(57)【要約】【課題】真空容器のスペースの中で熱的に最適化された電流リード線の長さを確保することができ、真空容器のコンパクト化、及び、機器全体の大きさを抑えることを可能とする超電導回転機を提供する。【解決手段】界磁巻線として用いる複数の超電導コイル１８ａ，１８ｂを有する界磁超電導回転機であって、ロータに設けられ、それぞれ前記超電導コイル１８ａ，１８ｂを内包する複数の真空容器１６ａ，１６ｂと、各前記真空容器１６ａ，１６ｂにおいて、前記超電導コイル１８ａの長手方向一端側の端面１６ａ‐１に配置され、外部の電源又は他の前記真空容器１６ｂの端子に接続する端子２ａ，２ｂと、各前記真空容器１６ａ内において、前記超電導コイル１８ａの長手方向他端側に接続する電極端子１ａ，１ｂと、各前記真空容器１６ａ内において、一端が前記端子２ａ，２ｂと接続し他端が前記電極端子１ａ，１ｂと接続するリード線３ａ，３ｂとを備える。【選択図】図１
2018007480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁巻線として用いる複数の超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）を有する界磁超電導回転機であって、
ロータに設けられ、それぞれ前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）を内包する複数の真空容器（１６ａ，１６ｂ）と、
各前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）において、前記超電導コイル（１８ａ）の長手方向一端側の端面（１６ａ‐１）に配置され、外部の電源又は他の前記真空容器（１６ｂ）の端子に接続する電流導入端子（２ａ，２ｂ）と、
各前記真空容器（１６ａ）内において、前記超電導コイル（１８ａ）の長手方向他端側に接続する電極端子（１ａ，１ｂ）と、
各前記真空容器（１６ａ）内において、一端が前記電流導入端子（２ａ，２ｂ）と接続し他端が前記電極端子（１ａ，１ｂ）と接続するリード線（３ａ，３ｂ）とを備える
ことを特徴とする界磁超電導回転機。
【請求項２】
前記電流導入端子は、前記超電導コイルの長手方向一端側の端面の両端における前記超電導コイルの巻回方向両端にそれぞれ配される第１電流導入端子（２ａ）及び第２電流導入端子（２ｂ）からなり、
前記電極端子（１ａ，１ｂ）は、前記真空容器（１６ａ）において前記第１電流導入端子（２ａ）と対角位置に配される第１電極端子（１ａ）、及び、前記真空容器（１６ａ）において前記第２電流導入端子（２ｂ）と対角位置に配される第２電極端子（１ｂ）からなり、
前記リード線は、前記第１電流導入端子（２ａ）及び前記１電極端子（１ａ）と接続する第１リード線（３ａ）、及び、前記第２電流導入端子（２ｂ）及び前記第２電極端子（１ｂ）と接続する第２リード線（３ｂ）からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の界磁超電導回転機。
【請求項３】
前記第１リード線（３ａ）及び前記第２リード線（３ｂ）は、前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）に対し周方向外側に離隔しつつ該超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）に沿って延伸する
ことを特徴とする請求項２に記載の界磁超電導回転機。
【請求項４】
界磁巻線として用いる２つの超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）を有する界磁超電導回転機であって、
ロータに設けられ、それぞれ前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）を内包し、真空配管（４）によって連通する２つの真空容器（１６ａ，１６ｂ）と、
前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）の長手方向一端側の前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）の端面（１６ａ‐１）に配置され、外部の電源に接続する電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と、
前記２つの真空容器（１６ａ，１６ｂ）内において、前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）の長手方向他端側に接続する第１電極端子（１ｂ´‐１，１ｂ´‐２）及び第２電極端子（１ａ´）と、
前記真空配管（４）内に延伸し、各前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）内において、前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）に接続する前記第１電極端子（１ｂ´‐１，１ｂ´‐２）に、両端がそれぞれ接続する第１リード線（３ｂ´）と、
前記２つの真空容器（１６ａ，１６ｂ）内において、一端が前記電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と接続し、他端が前記第２電極端子（１ａ´）と接続する第２リード線（３ａ´，３ｃ´）とを備える
ことを特徴とする界磁超電導回転機。
【請求項５】
前記２つの真空容器（１６ａ，１６ｂ）において、前記第２電極端子（１ａ´）は、前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）の前記電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と対角位置に配される
ことを特徴とする請求項４に記載の界磁超電導回転機。
【請求項６】
界磁巻線として用いる複数の超電導コイルを有する界磁超電導回転機であって、
ロータに設けられ、それぞれ前記超電導コイルを内包し、真空配管（４）によって隣同士が連通する複数の真空容器と、
前記複数の真空容器内において、前記超電導コイルの長手方向他端側に接続する第１電極端子及び第２電極端子と、
前記複数の真空容器のうち、電気的な直列接続の最前段の前記超電導コイル（１８ａ）を内包する真空容器（１６ａ）、及び、電気的な直列接続の最後段の前記超電導コイル（１８ｂ）を内包する真空容器（１６ｂ）において、前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）の長手方向一端側の前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）の端面に配置され、外部の電源に接続する電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と、
