(57)【要約】【課題】修理コストが低減し得るとともに、均一な磁場を発生し得るように構成された超電導コイル装置を提供する。【解決手段】超電導コイル装置１は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と、１つ以上のスペーサ１９，２９，３９とを備える。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々は、一対のフランジ１５を含む。フランジ１５は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方を含む。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９の各々は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方を含む。１つ以上の突起部１５ｐが１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒに嵌合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導コイル装置であって、
前記超電導コイル装置は、複数の超電導コイルユニットと、１つ以上のスペーサとを備え、
前記複数の超電導コイルユニットと前記１つ以上のスペーサとは、前記超電導コイル装置の軸の方向に沿って、交互に積層されており、
前記複数の超電導コイルユニットの各々は、超電導コイル部と、一対のフランジとを含み、前記超電導コイル部は、前記一対のフランジによって挟持されており、
前記一対のフランジは、１つ以上の凹部及び１つ以上の突起部の一方を含み、
前記１つ以上のスペーサの各々は、前記１つ以上の凹部及び前記１つ以上の突起部の他方を含み、
前記１つ以上の突起部が前記１つ以上の凹部に嵌合されている、超電導コイル装置。
【請求項２】
超電導コイル装置であって、
前記超電導コイル装置は、前記超電導コイル装置の軸の方向に沿って積層された複数の超電導コイルユニットを備え、
前記複数の超電導コイルユニットの各々は、超電導コイル部を含み、
互いに隣り合う前記超電導コイルユニットの一方は、１つ以上の凹部及び１つ以上の突起部の一方を含み、
前記互いに隣り合う前記超電導コイルユニットの他方は、前記１つ以上の凹部及び前記１つ以上の突起部の他方を含み、
前記１つ以上の突起部が前記１つ以上の凹部に嵌合されている、超電導コイル装置。
【請求項３】
前記複数の超電導コイルユニットのうち、互いに隣り合う２つの超電導コイルユニットの各々は、フランジと、スペーサとを含み、前記超電導コイル部は、前記フランジと前記スペーサとによって挟持されており、
前記互いに隣り合う前記２つの超電導コイルユニットの前記一方に含まれる前記フランジは、前記１つ以上の凹部及び前記１つ以上の突起部の前記一方を含み、
前記互いに隣り合う前記２つの超電導コイルユニットの前記他方に含まれる前記スペーサは、前記１つ以上の凹部及び前記１つ以上の突起部の前記他方を含む、請求項２に記載の超電導コイル装置。
【請求項４】
前記複数の超電導コイルユニットの各々は、前記超電導コイル装置の前記軸の前記方向において前記超電導コイル部に対向し、かつ、前記超電導コイル部に固定されている少なくとも１つのスペーサを含み、
前記互いに隣り合う前記超電導コイルユニットの前記一方に含まれる前記スペーサは、前記１つ以上の凹部及び前記１つ以上の突起部の前記一方を含み、
前記互いに隣り合う前記超電導コイルユニットの前記他方に含まれる前記スペーサは、前記１つ以上の凹部及び前記１つ以上の突起部の前記他方を含む、請求項２に記載の超電導コイル装置。
【請求項５】
前記複数の超電導コイルユニットは、一対の第１の超電導コイルユニットと、第２の超電導コイルユニットとを含み、
前記第２の超電導コイルユニットは、前記一対の第１の超電導コイルユニットの間に積層されており、
前記一対の第１の超電導コイルユニットは、各々、第１の超電導コイル部と、フランジと、前記スペーサとを含み、前記第１の超電導コイル部は、前記フランジと前記スペーサとによって挟持されており、
前記第２の超電導コイルユニットは、複数の第２の超電導コイル部と、一対の前記スペーサと、複数の第２のスペーサとを含み、前記複数の第２の超電導コイル部と前記複数の第２のスペーサとは、前記超電導コイル装置の前記軸の前記方向に沿って、交互に積層されており、前記複数の第２の超電導コイル部と前記複数の第２のスペーサとは前記一対のスペーサによって挟持されており、
前記複数の第２のスペーサは、各々、前記一対のスペーサの各々よりも薄い、請求項４に記載の超電導コイル装置。
【請求項６】
前記複数の第２の超電導コイル部の第２の外径は、前記第１の超電導コイル部の第１の外径よりも小さい、請求項５に記載の超電導コイル装置。
【請求項７】
前記１つ以上の突起部及び前記１つ以上の凹部は、それぞれ、複数の前記突起部及び複数の前記凹部であり、
前記複数の突起部及び前記複数の凹部は、前記超電導コイル装置の前記軸の前記方向からの平面視において、点対称に配置されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の超電導コイル装置。
【請求項８】
前記複数の超電導コイルユニットは、前記超電導コイル装置の前記軸に同心に配置されており、
前記超電導コイル装置の前記軸の前記方向における前記超電導コイル装置の中心を通りかつ前記超電導コイル装置の前記軸に直交する平面に関して、前記複数の超電導コイルユニットに含まれる前記超電導コイル部の厚さは対称に分布している、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の超電導コイル装置。
【請求項９】
前記超電導コイル装置の前記軸の前記方向において、前記超電導コイル装置の両端部から前記超電導コイル装置の中心に向かうにつれて、前記複数の超電導コイルユニットの各々に含まれる前記超電導コイル部の厚さは次第に減少する、請求項１または請求項７のいずれか１項に記載の超電導コイル装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の前記超電導コイル装置と、
前記超電導コイル装置を収容するクライオスタットと、
前記超電導コイル装置を冷却する冷凍機とを備える、超電導マグネット。
【請求項１１】
請求項１０に記載の前記超電導マグネットを備える、超電導機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導コイル装置、超電導マグネット及び超電導機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９−２６７１８９号公報（特許文献１）は、筒状のメインコイルを備える超電導マグネットを開示している。メインコイルは、複数のコイルブロックと、１つの巻枠体とを含んでいる。複数のコイルブロックは、それぞれ、１つの巻枠体の複数の溝に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６７１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたメインコイルにおいて複数のコイルブロックの１つが故障したとき、メインコイル全体を新品のメインコイルに交換しなければならない。そのため、メインコイルの修理コストが高い。
【０００５】
本発明の一態様の目的は、複数の超電導コイルユニットを備える超電導コイル装置において、修理コストが低減し得るとともに、均一な磁場を発生し得るように構成された超電導コイル装置を提供することである。本発明の一態様の目的は、このような超電導コイル装置を含む超電導マグネット及び超電導機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る超電導コイル装置は、複数の超電導コイルユニットと、１つ以上のスペーサとを備える。複数の超電導コイルユニットと１つ以上のスペーサとは、超電導コイル装置の軸の方向に沿って、交互に積層されている。複数の超電導コイルユニットの各々は、超電導コイル部と、一対のフランジとを含む。超電導コイル部は、一対のフランジによって挟持されている。一対のフランジは、１つ以上の凹部及び１つ以上の突起部の一方を含む。１つ以上のスペーサの各々は、１つ以上の凹部及び１つ以上の突起部の他方を含む。１つ以上の突起部が１つ以上の凹部に嵌合されている。
【０００７】
本発明の一態様に係る超電導コイル装置は、超電導コイル装置の軸の方向に沿って積層された複数の超電導コイルユニットを備える。複数の超電導コイルユニットの各々は、超電導コイル部を含む。互いに隣り合う超電導コイルユニットの一方は、１つ以上の凹部及び１つ以上の突起部の一方を含む。互いに隣り合う超電導コイルユニットの他方は、１つ以上の凹部及び１つ以上の突起部の他方を含む。１つ以上の突起部が１つ以上の凹部に嵌合されている。
【０００８】
本発明の一態様に係る超電導マグネットは、本発明の一態様に係る超電導コイル装置と、上記の超電導コイル装置を収容するクライオスタットと、上記の超電導コイル装置を冷却する冷凍機とを備える。
【０００９】
本発明の一態様に係る超電導機器は、本発明の一態様に係る超電導マグネットを備える。
【発明の効果】
【００１０】
上記によれば、超電導コイル装置は、複数の超電導コイルユニットの任意の１つが交換可能であり、かつ、均一な磁場を発生し得るように構成されている。上記によれば、超電導マグネットは、修理コストが低減され得るとともに、向上された均一性を有する磁場を発生し得る。上記によれば、超電導機器は、修理コストが低減され得るとともに、向上された均一性を有する磁場を発生し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る超電導コイル装置の概略側面図である。
【図２】実施の形態１に係る超電導コイル装置の概略部分拡大断面図である。
【図３】実施の形態１に係る超電導コイル装置に含まれる超電導コイルの概略平面図である。
【図４】実施の形態１に係る超電導コイル装置に含まれるフランジの概略平面図である。
【図５】実施の形態１に係る超電導コイル装置に含まれるスペーサの概略平面図である。
【図６】実施の形態２に係る超電導コイル装置の概略側面図である。
【図７】実施の形態２に係る超電導コイル装置の概略部分拡大断面図である。
【図８】実施の形態３に係る超電導コイル装置の概略側面図である。
【図９】実施の形態３に係る超電導コイル装置の概略部分拡大断面図である。
【図１０】実施の形態３に係る超電導コイル装置に含まれるスペーサの概略平面図である。
【図１１】実施の形態３に係る超電導コイル装置に含まれるスペーサの概略平面図である。
【図１２】実施の形態４に係る超電導コイル装置の概略側面図である。
【図１３】実施の形態４に係る超電導コイル装置の概略部分拡大断面図である。
【図１４】実施の形態４に係る超電導コイル装置に含まれるスペーサの概略平面図である。
【図１５】実施の形態４に係る超電導コイル装置に含まれるスペーサの概略平面図である。
【図１６】実施の形態５に係る超電導コイル装置の概略平面図である。
【図１７】実施の形態５に係る超電導コイル装置の、図１６に示される断面線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩにおける概略断面図である。
【図１８】実施の形態６に係る超電導マグネットの概略断面図である。
【図１９】実施の形態７に係る超電導機器の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１３】
