JP2019009224A - Superconducting coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超電導コイルに関する。 The present invention relates to a superconducting coil.
従来の超電導コイルとして、例えば特許文献１に記載されているように、筒状の本体部の上端及び下端に一対のフランジ部を有する巻枠と、本体部の外周面に巻線された超電導線と、を備えたものが知られている。 As a conventional superconducting coil, as described in Patent Document 1, for example, a winding frame having a pair of flange portions at the upper end and lower end of a cylindrical main body portion, and a superconducting wire wound around the outer peripheral surface of the main body portion The thing equipped with these is known.
超電導コイルを通電するための電極は、本体部の上端側のフランジ部に固定されることがある。このような電極に対して超電導線を接続するためには、本体部の上方に超電導線を局所的に曲げて引き出す必要がある。このとき、例えば曲率の制約が大きい超電導線を用いると、超電導線が引き出されている部分に応力が集中し、超電導線に機械的なダメージが生じるかもしれない。この問題に対し、曲率を緩めて超電導線を引き出すと、超電導線を曲げて引き出すために必要なスペースが大きくなり、超電導コイルが大型化し、ひいては超電導コイルを用いる装置における設計上の制約も生じる。 An electrode for energizing the superconducting coil may be fixed to a flange portion on the upper end side of the main body portion. In order to connect the superconducting wire to such an electrode, it is necessary to locally bend and draw the superconducting wire above the main body. At this time, for example, when a superconducting wire having a large curvature restriction is used, stress may be concentrated on a portion where the superconducting wire is drawn, and mechanical damage may occur in the superconducting wire. In response to this problem, when the superconducting wire is pulled out with the curvature being reduced, the space necessary for bending and pulling out the superconducting wire becomes large, the superconducting coil becomes large, and there is also a design restriction in the apparatus using the superconducting coil.
そこで本発明は、超電導線に機械的なダメージが生じることを抑制することができる超電導コイルを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the superconducting coil which can suppress that a mechanical damage arises in a superconducting wire.
上記課題を解決するため、本発明に係る超電導コイルは、筒状の本体部及び本体部の軸方向での両端に一対のフランジ部を有する巻枠と、巻枠に巻線された超電導線と、を備え、超電導線は、本体部に巻線された主線材と、主線材の端部に接続された引出線材と、を有し、巻枠は、軸方向において本体部よりもフランジ部側へ超電導線を引き出す引出部を有し、超電導線は、引出線材の部分で、引出部から引き出されている。 In order to solve the above problems, a superconducting coil according to the present invention includes a cylindrical main body and a winding frame having a pair of flange portions at both ends in the axial direction of the main body, a superconducting wire wound around the winding frame, The superconducting wire has a main wire wound around the main body and a lead wire connected to an end of the main wire, and the winding frame is on the flange side of the main body in the axial direction. The superconducting wire is led out from the lead-out portion at the lead wire portion.
本発明では、超電導線が、本体部に巻線された主線材とは別に、主線材の端部に接続された引出線材を有している。この超電導線は、主線材の部分ではなく、引出線材の部分で引出部から引き出されている。例えば曲率の制約が大きい線材を主線材として用いる場合に、引出線材として、主線材よりも曲率の制約が小さい線材を用いることができる。このような場合、主線材においては、引出部から引き出すために局所的に曲げる必要がなくなるため、応力の集中による機械的なダメージが生じることを抑制することができる。一方、引出線材においては、線材自体の曲率の制約が小さいため、引出部から引き出すために局所的に曲げても、応力の集中による機械的なダメージが生じることを抑制することができる。以上によって、超電導線に機械的なダメージが生じることを抑制することができる。 In the present invention, the superconducting wire has a lead wire connected to the end of the main wire separately from the main wire wound around the main body. The superconducting wire is drawn from the lead-out portion at the lead-out wire portion, not at the main wire portion. For example, when a wire with a large curvature constraint is used as the main wire, a wire with a smaller curvature constraint than the main wire can be used as the lead wire. In such a case, in the main wire, it is not necessary to bend locally in order to pull out from the lead-out portion, so that mechanical damage due to stress concentration can be suppressed. On the other hand, in the lead wire, since the restriction on the curvature of the wire itself is small, it is possible to suppress the occurrence of mechanical damage due to stress concentration even if the lead wire is locally bent to be pulled out from the lead portion. By the above, it can suppress that a mechanical damage arises in a superconducting wire.
また、本発明に係る超電導コイルにおいて、引出部は、フランジ部に設けられ、フランジ部の下面側まで延びている電極を有し、主線材は、下面側で電極に接触していてもよい。この場合、主線材が電極に接触していることにより、主線材に対する電極の吸熱性能を十分に発揮することができる。その結果、超電導コイルに熱がこもることを抑制することができる。更に、本発明に係る超電導コイルでは、これを実現するため、電極がフランジ部の下面側まで延びた構成を採用している。これにより、主線材を本体部の上方で局所的に曲げることなく電極に接触させることができる。 In the superconducting coil according to the present invention, the lead-out portion may include an electrode provided on the flange portion and extending to the lower surface side of the flange portion, and the main wire may be in contact with the electrode on the lower surface side. In this case, since the main wire is in contact with the electrode, the endothermic performance of the electrode with respect to the main wire can be sufficiently exhibited. As a result, it is possible to suppress heat from being accumulated in the superconducting coil. Furthermore, the superconducting coil according to the present invention employs a configuration in which the electrode extends to the lower surface side of the flange portion in order to realize this. Thereby, a main wire can be made to contact an electrode, without bending locally above a main-body part.
また、本発明に係る超電導コイルにおいて、主線材及び引出線材の両方が、電極に接触していてもよい。この場合、主線材及び引出線材の両方が電極に接触していることにより、主線材及び引出線材に対する電極の吸熱性能を十分に発揮することができる。 In the superconducting coil according to the present invention, both the main wire and the lead wire may be in contact with the electrode. In this case, since both the main wire and the lead wire are in contact with the electrode, the heat absorbing performance of the electrode with respect to the main wire and the lead wire can be sufficiently exhibited.
また、本発明に係る超電導コイルにおいて、引出部は、フランジ部に設けられた電極を有し、電極は、主線材及び引出線材の両方と接触していてもよい。この場合、上述同様、主線材及び引出線材に対する電極の吸熱性能を十分に発揮することができる。 Further, in the superconducting coil according to the present invention, the lead portion has an electrode provided on the flange portion, and the electrode may be in contact with both the main wire and the lead wire. In this case, the endothermic performance of the electrode with respect to the main wire and the lead wire can be sufficiently exhibited as described above.
また、本発明に係る超電導コイルにおいて、引出線材と電極とが互いに接続された接続部と、本体部に主線材が巻線されて構成された巻線部との間には、絶縁部材が配置されていてもよい。この場合、引出線材と電極とが互いに接続された接続部が巻線部に近接している状態でも、当該接続部と巻線部との間に絶縁部材が配置されているため、絶縁部材を介して、当該接続部と巻線部とを電気的に分断することができる。 Further, in the superconducting coil according to the present invention, an insulating member is disposed between a connection portion where the lead wire and the electrode are connected to each other and a winding portion formed by winding the main wire around the main body portion. May be. In this case, since the insulating member is disposed between the connecting portion and the winding portion even when the connecting portion where the lead wire and the electrode are connected to each other is close to the winding portion, the insulating member Thus, the connection portion and the winding portion can be electrically separated.
