JP5274983B2 - 超電導コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、接続時の熱歪による劣化およびエッジワイズ方向の歪応力による影響を少なくすることで、超電導コイルの劣化を極力抑え、安定性および絶縁性を高めた超電導コイル装置に関する。

超電導技術の向上に伴い、例えば磁気共鳴画像診断装置(ＭＲＩ)や、超電導磁気エネルギー貯蔵装置(ＳＭＥＳ)、単結晶引き上げ装置などが実用化されている。これらの機器には、超電導線を巻き回してなる超電導コイルを使用するが、高温超電導線材のようなテープ形状の超電導線(超電導テープ線)を使用する場合には、同一平面状で超電導テープ線を巻き回したシングルパンケーキ形状の超電導コイルを二つ組み合わせてダブルパンケーキ形状の超電導コイルとして使用する場合がある。ダブルパンケーキ形状の超電導コイルとするためには、シングルパンケーキ形状の超電導コイルを二つ製作し、それらを同軸に配置し、内側に金属板をハンダ接続することによりシングルパンケーキ形状の超電導コイル同士を接続する方法および最内層に渡部を設けることにより接続部を設けずにダブルパンケーキ形状の超電導コイルを製作する方法(例えば、特許文献１)がある。
特開２０００−１３０７８５号公報

しかしながら、シングルパンケーキ形状の超電導コイル二つを、金属板を用いてハンダ接続する方法では、ハンダ接続するために金属板を加熱するが、その際、熱がコイル内部へ伝わる過程で、場所による温度差や構成材料の熱膨張率の違いで、超電導テープ線の熱歪を生じ、劣化してしまうという課題があった。

また、金属板を最内層へ配置するため、最内層で電極がむき出しとなり、絶縁が弱くなる問題や最内層のボアが小さくなる問題が生じる。さらに、接続部を設けずにダブルパンケーキ形状の超電導コイルを製作するためには、シングルパンケーキ形状の超電導コイルを製作する巻線機ではなく、ダブルパンケーキ形状の超電導コイルを巻線するための特殊な巻線機が必要となることや、渡部で線材にエッジワイズ方向に歪応力が発生し、超電導テープ線が劣化してしまう課題があった。

本発明は、上述した課題を考慮してなされたものであり、接続時の熱歪による劣化およびエッジワイズ方向の歪応力による影響を少なくすることで、超電導コイルの劣化を極力抑え、安定性および絶縁性を高めた超電導コイル装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る超電導コイル装置は、上述した課題を解決するため、特許請求の範囲に記載したように、絶縁物で形成された巻芯と、この巻芯に埋め込まれる各々が独立したユニットであり、非加熱で固定される第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と同軸に隣接し、各々が逆向きで電気的に接続される二本の超電導テープ線である第１の超電導テープ線および第２の超電導テープ線と、前記第２の電極と同軸に隣接し、各々が逆向きで電気的に接続される二本の超電導テープ線であって、前記第１の超電導テープ線と同方向の第３の超電導テープ線および前記第２の超電導テープ線と同方向の第４の超電導テープ線とを具備し、前記第１の超電導テープ線と前記第３の超電導テープ線とを束ねた状態で巻き回して形成される超電導コイルのインダクタンスと前記第２の超電導テープ線と前記第４の超電導テープ線とを束ねた状態で巻き回して形成される超電導コイルのインダクタンスとが等しくなるように、前記第１の超電導テープ線および前記第３の超電導テープ線と前記第２の超電導テープ線および前記第４の超電導テープ線とを各々逆向きに束ねた状態で巻き回してなる二つの超電導コイルを同軸に隣接するように配置したことを特徴とする。

本発明によれば、接続時の熱歪による劣化およびエッジワイズ方向の歪応力による影響を少なくすることができるので、超電導コイル製造時の劣化を極力抑えることができ、安定性および絶縁性を高めた超電導コイル装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係る超電導コイル装置について、添付の図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る超電導コイル装置の一実施例である超電導コイル装置（以下、「第１の超電導コイル装置」と称する。）１０Ａの構成を示す概略図である。

