JP6275953B2 - Superconducting coil device - Google Patents

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Description

本発明は、超電導コイル装置に関する。   The present invention relates to a superconducting coil device.

加速器用の偏向電磁石、あるいはモータなどの回転機等の電磁石では一般的に鞍型形状のコイルが用いられる。特に高い磁場強度が求められる場合には超電導技術が適用される。イットリウム系超電導線材などのテープ形状超電導線材を使用する場合は、テープの幅方向に曲げることが困難であり、無理に曲げた場合、超電導体に大きな歪みが発生し超電導特性が劣化してしまう。   In the case of an electromagnet such as a deflecting electromagnet for an accelerator or a rotating machine such as a motor, a saddle-shaped coil is generally used. Superconducting technology is applied particularly when high magnetic field strength is required. When a tape-shaped superconducting wire such as an yttrium-based superconducting wire is used, it is difficult to bend it in the width direction of the tape, and if it is forcibly bent, a large distortion occurs in the superconductor and the superconducting characteristics deteriorate.

そのため、鞍型コイルのような立体的な屈曲部のある超電導コイルでは、幅方向曲げ歪みを低減するために、超電導線材を屈曲部で傾ける方法が採られている(例えば特許文献1、2、3)。テープ幅方向の一方の端部の屈曲部での長さと、もう一方の端部の屈曲部での長さの差分が幅方向曲げ歪みを与えるため、屈曲部で線材を傾けることで端部長さの差分を小さくし、幅方向曲げ歪みを低減するものである。   Therefore, in a superconducting coil having a three-dimensional bent portion such as a saddle coil, a method of inclining the superconducting wire at the bent portion is employed in order to reduce the bending strain in the width direction (for example, Patent Documents 1 and 2; 3). Since the difference between the length at the bent portion at one end in the tape width direction and the length at the bent portion at the other end gives bending distortion in the width direction, the end length can be increased by tilting the wire at the bent portion. Is reduced, and the bending strain in the width direction is reduced.

また、屈曲部のみにスペーサを挿入して幅方向曲げ歪みを低減する技術がある。あるいは、直線部のみにスペーサを挿入して幅方向曲げ歪みを低減する技術がある(例えば特許文献4)。   In addition, there is a technique for reducing width-direction bending distortion by inserting a spacer only in a bent portion. Or there exists a technique which inserts a spacer only in a linear part and reduces the width direction bending distortion (for example, patent document 4).

特開2011−91094号公報JP 2011-91094 A 特開2010−118457号公報JP 2010-118457 A 特開2009−49040号公報JP 2009-49040 A 特開平4−97506号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-97506

ところで、幅方向曲げ歪みを最小にする傾きは屈曲部の長さや直線部での線材の位置等に依存する。そのため、ターン毎に幅方向曲げ歪みを最小にする屈曲部での線材の傾きは異なる。上述のような鞍型コイルの場合、巻きまわす過程で巻テンションや巻しまり等によって、屈曲部での線材の傾きは全てのターンで同一となってしまい、巻厚が大きくなると幅方向曲げ歪みの大きなターンができてしまう。   By the way, the inclination that minimizes the bending strain in the width direction depends on the length of the bent portion, the position of the wire in the straight portion, and the like. Therefore, the inclination of the wire at the bent portion that minimizes the bending strain in the width direction is different for each turn. In the case of a saddle type coil as described above, the inclination of the wire at the bent portion becomes the same in all turns due to winding tension or winding in the winding process, and when the winding thickness increases, the bending strain in the width direction increases. You can make a big turn.

そこで、本発明は、ターンを重ねてもテープ状の超電導線材の幅方向の曲げ歪みを小さく抑えることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to suppress the bending strain in the width direction of the tape-shaped superconducting wire even if the turns are overlapped.

上述の目的を達成するため、本発明に係る超電導コイル装置は、軸方向に延びた筒状の巻軸と、前記巻軸の外表面に取り付けられたループ状の巻枠と、前記巻軸の外表面に沿って前記巻枠に巻回されて、同一平面上にない三次元形状であって、直線状に延びて互いに平行な2つの直線部と、前記直線部のそれぞれの端部どうしを結合する2つの屈曲部と、を有する超電導鞍型コイルと、を備える超電導コイル装置であって、前記超電導鞍型コイルは、超電導層、テープ基板、安定化層および絶縁被覆を有し巻き回したテープ状の超電導線材と、前記超電導線材に挟まれて巻き回されるテープ状の第1のスペーサと、を具備し、前記第1のスペーサは、幅方向に厚みが変化することにより調節部を構成し、前記第1のスペーサの厚い側の側部が巻軸からみて外側に、薄い側の側部が前記巻軸に近い側に配されるように巻き回されていることを特徴とする。
また、本発明に係る超電導コイル装置は、軸方向に延びた筒状の巻軸と、前記巻軸の外表面に取り付けられたループ状の巻枠と、前記巻軸の外表面に沿って前記巻枠に巻回されて、同一平面上にない三次元形状であって、直線状に延びて互いに平行な2つの直線部と、前記直線部のそれぞれの端部どうしを結合する2つの屈曲部と、を有する超電導鞍型コイルと、を備える超電導コイル装置であって、前記超電導鞍型コイルは、超電導層、テープ基板、安定化層および絶縁被覆を有し巻き回したテープ状の超電導線材と、前記超電導線材に挟まれて巻き回されるテープ状の第2のスペーサと、を具備し、前記第2のスペーサは、少なくとも片面に塗布されて幅方向に厚みが変化する塗布剤を有することにより調節部を構成し、前記第2のスペーサの厚い側の側部が巻軸からみて外側に、前記塗布剤が薄い側の側部が前記巻軸に近い側に配されるように巻き回されていることを特徴とする。
また、本発明に係る超電導コイル装置は、軸方向に延びた筒状の巻軸と、前記巻軸の外表面に取り付けられたループ状の巻枠と、前記巻軸の外表面に沿って前記巻枠に巻回されて、同一平面上にない三次元形状であって、直線状に延びて互いに平行な2つの直線部と、前記直線部のそれぞれの端部どうしを結合する2つの屈曲部と、を有する超電導鞍型コイルと、を備える超電導コイル装置であって、前記超電導鞍型コイルは、超電導層、テープ基板、安定化層および絶縁被覆を有し巻き回したテープ状の超電導線材と、前記超電導線材に挟まれて巻き回されるテープ状の第3のスペーサと、を具備し、前記第3のスペーサは、少なくとも片面に塗布された塗布剤と、前記塗布剤に混入し粒径分布が幅方向に変化する微粉末と、を有することにより調節部を構成し、前記第3のスペーサの厚い側の側部が巻軸からみて外側に、前記塗布剤が薄い側の側部が前記巻軸に近い側に配されるように巻き回されていることを特徴とする超電導コイル装置。
In order to achieve the above-described object, a superconducting coil device according to the present invention includes a cylindrical winding shaft extending in the axial direction, a loop-shaped winding frame attached to the outer surface of the winding shaft, and the winding shaft. Two linear portions that are wound around the reel along the outer surface and are not on the same plane and that extend in a straight line and are parallel to each other, and the ends of the straight portions are connected to each other. A superconducting coil device comprising: a tape-shaped superconducting wires, a first spacer tape-like wound around sandwiched the superconducting wire, comprising the said first spacer, the adjusting unit by changing the thickness in the width direction And the thicker side of the first spacer is Outwardly as viewed from the axis, the thin side of the side is characterized in that it is wound to be disposed in the side closer to the winding axis.
The superconducting coil device according to the present invention includes a cylindrical winding shaft extending in the axial direction, a loop-shaped winding frame attached to the outer surface of the winding shaft, and the outer surface of the winding shaft. Two bend portions that are wound around a winding frame and have a three-dimensional shape that is not on the same plane and that extend in a straight line and are parallel to each other, and two bent portions that connect the ends of the straight portions to each other A superconducting coil device comprising: a superconducting coil device comprising a superconducting layer, a tape substrate, a stabilizing layer, and a tape-shaped superconducting wire wound around the coil. the second spacer tape-like wound around sandwiched superconducting wire, comprising the said second spacer having a coating material thickness varies at least coated with the width direction on one side The adjustment unit is configured with the second spacer. Outside the thick side of the sides of the support is viewed from the winding shaft, wherein the coating agent is a thin side of the side it is characterized in that it is wound to be disposed closer to the winding axis.
The superconducting coil device according to the present invention includes a cylindrical winding shaft extending in the axial direction, a loop-shaped winding frame attached to the outer surface of the winding shaft, and the outer surface of the winding shaft. Two bend portions that are wound around a winding frame and have a three-dimensional shape that is not on the same plane and that extend in a straight line and are parallel to each other, and two bent portions that connect the ends of the straight portions to each other A superconducting coil device comprising: a superconducting coil device comprising a superconducting layer, a tape substrate, a stabilizing layer, and a tape-shaped superconducting wire wound around the coil. the superconducting wire rod pinched winding third spacer tape-shaped to be wound, comprising a, the third spacer is mixed with the coating material applied to at least one surface, the coating material particle size A fine powder whose distribution varies in the width direction Winding so that the adjustment portion is further configured and the side portion on the thick side of the third spacer is arranged on the outer side as viewed from the winding shaft, and the side portion on the thin side of the coating agent is arranged on the side close to the winding shaft. A superconducting coil device characterized by being made.

