JPH026223A - Wheel motor using superconductor - Google Patents
Wheel motor using superconductorInfo
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Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、ステータ側に超電導体を用いてロータを浮上
させベアリングをなくしたホイールモータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a wheel motor that uses a superconductor on the stator side to levitate the rotor and eliminates bearings.
日常生活において、自動車への依存度はますます高まっ
ている。このような状況を反映して自動車の種類も多様
化し、また要求も多様化してきている。従来より主流の
エンジン駆動自動車では、特に交通量が多くなると騒音
や排気ガス等が問題となるが、その点、電気自動車は、
騒音が少なくまた排気ガスもないため、あらゆる環境条
件にも適合でき、また、コンピュータの導入により制御
ｎにも柔軟性をもてる等有利な点が多い。しかし、電気
自動車は、将来に向けて注目されてはいるものの実用化
に当たっては駆動電源その他にまだ多くの課題を有し、
電気自動車に関する研究開発、提案も活発に行われてい
る。In our daily lives, our dependence on automobiles is increasing. Reflecting this situation, the types of automobiles are becoming more diverse, and their demands are also becoming more diverse. Engine-driven vehicles, which have traditionally been mainstream, have issues such as noise and exhaust gas, especially when traffic volume increases, but electric vehicles, on the other hand,
It has many advantages, such as low noise and no exhaust gas, so it can be adapted to any environmental conditions, and the introduction of a computer allows for flexibility in control. However, although electric vehicles are attracting attention for the future, there are still many issues such as driving power sources and other issues before they can be put into practical use.
Research, development, and proposals regarding electric vehicles are also actively being carried out.
電気自動車の駆動方式としては、ホイールモータを採用
して各車輪を独立に駆動する方式があり、このホイール
モータに関して既に種々の提案がなされている。As a driving method for an electric vehicle, there is a method in which a wheel motor is used to drive each wheel independently, and various proposals regarding this wheel motor have already been made.
例えば特開昭６２−２２１８５３号公報では、アウタロ
ータ型モータをホイール内に装着し、セグメント型磁石
とヨーク部とをバネまたはネジにより押し付は固定する
ことによって、長期耐震性の改善、軽量、小型化等を図
った提案がなされている。また、特開昭６２−２９５７
２２号公報では、カゴ型コイルを設けたロータを車輪ブ
レーキドラムに取り付けると共に、そのロータに対応す
る多相巻線を設けたステータを車体側に取り付け、ホイ
ール内で駆動力を得るようにした提案がなされている。For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-221853, an outer rotor type motor is mounted inside a wheel, and a segment type magnet and a yoke part are pressed and fixed with springs or screws, thereby improving long-term earthquake resistance, light weight, and compact size. Proposals have been made to improve the Also, JP-A-62-2957
Publication No. 22 proposes that a rotor equipped with a cage-shaped coil is attached to a wheel brake drum, and a stator equipped with a corresponding multiphase winding is attached to the vehicle body to obtain driving force within the wheel. is being done.
しかしながら、上記の如き従来のホイールモータは、車
体側と車輪側との間に必ずベアリング等の接触部材が介
在している。そのため、このベアリング等により接触抵
抗が存在し、損失が大きくなり、余分に電力が消費され
ることになる。また、ヘアリング等の接触部材を通して
車輪側から車体側へ振動が伝達されるので、乗り心地を
よくするためには、その振動の吸収対策も必要になると
いう問題がある。However, in the conventional wheel motor as described above, a contact member such as a bearing is always interposed between the vehicle body side and the wheel side. Therefore, contact resistance exists due to the bearings, etc., resulting in increased loss and additional power consumption. Furthermore, since vibrations are transmitted from the wheel side to the vehicle body side through contact members such as hair rings, there is a problem in that measures to absorb the vibrations are required in order to improve riding comfort.
従来の電気自動車では、上記の如き電力の無駄な消費が
あり消費電力量が多くなるため、搭載する蓄電池を含む
？ｉｔ源装置も大容量のものが必要になる。その結果、
自動車全体としての重量も大きくなり、エネルギーの利
用効率を悪くするという悪循環が生じる。Conventional electric vehicles waste electricity as described above and consume a large amount of electricity, so do they include the on-board storage battery? A large-capacity IT source device is also required. the result,
The overall weight of the vehicle also increases, creating a vicious cycle in which energy usage becomes less efficient.
