(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側巻枠と、
当該内側巻枠の外側に配置される外側巻枠と、
テープ状の超電導線材が、少なくとも前記超電導線材の幅一つ分ずれるように前記内側巻枠の外周に螺旋状に巻回された第一巻線部と、
前記第一巻線部の一端部と他端部とにそれぞれ連続したテープ状の超電導線材が前記外側巻枠の外周に重ねて巻回された二段の第二巻線部とを備え、
前記外側巻枠は、前記第一巻線部の一端部と他端部とにそれぞれ連続したテープ状の超電導線材を外周に通すための開口部を備えることを特徴とする超電導コイル。
【請求項２】
前記内側巻枠と前記外側巻枠の位置が相対的に固定されていることを特徴とする請求項１記載の超電導コイル。
【請求項３】
前記内側巻枠と前記外側巻枠の位置が含浸材、固定具のいずれか、又は両方により固定されていることを特徴とする請求項２記載の超電導コイル。
【請求項４】
前記内側巻枠と前記第一巻線部の間及び前記外側巻枠と前記第一巻線部の間に含浸材を介在させたことを特徴とする請求項３記載の超電導コイル。
【請求項５】
前記含浸材が、硬化性の樹脂、低融点金属、パラフィン、またはグリースであることを特徴とする請求項３又は４に記載の超電導コイル。
【請求項６】
前記外側巻枠と前記第二巻線部の間にも前記含浸材を介在させたことを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の超電導コイル。
【請求項７】
前記開口部は、前記外側巻枠をその中心軸方向に沿って分断するスリットからなることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の超電導コイル。
【請求項８】
前記内側巻枠は、外周の形状が、円形であって前記外側巻枠のスリット側に膨らんだ膨出部を有する形状であることを特徴とする請求項７記載の超電導コイル。
【請求項９】
前記内側巻枠の外周面又は前記外側巻枠の内周面であって、前記開口部に臨む位置に、前記第一巻線部の一端部と他端部とを仕切る突起又は凸条を設けたことを特徴とする請求項７又は８記載の超電導コイル。
【請求項１０】
前記開口部は、前記第一巻線部の一端部を通す第一の開口部と前記第一巻線部の他端部を通す第二の開口部とからなることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の超電導コイル。
【請求項１１】
前記超電導線材は酸化物超電導線材であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の超電導コイル。
【請求項１２】
請求項１記載の超電導コイルの製造方法であって、
前記内側巻枠と前記外側巻枠の相対位置を固定してから、前記テープ状の超電導線材を前記内側巻枠に螺旋状に巻回して前記第一巻線部を形成し、
さらに、前記第一巻線部の一端部と他端部とを前記外側巻枠の開口部に通してから、前記第一巻線部の一端部と他端部とに連続するそれぞれの前記テープ状の超電導線材を前記外側巻枠の外周に重ねて巻回し、前記外側巻枠の中心軸方向に二段の第二巻線部を形成すること特徴とする超電導コイルの製造方法。
【請求項１３】
請求項１記載の超電導コイルの製造方法であって、
前記テープ状の超電導線材を前記内側巻枠に螺旋状に巻回して前記第一巻線部を形成し、
さらに、前記第一巻線部の一端部と他端部とを前記外側巻枠の開口部に通してから前記内側巻枠と前記外側巻枠の相対位置を固定し、
次いで、前記第一巻線部の一端部と他端部とに連続するそれぞれの前記テープ状の超電導線材を前記外側巻枠の外周に重ねて巻回し、前記外側巻枠の中心軸方向に二段の第二巻線部を形成すること特徴とする超電導コイルの製造方法。
【請求項１４】
前記外側巻枠の中心軸方向に二段の第二巻線部を形成する前に、