本発明によれば、ターンを重ねてもテープ状の超電導線材の幅方向の曲げ歪みを小さく抑えることができる。   According to the present invention, the bending strain in the width direction of the tape-shaped superconducting wire can be kept small even if the turns are stacked.

第1の実施形態に係る超電導コイル装置の外形を示す平面図である。It is a top view which shows the external shape of the superconducting coil apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの超電導線材の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the superconducting wire of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に垂直な図1の第III−III線矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1 perpendicular to the axial direction of the winding axis showing a coil cross section of a straight portion of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil device according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に沿った図1の第IV−IV線矢視断面図である。It is the IV-IV line arrow directional cross-sectional view of FIG. 1 along the axial direction of the winding shaft which shows the coil cross section of the linear part of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの超電導線材の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the superconducting wire of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に垂直な部分断面図である。It is a fragmentary sectional view perpendicular | vertical to the axial direction of the winding axis | shaft which shows the coil cross section of the linear part of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に沿った部分断面図である。It is a fragmentary sectional view in alignment with the axial direction of the winding axis | shaft which shows the coil cross section of the linear part of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に垂直な部分断面図である。It is a fragmentary sectional view perpendicular | vertical to the axial direction of the winding axis | shaft which shows the coil cross section of the linear part of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に沿った部分断面図である。It is a fragmentary sectional view along the axial direction of the winding axis which shows the coil section of the straight part of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil device concerning a 3rd embodiment. 第4の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に垂直な部分断面図である。It is a fragmentary sectional view perpendicular | vertical to the axial direction of the winding axis | shaft which shows the coil cross section of the linear part of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に沿った部分断面図である。It is a fragmentary sectional view along the axial direction of the winding axis which shows the coil section of the straight part of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil device concerning a 4th embodiment. 第5の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に垂直な部分断面図である。It is a fragmentary sectional view perpendicular | vertical to the axial direction of the winding axis | shaft which shows the coil cross section of the linear part of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第5の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に沿った部分断面図である。It is a fragmentary sectional view along the axial direction of the winding axis which shows the coil section of the straight part of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil device concerning a 5th embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る超電導コイル装置について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。 A superconducting coil device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る超電導コイル装置の外形を示す平面図である。超電導コイル装置100は、超電導鞍型コイル1、巻軸5、巻枠6を有する。巻軸5は、軸方向に延びる円筒形状である。巻枠6は、巻軸5の外側の表面に取り付けられており、3次元的なレーストラック形状に形成されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing the outer shape of the superconducting coil device according to the first embodiment. The superconducting coil device 100 includes a superconducting saddle coil 1, a winding shaft 5, and a winding frame 6. The winding shaft 5 has a cylindrical shape extending in the axial direction. The reel 6 is attached to the outer surface of the reel 5 and is formed in a three-dimensional race track shape.

テープ状の超電導線材2が、巻枠6に沿って、かつ巻軸5の表面に沿って巻き回されている。なお、図1では、全周にわたり巻き回されている超電導線材2について、図示を省略して図1における上下、左右の部分のみを表示している。   A tape-shaped superconducting wire 2 is wound along the winding frame 6 and along the surface of the winding shaft 5. In FIG. 1, the superconducting wire 2 wound around the entire circumference is not shown and only the upper and lower and left and right portions in FIG. 1 are displayed.

巻軸5の表面および巻枠6に沿ってテープ状の超電導線材2が巻き回されることによって同一平面状にない3次元形状の超電導鞍型コイル1が形成される。超電導鞍型コイル1は、巻軸5の軸方向に平行に直線的に延びて互いに平行な2つの直線部1aと、直線部1aのそれぞれの端部どうしを結合する互いに対向する2つの屈曲部1bとを有する。屈曲部1bは、巻軸5の軸方向にLの長さを有する。   By winding the tape-shaped superconducting wire 2 along the surface of the winding shaft 5 and the winding frame 6, the superconducting saddle coil 1 having a three-dimensional shape that is not coplanar is formed. The superconducting saddle type coil 1 includes two linear portions 1a that extend linearly parallel to the axial direction of the winding shaft 5 and are parallel to each other, and two bent portions that oppose each other of the ends of the linear portions 1a. 1b. The bent portion 1 b has a length L in the axial direction of the winding shaft 5.