本発明は、上記の課題を解決するものであって、ベアリ
ング等の接触部材をなくし、駆動力の伝達効率の向上、
振動の吸収が可能な超電導体を用いたホイールモータを
提供することを目的とするものである。The present invention solves the above problems, and improves the transmission efficiency of driving force by eliminating contact members such as bearings.
The object of the present invention is to provide a wheel motor using a superconductor that can absorb vibrations.
そのために本発明の超電導体を用いたホイールモータは
、ロータを車輪側に取り付け、ステークを車体側に取り
付けると共に、ステータは、ロータコイルの外周側から
側方にかけて超電導体で覆うように構成したことを特徴
とする。To this end, the wheel motor using the superconductor of the present invention is configured such that the rotor is attached to the wheel side, the stake is attached to the vehicle body side, and the stator is covered with the superconductor from the outer circumferential side of the rotor coil to the side. It is characterized by
本発明の超電導体を用いたホイールモータでは、ロータ
を車輪側に取り付け、ステータを車体側に取り付けると
共にロータの外周側から側面にかけてロータコイルを超
電導体で覆うように構成するので、ロータコイルと超電
導体との間で浮力が得られる。従って、ベアリング等の
ない非接触のホイールモータが実現できる。また、浮力
を利用するため、低抵抗でかつ車輪側からの振動が車体
側に伝達せず、乗り心地の良好な電気自動車を提供する
ことができる。In the wheel motor using the superconductor of the present invention, the rotor is attached to the wheel side, the stator is attached to the vehicle body side, and the rotor coil is covered with the superconductor from the outer circumference to the side of the rotor. Provides buoyancy between you and your body. Therefore, a non-contact wheel motor without bearings or the like can be realized. Furthermore, since buoyancy is utilized, an electric vehicle with low resistance and vibrations from the wheels is not transmitted to the vehicle body, making it possible to provide a comfortable ride.
〔実施例］ 以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。〔Example] Examples will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明に係る超電導体を用いたホイールモータ
の１実施例構成を示す図、第２図はコイル部分の拡大図
、第３図は超電導体の作用を説明するための図である。Fig. 1 is a diagram showing the configuration of one embodiment of a wheel motor using a superconductor according to the present invention, Fig. 2 is an enlarged view of a coil portion, and Fig. 3 is a diagram for explaining the action of the superconductor. .
図中、■はタイヤ、２はホイール、３は超電導体、４は
ロータコイル、５はステータコイル、６はロータ、７は
ステータ、８はボルト、９はナツトを示す。In the figure, ■ indicates a tire, 2 indicates a wheel, 3 indicates a superconductor, 4 indicates a rotor coil, 5 indicates a stator coil, 6 indicates a rotor, 7 indicates a stator, 8 indicates a bolt, and 9 indicates a nut.
第１図において、ロータ６は、ポルト８とナツト９によ
り車輪のホイール２に取り付け、外周にロークコイル４
を持っている。ステータ７は、ロータ６の外周側から側
面にかけてロータコイル４を覆う超電導体３を有し、そ
の内側にステータコイル５を取り付けている。そして、
ステータ７は、車体側（図示省略）に取り付け、超電導
体３の冷却用に例えば液体ヘリウムを流し込むスペース
を有している。このようにロータ６とステータ７との間
は非接触にして、ロータコイル４に通電することによっ
てロータ６とステータ７との間で浮力を発生させて一定
のギャップを保持し、ステータコイル５を推進用のコイ
ルとして通電制御することによってモータを駆動する。In FIG. 1, the rotor 6 is attached to the wheel 2 by a port 8 and a nut 9, and a rotor coil 4 is attached to the outer periphery.
have. The stator 7 has a superconductor 3 that covers the rotor coil 4 from the outer peripheral side to the side surface of the rotor 6, and the stator coil 5 is attached inside the superconductor 3. and,
The stator 7 is attached to the vehicle body side (not shown) and has a space into which, for example, liquid helium is poured for cooling the superconductor 3. In this way, the rotor 6 and stator 7 are made non-contact, and by energizing the rotor coil 4, buoyancy is generated between the rotor 6 and stator 7 to maintain a constant gap, and the stator coil 5 is The motor is driven by controlling the energization as a propulsion coil.
