(57)【要約】【課題】超電導線に機械的なダメージが生じることを抑制する。【解決手段】筒状の本体部１１及び本体部１１の軸方向での両端に一対のフランジ部１２，１３を有する巻枠と、巻枠１０に巻線された超電導線２０と、を備え、超電導線２０は、本体部１１に巻線された主線材２１と、主線材２１の端部２１ａに接続された引出線材２２と、を有し、巻枠１０は、軸方向において本体部１１よりもフランジ部１２側へ超電導線２０を引き出す引出部５を有し、超電導線２０は、引出線材２２の部分で、引出部５から引き出されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の本体部及び前記本体部の軸方向での両端に一対のフランジ部を有する巻枠と、
前記巻枠に巻線された超電導線と、
を備え、
前記超電導線は、前記本体部に巻線された主線材と、前記主線材の端部に接続された引出線材と、を有し、
前記巻枠は、前記軸方向において前記本体部よりも前記フランジ部側へ前記超電導線を引き出す引出部を有し、
前記超電導線は、前記引出線材の部分で、前記引出部から引き出されている、超電導コイル。
【請求項２】
前記引出部は、前記フランジ部に設けられ、前記フランジ部の下面側まで延びている電極を有し、
前記主線材は、前記下面側で前記電極に接触している、請求項１に記載の超電導コイル。
【請求項３】
前記主線材及び前記引出線材の両方が、前記電極に接触している、請求項２に記載の超電導コイル。
【請求項４】
前記引出部は、前記フランジ部に設けられた電極を有し、
前記電極は、前記主線材及び前記引出線材の両方と接触している、請求項１に記載の超電導コイル。
【請求項５】
前記引出線材と前記電極とが互いに接続された接続部と、前記本体部に前記主線材が巻線されて構成された巻線部との間には、絶縁部材が配置されている、請求項２から４の何れか一項に記載の超電導コイル。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の超電導コイルとして、例えば特許文献１に記載されているように、筒状の本体部の上端及び下端に一対のフランジ部を有する巻枠と、本体部の外周面に巻線された超電導線と、を備えたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３５３６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超電導コイルを通電するための電極は、本体部の上端側のフランジ部に固定されることがある。このような電極に対して超電導線を接続するためには、本体部の上方に超電導線を局所的に曲げて引き出す必要がある。このとき、例えば曲率の制約が大きい超電導線を用いると、超電導線が引き出されている部分に応力が集中し、超電導線に機械的なダメージが生じるかもしれない。この問題に対し、曲率を緩めて超電導線を引き出すと、超電導線を曲げて引き出すために必要なスペースが大きくなり、超電導コイルが大型化し、ひいては超電導コイルを用いる装置における設計上の制約も生じる。
【０００５】
そこで本発明は、超電導線に機械的なダメージが生じることを抑制することができる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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る超電導コイルは、筒状の本体部及び本体部の軸方向での両端に一対のフランジ部を有する巻枠と、巻枠に巻線された超電導線と、を備え、超電導線は、本体部に巻線された主線材と、主線材の端部に接続された引出線材と、を有し、巻枠は、軸方向において本体部よりもフランジ部側へ超電導線を引き出す引出部を有し、超電導線は、引出線材の部分で、引出部から引き出されている。
【０００７】
本発明では、超電導線が、本体部に巻線された主線材とは別に、主線材の端部に接続された引出線材を有している。この超電導線は、主線材の部分ではなく、引出線材の部分で引出部から引き出されている。例えば曲率の制約が大きい線材を主線材として用いる場合に、引出線材として、主線材よりも曲率の制約が小さい線材を用いることができる。このような場合、主線材においては、引出部から引き出すために局所的に曲げる必要がなくなるため、応力の集中による機械的なダメージが生じることを抑制することができる。一方、引出線材においては、線材自体の曲率の制約が小さいため、引出部から引き出すために局所的に曲げても、応力の集中による機械的なダメージが生じることを抑制することができる。以上によって、超電導線に機械的なダメージが生じることを抑制することができる。
