JPH07263216A - 超電導コイル装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 寸法精度の向上及び常電導転移に対する安定
性を向上することができるようにした超電導コイル装置
及びその製造方法を得る。 【構成】 胴部10の両端にそれぞれフランジ11が形成さ
れた巻枠12の巻回部の表面にガラス布よりなる絶縁部材
13を貼付する工程、絶縁部材13が貼付された巻回部に超
電導線材14とガラス布製紐15とを各層間にガラス布より
なる層間絶縁部材16を介挿させながら順次共巻きしてコ
イル17を形成する工程とを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、超電導線材を巻回し
てコイルを形成した後熱処理を施して超電導コイルとす
る超電導コイル装置及びその製造方法に係わり、特に寸
法精度の向上及び常電導転移に対する安定性の向上に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図10は超電導線材を巻回して形成される
従来の超電導コイル装置の構成を示す斜視図である。図
において、１は所望の外径と長さを有する胴部で、ステ
ンレスやセラミック材で形成されている。２は胴１の両
端と接続されたフランジ部で、ステンレスやセラミック
材で形成されている。そして、上記１と２で耐熱性を有
する巻枠３が形成される。４は巻枠３の巻回部に配置さ
れたガラス布よりなる絶縁部材、５は絶縁部材４が配置
された巻枠３の巻回部に順次巻回されたコイルで、図11
に示すように超電導線材5aをガラス繊維の袋編み材5bで
覆ったものが用いられている。６は両フランジ２間を貫
通して配置された複数の締付ボルトで、両端部に装着さ
れたナットによってコイル５を強固に固定している。

【０００３】次に動作について説明する。上記のように
形成されたコイル５は、約700〜1000℃で所定の時間熱
処理を行うことにより超電導コイルとされ、その後エポ
キシ樹脂の含浸処理が施される。このようにして形成さ
れた超電導コイル装置は、図示はしないが極低温容器
（クライオスタット）の中に配置され、極低温に保持し
て運転される。

【０００４】また、図12は超電導線材を円盤状に巻回し
たコイルユニットを複数積重して形成される従来の超電
導コイルの構成を示す斜視図である。図において、１〜
４、６は図10のものと同様のため説明を省略する。７は
超電導線材7aを円盤状に巻回して形成されたコイルユニ
ットで、このコイルユニット７を巻枠３の胴部１に金属
またはセラミックよりなるスペーサ８を介して複数積重
し、各コイルユニット７間を接続することによりコイル
９を形成し、締付ボルト６によりコイル９が強固に固定
される。

【０００５】次に動作について説明する。上記のように
形成されたコイルは、約700〜1000℃で所定の時間熱処
理を行うことにより超電導コイルとされる。このように
して形成された超電導コイル装置は、図示はしないが極
低温容器（クライオスタット）の中に配置され、極低温
に保持して運転される。

【０００６】ここで、Nb₃ SnやNb₃ Al等の化合物系超電
導材料、及び酸化物系超電導材料は、約700〜1000℃の
高温で数十〜数百時間の熱処理を施すことにより超電導
物質が生成されること、また、生成された超電導物質は
機械的に脆いことは周知のとおりである。このため、超
電導線材の製作は、銅またはブロンズ基材中に超電導の
基となるNbやAl、Sn等を配置し、伸線が行われる。すな
わち、規定の寸法に仕上げられた線材には、超電導物質
は生成されていないので、この線材を用いて超電導コイ
ルを形成するには、上述のように線材を巻回してコイル
を形成した後熱処理を実施する方法（ワインド アンド
リアクト法）と、線材に熱処理を施した後巻回し、コ
イルを形成する方法（リアクト アンド ワインド法）
とがあるが、熱処理後の線材は非常に脆いため、この発
明のように小サイズの線材を多数回巻回する小〜中規模
の超電導コイルでは、ワインド アンド リアクト法が
用いられる。