従って、図示しないが、超電導体３の冷却のためには、
液体ヘリウムの冷凍器を車体側に搭載して冷却器とステ
ータ７との間を冷却用配管で接続し、また、ロータコイ
ル４の給電のためには、スリップリングを設け、車体側
のバッテリを源装置との間を電気的に接続する。Therefore, although not shown, in order to cool the superconductor 3,
A liquid helium refrigerator is installed on the car body side, and the cooler and stator 7 are connected with cooling piping. Also, a slip ring is provided to supply power to the rotor coil 4, and a battery on the car body side is connected. electrically connect to the source device.
超電導体３及びロータコイル４とステータコイル５の配
置部分を拡大して示したのが第２図である。第１図及び
第２図に示すようにロークコイル４の外周側から側面に
かけてロータコイル４を包む高さまで超電導体３を使用
すると、ロークコイル４の垂直方向及び半径方向が超電
導体３により閉ざされるので、マイスナー効果によりロ
ータ６とステータ７との間に浮力が発生しギャップを作
り出す。その結果、非接触によりロータ６を回転自在に
支持し、同時にサスペンションの作用を併せ持たせるこ
とができる。FIG. 2 is an enlarged view of the arrangement of the superconductor 3, rotor coil 4, and stator coil 5. As shown in FIGS. 1 and 2, when the superconductor 3 is used from the outer circumference to the side of the rotor coil 4 to a height that wraps around the rotor coil 4, the vertical and radial directions of the rotor coil 4 are closed by the superconductor 3. Due to the Meissner effect, buoyancy is generated between the rotor 6 and the stator 7, creating a gap. As a result, the rotor 6 can be rotatably supported in a non-contact manner, and at the same time it can also have the effect of a suspension.
すなわち、このマイスナー効果によると、ロータコイル
４の発生した磁力線は、第３図（ａ）に示すように超電
導体３′の内部に入り込めない。そのため、同図５）に
示すようにロータコイル４の垂直方向及び半径方向を覆
うように超電導体３を設けると、漏れることなく全磁束
は、図示上方へ向きを変え、ロータに大きな浮力を与え
る。このようにしてロータを浮上させた上で、同図（Ｃ
）に示すようにこの磁束と結合するステータコイル５を
推進用のコイルとしてステータに取り付けることにより
高い効率で推進力を発生させることができる。That is, according to the Meissner effect, the magnetic lines of force generated by the rotor coil 4 cannot enter the inside of the superconductor 3' as shown in FIG. 3(a). Therefore, if the superconductor 3 is provided to cover the rotor coil 4 in the vertical and radial directions as shown in FIG. . After floating the rotor in this way,
), by attaching the stator coil 5 that couples with this magnetic flux to the stator as a propulsion coil, it is possible to generate propulsive force with high efficiency.
なお、ロータコイル４が通電していない場合には、浮力
が得られないので、このような状態での支持手段をロー
タ６とステータ７との間に設けることは適宜自由である
。Note that when the rotor coil 4 is not energized, buoyancy cannot be obtained, so it is optional to provide support means between the rotor 6 and the stator 7 in such a state.
第４図は第１図の超電導体を用いたホイールモータの分
解図であり、１１はタイヤ、１２はホイール、１３は超
電導体、１４はロータコイル、１５はステータコイル、
１６はロータ、＋６’ は芯材、１７と１７′はステー
ク、１８はボルトを示す。FIG. 4 is an exploded view of a wheel motor using the superconductor shown in FIG.
16 is a rotor, +6' is a core material, 17 and 17' are stakes, and 18 is a bolt.
第４図において、ステータ１７と１７′は、縦に２分割
したものであり、ホイール取り付は側のステータ１７’
には、ロータ１６とホイール１２との連結用の孔が設け
られている。そして、超電導体１３とステークコイル１
５との間にロータコイル１４を入れるようにしてロータ
１６の両側からステータ１７と１７′で挾み込んで組み
立てる。In Fig. 4, the stators 17 and 17' are vertically divided into two parts, and the wheel is attached to the stator 17' on the side.
is provided with a hole for connecting the rotor 16 and the wheel 12. Then, superconductor 13 and stake coil 1
The rotor 16 is assembled by inserting the rotor coil 14 between the stators 17 and 17' from both sides of the rotor 16.
この状態でステータ１７′の側面の孔からロータ１６の
芯材１６′とボルト１８がのぞくので、ボルト１８をホ
イール１２の取り付は孔にセットしナツト（図示省略）
により締め付は固定することによって、ロータ１６がホ
イール１２に連結される。なお、図示しないがステータ
１７は先に述べたように車体側に固定される。In this state, the core material 16' of the rotor 16 and the bolts 18 can be seen through the holes on the side of the stator 17', so to attach the wheel 12, set the bolts 18 in the holes and tighten the nuts (not shown).