前記内側巻枠と前記外側巻枠の間に硬化性の含浸材を介在させて硬化させること特徴とする請求項１２又は１３記載の超電導コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導コイルと超電導コイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、テープ状の超電導線材を円筒状の巻枠にその中心軸方向に２段となるように巻回して構成される、いわゆるダブルパンケーキ型の超電導コイル（以下、ダブルパンケーキコイル）が知られている。
このようなダブルパンケーキコイルでは、超電導線材の両端部をコイルの外径側に配置することができ、超電導線材を巻枠に１段となるように巻回した、いわゆるシングルパンケーキコイルのように、超電導線材の一端部がコイルの内径側に配置される場合と異なり、コイルの内径側の空間を有効に利用することができるという利点がある。また、コイルの内径側は多くの場合、強い磁場環境に曝されるため、クエンチが発生するおそれがあり、この部分に発熱が生じる電流端子部を設置することはコイルの安定性の観点からも好ましくない。そのため、電流端子をコイルの外径側に設置することができることもダブルパンケーキコイルの利点である。
【０００３】
一般にダブルパンケーキコイルの最内周の巻線（第一巻き線部とする）は図１０のような形態をとり、螺旋状にテープ状超電導線材を巻枠に巻線し、第一巻き線部１０１の両端部をそれぞれ半径方向外側に重ねて巻き線を行うことで、上下二段のパンケーキコイル（第二巻き線部とする）を形成する。このとき、第一巻き線部１０１は螺旋状となることから、テープ状超電導線材にエッジワイズ歪み（テープ幅方向の歪み）を加えながら張力をかけ、巻線を行うこととなる。
【０００４】
しかし、テープ状超電導線材は、高強度金属基板を基材としており、フラットワイズ方向（テープ平面に垂直な方向）の曲げはある程度許容する（最小曲げ直径10mm程度）反面、エッジワイズ方向の歪みはほとんど許容しないという特徴がある。
第一巻線部のエッジワイズ歪みは、巻線後に残留応力が解放され、巻枠からの巻線部の滑落の原因となる。
また、超電導コイルとして運用した場合、適用するシステムの磁場環境によっては、テープ状超電導線材に対して巻枠中心軸方向に電磁力がかかることとなり、エッジワイズ歪みの影響はさらに大きくなる。
【０００５】
このため、従来は、巻き枠に内底部が傾斜した溝を形成して、当該溝に第一巻き線部を巻き付けることでエッジワイズ歪みを抑える構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１２３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のように、テープ状超電導線材にかかるエッジワイズ歪みを低減するために第一巻き線部１０１を巻枠１０５に対して傾斜させて巻線した場合、第二巻線部１０２を巻枠垂直方向に巻線するためには、図１１のようなパテ埋めをせねばならず、パテＰの塗布が精密に行われていないと巻枠と第二巻線部１０２の間の密着性が失われ、第二巻線部１０２の滑落という問題が生じる。
本発明は、テープ状超電導線材にかかるエッジワイズ歪みの影響を低減でき、製造が容易な超電導コイル及びその製造方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、超電導コイルにおいて、
内側巻枠と、
当該内側巻枠の外側に配置される外側巻枠と、
テープ状の超電導線材が、少なくとも前記超電導線材の幅一つ分ずれるように前記内側巻枠の外周に螺旋状に巻回された第一巻線部と、
前記第一巻線部の一端部と他端部とにそれぞれ連続したテープ状の超電導線材が前記外側巻枠の外周に重ねて巻回された二段の第二巻線部とを備え、
前記外側巻枠は、前記第一巻線部の一端部と他端部とにそれぞれ連続したテープ状の超電導線材を外周に通すための開口部を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の超電導コイルにおいて、
前記内側巻枠と前記外側巻枠の位置が相対的に固定されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の超電導コイルにおいて、