【０００８】
また、本発明に係る超電導コイルにおいて、引出部は、フランジ部に設けられ、フランジ部の下面側まで延びている電極を有し、主線材は、下面側で電極に接触していてもよい。この場合、主線材が電極に接触していることにより、主線材に対する電極の吸熱性能を十分に発揮することができる。その結果、超電導コイルに熱がこもることを抑制することができる。更に、本発明に係る超電導コイルでは、これを実現するため、電極がフランジ部の下面側まで延びた構成を採用している。これにより、主線材を本体部の上方で局所的に曲げることなく電極に接触させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る超電導コイルにおいて、主線材及び引出線材の両方が、電極に接触していてもよい。この場合、主線材及び引出線材の両方が電極に接触していることにより、主線材及び引出線材に対する電極の吸熱性能を十分に発揮することができる。
【００１０】
また、本発明に係る超電導コイルにおいて、引出部は、フランジ部に設けられた電極を有し、電極は、主線材及び引出線材の両方と接触していてもよい。この場合、上述同様、主線材及び引出線材に対する電極の吸熱性能を十分に発揮することができる。
【００１１】
また、本発明に係る超電導コイルにおいて、引出線材と電極とが互いに接続された接続部と、本体部に主線材が巻線されて構成された巻線部との間には、絶縁部材が配置されていてもよい。この場合、引出線材と電極とが互いに接続された接続部が巻線部に近接している状態でも、当該接続部と巻線部との間に絶縁部材が配置されているため、絶縁部材を介して、当該接続部と巻線部とを電気的に分断することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超電導線に機械的なダメージが生じることを抑制することができる超電導コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る超電導コイルの概略上面図である。
【図２】実施形態に係る超電導コイルの概略断面図である。
【図３】図１の引出部付近の構成の部分拡大上面図である。
【図４】図１の引出部付近の構成の部分拡大側面図である。
【図５】図１の引出部付近の構成の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る超電導コイルの実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
本実施形態に係る超電導コイルは、高磁場を発生させるための超電導磁石に用いられる。この超電導磁石は、例えばシリコン単結晶引上装置やサイクロトロン等の高磁場が求められる種々の装置に適用可能である。超電導コイルは、例えばＧＭ冷凍機等の極低温冷凍機により冷却されて超電導状態とされると共に、直流電圧を供給する電源部により電流が印加されることにより、強力な磁場を発生させる。
【００１６】
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る超電導コイル１の概略構成について説明する。図１は、実施形態に係る超電導コイル１の概略上面図である。図２は、超電導コイル１の概略断面図であって、図１のII-II線に沿った断面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、超電導コイル１は、巻枠１０と、超電導線２０と、を備えている。
【００１８】
巻枠１０は、超電導線２０を支持する支持部材である。巻枠１０は、例えば金属製であり、鉄製、ステンレス製、又は銅製等とすることができる。巻枠１０は、径方向外側に開口する断面コの字状を呈している。巻枠１０は、本体部１１と、一対のフランジ部１２，１３と、を有している。
【００１９】
本体部１１は、中心軸線Ｇを中心線とする円筒状を呈しており、その外周面１１ａに超電導線２０が巻線されている。これにより、本体部１１の外周面１１ａの外側に、超電導線２０が巻線されてなる巻線部１４が構成されている。なお、中心軸線Ｇが延びる方向を「軸方向」、軸方向と垂直な方向を「径方向」として以降の説明を行う場合がある。巻線部１４は、軸方向から見て円環状を呈している。