本発明によれば、超電導線に機械的なダメージが生じることを抑制することができる超電導コイルを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the superconducting coil which can suppress that a mechanical damage arises in a superconducting wire can be provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る超電導コイルの実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a superconducting coil according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本実施形態に係る超電導コイルは、高磁場を発生させるための超電導磁石に用いられる。この超電導磁石は、例えばシリコン単結晶引上装置やサイクロトロン等の高磁場が求められる種々の装置に適用可能である。超電導コイルは、例えばＧＭ冷凍機等の極低温冷凍機により冷却されて超電導状態とされると共に、直流電圧を供給する電源部により電流が印加されることにより、強力な磁場を発生させる。 The superconducting coil according to the present embodiment is used for a superconducting magnet for generating a high magnetic field. This superconducting magnet can be applied to various devices that require a high magnetic field, such as a silicon single crystal pulling device and a cyclotron. The superconducting coil is cooled by a cryogenic refrigerator such as a GM refrigerator and is brought into a superconducting state, and a current is applied by a power supply unit that supplies a DC voltage, thereby generating a strong magnetic field.
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る超電導コイル１の概略構成について説明する。図１は、実施形態に係る超電導コイル１の概略上面図である。図２は、超電導コイル１の概略断面図であって、図１のII-II線に沿った断面図である。 First, with reference to FIG.1 and FIG.2, schematic structure of the superconducting coil 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a schematic top view of a superconducting coil 1 according to the embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the superconducting coil 1, which is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
図１及び図２に示すように、超電導コイル１は、巻枠１０と、超電導線２０と、を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the superconducting coil 1 includes a winding frame 10 and a superconducting wire 20.
巻枠１０は、超電導線２０を支持する支持部材である。巻枠１０は、例えば金属製であり、鉄製、ステンレス製、又は銅製等とすることができる。巻枠１０は、径方向外側に開口する断面コの字状を呈している。巻枠１０は、本体部１１と、一対のフランジ部１２，１３と、を有している。 The reel 10 is a support member that supports the superconducting wire 20. The reel 10 is made of metal, for example, and can be made of iron, stainless steel, copper, or the like. The reel 10 has a U-shaped cross section that opens radially outward. The reel 10 has a main body 11 and a pair of flange parts 12 and 13.
本体部１１は、中心軸線Ｇを中心線とする円筒状を呈しており、その外周面１１ａに超電導線２０が巻線されている。これにより、本体部１１の外周面１１ａの外側に、超電導線２０が巻線されてなる巻線部１４が構成されている。なお、中心軸線Ｇが延びる方向を「軸方向」、軸方向と垂直な方向を「径方向」として以降の説明を行う場合がある。巻線部１４は、軸方向から見て円環状を呈している。 The main body 11 has a cylindrical shape centered on the central axis G, and a superconducting wire 20 is wound around the outer peripheral surface 11a. Thereby, the winding part 14 by which the superconducting wire 20 is wound is comprised in the outer side of the outer peripheral surface 11a of the main-body part 11. As shown in FIG. The following description may be made assuming that the direction in which the central axis G extends is “axial direction” and the direction perpendicular to the axial direction is “radial direction”. The winding portion 14 has an annular shape when viewed from the axial direction.
フランジ部１２，１３は、軸方向で本体部１１の両端に設けられている。フランジ部１２，１３は、軸方向から見て円環状を呈しており、本体部１１の外周面１１ａよりも径方向で外側に突出している。以下、軸方向でフランジ部１２側を超電導コイル１の上方とし、軸方向でフランジ部１３側を超電導コイル１の下方として説明する。ただし、「上」「下」の方向は、これに限定されるものではない。 The flange portions 12 and 13 are provided at both ends of the main body portion 11 in the axial direction. The flange portions 12 and 13 have an annular shape when viewed from the axial direction, and protrude outward in the radial direction from the outer peripheral surface 11 a of the main body portion 11. In the following description, the flange portion 12 side in the axial direction is above the superconducting coil 1, and the flange portion 13 side in the axial direction is below the superconducting coil 1. However, the directions of “up” and “down” are not limited to this.
フランジ部１２の外縁には、径方向内側に向けて切り欠かれた切り欠き部１２ｃが一対形成されている。切り欠き部１２ｃは、軸方向から見て略矩形状を呈している。それぞれの切り欠き部１２ｃには、引出部５が設けられている。すなわち、巻枠１０は、引出部５を有している。引出部５は、軸方向において本体部１１からフランジ部１２側へ向けて超電導線２０を引き出す部分である。引出部５の詳細な構成については、後述する。なお、図示は省略するが、本体部１１の外周面１１ａ、フランジ部１２の下面１２ｂ、及び、フランジ部１３の上面１３ａは、絶縁層で被覆されている。これにより、巻枠１０と巻線部１４とは、電気的に絶縁されている。 On the outer edge of the flange portion 12, a pair of cutout portions 12c cut out toward the inside in the radial direction is formed. The notch 12c has a substantially rectangular shape when viewed from the axial direction. Each notch portion 12c is provided with a lead-out portion 5. That is, the winding frame 10 has the drawer part 5. The lead-out part 5 is a part that pulls out the superconducting wire 20 from the main body part 11 toward the flange part 12 in the axial direction. The detailed configuration of the drawer unit 5 will be described later. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the outer peripheral surface 11a of the main-body part 11, the lower surface 12b of the flange part 12, and the upper surface 13a of the flange part 13 are coat | covered with the insulating layer. Thereby, the winding frame 10 and the coil | winding part 14 are electrically insulated.
超電導線２０は、エポキシ樹脂等の接着剤を塗布しながら（又は予め塗布された状態で）、本体部１１に巻線され、固定されている。超電導線２０は、フランジ部１２付近から巻き始められ、本体部１１の上方から下方に向かって巻かれた後、本体部１１の下方から上方へと巻かれて、フランジ部１２付近で巻き終えられる。 The superconducting wire 20 is wound and fixed to the main body 11 while applying an adhesive such as an epoxy resin (or in a state of being applied in advance). The superconducting wire 20 starts to be wound from the vicinity of the flange portion 12, wound from the upper side of the main body portion 11 to the lower side, and then wound from the lower side to the upper side of the main body portion 11, and is then wound around the flange portion 12. .