The rotor 16 is connected to the wheel 12 by tightening and fixing. Although not shown, the stator 17 is fixed to the vehicle body as described above.
第５図は超電導体及びロータコイルとステータコイルの
配置変形例を示す図であり、２１はステータコイル、２
２はロータコイル、２３は超電導体を示す。FIG. 5 is a diagram showing a modified example of the arrangement of the superconductor, the rotor coil, and the stator coil, where 21 is the stator coil, 2
2 is a rotor coil, and 23 is a superconductor.
第５図（ａ）に示す例は、ステータコイル２１とロータ
コイル２２を並べた構成例であり、同図（ｂ）はロータ
コイル２２をさらに中心よりへ引っ込めた構成例である
。これらの構成は、上記の実施例と同様、磁束のループ
がつくりやすく、特に両者井筒１図に示す構造よりロー
タの形状がシンプルになるので、製作しやすくコンパク
トな構造で大きい浮力を得ることができる。さらに、同
図ら）の例ではギャップを大きくすることができるので
、サスペンション効果が大きい。The example shown in FIG. 5(a) is a configuration example in which the stator coil 21 and rotor coil 22 are arranged side by side, and FIG. 5(b) is a configuration example in which the rotor coil 22 is further retracted from the center. These configurations, like the above embodiments, make it easy to create magnetic flux loops, and in particular, the rotor shape is simpler than the structure shown in Figure 1 of Izutsu, making it easy to manufacture and obtain large buoyancy with a compact structure. can. Furthermore, in the example shown in FIG. 3, the gap can be made large, so the suspension effect is large.
また、同（Ｃ）に示す例は、第１図に示す実施例のロー
タコイルを９０＠変えて横にした構成例であり、同図（
ｄ）はステータコイルも９０°変えた例である。このよ
うに構成すると、大きな推進力を得ることができる。The example shown in (C) is a configuration example in which the rotor coil of the embodiment shown in Fig. 1 is changed by 90 @ and laid horizontally.
d) is an example in which the stator coil is also changed by 90°. With this configuration, a large propulsion force can be obtained.
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例では
、通常の銅線によるロータコイルを採用したが、永久磁
石を使用してもよいし、ステータコイルと共に超電導コ
イルを使用してもよい。このような超電導コイルによる
構成は、例えばコイル部分に、液体ヘリウムを吹付け、
シールするようにして準密封構造にすることによって可
能であり、しかも、ロークコイルでは、運転開始時にこ
の超電導コイルに電流を供給すると、特に先に述べたよ
うな電流供給用のスリップリングも不要になる。また、
常温に近い温度で超電導状態が得られる材料を使用すれ
ば、冷却も強力でなく筒便なものでよい。従って、冷却
媒体も液体ヘリウムでなく、冷却の程度に応じて適宜他
のものを使用してもよい。Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, a rotor coil made of ordinary copper wire is used, but a permanent magnet may be used, or a superconducting coil may be used together with the stator coil. A structure using such a superconducting coil can be achieved by, for example, spraying liquid helium onto the coil portion,
This is possible by creating a quasi-sealed structure with a seal, and in addition, with the Roke coil, if current is supplied to this superconducting coil at the start of operation, there is no need for a slip ring for current supply as mentioned earlier. . Also,
If a material that achieves a superconducting state at a temperature close to room temperature is used, cooling can be done in a convenient manner without being too powerful. Therefore, the cooling medium is not liquid helium, and other materials may be used as appropriate depending on the degree of cooling.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロー
タコイルの外周側から側面を覆う超電導体をステータ側
に配置し、マイスナー効果により浮力を発生させるので
、非接触でロータを強力に浮上させることができる。し
かも、充分なギャップを持たせることによって、サスペ
ンションの効果も得ることができる。従って、車輪の振
動を吸収し、ステータとロータとの間の接触抵抗をなく
すことができる。また、超電導のコイルを用いることに
より、少ない消費電力で大きい磁力を発生させ、運転効
率を高めることができる。さらには、ステータ例の超電
導体とロータコイルとの間におけるマイスナー効果によ
り浮力を発生させベアリングのない構成を実現できるの
で、モータを小型化することができ、コンパクトなホイ
ールモータを提供することができる。As is clear from the above description, according to the present invention, a superconductor covering the outer circumferential side of the rotor coil and the side surface thereof is disposed on the stator side, and buoyancy is generated by the Meissner effect, so the rotor is strongly levitated without contact. can be done. Moreover, by providing a sufficient gap, a suspension effect can also be obtained. Therefore, wheel vibration can be absorbed and contact resistance between the stator and rotor can be eliminated. Furthermore, by using superconducting coils, it is possible to generate a large magnetic force with low power consumption and improve operational efficiency. Furthermore, the Meissner effect between the superconductor of the stator and the rotor coil generates buoyancy, making it possible to achieve a configuration without bearings, making it possible to downsize the motor and provide a compact wheel motor. .