前記内側巻枠と前記外側巻枠の位置が含浸材、固定具のいずれか、又は両方により固定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の超電導コイルにおいて、
前記内側巻枠と前記第一巻線部の間及び前記外側巻枠と前記第一巻線部の間に含浸材を介在させたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の超電導コイルにおいて、
前記含浸材が、硬化性の樹脂、低融点金属、パラフィン、またはグリースであることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項３から５のいずれか一項に記載の超電導コイルにおいて、
前記外側巻枠と前記第二巻線部の間にも前記含浸材を介在させたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の超電導コイルにおいて、
前記開口部は、前記外側巻枠をその中心軸方向に沿って分断するスリットからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の超電導コイルにおいて、
前記内側巻枠は、外周の形状が、円形であって前記外側巻枠のスリット側に膨らんだ膨出部を有する形状であることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載の超電導コイルにおいて、
前記内側巻枠の外周面又は前記外側巻枠の内周面であって、前記スリットに臨む位置に、前記第一巻線部の一端部と他端部とを仕切る突起又は凸条を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の超電導コイルにおいて、
前記開口部は、前記第一巻線部の一端部を通す第一の開口部と前記第一巻線部の他端部を通す第二の開口部とからなることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の超電導コイルにおいて、
前記超電導線材は酸化物超電導線材であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の発明は、請求項１記載の超電導コイルの製造方法であって、
前記内側巻枠と前記外側巻枠の相対位置を固定してから、前記テープ状の超電導線材を前記内側巻枠に螺旋状に巻回して前記第一巻線部を形成し、
さらに、前記第一巻線部の一端部と他端部とを前記外側巻枠の開口部に通してから、前記第一巻線部の一端部と他端部とに連続するそれぞれの前記テープ状の超電導線材を前記外側巻枠の外周に重ねて巻回し、前記外側巻枠の中心軸方向に二段の第二巻線部を並べて形成すること特徴とする。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、請求項１記載の超電導コイルの製造方法であって、
前記テープ状の超電導線材を前記内側巻枠に螺旋状に巻回して前記第一巻線部を形成し、
さらに、前記第一巻線部の一端部と他端部とを前記外側巻枠の開口部に通してから前記内側巻枠と前記外側巻枠の相対位置を固定し、
次いで、前記第一巻線部の一端部と他端部とに連続するそれぞれの前記テープ状の超電導線材を前記外側巻枠の外周に重ねて巻回し、前記外側巻枠の中心軸方向に二段の第二巻線部を並べて形成すること特徴とする。
【００２１】
請求項１４記載の発明は、請求項１２又は１３記載の超電導コイルの製造方法において、
前記外側巻枠の中心軸方向に二段の第二巻線部を並べて形成する前に、前記内側巻枠と前記外側巻枠の間に硬化性の含浸材を介在させて硬化させること特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上記発明では、内側巻枠と外側巻枠の間に螺旋状に巻回された第一巻線部が配置され、当該第一巻線部の一端部と他端部とにそれぞれ連続したテープ状の超電導線材を外周に通すための開口部が外側巻枠に設けられているので、各巻枠を中心とする半径方向の伸縮による螺旋状の第一巻線部のエッジワイズ方向の歪みへの影響を低減することができ、超電導特性の低下の発生を低減することが可能となる。
