(57)【要約】      （修正有）【課題】超電導線材を均一な張力で巻回でき、超電導線材の固定性がよい超電導コイルボビン、及び安定した通電性能を備える該超電導コイルボビンを用いた超電導コイルを提供する。【解決手段】巻芯部１１０の周りに超電導線材が巻回される超電導コイルボビンであって、巻芯部１１０は少なくとも１種類の有機高分子繊維１１２を強化繊維として含んで母材により成形されており、巻芯部１１０の外周面１１１において有機高分子繊維１１２が母材の外に露出している。巻芯部１１０は、外周面１１１を有する外層部分１１３と、その他の部分とにおいて、異なる有機高分子繊維１１２が用いられていてもよい。超電導コイルは該超電導コイルボビンに超電導線材が巻回されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯部の周りに超電導線材が巻回される超電導コイルボビンであって、
前記巻芯部は、少なくとも１種類の有機高分子繊維を強化繊維として含んで、母材により成形されており、
前記巻芯部の外周面において、前記有機高分子繊維が前記母材の外に露出していることを特徴とする超電導コイルボビン。
【請求項２】
前記外周面は、３００ＫにおけるＳＵＳ３０４に対する動摩擦係数が０．０４以上、０．５０以下である請求項１に記載の超電導コイルボビン。
【請求項３】
前記有機高分子繊維は、３００ＫにおいてＳＵＳ３０４に対し、静摩擦係数が０．０１以上、０．５０以下、又は動摩擦係数が０．０１以上、０．３５以下である請求項１又は２に記載の超電導コイルボビン。
【請求項４】
前記有機高分子繊維は、前記外周面において、平均２０μｍ以上起毛している請求項１〜３のいずれか１項に記載の超電導コイルボビン。
【請求項５】
前記巻芯部は、繊維体積率が１０質量％以上９０質量％以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の超電導コイルボビン。
【請求項６】
前記有機高分子繊維は、ポリエチレン繊維である請求項１〜５のいずれか１項に記載の超電導コイルボビン。
【請求項７】
前記有機高分子繊維は、引張り強度が１２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上且つ６０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、引張り弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上且つ２５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、破断伸度が２％以上且つ１０％以下の高強度ポリエチレン繊維である請求項６に記載の超電導コイルボビン。
【請求項８】
前記有機高分子繊維は、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維である請求項１〜５のいずれか１項に記載の超電導コイルボビン。
【請求項９】
前記巻芯部は、
前記外周面を有する外層部分と、その他の部分とにおいて、異なる有機高分子繊維が用いられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の超電導コイルボビン。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の超電導コイルボビンに、前記超電導線材が巻回されていることを特徴とする超電導コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導機器に使用する超伝導コイル用のコイルボビンに関し、特に、クェンチが起こり難く、安定した通電性能を示し、耐久性が高い超伝導コイルを作製するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導コイルは、通常常温においてコイルボビンに超電導線材を巻回して作製され、液体窒素温度又は液体ヘリウム温度に冷却された状態で使用される。
【０００３】
ここで超電導コイルは、常温で超電導線材をコイルボビンに巻回した後に３００℃近くも一気に冷却されるため、収縮により変形が生じて様々な不具合の要因となる。
【０００４】
例えば、金属系超電導線材を用いる超電導コイルにおいて、室温から液体ヘリウム温度（４Ｋ）まで冷却する際に（室温２５℃とするとおよそ２９４℃の温度差がある）、コイルボビンが収縮し超電導線材の固定性が低下することによって、通電中にクェンチ発生などのトラブルが多発した事例が報告されている（例えば、非特許文献１参照）。超電導コイルを冷却する際の超電導線材の固定性の低下を抑制するために、超電導線材の巻回部分に樹脂を含浸させて固化させたり、コイルボビンに螺旋溝をつけるなどの対策が講じられている。
【０００５】
一方、ビスマスやイットリウムの酸化物超電導材料などからなる高温超電導線材は液体窒素温度で超電導状態となるので、これを用いた超電導コイルが実用化できれば大変有用である。ところが該超電導コイルにおいて、熱暴走発生による超電導機能の喪失、超電導線材の焼損、及び交流損失の増大などの問題が未解決である旨が報告されている（例えば、非特許文献２、３参照）。
【０００６】
金属系超電導線材を用いる超電導コイルにおけるクェンチの発生要因は、通電時に超電導線材が電磁力を受けて急激に動き、超電導線材とコイルボビンとの間、及び超電導線材間で摩擦や衝突が起きるため、あるいは超電導線材の固定に用いている樹脂に冷却時や通電時にクラックが発生し熱が生じるためであると考えられる。
高温超電導線材を用いる超電導コイルにおける熱暴走の発生要因は、酸化物超電導材料は熱伝導性が低いので、交流通電による損失や冷却時の固定樹脂のクラックなどにより発生した熱が蓄積されるためであると考えられる。特にイットリウム系酸化物超電導材料を用いる場合は熱伝導性が特に低いので、発熱する箇所が局所的であり且つ熱が発散しないため、熱暴走が発生すると発生箇所が焼損する可能性が高い。
高温超電導線材を用いる超電導コイルにおける交流損失の増大の発生要因は、超電導線材の緩みや固定樹脂のクラックにより超電導線が動き、交流損失を誘発するためであると考えられる。
【０００７】
