(57)【要約】【課題】超電導コイルを収容したかご型の断熱容器に固定子コアを組み付けることができるようにする。【解決手段】超電導コイルを収容する円筒かご型形状の超電導コイル容器１２に対して、略円筒形状のヨーク部と前記ヨーク部の内周側に突出するティース部とから成る固定子コア１３を組み付ける固定子の製造方法であって、前記固定子コア１３を、前記超電導コイル容器１２の外周側に嵌着可能な略円弧形状の分割ヨーク部３１と前記分割ヨーク部３１の内周側に突出して前記超電導コイル容器１２の前記径方向貫通穴２２と係合可能なティース部３２とから成る分割コア３０を周方向に複数連ねて構成される分割構造とし、前記分割コア３０の前記ティース部３２を径方向外周側から前記超電導コイル容器１２の前記径方向貫通穴２２に係合し、前記分割ヨーク部３１が前記超電導コイル容器１２の外周側に嵌着するように、前記分割コア３０を周方向に複数連ねて組み付ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に貫通する軸方向貫通穴を備えた略円筒形状を成すと共に、その周面に径方向に貫通する径方向貫通穴を備えたかご型形状を成し、超電導線材から成る超電導コイルを収容する超電導コイル容器に対して、略円筒形状のヨーク部と前記ヨーク部の内周側に突出するティース部とから成る固定子コアを組み付ける固定子の製造方法であって、
前記固定子コアを、前記超電導コイル容器の外周側に嵌着可能な略円弧形状の分割ヨーク部と前記分割ヨーク部の内周側に突出して前記超電導コイル容器の前記径方向貫通穴と係合可能なティース部とから成る分割コアを周方向に複数連ねて構成される分割構造とし、
前記分割コアの前記ティース部を径方向外周側から前記超電導コイル容器の前記径方向貫通穴に係合し、前記分割ヨーク部が前記超電導コイル容器の外周側に嵌着するように、前記分割コアを周方向に複数連ねて組み付ける
ことを特徴とする固定子の製造方法。
【請求項２】
前記超電導コイル容器の外周側に複数の前記分割コアを組み付けた後、前記分割コアを一体化する
ことを特徴とする請求項１に記載の固定子の製造方法。
【請求項３】
前記超電導コイル容器と前記固定子コアとの間の少なくとも一部に充填材を充填する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導モータにおける固定子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定の金属や化合物などの物質には、極低温環境下において電気抵抗が略ゼロになるものがある。そして、そのような超電導現象が生じる超電導物質を線材（超電導線材）として巻回したコイル（超電導コイル）があり、その超電導コイルを利用したモータ（超電導モータ）がある。
【０００３】
超電導線材を巻回して成る超電導コイルを利用した超電導モータにおいては、超電導現象すなわち電気抵抗が略ゼロになることにより、エネルギー損失を低減させることができると共に、超電導線材（超電導コイル）の単位断面積当たりの送電量を増加させることができるので、モータの高出力化または小型化を図ることができる。
【０００４】
超電導線材が超電導状態となるためには、極低温環境が必要である。よって、超電導モータには、超電導線材すなわち超電導コイルを極低温とするための構造が設けられている。超電導モータに設けられる超電導線材を極低温とする構造としては、例えば、かご型の断熱容器に超電導コイルを収容し、当該かご型の断熱容器に液体窒素等の冷却媒体を注入することにより、断熱容器内を極低温環境としている（例えば、特許文献１および特許文献２）。このように、極低温環境を作ることにより、超電導線材を超電導状態とし、超電導モータを機能させることができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３７５５９９号公報
