WO2022137738A1 - 超電導コイル装置 - Google Patents
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- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Definitions
- the present invention relates to a superconducting coil device having a superconducting wire.
- Patent Document 1 describes a conventional superconducting coil device.
- connection portion joint portion in the same document
- the connection portion between the wires constituting the superconducting wire material (first part and second part in the same document) is separated from the winding part (coil) of the superconducting wire material. It is placed in the same position.
- an object of the present invention is to provide a superconducting coil device capable of efficiently arranging a superconducting wire material including a connecting portion in a limited space.
- the superconducting coil device includes a winding frame, a superconducting wire, a winding frame side guide portion, a first guide portion, and a second guide portion.
- the winding frame has a tubular body.
- the superconducting wire has a winding portion wound around the winding frame.
- the winding frame side guide portion is provided so as to hold the superconducting wire material extending from the winding frame and extend in the winding frame axial direction which is the axial direction of the body portion of the winding frame.
- the first guide portion holds the superconducting wire material extending from the winding frame side guide portion, is arranged outside the winding frame side guide portion in a direction intersecting the winding frame axial direction, and is arranged outside the winding frame side guide portion, and is arranged in the winding frame axial direction. It is provided so as to extend in the direction intersecting with.
- the second guide portion can hold the superconducting wire material extending from the first guide portion, and is provided so as to extend in a direction intersecting the extending direction of the first guide portion.
- the superconducting wire is composed of a plurality of wires connected in series, and the connecting portion between the wires is fixed to at least one of the first guide portion and the second guide portion.
- the superconducting wire material including the connecting portion can be efficiently arranged in a limited space.
- FIG. It is a perspective view which shows the 1st superconducting coil 10A shown in FIG.
- FIG. 2 is a view of the first superconducting coil 10A shown in FIG. 2 as viewed from a direction orthogonal to the axial direction Z.
- It is a perspective view which shows one of the guide part 50 shown in FIG. It is a figure which looked at the guide part 50 and the like shown in FIG. 6 from the circumferential direction C.
- FIG. 6 It is a figure which saw the 1st guide part 60 and the like shown in FIG. 6 from the axial direction Z. It is a perspective view which shows the connection part 25a and the like when the two wires of the superconducting wire 20 shown in FIG. 6 are arranged side by side. It is a perspective view which shows the connection part 25a and the like in the case where the two wires of the superconducting wire 20 shown in FIG. 6 are arranged so as to overlap each other.
- each superconducting coil is represented only by a winding portion (for example, the winding portion 21 in FIG. 2).
- the superconducting coil device 1 is used for a superconducting magnet.
- the superconducting coil device 1 is cooled so that the superconducting wire 20 (see FIG. 2) can maintain the superconducting state.
- the superconducting coil device 1 may be cooled by a refrigerator that maintains the temperature of the superconducting wire 20 so that the superconducting wire 20 can maintain the superconducting state, or may be cooled by a refrigerant (for example, liquid helium).
- the superconducting coil device 1 is housed in a low temperature container (cryostat) (not shown).
- the superconducting coil device 1 has a cylindrical shape.
- the superconducting coil device 1 includes a plurality of layers of superconducting coils.
- the number of layers is 5 in the example shown in FIG. 1, and may be 4 or less, or 6 or more.
- the number of superconducting coils in each layer may be one or a plurality.
- the first superconducting coil 10A, the second superconducting coil 10B, the third superconducting coil 10C, and the fourth superconducting coil 10D are arranged in the order of the radial inner side R1 to the radial outer side R2.
- a fifth superconducting coil 10E An inner space S (cavity) may be provided in the radial inner side R1 of the superconducting coil device 1. The details of the direction such as "diameter inner side R1" will be described later.
- the first superconducting coil 10A, the second superconducting coil 10B, the third superconducting coil 10C, and the fourth superconducting coil 10D are provided, for example, one by one.
- the fifth superconducting coil 10E is a correction coil for correcting the magnetic field generated by the superconducting coil device 1.
- a plurality of fifth superconducting coils 10E are provided, for example.
- the number of the fifth superconducting coils 10E is 4 in the example shown in FIG. 1, and may be 3 or less, or 5 or more.
- the correction coil may be provided in a plurality of layers.
- the first superconducting coil 10A is a superconducting coil arranged on the innermost radial R1 of the superconducting coils constituting the superconducting coil device 1. As shown in FIG. 2, the first superconducting coil 10A includes a winding frame 11, a circuit unit 13 (see FIG. 4), and a guide device 40.
- the winding frame 11 is a member around which the superconducting wire 20 is wound. As shown in FIG. 3, the winding frame 11 includes a body portion 11b and a flange portion 11c.
- the body portion 11b has a cylindrical shape (for example, a cylindrical shape), and is a portion around which the superconducting wire member 20 is wound.
- the flange portion 11c is provided on each of the axially upper Z1 portion and the axially lower Z2 portion of the body portion 11b. The flange portion 11c projects from the body portion 11b to the outer side R2 in the radial direction.
- the central axis of the winding frame 11 is defined as the winding frame central axis 11a.
- the winding frame central axis 11a is the central axis of the body portion 11b and is the central axis of the body portion 11b extending in the longitudinal direction of the body portion 11b.
- the winding frame central shaft 11a is the central shaft of the winding portion 21 (described later).
- the direction in which the winding frame center axis 11a extends is defined as the axial direction Z (wrapping frame axis direction).
- the axial direction Z may be, for example, a vertical direction, a horizontal direction, or a direction inclined with respect to the horizontal direction.
- the axial direction Z the side (or direction (same below)) toward the winding frame side guide portion 41 (described later) from the winding frame 11 is referred to as the axial upper side Z1, and the opposite side thereof is referred to as the axial lower side Z2.
- the upper side Z1 in the axial direction may be the upper side in the vertical direction and may not be the upper side in the vertical direction.
- the radial direction of the virtual circle (not shown) orthogonal to the winding frame center axis 11a and centered on the winding frame center axis 11a is defined as the radial direction R.
- the radial direction R is the horizontal direction.
- the side toward the winding frame center axis 11a is the radial inner side R1
- the side away from the winding frame center axis 11a is the radial outer side R2.
- the circumferential direction of the virtual circle is defined as the circumferential direction C.
- the circuit unit 13 is an electric circuit or the like for generating a magnetic field in the winding unit 21 (described later). As shown in FIG. 4, the circuit unit 13 includes a superconducting wire material 20, a connection unit storage unit 31 (see FIG. 3), a permanent current switch 35, a switch connection unit 37 (see FIG. 4), and a switch connection unit storage. A unit 39 (see FIG. 5) is provided.
- the superconducting wire 20 is an electric wire that can be in a superconducting state by being cooled.
- the superconducting wire 20 is, for example, a high-temperature superconducting wire, such as an yttrium-based superconducting wire.
- the superconducting wire 20 may be a low temperature superconducting wire.
- the superconducting wire 20 may be, for example, tape-shaped (strip-shaped, thin-film-shaped), or may not be tape-shaped.
- the cross section of the superconducting wire 20 may be polygonal (for example, quadrangle, hexagon, etc.) or circular.
- the superconducting wire 20 includes a plurality of wires 20a to 20k.
- the superconducting wire member 20 includes a winding portion 21, a lead wire portion 23, and connecting portions 25a to 25j shown in FIG.
- a plurality of wires 20a to 20k are connected in series.
- Each of the wire rods 20a to 20k includes a winding portion 21.
- Each of the wire rods 20a to 20k is integrally and continuously formed.
- Wires that are different from each other are connected to each other by connecting portions 25a to 25j, and are not integrally and continuously formed.
- the winding portion 21 is a coil wound around the winding frame 11.
- the lead wire portion 23 is arranged outside the winding frame 11.
- the lead wire portion 23 is arranged so as to be drawn out from the winding portion 21.
- the lead wire portion 23 is provided so as to ensure insulating properties, and is covered with, for example, an insulating member.
- an insulating member Specifically, for example, when the lead wire portion 23 is in the form of a tape, the lead wire portion 23 may be sandwiched between the tape-shaped insulating members.
- the "tape-shaped insulating member" may be a glass tape or a tape made of an organic material.
- the connecting portions 25a to 25j are portions (joints) in which the wire rods 20a to 20k are connected (joined) to each other.
- the connecting portions 25a to 25j are portions (superconducting coil connecting portions) in which the wire rods 20a to 20k constituting the winding portion 21 are connected to each other.
- One or a plurality of connecting portions 25a to 25j are provided.
- the number of connecting portions 25a to 25j is 10 in the example shown in FIG.
- connection portion 25a is a portion where the wire rod 20a and the wire rod 20b are connected
- connection portion 25b is a portion where the wire rod 20b and the wire rod 20c are connected
- connection portion 25c is a portion where the wire rod 20c and the wire rod 20d are connected.
- Is a connected portion (the same applies to the connecting portions 25d to 25j). Since it is difficult to form the entire winding portion 21 with one wire rod (for example, wire rod 20a) integrally and continuously formed, a plurality of wire rods 20a to 20k are connected to each other by connecting portions 25a to 25j. Be connected.
- the wires 20a to 20k are connected to each other so that the electrical resistance of the connecting portions 25a to 25j is as low as possible.