上記各発生要因に対する対策として、超電導コイルを冷却する際の収縮量を低減させ、、発生した熱の拡散性を向上させるために、負の線膨張係数を有し高熱伝導性を有する電気絶縁性コイルボビンや、超電導マグネットを固定するためのスペーサの使用などの様々な対策が検討されている（例えば、特許文献１〜４、非特許文献１〜４参照）。
また、超電導線材をコイルボビンに巻回する際の超電導線材にかかる張力の不均一性について、非特許文献５において詳細な考察がなされている。巻回時において超電導線材に不均一な張力がかかったままの状態で、使用時において冷却されることにより不均一な熱応力がかかり、上記したような諸問題を顕著化させる。
また、超電導マグネットの固定に用いる極低温用スペーサについて、特許文献５に詳細な考察がなされている。
また、巻芯部外周面の摩擦係数の測定方法について、非特許文献６に詳細な記載がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０７―１４２２３３号公報
【特許文献２】特開平０８―１９５３１１号公報
【特許文献３】特開２００１−３０７９１５号公報
【特許文献４】特開２００８−３０６０９２号公報
【特許文献５】特開平０８−１２７０９４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】T. Kashima, A. Yamanaka, E. S. Yoneda, S. Nishijima, T. Okada, Advances in Cryogenic Engineering 41, p.441(1996)
【非特許文献２】T. Takao, A. Kawasaki, M. Yamaguchi, H. Yamamoto, A. Niiro, K. Nakamura, A. Yamanaka, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, （IEEE. Trans. Appl. Supercond.）vol.13, p.1776-1779 (2003)
【非特許文献３】M. Furuse, M. Umede, T. Takao, Y. Fukasawa, S. Minowa, T. Iwamura, H. Sato, T. Asano, A. Yamanaka, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol.16, no.2, p.150-153(2006)
【非特許文献４】T. Takao, T. Yuhara, R. Sakuma, T. Goto, A. Yamanaka, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol.20, no.3, p.2126-2129(2010)
【非特許文献５】Arp V Stresses in Superconducting Magnets Journal of Applied Physics 48, p.2026-2036(1977)
【非特許文献６】T. Takao, T. Kashima, A. Yamanaka, Advances in Cryogenic Engineering, Vol. 46, 127 (2000)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、金属系超電導線材を用いる超電導コイルにおいては、超電導線材の巻回部分に樹脂を含浸させて固化させたり、コイルボビンに螺旋溝をつけるなどの対策を施しても、クェンチ発生のリスクは未だ低いとは言えず、さらなる対策が望まれる。
また例えば樹脂含浸密巻ソレノイドコイルの場合には、上述したような電気絶縁性コイルボビンや極低温用スペーサを使用するなどの対策を施しても、固定樹脂のクラック発生確率の大幅な低減には至らない。
【００１１】
樹脂含浸密巻ソレノイドコイルの場合に該対策が有効に働かないのは、超電導線材を巻回していない状態のコイルボビンが有する負膨張、高熱伝導といった特長が、超電導線材を巻回して得られたコイル全体に及ばないことが要因であると考えられる。詳しくは巻回時において超電導線材にかかる張力は一定ではなく、樹脂含浸密巻ソレノイドコイルにおいては超電導線材が固定樹脂により含浸固定される際に不均一に応力がかかった状態で固定されてしまうため、固定樹脂のクラックの発生リスクは下がらないものと考えられる。さらにクラック発生後は線材固定性が緩む部分が生じているため、高熱伝導性を有するコイルボビンを使用しても、熱伝導効果が十分に得られない。例えばエポキシ樹脂などの熱硬化樹脂を固定樹脂として用いた場合には、硬化収縮により内部に歪が生じ、超電導線材などにかかる応力を増大させてしまう。
【００１２】
コイルボビン表面の摩擦係数に着目すると、摩擦係数が高い場合には超電導線材の可動性が低いので、超電導線材にかかる張力のムラが増大する傾向があり、且つ冷却や通電電磁力により超電導線材にかかる応力が開放されて超電導線材が移動する速度が速くなる傾向がある。摩擦係数が低い場合には超電導線材の可動性が高いので、冷却によりコイルボビンが収縮して超電導線材の固定性が低下した状態で通電すると、超電導線材が容易に動き超電導コイルのクェンチ及び交流損失の増大が起こり易い。
【００１３】
巻回時に超電導線材にかける張力に着目すると、高張力で巻線すると不均一な度合いが大きくなる傾向がある。低張力で巻線すると超電導線材の固定性が低く、且つ冷却時に超電導線材の動きが大きくなる傾向がある。特に樹脂含浸コイルにおいては、固定樹脂の層が厚いため、固定樹脂の硬化収縮による歪ムラの影響をより大きく受けることになる。該歪ムラは固定樹脂のクラックを誘発し、超電導線材の固定性を低下させる。超電導線材の固定性が低下すると、部分的に超電導線材が動いて局所発熱を引き起こし、コイルの熱暴走が発生する要因となる。
【００１４】
コイルボビンの線膨張係数に着目すると、低線膨張係数又は負の線膨張係数の材料を使用してコイルボビンを作製した場合には、高張力で巻線する場合と同様に、不均一な度合いが大きくなる傾向がある。高線膨張係数の材料を使用してコイルボビンを作製した場合には、低張力で巻線する場合と同様に、超電導線材の固定性が低く、且つ冷却時に超電導線材の動きが大きくなる傾向がある。超電導線材の固定性が低いと、コイルの交流損失につながり、ひいては局所発熱及び熱暴走が発生する要因となる。