（１）本発明の一態様に係る超電導コイル装置１は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と、１つ以上のスペーサ１９，２９，３９とを備える。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と１つ以上のスペーサ１９，２９，３９とは、超電導コイル装置１の軸７０の方向に沿って、交互に積層されている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々（例えば、超電導コイルユニット１０）は、超電導コイル部１１，２１，３１（例えば、超電導コイル部１１）と、一対のフランジ１５とを含む。超電導コイル部１１，２１，３１は、一対のフランジ１５によって挟持されている。一対のフランジ１５は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方を含む。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９の各々は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方を含む。１つ以上の突起部１５ｐが１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒに嵌合されている。
【００１４】
本発明の一態様に係る超電導コイル装置１では、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は１つずつ着脱可能に構成されている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の任意の１つが交換可能である。本発明の一態様に係る超電導コイル装置１において、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の１つが故障した場合には、故障した１つの超電導コイルユニットを新品の超電導コイルユニットに交換すればよい。本発明の一態様に係る超電導コイル装置１によれば、超電導コイル装置１の修理コストが低減し得る。さらに、本発明の一態様に係る超電導コイル装置１では、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は互いに位置決めされている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の積層方向が水平方向に沿うように超電導コイル装置１が載置されても、超電導コイル装置１の自重によって超電導コイル装置１が撓むことが防止され得る。本発明の一態様に係る超電導コイル装置１は、均一な磁場を発生し得る。
【００１５】
（２）本発明の一態様に係る超電導コイル装置１ｂは、超電導コイル装置１ｂの軸７０の方向に沿って積層された複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂを備える。複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂの各々は、超電導コイル部１１，２１，３１を含む。互いに隣り合う超電導コイルユニットの一方は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方を含む。互いに隣り合う超電導コイルユニットの他方は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方を含む。１つ以上の突起部１５ｐが１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒに嵌合されている。
【００１６】
上記（２）に係る超電導コイル装置１ｂは、上記（１）に係る超電導コイル装置１と同様の効果を奏する。すなわち、本発明の一態様に係る超電導コイル装置１ｂでは、複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂは１つずつ着脱可能に構成されている。本発明の一態様に係る超電導コイル装置１ｂによれば、超電導コイル装置１ｂの修理コストが低減し得る。さらに、本発明の一態様に係る超電導コイル装置１ｂでは、複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂは互いに位置決めされている。本発明の一態様に係る超電導コイル装置１ｂは、均一な磁場を発生し得る。
【００１７】
（３）上記（２）に係る超電導コイル装置１ｂでは、複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂのうち、互いに隣り合う２つの超電導コイルユニットの各々は、フランジ１５と、スペーサ１９，２９，３９とを含む。超電導コイル部１１，２１，３１は、フランジ１５とスペーサ１９，２９，３９とによって挟持されている。互いに隣り合う２つの超電導コイルユニットの一方に含まれるフランジ１５は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方を含む。互いに隣り合う２つの超電導コイルユニットの他方に含まれるスペーサ１９，２９，３９は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方を含む。
【００１８】
上記（３）に係る超電導コイル装置１ｂでは、上記（１）に係る超電導コイル装置１の一対のフランジ１５のうちの１つが省略されており、かつ、スペーサ１９，２９，３９が１つのフランジ１５とともに超電導コイル部１１，２１，３１を挟持するために用いられている。そのため、上記（３）に係る超電導コイル装置１ｂは、小型化されかつ軽量化され得る。
【００１９】
（４）本発明の一態様に係る超電導コイル装置１ｃでは、複数の超電導コイルユニット１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ，４０ｃの各々は、超電導コイル装置１ｃの軸７０の方向において超電導コイル部１１，２１，３１に対向し、かつ、超電導コイル部１１，２１，３１に固定されている少なくとも１つのスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ａ，３９ｂを含む。互いに隣り合う超電導コイルユニットの一方に含まれるスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ａ，３９ｂは、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐの一方を含む。互いに隣り合う超電導コイルユニットの他方に含まれるスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ａ，３９ｂは、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐの他方を含む。
【００２０】
上記（４）に係る超電導コイル装置１ｃは、上記（２）に係る超電導コイル装置１ｂの効果に加えて以下の効果を奏する。上記（４）に係る超電導コイル装置１ｃでは、上記（２）に係るフランジ１５の一部がスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ｂに置き換えられている。そのため、上記（４）に係る超電導コイル装置１ｃは、上記（２）に係る超電導コイル装置１ｂよりも、小型化されかつ軽量化され得る。
【００２１】
（５）本発明の一態様に係る超電導コイル装置１ｄでは、複数の超電導コイルユニット（１０ｄ，２０ｄ）は、一対の第１の超電導コイルユニット１０ｄと、第２の超電導コイルユニット２０ｄとを含む。第２の超電導コイルユニット２０ｄは、一対の第１の超電導コイルユニット１０ｄの間に積層されている。一対の第１の超電導コイルユニット１０ｄは、各々、第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）と、フランジ１５と、スペーサ１９ａとを含む。第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）は、フランジ１５とスペーサ１９ａとによって挟持されている。第２の超電導コイルユニット２０ｄは、複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）と、一対のスペーサ１９ｂと、複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）とを含む。複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）と複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）とは、超電導コイル装置１ｄの軸７０の方向に沿って、交互に積層されている。複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）と複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）とは一対のスペーサ１９ｂによって挟持されている。複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）は、各々、一対のスペーサ１９ｂの各々よりも薄い。
【００２２】
上記（５）に係る超電導コイル装置１ｄでは、複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）に１つ以上の凹部１９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐが設けられていない。１つ以上の凹部１９ｒまたは１つ以上の突起部１９ｐを形成するために、複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）を加工する必要がない。そのため、複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）は、各々、一対のスペーサ１９ｂの各々よりも薄くされ得る。上記（２）に係る超電導コイル装置１ｄは、小型化されかつ軽量化され得る。
【００２３】
（６）上記（５）に係る超電導コイル装置１ｄでは、複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）の第２の外径ｒ2は、第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）の第１の外径ｒ1よりも小さい。上記（６）に係る超電導コイル装置１ｄは、超電導コイル装置１ｄの中心７２において、均一な磁場を発生し得る。
【００２４】
（７）上記（１）から上記（６）に係る超電導コイル装置１−１ｄのいずれかでは、１つ以上の突起部１５ｐ，１９ｐ，２９ｐ，３９ｐ及び１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒは、それぞれ、複数の突起部１５ｐ，１９ｐ，２９ｐ，３９ｐ及び複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒであってもよい。複数の突起部１５ｐ，１９ｐ，２９ｐ，３９ｐ及び複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒは、超電導コイル装置１の軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。そのため、複数の超電導コイルユニット１０−３０，１０ｂ−６０ｂ，１０ｃ−４０ｃ，１０ｄ，２０ｄは互いに正確に位置決めされ得る。上記（１）から上記（６）に係る超電導コイル装置１−１ｄのいずれかは、均一な磁場を発生し得る。
【００２５】
