(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材の端末部が巻線部と一体化し、外側に端子部材を備えたパンケーキコイルにおいて、予め外周面に半田メッキが施された前記コイル外周の端末部の外側に、低抵抗体からなり、予め内周面に半田メッキが施された環状体の一部を切除した形状を有する複数の半田注入孔を備えた端子部材を配置し、前記線材の端末部を前記端子部材の切除部内部に配置して前記コイル外周面と前記端子部材の内周面を加熱状態で密着させながら、前記端子部材の両端部を連結部材により固定するとともに、前記半田注入孔から半田を注入して固化させることにより、前記端末部と前記端子部材とを電気的及び機械的に結合したことを特徴とするリードレスコイル。
【請求項２】
線材の端末部が巻線部と一体化し、外側に端子部材を備えたダブルパンケーキコイルにおいて、予め外周面に半田メッキが施された前記コイル外周の両端末部の外側に、低抵抗体からなり、予め内周面に半田メッキが施された環状体の一部を切除した形状を有する複数の半田注入孔を備えた端子部材をそれぞれ配置し、前記線材の端末部を前記端子部材の切除部内部にそれぞれ配置して前記各コイル外周面と前記各端子部材の内周面を加熱状態で密着させながら、前記各端子部材の各両端部を連結部材により固定するとともに、前記半田注入孔から半田を注入して固化させることにより、前記各端末部と前記各端子部材とを電気的及び機械的に結合したことを特徴とするリードレスコイル。
【請求項３】
線材の端末部が巻線部と一体化したダブルパンケーキコイルの予め外周面に半田メッキが施されたコイル外周の両端末部の外側に、低抵抗体からなり、予め内周面に半田メッキが施された環状体の一部を切除した形状を有する複数の半田注入孔及び複数の接続用ネジ孔を設けた端子部材をそれぞれ配置し、前記線材の端末部を前記端子部材の切除部内部にそれぞれ配置して前記各コイル外周面と前記各端子部材の内周面を加熱状態で密着させながら、前記各端子部材の各両端部を連結部材によりそれぞれ固定するとともに、前記半田注入孔から半田を注入して固化させることにより、前記各端末部と前記各端子部材とを電気的及び機械的に結合したダブルパンケーキコイルの複数個を積層し、各ダブルパンケーキコイルの隣接する各端子部材の外側に、低抵抗体からなる円筒体の一部を切除した形状を有する接続部材を配置し、前記複数の接続用ネジ孔に固定ネジを螺合させることにより、各ダブルパンケーキコイルの隣接する各端子部材を前記接続部材により電気的及び機械的に結合したことを特徴とするリードレスコイル。
【請求項４】
線材は、テープ状の酸化物超電導線材であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載のリードレスコイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコイルを形成する線材の端末部が巻線部と一体化したリードレスコイルに係り、モータやトランスに適用可能な、特に酸化物超電導コイルに適したリードレスコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リードレスコイルは、コイルを形成する線材の端末部が巻線部と一体化しており、端末の補強が容易で巻線部が端末から解かれることがなく、かつ巻線後はコイルブロックとして取扱うことができるため、組立て等の作業性に優れた巻線構造である。
【０００３】
図３はこのようなリードレスコイル２０を示したもので、テープ状又は丸線状の線材を内側の巻き始め端２０ａから外層の巻き終り端２０ｂへ巻回し、線間をエポキシ樹脂等で固定したものである。
【０００４】
このようなリードレスコイルは、特に熱処理後の超電導特性が機械的応力に対して低下し易く、端末の補強が超電導コイルの特性に大きな影響を与えることから、Ｎｂ3 Ｓｎ等の金属系超電導線材を用いたコイルやＢｉ−２２１２等の酸化物超電導線材を用いたコイルに適した巻線構造である。
【０００５】
酸化物超電導コイルにおいては、臨界電流密度（Ｊｃ）を向上させるために高い面内配向性を有することが必要であり、このため、テープ状の酸化物超電導体を用い、ダブルパンケーキコイル構造に形成することが行われる。
【０００６】
図４はこのようなダブルパンケーキコイル３０を示したもので、テープ状の線材３０ａを中央でエッジワイズ曲げ（テープ平面内で曲げる）してそれぞれ逆方向に巻回してコイル３０ｂ、３０ｃを形成し、全体として同一方向に巻回されたコイルを形成するものである。この場合においても、コイル全体はエポキシ樹脂等で固定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のリードレスコイルは、組立て等の作業性に優れた巻線構造であるが、コイル端末に電流供給用又は電圧検出用の電極端子を接続する必要があり、特にテープ状の線材を用いたコイルにおいては、この接続作業が難しく、十分な端子接続が得られないことがある。
【０００８】