【００１５】
以上のように超電導コイルの実用に足る性能を発現させるために解決すべき問題は多い。これらの問題の効果的な解決手段の１つとして、コイルボビン表面の摩擦係数を低くすることが挙げられる。さらに、低線膨張係数又は負の線膨張係数の材料を使用してコイルボビンを作製するとより効果的である。例えば非特許文献１〜４及び特許文献１〜３に記載された高強度ポリエチレン繊維は、摩擦係数が低く且つ負の線膨張係数の材料である。高強度ポリエチレン繊維を強化繊維として用いて樹脂成型されるコイルボビンは、通常フィラメントワインディング法によって作製され、コイルボビン表面には該高強度ポリエチレン繊維が露出せず、摩擦係数が低くないエポキシ樹脂などの母材（マトリクス樹脂）により被覆される。よってコイルボビン表面の摩擦係数は低くなっていない。
【００１６】
本発明は以上のような従来の課題を考慮してなされたものであり、超電導線材を均一な張力で巻回でき、超電導線材の固定性がよい超電導コイルボビン、及び安定した通電性能を備える該超電導コイルボビンを用いた超電導コイル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】
【００１７】
本発明の超電導コイルボビンは、巻芯部の周りに超電導線材が巻回される超電導コイルボビンであって、前記巻芯部は、少なくとも１種類の有機高分子繊維を強化繊維として含んで、母材（マトリクス）により成形されており、前記巻芯部の外周面において、前記有機高分子繊維が前記母材の外に露出している。
本発明の超電導コイルボビンにおいて、前記外周面は、３００ＫにおけるＳＵＳ３０４に対する動摩擦係数が０．０４以上、０．５０以下が好ましい。
【００１８】
本発明の超電導コイルボビンにおいて、前記有機高分子繊維は、３００ＫにおいてＳＵＳ３０４に対し、静摩擦係数が０．０１以上、０．５０以下、又は動摩擦係数が０．０１以上、０．３５以下が好ましい。
本発明の超電導コイルボビンにおいて、前記有機高分子繊維は、前記外周面において、平均２０μｍ以上起毛していることが好ましい。
【００１９】
本発明の超電導コイルボビンにおいて、前記巻芯部は、繊維体積率が１０質量％以上９０質量％以下であることが好ましい。
本発明の超電導コイルボビンにおいて、前記有機高分子繊維は、ポリエチレン繊維であることが好ましい。
【００２０】
本発明の超電導コイルボビンにおいて、前記有機高分子繊維は、引張り強度が１２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上且つ６０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、引張り弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上且つ２５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、破断伸度が２％以上且つ１０％以下であることが好ましい。
本発明の超電導コイルボビンにおいて、前記有機高分子繊維は、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維であることが好ましい。
【００２１】
本発明の超電導コイルボビンにおいて、前記巻芯部は、前記外周面を有する外層部分と、その他の部分とにおいて、異なる有機高分子繊維が用いられていてもよい。
本発明の超電導コイルは、上記のいずれかの超電導コイルボビンに、前記超電導線材が巻回されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る超電導コイルボビンは、巻芯部の外周面に有機高分子繊維が母材（マトリクス）の外に露出しており、該繊維は柔軟で動きやすい。よって、超電導線材を巻回する際に巻芯部の外周面に露出した該繊維上を超電導線材が滑らかに動いて、張力が均一にかかる安定位置に移動し、線材間に不必要な隙間が生じない。また超電導線材を巻回する際に、露出した該繊維が圧縮変形し、超電導線材と該繊維とが直接かつ十分に密着した状態となり固定性が向上する。超電導コイルが冷却される際には、超電導線材に密着している該繊維は冷却によって硬度が上がり、超電導線材の巻線方向と垂直な方向に対する固定性が特に向上する。
【００２３】
また冷却によって超電導コイルボビンと超電導線材とが異なる熱膨張率で変形するが、巻芯部の外周面上の巻線方向に超電導線材が滑らかに動き、均一な張力がかかった状態となる位置へと再び移動する。さらに、樹脂含浸の際に該繊維に均一に張力がかかった状態で樹脂固定がなされて冷却されるため、冷却クラックが生じ難い。従って、本発明にて得られた超電導コイルはほぼ均一な張力で超電導線材が巻かれるため、クェンチが起こり難く、安定した通電性能を示し、且つ耐久性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る超電導コイルボビンの外観図である。
【図２】図１の超電導コイルボビンの断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の有機高分子繊維が露出している巻芯部の外観図であり、（ｂ）は従来の有機高分子繊維が露出していない巻芯部の外観図である。
【図４】（ａ）は本発明の巻芯部の切片における外周面にあたる側の拡大図であり、（ｂ）は従来の巻芯部の切片における外周面にあたる側の拡大図である。
【図５】本発明に係る超電導コイルボビンの形状の概要を示す断面図である。
【図６】本発明に係る超電導コイルの形状の概要を示す断面図である。
【図７】実験用システムを示す概略図である。
【図８】使用している超電導線材の短尺線臨界を示すグラフ、及び評価対象の超電導コイルへの通電電流値と発生磁場との関係を示すグラフである。
【図９】通電プログラムを示すグラフである。
【図１０】本発明に係る高温超電導コイルボビンの形状の概要を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る高温超電導コイルの形状の概要を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜実施形態１＞