- the number of connecting portions is not limited to 10 shown in FIG. 4, and may be 9 or less, or 11 or more. Further, in FIG. 2, only a part of the plurality of connecting portions 25a to 25j is coded.
- connection portions 25a to 25j are as follows. Here, a case where the wire rods 20a to 20k shown in FIG. 4 are in the form of a tape will be described. Further, as an example of the two wires connected by the connecting portions 25a to 25j, the wires 20a and 20b connected by the connecting portion 25a will be described. As shown in FIG. 9, the planes (planes extending in the width direction and the longitudinal direction) orthogonal to the thickness direction of the wire rods 20a and 20b are arranged so as to be aligned on the same plane (or substantially the same plane). .. This arrangement is called "side by side".
- the two wires 20a and 20b are arranged so that their longitudinal ends coincide with each other, and the wires 20a and 20b and the connecting material 20p are overlapped at the ends of the two wires 20a and 20b. ..
- the connecting material 20p is a member that can be in a superconducting state by being cooled, and is, for example, in the form of a sheet. In this state, the wire rods 20a and 20b and the connecting material 20p are heat-treated, so that the wire rods 20a and 20b are connected via the connecting material 20p. This heat treatment is, for example, sintering or the like, and is performed at, for example, about 800 ° C.
- the connecting portion 25a may be cut and the wire rods 20a and 20b may be connected again. Further, if the required performance is not obtained by the connecting portion 25a, the connecting portion 25a may be heat-treated again without being cut. As described above, in the connection process between the wire rods 20a and 20b, there is a possibility that redoing may be performed. Therefore, it is necessary to allow the wire rods 20a and 20b to have an extra length so that the connection process can be redone.
- the two wires 20a and 20b do not have to be connected in a side-by-side arrangement.
- the two wire rods 20a and 20b may be connected in a state of being overlapped with each other.
- these examples are specific examples of the connecting portions 25a to 25j when the wire rods 20a to 20k shown in FIG. 4 are in the form of a tape, but the wire rods 20a to 20k do not have to be in the form of a tape.
- the connection portion 25a to 25j the connection portion 25a will be mainly described. The following matters relating to the connection portion 25a may be applied to at least one (for example, all) of the connection portions 25b to 25j.
- connection unit storage unit 31 stores the connection unit 25a as shown in FIG.
- the connection unit storage unit 31 has, for example, a box shape (joint storage box).
- the connection unit storage unit 31 has a rectangular parallelepiped shape in the example shown in FIG. 6, but it does not have to be a rectangular parallelepiped shape.
- the connection unit storage unit 31 includes a first storage member 31a and a second storage member 31b.
- the first storage member 31a and the second storage member 31b are arranged so as to sandwich the connection portion 25a, and cover the connection portion 25a as a whole.
- the first storage member 31a and the second storage member 31b are fixed to each other (for example, fixed by a screw or the like).
- the permanent current switch 35 is a switch that switches between both ends of the wire rods 20a to 20k shown in FIG. 4, that is, both ends of the superconducting wire rod 20 in a superconducting state or a normal conducting state. As shown in FIG. 5, the permanent current switch 35 is arranged so as not to interfere with the guide unit 50 (for example, the first guide unit 60) described later. As shown in FIG. 2, the permanent current switch 35 is attached to, for example, a joint member 43 described later, and is attached to, for example, the surface of the lower Z2 in the axial direction of the joint member 43. As shown in FIG. 4, the permanent current switch 35 includes switch lead wires 35a and 35b.
- the switch lead wires 35a and 35b are connected to both ends of the wire rods 20a to 20k.
- the switch lead wires 35a and 35b are electric wires that can be in a superconducting state by being cooled, similarly to the superconducting wire material 20.
- the switch lead wires 35a and 35b may or may not be in the form of a tape.
- the switch connection portion 37 is a portion of the wire rods 20a to 20k including the winding portion 21 to which the wire rods 20a / 20k at both ends and the switch lead wires 35a / 35b are connected. Two switch connection portions 37 are provided.
- the specific example of the connection at the switch connection portion 37 is the same as the specific example of the connection of the wire rods 20a / 20b at the connection portion 25a.
- the switch connection unit storage unit 39 (see FIG. 5) stores the switch connection unit 37. Specific examples of the configuration (shape, connection form, etc.) of the switch connection unit storage unit 39 are the same as those of the connection unit storage unit 31 (see FIG. 6). As shown in FIG. 5, the switch connection portion accommodating portion 39 is fixed to, for example, a joint member 43 described later.
- the guide device 40 is for arranging and holding the connection portions 25a to 25j in a space-efficient manner (for the connection portions 25b / 25d to 25j other than the connection portions 25a / 25c shown in FIG. 2). See FIG. 4 (same below). Further, the guide device 40 shown in FIG. 2 guides the lead wire portion 23 so that the connection portions 25a to 25j can be arranged in a space-efficient manner. It is preferable that the guide device 40 is configured so that the connection portions 25a to 25j can be appropriately arranged and held even when the connection processing at the connection portions 25a to 25j is redone.
- the guide device 40 includes a winding frame side guide portion 41, a joint member 43, a guide portion fixing portion 45, a guide portion 50, and a switch connection bending portion 91.
- the winding frame side guide portion 41 is a portion (lead guide portion) that holds the lead wire portion 23 so as to guide the lead wire portion 23 to a position away from the winding frame 11 on the upper side Z1 in the axial direction.
- the winding frame side guide portion 41 is provided so as to extend to the upper side Z1 in the axial direction.
- the winding frame side guide portion 41 is provided so as to extend from the winding frame 11 to the upper side Z1 in the axial direction.
- the winding frame side guide portion 41 is fixed to the winding frame 11.
- the winding frame side guide portion 41 may be integrated with the winding frame 11 or may be a separate body from the winding frame 11. As shown in FIG. 5, the winding frame side guide portion 41 has, for example, a cylindrical shape.
- the winding frame side guide portion 41 may have a cylindrical shape or a square tubular shape.
- the winding frame side guide portion 41 does not have to be cylindrical. Only one guide portion 41 on the winding frame side may be provided, or a plurality of guide portions 41 may be provided. When a plurality of winding frame side guide portions 41 are provided, the plurality of winding frame side guide portions 41 may be arranged at intervals in the radial direction R, for example.
- the winding frame side guide portion 41 holds a lead wire portion 23 extending (arranged so as to extend) from the winding frame 11.
- the lead wire portion 23 held by the winding frame side guide portion 41 is wound around the winding frame side guide portion 41, and is wound loosely as compared with, for example, the winding portion 21 wound around the winding frame 11.
- the lead wire portion 23 held by the winding frame side guide portion 41 is fixed to the winding frame side guide portion 41 with, for example, a resin (for example, epoxy resin).
- the lead wire portion 23 held by the winding frame side guide portion 41 does not have to be wound around the winding frame side guide portion 41, and may be arranged so as to extend in the axial direction Z, for example.
- the joint member 43 is a member that integrally supports a plurality of guide portions 50.
- the joint member 43 is supported (fixed) to the winding frame side guide portion 41.
- the joint member 43 is fixed to the axially upper Z1 end of the winding frame side guide portion 41.
- “End” includes the end and its vicinity (and so on).
- the joint member 43 is provided so as to extend outward from the winding frame side guide portion 41 in a direction intersecting the axial direction Z.
- the "direction intersecting the axial direction Z" may be a direction orthogonal to the axial direction Z or a direction inclined with respect to the axial direction Z.
- the joint member 43 is provided so as to extend from the winding frame side guide portion 41 to the radial outer side R2.
- the joint member 43 may be circular or substantially circular, and may be polygonal or substantially polygonal when viewed from the axial direction Z.
- the joint member 43 has, for example, a plate shape (joint plate). Only one joint member 43 may be provided, or a plurality of joint members 43 may be provided. When a plurality of joint members 43 are provided, the plurality of joint members 43 may be arranged at intervals in the axial direction Z so as to be aligned with each other in the axial direction Z.
- the guide portion fixing portion 45 fixes (supports) the guide portion 50 to the joint member 43.
- the guide portion fixing portion 45 is arranged between the joint member 43 and the guide portion 50 (more specifically, the first guide portion 60 described later).
- the guide portion fixing portion 45 may have a rod shape, a block shape, or the like.
- the guide portion fixing portion 45 may or may not be provided so as to extend in the axial direction Z, or may not be provided so as to extend in the axial direction Z. In FIG. 2, only a part of the plurality of guide portion fixing portions 45 is designated with a reference numeral.
- the guide portion 50 holds the lead wire portion 23 so as to guide the lead wire portion 23 to a position away from the winding frame side guide portion 41.
- the guide portion 50 may be arranged on the axially lower side Z2 of the joint member 43, or may be arranged on the axially upper side Z1 of the joint member 43.
- a plurality of guide portions 50 are provided.
- the number of guide portions 50 is 10 in the example shown in FIG. 5, and may be 9 or less, or 11 or more.
- the number of guide portions 50 is preferably the same as the number of connection portions 25a to 25j.
- one guide unit 50 will be mainly described.