図2は、第1の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの超電導線材の断面を示す断面図である。超電導線材2は、テープ基板2a、中間層2b、超電導層2c、安定化層2dおよび絶縁被覆2fを有する。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the superconducting wire of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil device according to the first embodiment. The superconducting wire 2 has a tape substrate 2a, an intermediate layer 2b, a superconducting layer 2c, a stabilizing layer 2d, and an insulating coating 2f.

テープ基板2aの材料は、たとえばハステロイ(登録商標)などのニッケル基合金など安定した材料である。テープ基板2a上に中間層2bが形成されている。中間層2bにはたとえばセリア(Ce)などが用いられる。中間層2bはたとえば10分の数μm程度の厚みである。中間層2b上に超電導層2cが形成されている。超電導層2cはたとえば1μm程度の厚みである。 The material of the tape substrate 2a is a stable material such as a nickel-based alloy such as Hastelloy (registered trademark). An intermediate layer 2b is formed on the tape substrate 2a. For example, ceria (Ce 2 O 3 ) is used for the intermediate layer 2b. The intermediate layer 2b has a thickness of about several tenths of a μm, for example. Superconducting layer 2c is formed on intermediate layer 2b. Superconducting layer 2c has a thickness of about 1 μm, for example.

テープ基板2a、中間層2bおよび超電導層2cは、安定化層2dに包囲されている。安定化層2dの材料はたとえば銅(Cu)である。安定化層2dの外側は絶縁被覆2fに覆われている。絶縁被覆2fの材料は電気絶縁材である。   The tape substrate 2a, the intermediate layer 2b, and the superconducting layer 2c are surrounded by the stabilization layer 2d. The material of the stabilization layer 2d is, for example, copper (Cu). The outside of the stabilization layer 2d is covered with an insulating coating 2f. The material of the insulating coating 2f is an electrical insulating material.

超電導線材2の厚み、すなわち絶縁被覆2fの両面間の間隔は、たとえば0.1mm程度の厚みである。また、超電導線材2の幅は、通常3mmないし5mm程度、幅が広いもので12mm程度である。   The thickness of the superconducting wire 2, that is, the distance between both surfaces of the insulating coating 2f is, for example, about 0.1 mm. The width of the superconducting wire 2 is usually about 3 mm to 5 mm, and the width is about 12 mm.

絶縁被覆2fの厚みは、幅方向に変化している。すなわち、第1の側部2xの厚みが、第2の側部2yの厚みに比べて厚くなっている。このように、超電導線材2の幅方向の第1の側部2xと第2の側部2yの厚みが異なることによって超電導線材2の第1の側部2xと第2の側部2yとで巻厚が異なるようになる。   The thickness of the insulating coating 2f changes in the width direction. That is, the thickness of the first side portion 2x is thicker than the thickness of the second side portion 2y. As described above, the first side 2x and the second side 2y of the superconducting wire 2 are wound by the thickness of the first side 2x and the second side 2y in the width direction of the superconducting wire 2 being different. The thickness will be different.

ここで、巻厚とは、超電導線材2を1周巻き回したときの、超電導線材2の幅方向のそれぞれの位置における1周前の状態から増加した厚さである。超電導線材2の幅方向の第1の側部2xと第2の側部2yの厚みを異ならしめている絶縁被覆2fが、第1の側部2xと第2の側部2yとで巻厚が異なるようにするための調節部50を構成している。   Here, the winding thickness is a thickness increased from the previous state at each position in the width direction of the superconducting wire 2 when the superconducting wire 2 is wound once. The insulation coating 2f that makes the thickness of the first side portion 2x and the second side portion 2y in the width direction of the superconducting wire 2 different in winding thickness between the first side portion 2x and the second side portion 2y. The adjustment part 50 for doing so is comprised.

なお、超電導線材2の幅方向の第1の側部2xと第2の側部2yの厚みを異ならしめるのは絶縁被覆2fに限定されない。たとえば、テープ基板2aあるいは安定化層2dの幅方向の厚みが異なっていてもよい。あるいはこれらの組合せでもよい。   The thickness of the first side 2x and the second side 2y in the width direction of the superconducting wire 2 is not limited to the insulating coating 2f. For example, the thickness in the width direction of the tape substrate 2a or the stabilization layer 2d may be different. Alternatively, a combination thereof may be used.

図3は、第1の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に垂直な図1の第III−III線矢視断面図である。巻軸5の断面は円形である。巻枠6は、巻軸5の上下に2つ取り付けられている。また、巻枠6の周囲に形成された超電導鞍型コイル1も上下に2つ取り付けられている。   FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1 perpendicular to the axial direction of the winding axis showing a coil cross section of a straight portion of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil device according to the first embodiment. The winding shaft 5 has a circular cross section. Two reels 6 are attached to the top and bottom of the reel 5. Two superconducting saddle-type coils 1 formed around the winding frame 6 are also attached vertically.

以下、説明を分かり易くするために、それぞれ2つの巻枠6および超電導鞍型コイル1のうち、上側に設けられた巻枠6および超電導鞍型コイル1について説明するが、下側に設けられた巻枠6および超電導鞍型コイル1についても構造は同様である。   Hereinafter, in order to make the explanation easy to understand, among the two winding frames 6 and the superconducting saddle type coil 1, the winding frame 6 and the superconducting saddle type coil 1 provided on the upper side will be described, but provided on the lower side. The structures of the reel 6 and the superconducting saddle coil 1 are the same.

巻枠6は、幅をもって長く伸びた板状であり、超電導鞍型コイル1の直線部1aに対応する部分は、図3に示すように鉛直方向から傾いた方向で、幅方向の片側が巻軸5の上部に取り付けられている。なお、超電導線材2の位置は、最上点から、巻軸5の中心からの角度で開き角θだけずれている。   The winding frame 6 has a plate shape extending long with a width, and a portion corresponding to the straight portion 1a of the superconducting saddle coil 1 is inclined from the vertical direction as shown in FIG. It is attached to the upper part of the shaft 5. Note that the position of the superconducting wire 2 is shifted from the uppermost point by an opening angle θ at an angle from the center of the winding shaft 5.

テープ状の超電導線材2は、巻軸5に沿って、かつ巻枠6の外側に順次巻き回されている。ここで、超電導線材2は、第1の側部2xが巻軸5から遠い方、第2の側部2yが巻軸5に近い方となるように巻かれている。   The tape-shaped superconducting wire 2 is sequentially wound around the winding shaft 5 and outside the winding frame 6. Here, the superconducting wire 2 is wound so that the first side 2x is far from the winding shaft 5 and the second side 2y is near the winding 5.