本発明に係る実施形態１の超電導コイルボビンは、超電導線材が巻回されることにより超電導コイルとなる超電導コイル用のコイルボビンである。
図１に示す超電導コイルボビン１００は、巻芯部１１０、第１ツバ部１２１、第２ツバ部１２２、第１保護フィルム１３１、及び第２保護フィルム１３２を備える。
【００２６】
巻芯部１１０は、超電導線材が巻回される部分であり、少なくとも１種類の有機高分子繊維を強化繊維として含んで、母材（マトリクス樹脂）により成形された繊維強化複合材料を主成分としている。
図２は、図１に示す超電導コイルボビン１００を図１中の破線Ｘの位置で水平に切断し、上方向から見た断面図であり、巻芯部１１０の一部を拡大し外周面１１１周辺の概要を示している。
巻芯部１１０の外周面１１１において、図２に示すように、繊維強化複合材料を成形する母材（図示せず）の外に、少なくとも１種類の有機高分子繊維１１２が露出している。
図３（ａ）は本発明の有機高分子繊維が露出している巻芯部１１０の外観図であり、図３（ｂ）は従来の有機高分子繊維が露出していない巻芯部９１０の外観図である。図３（ｂ）における従来の巻芯部９１０の外周面９１１には光沢があり滑らかに見えるのに対し、図３（ａ）における本発明の巻芯部１１０の外周面１１１には光沢がなく毛羽立っているように見える。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）は実写に基づくものである。
【００２７】
外周面１１１において、露出している有機高分子繊維１１２は一本一本が起毛しており、起毛の長さは、平均で１μｍ以上、２ｍｍ以下が望ましく、特に平均で２０μｍ以上、１．５ｍｍ以下がより望ましい。起毛の長さが１μｍ未満であると、巻線張力均一化の効果が発生しにくくなる。起毛の長さが２ｍｍを超えると超電導線材がボビンから浮き上がり易くなり固定性が悪くなる傾向がある。本実施形態においては、外周面１１１において、有機高分子繊維１１２が平均で２０μｍ以上起毛している。
【００２８】
ここで、巻芯部１１０に含まれる有機高分子繊維１１２は１種類であってもよいし、複数種類であってもよい。例えば、巻芯部１１０を、外周面１１１を有する外層部分１１３とその他の部分である内層部分１１４とにおいて、異なる有機高分子繊維を用いる多層パイプ構造としてもよい。巻芯部１１０を多層パイプ構造とすることで、外層部分には母材の外に露出させるのに適した特性を備える有機高分子繊維を適用し、内層部分には強化繊維としての特性に優れた有機高分子繊維を適用することができる。よって、有機高分子繊維の選択の幅が広がるとともに、総合的に特性の優れた超電導コイルボビン１００を提供することが容易になる。
【００２９】
ここで外周面１１１は、３００ＫにおけるＳＵＳ３０４に対する動摩擦係数が０．０４以上、０．５０以下であることが望ましく、さらに０．０５以上、０．４５以下であることがより望ましい。動摩擦係数が０．５０以下であると巻線時の超電導線材にかかる張力を均一化できる。動摩擦係数が０．０４未満であると滑り性が高すぎて、超電導線材を巻回し難くなる。
【００３０】
ここで母材の外に露出させる有機高分子繊維１１２には、例えばポリオレフィン繊維、ポリアミド繊維、セルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスイミダゾール繊維及びポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール繊維などのあらゆる非金属有機高分子繊維を用いることができる。
【００３１】
なお、母材の外に露出させる有機高分子繊維１１２が低摩擦係数繊維であれば、接触する超電導線材の動きがより滑らかになるため、巻線時に超電導線材にかかるテンションの均一化を図り易くなる。そこで該有機高分子繊維１１２は、３００ＫにおいてＳＵＳ３０４に対し、静摩擦係数が０．０１以上、０．５０以下、又は動摩擦係数が０．０１以上、０．３５以下であることが望ましく、さらに静摩擦係数は０．０１以上、０．４０以下であることがより望ましい。
【００３２】
該有機高分子繊維１１２の静摩擦係数又は動摩擦係数が０．０１未満になると滑り性が高すぎて、超電導線材を巻回し難くなる。また静摩擦係数が０．５０を超えるか又は、動摩擦係数が０．３５を超えると超電導線材の滑り性が悪くなり、超電導線材にかかるテンションの均一化が難しくなる。該低摩擦有機繊維としては、例えばテフロン（登録商標）繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維を用いることができ、特に高強度ポリエチレン繊維及び高強度ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維を用いることが望ましい。
【００３３】
一方、強化繊維としての有機高分子繊維１１２には、例えば、高強度ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスイミダゾール繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール繊維、ＰＢＯ繊維など高強度有機繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維などのポリアミド繊維、及びセルロース繊維を用いることができる。特に、母材の外に露出させる有機高分子繊維１１２と、強化繊維としての有機高分子繊維１１２とを使い分けずに１種類の繊維を用いる場合には、低摩擦性の高強度ポリエチレン繊維が最も望ましい。
【００３４】
なお巻芯部１１０を、有機高分子繊維に加えて、さらにガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、及びセラミックス繊維などの無機繊維や他の炭素繊維などを用いて補強することもできる。なお一般に無機繊維は、常温において硬度が高く柔軟性に欠けるので、無機繊維を多く用いると、外周面１１１において母材の外に露出する全繊維のうちの有機高分子繊維の占める割合が減ってしまい、超電導線材の滑り性が悪くなる傾向がある。
【００３５】
