(57)【要約】【課題】超電導コイルの支持枠の軸線方向両端面を冷却容器の内面に当接させて位置決めする構成において、超電導コイルを内周側からも冷却可能とする支持枠を提供する。【解決手段】冷媒が充填される冷却容器内に収容される超電導コイルの支持枠であって、  前記支持枠は、円環状に巻回された超電導線の内周に配置する円筒形状で且つ前記超電導コイルの軸線方向の両端より突出しており、該支持枠の軸線方向の長さは、該軸線方向の両端面が前記冷却容器の対向する内面と当接する長さに設定し、かつ、該両端に切欠を設けている。【選択図】図１
2009123970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が充填される冷却容器内に収容される超電導コイルの支持枠であって、
前記支持枠は、円環状に巻回された超電導線の内周に配置する円筒形状で且つ前記超電導コイルの軸線方向の両端より突出しており、
該支持枠の軸線方向の長さは、該軸線方向の両端面が前記冷却容器の対向する内面と当接する長さに設定し、かつ、該両端に切欠を設けていることを特徴とする超電導コイルの支持枠。
【請求項２】
前記支持枠は、軸線方向に並設した複数の超電導パンケーキコイルの巻枠に内嵌して貫通させ、前記並設したパンケーキコイルの軸線方向の両端より突出させており、
あるいは、１つの超電導コイルの巻枠自体を前記支持枠としている請求項１に記載の超電導コイルの支持枠。
【請求項３】
前記両端に設ける切欠は、軸線方向の対向位置に設けている請求項１または請求項２に記載の超電導コイルの支持枠。
【請求項４】
前記軸線方向の両端に設ける切欠は、それぞれ周方向に間隔をあけて複数設け、該切欠を設けた領域の周方向の合計長さを全周長さの半分以下としている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の超電導コイルの支持枠。
【請求項５】
複数の前記切欠を周方向に３０〜９０度の間隔をあけて設けている請求項４に記載の超電導コイルの支持枠。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の支持枠を備えた超電導コイルを冷却容器内に収容しており、
前記冷却容器は、前記支持枠の内周に配置する内周壁と、前記支持枠に支持された超電導コイルの外周側に配置する外周壁と、前記内周壁と外周壁の軸線方向の両端縁を連結する両端側壁を備え、
前記支持枠の軸線方向の両端面を前記冷却容器の両端側壁の内面に当接して狭持固定していることを特徴とする超電導コイルユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導コイルの支持枠および超電導コイルユニットに関し、詳しくは、支持枠の形状を改良することにより、該支持枠に超電導線を巻回して形成した超電導コイルを冷却容器内で効率良く冷却するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特開平９−６９４３０号公報（特許文献１）等において、超電導線を巻回して超電導コイルを形成するための巻枠が提供されている。この超電導コイル用巻枠は一般的に円筒状となっており、軸線方向の環状の両端面は平坦面となっている。
前記超電導コイルは極低温の超電導温度に冷却する必要があるため、液体窒素等の冷媒が貯留された冷却容器内に収容されている。
【０００３】
超電導コイルを冷却容器内に位置決め保持して収容するため、図８（Ａ）に示すように、冷却容器１の対向する内面１ａに超電導コイルの巻枠２の軸線方向の両端面２ａを当接させて超電導コイル３を位置決めしている。あるいは、図８（Ｂ）に示すように、円環状筒型の冷却容器１’の内周壁１ｂ’に巻枠２を外嵌して超電導コイル３を位置決めしている。
しかしながら、前記のように、巻枠２の円環状の端面２ａを冷却容器の内面に当接させて超電導コイル３を位置決めすると、巻枠２の内周側に冷媒が流入せず、超電導コイル３を内周側から冷却することができないため冷却効率が良くない問題がある。