超電導線２０の巻き始め側及び巻き終わり側の両端部は、それぞれ引出部５から引き出されている。引出部５では、超電導線２０に局所的な曲げが生じ得る。引出部５は、巻枠１０の全体のうち、軸方向で本体部１１よりも上方であって、巻線部１４から逸れてフランジ部１２側に入り込んだ部分である。より具体的には、引出部５は、例えばフランジ部１２の切り欠き部１２ｃ内に設けられている。 Both ends of the superconducting wire 20 on the winding start side and the winding end side are drawn from the drawing portion 5. In the lead portion 5, local bending can occur in the superconducting wire 20. The lead portion 5 is a portion of the entire reel 10 that is above the main body portion 11 in the axial direction and is displaced from the winding portion 14 and enters the flange portion 12 side. More specifically, the lead-out part 5 is provided in the notch part 12c of the flange part 12, for example.
超電導線２０は、引出部５において、巻線部１４から外側に逸れ、且つ、フランジ部１２の切り欠き部１２ｃ内に入り込むように屈曲し、引出部５に設けられた電極３０にはんだ等によって接続されている。電極３０の詳細な説明は、引出部５付近の構成と共に後述する。また、超電導線２０のより詳細な構成についても、引出部５付近の構成と共に後述する。超電導線２０は、電極３０に接続された後、電極３０から引き出されてバスバー４０にはんだ等によって接続されている。 The superconducting wire 20 is bent so as to escape from the winding portion 14 to the outside in the lead portion 5 and to enter the notch portion 12c of the flange portion 12, and the electrode 30 provided in the lead portion 5 is soldered or the like. It is connected. The detailed description of the electrode 30 will be described later together with the configuration in the vicinity of the lead portion 5. Further, a more detailed configuration of the superconducting wire 20 will be described later together with a configuration in the vicinity of the lead portion 5. After the superconducting wire 20 is connected to the electrode 30, it is pulled out from the electrode 30 and connected to the bus bar 40 by solder or the like.
バスバー４０は、超電導コイル１を通電するための電流を迎え入れるための接続部である。バスバー４０は、例えば外部電源を超電導線２０に接続するための導体棒である。バスバー４０は、例えばフランジ部１２の上面１２ａ側に不図示の絶縁材を介して設けられている。バスバー４０は、超電導線２０の端部２０ａにはんだ等によって接続されている。これにより、バスバー４０は、超電導線２０に電気的に接続されており、外部電源から供給された電流を超電導線２０に流すことが可能となっている。 The bus bar 40 is a connection part for receiving a current for energizing the superconducting coil 1. The bus bar 40 is, for example, a conductor bar for connecting an external power source to the superconducting wire 20. The bus bar 40 is provided, for example, on the upper surface 12a side of the flange portion 12 via an insulating material (not shown). The bus bar 40 is connected to the end 20a of the superconducting wire 20 by solder or the like. As a result, the bus bar 40 is electrically connected to the superconducting wire 20, and a current supplied from an external power source can flow through the superconducting wire 20.
次に、図３〜図５を参照して、超電導線２０が引き出される引出部５付近の構成を詳細に説明する。図３は、引出部５付近の構成の部分拡大上面図である。図４は、引出部５付近の構成の部分拡大側面図である。図５は、引出部５付近の構成の部分拡大断面図である。図４は、引出部５付近の構成を本体部１１の径方向で外側から見た側面を示している。図５は、後述する主線材２１と引出線材２２との連結部２３の位置で切断した断面を示している。なお、説明のため、図３〜図５において、電極３０を灰色に塗りつぶして示している。また、図４の側面図において、フランジ部１２及び絶縁層１６は、断面として示している。 Next, with reference to FIGS. 3 to 5, the configuration in the vicinity of the lead portion 5 from which the superconducting wire 20 is drawn will be described in detail. FIG. 3 is a partially enlarged top view of the configuration in the vicinity of the drawer portion 5. FIG. 4 is a partially enlarged side view of the configuration in the vicinity of the drawer portion 5. FIG. 5 is a partial enlarged cross-sectional view of the configuration in the vicinity of the drawer portion 5. FIG. 4 shows a side view of the configuration in the vicinity of the drawer portion 5 as viewed from the outside in the radial direction of the main body portion 11. FIG. 5 shows a cross section cut at a position of a connecting portion 23 between a main wire 21 and a lead wire 22 described later. For the sake of explanation, the electrode 30 is shown in gray in FIGS. Moreover, in the side view of FIG. 4, the flange part 12 and the insulating layer 16 are shown as a cross section.
図３〜図５に示すように、引出部５は、絶縁板１８，１９と、電極３０と、を備えている。 As shown in FIGS. 3 to 5, the lead portion 5 includes insulating plates 18 and 19 and an electrode 30.
絶縁板１８は、フランジ部１２の切り欠き部１２ｃ内に配置されている。絶縁板１８は、フランジ部１２の上面１２aに載置され、径方向に延在する横部１８ａと、切り欠き部１２ｃに沿って軸方向に延在する縦部１８ｂと、を有している。これにより、絶縁板１８は、断面略逆Ｌ字状を呈している。絶縁板１８は、横部１８ａにおいてフランジ部１２の上面１２ａにボルト１７によって固定されている。絶縁板１８は、電極３０とフランジ部１２との間に介在しており、電極３０とフランジ部１２とを電気的に絶縁する。絶縁板１９は、ボルト１７の周囲に配置され、ボルト１７の外形に沿った形状を有している。絶縁板１９は、電極３０とボルト１７とが接触しないようにボルト１７を覆っており、電極３０とボルト１７とを電気的に絶縁する。 The insulating plate 18 is disposed in the notch portion 12 c of the flange portion 12. The insulating plate 18 is placed on the upper surface 12a of the flange portion 12, and has a horizontal portion 18a extending in the radial direction and a vertical portion 18b extending in the axial direction along the notch portion 12c. . Thereby, the insulating plate 18 has a substantially inverted L-shaped cross section. The insulating plate 18 is fixed to the upper surface 12a of the flange portion 12 by bolts 17 in the lateral portion 18a. The insulating plate 18 is interposed between the electrode 30 and the flange portion 12 and electrically insulates the electrode 30 and the flange portion 12. The insulating plate 19 is disposed around the bolt 17 and has a shape along the outer shape of the bolt 17. The insulating plate 19 covers the bolt 17 so that the electrode 30 and the bolt 17 do not contact each other, and electrically insulates the electrode 30 and the bolt 17 from each other.
電極３０は、超電導線２０における巻き始め側及び巻き終わり側の各端部に対応して、フランジ部１２に一対設けられている（図１参照）。一対の電極３０は、それぞれ超電導線２０の端部２０ａに電気的及び物理的に接続されている。そのため、超電導線２０を流れる電流の一部は、電極３０を流れ得る。電極３０は、例えば無酸素銅製である。また、電極３０は、図示しない極低温冷凍機により冷却されている。そのため、超電導線２０は、電極３０を介して極低温冷凍機により冷却される。なお、本実施形態において、巻き始め側の端部に対応する電極３０と巻き終わり側の端部に対応する電極３０とは、同様であるため、以下の説明においては、巻き終わり側の端部に対応する電極３０のみ説明し、巻き始め側の端部に対応する電極３０の説明は省略する。 A pair of electrodes 30 are provided on the flange portion 12 corresponding to each end portion on the winding start side and winding end side of the superconducting wire 20 (see FIG. 1). The pair of electrodes 30 are electrically and physically connected to the end 20a of the superconducting wire 20, respectively. Therefore, a part of the current flowing through the superconducting wire 20 can flow through the electrode 30. The electrode 30 is made of oxygen-free copper, for example. The electrode 30 is cooled by a cryogenic refrigerator not shown. Therefore, the superconducting wire 20 is cooled by the cryogenic refrigerator through the electrode 30. In the present embodiment, the electrode 30 corresponding to the end portion on the winding start side and the electrode 30 corresponding to the end portion on the winding end side are the same. Therefore, in the following description, the end portion on the winding end side Only the electrode 30 corresponding to 1 will be described, and description of the electrode 30 corresponding to the end portion on the winding start side will be omitted.