【００２０】
フランジ部１２，１３は、軸方向で本体部１１の両端に設けられている。フランジ部１２，１３は、軸方向から見て円環状を呈しており、本体部１１の外周面１１ａよりも径方向で外側に突出している。以下、軸方向でフランジ部１２側を超電導コイル１の上方とし、軸方向でフランジ部１３側を超電導コイル１の下方として説明する。ただし、「上」「下」の方向は、これに限定されるものではない。
【００２１】
フランジ部１２の外縁には、径方向内側に向けて切り欠かれた切り欠き部１２ｃが一対形成されている。切り欠き部１２ｃは、軸方向から見て略矩形状を呈している。それぞれの切り欠き部１２ｃには、引出部５が設けられている。すなわち、巻枠１０は、引出部５を有している。引出部５は、軸方向において本体部１１からフランジ部１２側へ向けて超電導線２０を引き出す部分である。引出部５の詳細な構成については、後述する。なお、図示は省略するが、本体部１１の外周面１１ａ、フランジ部１２の下面１２ｂ、及び、フランジ部１３の上面１３ａは、絶縁層で被覆されている。これにより、巻枠１０と巻線部１４とは、電気的に絶縁されている。
【００２２】
超電導線２０は、エポキシ樹脂等の接着剤を塗布しながら（又は予め塗布された状態で）、本体部１１に巻線され、固定されている。超電導線２０は、フランジ部１２付近から巻き始められ、本体部１１の上方から下方に向かって巻かれた後、本体部１１の下方から上方へと巻かれて、フランジ部１２付近で巻き終えられる。
【００２３】
超電導線２０の巻き始め側及び巻き終わり側の両端部は、それぞれ引出部５から引き出されている。引出部５では、超電導線２０に局所的な曲げが生じ得る。引出部５は、巻枠１０の全体のうち、軸方向で本体部１１よりも上方であって、巻線部１４から逸れてフランジ部１２側に入り込んだ部分である。より具体的には、引出部５は、例えばフランジ部１２の切り欠き部１２ｃ内に設けられている。
【００２４】
超電導線２０は、引出部５において、巻線部１４から外側に逸れ、且つ、フランジ部１２の切り欠き部１２ｃ内に入り込むように屈曲し、引出部５に設けられた電極３０にはんだ等によって接続されている。電極３０の詳細な説明は、引出部５付近の構成と共に後述する。また、超電導線２０のより詳細な構成についても、引出部５付近の構成と共に後述する。超電導線２０は、電極３０に接続された後、電極３０から引き出されてバスバー４０にはんだ等によって接続されている。
【００２５】
バスバー４０は、超電導コイル１を通電するための電流を迎え入れるための接続部である。バスバー４０は、例えば外部電源を超電導線２０に接続するための導体棒である。バスバー４０は、例えばフランジ部１２の上面１２ａ側に不図示の絶縁材を介して設けられている。バスバー４０は、超電導線２０の端部２０ａにはんだ等によって接続されている。これにより、バスバー４０は、超電導線２０に電気的に接続されており、外部電源から供給された電流を超電導線２０に流すことが可能となっている。
【００２６】
次に、図３〜図５を参照して、超電導線２０が引き出される引出部５付近の構成を詳細に説明する。図３は、引出部５付近の構成の部分拡大上面図である。図４は、引出部５付近の構成の部分拡大側面図である。図５は、引出部５付近の構成の部分拡大断面図である。図４は、引出部５付近の構成を本体部１１の径方向で外側から見た側面を示している。図５は、後述する主線材２１と引出線材２２との連結部２３の位置で切断した断面を示している。なお、説明のため、図３〜図５において、電極３０を灰色に塗りつぶして示している。また、図４の側面図において、フランジ部１２及び絶縁層１６は、断面として示している。
【００２７】
図３〜図５に示すように、引出部５は、絶縁板１８，１９と、電極３０と、を備えている。
【００２８】
絶縁板１８は、フランジ部１２の切り欠き部１２ｃ内に配置されている。絶縁板１８は、フランジ部１２の上面１２aに載置され、径方向に延在する横部１８ａと、切り欠き部１２ｃに沿って軸方向に延在する縦部１８ｂと、を有している。これにより、絶縁板１８は、断面略逆Ｌ字状を呈している。絶縁板１８は、横部１８ａにおいてフランジ部１２の上面１２ａにボルト１７によって固定されている。絶縁板１８は、電極３０とフランジ部１２との間に介在しており、電極３０とフランジ部１２とを電気的に絶縁する。絶縁板１９は、ボルト１７の周囲に配置され、ボルト１７の外形に沿った形状を有している。絶縁板１９は、電極３０とボルト１７とが接触しないようにボルト１７を覆っており、電極３０とボルト１７とを電気的に絶縁する。