前記のような超電導線を直接巻回する巻枠に限らず、複数のパンケーキ型の超電導コイルを軸線方向に並設し、これら超電導コイルの巻枠に１つの支持枠を通して一体的に組みつける積層型の超電導コイルにおいても、支持枠で内周側への冷媒の流入が遮断される問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６９４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、超電導コイルの支持枠の軸線方向両端面を冷却容器の内面に当接させて位置決めする構成において、超電導コイルを内周側からも冷却可能とする支持枠を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、冷媒が充填される冷却容器内に収容される超電導コイルの支持枠であって、
前記支持枠は、円環状に巻回された超電導線の内周に配置する円筒形状で且つ前記超電導コイルの軸線方向の両端より突出しており、
該支持枠の軸線方向の長さは、該軸線方向の両端面が前記冷却容器の対向する内面と当接する長さに設定し、かつ、該両端に切欠を設けていることを特徴とする超電導コイルの支持枠を提供している。
【０００７】
前記構成からなる超電導コイルの支持枠によれば、該支持枠の軸線方向の両端面を冷却容器の対向する内面に当接して超電導コイルを冷却容器内で位置決めした状態で、支持枠の軸線方向両端縁に設けた切欠により支持枠の軸線方向両端縁と冷却容器の内面との間に冷媒を通すことのできる隙間を設けることができる。
これにより、前記従来例で示した円環状筒型の冷却容器に超電導コイルを収容する場合には、前記冷媒流通用の切欠を通して支持枠の内周側に配置された冷却容器の内周壁に冷媒を接触させることができ、該内周壁による熱伝導により超電導コイルを内周側からも冷却することができる。
また、前記従来例で示したボックス状の冷却容器に超電導コイルを収容する場合には、前記切欠を通して支持枠内部に冷媒を流入させることができ、該冷媒により超電導コイルを内周側からも冷却することができる。
このように、前記支持枠に切欠を設けたことにより、超電導コイルを内周側からも冷却することができ、効率良く超電導コイルを冷却することができる。
【０００８】
前記支持枠は、軸線方向に並設した複数のパンケーキコイルの巻枠に内嵌して貫通させ、前記並設したパンケーキコイルの軸線方向の両端より突出させている。
あるいは、１つの超電導コイルの巻枠自体を前記支持枠としている。
【０００９】
前記両端に設ける切欠は、軸線方向の対向位置に設けていることが好ましい。
即ち、前記切欠を設けない部位を支持枠の軸線方向の対向位置に設けているため、支持枠の両端面のうち軸線方向に対向する部位をそれぞれ冷却容器の内面に当接させることができ、十分な保持力で超電導コイルを位置決め保持することができる。
なお、支持枠の軸線方向両端面を冷却容器の内面に当接することにより超電導コイルの軸線方向の位置決めは確実にすることができるが、超電導コイルの径方向の位置決めが不十分な場合には、別体のスペーサを用いて超電導コイルを位置決めしてもよい。
【００１０】
前記軸線方向の両端に設ける切欠は、それぞれ周方向に間隔をあけて複数設け、該切欠を設けた領域の周方向の合計長さを全周長さの半分以下としていることが好ましい。
前記構成によれば、切欠を支持枠周方向の１箇所に集中させず分散させて設けているため、支持枠による冷却容器への位置決め保持力が局所的に大幅に低下するのを防止することができる。また、超電導コイルを前記円環状筒型の冷却容器に収容する場合には、支持枠の内周側に配置された冷却容器の内周壁に広い範囲で冷媒を接触させることができ、偏りなく、かつ、より効率良く超電導コイルを冷却することができる。
さらに、切欠を設けた領域の周方向の合計長さを全周長さの半分以下としているため、支持枠による冷却容器への位置決め保持力が大幅に低下することもない。
【００１１】
複数の前記切欠を周方向に３０〜９０度の間隔をあけて設けていることが好ましい。
前記切欠を設ける間隔を３０〜９０度としているのは、３０度より小さくすると、切欠を多数設けることになって加工工数が増えてしまうからであり、９０度より大きくすると円環状筒型の冷却容器に超電導コイルを収容する場合、広い範囲で冷却容器の内周壁に冷媒を接触させることができなくなるからである。
