(57)【要約】【課題】超電導線材の安定層が外径側を向く姿勢で超電導線材が巻回されることにより、超電導線材の超電導層に作用する圧縮応力が抑制され、超電導線材の特性の劣化を抑えた超電導コイル及びその製造方法を提供する。【解決手段】内周面及び外周面を有する筒状に形成される巻枠、一対の電極、テープ状の超電導線材を備えた超電導コイルであって、前記巻枠は、その内周面側と外周面側とを連通する連通溝を有しているとともに、巻枠の内周面側に内径側電極がその一部が露出した状態で設けられており、超電導線材は、安定層が径方向外側を向く姿勢で、安定層と内径側電極の露出部分とが接合される部分と、連通溝を通じて巻枠の内周面側から外周面側に導出される部分と、巻枠の外周面上に安定層が径方向外側を向く姿勢で巻回される部分と、安定層と外径側電極とが接合される部分とをこの順に有している。【選択図】図２
2008060143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導線材が巻回される巻胴を有する巻枠と、
前記巻枠に設けられる一対の電極と、
電極接合用金属層と超電導層とを含むテープ状の線材であって、前記電極接合用金属層が最上層に配置され前記超電導層は相対的に前記電極接合用金属層寄りに配置される超電導線材と、
を備えた超電導コイルであって、
前記巻枠の巻胴は、内周面及び外周面を有する筒状に形成されているとともに、前記内周面側と外周面側とを連通する連通溝を有しており、
前記一対の電極は、前記巻胴の内周面側にその一部が露出した状態で設けられる内径側電極と、前記巻胴よりも径方向外側に設けられる外径側電極とで構成され、
前記超電導線材は、その一方側端部において、前記超電導線材の電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で、前記電極接合用金属層と前記内径側電極の露出部分とが接合される部分と、前記連通溝を通じて前記巻胴の内周面側から外周面側に導出される部分と、前記巻胴の外周面上に前記電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で巻回される部分と、前記超電導線材の他方側端部において、前記超電導線材の電極接合用金属層と前記外径側電極とが接合される部分とをこの順に有していることを特徴とする超電導コイル。
【請求項２】
前記内径側電極の露出部分は、前記超電導線材が接合されるとともに径方向内側を向く内側面を有しており、前記内径側電極は、前記内側面と前記連通溝とが連続的に繋がるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の超電導コイル。
【請求項３】
前記内径側電極の内側面は、前記巻胴の内周面に沿う円弧形状を有していることを特徴とする請求項２に記載の超電導コイル。
【請求項４】
前記巻枠の巻胴に形成される連通溝は、前記巻胴の内周面側から外周面側に、曲率半径が連続的に増大する円弧形状を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超電導コイル。
【請求項５】
前記超電導線材は、Ｙ系酸化物超電導層を有する超電導線材であって、基材、絶縁材、Ｙ系酸化物超電導層、及び電極接合用金属層が、この順に積層されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の超電導コイル。
【請求項６】
前記Ｙ系酸化物超電導層を有する超電導線材の電極接合用金属層は、銀、銀合金、銅、及び銅合金の中から選ばれる材料で構成されており、前記電極接合用金属層と電極とは、はんだ付けで接合されていることを特徴とする請求項５に記載の超電導コイル。
【請求項７】
前記請求項１〜６のいずれかに記載の超電導コイルの製造方法であって、
前記巻枠における巻胴の内周面側に前記内径側電極を取り付ける工程と、
前記内径側電極と前記超電導線材の一方側端部における電極接合用金属層とを、この電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢ではんだ付けによって接合する工程と、