【００２９】
電極３０は、超電導線２０における巻き始め側及び巻き終わり側の各端部に対応して、フランジ部１２に一対設けられている（図１参照）。一対の電極３０は、それぞれ超電導線２０の端部２０ａに電気的及び物理的に接続されている。そのため、超電導線２０を流れる電流の一部は、電極３０を流れ得る。電極３０は、例えば無酸素銅製である。また、電極３０は、図示しない極低温冷凍機により冷却されている。そのため、超電導線２０は、電極３０を介して極低温冷凍機により冷却される。なお、本実施形態において、巻き始め側の端部に対応する電極３０と巻き終わり側の端部に対応する電極３０とは、同様であるため、以下の説明においては、巻き終わり側の端部に対応する電極３０のみ説明し、巻き始め側の端部に対応する電極３０の説明は省略する。
【００３０】
電極３０は、絶縁板１８を介してフランジ部１２の切り欠き部１２ｃ内を軸方向に延在するように配置されている。電極３０は、絶縁板１８の横部１８ａに載置されていると共に、当該横部１８ａ及びフランジ部１２の上面１２ａにボルト１７によって固定されている。
【００３１】
電極３０は、フランジ部１２に取り付けられる取付座部３１と、取付座部３１に略直交して軸方向に延在する延在部３２と、を有している。取付座部３１は、フランジ部１２の上面１２ａに沿って径方向に延在し、軸方向から見て略矩形状を呈している。取付座部３１は、フランジ部１２の上面１２ａに載置され、絶縁板１８，１９を介してボルト１７によって当該上面１２ａに固定されている。
【００３２】
延在部３２は、フランジ部１２の上面１２ａよりも上方に延びている立ち上がり部３６と、フランジ部１２の上面１２ａよりも下方に延びている下垂部３７と、を有している。立ち上がり部３６は、フランジ部１２の上方で超電導線２０をバスバー４０（図１参照）へと導くために設けられている。
【００３３】
下垂部３７は、フランジ部１２の下面１２ｂよりも下方に突出している。これにより、電極３０は、フランジ部１２の下面１２ｂ側まで延びており、フランジ部１２の下面１２ｂに露出している。なお、下垂部３７は、後述する主線材２１が局所的に曲げられることなく下垂部３７に到達することができる位置まで延びていればよく、必ずしもフランジ部１２の下面１２ｂよりも下方に突出していなくてもよい。例えば、下垂部３７は、フランジ部１２の下面１２ｂと略面一となるように延びていてもよく、フランジ部１２の下面１２ｂよりも少し上方に先端が位置するように延びていてもよい。
【００３４】
また、下垂部３７は、フランジ部１２の切り欠き部１２ｃ内に位置しているため、下垂部３７の下方においては、フランジ部１２が開口されている。これにより、後述する主線材２１が、フランジ部１２の開口された部分を通って、下垂部３７の下方から下垂部３７に接触可能となっている。なお、切り欠き部１２ｃは、開口であればよく、例えば切り欠きでなく貫通穴であってもよい。
【００３５】
延在部３２は、本体部１１の径方向で外側に位置する側面３２ｂにおいて、後述する引出線材２２を上方へガイドするガイド部３５を有している。ガイド部３５は、側面３２ｂに段差部３３を設けることで構成されている。段差部３３は、フランジ部１２の上面１２ａに沿った横段差部３３ａと、軸方向に沿った縦段差部３３ｂと、横段差部３３ａと縦段差部３３ｂとの間を連結する角段差部３３ｃと、を有している。
【００３６】
段差部３３は、側面３２ｂ１と側面３２ｂ２との間に形成されている。側面３２ｂ１と側面３２ｂ２とは、本体部１１の径方向反対側の側面３２ａからの距離が互いに異なっている。側面３２ｂ１は、側面３２ｂ２に比べて、側面３２ａからの距離が長い。これにより、側面３２ｂ１と側面３２ｂ２との間に段差部３３が形成されている。
【００３７】
図４に示すように、側面３２ｂ１は、略矩形状を呈している。側面３２ｂ２は、略矩形状の側面３２ｂ１における隣り合う二辺と当該二辺がなす角とに沿って延びた略Ｌ字状を呈している。これにより、側面３２ｂ１と側面３２ｂ２との間に形成される段差部３３は、側面３２ｂに直交する方向から見て略Ｌ字状をなしている。すなわち、段差部３３は、上述した横段差部３３ａ、縦段差部３３ｂ、及び角段差部３３ｃを有する。ガイド部３５は、このようなＬ字状をなす段差部３３によって構成されていることにより、後述する引出線材２２を、側面３２ｂに直交する方向から見て、略Ｌ字状に屈曲させて上方へと導いている。