【００１２】
また、各切欠は周方向に３０〜９０度の範囲に設けられていることが好ましい。
各切欠を設ける範囲を３０〜９０度としているのは、３０度より小さくすると、切欠を多数設けることになって加工工数が増えてしまうからであり、９０度より大きくすると支持枠による冷却容器への位置決め保持力が局所的に大幅に低下してしまうからである。
【００１３】
また、本発明は、前記支持枠を備えた超電導コイルを冷却容器内に収容した超電導コイルユニットを提供している。
前記超電導コイルユニットは、前記冷却容器が、前記支持枠の内周に配置する内周壁と、前記支持枠に支持された超電導コイルの外周側に配置する外周壁と、前記内周壁と外周壁の軸線方向の両端縁を連結する両端側壁を備え、
前記支持枠の軸線方向の両端面を前記冷却容器の両端側壁の内面に当接して狭持固定している。
【００１４】
前記構成からなる超電導コイルユニットでは、冷却容器の外周側に導入される冷媒を前記冷媒流通用の切欠を通して支持枠の内周側に流入させている。
よって、前記支持枠を冷却容器の内周壁の外面に接触させて外嵌している場合には、支持枠の両端の切欠を通して流入する冷媒を冷却容器の内周壁に接触させて内周壁を冷却し、冷却された内周壁の冷熱を支持枠を介して超電導コイルに内周側に伝導し、超電導コイルの内周側を冷却することができる。
一方、支持枠の両端を冷却容器の対向する両端側壁に突き当てて位置決め保持し、支持枠の内周面を冷却容器の内周壁に接触させずに隙間を設けている場合には、この隙間に前記切欠を通して冷媒を導入できる。支持枠は内周側に導入した冷媒により効率よく冷却でき、該支持枠の冷熱で超電導コイルの内周側を外周側と同程度に冷却することができる。
【００１５】
また、本発明の支持枠を備えた超電導コイルは、内外槽を備えた冷却容器内に収容していることが好ましい。
前記内外槽はいずれも、外周壁、内周壁および両端側壁を備え、内槽に超電導コイルと冷媒とを収容し、該内槽を真空断熱槽を介して外槽で囲む構成としており、該２重槽とすると外部熱が冷媒に伝導するのを抑制でき、前記内槽に配置する超電導コイルの内周側に冷媒を導通させる作用と相俟って、超電導コイルの冷却性能を高めることができる。
【００１６】
また、超電導コイルをパンケーキコイルの積層型とした場合、モータの界磁側固定子として好適に用いられる。
このように、冷却容器に収容する超電導コイルをモータの界磁側固定子とする場合においては、冷却容器に設ける冷媒流通口は配管と接続しやすい外周壁に設けられ、冷却容器内には超電導コイルの外周側に冷媒が供給され、前記のように、超電導コイルの内周側は冷却されにくくなる。
よって、前記冷却容器の両端側壁に当接する超電導コイルの内周枠の軸線方向の端部に切欠等を設けて、冷媒を超電導コイルの内周側に流入させて、内周壁に冷媒を直接接触させて冷却し、あるいは超電導コイルの内周側の支持枠と内周壁との隙間に冷媒を導入すると超電導コイルの内周側を効率良く冷却することができる。
【発明の効果】
【００１７】
前述したように、本発明の超電導コイルの支持枠によれば、該支持枠に超電導線を巻回して形成した超電導コイルを冷却容器に収容し、前記支持枠の軸線方向両端面を冷却容器の内面に当接して超電導コイルを冷却容器内で位置決めした状態で、支持枠の軸線方向両端縁に設けた冷媒流通用の切欠により支持枠の軸線方向両端縁と冷却容器の内面との間に冷媒を通すことのできる隙間を設けることができる。
これにより、円環状筒型の冷却容器の場合には、前記切欠を通して冷却容器の内周壁に冷媒を接触させ、該内周壁による熱伝導により超電導コイルを内周側からも冷却することができる。
また、支持枠の軸線方向の両端を冷却容器の両端側壁の内面に突き当てて挟持し、支持壁と冷却容器の内周壁との間に隙間を設けている場合には、前記切欠を通して支持枠内部に冷媒を流入させることができ、該冷媒により超電導コイルを内周側からも冷却することができ、効率良く超電導コイルを冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図６に、本発明の第１実施形態を示す。