図4は、第1の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に沿った図1の第IV−IV線矢視断面図である。超電導鞍型コイル1の屈曲部1bに対応する部分の巻枠6は、図4に示すように、互いに対向する側の面は巻軸5の軸方向にほぼ垂直であり、互いに対向する側と反対側の面は、巻軸5の軸方向にほぼ垂直な面から傾いている。具体的には、巻軸5から遠い方、すなわち第1の側部2x(図2参照)側が互いに近くなるように傾いている。巻き回す超電導線材2の傾きは、図4のように水平からφの角度である。   FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1 along the axial direction of the winding axis showing the coil cross section of the straight portion of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil device according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the portion of the winding frame 6 corresponding to the bent portion 1 b of the superconducting saddle-type coil 1 has surfaces facing each other substantially perpendicular to the axial direction of the winding shaft 5, The opposite surface is inclined from a surface substantially perpendicular to the axial direction of the winding shaft 5. Specifically, it is inclined such that the side far from the winding shaft 5, that is, the first side 2x (see FIG. 2) side is close to each other. The inclination of the superconducting wire 2 to be wound is an angle φ from the horizontal as shown in FIG.

仮に、第1の側部2xの厚みと第2の側部2y(図2参照)の厚みが同じであるとすると、巻き回す過程では超電導線材2にある程度のテンションがかかるため、この巻きテンションあるいは巻きしまりによって、1周前に巻き回したターンと同じ傾きとなってしまう。この場合は、最初のターンで第1の側部2xと第2の側部2yの長さが等しくとも、2ターン目以降は、第1の側部2xと第2の側部2yの長さが等しい状態を維持することができなくなる。   If the thickness of the first side 2x and the thickness of the second side 2y (see FIG. 2) are the same, a certain amount of tension is applied to the superconducting wire 2 in the winding process. Due to the winding, the same inclination as that of the turn wound one turn before will occur. In this case, even if the lengths of the first side 2x and the second side 2y are equal in the first turn, the lengths of the first side 2x and the second side 2y after the second turn are used. Cannot be kept equal.

一方、本実施形態においては、超電導線材2の幅方向の第1の側部2xと第2の側部2yの厚みが異なることによって、第1の側部2xと第2の側部2yとで巻厚が異なるようにするための調節部50が形成されることから、前のターンとは異なる傾きとなる。   On the other hand, in the present embodiment, the thickness of the first side 2x and the second side 2y in the width direction of the superconducting wire 2 is different between the first side 2x and the second side 2y. Since the adjusting portion 50 for making the winding thicknesses different is formed, the inclination is different from that of the previous turn.

すなわち、図3に示すように、直線部1aにおいては、超電導線材2は、外側にある第1の側部2x(図2参照)の幅が大きいため、巻き回す回数が増えるにしたがって傾きが水平方向側に傾いている。すなわち、巻き回す回数が増えると、第1の側部2xの周長と第2の側部2y(図2参照)の周長の差が大きくなる。   That is, as shown in FIG. 3, in the straight portion 1a, the superconducting wire 2 has a large width of the first side portion 2x (see FIG. 2) on the outside, so that the inclination becomes horizontal as the number of windings increases. Tilt to the direction side. That is, when the number of windings increases, the difference between the circumference of the first side 2x and the circumference of the second side 2y (see FIG. 2) increases.

また、図4に示すように、屈曲部1bにおいては、超電導線材2は、外側にある第1の側部2xの幅が大きいため、巻き回す回数が増えるにしたがって、巻軸5から遠い方、すなわち第1の側部2x側が離れる方向に傾いている。すなわち、巻き回す回数が増えると、第1の側部2xの周長と第2の側部2yの周長の差が小さくなる。   Also, as shown in FIG. 4, in the bent portion 1b, the superconducting wire 2 has a larger width on the first side portion 2x on the outer side, so as the number of winding increases, the one farther from the winding shaft 5, That is, the first side portion 2x side is inclined in a direction away from the first side portion 2x side. That is, as the number of windings increases, the difference between the circumference of the first side 2x and the circumference of the second side 2y becomes smaller.

超電導コイル1の最内周は、直線部1aで外側に傾斜している代わりに屈曲部1bで内側に傾斜をつけているため、第1の側部2xと第2の側部2yの周長は等しくなり、幅方向の曲げ歪は発生しない。次のターンにおいては、直線部1aでの傾きの変化と屈曲部1bでの傾きの変化の結果が、第1の側部2xと第2の側部2yの周長がほぼ等しくなるように第1の側部2xと第2の側部2yの厚みを設定することにより、幅方向の曲げ歪は発生しない。以下に、より詳細に説明する。   Since the innermost circumference of the superconducting coil 1 is inclined inward by the bent portion 1b instead of being inclined outward by the straight portion 1a, the circumferential length of the first side portion 2x and the second side portion 2y. Are equal, and bending strain in the width direction does not occur. In the next turn, the results of the change in the inclination at the straight portion 1a and the change in the inclination at the bent portion 1b are such that the circumferential lengths of the first side portion 2x and the second side portion 2y are substantially equal. By setting the thicknesses of the first side 2x and the second side 2y, bending strain in the width direction does not occur. This will be described in more detail below.

屈曲部長さL(図1参照)を大きくすると、超電導線材2の幅方向曲げ歪みを最小にする巻軸頂点での超電導線材2の傾きφ(図4参照)も増加する方向である。すなわち、超電導線材2が巻軸5の頂点で鉛直側に近づく。また、直線部1aにおける超電導線材2の開き角θ(図3参照)を小さくすると、巻軸頂点での超電導線材2の傾きφ(図4参照)は増加する方向である。   When the bending portion length L (see FIG. 1) is increased, the inclination φ (see FIG. 4) of the superconducting wire 2 at the winding axis vertex that minimizes the bending strain in the width direction of the superconducting wire 2 also increases. That is, the superconducting wire 2 approaches the vertical side at the apex of the winding shaft 5. Further, when the opening angle θ (see FIG. 3) of the superconducting wire 2 in the straight portion 1a is reduced, the inclination φ (see FIG. 4) of the superconducting wire 2 at the top of the winding axis increases.