【００３８】
続いて、引出部５周辺における超電導線２０のより詳細な構成を説明する。
【００３９】
図４に示すように、超電導線２０は、主線材２１と、主線材２１の端部２１ａに接続された引出線材２２と、を有している。なお、引出線材２２が接続される主線材２１の端部２１ａは、主線材２１の先端に限られず、主線材２１の全体のうち端部側に位置する領域を含む。すなわち、引出線材２２は、主線材２１の先端に限られず、主線材２１の端部側の途中部分に接続されていてもよい。
【００４０】
主線材２１は、本体部１１の外周面１１ａ（図２参照）に巻線されており、超電導線２０の巻線部１４を構成している部分である。主線材２１は、フランジ部１２とフランジ部１３とに軸方向に挟まれて配置されている。主線材２１には、例えば、通電性能は良いが、曲率の制約が大きい線材が用いられる。主線材２１に用いられる線材の許容曲げ半径は、例えば５０ｍｍよりも大きい。主線材２１には、例えば酸化物系又はニオブスズ（Ｎｂ３Ｓｎ）等の金属系の超電導線材が用いられる。
【００４１】
引出線材２２は、超電導線２０のうち、主線材２１の端部２１ａとバスバー４０との間を接続する部分である。引出線材２２は、上述した引出部５から引き出され、本体部１１側からフランジ部１２側へ向かって延びている。すなわち、超電導線２０は、引出線材２２の部分で、引出部５から引き出されている。引出線材２２には、例えば、主線材２１よりも曲率の制約が小さくて機械特性が良い線材が用いられる。このような線材の許容曲げ半径は小さいものの、超電導状態における通電性能は低いことが多い。引出線材２２には、例えばＮｂＴｉ等の超電導線材が用いられる。
【００４２】
主線材２１の端部２１ａと引出線材２２の端部２２ａとは、はんだ等によって互いに接続されている。これにより、主線材２１と引出線材２２とは互いに電気的に接続されている。主線材２１と引出線材２２とは、互いに所定の長さＬだけ重なるように接続されており、これにより所定の長さＬの連結部２３が構成されている。連結部２３は、電極３０の横段差部３３ａの下方に位置している。
【００４３】
引出線材２２は、電極３０のガイド部３５にガイドされることにより、電極３０の上方に引き出されている。具体的に、引出線材２２は、主線材２１との連結部２３の位置を起点として、横段差部３３ａにガイドされてフランジ部１２の上面１２ａに沿って延び、角段差部３３ｃにガイドされて軸方向に屈曲し、縦段差部３３ｂにガイドされて軸方向に沿って延び、電極３０の上方に引き出されている。電極３０の上方へと引き出された引出線材２２は、上述のバスバー４０（図１参照）に接続されている。
【００４４】
図５に示すように、主線材２１と引出線材２２との連結部２３は、電極３０の下垂部３７に接触している。これにより、主線材２１及び引出線材２２の両方が、電極３０の下方の位置で接触している。更に、電極３０がフランジ部１２の下面１２ｂ側まで延びていることにより、主線材２１及び引出線材２２の両方が、局所的に曲げられることなく電極３０に接触している。
【００４５】
超電導線２０の連結部２３と電極３０の下垂部３７とは、はんだ等によって互いに接続されている。これにより、引出線材２２と電極３０とが互いに接続された接続部２４が形成されている。接続部２４近傍では、主線材２１と電極３０とも互いに接続される。なお、接続部２４に重なる位置で、主線材２１と電極３０とが互いに接続されていてもよい。この接続部２４は、電極３０の横段差部３３ａの下方の位置に形成されている。すなわち、接続部２４は、電極３０の全体のうち、巻線部１４に近接した位置に形成されている。
【００４６】
接続部２４と巻線部１４との間には、絶縁シート５０（絶縁部材）が設けられている。これにより、互いに近接している接続部２４と巻線部１４とが、絶縁シート５０によって隔てられ、電気的に絶縁されている。なお、フランジ部１２の下面１２ｂは、絶縁層１６で被覆されており、これによりフランジ部１２と巻線部１４とも、電気的に絶縁されている。
【００４７】
次に、超電導線２０を巻線して超電導コイル１を製造する手順の一例について説明する。
【００４８】