- the guide unit 50 (more specifically, each of the plurality of guide units 50) includes a first guide unit 60, a second guide unit 70, and a connecting unit 80.
- the first guide portion 60 guides the lead wire portion 23 from the winding frame side guide portion 41 (see FIG. 2) to the outside in the direction intersecting the axial direction Z (for example, the radial outside R2). Holds 23.
- the first guide portion 60 is arranged on the radial outer side R2 of the winding frame side guide portion 41.
- the first guide portion 60 is arranged with a gap in the radial direction R from the winding frame side guide portion 41.
- the size of the gap between the first guide portion 60 and the winding frame side guide portion 41 is set to a size in which the lead wire portion 23 can be arranged.
- the first guide portion 60 may come into contact with the winding frame side guide portion 41.
- the first guide portion 60 is fixed to the joint member 43.
- the first guide portion 60 may be arranged with a gap in the axial direction Z between the first guide portion 60 and the joint member 43, and specifically, the first guide portion 60 may be fixed to the joint member 43 via the guide portion fixing portion 45.
- the first guide portion 60 may be in contact with the joint member 43, or may be directly fixed to the joint member 43 (without passing through the guide portion fixing portion 45) (see FIG. 3).
- the first guide portion 60 has, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape.
- the first guide portion 60 is provided so as to extend in the radial direction R.
- the longitudinal direction of the first guide portion 60 is the radial direction R.
- the first guide portion 60 holds the lead wire portion 23 extending from the winding frame side guide portion 41.
- the lead wire portion 23 is shown by a chain double-dashed line.
- the first guide portion 60 holds the lead wire portion 23 along the first guide portion 60.
- the first guide portion 60 holds the lead wire portion 23 so that the lead wire portion 23 extends in the direction in which the first guide portion 60 extends.
- the end portion of the first guide portion 60 on the winding frame side guide portion 41 side (for example, radial inner side R1) is referred to as the first guide portion base end portion 60b.
- the end portion of the first guide portion 60 on the side opposite to the winding frame side guide portion 41 is referred to as the first guide portion tip portion 60t.
- the position (for example, height level) of the base end portion 60b of the first guide portion in the axial direction Z is defined as the base end portion axial position P60b (see FIG. 3).
- the first guide portion 60 includes a first main body portion 61, an inclined portion 62, a first guide portion bending portion 65, and a first connection portion mounting portion 67 (connection portion mounting portion).
- the plurality of first guide portions 60 are arranged radially or substantially radially around the winding frame central axis 11a. Therefore, the plurality of first guide portion base end portions 60b (see FIG. 8) are arranged close to each other. Therefore, the number of the first guide portions 60 that can be attached to the joint member 43 is limited. Then, the number of connecting portions 25a to 25j (the number of connecting portions 25a to 25j per guide device 40) is limited. Further, as a result of the plurality of first guide portion base end portions 60b being arranged close to each other, the lead wire portions 23 (see FIG. 8) in the vicinity of the first guide portion base end portion 60b are arranged close to each other.
- the axial position of the base end portion shown in FIG. P60b is set. Specifically, the axial positions P60b of the proximal end portions of the plurality of first guide portions 60 are different from each other. That is, the plurality of first guide portion base end portions 60b are arranged so as to be displaced in the axial direction Z. More specifically, as shown in FIG. 2, the proximal end axial positions P60b (see FIG.
- the axial positions P60b (see FIG. 3) of the base end portions of the first guide portions 60 that are not adjacent to each other in the circumferential direction C when viewed from the axial direction Z do not have to be different from each other.
- the first main body portion 61 is a member provided so as to extend in the radial direction R.
- the first main body portion 61 is, for example, a member having a substantially rectangular parallelepiped shape (see FIG. 6).
- the inclined portion 62 guides and holds the lead wire portion 23 so that the lead wire portion 23 does not bend between the winding frame side guide portion 41 and the first groove portion 63.
- the inclined portion 62 suppresses deterioration due to bending of the lead wire portion 23.
- the inclined portions 62 are provided on the base end portion 60b of the first guide portion, and are provided on both sides of the base end portion 60b of the first guide portion in the circumferential direction C, for example.
- the inclined portion 62 has a shape such that the lead wire portion 23 can be arranged so that the lead wire portion 23 smoothly extends from the outer surface (for example, the outer peripheral surface) of the winding frame side guide portion 41 to the first groove portion 63.
- the inclined portion 62 is inclined with respect to the direction in which the first groove portion 63 extends (for example, the radial direction R).
- the inclined portion 62 is inclined with respect to the outer surface of the winding frame side guide portion 41 in the vicinity of the base end portion 60b of the first guide portion.
- the inclined portion 62 has a curved shape, and is arcuate when viewed from, for example, the axial direction Z.
- the lead wire portion 23 guided by the inclined portion 62 is arranged along the inclined portion 62.
- the first groove portion 63 accommodates the lead wire portion 23, and guides and holds the lead wire portion 23.
- the first groove portion 63 is provided in the first main body portion 61.
- the first groove portion 63 is recessed in the axial direction Z, for example, and more specifically, is recessed from the surface of the axial lower side Z2 of the first main body portion 61 to the axial upper side Z1.
- the first groove portion 63 is provided so as to extend in the direction in which the first guide portion 60 extends (for example, the radial direction R).
- the lead wire portion 23 housed in the first groove portion 63 is arranged so as to extend in the direction in which the first groove portion 63 extends (for example, the radial direction R).
- the first groove portion 63 includes a first groove portion base end side portion 63a and a first groove portion main body portion 63b.
- the first groove portion base end side portion 63a is a portion (for example, a radial inner R1 portion) of the first groove portion 63 on the first guide portion base end portion 60b side.
- the two wire rods (for example, the wire rods 20a and 20b) are arranged so as to face each other in the circumferential direction C.
- the width direction of each of the two wire rods 20a and 20b accommodated in the first groove portion base end side portion 63a is the axial direction Z or the substantially axial direction Z (see the lead wire portion 23 shown in FIG. 7).
- the first groove portion main body portion 63b is provided on the first guide portion tip portion 60t side (for example, radial outer side R2) with respect to the first groove portion base end side portion 63a.
- the width of the first groove portion main body portion 63b in the circumferential direction C is wider than the width of the first groove portion base end side portion 63a in the circumferential direction C.
- each of the two wire rods 20a and 20b is from the first groove portion base end side portion 63a side to the first guide portion tip portion 60t side (for example, from the radial inner side R1 to the radial outer side R2). It is arranged so as to be twisted about 90 degrees toward it.
- the width direction of each of the two wire rods 20a and 20b accommodated in the radial outer side R2 portion of the first groove portion main body portion 63b becomes the circumferential direction C or the substantially circumferential direction C.
- the two wire rods 20a and 20b accommodated in the radial outer side R2 portion of the first groove portion main body portion 63b are arranged side by side, and are arranged so as to be arranged side by side in the circumferential direction C or substantially the circumferential direction C.
- the first guide portion bending portion 65 has a lead wire portion 23 in a direction in which the second guide portion 70 extends (for example, the axial direction Z) from a direction in which the first guide portion 60 extends (for example, the radial direction R). Guides the lead wire portion 23 so that The first guide portion bending portion 65 is provided in the first main body portion 61.
- the first guide portion bending portion 65 is provided, for example, at the tip portion 60t of the first guide portion.
- the first guide portion bending portion 65 has a shape that can guide the lead wire portion 23 so that the lead wire portion 23 does not bend.
- the first guide portion bent portion 65 has an arc-shaped portion when viewed from the circumferential direction C, and has, for example, a circular shape when viewed from the circumferential direction C.
- the first guide portion bent portion 65 is, for example, a columnar shape (see FIG. 6).
- the first guide portion bending portion 65 may be rotatable (for example, a roller) with respect to the first main body portion 61, or may be fixed to the first main body portion 61.
- the two wire rods 20a and 20b are arranged side by side, and as shown in FIG. 7, along the first guide portion bending portion 65 (for example, the first guide portion bending portion 65).
- the first connection portion attachment portion 67 (see FIG. 6) is a portion to which the connection portion 25a can be attached (see the connection portion 25a and the connection portion storage portion 31 shown by the alternate long and short dash line in FIG. 7).
- the first connection portion attachment portion 67 shown in FIG. 6 is a portion to which the connection portion 25a can be attached via the connection portion storage portion 31.
- the first connection portion mounting portion 67 is provided on the first main body portion 61.
- the first connection portion mounting portion 67 is provided on the surface of the first main body portion 61 on the lower side Z2 in the axial direction.
- the first connection portion mounting portion 67 may be provided only in one place of the first main body portion 61.
- the first connection portion mounting portion 67 may be provided at a plurality of locations of the first main body portion 61, and may be provided at two locations in the example shown in FIG. 6, but may be provided at three or more locations. ..
- the first connection portion mounting portions 67 at the plurality of locations are spaced apart from each other in the direction in which the first guide portion 60 extends (for example, the radial direction R). Be placed.
- the first connection portion mounting portion 67 is provided on both side portions of the first main body portion 61 on the outer side of the circumferential direction C of the first groove portion 63.
- the first connection portion mounting portion 67 has a female screw.