また、これにより、超電導コイルの冷却時における熱収縮や通電時のコイル中心部の電磁力による影響を抑え、第一巻線部の超電導特性を高く維持することが可能となる。
また、従来のパテ付けのように精密性を要求される作業が不要であることから、製造の容易化を図ることが可能である。
【００２３】
また、上記超電導コイルを、内側巻枠と外側巻枠の固定、第一巻線部の形成、第一巻線部の開口部の挿通、第二巻線部の形成等の工程により容易に製造することができ、超電導コイルを容易に提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１（Ａ）は第一の実施形態たる超電導コイルの平面図、図１（Ｂ）は斜視図である。
【図２】第一巻線部及び第二巻線部を形成するテープ状の超電導線材の構造を示す斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は内側巻枠及び外側巻枠の平面図、図３（Ｂ）は正面図である。
【図４】側板、内側巻枠及び外側巻枠の斜視図である。
【図５】図５（Ａ）は第二の実施形態の内側巻枠及び外側巻枠の平面図、図５（Ｂ）は正面図である。
【図６】図６（Ａ）は第三の実施形態の内側巻枠及び外側巻枠の平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿った他の断面構造を示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）は第四の実施形態の内側巻枠及び外側巻枠の平面図、図７（Ｂ）は正面図である。
【図８】図８（Ａ）は第五の実施形態の内側巻枠及び外側巻枠の平面図、図８（Ｂ）は正面図、図８（Ｃ）は底面図である。
【図９】図９（Ａ）は第六の実施形態の内側巻枠及び外側巻枠の平面図、図９（Ｂ）はさらに膨出部を設けた例の平面図である。
【図１０】従来の超電導コイルの斜視図である。
【図１１】従来の超電導コイルの巻枠の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
[第一の実施形態]
以下に、本発明を実施するための好ましい第一の実施の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００２６】
［超電導コイルの概要］
図１（Ａ）は超電導コイル１０の平面図、図１（Ｂ）は斜視図である。
超電導コイル１０は、内側巻枠２０と、当該内側巻枠２０の外側に配置される外側巻枠３０と、テープ状の超電導線材１００が内側巻枠２０の外周に一巻きに対して少なくとも超電導線材１００の幅一つ分ずれるように螺旋状に巻回された第一巻線部４０と、第一巻線部４０の一端部と他端部とにそれぞれ連続したテープ状の超電導線材１００が外側巻枠３０の外周に重ねて巻回された二段の第二巻線部５０とを備えた、いわゆるダブルパンケーキコイルである。
【００２７】
［超電導線材］
図２は上記第一巻線部４０及び第二巻線部５０を形成するテープ状の超電導線材１００の構造を示す斜視図である。
この超電導線材１００は、基板１の片方の主面（厚み方向における一方の面）上に中間層２、超電導層３、保護層４が順に積層された積層体と、その積層体の周囲を被覆する銅安定化層５を備えているテープ状の超電導線である。
超電導層３を構成する超電導体としては、液体窒素温度以上で超電導を示すＲＥ系超電導体（ＲＥ：希土類元素）、例えば化学式ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yで表されるイットリウム系超電導体（以下、Ｙ系超電導体）が代表的である。つまり、このテープ状の超電導線材１００は、酸化物超電導線材である。
なお、図２では、テープ状の超電導線材１００について、テープ幅に対する厚さを厚く図示しているが、実際には、テープ幅に対してその厚さは非常に薄くなっている。
【００２８】
［内側巻枠］