前記複数の真空容器のうち、電気的な直列接続の最前段の前記超電導コイル（１８ａ）を内包する真空容器（１６ａ）、及び、電気的な直列接続の最後段の前記超電導コイル（１８ｂ）を内包する真空容器（１６ｂ）において、一端が前記電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と接続し、他端が前記第２電極端子（１ａ´）と接続する第２リード線（３ａ´，３ｃ´）と、
前記真空配管（４）内に延伸し、隣同士の前記真空容器内の、前記第１電極端子間又は前記第２リード線（３ａ´，３ｃ´）が接続されていない前記第２電極端子間に、両端がそれぞれ接続する第１リード線（３ｂ´）とを備える
ことを特徴とする界磁超電導回転機。
【請求項７】
前記複数の真空容器のうち、電気的な直列接続の最前段の前記超電導コイルを内包する真空容器、及び、電気的な直列接続の最後段の前記超電導コイルを内包する真空容器（１６ａ，１６ｂ）においては、
前記第２電極端子（１ａ´）は、前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）の前記電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と対角位置に配される
ことを特徴とする請求項６に記載の界磁超電導回転機。
【請求項８】
前記第２リード線（３ａ´，３ｃ´）は、前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）に対し該超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）の周方向外側に離隔して延伸する
ことを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の界磁超電導回転機。
【請求項９】
前記超電導コイルは、極数の半分の個数が配置される
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の界磁超電導回転機。
【請求項１０】
前記それぞれの超電導コイル同士の間隙は、前記それぞれの超電導コイルのサイズに対応するように、配置される
ことを特徴とする請求項９に記載の界磁超電導回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、界磁超電導回転機に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記非特許文献１に記載されているように、超電導コイルに給電するリード線を通じてコイルに流入する熱には、抵抗によるジュール熱と伝導熱があり、電流値などによってリード線の最適な長さ・太さが決まる。例えば、直径５ｍｍの銅リードで１００Ａ、高温部３００Ｋ、低温部７７Ｋの場合、最適な長さは約６５０ｍｍとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３‐３７９５７号公報
【特許文献２】特開２０１１‐１３８９０６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】山村昌著「電気学会大学講座  超電導工学（改訂版）」オーム社出版、１９８８年１月、ｐ．１６８−１６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の段落［０００６］及び図４，９に記されているように、熱的に最適化した電流リード線２６や銅リード部分２８は長くなるため、上記特許文献１の図８のように真空容器及びロータが長くなってしまう。
【０００６】
上記特許文献２の段落［００１０］〜［００１４］，［００２９］〜［００４６］の記載及び図７〜１０のリード線（弾性部材９と超電導部材１１）は、間に超電導線材を入れて発熱を抑えているが、高温部（真空容器の外壁）と低温部（超電導コイル）との距離が短いため、伝導熱が多くなってしまう。
【０００７】
したがって、上記特許文献１，２では、リード線を熱的に最適化していないと、侵入熱が大きくなり、冷却の効率が悪くなる（冷凍機の負荷が増えたり、冷媒の消費量が増えたりする）。また、リード線を熱的に最適化すると、ロータが大きくなってしまい、その結果、機器全体が大きくなってしまうといった問題があった。
【０００８】
本発明は、上記技術的課題に鑑み、真空容器のスペースの中で熱的に最適化された電流リード線の長さを確保することができ、真空容器のコンパクト化、及び、機器全体の大きさを抑えることを可能とする、界磁超電導回転機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】
【０００９】
上記課題を解決するための第１の発明に係る界磁超電導回転機は、
界磁巻線として用いる複数の超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）を有する界磁超電導回転機であって、
ロータに設けられ、それぞれ前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）を内包する複数の真空容器（１６ａ，１６ｂ）と、
各前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）において、前記超電導コイル（１８ａ）の長手方向一端側の端面（１６ａ‐１）に配置され、外部の電源又は他の前記真空容器（１６ｂ）の端子に接続する電流導入端子（２ａ，２ｂ）と、
各前記真空容器（１６ａ）内において、前記超電導コイル（１８ａ）の長手方向他端側に接続する電極端子（１ａ，１ｂ）と、
各前記真空容器（１６ａ）内において、一端が前記電流導入端子（２ａ，２ｂ）と接続し他端が前記電極端子（１ａ，１ｂ）と接続するリード線（３ａ，３ｂ）とを備える
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するための第２の発明に係る界磁超電導回転機は、
上記第１の発明に係る界磁超電導回転機において、
前記電流導入端子は、前記超電導コイルの長手方向一端側の端面の両端における前記超電導コイルの巻回方向両端にそれぞれ配される第１電流導入端子（２ａ）及び第２電流導入端子（２ｂ）からなり、
前記電極端子（１ａ，１ｂ）は、前記真空容器（１６ａ）において前記第１電流導入端子（２ａ）と対角位置に配される第１電極端子（１ａ）、及び、前記真空容器（１６ａ）において前記第２電流導入端子（２ｂ）と対角位置に配される第２電極端子（１ｂ）からなり、
前記リード線は、前記第１電流導入端子（２ａ）及び前記１電極端子（１ａ）と接続する第１リード線（３ａ）、及び、前記第２電流導入端子（２ｂ）及び前記第２電極端子（１ｂ）と接続する第２リード線（３ｂ）からなる