電極３０は、絶縁板１８を介してフランジ部１２の切り欠き部１２ｃ内を軸方向に延在するように配置されている。電極３０は、絶縁板１８の横部１８ａに載置されていると共に、当該横部１８ａ及びフランジ部１２の上面１２ａにボルト１７によって固定されている。 The electrode 30 is disposed so as to extend in the axial direction in the notch 12 c of the flange portion 12 via the insulating plate 18. The electrode 30 is mounted on the lateral portion 18 a of the insulating plate 18 and is fixed to the lateral portion 18 a and the upper surface 12 a of the flange portion 12 by bolts 17.
電極３０は、フランジ部１２に取り付けられる取付座部３１と、取付座部３１に略直交して軸方向に延在する延在部３２と、を有している。取付座部３１は、フランジ部１２の上面１２ａに沿って径方向に延在し、軸方向から見て略矩形状を呈している。取付座部３１は、フランジ部１２の上面１２ａに載置され、絶縁板１８，１９を介してボルト１７によって当該上面１２ａに固定されている。 The electrode 30 includes a mounting seat portion 31 that is attached to the flange portion 12, and an extending portion 32 that is substantially orthogonal to the mounting seat portion 31 and extends in the axial direction. The mounting seat portion 31 extends in the radial direction along the upper surface 12a of the flange portion 12, and has a substantially rectangular shape when viewed from the axial direction. The mounting seat portion 31 is placed on the upper surface 12 a of the flange portion 12, and is fixed to the upper surface 12 a by the bolts 17 via the insulating plates 18 and 19.
延在部３２は、フランジ部１２の上面１２ａよりも上方に延びている立ち上がり部３６と、フランジ部１２の上面１２ａよりも下方に延びている下垂部３７と、を有している。立ち上がり部３６は、フランジ部１２の上方で超電導線２０をバスバー４０（図１参照）へと導くために設けられている。 The extending portion 32 includes a rising portion 36 that extends upward from the upper surface 12 a of the flange portion 12, and a hanging portion 37 that extends downward from the upper surface 12 a of the flange portion 12. The rising portion 36 is provided to guide the superconducting wire 20 to the bus bar 40 (see FIG. 1) above the flange portion 12.
下垂部３７は、フランジ部１２の下面１２ｂよりも下方に突出している。これにより、電極３０は、フランジ部１２の下面１２ｂ側まで延びており、フランジ部１２の下面１２ｂに露出している。なお、下垂部３７は、後述する主線材２１が局所的に曲げられることなく下垂部３７に到達することができる位置まで延びていればよく、必ずしもフランジ部１２の下面１２ｂよりも下方に突出していなくてもよい。例えば、下垂部３７は、フランジ部１２の下面１２ｂと略面一となるように延びていてもよく、フランジ部１２の下面１２ｂよりも少し上方に先端が位置するように延びていてもよい。 The drooping portion 37 protrudes below the lower surface 12b of the flange portion 12. Thereby, the electrode 30 extends to the lower surface 12 b side of the flange portion 12 and is exposed to the lower surface 12 b of the flange portion 12. The drooping portion 37 only needs to extend to a position where the main wire 21 to be described later can reach the drooping portion 37 without being locally bent, and does not necessarily protrude below the lower surface 12b of the flange portion 12. It does not have to be. For example, the hanging portion 37 may extend so as to be substantially flush with the lower surface 12b of the flange portion 12, or may extend so that the tip is positioned slightly above the lower surface 12b of the flange portion 12.
また、下垂部３７は、フランジ部１２の切り欠き部１２ｃ内に位置しているため、下垂部３７の下方においては、フランジ部１２が開口されている。これにより、後述する主線材２１が、フランジ部１２の開口された部分を通って、下垂部３７の下方から下垂部３７に接触可能となっている。なお、切り欠き部１２ｃは、開口であればよく、例えば切り欠きでなく貫通穴であってもよい。 Further, since the hanging part 37 is located in the notch part 12 c of the flange part 12, the flange part 12 is opened below the hanging part 37. Thereby, the main wire 21 to be described later can contact the hanging portion 37 from below the hanging portion 37 through the opened portion of the flange portion 12. The cutout portion 12c may be an opening, and may be a through hole instead of a cutout, for example.
延在部３２は、本体部１１の径方向で外側に位置する側面３２ｂにおいて、後述する引出線材２２を上方へガイドするガイド部３５を有している。ガイド部３５は、側面３２ｂに段差部３３を設けることで構成されている。段差部３３は、フランジ部１２の上面１２ａに沿った横段差部３３ａと、軸方向に沿った縦段差部３３ｂと、横段差部３３ａと縦段差部３３ｂとの間を連結する角段差部３３ｃと、を有している。 The extending portion 32 has a guide portion 35 that guides the lead wire 22 to be described later upward on a side surface 32b located outside in the radial direction of the main body portion 11. The guide portion 35 is configured by providing a step portion 33 on the side surface 32b. The step portion 33 includes a horizontal step portion 33a along the upper surface 12a of the flange portion 12, a vertical step portion 33b along the axial direction, and an angular step portion 33c that connects the horizontal step portion 33a and the vertical step portion 33b. And have.
段差部３３は、側面３２ｂ１と側面３２ｂ２との間に形成されている。側面３２ｂ１と側面３２ｂ２とは、本体部１１の径方向反対側の側面３２ａからの距離が互いに異なっている。側面３２ｂ１は、側面３２ｂ２に比べて、側面３２ａからの距離が長い。これにより、側面３２ｂ１と側面３２ｂ２との間に段差部３３が形成されている。 The step portion 33 is formed between the side surface 32 b 1 and the side surface 32 b 2. The distance between the side surface 32b 1 and the side surface 32b 2 is different from the side surface 32a on the opposite side in the radial direction of the main body 11. The side surface 32b 1 has a longer distance from the side surface 32a than the side surface 32b 2 . Thus, the step portion 33 is formed between the side surface 32 b 1 and the side surface 32 b 2.