（８）上記（１）から上記（７）に係る超電導コイル装置１−１ｄのいずれかでは、複数の超電導コイルユニット１０−３０，１０ｂ−６０ｂ，１０ｃ−４０ｃ，１０ｄ，２０ｄは、超電導コイル装置１−１ｄのいずれかの軸７０に同心に配置されている。超電導コイル装置１−１ｄのいずれかの軸７０の方向における超電導コイル装置１−１ｄのいずれかの中心７２を通りかつ超電導コイル装置１−１ｄのいずれかの軸７０に直交する平面７７に関して、複数の超電導コイルユニット１０−３０，１０ｂ−６０ｂ，１０ｃ−４０ｃ，１０ｄ，２０ｄに含まれる超電導コイル部１１，２１，３１の厚さは対称に分布してもよい。上記（１）から上記（７）に係る超電導コイル装置１−１ｄのいずれかは、上記（１）から上記（７）に係る超電導コイル装置１−１ｄのいずれかの中心７２において、均一な磁場を発生し得る。
【００２６】
（９）上記（１）から上記（７）に係る超電導コイル装置１−１ｄのいずれかでは、超電導コイル装置１−１ｄのいずれかの軸７０の方向において、超電導コイル装置１−１ｄのいずれかの両端部７４，７５から超電導コイル装置１−１ｄのいずれかの中心７２に向かうにつれて、複数の超電導コイルユニット１０−３０，１０ｂ−６０ｂ，１０ｃ−４０ｃ，１０ｄ，２０ｄの各々に含まれる超電導コイル部１１，２１，３１の厚さは次第に減少してもよい。上記（１）から上記（７）に係る超電導コイル装置１−１ｄのいずれかは、均一な磁場を発生し得る。
【００２７】
（１０）本発明の一態様に係る超電導コイル装置１ｅは、超電導コイル装置１ｅの軸７０の方向に沿って配置された複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０に着脱可能な１つ以上の板部材８０とを備える。１つ以上の板部材８０は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の径方向外側に向けて複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々の内径部を押圧する。
【００２８】
上記（１０）に係る超電導コイル装置１ｅでは、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は１つずつ着脱可能に構成されている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の任意の１つが交換可能である。上記（１０）に係る超電導コイル装置１ｅにおいて、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の１つが故障した場合には、故障した１つの超電導コイルユニットを新品の超電導コイルユニットに交換すればよい。上記（１０）に係る超電導コイル装置１ｅによれば、超電導コイル装置１ｅの修理コストが低減し得る。さらに、上記（１０）に係る超電導コイル装置１ｅでは、１つ以上の板部材８０を用いて、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は互いに位置決めされている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の積層方向が水平方向に沿うように超電導コイル装置１ｅが載置されても、超電導コイル装置１ｅの自重によって超電導コイル装置１ｅが撓むことが防止され得る。上記（１０）に係る超電導コイル装置１ｅは、均一な磁場を発生し得る。
【００２９】
（１１）上記（１０）に係る超電導コイル装置１ｅでは、１つ以上の板部材８０は、各々、ベース部８１と、ベース部８１から複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の径方向外側に向けて突出する突出部８２とを含む。突出部８２は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々の内径部（１１ｉ，２１ｉ，３１ｉ）を押圧する。突出部８２は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０を互いに位置決めし得る。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の積層方向が水平方向に沿うように超電導コイル装置１ｅが載置されても、超電導コイル装置１ｅの自重によって超電導コイル装置１ｅが撓むことが防止され得る。上記（１１）に係る超電導コイル装置１ｅは、均一な磁場を発生し得る。
【００３０】
（１２）上記（１０）または（１１）に係る超電導コイル装置１ｅでは、１つ以上の板部材８０は、複数の板部材８０である。複数の板部材８０は、超電導コイル装置１ｅの軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。そのため、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は互いに正確に位置決めされ得る。上記（１２）に係る超電導コイル装置１ｅは、均一な磁場を発生し得る。
【００３１】
（１３）本発明の一態様に係る超電導マグネット１００は、上記（１）から（１２）に係る超電導コイル装置１−１ｅのいずれかと、超電導コイル装置１−１ｅのいずれかを収容するクライオスタット１０５と、超電導コイル装置１−１ｅのいずれかを冷却する冷凍機１０２とを備える。そのため、本発明の一態様に係る超電導マグネット１００は、修理コストが低減され得るとともに、向上された均一性を有する磁場を発生し得る。
【００３２】
（１４）本発明の一態様に係る超電導機器２００は、上記（１３）に係る超電導マグネット１００を備える。そのため、本発明の一態様に係る超電導機器２００は、修理コストが低減され得るとともに、向上された均一性を有する磁場を発生し得る。
【００３３】
[本発明の実施形態の詳細]
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態の詳細について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。以下に記載する実施の形態の少なくとも一部の構成を任意に組み合わせてもよい。
【００３４】
（実施の形態１）
図１及び図２に示されるように、本実施の形態に係る超電導コイル装置１は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と、１つ以上のスペーサ１９，２９，３９とを備える。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と１つ以上のスペーサ１９，２９，３９とは、超電導コイル装置１の軸７０の方向に沿って、交互に積層されている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と、１つ以上のスペーサ１９，２９，３９とは、超電導コイル装置１ｅの両端部７４，７５にあるフランジ１５に締結されるボルト（図示せず）とナット（図示せず）とを用いて、一体化されてもよい。
【００３５】
複数の超電導コイルユニット１０は、超電導コイル部１１と、一対のフランジ１５とを含む。複数の超電導コイルユニット２０は、超電導コイル部２１と、一対のフランジ１５とを含む。複数の超電導コイルユニット３０は、超電導コイル部３１と、一対のフランジ１５とを含む。図２に示されるように、超電導コイル部１１は、１つ以上の超電導コイル１２を含む。超電導コイル部２１，３１もまた、１つ以上の超電導コイル１２を含む。１つ以上の超電導コイル１２は、複数の超電導コイル１２であってもよい。１つ以上の超電導コイル１２は、複数のダブルパンケーキコイルであってもよい。
【００３６】
図３に示されるように、１つ以上の超電導コイル１２は、各々、超電導線材１３と、絶縁樹脂部材１４とを含んでもよい。１つ以上の超電導コイル１２は、各々、超電導コイル装置１の軸７０を中心に渦巻き形状に巻回されている。超電導線材１３は、例えば、ビスマス（Ｂｉ）系酸化物超電導体のような酸化物超電導体と、この酸化物超電導体を被覆するシースとを含んでもよい。シースは、例えば、銀または銀合金により形成されてもよい。絶縁樹脂部材１４は、超電導線材１３をコイル形状に保持する機能を有する。絶縁樹脂部材１４は、例えば、エポキシ樹脂で構成されてもよい。
【００３７】
フランジ１５は、例えば、鋼材により構成されてもよい。超電導コイル部１１，２１，３１は、各々、一対のフランジ１５によって挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、一対のフランジ１５は超電導コイル部１１，２１，３１の各々に固定されている。一対のフランジ１５は、超電導コイル部１１，２１，３１の各々に接触してもよい。
【００３８】
１つ以上のスペーサ１９，２９，３９は、フランジ１５よりも厚い。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９は、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）により構成されてもよい。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９は、フランジ１５よりも低い比重を有してもよい。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９は、複数のスペーサ１９，２９，３９であってもよい。具体的には、スペーサ１９は、超電導コイルユニット１０と超電導コイルユニット２０との間に介在されている。スペーサ２９は、超電導コイルユニット２０と超電導コイルユニット３０との間に介在されている。スペーサ３９は、一対の超電導コイルユニット３０の間に介在されている。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と分離可能である。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０に接着されておらず、永久固定されていない。
【００３９】
超電導コイル装置１の軸７０の方向において、超電導コイル装置１の両端部７４，７５から超電導コイル装置１の中心７２に向かうにつれて、１つ以上のスペーサ１９，２９，３９の厚さは次第に減少してもよい。具体的には、スペーサ２９の厚さは、スペーサ１９の厚さよりも小さくてもよい。スペーサ３９の厚さは、スペーサ２９の厚さよりも小さくてもよい。
【００４０】
図１、図２及び図４に示されるように、一対のフランジ１５の少なくとも１つは、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方を含む。１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒは、複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒであってもよく、３つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒであってもよい。１つ以上の突起部１５ｐは、複数の突起部１５ｐであってもよく、３つ以上の突起部１５ｐであってもよい。一例では、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方は、１つ以上の突起部１５ｐである。超電導コイルユニット２０に対向する超電導コイルユニット１０のフランジ１５は、複数の突起部１５ｐを含んでいる。超電導コイルユニット２０及び超電導コイルユニット３０に含まれるフランジ１５は、各々、複数の突起部１５ｐを含んでいる。図４に示されるように、複数の突起部１５ｐ及び複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒの一方（本実施の形態では、１つ以上の突起部１５ｐ）は、超電導コイル装置１の軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。
【００４１】