即ち、テープ状の線材を用いたコイルの場合、テープ状の電極端子とコイル端末の接続面同志を密着させながら、電極端子を全体又は接続面と反対側の面から加熱してコイル端末に融着させる方法が採用されているが、接続面同志の隙間を埋める半田等は予め接続面に付着させておくか、接続面に平行な方向から供給しなければならない。前者の場合、融着時に接続面同志を密着させる治具が必要となり、押さえた時にはみ出してくる余分な半田を除去しなければならず、また後者の場合、半田等が接続面全体に広がらずにエッジのみで接続され易く、十分な接続面が得られないという問題がある。
【０００９】
一方、テープ状の酸化物超電導線材を使用したマグネットでは、ダブルパンケーキ状に巻線したリードレスコイルを数段積層する方法が用いられている。従来、コイル同志の接続は、コイルを形成するテープ状線材を用いて、コイル最外層に沿ってエッジワイズ曲げで周方向に長くわたらせて各コイルを接続することが行われているが、電磁力対策としてその線材とともに巻線端末を補強し固定することが難しいという問題がある。
【００１０】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、リードレスコイルの巻線端末において、良好な端子接続やコイル間接続及びそれらの補強が容易な端子構造を提供することをその目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明のリードレスコイルは、線材の端末部が巻線部と一体化し、外側に端子部材を備えたパンケーキコイルにおいて、予め外周面に半田メッキが施された前記コイル外周の端末部の外側に、低抵抗体からなり、予め内周面に半田メッキが施された環状体の一部を切除した形状を有する複数の半田注入孔を備えた端子部材を配置し、前記線材の端末部を前記端子部材の切除部内部に配置して前記コイル外周面と前記端子部材の内周面を加熱状態で密着させながら、前記端子部材の両端部を連結部材により固定するとともに、前記半田注入孔から半田を注入して固化させることにより、前記端末部と前記端子部材とを電気的及び機械的に結合するようにしたものである。
【００１２】
また、ダブルパンケーキコイルに対して本発明のリードレスコイルは、線材の端末部が巻線部と一体化し、外側に端子部材を備えたダブルパンケーキコイルにおいて、予め外周面に半田メッキが施された前記コイル外周の両端末部の外側に、低抵抗体からなり、予め内周面に半田メッキが施された環状体の一部を切除した形状を有する複数の半田注入孔を備えた端子部材をそれぞれ配置し、前記線材の端末部を前記端子部材の切除部内部にそれぞれ配置して前記各コイル外周面と前記各端子部材の内周面を加熱状態で密着させながら、前記各端子部材の各両端部を連結部材により固定するとともに、前記半田注入孔から半田を注入して固化させることにより、前記各端末部と前記各端子部材とを電気的及び機械的に結合するようにしたものである。
【００１３】
さらに、複数個のダブルパンケーキコイルを接続する場合には、本発明のリードレスコイルは、線材の端末部が巻線部と一体化したダブルパンケーキコイルの予め外周面に半田メッキが施されたコイル外周の両端末部の外側に、低抵抗体からなり、予め内周面に半田メッキが施された環状体の一部を切除した形状を有する複数の半田注入孔及び複数の接続用ネジ孔を設けた端子部材をそれぞれ配置し、前記線材の端末部を前記端子部材の切除部内部にそれぞれ配置して前記各コイル外周面と前記各端子部材の内周面を加熱状態で密着させながら、前記各端子部材の各両端部を連結部材によりそれぞれ固定するとともに、前記半田注入孔から半田を注入して固化させることにより、前記各端末部と前記各端子部材とを電気的及び機械的に結合したダブルパンケーキコイルの複数個を積層し、各ダブルパンケーキコイルの隣接する各端子部材の外側に、低抵抗体からなる円筒体の一部を切除した形状を有する接続部材を配置し、前記複数の接続用ネジ孔に固定ネジを螺合させることにより、各ダブルパンケーキコイルの隣接する各端子部材を前記接続部材により電気的及び機械的に結合するようにしたものである。
【００１４】
以上の発明は、リードレスコイルの線材としてテープ状の酸化物超電導線材を用いた場合に好適する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のリードレスコイルでは、コイル外周の端末部の外側に、Ａｇ又はＣｕ等の低抵抗体からなる端子部材を配置し、端末部と端子部材とを半田等の低融点金属等を用いて電気的に接続する。
【００１６】
上記の端子部材は、環状体の一部を切除した形状を有するため、この切除部内にコイル外周の端末部を位置せしめることにより、コイル外周の端末の形状に合わせて端子部材を密着させることができる。
【００１７】
上記の半田等による端末部と端子部材との接続を可能とするために、端子部材の複数箇所に貫通孔を設け、この貫通孔を半田注入孔として使用することにより、電気的及び機械的に良好な接続が得られる。
【００１８】
また、上記の切除部は端子部材の両端部を連結部材により固定する際の調整間隔として利用することができる。
【００１９】