本実施形態の超電導コイル２１の支持枠１０（以下、支持枠１０と称す）は、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させた繊維強化樹脂（ＦＲＰ）からなる円筒形状の支持枠としている。超電導コイル２１は図２に示すように、ダブルパンケーキ型とした複数個（本実施形態では８個）を軸線方向に並設し、各ダブルパンケーキの巻枠２５に１本の前記支持枠１０を貫通状態に内嵌して積層型としたものであり、支持枠１０の軸線方向の両端は超電導コイル２１の両端より突出させている。
【００１９】
前記支持枠１０は図１に示すように、軸線方向Ｘの両端縁１０ａには、冷媒流通用の切欠１０ｂを周方向に間隔をあけて設けている。該切欠１０ｂは、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、各端縁１０ａにそれぞれ３つずつ設けており、図１（Ａ）及び図１（Ｃ）に示すように、一端側に設けた切欠１０ｂと他端側に設けた切欠１０ｂとは、それぞれ軸線方向Ｘに対向する位置に設けている。
本実施形態では、全ての切欠１０ｂを同一形状とし、各切欠１０ｂを周方向に６０度の範囲に設け、各切欠１０ｂ間に周方向に６０度の間隔をあけて、切欠１０ｂを支持枠１０の周方向に均等に設け、切欠１０ｂを設けた領域の周方向の合計長さを全周長さの半分としている。
また、支持枠１０の軸線方向Ｘの両端縁のうち、前記切欠１０ｂを設けていない部位の端面１０ｃは、軸線方向Ｘと直交する平坦面とし、一端側の端面１０ｃを全て同一平面上に設けると共に、他端側の端面１０ｃも全て同一平面上に設けている。
【００２０】
前記超電導コイル２１は、帯状のビスマス系酸化物超電導線を円筒状の巻枠に巻回して形成したダブルパンケーキコイルを、前記のように、軸線方向に並設し、隣接するダブルパンケーキの超電導線を順次接続した積層型のコイルとしている。
なお、前記パンケーキコイルはシングルパンケーキコイルとしてもよい。また、支持枠１０を巻枠として、支持枠１０の外周面に超電導線を直接螺旋状に巻回したソレノイドコイルとしてもよい。
【００２１】
前記超電導コイル２１を冷却容器２２に収容しており、冷却容器２２は円環状筒型としている。該冷却容器２２は、超電導コイル２１と液体窒素からなる冷媒が収容される内槽２８と、該内槽２８が真空断熱層Ｓを介して収容される外槽２９を備え、真空断熱層Ｓにはアルミニウムからなる多層断熱フィルム（図示せず）を収容している。前記内槽２８と外槽２９は共にステンレスからなる。
【００２２】
前記内槽２８は、図２に示すように、支持枠１０に内嵌する円筒状の内周壁２８ａと、超電導コイル２１の外周側に配置する円筒状の外周壁２８ｂと、内周壁２８ａと外周壁２８ｂの軸線方向両端縁を連結すると共に超電導コイル２１の軸線方向の両側にそれぞれ配置する円環平板状の両端側壁２８ｃからなり、それぞれ縁部を溶接により接続している。
前記支持枠１０の軸線方向Ｘの長さを、該軸線方向の両端面１０ｃが両端側壁２８ａの対向する内面と当接する長さに設定している。よって、前記支持枠１０を内周壁２８ａに外嵌すると共に軸線方向Ｘの両端面１０ｃを内槽２８の両端側壁２８ｃの内面に当接させて、超電導コイル２１を冷却容器２２内に位置決めしており、支持枠１０に設けた冷媒流通用の切欠１０ｂにより内槽２８の両端側壁２８ｃと支持枠１０との間に隙間Ｇを設けている。この隙間Ｇを通して内槽２８の内周壁２８ａを内槽２８の内部に露出させており、冷媒が内周壁２８ａに直接接触するようにしている。
【００２３】
また、超電導コイル２１の軸線方向両端面と内槽２８の両端側壁２８ｃの内面との間に銅からなる円柱状の柱状スペーサ３０を配置している。柱状スペーサ３０は周方向に１２０度の間隔をあけて支持枠１０の切欠１０ｂと対向する位置に配置しており、該柱状スペーサ３０により超電導コイル２１の位置決めを補強している。
【００２４】