【０００７】超電導コイルは、励磁の際、電磁力による
線材の僅かの動きによる摩擦で発熱し、常電導転移（ク
エンチ）を発生するので、熱処理後エポキシ樹脂の含
浸、または締付ボルト６により強固に固定される。エポ
キシ樹脂の含浸を行った超電導コイルでは、絶縁材であ
るガラス繊維やアルミナ繊維は、エポキシ樹脂のフイラ
ー材として、強度向上や硬化後のエポキシ樹脂のクラッ
ク発生防止（硬化後のエポキシ樹脂のクラック発生時の
発熱はクエンチの要因となる）に役立っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の超電導コイル装
置は以上のように構成されているので、図10の巻枠３に
ガラス繊維袋編み材5bで覆った超電導線材5aを巻回して
コイル５を形成するものでは、ガラス繊維袋編み材5bは
超電導線材5aと固定されていないため、超電導線材5aが
平角線の場合は超電導線材5aによってガラス繊維袋編み
材5bが破損しやすい。このため、超電導線材5aを巻回す
るとき巻回間でガラス繊維袋編み材5bが撓んだり破損し
て、厳密な整列巻を得ることが困難である。また、超電
導線材5aを巻回する各層の終端部で上層に巻上げる部分
に楔状の空隙が発生し、エポキシ樹脂の含浸で空隙にエ
ポキシ樹脂が充填されても、フイラー材が存在しないの
で硬化後のエポキシ樹脂にクラックが発生し易く、クエ
ンチの要因になる。また、エポキシ樹脂の含浸を行うこ
とによって超電導コイルは一体化されるが、巻枠３と固
定されているため、冷却時の巻枠３とコイル５との熱収
縮率の差による熱応力や、電磁力作用時の応力等によ
り、巻枠３とコイル５間で剥がれやクラックが発生し、
クエンチの要因になる等の問題点があった。

【０００９】また、図12のように線材を円盤状に巻回し
てコイルユニット７を形成し、このコイルユニット７間
にスペーサ８を挿入して複数積重してコイル９を形成す
るものでは、超電導線材の巻線性や応力の問題は軽減さ
れ冷却性も改善されるが、スペーサ８を挿入するのでコ
イルの占積率が低下し、同一の磁界を発生するにはコイ
ルが大型になり不経済となるという問題点があった。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、巻線時の寸法精度を向上させる
とともに、クエンチに対する安定性も向上し、コイルの
占積率を低下させることのない超電導コイル装置を得る
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わる超電導コイル装置の製造方法は、胴部の両端にそれ
ぞれフランジが形成された巻枠の巻回部の表面にガラス
布よりなる絶縁部材を貼付する工程、上記絶縁部材が貼
付された上記巻回部に超電導線材とガラス布製の紐とを
各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材を介挿させなが
ら順次共巻きしてコイルを形成する工程とを包含したも
のである。

【００１２】また、この発明の請求項２に係わる超電導
コイル装置の製造方法は、胴部の両端にそれぞれフラン
ジが形成された巻枠の巻回部の表面にガラス布よりなる
絶縁部材を貼付する工程、絶縁部材が貼付された上記巻
回部に超電導線材とセラミック製の弧状部材とを各層間
にガラス布よりなる層間絶縁部材を介挿させながら順次
共巻きしてコイルを形成する工程とを包含したものであ
る。

【００１３】また、この発明の請求項３に係わる超電導
コイル装置は、胴部の両端にそれぞれフランジが形成さ
れた巻枠、巻枠の巻回部の表面に配置されたガラス布よ
りなる絶縁部材、絶縁部材が配置された巻回部に超電導
線材と耐熱性の絶縁部材とを各層間にガラス布よりなる
層間絶縁部材を介挿させながら順次共巻きされたコイ
ル、コイルの各層の巻回終端で上層に巻上げられる巻上
げ部に形成される空隙部を埋めるように配置され金属製
で表面が絶縁部材で覆われた楔状部材を備えたものであ
る。

【００１４】また、この発明の請求項４に係わる超電導
コイル装置は、胴部の両端にそれぞれフランジが形成さ
れ巻回部の表面が鏡面に仕上げられた巻枠、巻枠の巻回
部鏡面に沿って配置されたガラス布よりなる絶縁部材、
絶縁部材が配置された巻回部に超電導線材と耐熱性の絶
縁部材とを各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材を介
挿させながら順次共巻きされたコイルを備えたものであ
る。

【００１５】また、この発明の請求項５に係わる超電導
コイル装置の製造方法は、端部にフランジが連結された
胴部を有するボビンの一端にフランジを嵌着して巻枠を
形成する工程、巻枠の巻回部の表面にガラス布よりなる
絶縁部材を貼付する工程、絶縁部材が貼付された上記巻
回部に超電導線材と耐熱性の絶縁部材とを各層間にガラ
ス布よりなる層間絶縁部材を介挿させながら順次共巻き
してコイルを形成する工程、コイルを熱処理して超電導
コイルを得る工程、超電導コイルから一方のフランジを
残してボビンを抜取る工程、ボビンの胴部の表面に離型
剤を塗布する工程、及びボビンの胴部を超電導コイルに
挿入し、ボビンの端部と残されたフランジとを嵌着する
工程を包含するものである。