図１、図２及び図５に示されるように、１つ以上のスペーサ１９，２９，３９の各々は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方を含む。一例では、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒである。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９は、それぞれ、複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒを含んでいる。図５に示されるように、複数の突起部１５ｐ及び複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒの他方（本実施の形態では、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ）は、超電導コイル装置１の軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。
【００４２】
１つ以上の突起部１５ｐは１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒに嵌合されている。そのため、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は、互いに位置決めされ得るとともに、１つずつ着脱可能に構成されている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は、超電導コイル装置１の軸７０に同心に配置され得る。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の積層方向（軸７０の方向）が水平方向に沿うように超電導コイル装置１が載置されても、１つ以上の突起部１５ｐ及び１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒは、超電導コイル装置１の自重によって超電導コイル装置１が撓むことを防止し得る。
【００４３】
超電導コイル装置１の軸７０の方向における超電導コイル装置１の中心７２を通りかつ超電導コイル装置１の軸７０に直交する平面７７に関して、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０に含まれる超電導コイル部１１，２１，３１の厚さは対称に分布してもよい。超電導コイル装置１の軸７０の方向において、超電導コイル装置１の両端部７４，７５から超電導コイル装置１の中心７２に向かうにつれて、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々に含まれる超電導コイル部１１，２１，３１の厚さは次第に減少してもよい。
【００４４】
具体的には、超電導コイル装置１は、一対の超電導コイルユニット１０と、一対の超電導コイルユニット２０と、一対の超電導コイルユニット３０とを備えてもよい。超電導コイル装置１の軸７０の方向において、一対の超電導コイルユニット２０は一対の超電導コイルユニット１０の間に配置され、かつ、一対の超電導コイルユニット３０は一対の超電導コイルユニット２０の間に配置されている。超電導コイルユニット２０に含まれる超電導コイル部２１の第２の厚さｔ2は、超電導コイルユニット１０に含まれる超電導コイル部１１の第１の厚さｔ1よりも小さい。超電導コイルユニット３０に含まれる超電導コイル部３１の第３の厚さｔ3は、超電導コイルユニット２０に含まれる超電導コイル部２１の第２の厚さｔ2よりも小さい。超電導コイルユニット２０と超電導コイルユニット３０との間の第２の間隔Ｇ2は、超電導コイルユニット１０と超電導コイルユニット２０との間の第１の間隔Ｇ1よりも小さい。一対の超電導コイルユニット３０の間の第３の間隔Ｇ3は、超電導コイルユニット２０と超電導コイルユニット３０との間の第２の間隔Ｇ2よりも小さい。
【００４５】
本実施の形態の超電導コイル装置１の効果について説明する。
本実施の形態の超電導コイル装置１は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と、１つ以上のスペーサ１９，２９，３９とを備える。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と１つ以上のスペーサ１９，２９，３９とは、超電導コイル装置１の軸７０の方向に沿って、交互に積層されている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々（例えば、超電導コイルユニット１０）は、超電導コイル部１１，２１，３１（例えば、超電導コイル部１１）と、一対のフランジ１５とを含む。超電導コイル部１１，２１，３１は、一対のフランジ１５によって挟持されている。一対のフランジ１５は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方を含む。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９の各々は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方を含む。１つ以上の突起部１５ｐが１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒに嵌合されている。
【００４６】
本実施の形態の超電導コイル装置１では、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は１つずつ着脱可能に構成されている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の任意の１つが交換可能である。本実施の形態の超電導コイル装置１において、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の１つが故障した場合には、故障した１つの超電導コイルユニットを新品の超電導コイルユニットに交換すればよい。本実施の形態の超電導コイル装置１によれば、超電導コイル装置１の修理コストが低減し得る。さらに、本実施の形態の超電導コイル装置１では、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は互いに位置決めされている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の積層方向（軸７０の方向）が水平方向に沿うように超電導コイル装置１が載置されても、超電導コイル装置１の自重によって超電導コイル装置１が撓むことが防止され得る。本実施の形態の超電導コイル装置１は、均一な磁場を発生し得る。
【００４７】
本実施の形態の超電導コイル装置１では、１つ以上の突起部１５ｐ及び１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒは、それぞれ、複数の突起部１５ｐ及び複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒであってもよい。複数の突起部１５ｐ及び複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒは、超電導コイル装置１の軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。そのため、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は互いに正確に位置決めされ得る。本実施の形態の超電導コイル装置１は、均一な磁場を発生し得る。
【００４８】
本実施の形態の超電導コイル装置１では、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は、超電導コイル装置１の軸７０に同心に配置されている。超電導コイル装置１の軸７０の方向における超電導コイル装置１の中心７２を通りかつ超電導コイル装置１の軸７０に直交する平面７７に関して、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０に含まれる超電導コイル部１１，２１，３１の厚さは対称に分布してもよい。本実施の形態の超電導コイル装置１は、超電導コイル装置１の中心７２において、均一な磁場を発生し得る。
【００４９】
本実施の形態の超電導コイル装置１では、超電導コイル装置１の軸７０の方向において、超電導コイル装置１の両端部７４，７５から超電導コイル装置１の中心７２に向かうにつれて、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々に含まれる超電導コイル部１１，２１，３１の厚さは次第に減少してもよい。本実施の形態の超電導コイル装置１は、均一な磁場を発生し得る。
【００５０】
（実施の形態２）
図６及び図７を参照して、実施の形態２の超電導コイル装置１ｂについて説明する。本実施の形態の超電導コイル装置１ｂは、実施の形態１の超電導コイル装置１と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
【００５１】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｂは、超電導コイル装置１ｂの軸７０の方向に沿って積層された複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂを備える。超電導コイルユニット１０ｂと超電導コイルユニット６０ｂとは、各々、超電導コイル部１１を含む。超電導コイルユニット２０ｂと超電導コイルユニット５０ｂとは、各々、超電導コイル部２１を含む。超電導コイルユニット３０ｂと超電導コイルユニット４０ｂとは、各々、超電導コイル部３１を含む。図７に示されるように、超電導コイル部１１は、１つ以上の超電導コイル１２を含む。超電導コイル部２１，３１もまた、１つ以上の超電導コイル１２を含む。１つ以上の超電導コイル１２は、複数の超電導コイル１２であってもよい。１つ以上の超電導コイル１２は、複数のダブルパンケーキコイルであってもよい。
【００５２】
特定的には、超電導コイルユニット１０ｂは、超電導コイル部１１と、フランジ１５と、スペーサ１９とを含む。超電導コイル部１１は、フランジ１５とスペーサ１９とに挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、フランジ１５とスペーサ１９とは超電導コイル部１１に固定されている。超電導コイルユニット２０ｂは、超電導コイル部２１と、フランジ１５と、スペーサ２９とを含む。超電導コイル部２１は、フランジ１５とスペーサ２９とに挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、フランジ１５とスペーサ２９とは超電導コイル部２１に固定されている。超電導コイルユニット３０ｂは、超電導コイル部３１と、フランジ１５と、スペーサ３９とを含む。超電導コイル部３１は、フランジ１５とスペーサ３９とに挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、フランジ１５とスペーサ３９とは超電導コイル部３１に固定されている。
【００５３】