第１の超電導コイル装置１０Ａは、二つの超電導コイル１１ａ，１１ｂを同軸に隣接するように配置したダブルパンケーキ形状の超電導コイル装置である。第１の超電導コイル装置１０Ａは、例えば、銅（Ｃｕ）の電極（以下、「銅電極」と称する。）１３に、超電導体の一例である超電導テープ線１４ａ，１４ｂを電気的に接続した後、例えば、ＦＲＰ等の絶縁体で形成される巻芯１５に銅電極１３を埋め込み、例えば、ねじ等の固定具１６で機械的に固定する。その後、超電導テープ線１４ａ，１４ｂを巻き回して、超電導コイル１１ａおよび超電導コイル１１ｂを同軸に隣接するように配置して構成される。

すなわち、第１の超電導コイル装置１０Ａは、巻芯１５と、巻芯１５に埋め込まれ機械的に固定される銅電極１３と、この電極１３と互いに逆向きで電気的に接続される二つの超電導テープ線１４とを具備しており、二つの超電導テープ線１４ａ，１４ｂを各々逆向きに巻き回してなる二つの超電導コイル１１ａ，１１ｂを同軸に隣接するように配置したものである。

図２は、第１の超電導コイル装置１０Ａの超電導コイル１１ａ，１１ｂを形成する超電導テープ線１４ａ，１４ｂと銅電極１３との接続の様子を表した概略図であり、図３は、図２に示される超電導テープ線１４ａ，１４ｂおよび銅電極１３の矢印Ａ−Ａ方向からの矢視図である。

図２に示されるように、銅電極１３は、超電導テープ線１４ａ，１４ｂを互いに逆向きの状態のままハンダで電気的に接続されている。超電導テープ線１４ａ，１４ｂを互いに逆向きの状態のままハンダで電気的に接続した銅電極１３を巻芯１５に埋め込んだ後、図３に示されるような方向で、超電導テープ線１４ａ，１４ｂを巻き回す。

このように、図１〜図３に示されるように構成された第１の超電導コイル装置１０Ａでは、超電導テープ線１４ａ，１４ｂに大きな歪応力をかけることがないため、超電導テープ線１４ａ，１４ｂが劣化することを防ぐことができる。また、超電導コイル１１ａ，１１ｂを形成する前に、超電導テープ線１４ａ，１４ｂを電気的に接続するため、超電導テープ線１４ａ，１４ｂを巻き回して超電導コイル１１ａ，１１ｂを形成した後は、ハンダ接続をする必要が無いので、超電導コイル１１ａ，１１ｂに熱を加えることなく、超電導コイル１１ａ，１１ｂが劣化することを防ぐことができる。

本実施形態によれば、超電導コイル１１ａ，１１ｂに熱を加えることなく、かつ、超電導テープ線１４ａ，１４ｂに大きな歪応力をかけずに、ダブルパンケーキ形状の第１の超電導コイル装置１０Ａを製作できる。この結果、超電導コイル１１ａ，１１ｂの製造時の劣化を従来よりも抑えることができ、第１の超電導コイル装置１０Ａ（超電導コイル１１ａ，１１ｂ）の安定性を向上させることができる。

尚、第１の超電導コイル装置１０Ａの電極１３が銅である場合を説明したが、銅に限定するものではない。電極１３の材料に銅と同等あるいは銅以上に導電性の良好な材料（例えば、銀、金、超電導テープ線等）を用いる場合もある。

また、超電導コイル装置１０Ａを製作する際には、絶縁性を良好とする観点から、例えば、図４に示されるように、ダブルパンケーキを構成する超電導コイル１１ａ，１１ｂの間に絶縁体１８を挿入しても良い。さらに、例えば、図５に示されるように、超電導テープ線１４ａ，１４ｂと絶縁体（絶縁体テープ線）１８とを合わせて巻き回すことで、超電導テープ線１４ａ，１４ａの間および超電導テープ線１４ｂ，１４ｂの間に絶縁体１８が挟み込まれた超電導コイル１１ａ，１１ｂを形成しても良いし、超電導テープ線１４ａ，１４ｂの代わりに周囲を絶縁体で被覆した超電導テープ線を採用しても良い。

さらに、銅電極１３を巻芯１５に固定する方法は、ねじ１６での固定に限定されず、熱を加えずに（非加熱で）固定する全ての方法を採用できる。例えば熱することなく銅電極１３と巻芯１５とを接着可能な接着剤があればそれを採用しても良い。