【００１６】また、この発明の請求項６に係わる超電導
コイル装置は、胴部の両端にそれぞれフランジが形成さ
れた巻枠、巻枠の巻回部を貫通して形成された複数の
穴、巻枠の巻回部の表面に配置されたガラス布よりなる
絶縁部材、絶縁部材が配置された巻回部に超電導線材と
耐熱性の絶縁部材とを各層間にガラス布よりなる層間絶
縁部材を介挿させながら順次共巻きされたコイルを備え
たものである。

【００１７】

【作用】この発明の請求項１による超電導コイル装置の
製造方法は、ガラス布製紐を超電導線材と共巻きするこ
とにより、超電導線材を等間隔に保って絶縁する。

【００１８】また、この発明の請求項２による超電導コ
イル装置の製造方法は、セラミック製弧状部材を超電導
線材と共巻することにより、超電導線材を等間隔に保っ
て絶縁する。

【００１９】また、この発明の請求項３による超電導コ
イル装置のガラス絶縁が施された楔状部材は、超電導線
材の層巻上げ部に形成される空隙部に埋込まれることに
より、樹脂含浸時のフイラー材となる。

【００２０】また、この発明の請求項４による超電導コ
イル装置の巻回部を鏡面に仕上げられた巻枠は、極低温
まで冷却されるときの巻枠と超電導コイルおよび樹脂と
の熱収縮率の差による応力や電磁力で、樹脂と容易に剥
離する。

【００２１】また、この発明の請求項５による超電導コ
イル装置の製造方法は、超電導コイルから抜出したボビ
ンの胴部に離形剤を塗布して超電導コイルに挿入するこ
とにより、極低温まで冷却されるときの巻枠と超電導コ
イルおよび樹脂との熱収縮率の差による応力や電磁力
で、ボビンと超電導コイルとの間にスリップを発生させ
応力を軽減する。

【００２２】また、この発明の請求項６による超電導コ
イル装置の巻枠の複数の穴は、穴から離型剤を注入可能
にし、極低温まで冷却されるときの巻枠とコイルおよび
樹脂との熱収縮率の差による応力や電磁力で巻枠と超電
導コイルとの間にスリップを発生させ応力を軽減する。

【００２３】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１による超電導コイル装
置の構成を示す断面図、図２は図１の超電導コイルの超
電導線材とガラス布製紐との共巻きを示す斜視図であ
る。各図において、10は耐熱性を有する胴部、11は胴部
10の両端部とそれぞれ接続された耐熱性を有する一対の
フランジである。そして、上記10、11で巻枠12が形成さ
れる。13は巻枠12の胴部10の外周と各フランジ12の対向
面とで形成される巻回部に貼付けなどにより配置された
ガラス布よりなる絶縁部材、14は絶縁部材13が配置され
た巻枠12の巻回部に複数回、複数層巻回された平角状の
超電導線材、15は超電導線材14と共巻きされたガラス布
製紐、16は各層間に配置されたガラス布よりなる層間絶
縁部材である。そして、上記13〜16で巻枠12に巻回され
たコイル17が形成される。ここで、超電導線材線材14と
ガラス布製紐15とは、図２に示すようにそれぞれ並列に
して絶縁部材13が配置された巻枠12の巻回部に共巻きさ
れ、ガラス布製紐15によって隣接する超電導線材14間が
絶縁される。

【００２４】次に動作について説明する。上記のように
巻枠12に巻回されたコイル17は、従来と同様に、約700
〜1000℃の温度で所定の時間熱処理が施され、超電導可
能な状態の超電導コイル１８となる。そして、その後こ
の超電導コイル18にエポキシ樹脂を含浸する処理が行わ
れる。このように樹脂を含浸して巻枠12と固定された超
電導コイル18は、図示しない極低温容器（クライオスタ
ット）の中に配置され、極低温に保持して運転される。

【００２５】このように実施例１によれば、胴部10の両
端にそれぞれフランジ11が形成された巻枠12の巻回部の
表面にガラス布よりなる絶縁部材13を配置し、絶縁部材
13が配置された巻回部に超電導線材14とガラス布製紐15
とを、各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材16を介挿
させながら順次共巻きしてコイル17を形成するようにし
たことにより、ガラス布製紐15を損傷することなく超電
導線材14を等間隔に整列巻きすることができ、ガラス布
製紐15は樹脂含浸時樹脂の補強材となる。