内側巻枠２０は、図１に示すように、円筒状であって中心軸方向について超電導線材１００の幅の二倍以上の高さを有している。
この内側巻枠２０は、超電導コイル１０に通電したときに渦電流が発生しないように、絶縁体の樹脂（例えば、ＦＲＰ[fiberglass reinforced plastics]等）によって形成されている。
【００２９】
［外側巻枠］
外側巻枠３０は、図１に示すように、円筒状であって中心軸方向について内側巻枠２０と同程度の高さを有している。
また、外側巻枠３０は第一巻線部４０を介して内側巻枠２０の外周に配置されるので、その内半径は、内側巻枠２０の外半径に超電導線材１００の厚さを加えた寸法となっている。
【００３０】
また、外側巻枠３０は、円周の一部を分断するように全高に渡って開口部としてのスリット３１が形成されている。
この外側巻枠３０は、スリット３１により円周の一部が分断されているので、超電導コイル１０に通電したときに渦電流が発生しない。従って、外側巻枠３０は、絶縁体から形成してもよいが、必要な強度を有する他の材料も選択可能である。外側巻枠３０としては、コイルの冷却効率を高めるために高熱伝導率材料、例えば、銅等の金属から形成することが望ましい。
【００３１】
［第一巻線部］
第一巻線部４０は、外側巻枠３０の外周に上下二段で形成される二つの第二巻線部５０を構成する超電導線材１００を電気的に接続するためのものである。
この第一巻線部４０は、図３に示すように、内側巻枠２０の外周に一巻き分だけ巻回された超電導線材１００から構成されており、当該一巻きに対して少なくとも中心軸方向に超電導線材１００の幅一つ分ずれるように螺旋状に巻回されている。
第一巻線部４０の一巻きに対する中心軸方向のズレ量は、大きくなるほどエッジワイズ方向の歪みが大きくなるので、最小限、つまり、超電導線材１００の幅一つ分丁度とすることが望ましい。例えば、図３（Ｂ）では、第一巻線部４０の一端部と他端部との間に隙間が形成されているが、この隙間が狭いことが望ましく、一端部と他端部とが接している状態であっても良い。
【００３２】
また、第一巻線部４０の一端部と他端部は、いずれもスリット３１から外側巻枠３０の外部に互いに逆方向に延出されており、当該一端部と他端部は、それぞれが上下に重ねて配置された第二巻線部５０を構成する超電導線材１００に連続的につながっている。
なお、外側巻枠３０のスリット３１は、周方向にある程度の幅を持たせて形成されている。これは、スリット３１を通過する第一巻線部４０の一端部側の超電導線材１００と他端部側の超電導線材１００とに生じるフラットワイズ方向の曲げを小さくするためである。
【００３３】
また、第一巻線部４０の内側の面と内側巻枠２０の外周面との隙間、及び、第一巻線部４０の外側の面と外側巻枠３０の内周面との隙間は、含浸材により埋められており、内側巻枠２０と第一巻線部４０と外側巻枠３０とが相対的に固定されている。
含浸材としては、パラフィンやグリースのような軟質のものでも良いが、エポキシ、シアノ系接着剤のように硬質化する含浸材により相互間を強固に固定できるものがより望ましい。また、含浸材として半田等の低融点金属を用いて固着させてもよい。
また、含浸材ではなく粘着テープで固定しても良い。
【００３４】
［第二巻線部］
第一巻線部４０の一端部に連なる超電導線材１００を外側巻枠３０の外周面上において、テープ平面を重ねるように積層状態に巻き付けた一方の第二巻線部５０と、第一巻線部４０の他端部に連なる超電導線材１００を一方の第二巻線部５０と逆方向に重ねるように巻き付けた他方の第二巻線部５０とが、中心軸方向に並んで形成されている。
前述したように、一方の第二巻線部５０と他方の第二巻線部５０は、その最も内側となる超電導線材１００の端部同士が第一巻線部４０を介して接続されているので、それぞれの第二巻線部５０の最も外側となる超電導線材１００の端部に図示しない接続端子を設けることができる。
【００３５】
また、第二巻線部５０の最も内側の層となる超電導線材１００の内側の面と外側巻枠３０の外周面との隙間は、含浸材により埋められており、相対的に固定されている。
含浸材としては、第一巻線部４０と同じものを使用することができる。