前記内径側電極に接合された前記超電導線材を前記連通溝に挿通させて前記巻胴の外周面側に導出させ、この超電導線材の電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で超電導線材を巻胴の外周面上に巻回する工程と、
前記超電導線材の他方側端部における電極接合用金属層と前記外径側電極とをはんだ付けによって接合する工程と、
を含むことを特徴とする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、酸化物超電導線材を用いたシングルパンケーキ型の超電導コイル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば下記特許文献１に示されるように、いわゆるシングルパンケーキ型の超電導コイルが知られている。この超電導コイルは、筒状の巻枠にテープ状の超電導線材を同心円状に巻回して形成されており、前記超電導線材の始端部（内径側）及び終端部（外径側）には、それぞれ内径側電極及び外径側電極が取り付けられて構成されている。
【０００３】
この超電導コイルの一般的な製造方法としては、まず、内径側電極に突出して形成された溶接部が巻枠の内周面側から外周面側に露出するように、前記内径側電極を巻枠の内周面に固定する。そして、巻枠の外周面に露出した内部電極の溶接部と超電導線材の始端部とをはんだ付けすることにより固定した後、超電導線材を巻枠の外周面上に巻回し、超電導線材の終端部と外径側電極とをはんだ付けすることによって超電導コイルが形成される。
【０００４】
ここで、前記超電導コイルの超電導線材としてＹ系（イットリウム系）酸化物超電導線材を用いた場合には、合金系超電導線材を用いる場合に比べて液体ヘリウム温度以上の温度であっても高磁場を発生させることができる。このＹ系酸化物超電導線材は、基材、絶縁層、Ｙ系超電導層、及び安定層が、この順に線材の厚さ方向に積層されることにより構成されており、Ｙ系超電導層は線材の表面寄り（安定層寄り）に位置している。
【０００５】
このＹ系酸化物超電導線材を用いて上記製造方法により超電導コイルを形成する場合には、Ｙ系酸化物超電導線材を前記巻枠の内周面に固定される内径側電極に固定するが、この内径側電極の溶接部が、巻枠の外周面から径方向外側を向くように露出しているため、前記Ｙ系酸化物超電導線材の安定層が径方向内側を向く状態ではんだ付けを行う。そして、その状態から前記Ｙ系酸化物超電導線材を巻枠の外周面上に巻回する。すなわち、Ｙ系超電導線材が巻回された状態では、前記安定層が常に径方向内側を向く姿勢で巻回されており、Ｙ系超電導層は、Ｙ系超電導線材の厚さ方向において相対的に内径側に位置した状態で巻回される。
【特許文献１】特開平９−１６７７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、Ｙ系酸化物超電導線材は、このＹ系酸化物超電導線材のＹ系超電導層が、適当な引張応力を受けた場合にはその特性が向上するという傾向がある反面、圧縮応力を受けた場合には、その特性が劣化するという傾向がある。したがって、Ｙ系酸化物超電導線材が巻回された状態において、Ｙ系酸化物超電導線材の安定層が径方向外側を向く姿勢で巻回されることが望まれる。すなわち、Ｙ系酸化物超電導線材の安定層が外径側を向く姿勢で巻回することにより、Ｙ系超電導層がＹ系超電導線材の厚さ方向において相対的に外径側に位置する状態となるため、このＹ系超電導層には引張応力が作用してＹ系超電導線材の特性の劣化を防ぐことができる。
【０００７】
しかし、上記の超電導コイルでは、Ｙ系酸化物超電導線材が接合される内径側電極の溶接部を径方向外側に突出させて巻枠の外周面に臨ませ、この外周面上で前記超電導線材を巻回させる構造なので、Ｙ系酸化物超電導線材の安定層は径方向内側を向く姿勢で巻回せざるを得ない。この状態では、Ｙ系超電導層がＹ系超電導線材の厚さ方向において相対的に内径側に位置することになり、Ｙ系超電導層には圧縮応力が作用することとなる。したがって、上記超電導コイルの構造では、Ｙ系酸化物超電導線材の特性を生かした超電導コイルとするのは困難である。