【００２６】実施例２．図３はこの発明の実施例２によ
る超電導コイル装置の構成を示す断面図、図４は図３の
超電導線材とセラミック製弧状部材との共巻を示す斜視
図である。各図において、10〜14、16、は実施例１を示
す図１のものと同様のため説明を省略する。19は各層の
超電導線材14に沿って配置されたセラミックの薄板より
なる弧状部材である。そして、上記10〜14、16、19で巻
枠12に巻回されたコイル20が形成される。ここで、超電
導線材14とセラミック製弧状部材19とは、図４に示すよ
うに、超電導線材14に沿わせて弧状部材19が配置され、
超電導線材14と弧状部材19とが共巻きされ、弧状部材19
によって隣接する超電導線材14間が絶縁される。

【００２７】次に動作について説明する。上記のように
巻枠12に巻回されたコイル20は、実施例１の超電導コイ
ルと同様に、約700〜1000℃の温度で所定の時間熱処理
が施され、超電導可能な状態の超電導コイル１８とな
る。そして、その後この超電導コイル21にエポキシ樹脂
を含浸する処理が行われる。このように樹脂を含浸して
巻枠12と固定された超電導コイル21は、図示しない極低
温容器（クライオスタット）の中に配置され、極低温に
保持して運転される。

【００２８】このように実施例２によれば、胴部10の両
端にそれぞれフランジ11が形成された巻枠12の巻回部の
表面にガラス布よりなる絶縁部材13を配置し、絶縁部材
13が配置された巻回部に超電導線材14とセラミック製弧
状部材19とを、各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材
16を介挿させながら順次共巻きしてコイル20を形成する
ようにしたことにより、弧状部材19を損傷することなく
超電導線材14を等間隔に整列巻きすることができ、弧状
部材19は樹脂含浸時樹脂の補強材となる。

【００２９】実施例３．図５はこの発明の実施例３によ
る超電導コイル装置の構成を示す部分斜視図である。図
において、10〜16は実施例１の超電導コイル装置と同様
のため説明を省略する。22は超電導線材14の各層の巻回
終端部で上層に巻上げる巻上げ部に形成された楔状の空
隙部、23はこの空隙部22を埋めるように配置された楔状
部材で、金属製の楔23ａの表面にガラス繊維よりなる袋
23ｂを被せて形成されている。そして、上記10〜16、2
2、23でコイル24が形成される。

【００３０】次に動作について説明する。図示のよう
に、巻枠12に超電導線材14を巻回するとき、各層の巻回
終端部では上層に巻き上げられ、この巻き上げ部では巻
上げられた超電導線材14の下部に楔状の空隙部22が形成
されるので、この空隙部22を埋めるようにガラス繊維よ
りなる袋23ｂで包まれた楔状部材23を挿入し、楔状部材
23の上に超電導線材14を巻回してコイル24が形成され
る。なお、超電導線材14と共巻きする絶縁部材は、ガラ
ス布製紐15、セラミック製弧状部材19の何れでもよい。
そして、巻枠12に巻回されたコイル22は、実施例１の超
電導コイルと同様に、約700〜1000℃の温度で所定の時
間熱処理が施され、超電導可能な状態の超電導コイル１
８となる、そして、その後この超電導コイル25にエポキ
シ樹脂を含浸する処理が行われる。このように樹脂を含
浸して巻枠12と固定された超電導コイル25は、図示しな
い極低温容器（クライオスタット）中に配置され、極低
温に保持して運転される。

【００３１】このように実施例３によれば、胴部10の両
端にそれぞれフランジ11が形成された巻枠12、巻枠12の
巻回部の表面に配置されたガラス布よりなる絶縁部材1
4、絶縁部材14が配置された巻回部に超電導線材14と耐
熱製の絶縁部材15または19とを各層間にガラス布よりな
る層間絶縁部材16を介挿させながら順次共巻きされたコ
イル24、コイル24の各層の巻回終端部で上層に巻上げら
れる巻上げ部の下側に形成される空間部22に配置され金
属製で表面がガラス繊維23ｂで覆われた楔状部材23を備
えた構成としたことにより、上記実施例と同様の効果を
得ることは勿論、超電導コイル内部の空隙が減少し、エ
ポキシ樹脂含浸後エポキシ樹脂のブロックが減ることに
よって、超電導コイルの端部の電磁力に対する強度が向
上される。