一方、外槽２９は、図２に示すように、内槽２８の内周壁２８ａの内周側に隙間をあけて配置する円筒状の内周壁２９ａと、内槽２８の外周壁２９ａの外周側に隙間をあけて配置される円筒状の外周壁２９ｂと、内周壁２９ａと外周壁２９ｂの軸線方向両端縁を連結すると共に内槽２８の両端側壁２８ｃと隙間をあけてそれぞれ配置される円環平板状の両側壁２９ｃからなり、それぞれ溶接により接続している。
また、図２に示すように、内槽２８と外槽２９の間にスペーサ３１を配置して、内槽２８を外槽２９内に位置決め保持している。
【００２５】
前記冷却容器２２の外周壁２８ｂ、２９ｂに配管６０の内管６１と外管６２の一端側を接続し、他端側を冷媒を貯留する冷媒タンク５０（図３、図４に示す）と接続し、内槽２８内に超電導コイル２１の外周側に冷媒を供給している。
【００２６】
前記のように冷却容器２２の内槽２８内に、支持枠１０に外嵌した界磁コイル（超電導コイル）２１を収容し、支持枠１０の軸線方向両端面１０ｃを冷却容器２２の内槽２８の両端側壁２８ｃの内面に当接して超電導コイル２１を冷却容器２２内で位置決めしている。該状態で、内槽２８の外周壁２８ｂに取り付けた配管６０より流入した冷媒は、支持枠１０の両端の切欠１０ｂを通して支持枠１０の内周側に流入する。よって、支持枠１０の内周に配置された冷却容器２２の内周壁２８ａに冷媒を接触させることができ、該内周壁２８ａによる熱伝導により超電導コイル２１を内周側からも冷却することができる。
【００２７】
また、支持枠１０の切欠１０ｂを支持枠１０の周方向に均等に設けているため、冷却容器２２の内周壁２８ａに周方向に均等に冷媒を接触させることができ、かつ、切欠１０ｂを巻枠の強度が低下しない範囲で設けているため、超電導コイル２１を十分な保持力で冷却容器２２内に位置決めすることができる。
【００２８】
前記支持枠１０で支持した超電導コイル２１を冷却容器２２内に収容した超電導コイルユニット２６は、図３〜図６に示すように超電導モータ１００の界磁側固定子として用いている。
超電導モータ１００は、超電導コイル２１を備えた界磁側固定子（以下、固定子と称する）２０の中空部に電機子側回転子（以下、回転子と称する）４０を回転自在に貫通し、前記固定子２０に誘導子を設けたクローポール型のモータとしている。
【００２９】
前記固定子２０は、前記超電導コイルユニット２６と、該超電導コイルユニット２６の軸線方向Ｘの両端にそれぞれ配置される第１ヨーク２３と第２ヨーク２４とを組み合わせて形成している。
前記各第１、第２ヨーク２３、２４の内周側に磁極を形成する誘導子２３ｃ、２４ｃを突設すると共に、該誘導子２３ｃ、２４ｃで囲まれる中空部に隙間をあけて回転子４０を回転自在に貫通し、該回転子４０の外周に周方向に等間隔をあけて誘導子２３ｃと２４ｃとを交互に配置している。
本実施形態では、前記回転子２０を軸線方向Ｘに２個並設し、円筒体からなる外周ハウジング４３に内嵌して支持している。
【００３０】
超電導コイルユニット２６の冷却容器２２は、前記のように配管６０を介して冷媒タンク５０と接続している。
前記冷媒タンク５０は冷媒が貯蔵される内槽５１と、該内槽５１が真空断熱層Ｓを介して収容される外槽５２を備え、内槽５１と外槽５２は上端位置で溶接により連結し、内装５１の上面開口には蓋５３を被せて取り付けている。
【００３１】
前記配管６０は冷却容器２２の内槽２８と冷媒タンク５０の内槽５１を連結する内管６１と、冷却容器２２の外槽２９と冷媒タンク５０の外槽５２を連結すると共に内管６１を真空断熱層Ｓを介して囲む外管６２を備え、これら内管６１と外管６２に蛇腹形状部６１ａ、６２ａを設けて弾性を付与している。
前記冷媒タンク５０の真空断熱層Ｓおよび配管６０の真空断熱層Ｓにもアルミニウムと樹脂からなる多層断熱シートを収容している。
【００３２】
前記配管６０には、さらに強度保持用のタンク保持筒６３を外嵌しており、該タンク保持筒６３の筒部６３ａの上端に設けたフランジ６３ｂを冷媒タンク５０の外槽５２の底壁部にボルト締め固定すると共に、下端に設けたフランジ６３ｃを界磁側固定子２０に外嵌した外周ハウジング４３の上面側にボルト締め固定している。該タンク保持筒６３を介して冷媒タンク５０をモータ本体の上方に位置決め保持している。
