JP6511274B2 - 超電導コイル及び超電導回転電機ステータ - Google Patents
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Description
特許文献1及び特許文献2に記載の超電導コイルによれば、超電導線材を転位させるために、超電導線材がそのテープ面に平行な面内にて曲げられている。超電導線材は、そのテープ面に平行な方向、すなわち面内方向に曲げられ難いので、このような曲げられ難い面内方向に曲げられると、超電導線材のテープ面にて歪が発生する。斯かる歪の発生により、超電導特性が低下する虞がある。また、特許文献1及び特許文献2によれば、超電導線材を転位させるための特有の設備、手順が必要であるため、そのような超電導コイルの製造コストが高い。また、特許文献3に記載の超電導コイルによれば、一方の超電導コイル部と他方の超電導コイル部の位置関係が対称でなく、また、各超電導線材の転位の順序が限定されるために均流化の効果が半減する。
本発明は、積層された複数のテープ状の超電導線材を巻回することにより構成される超電導コイルであって、複数の超電導線材のうちの少なくとも一つの超電導線材(33,34)に、長手方向に垂直な方向成分を含む方向に沿って切りかかれた切欠き部(33c,34c)が形成されており、切欠き部が形成された超電導線材に積層方向に隣接する超電導線材が、切欠き部を乗り越えることにより、切欠き部にて、切欠き部が形成された超電導線材とその超電導線材に隣接する超電導線材が、交差されている、超電導コイルを提供する。
図2は、第一実施形態に係る超電導コイル3の概略斜視図である。図2に示すように、超電導コイル3は、対向配置した第一直線部3a及び第二直線部3bと、円弧状に形成され第一直線部3aの一方の端部と第二直線部3bの一方の端部を接続する第一円弧部3cと、円弧状に形成され第一直線部3aの他方の端部と第二直線部3bの他方の端部を接続する第二円弧部3dとを有し、巻軸方向から見てレーストラック形状となるように構成される。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。上記第一実施形態では、第一超電導コイル部31及び第二超電導コイル部32が、それぞれ、厚み方向に積層された2本の超電導線材により構成されている例を示した。本実施形態では、第一超電導コイル部31及び第二超電導コイル部32が、それぞれ、厚み方向に積層された3本の超電導線材により構成されている例について説明する。なお、その他の構成については、上記第一実施形態にて説明した構成と同じであるので、同一の部分についての説明は省略する。
上記第一実施形態では、第一接続部材33及び第二接続部材34に、切欠き部としてのスリット(33c、34d)を形成する例を示したが、本実施形態では、第一接続部材33及び第二接続部材34にクランク状の切欠き部を形成する例について説明する。図12は、第三実施形態に係る第一接続部材33及び第二接続部材34を示す概略平面図である。図12に示すように、本実施形態に係る第一接続部材33及び第二接続部材34の略中央部分には、切欠き段差部33e,34eがそれぞれ形成されている。この切欠き段差部33e,34eは、それぞれ、接続部材33,34の長手方向に垂直な方向に沿って延設されている。第一接続部材33には、切欠き段差部33eを境として、幅の狭い部分と幅の広い部分が長手方向に沿って形成されている。同様に、第二接続部材34には、切欠き段差部34eを境として、幅の狭い部分と幅の広い部分が長手方向に沿って形成されている。つまり、第一接続部材33及び第二接続部材34には、クランク形状の切欠き部が形成されていることになる。また、本実施形態においては、第一接続部材33及び第二接続部材34が銅により構成されている。また、第一接続部材33及び第二接続部材34の厚さはともに1mmであり、容易に撓ませることができる。それ以外の構成は、上記第一実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
次に、本発明の第四実施形態について説明する。本実施形態では、第二実施形態に示される第一接続部材35及び第二接続部材37にそれぞれ形成されているスリットの変形例について説明する。図13は、第四実施形態に係る第一接続部材35、中間接続部材36、及び第二接続部材37を示す概略平面図である。図13に示すように、第一接続部材35には、幅広の一つのスリット35eが形成されており、第二接続部材37にも、幅広の一つのスリット37eが形成されている。スリット35eは、一方の切欠き段差部35f及び他方の切欠き段差部35gを有し、スリット37eは、一方の切欠き段差部35f及び他方の切欠き段差部37gを有する。また、中間接続部材36には、上記第二実施形態と同様に、2つのスリット36c、36dが形成されている。スリット35eの一方の切欠き段差部35fが、第二実施形態におけるスリット35cの役割を果たし、他方の切欠き段差部35gが、第二実施形態におけるスリット35dの役割を果たす。スリット37eの一方の切欠き段差部37fが、第二実施形態におけるスリット37cの役割を果たし、他方の切欠き段差部37gが、第二実施形態におけるスリット37dの役割を果たす。