【００３６】
［超電導線材の製造方法］
上記超電導コイル１０の製造方法について説明する。
まず、図３に示すように、第一巻線部４０を構成する超電導線材１００を内側巻枠２０に螺旋状に一周分の巻き付けを行う。これにより、第一巻線部４０が形成される（第一巻線部形成工程）。
さらに、内側巻枠２０の外側に配置された外側巻枠３０に対して、第一巻線部４０の一端部と他端部とを外側巻枠３０の外側巻枠３０のスリット３１から互いに逆方向に向けて外部に通す（開口部挿通工程）。
そして、図４に示す側板６０により、内側巻枠２０と外側巻枠３０の相対的な位置を固定する（巻枠固定工程）。
なお、側板６０は、内側巻枠２０の中心軸方向の一端部と外側巻枠３０の中心軸方向の一端部とをそれぞれ挿入可能な溝６１，６２が形成されている。
この側板６０は、内側巻枠２０及び外側巻枠３０の中心軸方向の一端側だけではなく両端側に設けてもよい。
さらに、第一巻線部４０と内側巻枠２０の隙間及び第一巻線部４０と外側巻枠３０の隙間を含浸材に含浸させる（含浸工程）。
そして、内側巻枠２０と外側巻枠３０の間で含浸材が硬化状態となってから、外側巻枠３０の外周面上に、第一巻線部４０の一端部に連続する超電導線材１００の巻き付けを行って一方の第二巻線部５０を形成する。さらに、外側巻枠３０の外周面上に、第一巻線部４０の他端部に連続する超電導線材１００の巻き付けを行って一方の第二巻線部５０を形成する（第二巻線部形成工程）。なお、それぞれの第二巻線部５０の一周目の巻き始めの際には、含浸材を一周目の超電導線材１００と外側巻枠３０の外周面の間に介在させ、最終的に硬化させる。
これらの工程により超電導コイル１０は製造される。
【００３７】
［第一の実施形態の技術的効果］
超電導コイル１０は、内側巻枠２０と外側巻枠３０により第一巻線部４０を半径方向内側と外側について拘束する構造なので、当該半径方向の伸縮による螺旋状の第一巻線部４０のエッジワイズ方向の歪みへの影響を低減することができ、超電導特性の低下の発生を低減することが可能となる。
また、これにより、超電導コイル１０の冷却時における熱収縮や通電時のコイル中心部の電磁力による影響を抑え、第一巻線部４０の超電導特性を高く維持することが可能となる。
【００３８】
特に、超電導コイル１０は、内側巻枠２０と外側巻枠３０の位置が、片側又は両側の側板６０により、相対的に固定されているので、第一巻線部４０のエッジワイズ方向の歪みへの影響をさらに効果的に低減することが可能となる。
さらに、内側巻枠２０と第一巻線部４０の間及び外側巻枠３０と第一巻線部４０の間に硬化性の含浸材を介在させているので、第一巻線部４０のエッジワイズ方向の歪みへの影響をより効果的に低減することが可能となる。
また、内側巻枠２０と第一巻線部４０と外側巻枠３０とを含浸材で固定すること、外側巻枠３０と第二巻線部５０とを含浸材で固定すること等により、内側巻枠２０又は外側巻枠３０からの各巻線部４０，５０の滑落をより効果的に防止することが可能となる。
【００３９】
また、超電導コイル１０では、外側巻枠３０にスリット３１を形成し、第一巻線部４０の一端部と他端部とを外部に通しているので、簡易な構成により第一巻線部４０を内外から拘束する構造を実現することが可能である。
また、このスリット３１は、第一巻線部４０の一端部と他端部の両方を通すことができるので、個別に開口を設ける必要がなく、容易に形成することが可能である。
【００４０】
また、超電導コイル１０の製造方法にあっては、内側巻枠２０と外側巻枠３０の間の含浸材が硬化してから、第二巻線部５０の形成を行っているので、当該第二巻線部５０の巻き付け作業による第一巻線部４０への引っ張り応力の発生を抑制し、第一巻線部４０のエッジワイズ方向の歪みへの影響を低減すると共に、第一巻線部４０の超電導特性を高く維持することが可能となる。
【００４１】
［超電導線材の製造方法の他の例］
なお、超電導線材の製造方法としては、各種工程の順番を一部入れ替えることが可能である。
