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るターボ圧縮機を示す平面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るターボ圧縮機を示す側面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る排水ポンプを示す一部断面平面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る遠心分離機を示す一部断面平面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係るシールド掘進機を示す一部断面平面図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係るジェットファンを示す斜視図である。
【図１１】本発明の第８の実施形態に係る連続アンローダを示す概要構成図である。
【図１２】本発明の第９の実施形態に係るジブクレーンを示す概要図である。
【図１３】本発明の第１０の実施形態に係るエスカレーターを示す要部構成図である。
【図１４】本発明の第１１の実施形態に係るエレベータを示す要部構成図である。
【図１５】本発明の第１２の実施形態に係るワーク搬送装置を示す要部構成図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  バウスラスタ（動力供給システム、舶用駆動装置）、３，３０，４０，５０，７０，９０，１００，１１０，１２０，１３０，１５０，１６０  超電導電動機、３Ａ，３２，４２，７２，９３，１３７  回転軸、４，４３，７３，９５，１０３，１３２，１６２  動力伝達部、５  プロペラ（出力部）、７  界磁コイル（界磁体）、８Ａ，８Ｂ    界磁側固定子、１０  Ｎ極誘導子、１１  Ｓ極誘導子、１２Ａ，１２Ｂ  回転子、１３  電機子コイル  １５  電機子側固定子、３１  鉄道用駆動装置、３５Ａ，３５Ｂ  車輪（出力部）、４１  ターボ圧縮機（流体回転機械）、４５  第１段圧縮機（出力部）、４６  第２段圧縮機（出力部）、５１  排水ポンプ（流体回転機械）、５２  駆動軸（動力伝達部）、５３  インペラ（出力部）、７１  遠心分離機（分離装置）、７５  出力部、９１  シールド掘進機（掘進装置）、９６  カッター（出力部）、１０１  ジェットファン（換気装置）、１０５  ファン（出力部）、１１１  連続アンローダ（荷揚装置）、１１８  バケットコンベヤ（動力伝達部）、１１９  バケット（出力部）、１２１  ジブクレーン（荷揚装置）、１２６  フック（出力部）、１２７  ワイヤ（動力伝達部）、１３１  エスカレーター（昇降装置）、１３３  ステップ（出力部）、１３５  手すり（出力部）、１５１  エレベータ（昇降装置）、１５５  ロープ（動力伝達部）、１５６  かご部（出力部）、１６１  ワーク搬送装置（搬送装置）、１６３  ワーク把持部（出力部）
【図１】
2008005655.tif 000003
【図２】
2008005655.tif 000004
【図３】
2008005655.tif 000005
【図４】
2008005655.tif 000006
【図５】
2008005655.tif 000007
【図６】
2008005655.tif 000008
【図７】
2008005655.tif 000009
【図８】
2008005655.tif 000010
【図９】
2008005655.tif 000011
【図１０】
2008005655.tif 000012
【図１１】
2008005655.tif 000013
【図１２】
2008005655.tif 000014
【図１３】
2008005655.tif 000015
【図１４】
2008005655.tif 000016
【図１５】
2008005655.tif 000017