【特許文献２】特許第５０６２２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１および特許文献２に記載されたように超電導コイルを収容したかご型の断熱容器には、固定子コアを組み付けることができない。なお、特許文献１および特許文献２には、当該かご型の断熱容器に固定子コアを組み付ける固定子の製造方法は、記載（開示）および示唆されていない。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、超電導コイルを収容したかご型の断熱容器に固定子コアを組み付けることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する第一の発明に係る固定子の製造方法は、軸方向に貫通する軸方向貫通穴を備えた略円筒形状を成すと共に、その周面に径方向に貫通する径方向貫通穴を備えたかご型形状を成し、超電導線材から成る超電導コイルを収容する超電導コイル容器に対して、略円筒形状のヨーク部と前記ヨーク部の内周側に突出するティース部とから成る固定子コアを組み付ける固定子の製造方法であって、前記固定子コアを、前記超電導コイル容器の外周側に嵌着可能な略円弧形状の分割ヨーク部と前記分割ヨーク部の内周側に突出して前記超電導コイル容器の前記径方向貫通穴と係合可能なティース部とから成る分割コアを周方向に複数連ねて構成される分割構造とし、前記分割コアの前記ティース部を径方向外周側から前記超電導コイル容器の前記径方向貫通穴に係合し、前記分割ヨーク部が前記超電導コイル容器の外周側に嵌着するように、前記分割コアを周方向に複数連ねて組み付けることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第二の発明に係る固定子の製造方法は、第一の発明に係る固定子の製造方法において、前記超電導コイル容器の外周側に複数の前記分割コアを組み付けた後、前記分割コアを一体化することを特徴とする。なお、分割コアを一体化する方法としては、例えば、複数の分割コアを溶接する方法、フレーム等の構造部材にボルト等によって固定する方法、バインドテープによって分割コアを縛る方法、カーボンリング等のリング部材を分割コアの外周側に装着する方法などが挙げられる。
【００１０】
上記課題を解決する第三の発明に係る固定子の製造方法は、第一または第二の発明に係る固定子の製造方法において、前記超電導コイル容器と前記固定子コアとの間の少なくとも一部に充填材を充填することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第一の発明に係る固定子の製造方法によれば、超電導コイルを収容したかご型の超電導コイル容器に固定子コアを組み付けることができ、超電導コイルを利用した超電導モータの固定子を製造することができる。
【００１２】
第二の発明に係る固定子の製造方法によれば、超電導コイル容器に組み付けた後に複数の分割コアを一体化することにより、超電導コイルを収容したかご型の超電導コイル容器に固定子コアを組み付けることができ、超電導コイルを利用した超電導モータの固定子を製造することができる。また、樹脂等によって超電導コイル容器および複数の分割コアを容易にモールドすることができる。
【００１３】
第三の発明に係る固定子の製造方法によれば、超電導コイル容器および固定子コアを安定させ、超電導モータの固定子としての強度を向上させることができる。なお、断熱性の高い樹脂等の充填材を使用した場合には、超電導コイルを収容したかご型の超電導コイル容器と固定子コアとの熱伝導をより抑え、超電導コイル容器の断熱性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係る固定子の製造方法を示す説明図である。
【図２】実施例１に係る固定子の製造方法における超電導コイル容器を示す斜視図である。
【図３】実施例１に係る固定子の製造方法によって製造される固定子を示す斜視図である。
【図４】実施例１に係る固定子の製造方法によって製造される固定子を示す横断面図（図３におけるＡ−Ａ矢視断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る固定子の製造方法の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の実施例１に係る固定子の製造方法によって製造される固定子の構造について、図１から図４を参照して説明する。
【００１７】