まず、巻き始め時点では、主線材２１の巻き始め側の端部２１ａに引出線材２２をはんだ等で接続する。続いて、引出線材２２を、巻き始め側の端部２１ａに対応する電極３０にはんだ等で接続する。このとき、主線材２１と引出線材２２との連結部２３が電極３０の下垂部３７に接触するようにし、当該接触箇所をはんだ等で接続させ、主線材２１及び引出線材２２の両方を電極３０に固定する。これにより、引出線材２２と電極３０とが互いに接続された接続部２４を形成する。続いて、この接続部２４を固定部として主線材２１に張力を付与した状態で、本体部１１に主線材２１を巻線する。そして、所定の巻線を完了させることにより、巻線部１４を構成する。
【００４９】
巻き終わり時点では、主線材２１に付与した張力を保持したまま、主線材２１の巻き終わり側の端部２１ａに、上述の巻き始め側の端部２１ａに接続した引出線材２２とは別の引出線材２２をはんだ等で接続する。続いて、引出線材２２を、巻き終わり側の端部２１ａに対応する電極３０にはんだ等で接続し、上述の巻き始めと同様にして接続部２４を形成する。そして、接続部２４と巻線部１４との間に、絶縁シート５０を配置し、接続部２４と巻線部１４とを電気的に絶縁する。以上のようにして、超電導コイル１が構成される。
【００５０】
次に、本実施形態に係る超電導コイル１の作用及び効果について、従来の超電導コイルと比較して説明する。
【００５１】
従来の超電導コイルでは、超電導線を接続するためには、本体部の上方に超電導線を局所的に曲げて引き出す必要があった。このとき、例えば通電性能に優れているが、曲率の制約が大きい又は機械的に脆弱な超電導線を用いると、超電導線に機械的なダメージが生じるかもしれない。例えば、超電導コイルの冷却時の熱収縮又は磁場発生時の電磁力等によって、超電導線が引き出されている部分に応力が集中し、超電導線に機械的なダメージが生じるかもしれない。
【００５２】
この問題に対し、曲率を緩めて超電導線を引き出すと、超電導線を曲げて引き出すために必要なスペースが大きくなる。その結果、超電導コイルの製造プロセスが煩雑化すると共に、超電導コイルが大型化する。更には、超電導コイルを用いる装置における設計上の制約も生じる。
【００５３】
これに対し、本実施形態に係る超電導コイル１によれば、超電導線２０が、本体部１１に巻線された主線材２１とは別に、主線材２１の端部２１aに接続された引出線材２２を有している。この超電導線２０は、主線材２１の部分ではなく、引出線材２２の部分で引出部５から引き出されている。例えば曲率の制約が大きい線材を主線材２１として用いる場合に、引出線材２２として、主線材２１よりも曲率の制約が小さい線材を用いることができる。このような場合、主線材２１においては、引出部５から引き出すために局所的に曲げる必要がなくなるため、応力の集中による機械的なダメージが生じることを抑制することができる。一方、引出線材２２においては、線材自体の曲率の制約が小さいため、引出部５から引き出すために局所的に曲げても、応力の集中による機械的なダメージが生じることを抑制することができる。以上によって、超電導線２０に機械的なダメージが生じることを抑制することができる。
【００５４】
本実施形態によれば、引出線材２２に主線材２１よりも曲率の制約が小さい線材を用いることができるため、曲率を緩めることなく引出線材２２を容易に引き出すことができ、超電導線２０を引き出すために必要なスペースを大きくする必要がなくなる。これにより、超電導コイル１の製造プロセスを簡易化することができると共に、超電導コイル１の大型化を抑制することができる。更には、超電導コイル１を用いる装置における設計上の制約も受け難くすることができる。
【００５５】
また、本実施形態に係る超電導コイル１によれば、主線材２１及び引出線材２２の両方が電極３０に接触していることにより、主線材２１及び引出線材２２に対する電極３０の吸熱性能を十分に発揮することができる。また、主線材２１、引出線材２２及び電極３０を接続しているはんだは超電導体と比べれば抵抗値が高く発熱源となり得るが、本実施形態に係る超電導コイル１によれば、はんだで生じる熱も効率良く電極３０に吸熱される。そのため、引出線材２２のみが電極３０に接触している場合によりも効果的に超電導線２０を冷やすことができる。その結果、超電導コイル１に熱がこもることを抑制することができる。
【００５６】
更に、本実施形態に係る超電導コイル１では、主線材２１が及び引出線材２２の両方が電極３０に接触する構成を実現するため、電極３０がフランジ部１２の下面１２ｂ側まで延びた構成を採用している。これにより、主線材２１を本体部１１の上方で局所的に曲げることなく電極３０に接触させることができる。