例えば外周面１１１において、母材の外に露出する全繊維のうち、有機高分子繊維１１２の占める割合は１０％以上が望ましく、２０％以上であるとさらに望ましい。有機高分子繊維１１２の占める割合が１０％未満であると、巻線時に超電導線材が自由に動くことができなくなり、超電導線材にかかるテンションを均一にすることが難しくなる。
【００３６】
ここで巻芯部１１０の母材には、例えばエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、及びウレタン樹脂などを用いることができる。特に、成形性、強度、及び接着性の点から、母材にはエポキシ樹脂を用いることが望ましい。
【００３７】
巻芯部１１０における繊維体積率は１０％以上、９０％以下、特に２０％以上、８５％以下が望ましい。１０％未満であると露出する繊維が少なくなり、９０％を超えると成形及び加工が難しくなる。
【００３８】
ここで巻芯部１１０の形状は、対称性を考慮して水平断面が真円を成す円筒型としているが、水平断面が楕円形を成す楕円型や、水平断面がレーストラック形状を成すレーストラック型などの他の筒状の形状であってもよい。
【００３９】
外周面１１１の表面形状は、コイルの巻き易さを考慮して、密巻に適した円形面としているが、超電導線材の巻回状態をより安定に保持するために、螺旋溝やディンプルなどをつけてもよい。
【００４０】
第１ツバ部１２１及び第２ツバ部１２２は、巻回された超電導線材が巻芯部１１０から外れないように、巻芯部１１０の端に取り付けられているガイドであり、例えばＧ１０製である。ここでＧ１０とはグラスファイバーにエポキシ樹脂を染み込ませ、高温・高圧下で硬化させたガラスエポキシ樹脂積層板である。
【００４１】
第１保護フィルム１３１及び第２保護フィルム１３２は、例えばポリイミド製のフィルムであり、超電導線材を巻回した際に、それぞれ第１ツバ部１２１と超電導線材との間、及び第２ツバ部１２２と超電導線材の間に位置し、超電導線材が第１ツバ部１２１及び第２ツバ部１２２に直接接触しないように間に挟まり摩擦抵抗を低減させる。
【００４２】
超電導コイルボビン１００に巻回する超電導線材は、例えば、ＮｂＴｉ、Ｎｂ３Ｓｎ、及びＮｂ３Ａｌなどの金属系超電導線、ビスマス系酸化物超電導線、イットリウム系酸化物超電導線、及びホウ化マグネシウム系超電導線などである。
超電導線材は、例えば丸線、矩形線、撚線、及びテープ状線材などであり、他の形状の線材であってもよい。
【００４３】
超電導コイルボビン１００に超電導線材を巻回した後に、樹脂含浸により超電導線材を固定する樹脂含浸式とするか、樹脂含浸しない樹脂非含浸式とするかは、適宜選択することができる。
【００４４】
樹脂含浸式とする場合において、固定用樹脂には、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ニカワ、ポリエステル樹脂、オレフィン樹脂、パラフィン樹脂、及びシアノアクリレート樹脂などを用いることができる。特に、成形性、強度、及び接着性の点から、固定用樹脂にはエポキシ樹脂が望ましい。
【００４５】
本発明の超電導コイルの冷却方法には、液体ヘリウム及び液体窒素などを用いた冷媒浸漬方式や冷凍機伝導冷却方式などを用いることができる。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００４７】
以下に金属系超電導線を用いた低温超電導コイル、及び酸化物超電導線を用いた高温超電導コイルのそれぞれについての実施例を示す。
【００４８】
＜測定方法＞
（１）露出する繊維の長さの測定方法
超電導コイルボビンの外周面において繊維がどの程度露出しているかを、目視及び実体顕微鏡を用いて露出繊維の長さを測定することにより評価する。ここで「露出繊維」とは、観察対象の超電導コイルボビンの巻芯部の外周面において外側に露出している繊維を指す。従来の一般的な超電導コイルボビンの外周面は母材で覆われているため、「露出繊維」はほとんど存在していないが、本発明の超電導コイルボビンではあえて外周面に「露出繊維」を存在させている。
測定対象の超電導コイルボビンの巻芯部をスライスして測定用の切片を準備する。次に、目視及び実体顕微鏡を用いて、測定用の切片の外周面にあたる側を観察し、母材の外に露出している露出繊維のうち観察可能な２０本を任意に選び、それぞれの露出繊維の長さを測定して、それらの平均値を求める。
図４（ａ）は本発明の有機高分子繊維１１２が露出している巻芯部１１０の切片における外周面１１１にあたる側の拡大図であり、図４（ｂ）は従来の有機高分子繊維１１２が露出していない巻芯部９１０の切片における外周面９１１にあたる側の拡大図である。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）は実体顕微鏡による実写に基づくものである。
なお、露出繊維の長さをより正確に測定するために、図４（ａ）に示すように巻芯部１１０の切片の切断面付近にメジャーＭを配して実体顕微鏡写真を撮影し、写真上のメジャーＭのスケールを「露出繊維」の長さを測定する際の基準に用いた。
【００４９】
（２）繊維の摩擦係数の測定方法
繊維の摩擦係数は、市販されているレーダー式摩擦係数試験機を用いて、ＪＩＳＬ１０１５に記載されているレーダー法に準拠して測定する。
まず外径８ｍｍの試験用円筒に、試験用円筒の軸に対してほぼ平行な方向に測定対象の繊維を巻きつける。続いて繊維の両端に初荷重１０００ｇをかけた状態で円筒スライバの中央にかけ、試験用円筒の一端をトーションバランスのフックに接続する。ここで円筒スライバにはＳＵＳ梨地表面を使用する。
静摩擦係数を測定する際には、円筒スライバを停止させ、トーションバランスによって試験用円筒の両端のバランスが失われた時にかかる荷重を測定し、得られた荷重をもとに静摩擦係数を算出する。動摩擦係数を測定する際には、円筒スライバを周速度９０ｃｍ／ｍｉｎで回転させ、トーションバランスによって試験用円筒の両端のバランスが失われた時にかかる荷重を測定し、得られた荷重をもとに動摩擦係数を算出する。
【００５０】
（３）巻芯部外周面の摩擦係数の測定方法
巻芯部外周面の摩擦係数は、以下の手法にて測定する。
まず超電導コイルボビンの巻芯部外周面を９ｍｍ×９ｍｍの正方形に切出した切片を２個と、全長４０ｍｍ×直径１０ｍｍの円柱の上底及び下底に相当する両端を曲率半径１５ｍｍの球形状に加工したＳＵＳ３０４製の丸棒状体とを準備する。