N回ターンを重ねた場合、屈曲部長さLはターン数N×超電導線材厚さtだけ大きくなり(L⇒L+ΔL=L+Nt)、巻軸5の頂点での超電導線材2の傾きφは増加する方向に進む。一方で断面での線材の開き角θについては、ターン数N×線材厚さt/巻軸外半径rだけ大きくなる(θ⇒θ+Δθ=θ+Nt/r)。したがって、巻軸5の頂点での傾きφは減少する方向に進む。   When N turns are repeated, the bent portion length L increases by the number of turns N × superconducting wire thickness t (L => L + ΔL = L + Nt), and the inclination φ of the superconducting wire 2 at the apex of the winding shaft 5 increases. Proceed to On the other hand, the opening angle θ of the wire in the cross section is increased by the number of turns N × wire thickness t / winding shaft outer radius r (θ⇒θ + Δθ = θ + Nt / r). Therefore, the inclination φ at the apex of the winding shaft 5 proceeds in a decreasing direction.

以上のことから、巻軸5の頂点での傾きφがターンを重ねるにつれ増加するか、減少するかはL、t、θおよびrの関係で決まる。φが増加する場合は、幅方向上端側が厚い超電導線材2を、φが減少する場合は、幅方向下端側が厚い超電導線材とすることで、巻軸頂点での超電導線材2の傾きを幅方向曲げ歪みが最小となる値に近づけることができる。   From the above, whether the inclination φ at the apex of the winding shaft 5 increases or decreases as the turns are repeated is determined by the relationship between L, t, θ, and r. When φ increases, the superconducting wire 2 with a thick upper end in the width direction is made a superconducting wire with a thick lower end in the width direction, so that the inclination of the superconducting wire 2 at the apex of the winding axis is bent in the width direction. It is possible to approach a value at which distortion is minimized.

このように、各ターンにおいて第1の側部2xと第2の側部2yの周長がほぼ等しくなる傾きが与えられ、コイル全体でも超電導線材2に発生する幅方向歪は小さく抑えられる。   In this way, a slope is provided in which the circumferential lengths of the first side portion 2x and the second side portion 2y are substantially equal in each turn, and the distortion in the width direction generated in the superconducting wire 2 can be suppressed small even in the entire coil.

[第2の実施形態]
図5は、第2の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの超電導線材の断面を示す断面図である。本実施形態は第1の実施形態の変形である。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section of a superconducting wire of a superconducting saddle type coil in the superconducting coil device according to the second embodiment. This embodiment is a modification of the first embodiment.

第1の実施形態においては、超電導線材2の第1の側部2x(図2参照)と第2の側部2y(図2参照)の厚みが異なっているが、本第2の実施形態における超電導線材2の第1の側部3xと第2の側部3yの厚みは異なっていない。詳細には、本実施形態においては、超電導線材2の絶縁被覆3fは第1の側部3x側と第2の側部3y側とで厚みは異なっていない。すなわち、第1の実施形態においては、絶縁被覆2fが調節部の第1の側部と第2の側部とで巻厚が異なるようにするための調節部50を構成しているが、本第2の実施形態においては、超電導線材2の各要素は調節部50の一部を構成していない。   In the first embodiment, the thicknesses of the first side 2x (see FIG. 2) and the second side 2y (see FIG. 2) of the superconducting wire 2 are different, but in the second embodiment. The thickness of the 1st side part 3x and the 2nd side part 3y of the superconducting wire 2 is not different. Specifically, in the present embodiment, the thickness of the insulating coating 3f of the superconducting wire 2 is not different between the first side 3x side and the second side 3y side. In other words, in the first embodiment, the insulating coating 2f constitutes the adjusting portion 50 for making the winding thicknesses different between the first side portion and the second side portion of the adjusting portion. In the second embodiment, each element of the superconducting wire 2 does not constitute a part of the adjustment unit 50.

図6は、第2の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に垂直な部分断面図である。また、図7は、第2の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に沿った部分断面図である。   FIG. 6 is a partial cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the winding axis showing the coil cross section of the straight portion of the superconducting saddle coil in the superconducting coil device according to the second embodiment. FIG. 7 is a partial cross-sectional view along the axial direction of the winding shaft showing the coil cross section of the straight portion of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil device according to the second embodiment.

超電導線材2に挟まれて、第1のスペーサ11が超電導線材2と同様に巻き回されている。第1のスペーサ11は、長く伸びたテープ状であり、超電導線材2とほぼ同等の幅を有する。   The first spacer 11 is wound around the superconducting wire 2 in the same manner as the superconducting wire 2. The first spacer 11 has a long tape shape and has a width substantially equal to that of the superconducting wire 2.

第1のスペーサ11の断面は、幅方向に厚みが変化している。第1のスペーサ11の厚い側の側部が巻軸5からみて外側に、薄い側の側部が巻軸5に近い側に配されるように巻き回されている。   The thickness of the cross section of the first spacer 11 changes in the width direction. The first spacer 11 is wound so that the thicker side portion is disposed on the outer side as viewed from the winding shaft 5, and the thinner side portion is disposed on the side closer to the winding shaft 5.

本実施形態においては、第1のスペーサ11の幅方向の厚みが異なっていることによって、第1の側部3xと第2の側部3yとで巻厚が異なるようにするための調節部50が形成される。すなわち、第1のスペーサ11が調節部50を構成している。   In the present embodiment, the thickness of the first spacer 11 in the width direction is different, so that the adjusting portion 50 for making the winding thickness different between the first side portion 3x and the second side portion 3y. Is formed. That is, the first spacer 11 constitutes the adjustment unit 50.

したがって、第1のスペーサ11の厚みを適切に設定することによって、各ターンにおいて第1の側部3xと第2の側部3yの周長がほぼ等しくなる傾きが与えられ、コイル全体でも超電導線材2に発生する幅方向歪は小さく抑えられる。   Therefore, by setting the thickness of the first spacer 11 appropriately, an inclination is obtained in which the circumferences of the first side portion 3x and the second side portion 3y are substantially equal in each turn, and the entire coil is also a superconducting wire. The distortion in the width direction generated in 2 can be kept small.

[第3の実施形態]
図8は、第3の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に垂直な部分断面図である。また、図9は、第3の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に沿った部分断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a partial cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the winding shaft showing the coil cross section of the straight portion of the superconducting saddle coil in the superconducting coil device according to the third embodiment. FIG. 9 is a partial cross-sectional view along the axial direction of the winding shaft showing the coil cross section of the straight portion of the superconducting saddle coil in the superconducting coil device according to the third embodiment.

本実施形態は、第2の実施形態の変形である。本実施形態においては、超電導線材2に挟まれて、第2のスペーサ20が超電導線材2と同様に巻き回されている。第2のスペーサ20は、長く伸びたテープ状の板材21と、板材21の両側の表面の全面に塗布された塗布剤22を有する。板材21は、超電導線材2とほぼ同等の幅を有する。   This embodiment is a modification of the second embodiment. In the present embodiment, the second spacer 20 is wound in the same manner as the superconducting wire 2 between the superconducting wire 2. The second spacer 20 includes a tape-like plate material 21 that is elongated and a coating agent 22 that is applied to the entire surface of both sides of the plate material 21. The plate material 21 has a width substantially equal to that of the superconducting wire 2.