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するための第３の発明に係る界磁超電導回転機は、
上記第２の発明に係る界磁超電導回転機において、
前記第１リード線（３ａ）及び前記第２リード線（３ｂ）は、前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）に対し周方向外側に離隔しつつ該超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）に沿って延伸する
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するための第４の発明に係る界磁超電導回転機は、
界磁巻線として用いる２つの超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）を有する界磁超電導回転機であって、
ロータに設けられ、それぞれ前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）を内包し、真空配管（４）によって連通する２つの真空容器（１６ａ，１６ｂ）と、
前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）の長手方向一端側の前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）の端面（１６ａ‐１）に配置され、外部の電源に接続する電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と、
前記２つの真空容器（１６ａ，１６ｂ）内において、前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）の長手方向他端側に接続する第１電極端子（１ｂ´‐１，１ｂ´‐２）及び第２電極端子（１ａ´）と、
前記真空配管（４）内に延伸し、各前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）内において、前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）に接続する前記第１電極端子（１ｂ´‐１，１ｂ´‐２）に、両端がそれぞれ接続する第１リード線（３ｂ´）と、
前記２つの真空容器（１６ａ，１６ｂ）内において、一端が前記電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と接続し、他端が前記第２電極端子（１ａ´）と接続する第２リード線（３ａ´，３ｃ´）とを備える
ことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するための第５の発明に係る界磁超電導回転機は、
上記第４の発明に係る界磁超電導回転機において、
前記２つの真空容器（１６ａ，１６ｂ）において、前記第２電極端子（１ａ´）は、前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）の前記電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と対角位置に配される
ことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するための第６の発明に係る界磁超電導回転機は、
界磁巻線として用いる複数の超電導コイルを有する界磁超電導回転機であって、
ロータに設けられ、それぞれ前記超電導コイルを内包し、真空配管（４）によって隣同士が連通する複数の真空容器と、
前記複数の真空容器内において、前記超電導コイルの長手方向他端側に接続する第１電極端子及び第２電極端子と、
前記複数の真空容器のうち、電気的な直列接続の最前段の前記超電導コイル（１８ａ）を内包する真空容器（１６ａ）、及び、電気的な直列接続の最後段の前記超電導コイル（１８ｂ）を内包する真空容器（１６ｂ）において、前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）の長手方向一端側の前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）の端面に配置され、外部の電源に接続する電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と、
前記複数の真空容器のうち、電気的な直列接続の最前段の前記超電導コイル（１８ａ）を内包する真空容器（１６ａ）、及び、電気的な直列接続の最後段の前記超電導コイル（１８ｂ）を内包する真空容器（１６ｂ）において、一端が前記電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と接続し、他端が前記第２電極端子（１ａ´）と接続する第２リード線（３ａ´，３ｃ´）と、
前記真空配管（４）内に延伸し、隣同士の前記真空容器内の、前記第１電極端子間又は前記第２リード線（３ａ´，３ｃ´）が接続されていない前記第２電極端子間に、両端がそれぞれ接続する第１リード線（３ｂ´）とを備える
ことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための第７の発明に係る界磁超電導回転機は、
上記第６の発明に係る界磁超電導回転機において、
前記複数の真空容器のうち、電気的な直列接続の最前段の前記超電導コイルを内包する真空容器、及び、電気的な直列接続の最後段の前記超電導コイルを内包する真空容器（１６ａ，１６ｂ）においては、
前記第２電極端子（１ａ´）は、前記真空容器（１６ａ，１６ｂ）の前記電流導入端子（２ａ´，２ｃ´）と対角位置に配される
ことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための第８の発明に係る界磁超電導回転機は、
上記第４から７のいずれか１つの発明に係る界磁超電導回転機において、
前記第２リード線（３ａ´，３ｃ´）は、前記超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）に対し該超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）の周方向外側に離隔して延伸する
ことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための第９の発明に係る界磁超電導回転機は、
上記第１から８のいずれか１つの発明に係る界磁超電導回転機において、
前記超電導コイルは、極数の半分の個数が配置される
ことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するための第１０の発明に係る界磁超電導回転機は、
上記第９の発明に係る界磁超電導回転機において、
前記それぞれの超電導コイル同士の間隙は、前記それぞれの超電導コイルのサイズに対応するように、配置される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る界磁超電導回転機によれば、真空容器のスペースの中で熱的に最適化された電流リード線の長さを確保することができ、真空容器のコンパクト化、及び、機器全体の大きさを抑えることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１に係る界磁超電導回転機に備わるロータの斜視図である。
【図２】図１のＡ‐Ａ断面図である。
【図３】（ａ）は、図２の破線ａで囲われた部分の断面矢視図であり、図３（ｂ）は、図２のＢ‐Ｂ断面矢視図である。
【図４】超電導コイルに対する超電導コイル支持構造を説明する概略図である。（ａ）は、支持体が超電導コイルと接触して配された状態の斜視図であり、（ｂ）は、支持体が超電導コイルと接触して配された状態の底面図であり、（ｃ）は、支持体の１辺のみを示した斜視図である。
【図５】超電導コイルと真空容器内壁とを、他の構成例の超電導コイル支持構造によりつないだ状態を示す概略図である。（ａ）は、図２の破線ａで囲われた部分の断面矢視図に相当する図であり、（ｂ）は、図２のＢ‐Ｂ断面矢視図に相当する図である。
【図６】他の構成例の超電導コイル支持構造を説明する概略図である。（ａ）は、支持体が超電導コイルと接続して配された状態の斜視図であり、（ｂ）は、支持体が超電導コイルと接続された状態の底面図であり、（ｃ）は、支持体のみを示した斜視図である。
【図７】図２のＣ‐Ｃ断面矢視図である。
【図８】超電導コイル及び電流リード線の配置を示す斜視図である。
【図９】図７のＤ‐Ｄ断面矢視図（電極端子の位置を示した図）である。
【図１０】本発明の実施例２に係る界磁超電導回転機に備わるロータの斜視図である。
【図１１】図１０のＥ‐Ｅ断面矢視図である。
【図１２】図１１のＦ‐Ｆ断面矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る界磁超電導回転機は、界磁巻線として用いる複数の超電導コイルを有する界磁超電導回転機である。以下、本発明に係る界磁超電導回転機について実施例にて図面を用いて説明する。
【００２２】
［実施例１］
本実施例における界磁超電導回転機の構成を図１〜５に示す。図１は界磁超電導回転機に備わるロータの斜視図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施例に係る界磁超電導回転機のロータには、真空容器１６ａ，１６ｂが設けられている。より詳述すると、ロータコア１１、シャフト１４、及び、後述する超電導コイルをそれぞれ格納した真空容器１６ａ，１６ｂを有し、超電導コイルへの給電は、真空容器１６ａの壁を貫通する２つの電流導入端子２ａ，２ｂ、及び、真空容器１６ｂの壁を貫通する２つの電流導入端子（２ｃのみ図示）を通じて行う。ちなみに、ロータコア１１及びシャフト１４は鉄製、真空容器１６ａ，１６ｂはステンレス製である。
【００２４】
なお、超電導コイル及び真空容器の個数は、極数によって変化するものであり、本実施例はこれを限定するものではないが、以下では説明を簡明にするため、超電導コイル及び真空容器がそれぞれ２個ずつである場合について説明する。
【００２５】
また、図２は図１のＡ‐Ａ断面図である。図２に示すように、真空容器１６ａ，１６ｂの内部にはそれぞれ超電導コイル１８ａ，１８ｂが配置されており、ロータコア１１は、ロータコア中央部１２及びロータコア突極部１３ａ〜１３ｄを備えている。
【００２６】
ロータコア中央部１２は、中心にロータ回転軸であるシャフト１４が貫通し、断面視矩形状となっている。
【００２７】
ロータコア突極部１３ａ〜１３ｄは、それぞれ、ロータコア中央部１２の各側面からロータ径方向外側に向かって突出し、ロータコア根元側突極部１５ａ〜１５ｄ、及び、ロータコア先端側突極部１７ａ〜１７ｄを備えている。なお、ロータコア突極部１３ａと１３ｃが対極に配置され、それと直交するようにロータコア突極部１３ｂと１３ｄが対極に配置されている。
【００２８】
ロータコア根元側突極部１５ａ〜１５ｄは、ロータコア中央部１２の各側面にそれぞれ配置されている。すなわち、ロータコア根元側突極部１５ａ〜１５ｄは、ロータコア中央部１２からロータ径方向外側に向けて放射状に配設される。
【００２９】
ロータコア先端側突極部１７ａ〜１７ｄは、各ロータコア根元側突極部１５ａ〜１５ｄの、ロータ径方向外側にそれぞれ配設され、断面視椀形状となっている。
【００３０】
真空容器１６ａは、ロータコア根元側突極部１５ａの周囲を囲うように固定された環状（レーストラック形状）の内周面１６ａ´を有する断熱容器であり、ロータコア根元側突極部１５ｂ，１５ｄのロータコア根元側突極部１５ａ側の側面にも固定されている。また、真空容器１６ａには超電導コイル１８ａが内包されている。
【００３１】
真空容器１６ｂは、ロータコア根元側突極部１５ｃの周囲を囲うように固定された環状（レーストラック形状）の内周面１６ｂ´を有する断熱容器であり、ロータコア根元側突極部１５ｂ，１５ｄのロータコア根元側突極部１５ｃ側の側面にも固定されている。また、真空容器１６ｂには超電導コイル１８ｂが内包されている。
【００３２】
また、真空容器１６ａ，１６ｂの内部空間は、それぞれ真空に保たれることによって、極低温の超電導コイル１８ａ，１８ｂを、常温の真空容器１６ａ，１６ｂ外部から熱的に隔離している。
【００３３】
超電導コイル１８ａは、レーストラック形状であり、真空容器１６ａの内部にロータコア根元側突極部１５ａの周囲を囲うように配設され、ロータ内における界磁巻線として機能する。また、超電導コイル１８ｂは、レーストラック形状であり、真空容器１６ｂの内部にロータコア根元側突極部１５ｃの周囲を囲うように配設され、ロータ内における界磁巻線として機能する。
【００３４】
なお、本実施例では、超電導コイル１８ａ，１８ｂの配設方向を限定するものではないが、ここでは、超電導コイル１８ａ，１８ｂの中心軸がロータ径方向を向くようにして、超電導コイル１８ａ，１８ｂが配設されているものとする。
【００３５】
ここで、本発明の実施例１に係る界磁超電導回転機における、超電導コイルの支持構造（以下、超電導コイル支持構造）の一例について、図２に加え、図３，４を用いて説明する。
【００３６】
図３は、超電導コイルと真空容器内壁とを超電導コイル支持構造によりつないだ状態を示す概略図である。図３（ａ）は、図２の破線ａで囲われた部分の断面矢視図であり、図３（ｂ）は、図２のＢ‐Ｂ断面矢視図である。