図14は、第五実施形態に係る第一接続部材35、中間接続部材36、及び第二接続部材37の平面図及び、これらの接続部材の転位の状態を示す図である。図14に示すように、本実施形態において、第一接続部材35には、上記第二実施形態と同様に、スリット35c及びスリット35dが形成されている。一方、中間接続部材36には、一つのスリット36hが形成され、第二接続部材37にも一つのスリット37hが形成される。中間接続部材36のスリット36hが第一接続部材35のスリット35cに嵌め合わせられる。これにより、第一接続部材35を含む超電導線材Aと中間接続部材36を含む超電導線材Bが転位される(A−B転位)。また、第二接続部材37のスリット37hが第一接続部材35のスリット35dに嵌め合わせられる。これにより、第一接続部材35を含む超電導線材Aと第二接続部材37を含む超電導線材Cが転位される(A−C転位)。
図15は、第六実施形態に係る複数の接続部材の平面図、及び、これらの接続部材の転位の状態を示す図である。図15に示すように、本実施形態では、4本の積層された超電導線材A,B,C,Dが転位される。超電導線材Aは、第一超電導線材A1と、第二超電導線材A2と、第一超電導線材A1と第二超電導線材A2とを接続する第一接続部材A3とを有する。超電導線材Bは、第一超電導線材B1と、第二超電導線材B2と、第一超電導線材B1と第二超電導線材B2とを接続する第二接続部材B3とを有する。超電導線材Cは、第一超電導線材C1と、第二超電導線材C2と、第一超電導線材C1と第二超電導線材C2とを接続する第三接続部材C3とを有する。超電導線材Dは、第一超電導線材D1と、第二超電導線材D2と、第一超電導線材D1と第二超電導線材D2とを接続する第四接続部材D3とを有する。
Claims (9)
- 積層された複数のテープ状の超電導線材を巻回することにより構成される超電導コイルであって、
複数の前記超電導線材のうちの少なくとも一つの超電導線材に、長手方向に垂直な方向成分を含む方向に沿って切りかかれた切欠き部が形成されており、
前記切欠き部が形成された超電導線材に積層方向に隣接する超電導線材が、前記切欠き部を乗り越えることにより、前記切欠き部にて、前記切欠き部が形成された超電導線材とその超電導線材に隣接する超電導線材が、交差され、
前記切欠き部は、長手方向に沿って隙間を隔てて配設された2本の超電導線材のそれぞれの対面する端部を、前記2本の超電導線材の幅よりも狭い幅を有する導体で接続することにより、形成されている、超電導コイル。 - 積層された複数のテープ状の超電導線材を巻回することにより構成される超電導コイルであって、
複数の前記超電導線材のうちの少なくとも一つの超電導線材に、長手方向に垂直な方向成分を含む方向に沿って切りかかれた切欠き部が形成されており、
前記切欠き部が形成された超電導線材に積層方向に隣接する超電導線材が、前記切欠き部を乗り越えることにより、前記切欠き部にて、前記切欠き部が形成された超電導線材とその超電導線材に隣接する超電導線材が、交差され、
前記切欠き部が形成された超電導線材には、前記切欠き部が形成されることにより幅が狭められている部分に、補助の導体が接続されている、超電導コイル。 - 超電導材料により構成された複数の第一超電導線材が積層された状態で巻回されることにより構成される第一超電導コイル部と、
超電導材料により構成された複数の第二超電導線材が積層された状態で巻回されることにより構成される第二超電導コイル部と、
前記第一超電導コイル部を構成するそれぞれの前記第一超電導線材の内周端部と、前記第二超電導コイル部を構成するそれぞれの前記第二超電導線材の内周端部とを、それぞれ接続する、複数の接続部材と、を備え、
前記第一超電導コイル部と前記第二超電導コイル部は、巻軸方向に沿って重ねられるように配置され、
複数の前記接続部材は、前記第一超電導コイル部及び前記第二超電導コイル部の内周にて積層配置され、
積層配置されている複数の前記接続部材の少なくとも一つに切欠き部が形成されており、
前記切欠き部が形成された前記接続部材に積層方向に隣接する接続部材が前記切欠き部を乗り越えることにより、前記切欠き部にて、前記切欠き部が形成された接続部材とその接続部材に隣接する接続部材が、交差されている、超電導コイル。 - 請求項3に記載の超電導コイルにおいて、
前記切欠き部の形状が、クランク形状である、超電導コイル。 - 請求項3又は4に記載の超電導コイルにおいて、
前記接続部材が、導電性の金属により構成される、超電導コイル。 - 請求項3又は4に記載の超電導コイルにおいて、
前記接続部材が、超電導体により構成される、超電導コイル。 - 請求項3又は4に記載の超電導コイルにおいて、
前記接続部材が、導電性の金属により構成される部分と、超電導体により構成される部分とを有する、超電導コイル。 - 請求項3乃至7のいずれか1項に記載の超電導コイルにおいて、
前記超電導コイルが、対向配置する第一直線部及び第二直線部と、前記第一直線部の一方の端部と前記第二直線部の一方の端部とを接続する第1円弧部と、前記第一直線部の他方の端部と前記第二直線部の他方の端部とを接続する第2円弧部と、を有するレーストラック形状を呈し、
前記接続部材は、前記第一超電導線材が接続されている部分が前記第一直線部に設けられ、前記第二超電導線材が接続されている部分が前記第二直線部に設けられ、前記切欠き部が形成されている部分が前記第一円弧部に設けられるように、構成されている。超電導コイル。 - ティースを有するステータコアと、
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の超電導コイルとを備え、
前記超電導コイルが前記ティースに巻回されてなる、超電導回転電機ステータ。
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