超電導コイルユニット４０ｂは、超電導コイル部３１と、フランジ１５と、スペーサ２９とを含む。超電導コイル部３１は、フランジ１５とスペーサ２９とに挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、フランジ１５とスペーサ２９とは超電導コイル部３１に固定されている。超電導コイルユニット５０ｂは、超電導コイル部２１と、フランジ１５と、スペーサ１９とを含む。超電導コイル部２１は、フランジ１５とスペーサ１９とに挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、フランジ１５とスペーサ１９とは超電導コイル部２１に固定されている。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９がフランジ１５とともに超電導コイル部１１，２１，３１を挟持するために用いられている。超電導コイルユニット６０ｂは、超電導コイル部１１と、一対のフランジ１５とを含む。超電導コイル部１１は、一対のフランジ１５に挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、一対のフランジ１５は超電導コイル部１１に固定されている。
【００５４】
超電導コイルユニット１０ｂ、超電導コイルユニット２０ｂ、超電導コイルユニット３０ｂ、超電導コイルユニット４０ｂ、超電導コイルユニット５０ｂ及び超電導コイルユニット６０ｂは、超電導コイル装置１ｂの軸７０に沿って、この順に積層されている。超電導コイルユニット１０ｂのスペーサ１９は、超電導コイルユニット２０ｂのフランジ１５に対向している。超電導コイルユニット２０ｂのスペーサ２９は、超電導コイルユニット３０ｂのフランジ１５に対向している。超電導コイルユニット３０ｂのスペーサ３９は、超電導コイルユニット４０ｂのフランジ１５に対向している。超電導コイルユニット４０ｂのスペーサ２９は、超電導コイルユニット５０ｂのフランジ１５に対向している。超電導コイルユニット５０ｂのスペーサ１９は、超電導コイルユニット６０ｂのフランジ１５に対向している。
【００５５】
互いに隣り合う超電導コイルユニットの一方は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方を含む。１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒは、複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒであってもよく、３つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒであってもよい。１つ以上の突起部１５ｐは、複数の突起部１５ｐであってもよく、３つ以上の突起部１５ｐであってもよい。一例では、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方は、１つ以上の突起部１５ｐである。超電導コイルユニット２０ｂ、超電導コイルユニット３０ｂ、超電導コイルユニット４０ｂ及び超電導コイルユニット５０ｂのフランジ１５は、複数の突起部１５ｐを含んでいる。超電導コイルユニット５０ｂに対向する超電導コイルユニット６０ｂのフランジ１５は、複数の突起部１５ｐを含んでいる。複数の突起部１５ｐ及び複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒの一方は、超電導コイル装置１ｂの軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。
【００５６】
互いに隣り合う超電導コイルユニットの他方は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方を含む。一例では、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒである。超電導コイルユニット１０ｂ，５０ｂのスペーサ１９は、各々、複数の凹部１９ｒを含んでいる。超電導コイルユニット２０ｂ，４０ｂのスペーサ２９は、各々、複数の凹部２９ｒを含んでいる。超電導コイルユニット３０ｂのスペーサ３９は、複数の凹部３９ｒを含んでいる。複数の突起部１５ｐ及び複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒの他方は、超電導コイル装置１ｂの軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。
【００５７】
１つ以上の突起部１５ｐは１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒに嵌合されている。複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂは互いに分離可能である。複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂは互いに接着されておらず、永久固定されていない。そのため、複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂは、互いに位置決めされ得るとともに、１つずつ着脱可能に構成されている。複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂは、超電導コイル装置１ｂの軸７０に同心に配置され得る。
【００５８】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｂを説明する。
本実施の形態の超電導コイル装置１ｂは、超電導コイル装置１ｂの軸７０の方向に沿って積層された複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂを備える。複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂの各々は、超電導コイル部１１，２１，３１を含む。互いに隣り合う超電導コイルユニットの一方は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方を含む。互いに隣り合う超電導コイルユニットの他方は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方を含む。１つ以上の突起部１５ｐが１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒに嵌合されている。
【００５９】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｂは、実施の形態１の超電導コイル装置１と同様の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の超電導コイル装置１ｂでは、複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂは１つずつ着脱可能に構成されている。本実施の形態の超電導コイル装置１ｂによれば、超電導コイル装置１ｂの修理コストが低減し得る。さらに、本実施の形態の超電導コイル装置１ｂでは、複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂは互いに位置決めされている。本実施の形態の超電導コイル装置１ｂは、均一な磁場を発生し得る。
【００６０】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｂでは、複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂのうち、互いに隣り合う２つの超電導コイルユニットの各々は、フランジ１５と、スペーサ１９，２９，３９とを含む。超電導コイル部１１，２１，３１は、フランジ１５とスペーサ１９，２９，３９とによって挟持されている。互いに隣り合う２つの超電導コイルユニットの一方に含まれるフランジ１５は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの一方を含む。互いに隣り合う２つの超電導コイルユニットの他方に含まれるスペーサ１９，２９，３９は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐの他方を含む。
【００６１】
本実施の形態の複数の超電導コイルユニット１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂでは、実施の形態１の超電導コイル装置１に含まれる一対のフランジ１５のうちの１つが省略されており、かつ、スペーサ１９，２９，３９が１つのフランジ１５とともに超電導コイル部１１，２１，３１を挟持するために用いられている。そのため、本実施の形態の超電導コイル装置１ｂは、実施の形態１の超電導コイル装置１よりも、小型化されかつ軽量化され得る。
【００６２】
（実施の形態３）
図８から図１１を参照して、実施の形態３の超電導コイル装置１ｃについて説明する。本実施の形態の超電導コイル装置１ｃは、実施の形態２の超電導コイル装置１ｂと同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
【００６３】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｃでは、複数の超電導コイルユニット１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ，４０ｃの各々は、超電導コイル部１１，２１，３１に対向しかつ超電導コイル部１１，２１，３１に固定されている少なくとも１つのスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ａ，３９ｂを含む。少なくとも１つのスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ａ，３９ｂは、超電導コイル部１１，２１，３１を挟持するために用いられる。
【００６４】
具体的には、超電導コイルユニット１０ｃは、超電導コイル部１１と、フランジ１５と、スペーサ１９ａとを含む。超電導コイル部１１は、フランジ１５とスペーサ１９ａとに挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、フランジ１５とスペーサ１９ａとは超電導コイル部１１に対向しかつ固定されている。超電導コイルユニット２０ｃは、超電導コイル部２１と、一対のスペーサ１９ｂ，２９ａとを含む。超電導コイル部２１は、一対のスペーサ１９ｂ，２９ａに挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、一対のスペーサ１９ｂ，２９ａは超電導コイル部２１に対向しかつ固定されている。超電導コイルユニット３０ｃは、超電導コイル部３１と、一対のスペーサ２９ｂ，３９ａとを含む。超電導コイル部３１は、一対のスペーサ２９ｂ，３９ａに挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、一対のスペーサ２９ｂ，３９ａは超電導コイル部３１に対向しかつ固定されている。超電導コイルユニット４０ｃは、超電導コイル部３１と、一対のスペーサ３９ｂ，２９ｂとを含む。超電導コイル部３１は、一対のスペーサ３９ｂ，２９ｂに挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、一対のスペーサ３９ｂ，２９ｂは超電導コイル部３１に対向しかつ固定されている。
【００６５】
超電導コイルユニット１０ｃ、超電導コイルユニット２０ｃ、超電導コイルユニット３０ｃ、超電導コイルユニット４０ｃ、超電導コイルユニット２０ｃ及び超電導コイルユニット１０ｃは、超電導コイル装置１ｃの軸７０に沿って、この順に積層されている。超電導コイルユニット１０ｃのスペーサ１９ａは、超電導コイルユニット２０ｃのスペーサ１９ｂに対向している。超電導コイルユニット２０ｃのスペーサ２９ａは、超電導コイルユニット３０ｃのスペーサ２９ｂに対向している。超電導コイルユニット４０ｃのスペーサ３９ｂは、超電導コイルユニット３０ｃのスペーサ３９ａに対向している。超電導コイルユニット４０ｃのスペーサ２９ｂは、超電導コイルユニット２０ｃのスペーサ２９ａに対向している。
【００６６】