図３および図３におけるＡ−Ａ矢視断面を表す図４に示すように、本実施例における固定子１は、図示しない超電導コイルを収容した超電導コイル容器１２と、超電導コイル容器１２と組み付けられる分割構造の分割固定子コア（固定子コア）１３とから構成される。
【００１８】
超電導コイル容器１２の内部には、超電導線材から成る超電導コイルが収容され、超電導コイル容器１２は、後述する複数の分割コア３０における分割ヨーク部３１とティース部３２とで形成（区画）される空間に設置されるように組み付けられている。なお、図４においては、図を見やすくするために、超電導コイル容器１２の内部に収容される超電導コイルすなわち超電導線材の図示を省略し、超電導コイル容器１２の内部を同一のハッチングで示している。
【００１９】
超電導コイル容器１２は、断熱性の高い樹脂などから成る断熱容器であり、超電導コイルを収容可能な中空に形成されると共に、外観形状は略円筒のかご型に形成されている（図２参照）。
【００２０】
つまり、超電導コイル容器１２は、超電導コイル容器１２の中心を軸方向に貫通して図示しない回転軸を挿通するための断面円形の回転軸挿通穴（軸方向貫通穴）２１を備えた略円筒形状を成すと共に、その側面（周面）に後述する分割固定子コア１３の分割コア３０におけるティース部３２を係合するための矩形のティース装着穴（径方向貫通穴）２２を周方向に所定距離離間して複数備えたかご型形状を成している（図１および図２参照）。
【００２１】
なお、超電導コイル容器１２に収容される図示しない超電導コイルは、超電導線材がティース装着穴２２の周りを巻回されて成る。超電導コイルの形状は、レーストラック型、鞍型などが考えられるが、特にこれに限定されるものではない。
【００２２】
また、超電導コイル容器１２の一端側（図２における左方側）の周面には、液体窒素等の冷却媒体を注入するための冷却媒体注入口２３が設けられている。冷却媒体注入口２３から冷却媒体を超電導コイル容器１２内に注入することにより、図示しない超電導コイルすなわち超電導線材を極低温にまで冷却することができる。つまり、図示しない超電導コイルすなわち超電導線材を収容した超電導コイル容器１２内を極低温環境とすることにより、超電導線材を超電導状態とすることができる。
【００２３】
図３および図４に示すように、超電導コイル容器１２と組み付けられる略円筒形状の分割固定子コア１３は、周方向に分割可能な構造であり、複数（本実施例においては六個）の分割コア３０が周方向に連結されて成る。分割コア３０は、電磁鋼板が軸方向に多数枚積層されて成り、略円弧形状の分割ヨーク部３１と、分割ヨーク部３１の径方向内周側に突出するティース部３２とから構成される（図１および図４参照）。
【００２４】
分割コア３０における分割ヨーク部３１は、超電導コイル容器１２の外径と略同径の内径を有する円弧で形成され、分割ヨーク部３１の内周面が超電導コイル容器１２の外周面に当接するようになっている。そして、複数（本実施例においては六個）の分割コア３０を超電導コイル容器１２の外周側に組み付けた際には、複数（本実施例においては六個）の分割コア３０の分割ヨーク部３１が周方向に連なり、超電導コイル容器１２の全周を覆うようになっている。つまり、複数の分割コア３０の分割ヨーク部３１によって、分割固定子コア１３のヨーク部が構成される。
【００２５】
分割コア３０におけるティース部３２は、超電導コイル容器１２のティース装着穴２２の幅（周方向の長さ）および全長（軸方向の長さ）と略同じ幅および全長の断面を有するように形成され、超電導コイル容器１２のティース装着穴２２と係合するようになっている。なお、ティース部３２は、複数の分割コア３０を超電導コイル容器１２の外周側に組み付けた際には、それぞれ径方向内周側へ向いている。
【００２６】
以上の構成により、本実施例における固定子１は、図示しない回転軸の外周側に超電導コイル容器１２が位置し、超電導コイル容器１２と略同径内に分割コア３０のティース部３２が位置し、超電導コイル容器１２の外周側に分割コア３０の分割ヨーク部３１が位置するようになっている。つまり、分割固定子コア１３すなわち分割コア３０は、超電導コイル容器１２よりも大径に形成されている。
【００２７】
本発明の実施例１に係る固定子の製造方法について、図１から図４を参照して説明する。
【００２８】