ここで、塗布剤22は、たとえば、接着剤あるいは樹脂である。塗布剤22の塗布されている厚みは、板材21の幅方向に変化しており、板材21の両側部における塗布剤22の厚みが異なっている。   Here, the coating agent 22 is, for example, an adhesive or a resin. The thickness to which the coating agent 22 is applied changes in the width direction of the plate material 21, and the thickness of the coating agent 22 on both sides of the plate material 21 is different.

なお、塗布剤22は、板材21の両側でなくとも、板材のいずれか一方の面のみに塗布されていることでもよい。また、塗布剤22は、板材21の全面に塗布されていないことでもよい。たとえば、板材21の幅方向の両側部のみに塗布されていることでもよい。   Note that the coating agent 22 may be applied to only one surface of the plate material, not on both sides of the plate material 21. The coating agent 22 may not be applied to the entire surface of the plate material 21. For example, it may be applied only to both side portions of the plate material 21 in the width direction.

本実施形態においては、第2のスペーサ20の幅方向の厚みが異なっていることによって、第1の側部3x(図5参照)と第2の側部3y(図5参照)とで巻厚が異なるようにするための調節部50が形成される。すなわち、第2のスペーサ20、具体的には塗布剤22が調節部50を構成している。   In the present embodiment, the thickness of the second spacer 20 in the width direction is different, so that the first side portion 3x (see FIG. 5) and the second side portion 3y (see FIG. 5) have a winding thickness. An adjustment portion 50 is formed to make the two different. That is, the second spacer 20, specifically, the coating agent 22 constitutes the adjusting unit 50.

したがって、板材21への塗布剤22の塗布の厚みを適切に設定することによって、各ターンにおいて第1の側部3xと第2の側部3yの周長がほぼ等しくなる傾きが与えられ、コイル全体でも超電導線材2に発生する幅方向歪は小さく抑えられる。   Therefore, by appropriately setting the thickness of the coating of the coating agent 22 on the plate material 21, an inclination is provided in which the circumferential lengths of the first side portion 3x and the second side portion 3y are substantially equal in each turn, and the coil As a whole, the distortion in the width direction generated in the superconducting wire 2 is suppressed to a small level.

また、塗布剤22によって、超電導線材2は、巻軸5および巻枠6に固定され、超電導鞍型コイル1の3次元的な鞍型形状が保持される。   Further, the superconducting wire 2 is fixed to the winding shaft 5 and the winding frame 6 by the coating agent 22, and the three-dimensional saddle shape of the superconducting saddle coil 1 is maintained.

[第4の実施形態]
図10は、第4の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に垂直な部分断面図である。また、図11は、第4の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に沿った部分断面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 10 is a partial cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the winding axis showing the coil cross section of the straight portion of the superconducting saddle coil in the superconducting coil device according to the fourth embodiment. FIG. 11 is a partial cross-sectional view along the axial direction of the winding axis showing the coil cross section of the straight portion of the superconducting saddle coil in the superconducting coil device according to the fourth embodiment.

本実施形態は、第3の実施形態の変形である。本実施形態においては、超電導線材2に挟まれて、第3のスペーサ30が超電導線材2と同様に巻き回されている。第3のスペーサ30は、長く伸びたテープ状の板材31と、板材31の両側の表面の全面に塗布された塗布剤32および塗布剤32中に混入した微粉末33を有する。板材31は、超電導線材2とほぼ同等の幅を有する。   This embodiment is a modification of the third embodiment. In the present embodiment, the third spacer 30 is wound in the same manner as the superconducting wire 2 between the superconducting wire 2. The third spacer 30 includes a tape-like plate material 31 that extends long, a coating agent 32 applied to the entire surface of both sides of the plate material 31, and fine powder 33 mixed in the coating agent 32. The plate material 31 has a width substantially equal to that of the superconducting wire 2.

ここで、微粉末33は、粒径が、板材31の幅方向に変化している。すなわち、微粉末33の粒径は、板材31の両側部において異なることから、板材31の両側部における第3のスペーサ30の厚みが異なっている。   Here, the fine powder 33 has a particle size that changes in the width direction of the plate 31. That is, since the particle size of the fine powder 33 is different on both side portions of the plate material 31, the thickness of the third spacer 30 on both side portions of the plate material 31 is different.

なお、塗布剤32および微粉末33は、板材31の両側になくとも、板材のいずれか一方の面のみにあることでもよい。また、塗布剤32および微粉末33は、板材31の全面にないことでもよい。たとえば、板材31の幅方向の両側部のみにあることでもよい。   Note that the coating agent 32 and the fine powder 33 may be present on only one surface of the plate material, not on both sides of the plate material 31. Further, the coating agent 32 and the fine powder 33 may not be present on the entire surface of the plate material 31. For example, it may be only on both sides in the width direction of the plate 31.

本実施形態においては、第3のスペーサ30の幅方向の厚みが異なっていることによって、第1の側部3x(図5参照)と第2の側部3y(図5参照)とで巻厚が異なるようにするための調節部50が形成される。すなわち、第3のスペーサ30、具体的には微粉末33が調節部50を構成している。   In the present embodiment, the thickness of the third spacer 30 in the width direction is different, so that the first side 3x (see FIG. 5) and the second side 3y (see FIG. 5) have a winding thickness. An adjustment portion 50 is formed to make the two different. That is, the third spacer 30, specifically, the fine powder 33 constitutes the adjustment unit 50.

したがって、塗布剤32中に混入した微粉末33の板材31の幅方向での粒径分布を適切に設定することによって、各ターンにおいて第1の側部3xと第2の側部3yの周長がほぼ等しくなる傾きが与えられ、コイル全体でも超電導線材2に発生する幅方向歪は小さく抑えられる。   Accordingly, by appropriately setting the particle size distribution in the width direction of the plate material 31 of the fine powder 33 mixed in the coating agent 32, the perimeter of the first side portion 3x and the second side portion 3y in each turn. Are given the same inclination, and the distortion in the width direction generated in the superconducting wire 2 can be kept small even in the entire coil.

また、塗布剤32によって、超電導線材2は、巻軸5および巻枠6に固定され、超電導鞍型コイル1の3次元的な鞍型形状が保持される。   Further, the superconducting wire 2 is fixed to the winding shaft 5 and the winding frame 6 by the coating agent 32, and the three-dimensional saddle shape of the superconducting saddle coil 1 is maintained.