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、超電導線材の安定層が外径側を向く姿勢で超電導線材が巻回されることにより、超電導線材の超電導層に作用する圧縮応力が抑制され、超電導線材の特性の劣化を抑えた超電導コイル及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる超電導コイルは、超電導線材が巻回される巻胴を有する巻枠と、前記巻枠に設けられる一対の電極と、電極接合用金属層と超電導層とを含むテープ状の線材であって、前記電極接合用金属層が最上層に配置され前記超電導層は相対的に前記電極接合用金属層寄りに配置される超電導線材と、を備えた超電導コイルであって、前記巻枠の巻胴は、内周面及び外周面を有する筒状に形成されているとともに、前記内周面側と外周面側とを連通する連通溝を有しており、前記一対の電極は、前記巻胴の内周面側にその一部が露出した状態で設けられる内径側電極と、前記巻胴よりも径方向外側に設けられる外径側電極とで構成され、前記超電導線材は、その一方側端部において、前記超電導線材の電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で、前記電極接合用金属層と前記内径側電極の露出部分とが接合される部分と、前記連通溝を通じて前記巻胴の内周面側から外周面側に導出される部分と、前記巻胴の外周面上に前記電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で巻回される部分と、前記超電導線材の他方側端部において、前記超電導線材の電極接合用金属層と前記外径側電極とが接合される部分とをこの順に有していることを特徴としている。
【００１０】
上記超電導コイルによれば、前記超電導線材は、この超電導線材の電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で巻枠に巻回される。すなわち、前記巻枠の巻胴における内周面側に内径側電極が設けられており、前記超電導線材の前記電極接合用金属層が前記内径側電極の径方向内側に露出する部分に接合されるため、前記超電導線材は、その一方側端部において電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で接合される。そして、前記超電導線材を前記連通溝を通じて前記巻胴の外周面側に導出することで、前記超電導線材は従来と同様に前記巻胴の外周面上で巻回される。すなわち、前記超電導線材は、前記巻胴の外周面上に前記電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で巻回される。したがって、前記超電導線材が巻枠に巻回された状態では、前記超電導線材の超電導層は、前記超電導線材の厚さ方向において相対的に外径側に位置する状態で曲げられるため、この超電導層には引張方向の応力が作用する。すなわち、超電導線材の電極接合用金属層が内径側を向く姿勢で前記超電導線材が巻回されることにより、超電導層が相対的に内径側に位置する状態で曲げられて形成される従来の超電導コイルに比べて、超電導層に作用する圧縮応力を抑制することができる。このように、超電導層に圧縮応力が作用するとその特性が劣化する超電導線材を用いる場合であっても、超電導線材の有する特性の劣化を抑えた超電導コイルとすることができる。
【００１１】
また、上記特性を有する具体的な超電導線材としては、上記超電導線材は、Ｙ系酸化物超電導層を有する超電導線材であって、基材、絶縁材、Ｙ系酸化物超電導層、及び電極接合用金属層が、この順に積層されているものが挙げられる。
【００１２】
また、上記Ｙ系酸化物超電導層を有する超電導線材の電極接合用金属層は、銀、銀合金、銅、及び銅合金の中から選ばれる材料で構成されており、前記電極接合用金属層と電極とは、はんだ付けで接合されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、Ｙ系酸化物超電導線材は高温に曝されるとその特性が劣化する性質を有しているため、上記電極接合用金属層に、通電性がよく、融点が比較的低い銀又は銀合金若しくは銅又は銅合金を用いることにより、はんだ付けにおける高温の影響を抑えて、上記Ｙ系酸化物超電導線材の特性の劣化を抑えることができる。
【００１４】