互いに隣り合う超電導コイルユニットの一方に含まれるスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ａ，３９ｂは、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐの一方を含む。１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒは、複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒであってもよく、３つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒであってもよい。１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐは、複数の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐであってもよく、３つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐであってもよい。一例では、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐの一方は、１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐである。超電導コイルユニット１０ｃのスペーサ１９ａは、複数の突起部１９ｐを含んでいる。超電導コイルユニット２０ｃのスペーサ２９ａは、複数の突起部２９ｐを含んでいる。超電導コイルユニット３０ｃのスペーサ３９ａは、複数の突起部３９ｐを含んでいる。図１０に示されるように、複数の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐ及び複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒの一方（本実施の形態では、複数の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐ）は、超電導コイル装置１ｃの軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。
【００６７】
互いに隣り合う超電導コイルユニットの他方に含まれるスペーサは、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐの他方を含む。一例では、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐの他方は、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒである。超電導コイルユニット２０ｃのスペーサ１９ｂは、複数の凹部１９ｒを含んでいる。超電導コイルユニット３０ｃのスペーサ２９ｂは、複数の凹部２９ｒを含んでいる。超電導コイルユニット４０ｃのスペーサ３９ｂは、複数の凹部３９ｒを含んでいる。図１１に示されるように、複数の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐ及び複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒの他方（本実施の形態では、複数の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ）は、超電導コイル装置１ｃの軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。
【００６８】
１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐは１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒに嵌合される。そのため、複数の超電導コイルユニット１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ，４０ｃは、互いに位置決めされ得るとともに、１つずつ着脱可能に構成されている。複数の超電導コイルユニット１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ，４０ｃは、超電導コイル装置１ｃの軸７０に同心に配置され得る。
【００６９】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｃの効果について説明する。
本実施の形態の超電導コイル装置１ｃでは、複数の超電導コイルユニット１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ，４０ｃの各々は、超電導コイル装置１ｃの軸７０の方向において超電導コイル部１１，２１，３１に対向し、かつ、超電導コイル部１１，２１，３１に固定されている少なくとも１つのスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ａ，３９ｂを含む。互いに隣り合う超電導コイルユニットの一方に含まれるスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ａ，３９ｂは、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐの一方を含む。互いに隣り合う超電導コイルユニットの他方に含まれるスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ａ，３９ｂは、１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐ，２９ｐ，３９ｐの他方を含む。
【００７０】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｃは、実施の形態２の超電導コイル装置１ｂの効果に加えて以下の効果を奏する。本実施の形態の複数の超電導コイルユニット１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ，４０ｃでは、実施の形態２の超電導コイル装置１ｂに含まれるフランジ１５の一部がスペーサ１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ，３９ｂに置き換えられている。そのため、本実施の形態の超電導コイル装置１ｃは、実施の形態２の超電導コイル装置１ｂよりも、小型化されかつ軽量化され得る。
【００７１】
（実施の形態４）
図１２から図１５を参照して、実施の形態４の超電導コイル装置１ｄについて説明する。本実施の形態の超電導コイル装置１ｄは、実施の形態３の超電導コイル装置１ｃと同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
【００７２】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｄでは、複数の超電導コイルユニット（１０ｄ，２０ｄ）は、一対の第１の超電導コイルユニット１０ｄと、第２の超電導コイルユニット２０ｄとを含む。
【００７３】
第１の超電導コイルユニット１０ｄは、第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）と、フランジ１５と、スペーサ１９ａとを含む。第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）は、フランジ１５とスペーサ１９ａとによって挟持されている。ボルト１７及びナット（図示せず）を用いて、フランジ１５とスペーサ１９ａとは第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）に固定されている。第１の超電導コイルユニット１０ｄは、実施の形態３の超電導コイルユニット１０ｃと同様に構成されてもよい。
【００７４】
第２の超電導コイルユニット２０ｄは、複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）と、一対のスペーサ１９ｂと、複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）とを含む。複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）と複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）とは一対のスペーサ１９ｂによって挟持されている。複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）は、各々、一対のスペーサ１９ｂの各々よりも薄い。第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）は、１つ以上の凹部及び１つ以上の突起部を含んでいない。複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）と複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）とは、超電導コイル装置１ｄの軸７０の方向に沿って、交互に積層されている。具体的には、第２の超電導コイルユニット２０ｄでは、スペーサ１９ｂ、第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１）、第２のスペーサ（スペーサ２９）、第２の超電導コイル部（超電導コイル部３１）、第２のスペーサ（スペーサ３９）、第２の超電導コイル部（超電導コイル部３１）、第２のスペーサ（スペーサ２９）、第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１）及びスペーサ１９ｂは、超電導コイル装置１ｄの軸７０に沿って、この順に積層されている。
【００７５】
超電導コイル装置１の軸７０の方向における超電導コイル装置１の中心７２を通りかつ超電導コイル装置１の軸７０に直交する平面７７に関して、第２の超電導コイルユニット２０ｄに含まれる複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）の厚さは対称に分布してもよい。超電導コイル装置１の軸７０の方向において、超電導コイル装置１の両端部７４，７５から超電導コイル装置１の中心７２に向かうにつれて、第２の超電導コイルユニット２０ｄに含まれる複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）の厚さは次第に減少してもよい。具体的には、超電導コイル部３１の第３の厚さｔ3は、超電導コイル部２１の第２の厚さｔ2よりも小さくてもよい。超電導コイル装置１の軸７０の方向において、超電導コイル装置１の両端部７４，７５から超電導コイル装置１の中心７２に向かうにつれて、複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）の厚さは次第に減少してもよい。スペーサ３９の厚さは、スペーサ２９の厚さよりも小さくてもよい。
【００７６】
第２の超電導コイルユニット２０ｄは、一対の第１の超電導コイルユニット１０ｄの間に積層されている。第１の超電導コイルユニット１０ｄのスペーサ１９ａは、第２の超電導コイルユニット２０ｄのスペーサ１９ｂに対向している。複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）の第２の外径ｒ2は、第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）の第１の外径ｒ1よりも小さくてもよい。複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）に含まれる１つ以上の超電導コイル１２の各々は、複数の第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）に含まれる１つ以上の超電導コイル１２の各々よりも少ない巻数を有してもよい。