また、超電導コイル２１に接続した端子材２７を配管６０を通して冷媒タンク５０内に突出させており、冷媒タンク５０の蓋５３に設けた貫通穴（図示せず）を介して冷媒タンク５０内に引き込んだリード線（図示せず）を端子材２７に接続している。
【００３３】
前記冷却容器２２に外嵌される第１ヨーク２３と第２ヨーク２４は鉄からなる。
これら第１、第２ヨーク２３、２４は、図６に示すように、超電導コイル２１の軸線方向の両端面と対向する位置に配置される円環平板状の側端壁部２３ａ、２４ａと、該側端壁部２３ａ、２４ａの外周縁より突出すると共に超電導コイル２１の外周側を囲む外周壁部２３ｂ、２４ｂと、前記側端壁部２３ａ、２４ａの内周縁より突出する爪状の誘導子２３ｃ、２４ｃを備えている。
誘導子２３ｃ、２４ｃは先端から基端にかけて幅を大きくした台形形状とし、周方向に湾曲させて超電導コイル２１の内周面と回転子４０の外周面の間に配置し、回転子４０の外周面に隙間をあけて沿う形状としている。
第１ヨーク２３の誘導子２３ｃは左右対向位置に２つ突設する一方、第２ヨーク２４の誘導子２４ｃは上下対向位置に２つ突設して、第１、第２ヨーク２３、２４を冷却容器２２に軸線方向両側から外嵌したときに、図４（Ｂ）に示すように、第１ヨーク２３の誘導子２３ｃと第２ヨーク２４の誘導子２４ｃが周方向に９０度間隔をあけて交互に配置されるようにしている。
【００３４】
第１、第２ヨーク２３、２４の外周壁部２３ｂ、２４ｂには、第２ヨーク２４の誘導子２４ｃと対向する上端位置に配管６０を貫通させるための半円形状の切欠２３ｄ、２４ｄを設けている。
また、第１ヨーク２３の誘導子２３ｃと対向する側方位置に連結固定用のボルト穴２３ｅ、２４ｅを有する軸線方向の挿通溝２３ｆ、２４ｆを凹設している。
第１ヨーク２３と第２ヨーク２４とは、冷却容器２２を軸線方向の両側から挟み込んで外嵌した状態で互いの外周壁部２３ｂ、２４ｂの先端面を付き合わせ、挿通溝２３ｆ、２４ｆに締結片３２を嵌め込んでボルト締めにより連結固定している。
なお、第１、第２ヨーク２３、２４は磁性を有するステンレスにより形成してもよい。
【００３５】
前記並設した固定子２０Ａ、２０Ｂを外周ハウジング４３で内嵌支持し、該外周ハウジング４３の軸線方向の両端に両側支持材４１を組みつけている。該両側支持材４１は円筒状の周壁部４１ａと、該周壁部４１ａの軸線方向Ｘの外端面を閉鎖する円形状の側壁部４１ｂからなる。両側の側壁部４１ｂの中心に設けた貫通穴４１ｃに軸受４２を介して回転子４０の軸線方向両側の軸部４０ａを回転自在に支持している。
また、回転子４０の軸部４０ａに冷却ファンを構成する羽根部４０ｂを突設し、該羽根部４０ｂを超電導モータ１０内に配置している。
前記回転子４０には銅線からなる電機子コイル（図示せず）を設けると共に、支持材４１にブラシ（図示せず）を固定し、回転子４０の軸部に固定した整流子（図示せず）が接触して、回転子４０の電機子コイルに電流が流れる構成としている。
【００３６】
前記構成からなる超電導モータ１００において、界磁コイルに直流電流を流すと、界磁コイルの軸線方向一端に配置した第１ヨーク２３が例えばＮ極に磁化され、第１ヨーク２３の誘導子２３ｃによりＮ極の磁極が形成される。一方、他端に配置した第２ヨーク２４がＳ極に磁化され、第２ヨーク２４の誘導子２４ｃによりＳ極の磁極が形成される。これにより、Ｎ極の磁極とＳ極の磁極が周方向に交互に配置された界磁側の磁極が形成される。
【００３７】
前記回転子４０に直流電流を供給すると、Ｎ極である第１ヨーク２３の誘導子２３ｃと対向する電機子コイルにＮ極が形成されると共に、Ｓ極である第２ヨーク２４の誘導子２４ｃと対向する電機子コイルにＳ極が形成されることにより、回転子４０に回転力が発生して、該回転子４０が回転する。
回転子４０が回転すると、軸部４０ａに設けた羽根部４０ｂも回転し、超電導モータ１０を駆動させることにより発生した熱を効率良く外部へ放熱することができる。
なお、本実施形態では、銅線（常電導線）で電機子コイルを形成しているが、電機子コイルも超電導線により形成してもよい。
【００３８】