- the second guide portion 70 holds the lead wire portion 23 so as to guide the lead wire portion 23 from the first guide portion 60 in a direction intersecting the direction in which the first guide portion 60 extends (for example, the axial direction Z). ..
- the "direction intersecting the extending direction of the first guide portion 60" may be a direction orthogonal to the extending direction of the first guide portion 60, or may be a direction inclined with respect to the extending direction of the first guide portion 60.
- the direction in which the first guide portion 60 intersects in the extending direction is the axial direction Z will be described.
- the following description of the second guide section 70 regarding the axial direction Z may be described with respect to the direction in which the first guide section 60 intersects in the extending direction.
- the second guide portion 70 is arranged on the side opposite to the joint member 43 (for example, the lower side Z2 in the axial direction) with respect to the first guide portion 60.
- the second guide portion 70 is attached to the first guide portion 60.
- the second guide portion 70 may be attached to the tip portion 60t of the first guide portion, or may be attached to the position of the first guide portion 60 that is radially inside R1 from the tip portion 60t of the first guide portion.
- the second guide portion 70 is attached to each of the plurality of first guide portions 60.
- the second guide portion 70 contacts the first guide portion 60, for example, the surface of the lower Z2 in the axial direction of the first guide portion 60.
- the second guide portion 70 is provided so as to extend in the axial direction Z.
- the longitudinal direction of the second guide portion 70 is the axial direction Z.
- the second guide portion 70 has, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape.
- the second guide portion 70 can hold the lead wire portion 23 extending from the first guide portion 60.
- the second guide portion 70 holds the lead wire portion 23 along the second guide portion 70.
- the second guide portion 70 holds the lead wire portion 23 so that the lead wire portion 23 extends in the direction in which the second guide portion 70 extends.
- the second guide portion 70 is detachably attached to the first guide portion 60 (see the description of the connecting portion 80).
- the second guide unit 70 does not have to be detachable from the first guide unit 60, and may be integrally configured with the first guide unit 60.
- the end portion of the second guide portion 70 on the first guide portion 60 side (for example, the upper side Z1 in the axial direction) is referred to as the second guide portion base end portion 70b.
- the end portion of the second guide portion 70 on the side opposite to the first guide portion 60 side (for example, the lower side in the axial direction Z2) is referred to as the second guide portion tip portion 70t.
- the second guide portion 70 includes a second main body portion 71, a second groove portion 73, a second guide portion folded portion 75, and a second connection portion mounting portion 77 (connection portion mounting portion).
- the second main body 71 is a member provided so as to extend in the axial direction Z.
- the second main body portion 71 is, for example, a member having a substantially rectangular parallelepiped shape.
- the second groove portion 73 accommodates the lead wire portion 23, and guides and holds the lead wire portion 23.
- the second groove portion 73 is provided in the second main body portion 71.
- the second groove portion 73 is recessed in the radial direction R, for example, and more specifically, is recessed from the surface of the radial inner side R1 of the second main body portion 71 to the radial outer side R2.
- the second groove portion 73 is provided so as to extend in the direction in which the second guide portion 70 extends (for example, the axial direction Z).
- the lead wire portion 23 (that is, the two wire rods 20a and 20b) accommodated in the second groove portion 73 is arranged so as to extend in the direction in which the second groove portion 73 extends (axial direction Z).
- the two wire rods 20a and 20b accommodated in the second groove portion 73 are arranged side by side.
- the width direction of each of the two wire rods 20a and 20b accommodated in the second groove portion 73 is, for example, the circum
- the second guide portion folded portion 75 is a portion where the lead wire portion 23 is folded (U-turned).
- the second guide portion folding portion 75 is a portion that allows the lead wire portion 23 to be held (stored) in the guide portion 50 even if the extra length of the lead wire portion 23 is long. More specifically, the second guide portion folding portion 75 has a lead wire portion 23 extending in the direction from the second guide portion base end portion 70b to the second guide portion tip portion 70t, and the second guide portion tip portion 70t to the second guide portion.
- the lead wire portion 23 is arranged so as to be folded back in the direction of the portion base end portion 70b.
- the “direction from the base end portion 70b of the second guide portion to the tip end portion 70t of the second guide portion” is specifically the direction of the lower side Z2 in the axial direction or the direction of the lower side Z2 in the substantially axial direction.
- the “direction from the tip end portion 70t of the second guide portion to the base end portion 70b of the second guide portion” is specifically the direction of the upper side Z1 in the axial direction or the direction of the upper side Z1 in the substantially axial direction.
- the second guide portion folding portion 75 arranges the lead wire portion 23 so that the lead wire portion 23 extending to the lower side Z2 in the axial direction is folded back to the upper side Z1 in the axial direction.
- the second guide portion folded portion 75 is attached to the second main body portion 71.
- the second guide portion folded portion 75 is arranged, for example, inside the second groove portion 73.
- the second guide portion folded portion 75 has a shape that can guide the lead wire portion 23 so that the lead wire portion 23 does not bend.
- a specific example of the shape of the folded portion 75 of the second guide portion is the same as that of the bent portion 65 of the first guide portion, and is, for example, a columnar shape (see FIG. 6).
- Only one second guide portion folding portion 75 may be provided in one second guide portion 70, or a plurality of second guide portion folding portions 75 may be provided.
- a plurality of second guide portion folding portions 75 it is possible to have a plurality of options for the position where the lead wire portion 23 is folded back, and the extra length of the lead wire portion 23 can be stored without sagging as much as possible. ..
- the second guide portion folding portion 75 may be rotatable (for example, a roller) with respect to the second main body portion 71, or may be fixed to the second main body portion 71. As shown in FIG. 6, in the second guide portion folding portion 75, the two wires 20a and 20b are arranged side by side and along the second guide portion folding portion 75 (for example, the second guide portion folding portion 75). (Along the outer peripheral surface). The lead wire portion 23 folded back by the second guide portion folded-back portion 75 is arranged radially inside R1 with respect to the lead wire portion 23 before being folded back (the lead wire portion 23 housed in the second groove portion 73). ..
- the second connection portion attachment portion 77 is a portion to which the connection portion 25a can be attached.
- the second connection portion attachment portion 77 is a portion to which the connection portion 25a can be attached via the connection portion storage portion 31.
- the connection portion 25a may not be attached to the second connection portion attachment portion 77.
- the second connection portion mounting portion 77 is provided on the second main body portion 71. Specifically, for example, the second connection portion mounting portion 77 is provided on the surface of the radial inner R1 of the second main body portion 71.
- the second connection portion mounting portion 77 may be provided only in one place of the second main body portion 71.
- the second connection portion mounting portion 77 may be provided at a plurality of locations of the second main body portion 71, and is provided at four locations in the example shown in FIG. 6, but is provided at two locations, three locations, or. It may be provided in five or more places.
- the plurality of second connection portion mounting portions 77 are arranged at intervals in the axial direction Z.
- the second connection portion mounting portion 77 is provided on both sides of the second groove portion 73 outside the circumferential direction C.
- the second connection portion mounting portion 77 has a female screw.
- the connecting portion 80 detachably attaches and fixes the second guide portion 70 to the first guide portion 60.
- the connecting portion 80 connects the first main body portion 61 and the second main body portion 71.
- the connecting portion 80 connects the tip portion 60t of the first guide portion and the base end portion 70b of the second guide portion.
- the connecting portion 80 includes a plate-shaped member 80a and a fastening member 80b. Two plate-shaped members 80a are provided.
- the two plate-shaped members 80a and 80a are arranged so as to sandwich the first main body portion 61 and the second main body portion 71 in the circumferential direction C.
- the fastening member 80b fastens and fixes the plate-shaped member 80a to the first main body portion 61 and the second main body portion 71.
- the fastening member 80b is a member having a male screw or the like.
- the switch connection bending portion 91 guides these wires so as to bend and arrange the switch lead wires 35a / 35b and the wire rods 20a / 20k extending from the winding frame side guide portion 41.
- the switch connection bending portion 91 is attached to, for example, the joint member 43.
- two switch connection bending portions 91 are provided, a switch connection bending portion 91 that guides a wire rod 20a located at one end of the superconducting wire rod 20 and a switch lead wire 35a, and the other end of the superconducting wire rod 20.
- a switch connection bent portion 91 that guides the wire rod 20k and the switch lead wire 35b located at the portion is provided.
- the switch connection bending portion 91 has a shape that can guide the lead wire portion 23 so that the lead wire portion 23 does not bend.
- the switch connection bent portion 91 has an arc-shaped portion when viewed from the axial direction Z, and has, for example, a circular shape when viewed from the axial direction Z.
- the switch connection bent portion 91 is, for example, a columnar shape (see FIG. 2).
- the switch connection bending portion 91 may be rotatable (for example, a roller) with respect to the joint member 43, or may be fixed to the joint member 43.
- the wire 20a and the switch lead wire 35a are arranged side by side and along the switch connection bend 91 (eg, along the outer peripheral surface of the switch connection bend 91) (wire 20b and). The same applies to the switch lead wire 35b).
- the wire rods 20a and 20k and the switch lead wires 35a and 35b are shown by alternate long and short dashed lines.
- the wire rods 20a and 20b are extended outward (for example, radially outer R2) from the first guide portion 60.