【００３２】実施例４．図６（ａ）はこの発明の実施例
４による超電導コイル装置の構成を示す断面図である。
図６（ｂ）は図６（ａ）の超電導コイル装置の極低温冷
却時の剥離及びスリップ発生を示す図である。各図にお
いて、13〜18は実施例１の超電導コイル装置を示す図１
のもとの同様のため説明を省略する。26は耐熱性を有す
る胴部で外周が鏡面に仕上げられている。27は胴部26の
両端とそれぞれ接続された耐熱性を有するフランジで、
各対向面は鏡面に仕上げられている。そして、上記26、
27で巻回部が鏡面にされた巻枠28が形成される。このよ
うに形成された巻枠28の巻回部に、実施例１と同様にガ
ラス布よりなる絶縁部材13を貼付けて配置し、絶縁部材
13が配置された巻枠28の巻回部に、平角状の超電導線材
14とガラス布製紐15とを、各層間にガラス布よりなる層
間絶縁部材16を介挿させながら順次共巻きされる。そし
て、上記13〜16で巻枠28に巻回されたコイル17が形成さ
れている。なお、超電導線材14と共巻きする絶縁部材は
ガラス布製紐15としたが、セラミック弧状部材19を共巻
きしてもよい。

【００３３】次に動作について説明する。上記のように
巻枠28に巻回されたコイル17は、上記実施例と同様に、
約700〜1000℃の温度で所定の時間熱処理が施され、超
電導可能な状態の超電導コイル１８となる。そして、そ
の後この超電導コイル18にエポキシ樹脂の含浸処理が行
われる。このように樹脂を含浸して巻枠12と固定された
超電導コイル18は、図示しない極低温容器（クライオス
タット）中に配置され、極低温に保持して運転される。
ここで、超電導コイル18が極低温まで冷却されるとき、
巻枠28と超電導コイル18およびエポキシ樹脂との熱収縮
率の差による応力により、図６（ｂ）に示すように、巻
枠28の一方のフランジ27と超電導コイル18との接触面が
剥離し、胴部27の外周面と超電導コイル18の内周面との
間でスリップが発生し応力が軽減される。

【００３４】このように実施例４によれば、胴部26の両
端にそれぞれフランジ27が形成され巻回部の表面が鏡面
に仕上げられた巻枠28、巻枠28の巻回部鏡面に沿って配
置されたガラス布よりなる絶縁部材13、絶縁部材13が配
置された巻回部に超電導線材14と耐熱性の絶縁部材とを
各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材16を介挿させな
がら順次共巻きされたコイル17を備えた構成としたこと
により、上記実施例１と同様の効果を得ることは勿論、
巻枠28の巻回部を鏡面仕上げとしたことにより、超電導
コイル18をエポキシ樹脂で含浸しても、巻枠28と超電導
コイル18との接着力を小さくすることによって、熱収縮
差による応力で巻枠28と超電導コイル18との間に剥離や
スリップを発生させ、定格電流近傍での常電導転移（ク
エンチ）を防止する。

【００３５】実施例５．図７はこの発明の実施例５によ
る超電導コイル装置の構成を示す断面図、図８は図７の
超電導コイル装置の製造工程を示す工程図である。各図
において、13〜18は実施例１の超電導コイル装置を示す
図１のものと同様のため説明を省略する。29は耐熱性を
有する一方のフランジで中心部に嵌着穴が形成されてい
る。30は一端がフランジ29の嵌着穴と着脱可能に嵌着さ
れる胴部、31は胴部30の他端と連結された他方のフラン
ジである。そして、上記30、31で一方のフランジ29と着
脱可能なボビン32が形成される。なお、34はボビン32の
超電導コイル18と接する面に塗布された離型剤である。

【００３６】図７の超電導コイル装置は、図８に示す工
程によって次のように形成される。フランジ29とボビン
32の胴部30とを嵌着して巻枠33を形成する〔図８
（ａ）〕。次に、巻枠33の巻回部にガラス布よりなる絶
縁部材13を貼付ける。次に、絶縁部材13が配置された巻
枠33の巻回部に、平角状の超電導線材14とガラス布製紐
15とを、各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材16を介
挿させながら順次共巻きして巻枠33に巻回されたコイル
17を形成する〔図８（ｂ）〕。なお、ガラス布製紐15は
セラミック製弧状部材19としてもよい。次に、コイル17
を熱処理して超電導コイル18化する。次に、超電導コイ
ル18から一方のフランジ29を残してボビン32を抜取る
〔図８（ｃ）〕。次に、ボビン32の超電導コイル18と接
する面に離型剤34を塗布する。次に、離型材34が塗布さ
れたボビン32の胴部30を超電導コイル18に挿入し〔図８
（ｄ）〕、ボビン32と残されたフランジ29とを嵌着す
る。次に、超電導コイル18にエポキシ樹脂を含浸処理す
る。以上の工程によって図７に示す超電導コイル装置を
得る。