［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態に係る超電導コイル装置の一実施例である超電導コイル装置（以下、「第２の超電導コイル装置」と称する。）１０Ｂの構成を示す概略図である。

図６に示される超電導コイル装置１０Ｂは、図１に示される超電導コイル装置１０Ａに対して、超電導コイル１１ａ，１１ｂの代わりに、超電導コイル２１ａ，２１ｂを同軸に隣接するように配置したダブルパンケーキ形状の超電導コイル装置である点で相違するが、その他の点では実質的な相違は無い。そこで、本実施形態では、超電導コイル２１ａ，２１ｂの構成を中心に説明し、その他の実質的に相違しない構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。

図７および図８は、それぞれ図６に示される第２の超電導コイル装置１０Ｂの矢印Ｂ−Ｂ方向および矢印Ｃ−Ｃ方向からの矢視図であり、図９は、第２の超電導コイル装置１０Ｂの超電導コイル２１ａ，２１ｂを形成する並列導体２２ａ，２２ｂと銅電極１３ａ，１３ｂとの接続の様子を表した概略図である。

超電導コイル装置１０Ｂの超電導コイル２１ａは、図９に示されるように、例えば、複数の一例である二本の超電導テープ線２３ａ，２４ａを同軸に隣接して（並列に）配置した並列導体２２ａを巻き回して形成される一方、超電導コイル２１ｂは、例えば、複数の一例である二本の超電導テープ線２３ｂ，２４ｂを並列に配置した並列導体２２ｂを巻き回して形成され、超電導コイル２１ａ，２１ｂのインダクタンスが等しくなるように並列導体２２ａ，２２ｂの転位を行っている。

このような超電導コイル２１ａ，２１ｂで構成される第２の超電導コイル装置１０Ｂは、第１の銅電極１３ａに超電導テープ線２３ａおよび超電導テープ線２３ｂをハンダにて電気的に接続する一方、第２の銅電極１３ｂに超電導テープ線２４ａおよび超電導テープ線２４ｂをハンダにて電気的に接続する。そして、巻芯１５に第１の銅電極１３ａおよび第２の銅電極１３ｂをそれぞれ埋め込み、固定具の一例であるねじ１６で機械的に固定した後、超電導テープ線２３ａおよび超電導テープ線２４ａを束ねた並列導体２２ａを巻き回してなる超電導コイル２１ａと、超電導テープ線２３ｂおよび超電導テープ線２４ｂを束ねた並列導体２２ｂを超電導コイル２１ａと同数だけ巻き回してなる超電導コイル２１ｂとを同軸に隣接するように配置して構成される。

本実施形態によれば、インダクタンスを等しくするために、並列導体２２ａ，２２ｂの転位を行った超電導コイル２１ａ，２１ｂを同軸に隣接するように配置して構成される第２の超電導コイル装置１０Ｂにおいても、第１の超電導コイル装置１０Ａと同様に作用し、同様の効果を得ることができる。

また、電流容量を増加し、交流損失の抑制が可能な転位を施した並列導体２２ａ，２２ｂを巻き回した超電導コイル２１ａ，２１ｂを具備することで、超電導テープ線１４ａ，１４ｂを巻き回した超電導コイル１１ａ，１１ｂを具備する第１の超電導コイル装置１０Ａよりも、電流容量が増加し、交流損失を抑制することができる。

尚、図６乃至図８に示される第２の超電導コイル装置１０Ｂでは、巻芯１５に固定する二つの銅電極１３ａ，１３ｂは、コイルの中心軸に対して相対する位置（コイルの周方向において対称となる位置）に配置されている例を示しているが、必ずしもコイルの中心軸に対して相対する位置に二つの銅電極１３ａ，１３ｂが配置されることを要しない。

［第３の実施形態］
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る超電導コイル装置の一実施例である超電導コイル装置（以下、「第３の超電導コイル装置」と称する。）１０Ｃの構成を示す概略図である。

図１０に示される超電導コイル装置１０Ｃは、図１に示される超電導コイル装置１０Ａに対して、超電導コイル１１ａ，１１ｂの代わりに、超電導コイル３１ａ，３１ｂを同軸に隣接するように配置したダブルパンケーキ形状の超電導コイル装置である点で相違するが、その他の点では実質的な相違は無い。そこで、本実施形態では、超電導コイル３１ａ，３１ｂの構成を中心に説明し、その他の実質的に相違しない構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。