- the wire rods 20a and 20b extended from the first guide portion 60 are connected to each other by heat treatment to form a connecting portion 25a.
- the connection unit 25a is stored in the connection unit storage unit 31.
- the wire rods 20a and 20b (lead wire portions 23) are bent by the first guide portion bending portion 65, and the second guide portion 70 is attached to and fixed to the first guide portion 60 by the connecting portion 80.
- the wire rods 20a and 20b are housed in the second groove portion 73 and folded back at the second guide portion folding portion 75. Then, the connection portion storage portion 31 is attached and fixed to the second connection portion attachment portion 77.
- connection process of the connection unit 25a may be redone once or multiple times, and the connection process may not be redone. Therefore, the extra length of the lead wire portion 23 can have various lengths. Further, it is preferable that the extra length of the lead wire portion 23 is stored in the guide portion 50 so as not to sag as much as possible. Therefore, an appropriate mounting position (of the connecting portion accommodating portion 31) of the connecting portion 25a is selected from the plurality of second connecting portion mounting portions 77 according to the length of the extra length of the lead wire portion 23. Further, an appropriate folding position is selected from the plurality of second guide portion folding portions 75 according to the length of the extra length of the lead wire portion 23.
- the lead wire portion 23 extending from the first guide portion bending portion 65 to the lower side Z2 in the axial direction is connected without being folded back by the second guide portion folding portion 75.
- the portion 25a may be attached to the second guide portion 70.
- the connection portion 25a may be attached to the first connection portion attachment portion 67 without the lead wire portion 23 being passed through the second guide portion 70. ..
- the lead wire portion 23 is fixed (or reinforced) to the guide portion 50 and the winding frame side guide portion 41 (see FIG. 2) with, for example, an adhesive, a resin (for example, epoxy resin, etc.), putty, tape, wax, clay, or the like. ) May be done.
- a plurality of guide portions 50 are provided.
- the plurality of guide portions 50 are arranged at intervals in the circumferential direction C. More specifically, the radial outer R2 portion and the second guide portion 70 of the first guide portion 60 are arranged so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction C.
- the connection unit storage unit 31 (connection unit 25a to 25j) is held by each of the plurality of guide units 50.
- the plurality of connecting portions 25a to 25j are arranged at intervals in the circumferential direction C. Further, the plurality of connecting portions 25a to 25j can be arranged on the lower side Z2 in the axial direction than the first guide portion 60.
- the lead wire portions 23 are different from each other. And a plurality of connection portions 25a to 25j can be arranged at intervals. Further, the lead wire portion 23 can be arranged in an orderly manner.
- the switch lead wires 35a and 35b shown in FIG. 5 and the wire rods 20a and 20k are connected by heat treatment to form a switch connection portion 37 (see FIG. 4).
- the switch connection unit 37 is stored in the switch connection unit storage unit 39.
- the wire rod (for example, the wire rod 20a and the switch lead wire 35a) connected by the switch connection portion 37 is bent by the switch connection bending portion 91 and is arranged so as to extend from the switch connection bending portion 91 to the inner side R1 in the radial direction.
- the switch connection portion storage portion 39 is fixed to, for example, the joint member 43. It is preferable that the switch connection portion accommodating portion 39 is arranged at a position where the wire rods 20a and 20k are as loose as possible. In the example shown in FIG.
- the switch connection portion accommodating portion 39 is arranged radially inside R1 from the switch connection bending portion 91, is arranged radially inside R1 from the permanent current switch 35, and is arranged on the winding frame side guide portion 41. It is arranged on the outer side R2 in the radial direction.
- the switch lead wires 35a and 35b are in a slack state and are fixed to, for example, the joint member 43.
- the switch lead wires 35a and 35b are fixed to the joint member 43 with resin.
- This resin is, for example, an epoxy resin, and specifically, for example, an epoxy resin softened by mixing ethanol or the like before solidification. The epoxy resin after solidification is sufficiently hard enough to appropriately fix the switch lead wires 35a and 35b to the joint member 43.
- the wire rods 20a and 20k drawn out from the winding frame side guide portion 41 to the radial outer side R2 are fixed to, for example, the joint member 43, and are fixed by, for example, resin (fixing the switch lead wires 35a and 35b to the joint member 43). Similarly).
- the position where the wire rods 20a and 20k are pulled out from the winding frame side guide portion 41 is preferably a position as close as possible to the joint member 43 in the axial direction Z. In this case, the wire rods 20a and 20k can be more reliably fixed to the joint member 43.
- the first guide portion 60 that is in close contact with the wire rod 20a located at one end of the superconducting wire rod 20 and the switch connection portion 37 is referred to as an end portion first guide portion 60A.
- the end first guide portion 60A is preferably arranged so as to secure a fixing space for the wire rod 20a and the switch lead wire 35a to the joint member 43. Further, it is preferable that the end first guide portion 60A is arranged so that the wire rod 20a and the switch lead wire 35a can be easily fixed to the joint member 43. Specifically, as shown in FIG. 2, it is preferable that the end portion first guide portion 60A is separated from the joint member 43 on the lower side Z2 in the axial direction.
- the end portion first guide portion 60A is fixed to the joint member 43 via the guide portion fixing portion 45.
- the proximal end axial position P60b of the end first guide portion 60A shown in FIG. 2 Is preferably the axial position P60b of the base end portion of the lowermost Z2 in the axial direction.
- the wire rod 20k located at the other end of the superconducting wire rod 20 shown in FIG. 5 and the first guide portion 60 which is in close contact with the switch connection portion 37 are also arranged in the same manner as the end portion first guide portion 60A.
- the superconducting coil device 1 shown in FIG. 1 includes a winding frame 11, a superconducting wire member 20, a winding frame side guide portion 41, a first guide portion 60, and a second guide portion 70.
- the superconducting wire 20 has a winding portion 21 wound around the winding frame 11.
- the winding frame side guide portion 41 holds the superconducting wire 20 extending from the winding frame 11.
- the winding frame side guide portion 41 is provided so as to extend in the axial direction Z (winding frame axial direction) of the winding frame 11.
- the first guide portion 60 holds the superconducting wire 20 extending from the winding frame side guide portion 41 (see FIG. 6).
- the first guide portion 60 is arranged outside the winding frame side guide portion 41 (for example, radially outside R2) in the direction intersecting the axial direction Z.
- the first guide portion 60 is provided so as to extend in a direction intersecting the axial direction Z (for example, the radial direction R).
- the second guide portion 70 can hold the superconducting wire 20 extending from the first guide portion 60.
- the second guide portion 70 is provided so as to extend in a direction (for example, axial direction Z) intersecting the extending direction of the first guide portion 60.
- the winding frame side guide portion 41 of the above [Structure 1-1] can hold the superconducting wire material 20 at a position separated from the winding frame 11 in the axial direction Z.
- the first guide portion 60 of the above [Structure 1-2] holds the superconducting wire member 20 at a position away from the winding frame side guide portion 41 on the outer side (for example, the radial outer side R2) in the direction intersecting the axial direction Z. Can be done (see Figure 6).
- the second guide portion 70 of the above [Structure 1-3] is located at a position away from the first guide portion 60 in the direction in which the first guide portion 60 intersects in the extending direction (for example, the axial direction Z).
- the superconducting wire 20 can be arranged.
- the connecting portion 25a is fixed to at least one of the first guide portion 60 and the second guide portion 70. Therefore, the superconducting wire 20 including the connecting portion 25a can be efficiently arranged in a limited space.
- the connecting portion as compared with the case where the superconducting wire 20 is arranged only on the plane extending in the direction intersecting the axial direction Z and including the first guide portion 60 (when the second guide portion 70 is not provided), the connecting portion.
- the superconducting wire 20 including 25a can be arranged efficiently (for example, in an orderly manner). Further, for example, even when a plurality of connection portions 25a to 25j (see FIG.
- the superconducting wire material 20 (lead wire portion 23) extending from the plurality of connection portions 25a to 25j and the plurality of connection portions 25a to 25j can be provided. It can be placed efficiently (for example, in an orderly manner) in a limited space.
- the second guide portion 70 is detachably attached to the first guide portion 60.
- the guide portion 50 having the first guide portion 60 and the second guide portion 70 has a connection portion mounting portion to which the connection portion 25a can be attached (first connection portion mounting portion 67, second connection portion mounting portion 77). It is equipped with a plurality of. The plurality of connection portion mounting portions are provided on either one or both of the first guide portion 60 and the second guide portion 70.
- connection portion 25a there are a plurality of positions where the connection portion 25a can be attached to the guide portion 50. Therefore, the mounting position of the connecting portion 25a can be selected according to the length of the superconducting wire 20 (more specifically, the length corresponding to the extra length). Therefore, the connecting portion 25a can be attached to the guide portion 50 so that the superconducting wire 20 held by the first guide portion 60 and the second guide portion 70 does not sag as much as possible.
- the end portion of the second guide portion 70 on the first guide portion 60 side is referred to as the second guide portion base end portion 70b.
- the end portion of the second guide portion 70 opposite to the first guide portion 60 side is referred to as a second guide portion tip portion 70t.
- the second guide unit 70 includes a second guide unit folding unit 75.