【００３７】
また、図４は、超電導コイルに対する超電導コイル支持構造を説明する概略図である。図４（ａ）は、支持体が超電導コイルと接触して配された状態の斜視図であり、図４（ｂ）は、支持体が超電導コイルと接触して配された状態の底面図であり、図４（ｃ）は、支持体の１辺のみを示した斜視図である。
【００３８】
ここでは、超電導コイル支持構造の中でも、一つの真空容器（真空容器１６ａ）の内部構成についてのみ説明するが、超電導コイル支持構造は、他の真空容器（真空容器１６ｂ）の内部についても同様の構成を有する。
【００３９】
まず、超電導支持構造１８ａは、支持体２１ａ、及び、補助支持体２２ａ‐１〜２２ａ‐４を備えている。
【００４０】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、支持体２１ａは、超電導コイル１８ａを真空容器１６ａの内部空間に位置付ける（支持する）ために、超電導コイル１８ａと真空容器１６ａ内壁を接続するものである。支持体２１ａは、ステンレス製のものであり、断面積を小さく、長さを長く取ることで、極低温の超電導コイル１８ａと常温のロータ（真空容器１６ａ外部）との間に、熱障壁をもたらしている。
【００４１】
また、支持体２１ａは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、真空容器１６ａの内壁に配設されており、超電導コイル１８ａの下部（ロータ径方向内側）又は上部（ロータ径方向外側）において、図４（ａ）（ｂ）に示すように、超電導コイル１８ａの巻回方向の形状に対応するように配設され、超電導コイル１８ａを支持している。なお、図３（ａ）（ｂ）及び図４（ａ）（ｂ）では、支持体２１ａは、超電導コイル１８ａの下部（ロータ径方向内側）に配設されている状態が示されている。
【００４２】
さらに、支持体２１ａは、互いに長手方向両端部が連結された複数の平板（図４中では、２つの長い平板と２つの短い平板）で構成される形状となっている。
【００４３】
上述のように、超電導コイル１８ａの周上に支持体２１ａを配置することで、狭いスペースでも支持体２１ａの長さを長くし、熱障壁とすることができるため、結果的に真空容器１６ａを小さくすることができる。
【００４４】
支持体２１ａの各平板は、長手方向中央部分が超電導コイル１８ａ（正確には、後述の銅板２４ａ‐２）を支え、長手方向両端部（すなわち支持体２１ａの角部）が真空容器１６ａ内壁に接するように、図４（ａ）（ｃ）に示すごとく、屈折した形状となっている。
【００４５】
このように、支持体２１ａは、各平板が超電導コイル１８ａと真空容器１６ａ内壁との間において傾斜（屈折）することで、狭い真空容器１６ａの内部空間でも支持体２１ａの長さを長くとることができる。なお、支持体２１ａは、ステンレス製の板であるため、ボルト締結による劣化や破損を抑え、回転などの遠心力にも強い。
【００４６】
また、補助支持体２２ａ‐１〜２２ａ‐４は、支持体２１ａと超電導コイル１８ａとの接触部分を、真空容器１６ａ内壁から離間した位置とするため、支持体２１ａを固定し超電導コイル１８ａを支えるものである。
【００４７】
すなわち、補助支持体２２ａ‐１〜２２ａ‐４は、支持体２１ａの長手方向中央部分の裏側に向け真空容器１６ａから延伸するようにして、配設されている。そして、補助支持体２２ａ‐１〜２２ａ‐４はスプリング構造であることが好ましい。
【００４８】
さらに、この超電導コイル支持構造は、鉄板２３ａ‐１，２３ａ‐２、及び、銅板２４ａ‐１，２４ａ‐２を備えている。
【００４９】
超電導コイル１８ａは、下部（ロータ径方向内側）及び上部（ロータ径方向外側）の両側から鉄板２３ａ‐１，２３ａ‐２で挟まれており、鉄板２３ａ‐１，２３ａ‐２のさらに外側から銅板２４ａ‐１，２４ａ‐２で挟まれている。なお、鉄板２３ａ‐１，２３ａ‐２及び銅板２４ａ‐１，２４ａ‐２は、それぞれ超電導コイル１８ａに対し巻回方向に沿うレーストラック形状の平板となっている。
【００５０】
そして、この銅板２４ａ‐１，２４ａ‐２に、極低温状態においても可撓性に優れた平編導線を、冷凍機からの熱伝導体として接触させる（不図示）か、又は、真空容器１６ａ内に液体窒素などの冷媒を流す（不図示）などの構造とする（冷却システム）。これにより、超電導コイル１８ａを極低温に保つことができる。
【００５１】
また、鉄板２３ａ‐１，２３ａ‐２及び銅板２４ａ‐１，２４ａ‐２には、それぞれ複数のボルト通し穴２５ａ‐１が配設されている。
【００５２】
そして、鉄板２３ａ‐１，２３ａ‐２及び銅板２４ａ‐１，２４ａ‐２にそれぞれ配設された、複数のボルト通し穴２５ａ‐１のうち一部に、ボルト（図１〜４では不図示）を通すことで、超電導コイル１８ａ、鉄板２３ａ‐１，２３ａ‐２及び銅板２４ａ‐１，２４ａ‐２を固定している。なお、上記「一部」を、例えば、補助支持体２２との各接触部分にそれぞれ配設されたボルト通し穴２５ａ‐１であるものとすると、安定性を確保できる。
【００５３】
超電導コイル支持構造を上記構造とすることで、まず、上記冷却システムによって、超電導コイル１８ａが極低温に冷却され、超電導状態となることで、大きな電流を流すことができ、この大きな電流によって発生する大きな磁場を使うことで、大きなトルクを発生させることができる。
【００５４】
このとき、常温の真空容器１６ａ外部から極低温状態の超電導コイル１８ａへの侵入熱については、真空容器１６ａによって真空のギャップを設けることで対流熱を無くし、支持体２１ａを設けることで、真空容器内壁との接触面積が小さくなり伝導熱を小さく抑えている。
【００５５】
また、支持体２１ａと超電導コイル１８ａとの接触部分は、超電導コイル１８ａの熱収縮によって、上下方向（ロータ径方向）に移動する、すなわち、真空容器１６ａ内壁からの距離が変化するが、補助支持体２２ａ‐１〜２２ａ‐４を伸縮自在のスプリング構造とすることで、この変化に対応することができる。
【００５６】
また、補助支持体２２ａ‐１〜２２ａ‐４をスプリング構造とすることで、熱障壁を確保することができる。すなわち、スプリング構造は、超電導コイル１８ａと真空容器１６ａ内壁に対して接触面積が小さく、加えて、巻き回ししているため距離が長いので、侵入熱は大きくならない。
【００５７】
通常、超電導コイルは、電流を流すと、電流に対して垂直方向に力を受けて磁束が移動することで電気抵抗が生じ、流せる電流が減少する性質がある。しかしながら、上記超電導コイル支持構造では、鉄板２３ａ‐１，２３ａ‐２を銅板２４ａ‐１，２４ａ‐２と超電導コイル１８ａとの間に配置していることにより、磁場の垂直成分が低減し、流せる電流の減少を抑制している。
【００５８】