図１１は、第３の超電導コイル装置１０Ｃの超電導コイル３１ａ，３１ｂを形成する超電導テープ線３２ａ，３２ｂと超電導テープ線３３ａ，３３ｂと銅電極１３との接続の様子を表した概略図であり、図１２は、図１１に示される超電導テープ線３２ａ，３２ｂと超電導テープ線３３ａ，３３ｂと銅電極１３の矢印Ｄ−Ｄ方向からの矢視図である。

第３の超電導コイル装置１０Ｃの超電導コイル３１ａは、図２に示される超電導テープ線１４ａに代わり、図１１，１２に示されるように、二本の超電導テープ線３２ａと超電導テープ線３３ａとを長手方向にハンダ接続して構成した超電導テープ線（以下、「接続超電導テープ線」と称する。）３４ａを巻き回して形成される。同様に、超電導コイル３１ｂは、超電導テープ線１４ｂに代わり、二本の超電導テープ線３２ｂと超電導テープ線３３ｂとを長手方向にハンダ接続して構成した接続超電導テープ線３４ｂを巻き回して形成される。

図１３は、図１２に示される超電導テープ線３２ａと超電導テープ線３３ａと銅電極１３との接続部分を拡大してより詳細に示した部分拡大図である。尚、図１２に示される超電導テープ線３２ｂと超電導テープ線３３ｂと銅電極１３との接続部分については、図１３に示される超電導テープ線３２ａと超電導テープ線３３ａと銅電極１３との接続部分と実質的に同様なので、説明を省略する。

図１３に示されるように、超電導テープ線３２ａ，３３ａは、安定化材３６、基盤３７、超電導層３８および保護層３９によって構成される表裏非対称構造の超電導テープ線の一例である。接続超電導テープ線３４ａを形成する際、少しでも接続抵抗を小さくする観点から、超電導テープ線３２ａの超電導層３８と超電導テープ線３３ａの超電導層３８とをより短い距離で接続することが好ましい。そこで、超電導層３８側同士を向かい合わせるようにして超電導テープ線３２ａと超電導テープ線３３ａとをハンダ４０で電気的に接続して接続超電導テープ線３４ａを形成する。

このような超電導コイル３１ａ，３１ｂで構成される第３の超電導コイル装置１０Ｃは、銅電極１３に超電導テープ線３２ａ，３２ｂをハンダにて電気的に接続した後、巻芯１５に埋め込み、固定具の一例であるねじ１６で機械的に固定し、その後、超電導テープ線３２ａに超電導テープ線３３ａをハンダで接続して形成した接続超電導テープ線３４ａを巻き回して超電導コイル３１ａを製作する。次に、超電導テープ線３２ｂに超電導テープ線３３ｂをハンダで接続して形成した接続超電導テープ線３４ｂを巻き回して超電導コイル３１ｂを製作する。

本実施形態によれば、銅電極１３と超電導テープ線３２ａ，３２ｂをハンダ接続する際に、銅電極１３と直接ハンダ接続される超電導テープ線３２ａ，３２ｂを短くすることができるので、例えば、第１の実施形態に係る超電導テープ線１４ａ，１４ｂや第２の実施形態に係る並列導体２２ａ，２２ｂの場合と比較しても、ハンダ接続時のハンドリングミス等により超電導テープ線３２ａ，３２ｂに過剰な力や熱が加わることをより防止できる点で有利である。また、超電導テープ線３２ａ，３２ｂの表裏を自在に変更することができる点で有利である。

さらに、超電導テープ線３２ａ，３２ｂの表裏を自在に変更することができるので、超電導テープ線３２ａ，３２ｂにコイルの特性上必要な向きとなるように超電導テープ線３３ａ，３３ｂをハンダ接続した接続超電導テープ線３４ａ，３４ｂを形成して、接続超電導テープ線３４ａ，３４ｂを巻き回すことができる。この結果、超電導コイル３１ａ，３１ｂを製作する際に、ダブルパンケーキ形状の超電導コイル製作用の巻線機を使用しなくても、シングルパンケーキ形状の超電導コイル製作用の巻線機さえあれば、巻線することが可能となる。すなわち、超電導テープ線を巻き回す際の作業性を格段に向上させることができる。