[第5の実施形態]
図12は、第5の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に垂直な部分断面図である。また、図13は、第5の実施形態に係る超電導コイル装置における超電導鞍型コイルの直線部のコイル断面を示す巻軸の軸方向に沿った部分断面図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 12 is a partial cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the winding axis showing the coil cross section of the straight portion of the superconducting saddle coil in the superconducting coil device according to the fifth embodiment. FIG. 13 is a partial cross-sectional view along the axial direction of the winding shaft showing the coil cross section of the straight portion of the superconducting saddle type coil in the superconducting coil device according to the fifth embodiment.

本実施形態は第2の実施形態の変形である。第2の実施形態における第1のスペーサ11は、超電導線材2とほぼ同等の幅を有するが、本第5の実施形態における超電導コイル装置100は、超電導線材2よりも幅の狭い部分スペーサ41を有する。   This embodiment is a modification of the second embodiment. The first spacer 11 in the second embodiment has substantially the same width as the superconducting wire 2, but the superconducting coil device 100 in the fifth embodiment has a partial spacer 41 that is narrower than the superconducting wire 2. Have.

部分スペーサ41は、超電導線材2に挟まれて超電導線材2と同様に巻き回されている。部分スペーサ41は、長く延びたテープ状である。   The partial spacer 41 is wound around the superconducting wire 2 in the same manner as the superconducting wire 2. The partial spacer 41 is in the form of a long tape.

部分スペーサ41は、超電導線材2の幅方向において巻軸5に遠い側の領域に配されている。   The partial spacer 41 is arranged in a region far from the winding shaft 5 in the width direction of the superconducting wire 2.

このように構成された本実施形態においては、超電導線材2が巻き回されると、巻軸5に近い側は1周前に巻き回しされたターンに密着し、巻軸5に遠い側は、1周前に巻き回しされたターンとの間に部分スペーサ41を挟むことになり、1周前のターンとは異なる傾きとなる。すなわち、本実施形態においては、部分スペーサ41が調節部50を構成する。   In the present embodiment configured as described above, when the superconducting wire 2 is wound, the side close to the winding shaft 5 is in close contact with the turn wound one turn before, and the side far from the winding shaft 5 is The partial spacer 41 is sandwiched between the turn wound one turn before and the inclination is different from the turn one turn before. That is, in the present embodiment, the partial spacer 41 constitutes the adjustment unit 50.

本実施形態による超電導コイル装置100においては、コイル全体でも超電導線材2に発生する幅方向歪は小さく抑えられるという効果に加えて、超電導線材2の幅方向での部分スペーサ41を挟む位置を調節することによって、1周前に巻き回しされたターンからの角度の変化量を調節することができるという効果がある。   In the superconducting coil device 100 according to the present embodiment, in addition to the effect that the distortion in the width direction generated in the superconducting wire 2 can be suppressed even in the whole coil, the position of the partial conductor 41 in the width direction of the superconducting wire 2 is adjusted. Thus, there is an effect that it is possible to adjust the amount of change in the angle from the turn wound one turn before.

また、超電導線材2に挟むスペーサの厚みを抑えることができるため、超電導線材2の必要ターン数に対して超電導鞍型コイル1のコンパクト化を図ることができる。   In addition, since the thickness of the spacer sandwiched between the superconducting wire 2 can be suppressed, the superconducting saddle coil 1 can be made compact with respect to the required number of turns of the superconducting wire 2.

[その他の実施形態]
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、実施形態では、巻軸5の断面が円形の場合を示したがこれに限定されない。たとえば、楕円形や多角形に近いものでもよい。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. For example, in the embodiment, the case where the cross section of the winding shaft 5 is circular is shown, but the present invention is not limited to this. For example, it may be an ellipse or a polygon.

また、実施形態では、巻軸から遠い方の第1の側部が、巻軸に近い方の第2の側部より厚みがある場合を示したが、これに限定されない。第1の実施形態の説明の末尾において説明したように、巻軸および巻枠の形状、すなわち鞍型形状に応じて第1の側部と第2の側部の厚みの関係を設定することでよい。   In the embodiment, the first side portion far from the winding shaft is thicker than the second side portion near the winding shaft, but the present invention is not limited to this. As described at the end of the description of the first embodiment, by setting the relationship between the thickness of the first side portion and the second side portion according to the shape of the winding shaft and the reel, that is, the saddle shape. Good.

また、実施形態では、超電導鞍型コイルが巻軸の上下にある場合を示したが、これに限定されない。偏向電磁石の場合は通常、超電導鞍型コイルは上下に設けられているが、たとえば、収束電磁石の場合は上下、左右に設けられた4極が通常用いられている。また、目的によっては6極の場合もある。本発明は、これらの場合でも、それぞれの超電導鞍型コイルに適用できるものである。   In the embodiment, the case where the superconducting saddle coils are above and below the winding axis is shown, but the present invention is not limited to this. In the case of a deflecting electromagnet, the superconducting saddle coils are usually provided vertically, but for example, in the case of a converging electromagnet, four poles provided vertically and horizontally are usually used. Also, depending on the purpose, there may be 6 poles. Even in these cases, the present invention can be applied to each superconducting saddle coil.

また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。たとえば、第1の実施形態における幅方向に厚みの異なる超電導線材、第2の実施形態における第1のスペーサ、第3の実施形態における第2のスペーサ、第4の実施形態における第3のスペーサ、第5の実施形態における部分スペーサから選択して組み合わせることでもよい。   Moreover, you may combine the characteristic of each embodiment. For example, the superconducting wires having different thicknesses in the width direction in the first embodiment, the first spacer in the second embodiment, the second spacer in the third embodiment, the third spacer in the fourth embodiment, It may be selected from the partial spacers in the fifth embodiment and combined.

さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Furthermore, these embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

なお、実施形態において、水平、垂直、上下等の表現をしているが、これは説明の便宜のためであって、この方向に限定されるものではなく、全体として水平方向に対して傾きを持っている場合も、本発明は同様に適用できる。   In the embodiment, expressions such as horizontal, vertical, and vertical are used for convenience of explanation, but are not limited to this direction. As a whole, the inclination is inclined with respect to the horizontal direction. Even if it has, the present invention can be similarly applied.