また、前記内径側電極の露出部分は、前記超電導線材が接合されるとともに径方向内側を向く内側面を有しており、前記内径側電極は、前記内側面と前記連通溝とが連続的に繋がるように配置されているのが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、前記超電導線材は、前記内径側電極の内側面から連通溝に連続的に挿通されるため、前記内径側電極の内側面と連通溝との間において、前記超電導線材が屈曲するのを防止し、前記超電導線材の特性の劣化を抑えることができる。
【００１６】
また、前記内径側電極の内側面は、前記巻胴の内周面に沿う円弧形状を有していることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、前記超電導線材が内径側電極の内側面と接合する部分で屈曲するのを防止することができるため、超電導線材の特性の劣化を抑えることができる。
【００１８】
また、前記巻枠の巻胴に形成される連通溝は、前記巻胴の内周面側から外周面側に、曲率半径が連続的に増大する円弧形状を有していることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、前記巻胴の内周面側から外周面側に前記超電導線材を屈曲させることなく導出することができるため、超電導線材の特性の劣化を抑えることができる。
【００２０】
また、本発明にかかる超電導コイルの製造方法は、前記巻枠における巻胴の内周面側に前記内径側電極を取り付ける工程と、前記内径側電極と前記超電導線材の一方側端部における電極接合用金属層とを、この電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢ではんだ付けによって接合する工程と、前記内径側電極に接合された前記超電導線材を前記連通溝に挿通させて前記巻胴の外周面側に導出させ、この超電導線材の電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で超電導線材を巻胴の外周面上に巻回する工程と、前記超電導線材の他方側端部における電極接合用金属層と前記外径側電極とをはんだ付けによって接合する工程と、を含むことを特徴としている。
【００２１】
この超電導コイルの製造方法によれば、前記超電導線材が、前記巻枠の巻胴の内周面側に設けられる前記内径側電極に前記超電導線材の電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で接合された後、この超電導線材を連通溝に挿通させて前記巻胴の外周面側に誘導し、電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で超電導線材を巻胴の外周面上に巻回することにより、前記超電導線材の電極接合用金属層が径方向外側を向く姿勢で前記巻枠に巻回される。すなわち、前記超電導線材の超電導層が前記超電導線材の厚さ方向において相対的に外径側に位置する状態で巻回される。したがって、前記超電導層に作用する圧縮応力が抑制されるため、超電導線材の特性の劣化を抑えた超電導コイルを製作することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の超電導コイル及びその製造方法によれば、超電導線材の安定層が外径側を向く姿勢で超電導線材が巻回されることにより、超電導線材の超電導層に作用する圧縮応力が抑制され、超電導線材の特性の劣化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の超電導コイルの実施形態について図面を用いて説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態における超電導コイル１の全体を示す概略図であり、図２は図１の一部を分解した図であり、図３は、図２の平面図（一部断面図）である。
【００２５】
図１〜図３において、超電導コイル１は、シングルパンケーキ型の超電導コイル１であり、略円筒形状の巻枠２と、この巻枠２に設けられる一対の電極３と、前記巻枠２に巻回される超電導線材４とを有している。本実施形態では、超電導線材４として、Ｙ系（イットリウム系）酸化物超電導線材４（以下単に超電導線材４という）が巻回されている例について説明する。
【００２６】
前記巻枠２は、前記超電導線材４が巻き付けられる筒状の巻胴２１と、この巻胴２１の軸方向両端部から前記巻胴２１の円周方向に亘って巻胴２１の延びる方向と直交する方向に延びる鍔部２２とを有している。