前記した超電導モータでは、界磁コイルとする超電導コイル２１の支持枠１０の両端に切欠を設け、超電導コイル２１の内周側に冷媒を流通させ、冷却容器２２の内周壁２８ａに冷媒を接触させているため、超電導コイル２１の内周側を効率よく冷却でき、超電導コイル２１の性能を高めることができる。
【００３９】
図７に、本発明の第２実施形態を示す。
本実施形態では、第１実施形態と同様の支持枠１０に超電導線を巻回して形成した超電導コイル２１’をボックス状の冷却容器２２’に収容した超電導コイルユニット２６’としている。
本実施形態では、支持枠１０を巻枠としており、支持枠１０の外周面に超電導線を螺旋状に直線巻回したソレノイドコイルとしている。
【００４０】
冷却容器２２’は、超電導コイル２１’と液体窒素からなる冷媒が収容されるボックス状の内槽２８’と、該内槽２８’が真空断熱層Ｓを介して収容されるボックス状の外槽２９’を備え、真空断熱層Ｓにはアルミニウムからなる多層断熱フィルム（図示せず）を収容している。前記内槽２８’と外槽２９’は共にステンレスからなる。また、内槽２８’と外槽２９’の間にスペーサ３１’を配置して、内槽２８’を外槽２９’内に位置決めしている。また、内槽２８’に内管６１’を接続する一方、外槽２９’に内管６１’を隙間をあけて囲む外管６２’を接続しており、該内管６１’と外管６２’からなる配管６０’を介して冷却容器２２’に冷媒タンク（図示せず）を接続している。
【００４１】
前記支持枠１０の軸線方向Ｘの両端面１０ｃを内槽２８’の両側壁２８ｃ’の内面に当接させて、超電導コイル２１’を冷却容器２２’内で軸線方向Ｘに位置決めしており、支持枠１０に設けた冷媒流通用の切欠１０ｂを通して支持枠１０内に冷媒を流入させている。
また、冷却容器２２’の内槽２８’の底壁２８ｄ’と支持枠１０の間にもスペーサ３３を配置して超電導コイル２１’を径方向にも位置決めしている。
【００４２】
前記構成によれば、支持枠１０に設けた冷媒流通用の切欠１０ｂを通して支持枠１０内部に冷媒を流入させることができ、該冷媒により超電導コイル２１’を内周側からも冷却することができる。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
前記実施の形態はすべての点で例示であって、これら実施形態に限定されず、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の巻枠に超電導線を巻回して形成した超電導コイルは、自動車等の駆動用モータや、その他発電機、変圧器、超電導電力貯蔵装置（ＳＭＥＳ）等の超電導機器に用いられるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態の巻枠を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は正面図である。
【図２】超電導コイルを冷却容器に収容した状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】超電導モータの断面斜視図である。
【図４】（Ａ）は超電導モータの軸線方向の断面図、（Ｂ）は超電導モータの径方向の概略断面図である。
【図５】界磁側固定子の断面斜視図である。
【図６】界磁側固定子の分解斜視図である。
【図７】第２実施形態を示す図面である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は従来例を示す図面である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  超電導コイルの支持枠
１０ｂ  冷媒流通用の切欠
１０ｃ  両端面
２０  界磁側固定子
２１  界磁コイル（超電導コイル）
２２  冷却容器
２６  超電導コイルユニット
２８  内槽
２９  外槽
３０  柱状スペーサ
４０  電機子側回転子
５０  冷媒タンク
６０  配管
１００  超電導モータ
【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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