図４に示すように、側面３２ｂ１は、略矩形状を呈している。側面３２ｂ２は、略矩形状の側面３２ｂ１における隣り合う二辺と当該二辺がなす角とに沿って延びた略Ｌ字状を呈している。これにより、側面３２ｂ１と側面３２ｂ２との間に形成される段差部３３は、側面３２ｂに直交する方向から見て略Ｌ字状をなしている。すなわち、段差部３３は、上述した横段差部３３ａ、縦段差部３３ｂ、及び角段差部３３ｃを有する。ガイド部３５は、このようなＬ字状をなす段差部３３によって構成されていることにより、後述する引出線材２２を、側面３２ｂに直交する方向から見て、略Ｌ字状に屈曲させて上方へと導いている。 As shown in FIG. 4, the side surface 32b 1 has a substantially rectangular shape. The side surface 32b 2 has a substantially L-shape extending along two adjacent sides of the substantially rectangular side surface 32b 1 and an angle formed by the two sides. Thus, the stepped portion 33 formed between the side surface 32 b 1 and the side surface 32 b 2 has a substantially L-shape when viewed from the direction perpendicular to the side surface 32b. That is, the step portion 33 includes the above-described horizontal step portion 33a, vertical step portion 33b, and corner step portion 33c. The guide portion 35 is configured by such an L-shaped stepped portion 33, so that the lead wire 22 to be described later is bent upward in a substantially L shape when viewed from the direction orthogonal to the side surface 32b. Leading to.
続いて、引出部５周辺における超電導線２０のより詳細な構成を説明する。 Next, a more detailed configuration of the superconducting wire 20 around the lead portion 5 will be described.
図４に示すように、超電導線２０は、主線材２１と、主線材２１の端部２１ａに接続された引出線材２２と、を有している。なお、引出線材２２が接続される主線材２１の端部２１ａは、主線材２１の先端に限られず、主線材２１の全体のうち端部側に位置する領域を含む。すなわち、引出線材２２は、主線材２１の先端に限られず、主線材２１の端部側の途中部分に接続されていてもよい。 As shown in FIG. 4, the superconducting wire 20 includes a main wire 21 and a lead wire 22 connected to the end 21 a of the main wire 21. Note that the end 21 a of the main wire 21 to which the lead wire 22 is connected is not limited to the tip of the main wire 21, but includes a region located on the end side of the entire main wire 21. That is, the lead wire 22 is not limited to the tip of the main wire 21, and may be connected to an intermediate portion on the end side of the main wire 21.
主線材２１は、本体部１１の外周面１１ａ（図２参照）に巻線されており、超電導線２０の巻線部１４を構成している部分である。主線材２１は、フランジ部１２とフランジ部１３とに軸方向に挟まれて配置されている。主線材２１には、例えば、通電性能は良いが、曲率の制約が大きい線材が用いられる。主線材２１に用いられる線材の許容曲げ半径は、例えば５０ｍｍよりも大きい。主線材２１には、例えば酸化物系又はニオブスズ（Ｎｂ３Ｓｎ）等の金属系の超電導線材が用いられる。 The main wire 21 is wound around the outer peripheral surface 11 a (see FIG. 2) of the main body 11 and is a part constituting the winding 14 of the superconducting wire 20. The main wire 21 is sandwiched between the flange portion 12 and the flange portion 13 in the axial direction. For the main wire 21, for example, a wire with good energization performance but with a large curvature restriction is used. The allowable bending radius of the wire used for the main wire 21 is larger than 50 mm, for example. For the main wire 21, for example, an oxide-based or metal-based superconducting wire such as niobium tin (Nb 3 Sn) is used.
引出線材２２は、超電導線２０のうち、主線材２１の端部２１ａとバスバー４０との間を接続する部分である。引出線材２２は、上述した引出部５から引き出され、本体部１１側からフランジ部１２側へ向かって延びている。すなわち、超電導線２０は、引出線材２２の部分で、引出部５から引き出されている。引出線材２２には、例えば、主線材２１よりも曲率の制約が小さくて機械特性が良い線材が用いられる。このような線材の許容曲げ半径は小さいものの、超電導状態における通電性能は低いことが多い。引出線材２２には、例えばＮｂＴｉ等の超電導線材が用いられる。 The lead wire 22 is a portion of the superconducting wire 20 that connects between the end 21 a of the main wire 21 and the bus bar 40. The lead wire 22 is drawn from the above-described lead portion 5 and extends from the main body portion 11 side toward the flange portion 12 side. That is, the superconducting wire 20 is drawn from the lead portion 5 at the lead wire 22 portion. For the lead wire 22, for example, a wire rod having a smaller curvature restriction and better mechanical properties than the main wire 21 is used. Although the allowable bending radius of such a wire is small, the energization performance in the superconducting state is often low. For the lead wire 22, for example, a superconducting wire such as NbTi is used.
主線材２１の端部２１ａと引出線材２２の端部２２ａとは、はんだ等によって互いに接続されている。これにより、主線材２１と引出線材２２とは互いに電気的に接続されている。主線材２１と引出線材２２とは、互いに所定の長さＬだけ重なるように接続されており、これにより所定の長さＬの連結部２３が構成されている。連結部２３は、電極３０の横段差部３３ａの下方に位置している。 The end 21a of the main wire 21 and the end 22a of the lead wire 22 are connected to each other by solder or the like. Thereby, the main wire 21 and the lead wire 22 are electrically connected to each other. The main wire 21 and the lead wire 22 are connected so as to overlap each other by a predetermined length L, thereby forming a connecting portion 23 having a predetermined length L. The connecting portion 23 is located below the lateral step portion 33 a of the electrode 30.
引出線材２２は、電極３０のガイド部３５にガイドされることにより、電極３０の上方に引き出されている。具体的に、引出線材２２は、主線材２１との連結部２３の位置を起点として、横段差部３３ａにガイドされてフランジ部１２の上面１２ａに沿って延び、角段差部３３ｃにガイドされて軸方向に屈曲し、縦段差部３３ｂにガイドされて軸方向に沿って延び、電極３０の上方に引き出されている。電極３０の上方へと引き出された引出線材２２は、上述のバスバー４０（図１参照）に接続されている。 The lead wire 22 is drawn above the electrode 30 by being guided by the guide portion 35 of the electrode 30. Specifically, the lead wire 22 is guided by the horizontal stepped portion 33a starting from the position of the connecting portion 23 with the main wire 21, is extended along the upper surface 12a of the flange portion 12, and is guided by the angular stepped portion 33c. It bends in the axial direction, is guided by the vertical step portion 33 b and extends along the axial direction, and is drawn out above the electrode 30. The lead wire 22 drawn out above the electrode 30 is connected to the above-described bus bar 40 (see FIG. 1).
図５に示すように、主線材２１と引出線材２２との連結部２３は、電極３０の下垂部３７に接触している。これにより、主線材２１及び引出線材２２の両方が、電極３０の下方の位置で接触している。更に、電極３０がフランジ部１２の下面１２ｂ側まで延びていることにより、主線材２１及び引出線材２２の両方が、局所的に曲げられることなく電極３０に接触している。 As shown in FIG. 5, the connecting portion 23 between the main wire 21 and the lead wire 22 is in contact with the hanging portion 37 of the electrode 30. As a result, both the main wire 21 and the lead wire 22 are in contact with each other at a position below the electrode 30. Furthermore, since the electrode 30 extends to the lower surface 12b side of the flange portion 12, both the main wire 21 and the lead wire 22 are in contact with the electrode 30 without being locally bent.