【００２７】
前記巻胴２１は、内周面２１ａと外周面２１ｂとを有しており、この内周面２１ａと外周面２１ｂとを連通する連通溝２３を有している。
【００２８】
この巻胴２１の内周面２１ａは、巻胴２１の軸心方向から見て螺旋状に形成されている（図３参照）。具体的には、前記内周面２１ａは、径方向内側から曲率半径が連続的に増大する円弧形状に形成されており、その径方向外側に位置する部分は、後述する連通溝２３と連続的に繋がるように形成されている。そして、この内周面２１ａには、一対の電極３を構成する内径側電極３１が設けられている。
【００２９】
前記内径側電極３１は、断面略半円弧形状を有しており一方向に延びる棒状の金属製部材である。この内径側電極３１の凹状部分（内側面３１ａ）は、超電導線材４とはんだ付けにより接合される面であり、巻胴２１の内周面２１ａに沿う形状を有している。そして、内径側電極３１は、この内径側電極３１の内側面３１ａが径方向内側に向く姿勢で、かつ、この内側面３１ａが径方向内側に露出された状態で巻胴２１の内周面２１ａに埋設されている。具体的には、内径側電極３１は、前記内側面３１ａが巻胴２１の内周面２１ａの一部を形成しており、この内側面３１ａと連通溝２３とが連続的に繋がるように設けられている。したがって、巻枠２の内周面２１ａ、内径側電極３１の内側面３１ａ、及び、連通溝２３は、その途中で屈曲することなく連続的に繋がっている。
【００３０】
前記連通溝２３は、超電導線材４を内周面２１ａ側から外周面２１ｂ側に導出させるための溝であり、巻胴２１の軸心方向から見て径方向外側に膨らむように形成されている。具体的には、この連通溝２３は、連通溝２３の曲率半径が内周面２１ａの曲率半径と等しい曲率半径から外周面２１ｂの曲率半径と等しい曲率半径に至るまで、前記巻胴２１の内周面２１ａ側から外周面２１ｂ側に連続的に増大する円弧形状に形成されている。そして、連通溝２３の入口側２３ａ（径方向内側）は、巻胴２１の内周面２１ａに沿うように連続的に形成されているとともに、連通溝２３の出口側２３ｂ（径方向外側）は、巻胴２１の外周面２１ｂに沿うように連続的に形成されている。すなわち、この連通溝２３に超電導線材４が挿通された状態では、連通溝２３の入口側２３ａから出口側２３ｂまで超電導線材４が屈曲するのを防止できるようになっている。
【００３１】
前記鍔部２２は、前記巻胴２１の両端部分に設けられる平板状の円盤部材である。これらの鍔部２２の外径側には、その周方向に並ぶ複数の箇所にボルト５が挿通可能なボルト穴２２ａが形成されている。すなわち、これらの鍔部２２が巻胴２１に組み付けられた状態では、これらの鍔部２２と巻胴２１の軸方向両端部分とが接着剤等で接着されるとともに、前記ボルト穴２２ａに挿通されたボルト５で締結されていることにより両鍔部２２と巻胴２１とが連結されている。また、鍔部２２の外径側には、後述する外径側電極３２を取り付けるための切込部２２ｂが形成されている。この切込部２２ｂは、外径側電極３２が挿通できる切込幅を有しており、鍔部２２の一部を鍔部２２の外周面から所定長さ切り込むことによって形成されている。そして、これらの鍔部２２が巻胴２１に組み付けられた状態では、それぞれの切込部２２ｂが対面するようになっている。
【００３２】
前記外径側電極３２は、平板状の一方向に延びる金属製部材である。この外径側電極３２は、前記鍔部２２の切込部２２ｂに設けられている。具体的には、外径側電極３２は、両鍔部２２の切込部２２ｂに挿入された状態で接着剤等により固定される。そして、外径側電極３２は、径方向内側を向く面（内面３２ａ）を有しており、この内面３２ａと超電導線材４とが、はんだ付けにより接合されている。
【００３３】
この超電導線材４は、図４に示すように、複数の層を有するテープ状の線材である。ここで図４は、超電導線材４を構成する各層を概略的に示す図である。図４に示すように、この超電導線材４は、金属製（例えばハステロイ）の基材４ａ上に、金属酸化物からなる絶縁層４ｂ、超電導層４ｃ（Ｙ系超電導層４ｃ）、及び電極３とはんだ付けされる電極接合用金属層４ｄ（安定層）がこの順に積層されたもので、前記電極接合用金属層４ｄは、銀、銀合金、銅、及び銅合金の中から選ばれる材料により構成されている。そして、超電導線材４全体の半分以上の厚みが基材４ａ及び絶縁層４ｂにより形成されている。従って、超電導層４ｃは、超電導線材４の厚み方向において、相対的に電極接合用金属層４ｄ寄りに位置している。