準備した２個の切片をそれぞれ、準備した丸棒状体の両端に、圧縮力２０Ｎがかかるように接触させた状態で固定する。続いて該丸棒状体を、周波数８Ｈｚ、滑り距離５００μｍ、往復滑り繰り返し回数５００００以上という条件で往復移動させ、移動時にかかる荷重を測定し、得られた荷重をもとに摩擦係数を算出する（非特許文献６参照）。
【００５１】
（４）巻芯部の繊維体積率の測定方法
有機繊維を強化繊維に用いている場合には、全体の比重を測定し、樹脂比重と繊維比重とに基づいて繊維体積率を算出する。無機繊維を強化繊維として用いている場合には、８００℃で焼き、残った繊維の質量と焼く前の繊維強化複合材料の質量とに基づいて繊維体積率を算出する。
【００５２】
＜低温超電導コイルの性能評価＞
（１）超電導線材
超電導線材は、超伝導材料がＮｂＴｉで、安定化材に銅を用いた直流用金属系超電導線であり、ここでは、ＮｂＴｉ／銅比率が１：１．８（断面積比）、超電導線径が０．６９ｍｍのフォルマル被覆線を用いている。
（２）超電導コイルボビンの形状
図５は、図１に示す超電導コイルボビン１００を垂直に中央で切断し、切断面の正面方向から見た断面図であり、超電導コイルボビン１００の形状の概要を示している。
図５の断面図に示すように、超電導コイルボビン１００の形状は、全長が９１ｍｍ、巻芯部外径が５５ｍｍ、巻芯部内径が５０ｍｍ、第１ツバ部１２１及び第２ツバ部１２２の外径が１２０ｍｍ、２つのツバ部間の距離が７１ｍｍ、第１保護フィルム１３１及び第２保護フィルム１３２間の距離が６７ｍｍである。
【００５３】
（３）巻線
上記（２）の超電導コイルボビン１００に、超電導線材を、巻き線張力を４ｋｇｆかけた状態のままで１層につき９５回巻き、これを繰返し７０層（９５回／層×７０層＝６６５回）巻いている。
（４）超電導コイルの形状
超電導コイルの形状は、図６の断面図に示すように、図５に示す超電導コイルボビン１００に、超電導線材の巻線１４０が巻かれたものである。
【００５４】
（５）冷却方法
上記（４）の超電導コイルを液体ヘリウムに浸漬し４．３Ｋに冷却した状態で、超電導に関する性能を測定し評価する。
（６）実験用システム
本実験では、超電導コイルの性能を通電試験により評価する。具体的には、図７に示す実験用システムにおいて、評価対象の超電導コイルＡと、１０Ｔまでの磁場発生が可能な外部磁場発生超電導コイルＢとを例えば１００ｍｍ程度の間隔で近接させて配置し、評価対象の超電導コイルの巻き始め部分と巻き終わり部分との間の電圧（以下「コイル電圧」という）を測定する。ここで外部磁場発生超電導コイルＢに電流を流し磁場を発生させると、外部磁場がある状態における超電導コイルＡの性能を評価することができる。また外部磁場発生コイルＢに電流を流さなければ、外部磁場がない状態における超電導コイルＡの性能を評価することができる。
【００５５】
（７）通電条件
図８は、本実験で使用している超電導線材の短尺線臨界を示すグラフＣ、及び、評価対象の超電導コイルへの通電電流値と発生磁場との関係を示すグラフ（外部磁場がない場合：グラフＤ、外部磁場が５Ｔの場合：グラフＥ）である。
外部磁場を５Ｔにした状態において、図８に示すグラフＥのロードラインに沿って、図９に示すように０Ａから７５Ａまで序々に通電電流値を上げていき、７５Ａを１分間通電した後、序々に０Ａまで通電電流値を下げる。ここで通電の際の掃引速度は５．５０Ａ／ｓｅｃとする。図８におけるグラフＣとグラフＥとの交点のＸ座標の値より、外部磁場が５Ｔの状態における臨界電流値を７５Ａとし、これをＩｃと定義する。ここでＩｃは、外部磁場が５Ｔの状態において通電し得る通電電流の理論的な限界値である。
【００５６】
上記通電中にコイル電圧の測定を継続し、急速にコイル電圧が上昇したときにクェンチが発生したものと考え、その時の電流値をクェンチ電流値と呼ぶことにする。ここで外部磁場が５Ｔの状態におけるクェンチ電流値をＩｑと定義する。
さらに負荷率Ｉｑ／Ｉｃを定義し、超電導コイルの性能を該負荷率で評価することとする。
【００５７】
＜高温超電導コイルの性能評価＞
（１）高温超電導線材
高温超電導線材は、ビスマス系高温超電導テープ線材、及びイットリウム系高温超電導テープ線材の２種類を使用した。ビスマス系高温超電導テープ線材は、Ｂｉ２２２３テープ線材を用い、ここでは、幅２．７ｍｍ厚み０．２４ｍｍ、７７Ｋにおける臨界電流値が７０Ａである。イットリウム系高温超電導テープ線材は、ＹＢＣＯ線材（基板材料はハステロイ）を用い、ここでは、幅４ｍｍ厚み０．１ｍｍ、７７Ｋにおける臨界電流値が９０Ａである。
（２）高温超電導コイルボビンの形状
図１０は、高温超電導コイルボビン２００を垂直に中央で切断し、切断面の正面方向から見た断面図であり、高温超電導コイルボビン２００の形状の概要を示している。
図１０の断面図に示すように、高温超電導コイルボビン２００の形状は、図５の超電導コイルボビン１００と較べ、第１ツバ部１２１、第２ツバ部１２２、第１保護フィルム１３１、及び第２保護フィルム１３２に相当する部分がなく、巻芯部１１０に相当する巻芯部２１０を備えており、全長が１４ｍｍ、巻芯部外径が５５ｍｍ、巻芯部内径が５０ｍｍである。
【００５８】
（３）巻線
上記（２）の高温超電導コイルボビン２００に、巻き線張力を０．１ｋｇｆをかけた状態のままで、超電導テープ線材間に厚み０．０２５ｍｍにポリイミドテープを介した状態で１段につき８０層を巻回し、これを２段重ねにして合計１６０層のダブルパンケーキコイルにしている。
（４）高温超電導コイルの形状
高温超電導コイルの形状は、図１１の断面図に示すように、図１０に示す高温超電導コイルボビン２００に、ダブルパンケーキコイル２２０が巻かれたものである。ここで図１１には、冷却用のＧＭ冷凍機の冷却ヘッド３００を記載している。
【００５９】
（５）冷却方法
上記（４）の高温超電導コイルを、ＧＭ冷凍機を用いて７７Ｋまで冷却した状態で、超電導に関する性能を測定し評価する。
（６）実験用システム
本実験では、高温超電導コイルの性能を通電試験により評価する。具体的には、上記低温超電導コイルの性能評価において用いた実験用システムと同様である。
【００６０】
（７）通電条件
評価対象の高温超電導コイルに、臨界電流値Ｉｃの９５％の電流値の電流を通電して、コイル電圧の時間変化を観測し、コイル電圧が増大し始める時間を比較する。