例えば、前述の例では、第一巻線部形成工程と開口部挿通工程を経てから内側巻枠２０と外側巻枠３０を相対的に固定する巻枠固定工程を行っているが、最初に巻枠固定工程を行ってから、それ以外の他の工程を実施してもよい。
具体的には、図４の側板６０により、予め、内側巻枠２０と外側巻枠３０とを相対的に固定してから、第一巻線部形成工程、開口部挿通工程、含浸工程、第二巻線部形成工程を行ってもよい。
この方法でも超電導コイル１０を製造することができる。
【００４２】
［第二の実施形態］
第二の実施形態として、内側巻枠の外側巻枠の他の例について説明する。
図５に示す内側巻枠２０Ａは、その外周の形状が、円形であって外側巻枠３０Ａのスリット３１Ａ側に膨らんだ膨出部２１Ａを有する形状となっている。なお、外側巻枠３０Ａは、内側巻枠２０Ａの膨出部２１Ａに対応して、前述した外側巻枠３０のスリット３１に比べてスリット３１Ａの円周方向の開口幅が大きくなっている。
【００４３】
膨出部２１Ａは、中心軸方向から見た形状が長円の円弧状であり、内側巻枠２０Ａの膨出部２１Ａ以外の円形の部分に対して、外形が滑らかに連続して連なっている。
この膨出部２１Ａを設けることにより、第一巻線部４０の一端部と他端部とは、スリット３１Ａを通過する前後において裏面が膨出部２１Ａの外周面に密接した状態となるので、フラットワイズ方向の曲げが低減され、超電導線材１００の保護を図ることができる。
超電導コイルに使用される超電導線材１００のフラットワイズ方向の許容される最小曲げ半径は10[mm]程度が一般的なので、上記膨出部２１Ａは全体的にこの最小曲げ半径よりも曲率半径を大きくすれば良い。
なお、これら内側巻枠２０Ａ及び外側巻枠３０Ａの場合も、中心軸方向から見た形状に応じた溝が形成された側板により相対的な位置が固定される。
【００４４】
［第三の実施形態］
第三の実施形態として、内側巻枠の外側巻枠のさらに他の例について説明する。
図６（Ａ）に示す内側巻枠２０Ｂ及び外側巻枠３０Ｂは、図３の内側巻枠２０及び外側巻枠３０と中心軸方向から見た形状が同一だが、図６（Ｂ）に示すように、内側巻枠２０ＢにおけるＸ−Ｘ線に沿った断面形状が異なっている。
即ち、内側巻枠２０Ｂの外周面であって外側巻枠３０Ｂのスリット３１Ｂに臨む位置に、第一巻線部４０の一端部と他端部とを仕切る突起２２Ｂが形成されている。この突起２２Ｂは、少なくとも超電導線材１００の厚さよりも突出高さが高くなるように設定されている。
なお、突起２２Ｂは、スリット３１Ｂを挟んで両側に設けられている。
この突起２２Ｂにより、同位置において、外側巻枠３０Ｂのスリット３１Ｂにおける縁部による第一巻線部４０の一端部と他端部に対する圧迫から保護することができる。従って、超電導線材１００の破壊や損傷による超電導特性の低下等の発生を効果的に低減することが可能となる。
【００４５】
なお、突起３２Ｂに替えて周方向に沿った凸条を形成してもよい。
また、図６（Ｃ）に示すように、内側巻枠２０Ｂ側ではなく、外側巻枠３０Ｂの内周面側であってスリット３１Ｂに臨む位置に、突起３２Ｂ（又は凸条）を設けてもよい。
また、この第三の実施形態では、内側巻枠２０Ａと同様に膨出部２１Ｂを有する内側巻枠２０Ｂに突起２２Ｂを設けることを例示したが、これにかぎらず、例えば、膨出部を有していない内側巻枠２０（図１参照）のスリット３１に望む位置に突起又は凸条を設けてもよい。
【００４６】
［第四の実施形態］
第四の実施形態として、外側巻枠の他の例について説明する。
図７に示す内側巻枠２０は、前述した図１及び図３に示す内側巻枠２０と同一である。
一方、外側巻枠３０Ｄは、超電導線材１００のフラットワイズ方向の許容される最小曲げ半径（例えば10[mm]）の二倍以上の厚さを有し、スリット３１Ｄ側の端部を半円状に形成し、当該スリット３１Ｄに通される第一巻線部４０の超電導線材１００が許容される最小曲げ半径より小さい曲率の曲がりを生じないようにしている。
これにより、超電導線材１００の保護を図っている。
なお、これら外側巻枠３０Ｄの場合も、中心軸方向から見た形状に応じた溝が形成された側板により相対的な位置が固定される。
【００４７】