- the second guide portion folding portion 75 is a superconducting wire material 20 extending from the second guide portion base end portion 70b in the direction of the second guide portion tip portion 70t, from the second guide portion tip portion 70t to the second guide portion base end portion 70b.
- the superconducting wire 20 can be arranged so as to be folded back in the direction of.
- the superconducting wire 20 is second. It can be folded back at the guide portion folding portion 75. Therefore, the superconducting wire 20 can be held by the first guide portion 60 and the second guide portion 70 so that the superconducting wire 20 does not sag as much as possible.
- the end portion of the first guide portion 60 on the winding frame side guide portion 41 side is referred to as the first guide portion base end portion 60b.
- a plurality of first guide portions 60 are provided.
- the superconducting wires 20 held by the base end portions 60b of the first guide portions 60 of the plurality of first guide portions 60 can be arranged so as to be displaced in the axial direction Z. Therefore, it is possible to prevent the superconducting wire members 20 held by the base end portions 60b of the first guide portions 60 of the plurality of first guide portions 60 from interfering with each other.
- the first guide portion base end portions 60b of the plurality of first guide portions 60 can be arranged so as to be offset in the axial direction Z. Therefore, the number of the first guide portions 60 can be increased as compared with the case where the proximal end axial positions P60b of all the first guide portions 60 are the same (the positions in the axial direction Z are the same). As a result, the number of connecting portions 25a to 25j (see FIG. 4) can be increased.
- the embodiment may be variously modified.
- the arrangement and shape of each component of the embodiment may be changed.
- the number of components may be changed, and some of the components may not be provided.
- fixing or connecting components may be direct or indirect.
- what has been described as a plurality of members or parts different from each other may be regarded as one member or part.
- what has been described as one member or part may be provided separately in a plurality of different members or parts.
- the first superconducting coil 10A having the innermost radial direction R1 among the superconducting coil devices 1 shown in FIG. 1 has been described.
- the superconducting coil (second superconducting coil 10B or the like) of R2 radially outside the first superconducting coil 10A may include the guide device 40 or the like.
Landscapes
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Abstract
本発明の一実施形態に係る超電導コイル装置は、筒状の胴部を有する巻枠と、前記巻枠に巻かれた巻線部を有する超電導線材と、前記巻枠から延びる前記超電導線材を保持し、前記巻枠の胴部の軸方向である巻枠軸方向に延びるように設けられる巻枠側ガイド部と、前記巻枠側ガイド部から延びる前記超電導線材を保持し、前記巻枠軸方向に交差する方向において前記巻枠側ガイド部よりも外側に配置され、前記巻枠軸方向に交差する方向に延びるように設けられる第1ガイド部と、前記第1ガイド部から延びる前記超電導線材を保持可能であり、前記第1ガイド部が延びる方向に交差する方向に延びるように設けられる第2ガイド部と、を備え、前記超電導線材が直列に接続される複数の線材から構成されており、前記線材どうしの接続部は、前記第1ガイド部および前記第2ガイド部の少なくともいずれかに固定される。
Description
本発明は、超電導線材を有する超電導コイル装置に関する。
例えば特許文献1などに、従来の超電導コイル装置が記載されている。同文献に記載の技術では、超電導線材を構成する線材(同文献では第1部分、第2部分)どうしの接続部(同文献では接合部)が、超電導線材の巻線部(コイル)から離れた位置に配置される。
このような接続部を含む超電導線材を、限られたスペースに効率よく配置することが望まれている。
そこで、本発明は、接続部を含む超電導線材を、限られたスペースに効率よく配置することができる超電導コイル装置を提供することを目的とする。
超電導コイル装置は、巻枠と、超電導線材と、巻枠側ガイド部と、第1ガイド部と、第2ガイド部と、を備える。前記巻枠は、筒状の胴部を有する。前記超電導線材は、前記巻枠に巻かれた巻線部を有する。前記巻枠側ガイド部は、前記巻枠から延びる前記超電導線材を保持し、前記巻枠の胴部の軸方向である巻枠軸方向に延びるように設けられる。前記第1ガイド部は、前記巻枠側ガイド部から延びる前記超電導線材を保持し、前記巻枠軸方向に交差する方向において前記巻枠側ガイド部よりも外側に配置され、前記巻枠軸方向に交差する方向に延びるように設けられる。前記第2ガイド部は、前記第1ガイド部から延びる前記超電導線材を保持可能であり、前記第1ガイド部が延びる方向に交差する方向に延びるように設けられる。前記超電導線材が直列に接続される複数の線材から構成されており、前記線材どうしの接続部は、前記第1ガイド部および前記第2ガイド部の少なくともいずれかに固定される。
前記構成により、接続部を含む超電導線材を、限られたスペースに効率よく配置することができる。
図1~図10を参照して、図1に示す超電導コイル装置1について説明する。なお、図1において、図面が煩雑となることを避けるため、各超電導コイルは巻線部(例えば図2の巻線部21)のみで表している。
超電導コイル装置1は、超電導マグネットに用いられる。超電導コイル装置1は、超電導線材20(図2参照)が超電導状態を維持できるように、冷却される。超電導コイル装置1は、超電導線材20が超電導状態を維持できるように超電導線材20の温度を保持する冷凍機により冷却されてもよく、冷媒(例えば液体ヘリウムなど)により冷却されてもよい。超電導コイル装置1は、図示しない低温容器(クライオスタット)に収容される。超電導コイル装置1は、円筒状である。超電導コイル装置1は、複数の層の超電導コイルを備える。層の数は、図1に示す例では5であり、4以下でもよく、6以上でもよい。各層の超電導コイルの数は1でもよく、複数でもよい。具体的には例えば、超電導コイル装置1は、径方向内側R1から径方向外側R2の順に、第1超電導コイル10Aと、第2超電導コイル10Bと、第3超電導コイル10Cと、第4超電導コイル10Dと、第5超電導コイル10Eと、を備える。超電導コイル装置1よりも径方向内側R1には、内側空間S(空洞)が設けられてもよい。なお、「径方向内側R1」などの方向の詳細は後述する。
第1超電導コイル10A、第2超電導コイル10B、第3超電導コイル10C、および第4超電導コイル10Dは、例えば1つずつ設けられる。第5超電導コイル10Eは、超電導コイル装置1が発生させる磁場を補正するための補正コイルである。第5超電導コイル10Eは、例えば複数設けられる。第5超電導コイル10Eの数は、図1に示す例では4であり、3以下でもよく、5以上でもよい。補正コイルは、複数層に設けられてもよい。