端子部材は、その両端部が連結部材により調整及び固定されるが、この調整及び固定は、半田等による端末部と端子部材との接続と同時に行われ、連結部材としては、端子部材の両端に設けたボルト等を用いて端子部材の両端部
を固定するガラス糸等を使用することができる。
【００２０】
ダブルパンケーキコイル構造のリードレスコイルの場合は、コイル外周の両端末部の外側に、低抵抗体からなる環状体の一部を切除した端子部材を各コイル外周の端末部が切除部内に位置せしめられるようにそれぞれ配置し、各端末部と各端子部材とを上記と同様の方法で電気的に接続し、同時に各端子部材の両端部を連結部材によりそれぞれ固定する。
【００２１】
複数個のダブルパンケーキコイルを積層して組み立てる場合には、貫通孔の一部にヘリサートタップを取り付け、隣接する各端子部材間にＡｇ又はＣｕ等の低抵抗体からなる、例えば環状体の一部を切除した形状を有する接続部材を配置し、固定ネジで各端子部材と電気的に接続することにより、コイル同志の接続又は端子部材と電流リードとの接続を機械的に行うことができる。
【００２２】
この場合、貫通孔とヘリサートタップとを交互に複数箇所設けることができる。
【００２３】
【実施例】
図１にリードレスコイルのダブルパンケーキコイル１を積層したときの端子構造を、また図２はその一部拡大図を示す。
【００２４】
ダブルパンケーキコイル１を構成する各コイル１ａ、１ｂのコイル外周には、無酸素銅のリング形状の端子２がそれぞれ取り付けられ、この各端子２の１箇所にはカット部３が設けられるとともに、コイル径方向すなわち接続面に垂直な方向に貫通孔が２３箇所形成されている（一部のみ図示）。
【００２５】
上記のカット部３の近傍の貫通孔４ａには、ヘリサートタップが取り付けられ、このヘリサートタップが取り付けられた貫通孔４ａは、単なる貫通孔４ｂと交互に設けられている。
【００２６】
端子２のカット部３の間隔は、カット部３の近傍の貫通孔４ａのヘリサートタップに取り付けられたボルト５ａ、５ｂ間に掛け渡されたガラス糸６によって調整されている。
【００２７】
貫通孔４ａの他のヘリサートタップは、コイルを積層した時に隣接する端子同志を機械的に接続するための固定ネジに使用され、他の貫通孔４ｂは半田注入孔として用いられる。積層されたダブルパンケーキコイル１と端子２は半田で電気的に接続され、また隣接するダブルパンケーキコイルの隣接する端子間は、無酸素銅からなるテープ状の接続部材７をヘリサートタップに取り付けた固定ネジ８によって電気的に接続されている。
【００２８】
以上のダブルパンケーキコイル１の積層体は、次のようにして形成される。
【００２９】
まず、コイル１の外周面及び端子２の内周面の接続面同志にあらかじめ半田でメッキ処理を施し、コイル１ａ、１ｂの各外周面に端子２をそれぞれ取り付ける。この端子２を各コイル１ａ、１ｂに取り付ける際、コイルを形成するテープ状の巻線端末の先端１ｃがカット部３の内部に配置されるようにして、カット部３の間隔を調整し巻線端末のコイル最外層表面に端子内表面を密着させる。
【００３０】
具体的には、カット部３近傍の隣接する２つの貫通孔４ａのヘリサートタップに取り付けたボルト５ａ、５ｂにガラス糸６を絡ませ、端子２を半田こてで加熱しながらガラス糸６をカット部間隔が縮まるように巻き締める。コイルと端子が密着したところで、ガラス糸６をボルト５ａ、５ｂで締めつけて固定し、巻線端末と共にコイルを外周から補強し、通電時の径方向に加わる電磁力を抑える。
【００３１】
次に、ヘリサートタップが入っていない貫通孔４ｂから半田９を注入し、端子２をコイル１ａ、１ｂに半田付けする。その後、巻線部と端子２のカット部に取り付けたガラス糸６をエポキシ含浸することで固定する。
【００３２】
このようにして端子２が取り付けられたダブルパンケーキコイル１を積層し、隣接するダブルパンケーキコイルの隣接する端子２間を、図１及び図２に示すように、ダブルパンケーキコイルの隣接するコイル外周に亘って配置された無酸素銅からなるテープ状の接続部材７をヘリサートタップに取り付けた固定ネジ８によって電気的に接続する。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるリードレスコイルでは、コイルへの良好な端子接続および巻線部の補強が容易に得られ、またコイル間接続も極めて容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリードレスコイルのダブルパンケーキコイルを積層した端子構造を示す断面図である。
【図２】図１の一部拡大断面図である。
【図３】従来のリードレスコイルの正面図である。
【図４】従来のダブルパンケーキコイルの断面図である。
【符号の説明】
１・・・ダブルパンケーキコイル
１ａ、１ｂ・・・コイル
２・・・端子
３・・・カット部
５ａ、５ｂ・・・ボルト
６・・・ガラス糸
７・・・接続部材
８・・・固定ネジ
９・・・半田
【図１】
0004323710.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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