なお、これら内側巻枠２０及び外側巻枠３０Ｄの場合も、中心軸方向から見た形状に応じた溝が形成された側板により相対的な位置が固定される。
【００４８】
［第五の実施形態］
第五の実施形態として、外側巻枠の他の例について説明する。
図８に示す内側巻枠２０は、前述した図１及び図３に示す内側巻枠２０と同一である。
一方、外側巻枠３０Ｅは、スリット３１に替えて、第一巻線部４０の一端部を通す第一の開口部３１１Ｅと第一巻線部４０の他端部を通す第二の開口部３１２Ｅとから構成した点が前述した外側巻枠３０と異なっている。
即ち、図８（Ｂ）に示すように、第一の開口部３１１Ｅと第二の開口部３１２Ｅは、外側巻枠３０の外周面上において、中心軸方向及び周方向についてずれて配置されている。
なお、第一の開口部３１１Ｅと第二の開口部３１２Ｅは、外側巻枠３０の内周面側ではつながっているが、当該内周面側も第一の開口部３１１Ｅと第二の開口部３１２Ｅは分離していても良い。
【００４９】
このように、第一巻線部４０の一端部と他端部とは、共通する一つの開口部を通す必要はなく、第一の開口部３１１Ｅと第二の開口部３１２Ｅに個別に通してもよい。
そして、このように開口部を第一の開口部３１１Ｅと第二の開口部３１２Ｅとに個別に分けることにより、互いに逆向きに通される第一巻線部４０の一端部と他端部とに対してそれぞれの向きに適した方向で第一の開口部３１１Ｅと第二の開口部３１２Ｅとを形成することができ、超電導線材１００の曲げを低減し、超電導線材１００を保護することが可能となる。
【００５０】
なお、これら内側巻枠２０及び外側巻枠３０Ｅの場合も、中心軸方向から見た形状に応じた溝が形成された側板により相対的な位置が固定される。
【００５１】
［第六の実施形態］
第六の実施形態として、内側巻枠及び外側巻枠の他の例について説明する。
図９（Ａ）に示すように、内側巻枠２０Ｆ及び外側巻枠３０Ｆの中心軸方向から見た形状は、円形に限られず、例えば、長円形状（レーストラックコイル状）としてもよい。さらに、長円形状の中央平行部を湾曲させた楕円形状としてもよい。
このように、内側巻枠２０Ｆ及び外側巻枠３０Ｆの中心軸方向から見た形状は円形に限られず、超電導線材１００を巻いた時に許容される最小曲げ半径よりも小さい曲率で曲げが生じない形状であれば他の各種の形状とすることができる。
【００５２】
また、このように、と図９（Ｂ）に示すように、内側巻枠２０Ｇ及び外側巻枠３０Ｇの中心軸方向から見た形状を円形以外とした場合でも、スリット３１Ｇの幅を広く設定し、内側巻枠２０Ｇ側に膨出部２１Ｇを形成してもよい。
【００５３】
なお、これら内側巻枠２０Ｆ，２０Ｇ及び外側巻枠３０Ｆ，３０Ｇの場合も、中心軸方向から見た形状に応じた溝が形成された側板により相対的な位置が固定される。
【００５４】
［その他］
なお、上記各実施形態における超電導コイルはいずれも、側板と硬化性の含浸材により内側巻枠と外側巻枠とが固定されるが、側板と硬化性の含浸材は、いずれか一方のみを使用する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０  超電導コイル
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｆ，２０Ｇ  内側巻枠
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｇ  膨出部
２２Ｂ  突起
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ  外側巻枠
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｄ  スリット
３２Ｂ  突起
４０  第一巻線部
５０  第二巻線部
６０  側板
１００  超電導線材
３１１Ｅ  第一の開口部
３１２Ｅ  第二の開口部
【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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