まず、分割コア３０におけるティース部３２が超電導コイル容器１２のティース装着穴２２に係合するように、分割コア３０を図示しない超電導コイルを収容した超電導コイル容器１２に対して径方向外周側から組み付ける。
【００２９】
具体的には、まず、超電導コイル容器１２に対して分割コア３０を移動させ、超電導コイル容器１２におけるティース装着穴２２に対する分割コア３０におけるティース部３２の位置および組み付け方向を合わせる。次に、超電導コイル容器１２に対して分割コア３０を径方向内周側へ向けて移動させることにより、超電導コイル容器１２におけるティース装着穴２２に分割コア３０におけるティース部３２を係合させ、超電導コイル容器１２に分割コア３０を設置することができる。
【００３０】
このとき、分割コア３０におけるティース部３２の幅および全長を超電導コイル容器１２におけるティース装着穴２２の幅および全長と略同じ寸法で形成しているので、分割コア３０におけるティース部３２が超電導コイル容器１２におけるティース装着穴２２に係合し、超電導コイル容器１２に対する分割コア３０の周方向および軸方向の位置決めがなされる。
【００３１】
また、分割コア３０における分割ヨーク部３１の内径を超電導コイル容器１２の外径と略同じ寸法で形成しているので、分割コア３０における分割ヨーク部３１の内周面が超電導コイル容器１２の外周面に当接し、超電導コイル容器１２に対する分割コア３０の径方向の位置決めがなされる。
【００３２】
同様にして、複数（本実施例においては六個）の分割コア３０を超電導コイル容器１２における複数（本実施例においては六個）のティース装着穴２２に対応して設置した後、超電導コイル容器１２の外周側において周方向に連なって設置された複数の分割コア３０を一体化する。
【００３３】
複数の分割コア３０を一体化する方法としては、例えば、複数の分割コアを溶接する方法、フレーム等の構造部材にボルト等（固定部材）によって固定する方法、バインドテープ（固定部材）によって分割コアを縛る方法、カーボンリング等のリング部材（固定部材）を分割コアの外周側に装着する方法などが挙げられる。
【００３４】
なお、複数（本実施例においては六個）の分割コア３０を超電導コイル容器１２における複数（本実施例においては六個）のティース装着穴２２に対応して設置した際には、作業者あるいは図示しない治具等を用いて超電導コイル容器１２の外周側に設置された複数の分割コア３０を支持することにより、上述のような溶接や固定部材を用いた分割コア３０の一体化を容易に行うことができる。
【００３５】
また、溶接や固定部材等を用いて複数の分割コア３０を超電導コイル容器１２に固定した後に、樹脂等によって超電導コイル容器１２、分割固定子コア１３および固定リング１４を固める（モールドする）ようにしても良い。
【００３６】
以上のように、本実施例によれば、図示しない超電導コイルを収容したかご型の超電導コイル容器１２に分割固定子コア１３を組み付け、超電導コイルを利用した超電導モータの固定子１を製造することができる。
【００３７】
本実施例では、分割ヨーク部３１の内周面を超電導コイル容器１２の外周面に当接させ、ティース部３２を超電導コイル容器１２のティース装着穴２２に係合させているが、超電導コイル容器１２に対して分割固定子コア１３を当接させなくとも良く、超電導コイル容器１２に対して分割固定子コア１３の一部を当接させるだけでも良い。また、前記超電導コイル容器と前記固定子コアとの間の少なくとも一部に、樹脂その他の充填材を充填しても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１      超電導モータの固定子
１２    固定子の超電導コイル容器
１３    固定子の分割固定子コア（固定子コア）
２１    超電導コイル容器の回転子挿通穴（軸方向貫通穴）
２２    超電導コイル容器のティース装着穴（径方向貫通穴）
２３    超電導コイル容器の冷却媒体注入口
３０    分割固定子コアの分割コア
３１    分割コアの分割ヨーク部
３２    分割コアのティース部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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