コイル電圧の上昇は局所的な温度上昇などによる部分的常伝導転移によるものであり、コイルの安定性を示す指標になる。なお通電は直流と交流（６０Ｈｚ）との２種類で実施した。
【００６１】
以下に、実施例１〜８、比較例１〜７の概要を示す。
＜実施例１＞
高強度ポリエチレン繊維（東洋紡（株）、ダイニーマ（登録商標）ＳＫ−６０）を強化繊維とし、マトリクス樹脂を三菱化学のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２７（１００質量部）、日立化成ＨＮ５５００（８５質量部）、三菱化学ＢＭＩ−１２（１質量部）を混合したものを用い、巻角度６０度でフィラメントワインディングし、これを１２０℃で５時間かけて加熱成形して複合材料パイプを製造した。さらに該複合材料パイプの表面を水などで冷やしながら、砥石、ダイヤモンド、超鋼刃、又は旋盤などで研磨して強化繊維を露出させたものをコイルボビンとした。該コイルボビンを用いて、樹脂非含浸型超電導コイル及び樹脂非含浸型高温超電導コイルをそれぞれ作製した。
＜実施例２＞
実施例１のコイルボビンを用いて樹脂含浸型超電導コイル及び高温超電導コイルをそれぞれ作製した。ここで樹脂含浸にはＥｍｅｒｓｏｎ  ａｎｄ  Ｃｕｍｍｉｎｇｓ社製エポキシ樹脂Ｗ１９を用いた。
【００６２】
＜実施例３＞
高強度ポリエチレン繊維（東洋紡（株）、ダイニーマＳＫ−６０）を強化繊維とし、マトリクス樹脂を三菱化学のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２８（１００質量部）、日立化成ＨＮ５５００（８５質量部）、三菱化学ＢＭＩ−１２（１質量部）を混合したものを用い、巻角度８５度でフィラメントワインディングし、これを１２０℃で５時間かけて加熱成形して複合材料パイプを製造した。さらに該複合材料パイプの表面を水などで冷やしながら研磨して強化繊維を露出させたものをコイルボビンとした。該コイルボビンを用いて、樹脂非含浸型超電導コイル及び樹脂非含浸型高温超電導コイルをそれぞれ作製した。
＜実施例４＞
実施例３のコイルボビンを用いて樹脂含浸型超電導コイル及び高温超電導コイルをそれぞれ作製した。ここで樹脂含浸にはパラフィンワックスを用いた。
【００６３】
＜実施例５＞
高強度ポリエチレン繊維（東洋紡（株）、ダイニーマＳＫ−６０）を強化繊維とし、マトリクス樹脂を三菱化学のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２８（１００質量部）、日立化成ＨＮ５５００（８５質量部）、三菱化学ＢＭＩ−１２（１質量部）を混合したものを用い、巻角度４５度でフィラメントワインディングし、これを１２０℃で５時間かけて加熱成形して複合材料パイプを製造した。さらに該複合材料パイプの表面を水などで冷やしながら研磨して強化繊維を露出させたものをコイルボビンとした。該コイルボビンを用いて、樹脂非含浸型超電導コイル及び樹脂非含浸型高温超電導コイルをそれぞれ作製した。
＜実施例６＞
実施例５のコイルボビンを用いて樹脂含浸型超電導コイル及び高温超電導コイルをそれぞれ作製した。ここで樹脂含浸にはグレース社製エポキシ樹脂スタイキャスト２８５０ＧＴを用いた。
【００６４】
＜実施例７＞
高強度ポリエチレン繊維（東洋紡（株）、ツヌーガ（登録商標））を強化繊維とし、マトリクス樹脂を三菱化学のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２７（１００質量部）、日立化成ＨＮ５５００（８５質量部）、三菱化学ＢＭＩ−１２（１質量部）を混合したものを用い、巻角度６０度でフィラメントワインディングし、これを１２０℃で５時間かけて加熱成形し複合材料パイプを製造した。さらに該複合材料パイプの表面を水などで冷やしながら研磨して強化繊維を露出させたものをコイルボビンとした。該コイルボビンを用いて、樹脂含浸型超電導コイル及び樹脂含浸型高温超電導コイルをそれぞれ作製した。ここでコイルの樹脂含浸にはシアノアクリレート樹脂を用いた。
【００６５】
＜実施例８＞
高強度ＰＢＯ繊維（東洋紡（株）、ザイロンＨＭ（登録商標））を強化繊維とし、マトリクス樹脂を三菱化学のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２７（１００質量部）、日立化成ＨＮ５５００（８５質量部）、三菱化学ＢＭＩ−１２（１質量部）を混合したものを用い、巻角度６０度でフィラメントワインディングし、これを１２０℃で５時間かけて加熱成形して複合材料パイプを製造した。さらにパイプ表面を水などで冷やしながら研磨して強化繊維を露出させたものをコイルボビンとした。該コイルボビンを用いて、樹脂含浸型超電導コイル及び高温超電導コイル２種をそれぞれ作製した。ここで樹脂含浸にはプレニー技研製エポキシ樹脂ＧＭ６８００を用いた。
【００６６】
＜比較例１＞
高強度ポリエチレン繊維（東洋紡（株）、ダイニーマＳＫ−６０）を強化繊維とし、マトリクス樹脂を三菱化学のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２７（１００質量部）、日立化成ＨＮ５５００（８５質量部）、三菱化学ＢＭＩ−１２（１質量部）を混合したものを用い、巻角度６０度でフィラメントワインディングし、これを１２０℃で５時間かけて加熱成形して複合材料パイプを製造した。該複合材料パイプの表面を未研磨のままコイルボビンとした。該コイルボビンを用いて、樹脂非含浸型超電導コイル及び樹脂非含浸型高温超電導コイルをそれぞれ作製した。
＜比較例２＞
比較例１のコイルボビンを用いて樹脂含浸型超電導コイル及び高温超電導コイルをそれぞれ作製した。ここで樹脂含浸にはＥｍｅｒｓｏｎ  ａｎｄ  Ｃｕｍｍｉｎｇｓ社製エポキシ樹脂Ｗ１９を用いた。
【００６７】
＜比較例３＞
ガラス繊維（日東紡、Ｅ−ガラス）を強化繊維とし、マトリクス樹脂を三菱化学のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２７（１００質量部）、日立化成ＨＮ５５００（８５質量部）、三菱化学ＢＭＩ−１２（１質量部）を混合したものを用い、巻角度６０度でフィラメントワインディングし、これを１２０℃で５時間かけて加熱成形して複合材料パイプを製造した。さらにパイプ表面を研磨して強化繊維を露出させたものをコイルボビンとした。該コイルボビンを用いて、樹脂非含浸型超電導コイル及び樹脂非含浸型高温超電導コイルをそれぞれ作製した。