ここで、超電導コイル支持構造の他の構成例について、図５，６を用いて説明する。なお、以下では、一つの真空容器（真空容器１６ａ）の内部構成についてのみ説明するが、その他の真空容器（真空容器１６ｂ）の内部についても同様の構成を有する。
【００５９】
図５は、超電導コイルと真空容器内壁とを、他の構成例の超電導コイル支持構造によりつないだ状態を示す概略図である。図５（ａ）は、図２の破線ａで囲われた部分の断面矢視図に相当する図であり、図５（ｂ）は、図２のＢ‐Ｂ断面矢視図に相当する図である。
【００６０】
また、図６は、他の構成例の超電導コイル支持構造を説明する概略図である。図６（ａ）は、支持体が超電導コイルと接続して配された状態の斜視図であり、図６（ｂ）は、支持体が超電導コイルと接続された状態の底面図であり、図６（ｃ）は、支持体のみを示した斜視図である。
【００６１】
支持体３１ａは、一面が真空容器１６ａの内壁に接しており、超電導コイル１８ａに対し、巻回方向に沿うレーストラック形状の平板である。また、支持体３１ａには、ボルト２７ａ‐１〜２７ａ‐４を通すための複数のボルト通し穴２５ａ‐２が設けられている。
【００６２】
スペーサ２９ａ‐１〜２９ａ‐８は、真空容器１６ａのロータ径方向外側の内壁と、ロータ径方向外側の銅板２４ａ‐１の複数のボルト通し穴２５ａ‐１のうちの一部との間に設けられ、ボルト２７ａ‐１〜２７ａ‐４が貫通する円筒状のステンレス製のものである。なお、この「一部」については、ボルト２７ａ‐１〜２７ａ‐４を通した際に安定性が確保できる配置のボルト通し穴２５ａ‐１であればよい（以下同様）。
【００６３】
スペーサ２９ａ‐９〜２９ａ‐１６は、支持体３１ａのボルト通し穴２５ａ‐２と、ロータ径方向内側の銅板２４ａ‐２の複数のボルト通し穴２５ａ‐１のうちの一部との間に設けられ、ボルト２７ａ‐１〜２７ａ‐４が貫通する円筒状のステンレス製のものである。
【００６４】
スペーサ２９ａ‐１〜２９ａ‐８によって、真空容器１６ａのロータ径方向外側の内壁とロータ径方向内側の銅板２４ａ‐２との間にはスペースが生じ、スペーサ２９ａ‐９〜２９ａ‐１６によって、支持体３１ａとロータ径方向内側の銅板２４ａ‐２との間にはスペースが生じる。これにより、超電導コイル１８ａが真空容器１６ａのロータ径方向外側の内壁及び真空容器１６ａ内壁から離間した位置を保つことができるようになっている。
【００６５】
また、真空容器１６ａのロータ径方向内側の内壁の、支持体３１ａのボルト通し穴２５ａ‐２に応じた位置には、溝又は凹部が設けられている。
【００６６】
さらに、袋ナット２８ａ‐１〜２８ａ‐８は、端部が半球状であり、支持体３１ａのボルト通し穴２５ａ‐２の、真空容器１６ａ内壁側に配設されている。また、袋ナット２８ａ‐１〜２８ａ‐８は、上記溝又は上記凹部に埋め込まれるようになっている。このようにすることで、位置合わせが容易になる。
【００６７】
袋ナット２８ａ‐１〜２８ａ‐８は、半球状となっているので、真空容器１６ａと袋ナット２８ａ‐１〜２８ａ‐８との接触部分が点接触となり、また、銅板２４ａ‐２と支持体３１ａとは、スペーサ２９ａ‐９〜２９ａ‐１６によって離間距離が保たれるので、超電導コイル１８ａへの侵入熱を抑えることができる。
【００６８】
すなわち、他の構成例の超電導コイル支持構造では、超電導コイル１８ａ（及び、鉄板２３ａ‐１，２３ａ‐２及び各前記銅板２４ａ‐１，２４ａ‐２）が、スペーサ２９ａ‐１〜２９ａ‐１６によって、真空容器１６ａの内壁及び支持体３１ａから離間する位置に固定され、また、このスペーサ２９ａ‐１〜２９ａ‐１６と同心内側に配置されるボルト２７ａ‐１〜２７ａ‐８によって、締結されている。また、支持体３１ａは、ボルト２７ａ‐１〜２７ａ‐８によって、真空容器１６ａの内壁に固定されている。なお、ボルト２７ａ‐１〜２７ａ‐８の上端部（頭部）は、真空容器１６ａと離間しており、接触はしていない。
【００６９】
本実施例に係る界磁超電導回転機の超電導コイル支持構造は、上述のような構成とすることで、さらに真空容器１６ａの外部から超電導コイル１８ａへの侵入熱を防ぐことができるものである。
【００７０】
なお、上述では、支持体３１ａが、真空容器１６ａのロータ径方向内側の内壁に配設されるものとしたが、本実施例はこれに限定されるものではなく、例えば、真空容器１６ａのロータ径方向外側の内壁に配設されるものとしてもよい。その場合、ボルト２７ａ‐１〜２７ａ‐４、袋ナット２８ａ‐１〜２８ａ‐４、及び、溝（凹部）等も上述とは逆の配置となる。
【００７１】
以上が、本実施例に係る界磁超電導回転機の超電導コイル支持構造についての説明である。なお、図１，２では、４極のため２個の超電導コイル１８ａ，１８ｂが配されているものとしたが、既に説明したように本実施例はこれに限定されるものではなく、任意の個数の超電導コイルが所定位置に配されている。この点について以下で説明する。
【００７２】
また、本実施例に係る界磁超電導回転機では、部品数を低減するため、Ｓ極又はＮ極の一方のみの超電導コイルが同ピッチで離間して配置されているものとする。
【００７３】
すなわち、Ｎ極とＳ極の合計数（極数）の半分の個数の超電導コイルのみを配置し、図２に示すように各超電導コイル同士の間隙Ｙを、各超電導コイルのサイズに対応させた寸法Ｚに設定する（特開２００５‐３０４２１５の段落００３１参照）。例えば、Ｎ極とＳ極の合計数が４個（４極）である場合には、Ｎ極（又はＳ極）の超電導コイルのみを２個だけ周方向に配置する。本実施例に係る界磁超電導回転機では、このようにして、ステータ側に設定されたＮ極とＳ極との吸引力及び反発力によりロータの回転を行うようにする。
【００７４】
ここで、本実施例に係る界磁超電導回転機のコイル電極端子及び電流リード線について説明する。図７は図２のＣ‐Ｃ断面矢視図である。図８は、図７に記載された超電導コイル及び電流リード線の配置を示す斜視図である。図９は、図７のＤ‐Ｄ断面矢視図（電極端子の位置を示した図）である。なお、以下では、真空容器１６ａ側の構成のみについて説明しているが、真空容器１６ｂ側についても同様の構成であるものとする。
【００７５】
まず、超電導コイル１８ａについて改めて説明すると、超電導コイル１８ａは、図７に示すようにレーストラック形状であり、その長手方向が真空容器１６ａの長手方向と一致するようにして、真空容器１６ａ内に配置されている。
【００７６】
本実施例に係る界磁超電導回転機は、真空容器１６ａ内に配されるコイル電極端子１ａ，１ｂ、真空容器１６ａの（超電導コイル１８ａの）長手方向一端面（ロータ回転軸方向一端面）１６ａ‐１において、該端面の両端から外部に露出する電流導入端子２ａ，２ｂ（図１，７参照）、コイル電極端子１ａと電流導入端子２ａとを電気的に接続する電流リード線３ａ、及び、コイル電極端子１ｂと電流導入端子２ｂとを電気的に接続する電流リード線３ｂを備える。ちなみに、コイル電極端子１ａ，１ｂ及び電流リード線３ａ，３ｂは銅で構成されるものとする。