【００３４】
この超電導線材４は、巻枠２の内径側から巻回されており、その巻始め端部である始端部４１において内径側電極３１と接合（はんだ付け）される部分と、連通溝２３によって巻枠２の外周面２１ｂ側に導出される部分と、巻枠２の外周面２１ｂ上に巻回される部分と、巻終り端部である終端部４２において外径側電極３２と接合される部分とをこの順に有している。
【００３５】
具体的には、超電導線材４が内径側電極３１と接合される部分では、電極接合用金属層４ｄが、内径側電極３１の内側面３１ａに沿う状態で接合されている。すなわち、電極接合用金属層４ｄが径方向外側を向く姿勢で超電導線材４と内径側電極３１とが接合されている。
【００３６】
また、連通溝２３によって導出される部分では、超電導線材４は、電極接合用金属層４ｄが径方向外側を向く姿勢のまま、巻胴２１の外周面２１ｂ側に導出されている。すなわち、超電導線材４は、内径側電極３１に接合された部分から、巻胴２１の内周面２１ａ、連通溝２３、ひいては巻胴２１の外周面２１ｂに至るまで、屈曲することなく円弧状に延びるように電極接合用金属層４ｄが径方向外側を向く姿勢で巻胴２１の外周面２１ｂ側に導出されている。
【００３７】
また、巻枠２の外周面２１ｂ上では、連通溝２３を通じてこの外周面２１ｂ側に導出された超電導線材４が所定回数巻回されている。具体的に、超電導線材４は、電極接合用金属層４ｄが径方向外側を向く姿勢で、超電導線材４が径方向に重なるように巻回されており、この巻回数は超電導コイルに要求される性能を満足するように設計されている。そして、超電導線材４の終端部４２における電極接合用金属層４ｄが外径側電極３２の内面３２ａと接合されている。したがって、超電導線材４は、電極接合用金属層４ｄが径方向外側を向く姿勢で外径側電極３２と接合されている。このようにして、超電導線材４が巻枠２に巻回された状態では、超電導線材４は、電極接合用金属層４ｄが常に径方向外側を向く姿勢で巻回されている。
【００３８】
次に、上記超電導コイル１の製造方法について説明する。
【００３９】
まず、巻枠２における巻胴２１の内周面２１ａに内径側電極３１を取り付ける。具体的には、巻胴２１の一方側端部に鍔部２２を接着剤等で固定する。そして、この状態で、内径側電極３１の内側面３１ａが巻枠２の内周面２１ａに沿う状態で、前記巻胴２１の内周面２１ａに内径側電極３１を固定する。
【００４０】
次に、内径側電極３１と超電導線材４とを接合する。具体的には、内径側電極３１の内側面３１ａと超電導線材４の始端部４１における電極接合用金属層４ｄとをはんだ付けによって接合する。すなわち、内径側電極３１は、内径側電極３１の内側面３１ａが径方向内側を向く姿勢で設けられているため、超電導線材４の始端部４１における電極接合用金属層４ｄが径方向外側を向く姿勢で超電導線材４と内径側電極３１とが接合される。なお、超電導層４ｃは、このはんだ付けにより高温に曝されるが電極接合用金属層４ｄに比較的融点の低い銀又は銀合金若しくは銅又は銅合金を用いているため、超電導層４ｃへのはんだ付けにおける高温の影響を抑えることができる。
【００４１】
次に、超電導線材４を連通溝２３を通じて巻胴２１の外周面２１ｂに導出させ、超電導線材４を外周面２１ｂ上に巻回する。具体的には、超電導線材４が径方向外側を向く姿勢で内径側電極３１の内側面３１ａに接合された状態から、超電導線材４を内径側電極３１の内側面３１ａ、巻胴２１の内周面２１ａに沿わせて連通溝２３の入口側２３ａに誘導し、連通溝２３を通じて巻胴２１の外周面２１ｂに導出させる。すなわち、超電導線材４は、電極接合用金属層４ｄが径方向外側を向く姿勢を維持した状態で巻胴２１の外周面２１ｂに導出される。その際、内径側電極３１の内側面３１ａ、巻胴２１の内周面２１ａ及び連通溝２３は、連続的に繋がるように構成されているため、超電導線材４が屈曲されることなく巻胴２１の外周面２１ｂ側に誘導される。そして、巻胴２１の他方端部に鍔部２２を接着剤等で固定した後、巻胴２１の外周面２１ｂ側に導出された超電導線材４を電極接合用金属層４ｄが径方向外側を向く姿勢で外周面２１ｂに巻回し、さらに巻回された超電導線材４の上から重ねるように超電導線材４を複数回巻回する。