超電導線２０の連結部２３と電極３０の下垂部３７とは、はんだ等によって互いに接続されている。これにより、引出線材２２と電極３０とが互いに接続された接続部２４が形成されている。接続部２４近傍では、主線材２１と電極３０とも互いに接続される。なお、接続部２４に重なる位置で、主線材２１と電極３０とが互いに接続されていてもよい。この接続部２４は、電極３０の横段差部３３ａの下方の位置に形成されている。すなわち、接続部２４は、電極３０の全体のうち、巻線部１４に近接した位置に形成されている。 The connecting portion 23 of the superconducting wire 20 and the hanging portion 37 of the electrode 30 are connected to each other by solder or the like. Thereby, the connection part 24 where the lead wire 22 and the electrode 30 are connected to each other is formed. In the vicinity of the connecting portion 24, the main wire 21 and the electrode 30 are also connected to each other. Note that the main wire 21 and the electrode 30 may be connected to each other at a position overlapping the connecting portion 24. The connection portion 24 is formed at a position below the lateral step portion 33 a of the electrode 30. That is, the connection part 24 is formed at a position close to the winding part 14 in the entire electrode 30.
接続部２４と巻線部１４との間には、絶縁シート５０（絶縁部材）が設けられている。これにより、互いに近接している接続部２４と巻線部１４とが、絶縁シート５０によって隔てられ、電気的に絶縁されている。なお、フランジ部１２の下面１２ｂは、絶縁層１６で被覆されており、これによりフランジ部１２と巻線部１４とも、電気的に絶縁されている。 An insulating sheet 50 (insulating member) is provided between the connecting portion 24 and the winding portion 14. Thereby, the connection part 24 and the coil | winding part 14 which mutually adjoined are separated by the insulating sheet 50, and are electrically insulated. In addition, the lower surface 12b of the flange part 12 is coat | covered with the insulating layer 16, and the flange part 12 and the coil | winding part 14 are electrically insulated by this.
次に、超電導線２０を巻線して超電導コイル１を製造する手順の一例について説明する。 Next, an example of a procedure for manufacturing the superconducting coil 1 by winding the superconducting wire 20 will be described.
まず、巻き始め時点では、主線材２１の巻き始め側の端部２１ａに引出線材２２をはんだ等で接続する。続いて、引出線材２２を、巻き始め側の端部２１ａに対応する電極３０にはんだ等で接続する。このとき、主線材２１と引出線材２２との連結部２３が電極３０の下垂部３７に接触するようにし、当該接触箇所をはんだ等で接続させ、主線材２１及び引出線材２２の両方を電極３０に固定する。これにより、引出線材２２と電極３０とが互いに接続された接続部２４を形成する。続いて、この接続部２４を固定部として主線材２１に張力を付与した状態で、本体部１１に主線材２１を巻線する。そして、所定の巻線を完了させることにより、巻線部１４を構成する。 First, at the start of winding, the lead wire 22 is connected to the end portion 21a on the winding start side of the main wire 21 with solder or the like. Subsequently, the lead wire 22 is connected to the electrode 30 corresponding to the end portion 21a on the winding start side with solder or the like. At this time, the connecting portion 23 between the main wire 21 and the lead wire 22 is in contact with the hanging portion 37 of the electrode 30, the contact portion is connected with solder or the like, and both the main wire 21 and the lead wire 22 are connected to the electrode 30. Secure to. Thereby, the connection part 24 in which the lead wire 22 and the electrode 30 are connected to each other is formed. Subsequently, the main wire 21 is wound around the main body 11 in a state where tension is applied to the main wire 21 with the connecting portion 24 as a fixed portion. And the coil | winding part 14 is comprised by completing a predetermined coil | winding.
巻き終わり時点では、主線材２１に付与した張力を保持したまま、主線材２１の巻き終わり側の端部２１ａに、上述の巻き始め側の端部２１ａに接続した引出線材２２とは別の引出線材２２をはんだ等で接続する。続いて、引出線材２２を、巻き終わり側の端部２１ａに対応する電極３０にはんだ等で接続し、上述の巻き始めと同様にして接続部２４を形成する。そして、接続部２４と巻線部１４との間に、絶縁シート５０を配置し、接続部２４と巻線部１４とを電気的に絶縁する。以上のようにして、超電導コイル１が構成される。 At the end of winding, the tension applied to the main wire 21 is maintained, and the draw wire 22 connected to the end portion 21a on the winding start side is connected to the end portion 21a on the winding end side of the main wire 21. The wire 22 is connected with solder or the like. Subsequently, the lead wire 22 is connected to the electrode 30 corresponding to the end portion 21a on the winding end side with solder or the like, and the connection portion 24 is formed in the same manner as the above-described winding start. And the insulating sheet 50 is arrange | positioned between the connection part 24 and the coil | winding part 14, and the connection part 24 and the coil | winding part 14 are electrically insulated. The superconducting coil 1 is configured as described above.
次に、本実施形態に係る超電導コイル１の作用及び効果について、従来の超電導コイルと比較して説明する。 Next, the operation and effect of the superconducting coil 1 according to the present embodiment will be described in comparison with a conventional superconducting coil.
従来の超電導コイルでは、超電導線を接続するためには、本体部の上方に超電導線を局所的に曲げて引き出す必要があった。このとき、例えば通電性能に優れているが、曲率の制約が大きい又は機械的に脆弱な超電導線を用いると、超電導線に機械的なダメージが生じるかもしれない。例えば、超電導コイルの冷却時の熱収縮又は磁場発生時の電磁力等によって、超電導線が引き出されている部分に応力が集中し、超電導線に機械的なダメージが生じるかもしれない。 In the conventional superconducting coil, in order to connect the superconducting wire, it was necessary to locally bend and draw out the superconducting wire above the main body. At this time, for example, if a superconducting wire that is excellent in energization performance but has a large curvature constraint or is mechanically fragile, mechanical damage may occur in the superconducting wire. For example, stress may concentrate on the portion where the superconducting wire is drawn out due to thermal contraction during cooling of the superconducting coil or electromagnetic force during magnetic field generation, and mechanical damage may occur to the superconducting wire.
この問題に対し、曲率を緩めて超電導線を引き出すと、超電導線を曲げて引き出すために必要なスペースが大きくなる。その結果、超電導コイルの製造プロセスが煩雑化すると共に、超電導コイルが大型化する。更には、超電導コイルを用いる装置における設計上の制約も生じる。 In response to this problem, if the superconducting wire is pulled out with the curvature reduced, the space required for bending and pulling out the superconducting wire becomes large. As a result, the manufacturing process of the superconducting coil becomes complicated and the superconducting coil becomes large. Furthermore, there are design restrictions in the apparatus using the superconducting coil.