さらにまた、接続超電導テープ線３４ａ，３４ｂを形成する際、超電導層３８側同士を向かい合わせるようにして超電導テープ線３２ａ，３２ｂと超電導テープ線３３ａ，３３ｂとをそれぞれハンダ４０で電気的に接続しているので、超電導テープ線３２ａと超電導テープ線３３ａの向きおよび超電導テープ線３２ｂと超電導テープ線３３ｂの向きを考慮しないで接続超電導テープ線３４ａ，３４ｂを形成した場合よりも、超電導テープ線３２ａと超電導テープ線３３ａ間および超電導テープ線３２ｂと超電導テープ線３３ｂ間の接続抵抗を小さく抑えることができるので、当該接続部分での発熱を減らすことができ、第３の超電導コイル装置１０Ｃ（超電導コイル３１ａ，３１ｂ）の安定性を向上させることができる。

尚、接続超電導テープ線３４ａ（３４ｂ）は、超電導テープ線３２ａ（３２ｂ）と超電導テープ線３３ａ（３３ｂ）の二本の超電導テープ線を長手方向に接続して構成されている場合を説明したが、二本以上の超電導テープ線を長手方向に接続して構成される場合もある。

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態に係る超電導コイル装置の一実施例である超電導コイル装置（以下、「第４の超電導コイル装置」と称する。）１０Ｄは、第１の超電導コイル装置１０Ａに対して、銅電極１３および超電導テープ線１４ａ，１４ｂの全部を絶縁体１８で被覆した点で相違するが、その他の点は実質的に相違しない。そこで、本実施形態では、絶縁体１８で被覆した銅電極１３および超電導テープ線１４ａ，１４ｂを中心に説明し、その他の実質的に相違しない構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。

図１４は、第４の超電導コイル装置１０Ｄにおいて、超電導コイル１１ａ，１１ｂを形成する絶縁体１８で被覆した銅電極１３および超電導テープ線１４ａ，１４ｂの様子を表した概略図である。

第４の超電導コイル装置１０Ｄは、第１の超電導コイル装置１０Ａと同様に、銅電極１３が超電導テープ線１４ａ，１４ｂを互いに逆向きの状態のままハンダで電気的に接続されており、図１４に示されるように、超電導テープ線１４ａ，１４ｂおよび銅電極１３の全部（全面）が絶縁体１８で覆われている。第４の超電導コイル装置１０Ｄは、この絶縁体１８で覆われた電極１３および超電導テープ線１４ａ，１４ｂを使って、図１〜図３に示される第１の超電導コイル装置１０Ａと同様に製作される。

すなわち、絶縁体１８で覆われた電極１３を巻芯１５に埋め込み、ねじ１６で固定し、絶縁体１８で覆われた超電導テープ線１４ａ，１４ｂを巻き回すことで超電導コイル１１ａおよび超電導コイル１１ｂを形成し、形成された超電導コイル１１ａおよび超電導コイル１１ｂを同軸に隣接するように配置される。

このように構成される第４の超電導コイル装置１０Ｄでは、第１の超電導コイル装置１０Ａで得られる効果に加え、銅電極１３および超電導テープ線１４ａ，１４ｂを全て絶縁体１８で覆うことによって、絶縁性が向上するので、形成された超電導コイル１１ａ，１１ｂの耐電圧が向上し、第４の超電導コイル装置１０Ｄ（超電導コイル１１ａ，１１ｂ）の安定性を向上させることができる。

本実施形態によれば、第１の実施形態で得られる効果に加え、従来および第１の実施形態よりも、耐電圧を向上させることができるので、第４の超電導コイル装置１０Ｄ（超電導コイル１１ａ，１１ｂ）の安定性をさらに向上させることができる。

［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態に係る超電導コイル装置の一実施例である超電導コイル装置（以下、「第５の超電導コイル装置」と称する。）１０Ｅは、第１の超電導コイル装置１０Ａに対して、銅電極１３と超電導テープ線１４ａ，１４ｂの間に超電導導体である超電導テープ線４１をハンダ接続した点で相違するが、その他の点は実質的に相違しない。そこで、本実施形態では、超電導テープ線４１でそれぞれハンダ接続される銅電極１３および超電導テープ線１４ａ，１４ｂを中心に説明し、その他の実質的に相違しない構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。