【００４２】
次に、超電導線材４と外径側電極３２とを接合する。具体的には、巻枠２の鍔部２２の切込部２２ｂに外径側電極３２を差込み、超電導線材４の終端部４２における電極接合用金属層４ｄと外径側電極３２の内面３２ａとをはんだ付けによって接合する。すなわち、超電導線材４の電極接合用金属層４ｄが径方向外側を向く姿勢ではんだ付けされる。そして、両鍔部２２のボルト穴２２ａにボルト５を挿通し締結することにより両鍔部２２と巻胴２１とを確実に固定する。
【００４３】
このような超電導コイル１及びその製造方法によれば、超電導線材４の電極接合用金属層４ｄが常に径方向外側を向く姿勢で前記超電導線材４を巻回することができる。すなわち、電極接合用金属層４ｄが常に径方向外側を向く姿勢では、超電導線材４の電極接合用金属層４ｄが凸となる方向に曲げられた状態で巻回されるため、電極接合用金属層４ｄ寄りに積層されている超電導層４ｃには、引張応力が作用する。したがって、超電導層４ｃに圧縮応力が作用するとその特性が劣化する超電導線材４であっても、その超電導線材４の有する特性の劣化を抑えた超電導コイル１とすることができる。
【００４４】
また、本発明の超電導コイル１及びその製造方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記本実施形態では、内径側電極３１の内側面３１ａが巻枠２における巻胴２１の内周面２１ａに沿う円弧形状を有するものについて説明したが、平面形状を有するものであってもよい。この場合には、この内径側電極３１に接合される超電導線材４が屈曲されずに連続溝の入口側２３ａに導入されるように前記内径側電極３１を配置するのが好ましい。
【００４５】
また、上記実施形態では、外径側電極３２が平板形状を有する場合について説明したが、外径側電極３２が円弧形状を有するものであってもよい。この場合には、超電導線材４が巻胴２１の外周面２１ｂ上に巻回される部分に沿うように配置することにより、巻枠２の鍔部２２の外径が小さくなり超電導コイル１をコンパクトにできる。
【００４６】
また、上記実施形態では、連続溝が、内周面２１ａ側から外周面２１ｂ側に曲率半径が連続的に増大する円弧形状を有している場合について説明したが、直線状に形成されているものであってもよい。この場合において、連続溝の入口側２３ａと巻胴２１の内周面２１ａとの連結部分、及び、連続溝の出口側２３ｂと巻胴２１の外周面２１ｂとの連結部分は、巻回する超電導線材４が屈曲するのを抑制するために連続溝の配置、長さ、角度を適宜設定することが好ましい。
【００４７】
また、上記実施形態では、超電導線材４としてＹ系酸化物超電導線材４である場合について説明したが、Ｙ系酸化物超電導線材４に限られず、超電導層４ｃに圧縮応力が作用するとその特性が劣化する超電導線材４であればよい。
【００４８】
具体的には、本発明で巻回するテープ状の超電導線材４としては、Ｙ系酸化物超電導層以外にも、Ｂｉ系酸化物超電導層、Ｎｂ３Ｓｎ超電導層、Ｎｂ３Ａｌ超電導層、ＭｇＢ２超電導層を有する超電導線材４であってもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、巻胴２１と鍔部２２とが別体である巻枠２について説明したが、一方側の鍔部２２と巻胴２１とが一体的に成形されているものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る超電導コイルを示す概略図（斜視図）である。
【図２】図１における超電導コイルの一部を分解した図である。
【図３】図２の平面図（一部断面図）である。
【図４】超電導線材の各層を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  超電導コイル
２  巻枠
３  電極
４  超電導線材（Ｙ系酸化物超電導線材）
４ｂ  絶縁層
４ｃ  超電導層
４ｄ  電極接合用金属層
５  ボルト
２１  巻胴
２１ａ  内周面
２３  連通溝
３１  内径側電極
【図１】
2008060143.tif 000003
【図２】
2008060143.tif 000004
【図３】
2008060143.tif 000005
【図４】
2008060143.tif 000006