これに対し、本実施形態に係る超電導コイル１によれば、超電導線２０が、本体部１１に巻線された主線材２１とは別に、主線材２１の端部２１aに接続された引出線材２２を有している。この超電導線２０は、主線材２１の部分ではなく、引出線材２２の部分で引出部５から引き出されている。例えば曲率の制約が大きい線材を主線材２１として用いる場合に、引出線材２２として、主線材２１よりも曲率の制約が小さい線材を用いることができる。このような場合、主線材２１においては、引出部５から引き出すために局所的に曲げる必要がなくなるため、応力の集中による機械的なダメージが生じることを抑制することができる。一方、引出線材２２においては、線材自体の曲率の制約が小さいため、引出部５から引き出すために局所的に曲げても、応力の集中による機械的なダメージが生じることを抑制することができる。以上によって、超電導線２０に機械的なダメージが生じることを抑制することができる。 On the other hand, according to the superconducting coil 1 according to the present embodiment, the superconducting wire 20 is connected to the end 21 a of the main wire 21 separately from the main wire 21 wound around the main body 11. have. The superconducting wire 20 is drawn from the lead-out portion 5 at the lead-out wire 22 portion, not at the main wire portion 21. For example, when a wire rod having a large curvature constraint is used as the main wire rod 21, a wire rod having a curvature constraint smaller than that of the main wire rod 21 can be used as the lead wire rod 21. In such a case, in the main wire 21, it is not necessary to bend locally in order to draw it out from the lead-out portion 5, so that mechanical damage due to stress concentration can be suppressed. On the other hand, in the lead wire 22, since the restriction of the curvature of the wire itself is small, it is possible to suppress mechanical damage due to stress concentration even if the lead wire 22 is locally bent to be pulled out from the lead portion 5. By the above, it can suppress that a mechanical damage arises in the superconducting wire 20. FIG.
本実施形態によれば、引出線材２２に主線材２１よりも曲率の制約が小さい線材を用いることができるため、曲率を緩めることなく引出線材２２を容易に引き出すことができ、超電導線２０を引き出すために必要なスペースを大きくする必要がなくなる。これにより、超電導コイル１の製造プロセスを簡易化することができると共に、超電導コイル１の大型化を抑制することができる。更には、超電導コイル１を用いる装置における設計上の制約も受け難くすることができる。 According to the present embodiment, since the wire rod having a smaller curvature constraint than the main wire rod 21 can be used for the lead wire rod 22, the lead wire rod 22 can be easily pulled out without loosening the curvature, and the superconducting wire 20 is pulled out. This eliminates the need for a large space. Thereby, while being able to simplify the manufacturing process of the superconducting coil 1, the enlargement of the superconducting coil 1 can be suppressed. Furthermore, design restrictions in the apparatus using the superconducting coil 1 can be made less susceptible.
また、本実施形態に係る超電導コイル１によれば、主線材２１及び引出線材２２の両方が電極３０に接触していることにより、主線材２１及び引出線材２２に対する電極３０の吸熱性能を十分に発揮することができる。また、主線材２１、引出線材２２及び電極３０を接続しているはんだは超電導体と比べれば抵抗値が高く発熱源となり得るが、本実施形態に係る超電導コイル１によれば、はんだで生じる熱も効率良く電極３０に吸熱される。そのため、引出線材２２のみが電極３０に接触している場合によりも効果的に超電導線２０を冷やすことができる。その結果、超電導コイル１に熱がこもることを抑制することができる。 Further, according to the superconducting coil 1 according to the present embodiment, since both the main wire 21 and the lead wire 22 are in contact with the electrode 30, the endothermic performance of the electrode 30 with respect to the main wire 21 and the lead wire 22 is sufficient. It can be demonstrated. Further, the solder connecting the main wire 21, the lead wire 22, and the electrode 30 has a higher resistance value than the superconductor and can be a heat source. However, according to the superconducting coil 1 according to the present embodiment, the heat generated by the solder. Is efficiently absorbed by the electrode 30. Therefore, the superconducting wire 20 can be cooled more effectively than when only the lead wire 22 is in contact with the electrode 30. As a result, it is possible to suppress heat from being accumulated in the superconducting coil 1.
更に、本実施形態に係る超電導コイル１では、主線材２１が及び引出線材２２の両方が電極３０に接触する構成を実現するため、電極３０がフランジ部１２の下面１２ｂ側まで延びた構成を採用している。これにより、主線材２１を本体部１１の上方で局所的に曲げることなく電極３０に接触させることができる。 Furthermore, in the superconducting coil 1 according to the present embodiment, a configuration in which the electrode 30 extends to the lower surface 12b side of the flange portion 12 is employed in order to realize a configuration in which both the main wire 21 and the lead wire 22 contact the electrode 30. doing. Thereby, the main wire 21 can be brought into contact with the electrode 30 without being locally bent above the main body 11.
また、本実施形態に係る超電導コイル１では、引出線材２２と電極３０とが互いに接続された接続部２４が、巻線部１４に近接している。このような状態でも、当該接続部２４と巻線部１４との間に絶縁シート５０が配置されているため、絶縁シート５０を介して、当該接続部２４と巻線部１４とを電気的に分断することができる。 Further, in the superconducting coil 1 according to the present embodiment, the connecting portion 24 where the lead wire 22 and the electrode 30 are connected to each other is close to the winding portion 14. Even in such a state, since the insulating sheet 50 is disposed between the connecting portion 24 and the winding portion 14, the connecting portion 24 and the winding portion 14 are electrically connected via the insulating sheet 50. Can be divided.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他に適用してもよい。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, You may change in the range which does not change the summary described in each claim, or may apply to others.
例えば、上記実施形態では、電極３０は、ボルト１７によって固定されているが、これに限られず、例えば切欠き部１２ｃに対し電極３０が嵌合することによって固定されていてもよい。 For example, in the above embodiment, the electrode 30 is fixed by the bolt 17, but is not limited thereto, and may be fixed by, for example, fitting the electrode 30 to the notch 12 c.
上記実施形態において、超電導線２０における巻き始め側の端部と巻き終わり側の端部とで電極３０が同様であるとしたが、これに限られず、巻き始め側の端部と巻き終わり側の端部とで異なる電極を用いてもよい。また、上記実施形態では、超電導線２０における巻き始め側及び巻き終わり側の各端部に電極３０が一つずつ設けられているとしたが、電極３０の数はこれに限られず、例えば当該各端部に電極３０が二つ以上ずつ設けられていてもよい。また、各フランジ部１２，１３に電極３０が一つずつ又は二つ以上ずつ設けられていてもよい。 In the above embodiment, the electrode 30 is the same at the winding start side end and the winding end side end of the superconducting wire 20. However, the present invention is not limited to this, and the winding start side end and the winding end side end are not limited thereto. Different electrodes may be used at the ends. In the above embodiment, one electrode 30 is provided at each end of the winding start side and the winding end side of the superconducting wire 20, but the number of electrodes 30 is not limited to this. Two or more electrodes 30 may be provided at each end. In addition, one or two or more electrodes 30 may be provided on each of the flange portions 12 and 13.