【００７７】
互いに隣り合う超電導コイルユニットの一方に含まれるスペーサ１９ａ，１９ｂは、１つ以上の凹部１９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐの一方を含む。１つ以上の凹部１９ｒは、複数の凹部１９ｒであってもよく、３つ以上の凹部１９ｒであってもよい。１つ以上の突起部１９ｐは、複数の突起部１９ｐであってもよく、３つ以上の突起部１９ｐであってもよい。一例では、１つ以上の凹部１９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐの一方は、１つ以上の凹部１９ｒである。第１の超電導コイルユニット１０ｄのスペーサ１９ａは、複数の凹部１９ｒを含んでいる。図１４に示されるように、複数の突起部１９ｐ及び複数の凹部１９ｒの一方（本実施の形態では、複数の凹部１９ｒ）は、超電導コイル装置１ｄの軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。
【００７８】
互いに隣り合う超電導コイルユニットの他方に含まれるスペーサ１９ａ，１９ｂは、１つ以上の凹部１９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐの他方を含む。一例では、１つ以上の凹部１９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐの他方は、１つ以上の突起部１９ｐである。第２の超電導コイルユニット２０ｄのスペーサ１９ｂは、複数の突起部１９ｐを含んでいる。図１５に示されるように、複数の突起部１９ｐ及び複数の凹部１９ｒの他方（本実施の形態では、複数の突起部１９ｐ）は、超電導コイル装置１ｄの軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。
【００７９】
１つ以上の突起部１９ｐは１つ以上の凹部１９ｒに嵌合される。そのため、複数の超電導コイルユニット（１０ｄ，２０ｄ）は、互いに位置決めされ得るとともに、１つずつ着脱可能に構成されている。複数の超電導コイルユニット（１０ｄ，２０ｄ）は、超電導コイル装置１ｄの軸７０に同心に配置され得る。
【００８０】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｄの効果について説明する。
本実施の形態の超電導コイル装置１ｄでは、複数の超電導コイルユニット（１０ｄ，２０ｄ）は、一対の第１の超電導コイルユニット１０ｄと、第２の超電導コイルユニット２０ｄとを含む。第２の超電導コイルユニット２０ｄは、一対の第１の超電導コイルユニット１０ｄの間に積層されている。一対の第１の超電導コイルユニット１０ｄは、各々、第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）と、フランジ１５と、スペーサ１９ａとを含む。第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）は、フランジ１５とスペーサ１９ａとによって挟持されている。第２の超電導コイルユニット２０ｄは、複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）と、一対のスペーサ１９ｂと、複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）とを含む。複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）と複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）とは、超電導コイル装置１ｄの軸７０の方向に沿って、交互に積層されている。複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）と複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）とは一対のスペーサ１９ｂによって挟持されている。複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）は、各々、一対のスペーサ１９ｂの各々よりも薄い。
【００８１】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｄは、実施の形態３の超電導コイル装置１ｃの効果に加えて以下の効果を奏する。本実施の形態の超電導コイル装置１ｄでは、複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）に１つ以上の凹部１９ｒ及び１つ以上の突起部１９ｐが設けられていない。１つ以上の凹部１９ｒまたは１つ以上の突起部１９ｐを形成するために、複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）を加工する必要がない。そのため、複数の第２のスペーサ（スペーサ２９，３９）は、各々、一対のスペーサ１９ｂの各々よりも薄く形成され得る。本実施の形態の超電導コイル装置１ｄは、実施の形態３の超電導コイル装置１ｃよりも、小型化されかつ軽量化され得る。
【００８２】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｄでは、複数の第２の超電導コイル部（超電導コイル部２１，３１）の第２の外径ｒ2は、第１の超電導コイル部（超電導コイル部１１）の第１の外径ｒ1よりも小さい。本実施の形態の超電導コイル装置１ｄは、超電導コイル装置１ｄの中心７２において、均一な磁場を発生し得る。
【００８３】
（実施の形態５）
図１６及び図１７を参照して、実施の形態５の超電導コイル装置１ｅについて説明する。本実施の形態の超電導コイル装置１ｅは、実施の形態１の超電導コイル装置１と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
【００８４】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｅは、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と、１つ以上の板部材８０とを備える。本実施の形態の超電導コイル装置１ｅは、１つ以上のスペーサ１９，２９，３９をさらに備えてもよい。
【００８５】
複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は、超電導コイル装置１ｅの軸７０の方向に沿って積層されている。特定的には、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と１つ以上のスペーサ１９，２９，３９とは、超電導コイル装置１ｅの軸７０の方向に沿って、交互に積層されてもよい。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と分離可能である。１つ以上のスペーサ１９，２９，３９は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０に接着されておらず、永久固定されていない。本実施の形態におけるフランジ１５及び１つ以上のスペーサ１９，２９，３９は、実施の形態１における１つ以上の凹部１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ及び１つ以上の突起部１５ｐを含んでいない。
【００８６】
１つ以上の板部材８０は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０にわたって延在している。特定的には、１つ以上の板部材８０は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０及び１つ以上のスペーサ１９，２９，３９にわたって延在している。１つ以上の板部材８０は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０に着脱可能である。１つ以上の板部材８０は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の径方向外側に向けて複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々の内径部（１１ｉ，２１ｉ，３１ｉ）を押圧する。そのため、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は、互いに位置決めされ得るとともに、１つずつ着脱可能に構成されている。特定的には、１つ以上の板部材８０は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の径方向外側に向けて超電導コイル部１１，２１，３１の各々の内径部１１ｉ，２１ｉ，３１ｉを押圧する。１つ以上の板部材８０は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の径方向外側に向けて１つ以上のスペーサ１９，２９，３９の各々の内径部１９ｉ，２９ｉ，３９ｉを押圧してもよい。
【００８７】
１つ以上の板部材８０は、非磁性材料により構成されてもよい。１つ以上の板部材８０は、各々、着脱可能な固定部材８５を用いて、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０に固定されてもよい。１つ以上の板部材８０は、各々、着脱可能な固定部材８５を用いて、フランジ１５（例えば、超電導コイル装置１ｅの両端部７４，７５のフランジ１５）に固定されてもよい。着脱可能な固定部材８５は、例えば、ねじであってもよい。
【００８８】
１つ以上の板部材８０は、各々、ベース部８１と、ベース部８１から突出する突出部８２とを含んでもよい。突出部８２は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の径方向外側に向けてベース部８１から突出している。着脱可能な固定部材８５を用いて、ベース部８１は、フランジ１５（例えば、超電導コイル装置１ｅの両端部７４，７５のフランジ１５）に固定されてもよい。突出部８２は、各々、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々の内径部（例えば、超電導コイル部１１，２１，３１の各々の内径部１１ｉ，２１ｉ，３１ｉ）を押圧する。突出部８２は、１つ以上のスペーサ１９，２９，３９の各々の内径部１９ｉ，２９ｉ，３９ｉを押圧してもよい。
【００８９】
１つ以上の板部材８０は、複数の板部材８０であってもよい。１つ以上の板部材８０は、３つ以上の板部材８０であってもよい。図１６に示されるように、複数の板部材８０は、超電導コイル装置１ｅの軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。
【００９０】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｅの効果について説明する。
本実施の形態の超電導コイル装置１ｅは、超電導コイル装置１ｅの軸７０の方向に沿って配置された複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０と、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０に着脱可能な１つ以上の板部材８０とを備える。１つ以上の板部材８０は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の径方向外側に向けて複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々の内径部を押圧する。