第１図は本発明に係る超電導体を用いたホイールモータ
の１実施例構成を示す図、第２図はコイル部分の拡大図
、第３図は超電導体の作用を説明するための図、第４図
は第１図の超電導体を用いたホイールモータの分解図、
第５図は超電導体及びロータコイルとステータコイルの
配ｒｒ１変形例を示す図である。
ｌ・・・タイヤ、２・・・ホイール、３・・・超電導体
、４・・・ロータコイル、５・・・ステータコイル、６
・・・ロータ、７・・・ステーク、８・・・ボルト、９
・・・ナツト。
出願人 アイシン・エイ・ダブリュ株式会社代理人 弁
理士 阿 部 龍 吉（外４名）Ｂ面の浄書
第
（ａ）
（Ｃ）
（ｄ）
手
続
ネ甫
正
書
（方式）
事件の表示
昭和６３年特許願第１５５
１５７号
２゜
発明の名称
超電導体を用いたホイールモータ
３゜
補正をする者
事件との関係
住 所
名 称FIG. 1 is a diagram showing the configuration of one embodiment of a wheel motor using a superconductor according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a coil portion, FIG. 3 is a diagram for explaining the action of the superconductor, and FIG. Figure 4 is an exploded view of the wheel motor using the superconductor shown in Figure 1.
FIG. 5 is a diagram showing a modification example of the arrangement of the superconductor, the rotor coil, and the stator coil. l...Tire, 2...Wheel, 3...Superconductor, 4...Rotor coil, 5...Stator coil, 6
...Rotor, 7...Stake, 8...Bolt, 9
...Natsuto. Applicant Aisin AW Co., Ltd. Agent Patent attorney Ryukichi Abe (4 others) Engraved copy of side B (a) (C) (d) Procedural copy (method) Indication of the case 1988 Patent Application No. 155 157 2゜Name of the invention Wheel motor using superconductor 3゜Relationship to the case of person making correction Address Name
Claims (3)
取り付けると共に、ステータは、ロータコイルの外周側
から側方にかけて超電導体で覆うように構成したことを
特徴とする超電導体を用いたホィールモータ。(1) A wheel motor using a superconductor, characterized in that the rotor is attached to the wheel side, the stator is attached to the vehicle body side, and the stator is configured to be covered with the superconductor from the outer circumferential side to the side of the rotor coil. .
超電導体の冷却用媒体を循環させるようにしたことを特
徴とする請求項１記載の超電導体を用いたホィールモー
タ。(2) A wheel motor using a superconductor according to claim 1, characterized in that a cooling medium for the superconductor is circulated within the stator and/or through the thickness of the stator and rotor.
使用したことを特徴とする請求項１記載の超電導体を用
いたホィールモータ。(3) A wheel motor using a superconductor according to claim 1, wherein superconducting coils are used for the rotor coil and the stator coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15515788A JPH026223A (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Wheel motor using superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15515788A JPH026223A (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Wheel motor using superconductor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026223A true JPH026223A (en) | 1990-01-10 |
Family
ID=15599775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15515788A Pending JPH026223A (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Wheel motor using superconductor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH026223A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111189A (en) * | 1989-11-27 | 1992-05-05 | Sigma Instruments, Inc. | Fault indicator with timing control |
| KR101029690B1 (en) * | 2009-09-21 | 2011-04-15 | 현대위아 주식회사 | In?Wheel type driving device |
| CN107539019A (en) * | 2017-08-24 | 2018-01-05 | 中国地质大学（武汉） | A kind of super-conductive magnetic suspension automobile intelligent tire |
-
1988
- 1988-06-23 JP JP15515788A patent/JPH026223A/en active Pending
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