図１５は、第５の超電導コイル装置１０Ｅにおいて、超電導コイル１１ａ，１１ｂを形成する超電導テープ線４１がそれぞれハンダ接続された銅電極１３および超電導テープ線１４ａ，１４ｂの様子を表した概略図である。

第５の超電導コイル装置１０Ｅは、銅電極１３に超電導テープ線４１をハンダ接続する一方で超電導テープ線１４ａ，１４ｂを互いに逆向きの状態のまま銅電極１３とハンダ接続された超電導テープ線４１と超電導テープ線１４ａ，１４ｂのそれぞれとをハンダ接続して超電導テープ線１４ａ、超電導テープ線４１および超電導テープ線１４ｂを超電導的に接続している。第５の超電導コイル装置１０Ｅは、超電導テープ線４１とそれぞれ接続された銅電極１３および超電導テープ線１４ａ，１４ｂを使って、図１〜図３に示される第１の超電導コイル装置１０Ａと同様に製作される。

すなわち、超電導テープ線４１とハンダ接続された銅電極１３を、巻芯１５に埋め込み、ねじ１６で固定し、超電導テープ線４１と超電導的に接続された超電導テープ線１４ａ，１４ｂを巻き回すことで超電導コイル１１ａおよび超電導コイル１１ｂを形成し、形成された超電導コイル１１ａおよび超電導コイル１１ｂを同軸に隣接するように配置される。

このように構成される第５の超電導コイル装置１０Ｅでは、第１の超電導コイル装置１０Ａで得られる効果に加え、二つの超電導テープ線１４ａと超電導テープ線１４ｂとを接続しているのが超電導体である超電導テープ線４１であるため、接続抵抗をより小さく抑えることが可能となる。この結果、当該接続部分での発熱を減らすことができ、第５の超電導コイル装置１０Ｅ（超電導コイル１１ａ，１１ｂ）の安定性を向上させることができる。

本実施形態によれば、第１の実施形態で得られる効果に加え、従来および第１の実施形態よりも、二つの超電導テープ線１４ａと超電導テープ線１４ｂとの接続部分の接続抵抗をより小さく抑えることが可能となるため、当該接続部分での発熱を減らすことができ、第５の超電導コイル装置１０Ｅ（超電導コイル１１ａ，１１ｂ）の安定性をより向上させることができる。

以上、本発明に係る超電導コイル装置によれば、超電導コイルに熱を加えることなく、かつ、超電導テープ線に大きな歪応力をかけずに、ダブルパンケーキ形状の超電導コイル装置を製作できる。この結果、超電導コイルの製造時の劣化を従来よりも抑えることができ、超電導コイル装置（超電導コイル）の安定性を向上させることができる。

また、超電導テープ線のみならず電極も併せて被覆した状態で巻芯に固定し超電導テープ線を巻き回すことができるので、形成された超電導コイルの耐電圧を向上させ、超電導コイル装置（超電導コイル）の安定性を向上させることができる。

尚、本発明は上記の各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化しても良い。また、上記の各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