【００９１】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｅでは、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は１つずつ着脱可能に構成されている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の任意の１つが交換可能である。本実施の形態の超電導コイル装置１ｅにおいて、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の１つが故障した場合には、故障した１つの超電導コイルユニットを新品の超電導コイルユニットに交換すればよい。本実施の形態の超電導コイル装置１ｅによれば、超電導コイル装置１ｅの修理コストが低減し得る。さらに、本実施の形態の超電導コイル装置１ｅでは、１つ以上の板部材８０を用いて、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は互いに位置決めされている。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の積層方向（軸７０の方向）が水平方向に沿うように超電導コイル装置１ｅが載置されても、超電導コイル装置１ｅの自重によって超電導コイル装置１ｅが撓むことが防止され得る。本実施の形態の超電導コイル装置１ｅは、均一な磁場を発生し得る。
【００９２】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｅでは、１つ以上の板部材８０は、各々、ベース部８１と、ベース部８１から突出する突出部８２とを含む。突出部８２は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の各々の内径部（１１ｉ，２１ｉ，３１ｉ）を押圧する。突出部８２は、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０を互いに位置決めし得る。複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０の積層方向（軸７０の方向）が水平方向に沿うように超電導コイル装置１ｅが載置されても、超電導コイル装置１ｅの自重によって超電導コイル装置１ｅが撓むことが防止され得る。本実施の形態の超電導コイル装置１ｅは、均一な磁場を発生し得る。
【００９３】
本実施の形態の超電導コイル装置１ｅでは、１つ以上の板部材８０は、複数の板部材８０である。複数の板部材８０は、超電導コイル装置１ｅの軸７０の方向からの平面視において、点対称に配置されてもよい。そのため、複数の超電導コイルユニット１０，２０，３０は互いに正確に位置決めされ得る。本実施の形態の超電導コイル装置１ｅは、均一な磁場を発生し得る。
【００９４】
（実施の形態６）
図１８を参照して、実施の形態６の超電導マグネット１００について説明する。
【００９５】
本実施の形態の超電導マグネット１００は、実施の形態１の超電導コイル装置１と、超電導コイル装置１を収容するクライオスタット１０５と、超電導コイル装置１を冷却する冷凍機１０２とを主に備える。超電導マグネット１００は、実施の形態１の超電導コイル装置１に代えて、実施の形態２−５の超電導コイル装置１ｂ−１ｅのいずれかを備えてもよい。特定的には、超電導マグネット１００は、クライオスタット１０５の内部に保持された熱シールド１０６と、超電導コイル装置１を含む超電導コイル体１１０と、磁性体シールド１４０とをさらに備えてもよい。
【００９６】
超電導コイル装置１を含む超電導コイル体１１０は、クライオスタット１０５内に収容されている。超電導コイル体１１０は、熱シールド１０６の内部に保持されている。超電導コイル体１１０は、超電導コイル装置１と、上方支持部１１４と、下方支持部１１１とを含む。超電導コイル装置１の上端面および下端面を上方支持部１１４と下方支持部１１１とが挟むように配置されている。
【００９７】
超電導コイル装置１の上端面上と、超電導コイル装置１の下端面上とに冷却板１１３が配置されている。互いに隣接する超電導コイル１２（図２を参照）の間にも冷却板（図示せず）が配置されている。冷却板１１３は、一方端が冷凍機１０２の第２冷却ヘッド１３１に接続されている。互いに隣接する超電導コイル１２の間に配置された冷却板（図示せず）も、その一方端が第２冷却ヘッド１３１に接続されている。冷凍機１０２の第１冷却ヘッド１３２は熱シールド１０６の壁部に接続されてもよい。そのため、冷凍機１０２によって熱シールド１０６の壁部も冷却され得る。
【００９８】
超電導コイル体１１０の下方支持部１１１は、超電導コイル装置１の平面形状より大きいサイズを有する。下方支持部１１１は、複数の支持部材１１５によって熱シールド１０６に固定されている。複数の支持部材１１５は、棒状の部材であって、熱シールド１０６の上壁と下方支持部１１１の外周部とを接続している。複数の支持部材１１５が超電導コイル体１１０の外周部に配置されている。支持部材１１５は、互いに同じ間隔を隔てて超電導コイル装置１を囲むように配置されている。
【００９９】
超電導コイル体１１０を保持する熱シールド１０６は、接続部１２０によってクライオスタット１０５に接続されている。接続部１２０は、超電導コイル体１１０の中心軸を囲むように、超電導コイル体１１０の外周部に沿って等間隔で配置されている。接続部１２０は、クライオスタット１０５の蓋体１３５と熱シールド１０６の上壁とを接続している。
【０１００】
クライオスタット１０５の蓋体１３５の上部から熱シールド１０６の内部まで延在するように冷凍機１０２が配置されている。具体的には、蓋体１３５の上部表面の上方に冷凍機１０２の本体部１３３およびモータ１３４が配置される。本体部１３３から熱シールド１０６の内部にまで到達するように冷凍機１０２が配置されている。
【０１０１】
冷凍機１０２は、たとえばギフォード・マクマホン式冷凍機であってもよい。冷凍機１０２は、配管１３７を通じて、冷媒を圧縮するコンプレッサ（図示せず）に接続されている。コンプレッサで高圧に圧縮された冷媒（たとえば、ヘリウムガス）は冷凍機１０２に供給される。この冷媒がモータ１３４により駆動されるディスプレーサにより膨張されることにより、冷凍機１０２に内設された蓄冷材が冷却される。膨張することにより低圧となった冷媒はコンプレッサに戻されて再び高圧化される。
【０１０２】
冷凍機１０２の第１冷却ヘッド１３２が熱シールド１０６を冷却することによって外部の熱が熱シールド１０６内に侵入することが防止される。冷凍機１０２の第２冷却ヘッド１３１が冷却板１１３を介して超電導コイル装置１を冷却する。こうして、超電導コイル装置１は超電導状態となる。
【０１０３】
クライオスタット１０５は、クライオスタット本体部１３６と蓋体１３５とを含む。本体部１３３およびモータ１３４の周囲は、磁性体シールド１４０によって囲まれている。磁性体シールド１４０は、超電導コイル体１１０から発生した磁場の一部がモータ１３４に侵入することを防止し得る。
【０１０４】
超電導マグネット１００には、クライオスタット１０５および熱シールド１０６を貫通し、クライオスタット１０５の蓋体１３５からクライオスタット本体部１３６の底壁まで到達する開口部１０７が形成されている。開口部１０７は、超電導コイル体１１０の超電導コイル装置１の中央部を貫通するように配置されている。被検知体２１０（図１９を参照）が開口部１０７の内部に配置されて、被検知体２１０に超電導コイル体１１０から発生した磁場が印加される。
【０１０５】
本実施の形態の超電導マグネット１００の効果について説明する。本実施の形態の超電導マグネット１００は、超電導コイル装置１−１ｅのいずれかと、超電導コイル装置１−１ｅのいずれかを収容するクライオスタット１０５と、超電導コイル装置１−１ｅのいずれかを冷却する冷凍機１０２とを備える。そのため、本実施の形態の超電導マグネット１００は、修理コストが低減され得るとともに、向上された均一性を有する磁場を発生し得る。
【０１０６】
（実施の形態７）
図１９を参照して、実施の形態７の超電導機器２００について説明する。本実施の形態の超電導機器２００は、例えば、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置であってもよい。
【０１０７】
本実施の形態の超電導機器２００は、実施の形態６の超電導マグネット１００を主に備える。本実施の形態の超電導機器２００は、可動台２０２と制御部２０８とをさらに備えてもよい。可動台２０２は、被検知体２１０が載置される天板２０５と、天板２０５を移動させる駆動部２０４とを含む。制御部２０８は、超電導マグネット１００と、駆動部２０４とに接続されている。
【０１０８】
制御部２０８は、超電導マグネット１００を駆動して、超電導マグネット１００の開口部１０７内に均一な磁場を発生させる。制御部２０８は、可動台２０２を移動させて、可動台２０２上に載置された被検知体２１０を超電導マグネット１００の開口部１０７内に進入させる。被検知体２１０の撮像を終えると、制御部２０８は可動台２０２を移動させて、可動台２０２上に載置された被検知体２１０を超電導マグネット１００の開口部１０７から退出させる。
【０１０９】
本実施の形態の超電導機器２００の効果について説明する。本実施の形態の超電導機器２００は、超電導マグネット１００を備える。そのため、本実施の形態の超電導機器２００は、修理コストが低減され得るとともに、向上された均一性を有する磁場を発生し得る。本実施の形態の超電導機器２００を用いて、被検知体２１０は精度よく撮像され得る。
【０１１０】
今回開示された実施の形態１−７はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１−７の少なくとも２つを組み合わせてもよい。本発明の範囲は上記した実施の形態１−７ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ  超電導コイル装置
１０，１０ｂ，１０ｃ，２０，２０ｂ，２０ｃ，３０，３０ｂ，３０ｃ，４０ｂ，４０ｃ，５０ｂ，６０ｂ  超電導コイルユニット
１０ｄ  第１の超電導コイルユニット
１１，２１，３１  超電導コイル部
１１ｉ，２１ｉ，３１ｉ  内径部
１２  超電導コイル
１３  超電導線材
１４  絶縁樹脂部材
１５  フランジ
１５ｐ，１９ｐ，２９ｐ，３９ｐ  突起部
１７  ボルト
１９，１９ａ，１９ｂ，２９，２９ａ，２９ｂ，３９，３９ａ，３９ｂ  スペーサ
１９ｉ，２９ｉ，３９ｉ  内径部
１９ｒ，２９ｒ，３９ｒ  凹部
２０ｄ  第２の超電導コイルユニット
７０  軸
７２  中心
７４，７５  端部
７７  平面
８０  板部材
８１  ベース部
８２  突出部
８５  固定部材
１００  超電導マグネット
１０２  冷凍機
１０５  クライオスタット
１０６  熱シールド
１０７  開口部
１１０  超電導コイル体
１１１  下方支持部
１１３  冷却板
１１４  上方支持部
１１５  支持部材
１２０  接続部
１３１  第２冷却ヘッド
１３２  第１冷却ヘッド
１３３  本体部
１３４  モータ
１３５  蓋体
１３６  クライオスタット本体部
１３７  配管
１４０  磁性体シールド
２００  超電導機器
２０２  可動台
２０４  駆動部
２０５  天板
２０８  制御部
２１０  被検知体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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