【００７７】
真空容器１６ａの長手方向一端面（超電導コイル１８ａの長手方向一端側の端面）１６ａ‐１において、該端面における（超電導コイル１８ａの巻回方向）両端から外部に露出する電流導入端子２ａ，２ｂは、外部の電源又は他の真空容器（ここでは真空容器１６ｂ）の端子に接続するものである。
【００７８】
コイル電極端子１ａ，１ｂは、真空容器１６ａの長手方向他端面１６ａ‐２の内側に配置され、超電導コイル１８ａに接続している。すなわち、コイル電極端子１ａ，１ｂは、超電導コイル１８ａの長手方向他端側に接続している。
【００７９】
すなわち、コイル電極端子１ａ，１ｂと、電流導入端子２ａ，２ｂとは、超電導コイル１８ａの長手方向両端にそれぞれ配置されているものとし、コイル電極端子１ａと電流導入端子２ａとは、互いに真空容器１６ａの対角位置に配され、コイル電極端子１ｂと電流導入端子２ｂとは、互いに真空容器１６ａの対角位置に配されている。
【００８０】
電流リード線３ａは、真空容器１６ａの内部において、一端が電流導入端子２ａに接続し、そこから、超電導コイル１８ａに対し周方向外側に離隔しつつ超電導コイル１８ａに沿って延伸し、他端が電流導入端子２ａの対角位置に配されるコイル電極端子１ａと接続して配されている。
【００８１】
電流リード線３ｂは、真空容器１６ａの内部において、一端が電流導入端子２ｂに接続し、そこから、超電導コイル１８ａに対し周方向外側に離隔しつつ超電導コイル１８ａに沿って延伸し、他端が電流導入端子２ｂの対角位置に配されるコイル電極端子１ｂと接続して配されている。
【００８２】
換言すれば、電流リード線３ｂは、超電導コイル１８ａの周囲に沿うようにして延伸し、超電導コイル１８ａの各端部のうち、ひとつの対角線上に配置されるコイル電極端子１ｂと電流導入端子２ｂとを接続している。
【００８３】
なお、図９に示すように、電流リード線３ａと電流リード線３ｂとは、上下方向（ロータ径方向）に異なる位置に配されているため、コイル電極端子１ａ，１ｂ付近において、互いに接触することはない。
【００８４】
すなわち、本実施例に係る界磁超電導回転機は、ロータに設けられ、それぞれ超電導コイル（１８ａ，１８ｂ）を内包する複数の真空容器（１６ａ，１６ｂ）と、各真空容器において、超電導コイル（１８ａ）の長手方向一端側の端面（１６ａ‐１）に配置され、外部の電源又は他の前記真空容器（１６ｂ）の端子に接続する電流導入端子（２ａ，２ｂ）と、各真空容器（１６ａ）内において、超電導コイル（１８ａ）の長手方向他端側に接続するコイル電極端子（１ａ，１ｂ）と、各真空容器（１６ａ）内において、一端が電流導入端子と接続し他端がコイル電極端子と接続する電流リード線（３ａ，３ｂ）とを備えるものである。
【００８５】
このようにして本実施例に係る界磁超電導回転機では、各真空容器間を電流導入端子にて電気的に接続することで、電源（不図示）‐超電導コイル１８ａ‐超電導コイル１８ｂ‐…と電気的に直列接続としている。
【００８６】
既出の冷却システム（不図示）によって極低温に冷却された超電導コイル１８ａは、真空によって常温の真空容器１６ａ外壁と隔離され、低温状態を保持している。
【００８７】
このような超電導コイル１８ａに大きな電流を流すことで、強力な磁場を発生させ、大きなトルクを得ることができるが、モータの出力は積厚に比例するので、レーストラック形状の超電導コイル１８ａの直線部（長手方向）は相応の長さが必要となり、また、超電導コイル１８ａの周辺には既に説明したごとく断熱のために真空層が必要となる。
【００８８】
そのため、本実施例に係る界磁超電導回転機では、上述のように、真空容器１６ａにおいて、コイル電極端子１ａ，１ｂを、それぞれ電流導入端子２ａ，２ｂの（ロータ回転軸方向における）反対側に配置した上で、コイル電極端子１ａ，１ｂと電流導入端子２ａ，２ｂとの間に電流リード線３ａ，３ｂを配置することで、真空容器１６ａを大きくすることなく真空容器１６ａの内部で電流リード線３ａ，３ｂの長さを確保することができ、超電導コイル１８ａへの伝導熱を抑制することができる。
【００８９】
また、本実施例に係る界磁超電導回転機では、超電導コイルの数が極数に対して半分のため、極数と等しいコイルの数の場合と比較してリード線の本数も半分となり、侵入熱を低減することができる。
【００９０】
［実施例２］
以下では、本実施例に係る界磁超電導回転機について、本発明の実施例１に係る界磁超電導回転機と異なる部分を中心に説明する。なお、本発明の実施例１に係る界磁超電導回転機と同一の構成については同一の符号を付してある。
【００９１】
図１０は、本実施例に係る界磁超電導回転機に備わるロータの斜視図である。図１１は図１０のＥ‐Ｅ断面矢視図である。また、図１２は図１１のＦ‐Ｆ断面矢視図である。
【００９２】
本実施例に係る界磁超電導回転機は、まず、図１０，１１に示すように、コイル電極端子１ａ´，１ｂ´‐１、電流導入端子２ａ´、電流リード線３ａ´，３ｂ´、及び、真空配管４を備える。
【００９３】
コイル電極端子１ａ´，１ｂ´‐１は真空容器１６ａの内部に配される。また、電流導入端子２ａ´は、真空容器１６ａの長手方向一端面（ロータ回転軸方向一端面、超電導コイル１８ａの長手方向一端側の端面）１６ａ‐１において、該端面の片端から外部に露出し、外部の電源に接続している。さらに、電流リード線３ａ´は、コイル電極端子１ａ´と電流導入端子２ａ´とを電気的に接続している。そして、真空配管４は、一端が真空容器１６ａと連通し、他端が真空容器１６ｂ（図１２参照）と連通する、ステンレス製の真空配管である。なお、電流リード線３ａ´については後述する。
【００９４】
また、コイル電極端子１ａ´，１ｂ´‐１は、真空容器１６ａの長手方向他端面１６ａ‐２の内側に配置され、超電導コイル１８ａに接続している。すなわち、コイル電極端子１ａ´，１ｂ´‐１は、超電導コイル１８ａの長手方向他端側に接続している。
【００９５】
すなわち、コイル電極端子１ａ´，１ｂ´‐１と、電流導入端子２ａ´とは、超電導コイル１８ａの長手方向両端にそれぞれ配置されているものとし、コイル電極端子１ａ´と電流導入端子２ａ´とは、互いに真空容器１６ａの対角位置に配されている。
【００９６】
電流リード線３ａ´は、真空容器１６ａの内部において、一端が電流導入端子２ａ´に接続し、そこから超電導コイル１８ａの周囲に沿うようにして延伸し、他端が電流導入端子２ａ´の対角線側に配されるコイル電極端子１ａ´と接続して配されている。
【００９７】
ここで、図１２に示すように、真空配管４は、一端が、真空容器１６ａの長手方向他端面１６ａ‐２の内側におけるコイル電極端子１ｂ´‐１の直下近傍（ロータ径方向内側近傍）に連通し、他端が、真空容器１６ｂの長手方向他端面１６ｂ‐２の内側におけるコイル電極端子１ｂ´‐２（真空容器１６ａにおけるコイル電極端子１ｂ´‐１に対応）の直上近傍（ロータ径方向外側近傍）に連通している。