第1超電導コイル10Aは、超電導コイル装置1を構成する超電導コイルのうち最も径方向内側R1に配置される超電導コイルである。図2に示すように、第1超電導コイル10Aは、巻枠11と、回路部13(図4参照)と、ガイド装置40と、を備える。
巻枠11は、超電導線材20が巻かれる部材である。巻枠11は、図3に示すように、胴部11bと、フランジ部11cと、を備える。胴部11bは、筒状(例えば円筒状)であり、超電導線材20が巻かれる部分である。フランジ部11cは、胴部11bの軸方向上側Z1部分および軸方向下側Z2部分のそれぞれに設けられる。フランジ部11cは、胴部11bから径方向外側R2に突出する。
(方向の定義)
巻枠11の中心軸を、巻枠中心軸11aとする。巻枠中心軸11aは、胴部11bの中心軸であって胴部11bの長手方向に延びる胴部11bの中心軸である。巻枠中心軸11aは、巻線部21(後述)の中心軸である。図2に示すように、巻枠中心軸11aが延びる方向を、軸方向Z(巻枠軸方向)とする。軸方向Zは、例えば鉛直方向でもよく、水平方向でもよく、水平方向に対して傾いた方向でもよい。軸方向Zにおいて、巻枠11から巻枠側ガイド部41(後述)に向かう側(または向き(以下同様))を、軸方向上側Z1とし、その逆側を軸方向下側Z2とする。なお、軸方向上側Z1は、鉛直方向の上側でもよく、鉛直方向の上側でなくてもよい。巻枠中心軸11aに直交する仮想円(図示なし)であって巻枠中心軸11aを中心とする仮想円の半径方向を、径方向Rとする。軸方向Zが鉛直方向である場合、径方向Rは、水平方向である。径方向Rにおいて、巻枠中心軸11aに向かう側を径方向内側R1とし、巻枠中心軸11aから離れる側を径方向外側R2とする。前記仮想円の円周方向を、周方向Cとする。
巻枠11の中心軸を、巻枠中心軸11aとする。巻枠中心軸11aは、胴部11bの中心軸であって胴部11bの長手方向に延びる胴部11bの中心軸である。巻枠中心軸11aは、巻線部21(後述)の中心軸である。図2に示すように、巻枠中心軸11aが延びる方向を、軸方向Z(巻枠軸方向)とする。軸方向Zは、例えば鉛直方向でもよく、水平方向でもよく、水平方向に対して傾いた方向でもよい。軸方向Zにおいて、巻枠11から巻枠側ガイド部41(後述)に向かう側(または向き(以下同様))を、軸方向上側Z1とし、その逆側を軸方向下側Z2とする。なお、軸方向上側Z1は、鉛直方向の上側でもよく、鉛直方向の上側でなくてもよい。巻枠中心軸11aに直交する仮想円(図示なし)であって巻枠中心軸11aを中心とする仮想円の半径方向を、径方向Rとする。軸方向Zが鉛直方向である場合、径方向Rは、水平方向である。径方向Rにおいて、巻枠中心軸11aに向かう側を径方向内側R1とし、巻枠中心軸11aから離れる側を径方向外側R2とする。前記仮想円の円周方向を、周方向Cとする。
回路部13は、巻線部21(後述)で磁場を発生させるための電気回路などである。図4に示すように、回路部13は、超電導線材20と、接続部格納部31(図3参照)と、永久電流スイッチ35と、スイッチ接続部37(図4参照)と、スイッチ接続部格納部39(図5参照)と、を備える。
超電導線材20は、冷却されることで超電導状態になることが可能な電線である。超電導線材20は、例えば高温超電導線材であり、例えばイットリウム系超電導線材などである。超電導線材20は、低温超電導線材でもよい。図9に示すように、超電導線材20は、例えばテープ状(帯状、薄膜状)でもよく、テープ状でなくてもよい。超電導線材20の長手方向から見たとき、超電導線材20の断面は、多角形(例えば四角形、六角形など)でもよく、円形でもよい。図4に示すように、超電導線材20は、複数の線材20a~20kを備える。図2に示すように、超電導線材20は、巻線部21と、リード線部23と、図4に示す接続部25a~25jと、を備える。
複数の線材20a~20kどうしは、直列的に接続される。線材20a~20kのそれぞれは、巻線部21を含む。線材20a~20kのそれぞれは、一体的かつ連続的に形成されたものである。互いに異なる線材(例えば線材20aと線材20bなど)は、接続部25a~25jで互いに接続されたものであり、一体的かつ連続的に形成されたものではない。
巻線部21は、図2に示すように、巻枠11に巻かれたコイルである。
リード線部23は、巻枠11の外に配置される。リード線部23は、巻線部21から引き出されるように配置される。リード線部23は、絶縁性を確保できるように設けられ、例えば絶縁部材に覆われる。具体的には例えば、リード線部23がテープ状の場合、リード線部23は、テープ状の絶縁部材に挟まれてもよい。前記「テープ状の絶縁部材」は、ガラステープでもよく、有機系材料のテープでもよい。
接続部25a~25jは、図4に示すように、線材20a~20kどうしが接続(接合)された部分(ジョイント)である。接続部25a~25jは、巻線部21を構成する線材20a~20kどうしが接続された部分(超電導コイル接続部)である。接続部25a~25jは、1又は複数設けられる。接続部25a~25jの数は、図4に示す例では10である。例えば、接続部25aは、線材20aと線材20bとが接続された部分であり、接続部25bは、線材20bと線材20cとが接続された部分であり、接続部25cは、線材20cと線材20dとが接続された部分である(接続部25d~25jも同様)。一体的かつ連続的に形成された1本の線材(例えば線材20aなど)で巻線部21全体を構成することは困難であるため、複数の線材20a~20kどうしが、接続部25a~25jで接続される。接続部25a~25jの電気抵抗ができるだけ低くなるように、線材20a~20kどうしが接続処理されることが好ましい。なお、接続部の数は、図4に示す10に限定されず、9以下でもよく、11以上でもよい。また、図2では、複数の接続部25a~25jの一部にのみ符号を付した。
この接続部25a~25jの具体例は、次の通りである。ここでは、図4に示す線材20a~20kがテープ状である場合について説明する。また、接続部25a~25jで接続される2本の線材の一例として、接続部25aで接続される線材20a・20bについて説明する。図9に示すように、線材20a・20bそれぞれの厚さ方向に直交する面(幅方向および長手方向に延びる面)どうしが、同一平面上(または略同一平面上)に並ぶように配置される。この配置を、「横並び」という。2つの線材20a・20bは、その長手方向の端部が一致するように配置されており、これらの線材20a・20bと接続材20pとが、2つの線材20a・20bの端部で重ね合わされる。接続材20pは、冷却されることで超電導状態になることが可能な部材であり、例えばシート状などである。この状態で、線材20a・20b、および接続材20pが熱処理されることで、線材20a・20bが、接続材20pを介して接続される。この熱処理は、例えば焼結などであり、例えば800℃程度などで行われる。熱処理によって線材20a・20bが接続されても、要求される性能が接続部25aで得られない場合がある。この場合、例えば、接続部25aが切断され、線材20a・20bが再び接続処理される場合がある。また、要求される性能が接続部25aで得られていない場合、接続部25aが切断されることなく、再度熱処理される場合がある。このように、線材20a・20bどうしの接続処理では、やり直しが行われる可能性がある。そのため、接続処理のやり直しができるように、線材20a・20bに余長分を持たせておく必要がある。
なお、接続部25aでは、2本の線材20a・20bが、横並びに配置された状態で接続されなくてもよい。例えば、図10に示すように、接続部25aでは、2本の線材20a・20bが、互いに重ね合わされた状態で接続されてもよい。また、これらの例は、図4に示す線材20a~20kがテープ状である場合の接続部25a~25jの具体例であるところ、線材20a~20kはテープ状でなくてもよい。以下では、接続部25a~25jの一例として、主に、接続部25aについて説明する。下記接続部25aに関する事項が、接続部25b~25jの少なくともいずれか(例えばすべて)に適用されてもよい。
接続部格納部31は、図6に示すように、接続部25aを格納する。接続部格納部31は、例えば箱状(ジョイント格納ボックス)などである。接続部格納部31は、図6に示す例では直方体状であるが、直方体状でなくてもよい。例えば、接続部格納部31は、第1格納部材31aと、第2格納部材31bと、を備える。第1格納部材31aと第2格納部材31bとは、接続部25aを挟むように配置され、全体で接続部25aを覆う。第1格納部材31aと第2格納部材31bとは、互いに固定(例えばねじなどにより固定)される。
永久電流スイッチ35は、図4に示す線材20a~20kの両端部、すなわち超電導線材20の両端部どうしを、超電導状態で接続するか、常電導状態で接続するか、を切り替えるスイッチである。図5に示すように、永久電流スイッチ35は、後述するガイド部50(例えば第1ガイド部60)と干渉しないように配置される。図2に示すように、永久電流スイッチ35は、例えば後述するジョイント部材43に取り付けられ、例えばジョイント部材43の軸方向下側Z2の面に取り付けられる。図4に示すように、永久電流スイッチ35は、スイッチリード線35a・35bを備える。スイッチリード線35a・35bは、線材20a~20kの両端部に接続される。スイッチリード線35a・35bは、超電導線材20と同様に、冷却されることで超電導状態になることが可能な電線である。スイッチリード線35a・35bは、テープ状でもよく、テープ状でなくてもよい。
スイッチ接続部37は、巻線部21を含む線材20a~20kのうち両端の線材20a・20kと、スイッチリード線35a・35bと、が接続された部分である。スイッチ接続部37は、2つ設けられる。スイッチ接続部37での接続の具体例は、接続部25aでの線材20a・20bの接続の具体例と同様である。
スイッチ接続部格納部39(図5参照)は、スイッチ接続部37を格納する。スイッチ接続部格納部39の構成(形状、接続形態など)の具体例は、接続部格納部31(図6参照)と同様である。図5に示すように、スイッチ接続部格納部39は、例えば後述するジョイント部材43に固定される。