1…超電導鞍型コイル、1a…直線部、1b…屈曲部、2…超電導線材、2a…テープ基板、2b…中間層、2c…超電導層、2d…安定化層、2f…絶縁被覆、2x…第1の側部、2y…第2の側部、3f…絶縁被覆、3x…第1の側部、3y…第2の側部、5…巻軸、6…巻枠、11…第1のスペーサ、20…第2のスペーサ、21…板材、22…塗布剤、30…第3のスペーサ、31…板材、32…塗布剤、33…微粉末、41…部分スペーサ、50…調節部、100…超電導コイル装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Superconducting saddle type coil, 1a ... Straight part, 1b ... Bending part, 2 ... Superconducting wire, 2a ... Tape substrate, 2b ... Intermediate layer, 2c ... Superconducting layer, 2d ... Stabilization layer, 2f ... Insulation coating, 2x ... 1st side, 2y ... 2nd side, 3f ... insulation coating, 3x ... 1st side, 3y ... 2nd side, 5 ... winding axis, 6 ... reel, 11 ... 1st Spacer, 20 ... second spacer, 21 ... plate material, 22 ... coating agent, 30 ... third spacer, 31 ... plate material, 32 ... coating agent, 33 ... fine powder, 41 ... partial spacer, 50 ... adjusting unit, 100 ... Superconducting coil device

Claims (4)

軸方向に延びた筒状の巻軸と、
前記巻軸の外表面に取り付けられたループ状の巻枠と、
前記巻軸の外表面に沿って前記巻枠に巻回されて、同一平面上にない三次元形状であって、直線状に延びて互いに平行な2つの直線部と、前記直線部のそれぞれの端部どうしを結合する2つの屈曲部と、を有する超電導鞍型コイルと、
を備える超電導コイル装置であって、
前記超電導鞍型コイルは、
超電導層、テープ基板、安定化層および絶縁被覆を有し巻き回したテープ状の超電導線材と、
前記超電導線材に挟まれて巻き回されるテープ状の第1のスペーサと、
具備し
前記第1のスペーサは、幅方向に厚みが変化することにより調節部を構成し、
前記第1のスペーサの厚い側の側部が巻軸からみて外側に、薄い側の側部が前記巻軸に近い側に配されるように巻き回されていることを特徴とする超電導コイル装置。
A cylindrical winding shaft extending in the axial direction;
A loop-shaped reel attached to the outer surface of the winding shaft;
Two linear portions that are wound around the winding frame along the outer surface of the winding shaft and that are not on the same plane and that extend in a straight line and are parallel to each other, and each of the linear portions A superconducting saddle coil having two bends for joining the ends;
A superconducting coil device comprising :
The superconducting saddle coil is
A tape-shaped superconducting wire wound with a superconducting layer, a tape substrate, a stabilizing layer and an insulating coating;
A tape-like first spacer that is sandwiched and wound between the superconducting wires;
Comprising
The first spacer constitutes an adjustment portion by changing the thickness in the width direction,
The superconducting coil device is wound such that the thicker side portion of the first spacer is disposed on the outer side as viewed from the winding shaft, and the thinner side portion is disposed on the side closer to the winding shaft. .
軸方向に延びた筒状の巻軸と、
前記巻軸の外表面に取り付けられたループ状の巻枠と、
前記巻軸の外表面に沿って前記巻枠に巻回されて、同一平面上にない三次元形状であって、直線状に延びて互いに平行な2つの直線部と、前記直線部のそれぞれの端部どうしを結合する2つの屈曲部と、を有する超電導鞍型コイルと、
を備える超電導コイル装置であって、
前記超電導鞍型コイルは、
超電導層、テープ基板、安定化層および絶縁被覆を有し巻き回したテープ状の超電導線材と、
前記超電導線材に挟まれて巻き回されるテープ状の第2のスペーサと、
具備し
前記第2のスペーサは、少なくとも片面に塗布されて幅方向に厚みが変化する塗布剤を有することにより調節部を構成し、
前記第2のスペーサの厚い側の側部が巻軸からみて外側に、前記塗布剤が薄い側の側部が前記巻軸に近い側に配されるように巻き回されていることを特徴とする超電導コイル装置。
A cylindrical winding shaft extending in the axial direction;
A loop-shaped reel attached to the outer surface of the winding shaft;
Two linear portions that are wound around the winding frame along the outer surface of the winding shaft and that are not on the same plane and that extend in a straight line and are parallel to each other, and each of the linear portions A superconducting saddle coil having two bends for joining the ends;
A superconducting coil device comprising :
The superconducting saddle coil is
A tape-shaped superconducting wire wound with a superconducting layer, a tape substrate, a stabilizing layer and an insulating coating;
A tape-like second spacer wound between the superconducting wires, and
Comprising
The second spacer constitutes an adjustment unit by having an application agent that is applied to at least one surface and changes in thickness in the width direction,
The second spacer is wound so that the thick side portion of the second spacer is disposed on the outer side as viewed from the winding axis, and the thin side portion of the coating agent is disposed on the side close to the winding shaft. Superconducting coil device.
軸方向に延びた筒状の巻軸と、
前記巻軸の外表面に取り付けられたループ状の巻枠と、
前記巻軸の外表面に沿って前記巻枠に巻回されて、同一平面上にない三次元形状であって、直線状に延びて互いに平行な2つの直線部と、前記直線部のそれぞれの端部どうしを結合する2つの屈曲部と、を有する超電導鞍型コイルと、
を備える超電導コイル装置であって、
前記超電導鞍型コイルは、
超電導層、テープ基板、安定化層および絶縁被覆を有し巻き回したテープ状の超電導線材と、
前記超電導線材に挟まれて巻き回されるテープ状の第3のスペーサと、
具備し
前記第3のスペーサは、少なくとも片面に塗布された塗布剤と、前記塗布剤に混入し粒径分布が幅方向に変化する微粉末と、を有することにより調節部を構成し、
前記第3のスペーサの厚い側の側部が巻軸からみて外側に、前記塗布剤が薄い側の側部が前記巻軸に近い側に配されるように巻き回されていることを特徴とする超電導コイル装置。
A cylindrical winding shaft extending in the axial direction;
A loop-shaped reel attached to the outer surface of the winding shaft;
Two linear portions that are wound around the winding frame along the outer surface of the winding shaft and that are not on the same plane and that extend in a straight line and are parallel to each other, and each of the linear portions A superconducting saddle coil having two bends for joining the ends;
A superconducting coil device comprising :
The superconducting saddle coil is
A tape-shaped superconducting wire wound with a superconducting layer, a tape substrate, a stabilizing layer and an insulating coating;
A tape-like third spacer which is sandwiched and wound around the superconducting wire;
Comprising
The third spacer includes a coating agent applied to at least one surface and a fine powder mixed in the coating agent and having a particle size distribution that changes in the width direction.
The third spacer is wound such that the side portion on the thick side is disposed on the outside as viewed from the winding axis, and the side portion on the thin side of the coating agent is disposed on the side close to the winding shaft. Superconducting coil device.
前記超電導線材に挟まれて巻き回されるものは絶縁性材料であることを特徴とする請求項1ないし請求項3に記載の超電導コイル装置。   The superconducting coil device according to any one of claims 1 to 3, wherein an element that is sandwiched and wound around the superconducting wire is an insulating material.
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