【００３７】次に動作について説明する。上記のように
超電導コイル18にエポキシ樹脂を含浸処理した超電導コ
イル装置は、極低温まで冷却されるとき、ボビン32と超
電導コイル18およびエポキシ樹脂との熱収縮率の差によ
る応力や電磁力によって、ボビン32と超電導コイル18と
の間に滑りを発生し、応力が軽減される。

【００３８】このように実施例５によれば、端部にフラ
ンジ31が連結された胴部30を有するボビン32の一端にフ
ランジ29を嵌着して巻枠33を形成する工程、巻枠33の巻
回部の表面にガラス布よりなる絶縁部材13を貼付する工
程、絶縁部材13が貼付された巻回部に超電導線材14と耐
熱性の絶縁部材とを各層間にガラス布よりなる層間絶縁
部材16を介挿させながら順次共巻きしてコイル17を形成
する工程、コイル17を熱処理して超電導コイル18を得る
工程、超電導コイル18から一方のフランジ29を残してボ
ビン32を抜取る工程、ボビン32の胴部30の表面に離型剤
34を塗布する工程、ボビン32の胴部30を超電導コイル18
に挿入し、ボビン32の端部と残されたフランジ29とを嵌
着する工程を包含する方法で製造するようにしたことに
よって、超電導コイル18にエポキシ樹脂を含浸したと
き、ボビン32と超電導コイル18との接着力を小さくする
ようにしたことにより、極低温に冷却時にフランジ29、
ボビン32、超電導コイル18、エポキシ樹脂との熱収縮率
の差による応力や電磁力で、ボビン32と超電導コイル18
との間に滑りを発生させ、常電導転移（クエンチ）を防
止することができる。

【００３９】実施例６．図９はこの発明の実施例６によ
る超電導コイル装置の構成を示す断面図である。図にお
いて、13〜18は実施例１を示す図１のものと同様のため
説明を省略する。35は耐熱性を有する胴部、36は胴部35
の両端とそれぞれ接続された一対のフランジ、37は胴部
35と各フランジ36とにそれぞれ貫通して形成された複数
の穴である。そして、上記35〜37で穴37を有する巻枠38
が形成される。この巻枠38の巻回部の表面にガラス布よ
りなる絶縁部材13を貼付け、絶縁部材13が貼付けられた
巻回部に超電導線材14とガラス布製紐15とを共巻きし、
各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材16を挿入してコ
イル17が形成される。なお、超電導線材14と共巻きする
耐熱性の絶縁部材はセラミック製弧状部材19としてもよ
い。

【００４０】このように巻枠38に巻回されたコイル17
は、約700〜1000℃の温度で所定の時間熱処理が施さ
れ、超電導可能な状態の超電導コイル18となる。次に、
巻枠38の穴37から離型剤34を注入し、巻枠38と絶縁部材
13との間に離型剤28を介在させる。次に、超電導コイル
18にエポキシ樹脂を含浸する処理を行うと、超電導コイ
ル18は、外周を覆う絶縁部材13と最外周の層間絶縁部材
16とで超電導線材14、ガラス布製紐15、層間絶縁部材16
とが一体にエポキシ樹脂で固着される。次に動作につい
て説明する。上記のように巻枠38と超電導コイル18との
間に離型材34を介在させた超電導コイル装置は、極低温
まで冷却されるとき、巻枠38と超電導コイル18およびエ
ポキシ樹脂との熱収縮率の差による応力や電磁力によっ
て、巻枠38と超電導コイル18との間に滑りが発生し、常
電流転移（クエンチ）の発生を防止する。

【００４１】このように実施例６によれば、胴部35の両
端にそれぞれフランジ36が形成された巻枠38、巻枠38の
巻回部を貫通して形成された離型剤34を注入可能な複数
の穴37、巻枠38の巻回部の表面に配置されたガラス布よ
りなる絶縁部材13、絶縁部材13が配置された巻回部に、
超電導線材14と耐熱性の絶縁部材とを各層間にガラス布
よりなる層間絶縁部材16を介挿しながら順次共巻きされ
たコイル17を備えた構成としたことによって、コイル17
を熱処理して超電導コイル18化した後、穴35から離型剤
34を注入し、巻枠38と超電導コイル18との間に離型剤34
を介在させ、エポキシ樹脂を含浸する処理を行うことに
より、巻枠38と超電導コイル18とがエポキシ樹脂で固着
されるのが防止されるので、極低温まで冷却されると
き、巻枠38と超電導コイル18およびエポキシ樹脂との熱
収縮率の差による応力や電磁力によって、巻枠38と超電
導コイル18との間に滑りを発生させ、クエンチの発生を
防止することができる。