【００５７】
また、本実施形態に係る超電導コイル１では、引出線材２２と電極３０とが互いに接続された接続部２４が、巻線部１４に近接している。このような状態でも、当該接続部２４と巻線部１４との間に絶縁シート５０が配置されているため、絶縁シート５０を介して、当該接続部２４と巻線部１４とを電気的に分断することができる。
【００５８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他に適用してもよい。
【００５９】
例えば、上記実施形態では、電極３０は、ボルト１７によって固定されているが、これに限られず、例えば切欠き部１２ｃに対し電極３０が嵌合することによって固定されていてもよい。
【００６０】
上記実施形態において、超電導線２０における巻き始め側の端部と巻き終わり側の端部とで電極３０が同様であるとしたが、これに限られず、巻き始め側の端部と巻き終わり側の端部とで異なる電極を用いてもよい。また、上記実施形態では、超電導線２０における巻き始め側及び巻き終わり側の各端部に電極３０が一つずつ設けられているとしたが、電極３０の数はこれに限られず、例えば当該各端部に電極３０が二つ以上ずつ設けられていてもよい。また、各フランジ部１２，１３に電極３０が一つずつ又は二つ以上ずつ設けられていてもよい。
【００６１】
電極３０の形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、電極３０は、フランジ部１２の上面１２ａよりも上方に延びている立ち上がり部３６を有しているとしたが、これに限られず、立ち上がり部３６を有していなくてもよい。また、上記実施形態において、電極３０は下垂部３７を有しており、フランジ部１２の下面１２ｂ側まで延びているとしたが、これに限られず、下垂部３７を有していなくてもよく、フランジ部１２の下面１２ｂ側まで延びていなくてもよい。
【００６２】
上記実施形態では、主線材２１及び引出線材２２の両方が電極３０に接触し且つ接続されているとしたが、これに限られない。例えば、主線材２１及び引出線材２２の何れか一方が電極３０に接触していてもよく、主線材２１及び引出線材２２の何れか一方が電極３０に接続されていてもよい。また、上記実施形態では、主線材２１及び引出線材２２が、フランジ部１２の下面１２ｂ側で電極３０に接触しているとしたが、これに限られない。例えば、主線材２１がフランジ部１２の下面１２ｂ側で電極３０に接触していると共に、引出線材２２がフランジ部１２の下面１２ｂ側以外の部分で電極３０に接触していてもよい。また、主線材２１及び引出線材２２の両方がフランジ部１２の下面１２ｂ側以外の部分で電極３０に接触していてもよい。
【００６３】
上記実施形態では、引出線材２２をバスバー４０に向けて導くガイド部３５が、電極３０に形成された段差部３３によって構成されているとしたが、これに限られない。例えば、ガイド部３５は、電極３０によって構成されていなくてもよく、電極３０とは別の部材によって構成されていてもよい。
【００６４】
主線材２１の端部２１ａに引出線材２２が接続されているとしたが、これに限られず、主線材２１は引出線材２２との連結部２３から更に分岐するように延びていてもよい。また、主線材２１は、主線材２１に用いる線材が有する曲率の制約上許容できる範囲において、多少曲げられていてもよい。
【００６５】
超電導線２０を巻線して超電導コイル１を製造する手順において、引出線材２２を主線材２１に接続するタイミングは、上記実施形態に限定されない。例えば、巻き始めの時点で、引出線材２２を主線材２１の両端部に予め接続しておいてもよいし、先に主線材２１を本体部１１に巻き線し、当該主線材２１を電極３０に固定した後で、主線材２１及び電極３０に引出線材２２を接続させながら引き出してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…超電導コイル、５…引出部、１０…巻枠、１１…本体部、１２，１３…フランジ部、１２ｂ…下面、２０…超電導線、２１…主線材、２１ａ…端部、２２…引出線材、２４…接続部、３０…電極、５０…絶縁シート（絶縁部材）。
【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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