電極３０の形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、電極３０は、フランジ部１２の上面１２ａよりも上方に延びている立ち上がり部３６を有しているとしたが、これに限られず、立ち上がり部３６を有していなくてもよい。また、上記実施形態において、電極３０は下垂部３７を有しており、フランジ部１２の下面１２ｂ側まで延びているとしたが、これに限られず、下垂部３７を有していなくてもよく、フランジ部１２の下面１２ｂ側まで延びていなくてもよい。 The shape of the electrode 30 is not limited to the said embodiment. For example, the electrode 30 has the rising portion 36 extending upward from the upper surface 12a of the flange portion 12. However, the present invention is not limited to this, and the rising portion 36 may not be provided. Moreover, in the said embodiment, although the electrode 30 had the drooping part 37 and extended to the lower surface 12b side of the flange part 12, it is not restricted to this, The drooping part 37 does not need to be provided The flange portion 12 may not extend to the lower surface 12b side.
上記実施形態では、主線材２１及び引出線材２２の両方が電極３０に接触し且つ接続されているとしたが、これに限られない。例えば、主線材２１及び引出線材２２の何れか一方が電極３０に接触していてもよく、主線材２１及び引出線材２２の何れか一方が電極３０に接続されていてもよい。また、上記実施形態では、主線材２１及び引出線材２２が、フランジ部１２の下面１２ｂ側で電極３０に接触しているとしたが、これに限られない。例えば、主線材２１がフランジ部１２の下面１２ｂ側で電極３０に接触していると共に、引出線材２２がフランジ部１２の下面１２ｂ側以外の部分で電極３０に接触していてもよい。また、主線材２１及び引出線材２２の両方がフランジ部１２の下面１２ｂ側以外の部分で電極３０に接触していてもよい。 In the above embodiment, both the main wire 21 and the lead wire 22 are in contact with and connected to the electrode 30, but the present invention is not limited to this. For example, one of the main wire 21 and the lead wire 22 may be in contact with the electrode 30, and one of the main wire 21 and the lead wire 22 may be connected to the electrode 30. In the above embodiment, the main wire 21 and the lead wire 22 are in contact with the electrode 30 on the lower surface 12b side of the flange portion 12, but the present invention is not limited to this. For example, the main wire 21 may be in contact with the electrode 30 on the lower surface 12 b side of the flange portion 12, and the lead wire 22 may be in contact with the electrode 30 at a portion other than the lower surface 12 b side of the flange portion 12. Further, both the main wire 21 and the lead wire 22 may be in contact with the electrode 30 at a portion other than the lower surface 12b side of the flange portion 12.
上記実施形態では、引出線材２２をバスバー４０に向けて導くガイド部３５が、電極３０に形成された段差部３３によって構成されているとしたが、これに限られない。例えば、ガイド部３５は、電極３０によって構成されていなくてもよく、電極３０とは別の部材によって構成されていてもよい。 In the above embodiment, the guide portion 35 that guides the lead wire 22 toward the bus bar 40 is configured by the step portion 33 formed in the electrode 30, but is not limited thereto. For example, the guide portion 35 may not be configured by the electrode 30, and may be configured by a member different from the electrode 30.
主線材２１の端部２１ａに引出線材２２が接続されているとしたが、これに限られず、主線材２１は引出線材２２との連結部２３から更に分岐するように延びていてもよい。また、主線材２１は、主線材２１に用いる線材が有する曲率の制約上許容できる範囲において、多少曲げられていてもよい。 Although the lead wire 22 is connected to the end 21 a of the main wire 21, the present invention is not limited to this, and the main wire 21 may extend so as to further branch from the connecting portion 23 with the lead wire 22. Further, the main wire 21 may be bent slightly to the extent that it can be tolerated due to the curvature limitation of the wire used for the main wire 21.
超電導線２０を巻線して超電導コイル１を製造する手順において、引出線材２２を主線材２１に接続するタイミングは、上記実施形態に限定されない。例えば、巻き始めの時点で、引出線材２２を主線材２１の両端部に予め接続しておいてもよいし、先に主線材２１を本体部１１に巻き線し、当該主線材２１を電極３０に固定した後で、主線材２１及び電極３０に引出線材２２を接続させながら引き出してもよい。 In the procedure of manufacturing the superconducting coil 1 by winding the superconducting wire 20, the timing of connecting the lead wire 22 to the main wire 21 is not limited to the above embodiment. For example, the lead wire 22 may be connected in advance to both ends of the main wire 21 at the beginning of winding, or the main wire 21 is wound around the main body 11 first, and the main wire 21 is connected to the electrode 30. After fixing to the main wire 21 and the electrode 30, the lead wire 22 may be connected to the main wire 21 and the electrode 30.
１…超電導コイル、５…引出部、１０…巻枠、１１…本体部、１２，１３…フランジ部、１２ｂ…下面、２０…超電導線、２１…主線材、２１ａ…端部、２２…引出線材、２４…接続部、３０…電極、５０…絶縁シート（絶縁部材）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Superconducting coil, 5 ... Lead part, 10 ... Winding frame, 11 ... Main body part, 12, 13 ... Flange part, 12b ... Lower surface, 20 ... Superconducting wire, 21 ... Main wire, 21a ... End part, 22 ... Lead wire , 24 ... connection part, 30 ... electrode, 50 ... insulating sheet (insulating member).
Claims (5)
前記巻枠に巻線された超電導線と、
を備え、
前記超電導線は、前記本体部に巻線された主線材と、前記主線材の端部に接続された引出線材と、を有し、
前記巻枠は、前記軸方向において前記本体部よりも前記フランジ部側へ前記超電導線を引き出す引出部を有し、
前記超電導線は、前記引出線材の部分で、前記引出部から引き出されている、超電導コイル。 A cylindrical main body and a reel having a pair of flanges at both ends in the axial direction of the main body;
A superconducting wire wound around the winding frame;
With
The superconducting wire has a main wire wound around the main body, and a lead wire connected to an end of the main wire,
The winding frame has a lead-out portion that pulls out the superconducting wire to the flange portion side of the main body portion in the axial direction;
The superconducting wire is a portion of the lead wire material, and is a superconducting coil drawn from the lead portion.
前記主線材は、前記下面側で前記電極に接触している、請求項１に記載の超電導コイル。 The lead portion includes an electrode provided on the flange portion and extending to a lower surface side of the flange portion,
The superconducting coil according to claim 1, wherein the main wire is in contact with the electrode on the lower surface side.
前記電極は、前記主線材及び前記引出線材の両方と接触している、請求項１に記載の超電導コイル。 The lead portion has an electrode provided on the flange portion,
The superconducting coil according to claim 1, wherein the electrode is in contact with both the main wire and the lead wire.
An insulating member is disposed between a connection portion where the lead wire and the electrode are connected to each other and a winding portion formed by winding the main wire around the main body portion. The superconducting coil according to any one of 2 to 4.
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2017
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