本発明の第１の実施形態に係る超電導コイル装置の構成を示す概略図。 本発明の第１の実施形態に係る超電導コイル装置の超電導コイルを形成する超電導テープ線と銅電極との接続の様子を表した概略図。 本発明の第１の実施形態に係る超電導コイル装置の超電導コイルを形成する超電導テープ線および銅電極を、図２に示される矢印Ａ−Ａ方向から見た図。 本発明の実施形態に係る超電導コイル装置において、超電導コイル間に絶縁体を挿入した適用例を示す概略図。 本発明の実施形態に係る超電導コイル装置において、超電導テープ線の間に絶縁体を挟みこんだ超電導コイルを適用した例を示す概略図。 本発明の第２の実施形態に係る超電導コイル装置の構成を示す概略図。 本発明の第２の実施形態に係る超電導コイル装置を、図６に示される矢印Ｂ−Ｂ方向から見た図。 本発明の第２の実施形態に係る超電導コイル装置を、図６に示される矢印Ｃ−Ｃ方向から見た図。 本発明の第２の実施形態に係る超電導コイル装置の超電導コイルを形成する並列導体と銅電極との接続の様子を表した概略図。 本発明の第３の実施形態に係る超電導コイル装置の構成を示す概略図。 本発明の第３の実施形態に係る超電導コイル装置の超電導コイルを形成する超電導テープ線と超電導テープ線との接続および超電導テープ線と銅電極との接続の様子を表した概略図。 本発明の第３の実施形態に係る超電導コイル装置の超電導コイルを形成する超電導テープ線と銅電極を、図１１に示される矢印Ｄ−Ｄ方向から見た図。 図１２に示される超電導テープ線と超電導テープ線との接続部分および超電導テープ線と銅電極との接続部分を拡大してより詳細に示した部分拡大図。 本発明の第４の実施形態に係る超電導コイル装置の超電導コイルを形成する超電導テープ線と銅電極との接続の様子を表した概略図。 本発明の第５の実施形態に係る超電導コイル装置の超電導コイルを形成する超電導テープ線と銅電極との接続の様子を表した概略図。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 超電導コイル装置
１１ａ，１１ｂ 超電導コイル
１３（１３ａ，１３ｂ） 電極
１４ａ，１４ｂ 超電導テープ線
１５ 巻芯
１６ ねじ（固定具）
１８ 絶縁体（絶縁体テープ線）
２１ａ，２１ｂ 超電導コイル
２２ａ，２２ｂ 並列導体
２３ａ，２３ｂ 超電導テープ線
２４ａ，２４ｂ 超電導テープ線
３１ａ，３１ｂ 超電導コイル
３２ａ，３２ｂ 超電導テープ線
３３ａ，３３ｂ 超電導テープ線
３４ａ，３４ｂ 接続超電導テープ線
３６ 安定化材
３７ 基盤
３８ 超電導層
３９ 保護層
４０ ハンダ
４１ 超電導テープ線（超電導導体）

Claims (9)

1. 絶縁物で形成された巻芯と、
   この巻芯に埋め込まれる各々が独立したユニットであり、非加熱で固定される第１の電極および第２の電極と、
   前記第１の電極と同軸に隣接し、各々が逆向きで電気的に接続される二本の超電導テープ線である第１の超電導テープ線および第２の超電導テープ線と、
   前記第２の電極と同軸に隣接し、各々が逆向きで電気的に接続される二本の超電導テープ線であって、前記第１の超電導テープ線と同方向の第３の超電導テープ線および前記第２の超電導テープ線と同方向の第４の超電導テープ線とを具備し、
   前記第１の超電導テープ線と前記第３の超電導テープ線とを束ねた状態で巻き回して形成される超電導コイルのインダクタンスと前記第２の超電導テープ線と前記第４の超電導テープ線とを束ねた状態で巻き回して形成される超電導コイルのインダクタンスとが等しくなるように、前記第１の超電導テープ線および前記第３の超電導テープ線と前記第２の超電導テープ線および前記第４の超電導テープ線とを各々逆向きに束ねた状態で巻き回してなる二つの超電導コイルを同軸に隣接するように配置したことを特徴とする超電導コイル装置。
2. 前記第１の電極と前記第２の電極とは、前記超電導コイルの中心軸に対してコイル周方向に対称な位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の超電導コイル装置。
3. 前記超電導テープ線は、複数の超電導テープ線を長手方向に接続して構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の超電導コイル装置。
4. 前記超電導テープ線の接続は、前記超電導テープ線が表裏非対称構造である場合、超電導テープ線内の超電導層が向かい合うようにして接続されることを特徴とする請求項３記載の超電導コイル装置。
5. 各超電導テープ線の間に絶縁物を挟みこんだことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の超電導コイル装置。
6. 前記超電導テープ線の周囲全面が絶縁物で覆われていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の超電導コイル装置。
7. 前記超電導コイルの間に絶縁物を挟みこんだことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の超電導コイル装置。
8. 前記超電導コイルは、前記電極および前記電極に接続された超電導テープ線が絶縁物で覆われていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の超電導コイル装置。
9. 前記超電導コイルは、前記電極とこの電極と電気的に接続される前記超電導テープ線との間に、他の超電導テープ線を接続して構成されることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の超電導コイル装置。

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