【００４２】実施例７．上記実施例１〜６においては、
それぞれ超電導線材を巻回してコイルを形成した後、熱
処理を施して超電導コイルとするワイド アンド リア
クトル法で製作する場合について説明したが、先に熱処
理を施して超電導化した超電導線材を巻回して超電導コ
イルを形成するリアクト アンド ワインド法で製作し
ても、上記実施例と同様の効果を期待することができ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、胴部の両端にそれぞれフランジが形成された巻枠の
巻回部の表面にガラス布よりなる絶縁部材を貼付する工
程、絶縁部材が貼付された巻回部に、超電導線材よガラ
ス布製紐とを各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材を
介挿させながら順次共巻きしてコイルを形成する工程と
を包含した方法で製造するようにしたことによって、コ
イルの占積率を低下させることなく巻線の整列性を向上
させることができるという効果を得ることができる。

【００４４】また、この発明の請求項２によれば、胴部
の両端にそれぞれフランジが形成された巻枠の巻回部の
表面にガラス布よりなる絶縁部材を貼付する工程、絶縁
部材が貼付された巻回部に超電導線材とセラミック製弧
状部材とを各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材を介
挿させながら順次共巻きしてコイルを形成する工程とを
包含した方法で製造するようにしたことによって、コイ
ルの占積率を低下させることなく巻線の整列性を向上さ
せることができるという効果を得ることができる。

【００４５】また、この発明の請求項３によれば、胴部
の両端にそれぞれフランジが形成された巻枠、巻枠の巻
回部の表面に配置されたガラス布よりなる絶縁部材、絶
縁部材が配置された巻回部に超電導線材と耐熱性の絶縁
部材を介挿させながら順次共巻きされたコイル、コイル
の各層の巻回終端部で上層に巻上げられる巻上げ部に形
成される空隙部を埋めるように配置され金属製で表面が
絶縁部材で覆われた楔状部材を備えた構成としたことに
より、クエンチの発生を防止することが可能となるとい
う効果を得ることができる。

【００４６】また、この発明の請求項４によれば、胴部
の両端にそれぞれフランジが形成され巻回部の表面が鏡
面に仕上げられた巻枠、巻枠の巻回部鏡面に沿って配置
されたガラス布よりなる絶縁部材、絶縁部材が配置され
た巻回部に超電導線材と耐熱性の絶縁部材とを各層間に
ガラス布よりなる層間絶縁部材を介挿させながら順次共
巻きされたコイルを備えた構成としたことにより、クエ
ンチの発生を防止することが可能となるという効果を得
ることができる。

【００４７】また、この発明の請求項５によれば、端部
にフランジが形成された胴部を有するボビン一端にフラ
ンジを嵌着して巻枠を形成する工程、巻枠の巻回部の表
面にガラス布よりなる絶縁部材を貼付する工程、絶縁部
材が貼付された巻回部に超電導線材と耐熱性の絶縁部材
とを各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材を介挿させ
ながら順次共巻きしてコイルを形成する工程、コイルを
熱処理して超電導コイルを得る工程、超電導コイルから
一方のフランジを残してボビンを抜取る工程、ボビンの
胴部に離型材を塗布する工程、及びボビンの胴部を超電
導コイルに挿入し、ボビンの端部と残されたフランジと
嵌着する工程を包含した方法で製造するようにしたこと
によって、クエンチの発生を防止することが可能となる
という効果を得ることができる。

【００４８】また、この発明の請求項６によれば、胴部
の両端にそれぞれフランジが形成された巻枠、巻枠の巻
回部を貫通して形成された複数の穴、巻枠の巻回部の表
面に配置されたガラス布よりなる絶縁部材、絶縁部材が
配置された巻回部に超電導線材と耐熱性の絶縁部材とを
各層間にガラス布よりなる層間絶縁部材を介挿させなが
ら順次共巻きされたコイルを備えた構成としたことによ
り、クエンチの発生を防止することが可能となるという
効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による超電導コイル装置の
構成を示す断面図である。