【００９８】
電流リード線３ｂ´は、真空配管４の内部に延伸し、一端が真空容器１６ａの内部においてコイル電極端子１ｂ´‐１と接続し、他端が真空容器１６ｂの内部においてコイル電極端子１ｂ´‐２と接続して配される。なお、電流リード線３ａ´と電流リード線３ｂ´とは、離間して配されており、互いに接触することはない。
【００９９】
ちなみに、真空容器１６ｂ内も真空容器１６ａ内と同様の構成である（図１２中の電流リード線３ｃ´は電流リード線３ａ´に対応している）。また、本実施例は超電導コイル及び真空容器の個数を限定するものではない。この点については、実施例１と同様である。
【０１００】
上述では、２つの超電導コイル１８ａ，１８ｂ及び２つの真空容器１６ａ，１６ｂの場合で説明したが、さらに多くの超電導コイル及び真空容器を設ける場合の構成について、以下説明する。
【０１０１】
まず、全ての真空容器は、各真空容器内において、超電導コイル（上記超電導コイル１８ａ，１８ｂに相当）の長手方向他端側に接続する第１コイル電極端子（コイル電極端子１ｂ´‐１に相当）及び第２コイル電極端子（コイル電極端子１ａ´に相当）を備える。
【０１０２】
また、真空容器のうち、電気的な直列接続の最前段の超電導コイル（１８ａ）を内包する真空容器１６ａ、及び、電気的な直列接続の最後段の超電導コイル１８ｂを内包する真空容器１６ｂにおいては、超電導コイル１８ａ，１８ｂの長手方向一端側の真空容器１６ａ，１６ｂの端面に配置され、外部の電源に接続する、電流導入端子２ａ´，２ｃ´が設けられる。
【０１０３】
また、真空容器のうち、超電導コイル１８ａを内包する真空容器１６ａ、及び、超電導コイル１８ｂを内包する真空容器１６ｂにおいては、一端が電流導入端子２ａ´，２ｃ´と接続し、他端が第２電極端子１ａ´と接続する、電流リード線３ａ´，３ｃ´が設けられる。
【０１０４】
そして、真空配管４内に延伸し、隣同士の真空容器（全ての真空容器）内の、第１電極端子間又は電流リード線３ａ´，３ｃ´が接続されていない第２電極端子間に、両端がそれぞれ接続する、電流リード線３ｂ´が設けられる。
【０１０５】
なお、本実施例においても、実施例１同様、超電導コイルは、極数の半分の個数が、各超電導コイル同士の間隙が各超電導コイルのサイズに対応するように、配置されるものである。
【０１０６】
また、真空容器１６ａにおいて、コイル電極端子１ａ´は、電流導入端子２ａ´と対角位置に配される（真空容器１６ｂも同様）。そして、電流リード線３ａ´は、超電導コイル１８ａに対し超電導コイル１８ａの周方向外側に離隔して延伸する（真空容器１６ｂも同様）。
【０１０７】
実施例１では、各真空容器間を電流導入端子にて電気的に接続することで、電源（不図示）‐超電導コイル１８ａ‐超電導コイル１８ｂ‐…と電気的に直列接続としていた。この場合、電流導入端子による常温部（真空容器外部）と低温部（真空容器内部）との繋がりが、コイルの数×２箇所となり、極数の増加に伴い常温部と低温部との繋がりも増加する。
【０１０８】
そこで、本実施例においては、上述の如く、真空配管４で真空容器１６ａ，１６ｂ同士を繋ぎ、この真空配管４内を通る電流リード線３ｂ´で電気的に接続することで、低温状態のコイル同士を（常温部を介さずに）接続することなるため、常温部からの熱伝導による侵入熱をなくすことができる。またこれにより、全ての超電導コイルを直列に繋いだ場合、常温部と低温部との接続を２箇所（電源と先頭の超電導コイルとの接続、最後の超電導コイルと電源との接続）のみとすることができる。
【０１０９】
超電導コイル同士を繋ぐ電流リード線３ｂ´から超電導コイル１８ａ，１８ｂに影響を与える発熱は、ジュール熱のみとなるため、電流リード線３ｂ´には径の大きい線を用いることで、超電導コイルに与える熱的な影響を、より低減することができる。
【０１１０】
以上、本発明に係る界磁超電導回転機について、各実施例にて説明したが、本発明に係る界磁超電導回転機は、コイル電極端子を電流導入端子の反対側に配置したことで、真空容器のスペースの中で熱的に最適化された電流リード線の長さを確保することができ、真空容器のコンパクト化、及び、機器全体の大きさを抑えることを可能とする。
【０１１１】
また、熱的に最適化した太さ及び長さを有する各電流リード線を用いることで、侵入熱を抑えて冷却システムの性能向上及びコンパクト化を図ることできる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、界磁超電導回転機として好適である。
【符号の説明】
【０１１３】
１ａ，１ｂ，１ａ´，１ｂ´‐１，１ｂ´‐２  コイル電極端子
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ａ´，２ｃ´  電流導入端子
３ａ，３ｂ，３ａ´，３ｂ´，３ｃ´  電流リード線
４  真空配管
１１  ロータコア
１２  ロータコア中央部
１３ａ〜１３ｄ  ロータコア突極部
１４  シャフト
１５ａ〜１５ｄ  ロータコア根元側突極部
１６ａ，１６ｂ  真空容器
１６ａ´  （真空容器１６ａ）の内周面
１６ｂ´  （真空容器１６ｂ）の内周面
１６ａ‐１  （真空容器１６ａの）長手方向一端面
１６ａ‐２  （真空容器１６ａの）長手方向他端面
１６ｂ‐１  （真空容器１６ｂの）長手方向一端面
１６ｂ‐２  （真空容器１６ｂの）長手方向他端面
１７ａ〜１７ｄ  ロータコア先端側突極部
１８ａ，１８ｂ  超電導コイル
２１ａ，３１ａ  支持体
２２ａ‐１〜２２ａ‐４  補助支持体
２３ａ‐１，２３ａ‐２  鉄板
２４ａ‐１，２４ａ‐２  銅板
２５ａ‐１  （鉄板２３ａ‐１，２３ａ‐２、及び、銅板２４ａ‐１，２４ａ‐２の）ボルト通し穴
２５ａ‐２  （支持体２１ａ，３１ａの）ボルト通し穴
２７ａ‐１〜２７ａ‐４，２７ａ‐５，２７ａ‐８  ボルト
２８ａ‐１〜２８ａ‐８  袋ナット
２９ａ‐１〜２９ａ‐１６  スペーサ
【図１】
2018007480.tif 000003
【図２】
2018007480.tif 000004
【図３】
2018007480.tif 000005
【図４】
2018007480.tif 000006
【図５】
2018007480.tif 000007
【図６】
2018007480.tif 000008
【図７】
2018007480.tif 000009
【図８】
2018007480.tif 000010
【図９】
2018007480.tif 000011
【図１０】
2018007480.tif 000012
【図１１】
2018007480.tif 000013
【図１２】
2018007480.tif 000014