＜比較例４＞
比較例３のコイルボビンを用いて樹脂含浸型超電導コイル及び高温超電導コイルをそれぞれ作製した。ここで樹脂含浸にはＥｍｅｒｓｏｎ  ａｎｄ  Ｃｕｍｍｉｎｇｓ社製エポキシ樹脂Ｗ１９を用いた。
【００６８】
＜比較例５＞
高強度ポリエチレン繊維（東洋紡（株）、ダイニーマＳＫ−６０）を強化繊維とし、マトリクス樹脂を三菱化学のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２７（１００質量部）、日立化成ＨＮ５５００（８５質量部）、三菱化学ＢＭＩ−１２（１質量部）を混合したものを用い、巻角度６０度でフィラメントワインディングし、これを１２０℃で５時間かけて加熱成形して複合材料パイプを製造した。さらに樹脂リッチ層を保持出来る様に、パイプ表面を軽く研磨して強化繊維を少しだけ露出させたものをコイルボビンとした。該コイルボビンを用いて、樹脂非含浸型超電導コイル及び樹脂非含浸型高温超電導コイルをそれぞれ作製した。
【００６９】
＜比較例６＞
高強度ポリエチレン繊維（東洋紡（株）、ダイニーマＳＫ−６０）を強化繊維とし、マトリクス樹脂を三菱化学のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２７（１００質量部）、日立化成ＨＮ５５００（８５質量部）、三菱化学ＢＭＩ−１２（１質量部）を混合したものを用い、繊維体積率が８％となる条件で、巻角度６０度でフィラメントワインディングし、これを１２０℃で５時間かけて加熱成形して複合材料パイプを製造した。さらにパイプ表面を水などで冷やしながら研磨して強化繊維を露出させたものをコイルボビンとした。該コイルボビンを用いて、樹脂非含浸型超電導コイル及び樹脂非含浸型高温超電導コイルをそれぞれ作製した。
【００７０】
＜比較例７＞
窒化アルミからなるパイプを超電導コイルボビンとして用いて、樹脂含浸型超電導コイル及び樹脂含浸型高温超電導コイルをそれぞれ作製した。ここで樹脂含浸にはＣＴＤ社製エポキシ樹脂ＣＴＤ１０１を用いた。
【００７１】
実施例１〜８、比較例１〜７の各超電導コイルにおける性能評価の結果を表１に示す。
【表１】
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【００７２】
表１より、実施例１〜８の超電導コイルは、超電導コイルボビンの外周面において繊維が５５〜１４５μｍ露出し、繊維の静摩擦係数は０．１２〜０．１５、繊維の動摩擦係数は０．０８２〜０．１５、巻芯部外周面の摩擦係数０．１８〜０．２９、巻芯部の繊維体積率は５２〜６５％、低温超電導コイルの負荷率は全て１００％であるため、安定した通電性能を備える超電導コイルであると言える。さらに高温超電導コイルの不安定化開始時間においても、実施例１〜８では、Ｂｉ２２２３系に直流を流した場合に３９０〜４２０ｓ（比較例１〜７では１８６〜２６５ｓ）、Ｂｉ２２２３系に交流を流した場合に３９７〜４１０ｓ（比較例１〜７では１２２〜２７０ｓ）、ＹＢＣＯに直流を流した場合に３８５〜４０５ｓ（比較例１〜７では１８０〜２４５ｓ）、ＹＢＣＯに交流を流した場合に３８０〜４０１ｓ（比較例１〜７では１３２〜２３８ｓ）であるため、安定性が大幅に向上している。
【００７３】
一方比較例１〜５、７の超電導コイルは、超電導コイルボビンの外周面において繊維が０〜０．８μｍ露出し（実施例１〜８と較べかなり短い）、繊維の静摩擦係数は０．１２〜０．７９（実施例１〜８と較べて高い）、繊維の動摩擦係数は０．０８１〜０．６（実施例１〜８と較べて高い）、巻芯部外周面の摩擦係数０．５４〜０．８４（実施例１〜８と較べかなり高い）、巻芯部の繊維体積率は５６〜６５％（実施例１〜８と同程度）、低温超電導コイルの負荷率は５２〜７８％（実施例１〜８と較べて低い）であるため、安定した通電性能を備える超電導コイルであるとは言えない。また比較例６は、超電導コイルボビンの外周面に繊維が７５μｍ露出し（実施例１〜８と同程度）、繊維の静摩擦係数が０．１３（実施例１〜８と同程度）、繊維の動摩擦係数が０．０８１（実施例１〜８と同程度）であるが、巻芯部の繊維体積率が８％（実施例１〜８と較べかなり低い）であり、外周面に露出している繊維の長さは十分にあるが本数が十分でないため、低温超電導コイルの負荷率が６２％（実施例１〜８と較べて低い）となり、安定した通電性能を備える超電導コイルであるとは言えない。
【００７４】
特に比較例５を比較例１と比較すると、繊維の静摩擦係数、繊維の動摩擦係数、巻芯部外周面の摩擦係数は同程度であるが、超電導コイルボビンの外周面において比較例１では繊維の露出がないのに対して比較例５では繊維が０．８μｍ露出している点が異なり、比較例５では低温超電導コイルの負荷率が１１％も向上している。よって有機高分子繊維を超電導コイルボビンの外周面において母材の外に僅かでも露出させるだけで、超電導コイルの通電性能を安定させる効果が得られるものと期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の超電導コイルボビンを用いた超電導コイルは安定した通電性能を備えるため、ＭＲＩ、ＮＭＲ、結晶引き上げ装置、電力貯蔵システム、変圧器、限流機、及びリニアモーターカー用超電導コイルなどに利用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１００    超電導コイルボビン
１１０    巻芯部
１１１    外周面
１１２    有機高分子繊維
１１３    外層部分
１１４    内層部分
１２１    第１ツバ部
１２２    第２ツバ部
１３１    第１保護フィルム
１３２    第２保護フィルム
１４０    超電導線材の巻線
２００    高温超電導コイルボビン
２１０    巻芯部
２２０    ダブルパンケーキコイル
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図３】
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【図４】
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