【図２】図１の超電導コイル装置における超電導線材と
ガラス布製紐との共巻を示す斜視図である。

【図３】この発明の実施例２による超電導コイル装置の
構成を示す断面図である。

【図４】図３の超電導コイル装置における超電導線材と
セラミック製弧状部材との共巻を示す斜視図である。

【図５】この発明の実施例３による超電導コイル装置の
構成を示す斜視図である。

【図６】この発明の実施例４による超電導コイル装置の
構成を示す断面図および動作図である。

【図７】この発明の実施例５による超電導コイル装置の
構成を示す断面図である。

【図８】図７の超電導コイル装置の製造工程を示す工程
図である。

【図９】この発明の実施例６による超電導コイル装置の
構成を示す断面図である。

【図１０】従来の超電導コイル装置の構成を示す斜視図
である。

【図１１】図１０の超電導コイル装置における超電導線
材を示す斜視図である。

【図１２】従来の超電導コイル装置の構成を示す斜視図
である。

【符号の説明】

10 胴部 11 フランジ 12 巻枠 13 絶縁部材 14 超電導線材 15 ガラス布製紐 16 層間絶縁部材 17 コイル 18 超電導コイル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 胴部の両端にそれぞれフランジが形成さ
   れた巻枠の巻回部の表面にガラス布よりなる絶縁部材を
   貼付する工程、上記絶縁部材が貼付された上記巻回部に
   超電導線材とガラス布製紐とを各層間にガラス布よりな
   る層間絶縁部材を介挿させながら順次共巻きしてコイル
   を形成する工程とを包含したことを特徴とする超電導コ
   イル装置の製造方法。
2. 【請求項２】 胴部の両端にそれぞれフランジが形成さ
   れた巻枠の巻回部の表面にガラス布よりなる絶縁部材を
   貼付する工程、上記絶縁部材が貼付された上記巻回部に
   超電導線材とセラミック製の弧状部材とを各層間にガラ
   ス布よりなる層間絶縁部材を介挿させながら順次共巻き
   してコイルを形成する工程とを包含したことを特徴とす
   る超電導コイル装置の製造方法。
3. 【請求項３】 胴部の両端にそれぞれフランジが形成さ
   れた巻枠、上記巻枠の巻回部の表面に配置されたガラス
   布よりなる絶縁部材、上記絶縁部材が配置された上記巻
   回部に超電導線材と耐熱性の絶縁部材とを各層間にガラ
   ス布よりなる層間絶縁部材を介挿させながら順次共巻き
   されたコイル、上記コイルの各層の巻回終端部で上層に
   巻上げられる巻上げ部に形成される空隙部を埋めるよう
   に配置され金属製で表面がガラス繊維で覆われた楔状部
   材を備えたことを特徴とする超電導コイル装置。
4. 【請求項４】 胴部の両端にそれぞれフランジが形成さ
   れ巻回部の表面が鏡面に仕上げられた巻枠、上記巻枠の
   巻回部鏡面に沿って配置されたガラス布よりなる絶縁部
   材、上記絶縁部材が配置された上記巻回部に超電導線材
   と耐熱性の絶縁部材とを各層間にガラス布よりなる層間
   絶縁部材を介挿させながら順次共巻きされたコイルを備
   えたことを特徴とする超電導コイル装置。
5. 【請求項５】 端部にフランジが連結された胴部を有す
   るボビンの一端にフランジを嵌着して巻枠を形成する工
   程、上記巻枠の巻回部の表面にガラス布よりなる絶縁部
   材を貼付する工程、上記絶縁部材が貼付された上記巻回
   部に超電導線材と耐熱性の絶縁部材とを各層間にガラス
   布よりなる層間絶縁部材を介挿させながら順次共巻きし
   てコイルを形成する工程、上記コイルを熱処理して超電
   導コイルを得る工程、上記超電導コイルから一方の上記
   フランジを残して上記ボビンを抜取る工程、上記ボビン
   の胴部の表面に離型剤を塗布する工程、及び上記ボビン
   の胴部を上記超電導コイルに挿入し、上記ボビンの端部
   と残された上記フランジとを嵌着する工程を包含する超
   電導コイル装置の製造方法。
6. 【請求項６】 胴部の両端にそれぞれフランジが形成さ
   れた巻枠、上記巻枠の巻回部を貫通して形成された複数
   の穴、上記巻枠の巻回部の表面に配置されたガラス布よ
   りなる絶縁部材、上記絶縁部材が配置された上記巻回部
   に超電導線材と耐熱性の絶縁部材とを各層間にガラス布
   よりなる層間絶縁部材を介挿させながら順次共巻きされ
   たコイルを備えたことを特徴とする超電導コイル装置。