ガイド装置40は、図2に示すように、空間効率良く接続部25a~25jを配置および保持するためのものである(図2に示す接続部25a・25c以外の接続部25b・25d~25jについては図4参照(以下同様))。また、図2に示すガイド装置40は、空間効率良く接続部25a~25jを配置できるように、リード線部23をガイドする。ガイド装置40は、接続部25a~25jでの接続処理がやり直しされる場合でも、接続部25a~25jを適切に配置および保持できるように構成されることが好ましい。ガイド装置40は、巻枠側ガイド部41と、ジョイント部材43と、ガイド部固定部45と、ガイド部50と、スイッチ接続曲げ部91と、を備える。
巻枠側ガイド部41は、巻枠11から軸方向上側Z1に離れた位置にリード線部23をガイドするように、リード線部23を保持する部分(リードガイド部)である。巻枠側ガイド部41は、軸方向上側Z1に延びるように設けられる。例えば、巻枠側ガイド部41は、巻枠11から軸方向上側Z1に延びるように設けられる。巻枠側ガイド部41は、巻枠11に対して固定される。巻枠側ガイド部41は、巻枠11と一体でもよく、巻枠11と別体でもよい。図5に示すように、巻枠側ガイド部41は、例えば筒状である。巻枠側ガイド部41は、円筒形でもよく、角筒形でもよい。なお、巻枠側ガイド部41は、筒状でなくてもよい。巻枠側ガイド部41は、1つのみ設けられてもよく、複数設けられてもよい。巻枠側ガイド部41が複数設けられる場合は、複数の巻枠側ガイド部41どうしは、例えば径方向Rに間隔をあけて配置されてもよい。
この巻枠側ガイド部41は、図2に示すように、巻枠11から延びる(延びるように配置される)リード線部23を保持する。例えば、巻枠側ガイド部41に保持されるリード線部23は、巻枠側ガイド部41に巻かれ、例えば、巻枠11に巻かれる巻線部21に比べて疎に巻かれる。巻枠側ガイド部41に保持されるリード線部23は、例えば樹脂(例えばエポキシ樹脂など)などにより巻枠側ガイド部41に固定される。なお、巻枠側ガイド部41に保持されるリード線部23は、巻枠側ガイド部41に巻かれなくてもよく、例えば軸方向Zに延びるように配置されてもよい。
ジョイント部材43は、複数のガイド部50を一体的に支持する部材である。ジョイント部材43は、巻枠側ガイド部41に支持(固定)される。例えば、ジョイント部材43は、巻枠側ガイド部41の軸方向上側Z1端部に固定される。「端部」は、端およびその近傍を含む(以下同様)。ジョイント部材43は、巻枠側ガイド部41から、軸方向Zに交差する方向の外側に延びるように設けられる。「軸方向Zに交差する方向」は、軸方向Zに直交する方向でもよく、軸方向Zに対して傾斜する方向でもよい。例えば、ジョイント部材43は、巻枠側ガイド部41から径方向外側R2に延びるように設けられる。以下では、軸方向Zに交差する方向が、径方向Rである場合について説明する。下記の径方向Rに関する説明を、軸方向Zに交差する方向に関する説明としてもよい。例えば、ジョイント部材43は、軸方向Zから見たとき、円形または略円形でもよく、多角形または略多角形でもよい。ジョイント部材43は、例えば板状(ジョイントプレート)である。ジョイント部材43は、1つのみ設けられてもよく、複数設けられてもよい。ジョイント部材43が複数設けられる場合は、複数のジョイント部材43は、互いに軸方向Zに並ぶように、軸方向Zに間隔をあけて配置されてもよい。
ガイド部固定部45は、ジョイント部材43に対してガイド部50を固定(支持)する。ガイド部固定部45は、ジョイント部材43とガイド部50(さらに詳しくは後述する第1ガイド部60)との間に配置される。例えば、ガイド部固定部45は、棒状でもよく、ブロック状などでもよい。ガイド部固定部45は、軸方向Zに延びるように設けられてもよく、軸方向Zに延びるように設けられなくてもよい。なお、図2では、複数のガイド部固定部45のうち一部にのみ符号を付した。
ガイド部50は、巻枠側ガイド部41から離れた位置にリード線部23をガイドするように、リード線部23を保持する。ガイド部50は、ジョイント部材43よりも軸方向下側Z2に配置されてもよく、ジョイント部材43よりも軸方向上側Z1に配置されてもよい。以下では、ガイド部50がジョイント部材43よりも軸方向下側Z2に配置される場合について説明する。ガイド部50は、複数設けられる。ガイド部50の数は、図5に示す例では10であり、9以下でもよく、11以上でもよい。なお、ガイド部50の数は、接続部25a~25jの数と同数であることが好ましい。以下では、主に1つのガイド部50について説明する。図6に示すように、ガイド部50は(さらに詳しくは複数のガイド部50のそれぞれは)、第1ガイド部60と、第2ガイド部70と、連結部80と、を備える。
第1ガイド部60は、巻枠側ガイド部41(図2参照)から、軸方向Zに交差する方向の外側(例えば径方向外側R2)にリード線部23をガイドするように、リード線部23を保持する。図8に示すように、第1ガイド部60は、巻枠側ガイド部41よりも径方向外側R2に配置される。第1ガイド部60は、巻枠側ガイド部41との間に、径方向Rに隙間をあけて配置される。第1ガイド部60と巻枠側ガイド部41との隙間の大きさは、リード線部23を配置可能な大きさに設定される。なお、巻枠側ガイド部41から第1ガイド部60にわたるようにリード線部23が配置可能であれば、第1ガイド部60は、巻枠側ガイド部41に接触してもよい。図2に示すように、第1ガイド部60は、ジョイント部材43に対して固定される。第1ガイド部60は、ジョイント部材43との間に軸方向Zの隙間をあけて配置されてもよく、具体的にはガイド部固定部45を介してジョイント部材43に固定されてもよい。第1ガイド部60は、ジョイント部材43と接触してもよく、ジョイント部材43に直接的に(ガイド部固定部45を介さずに)固定されてもよい(図3参照)。第1ガイド部60は、例えば略直方体状などである。
この第1ガイド部60は、図5に示すように、径方向Rに延びるように設けられる。第1ガイド部60の長手方向は、径方向Rである。図8に示すように、第1ガイド部60は、巻枠側ガイド部41から延びるリード線部23を保持する。図8ではリード線部23を二点鎖線で示した。第1ガイド部60は、第1ガイド部60に沿うようにリード線部23を保持する。第1ガイド部60は、第1ガイド部60が延びる方向にリード線部23が延びるように、リード線部23を保持する。第1ガイド部60の巻枠側ガイド部41側(例えば径方向内側R1)の端部を、第1ガイド部基端部60bとする。第1ガイド部60の巻枠側ガイド部41とは反対側(例えば径方向外側R2)の端部を、第1ガイド部先端部60tとする。第1ガイド部基端部60bの軸方向Zにおける位置(例えば高さレベル)を、基端部軸方向位置P60b(図3参照)とする。第1ガイド部60は、第1本体部61と、傾斜部62と、第1ガイド部曲げ部65と、第1接続部取付部67(接続部取付部)と、を備える。
複数の第1ガイド部60は、図5に示すように、巻枠中心軸11aを中心に放射状または略放射状に配置される。そのため、複数の第1ガイド部基端部60b(図8参照)は、互いに近接して配置される。そのため、ジョイント部材43に取り付け可能な第1ガイド部60の数が制限される。すると、接続部25a~25jの数(1つのガイド装置40当たりの接続部25a~25jの数)が制限される。また、複数の第1ガイド部基端部60bが互いに近接して配置される結果、第1ガイド部基端部60bの近傍のリード線部23(図8参照)は、互いに近接して配置され、互いに干渉する(接触する、例えば引っ掛かる)おそれがある。そこで、ジョイント部材43にできるだけ多くのガイド部50を取り付けることができるように、また、リード線部23(図3参照)どうしの干渉を抑制できるように、図3に示す基端部軸方向位置P60bが設定される。具体的には、複数の第1ガイド部60の基端部軸方向位置P60bは、互いに異なる。すなわち、複数の第1ガイド部基端部60bは、軸方向Zにずれるように配置される。さらに詳しくは、図2に示すように軸方向Zから見たときに周方向Cに隣り合う第1ガイド部60どうしの基端部軸方向位置P60b(図3参照)は、互いに異なる。なお、軸方向Zから見たときに周方向Cに隣り合っていない第1ガイド部60どうしの基端部軸方向位置P60b(図3参照)は、互いに異ならなくてもよい。具体的には、基端部軸方向位置P60bが、複数種類(図3に示す例では3種類、3レベル)ある。各種類(各レベル)の基端部軸方向位置P60bを持つ第1ガイド部60が、複数(図2に示す例では3または4)あってもよい。
第1本体部61は、図8に示すように、径方向Rに延びるように設けられる部材である。第1本体部61は、例えば略直方体状などの部材である(図6参照)。
傾斜部62は、巻枠側ガイド部41と第1溝部63との間でリード線部23が折れ曲がらないようにリード線部23をガイドおよび保持する。傾斜部62は、リード線部23が折れ曲がることによる劣化を抑制する。傾斜部62は、第1ガイド部基端部60bに設けられ、例えば第1ガイド部基端部60bの周方向Cの両側に設けられる。傾斜部62は、巻枠側ガイド部41の外面(例えば外周面)から第1溝部63にリード線部23が滑らかに延びるように、リード線部23を配置できるような形状を有する。傾斜部62は、第1溝部63が延びる方向(例えば径方向R)に対して傾斜する。傾斜部62は、第1ガイド部基端部60bの近傍の巻枠側ガイド部41の外面に対して傾斜する。傾斜部62は、湾曲した形状を有し、例えば軸方向Zから見たときに弧状である。傾斜部62にガイドされるリード線部23は、傾斜部62に沿うように配置される。
第1溝部63は、リード線部23を収容し、リード線部23をガイドおよび保持する。第1溝部63は、第1本体部61に設けられる。図6に示すように、第1溝部63は、例えば軸方向Zに凹み、さらに詳しくは、第1本体部61の軸方向下側Z2の面から軸方向上側Z1に凹む。図8に示すように、第1溝部63は、第1ガイド部60が延びる方向(例えば径方向R)に延びるように設けられる。第1溝部63に収容されたリード線部23は、第1溝部63が延びる方向(例えば径方向R)に延びるように配置される。第1溝部63は、第1溝部基端側部分63aと、第1溝部本体部63bと、を備える。
第1溝部基端側部分63aは、第1溝部63の第1ガイド部基端部60b側の部分(例えば径方向内側R1部分)である。第1溝部基端側部分63aでは、2本の線材(例えば線材20a・20b)は、周方向Cに互いに対向するように配置される。第1溝部基端側部分63aに収容された2本の線材20a・20bのそれぞれの幅方向は、軸方向Zまたは略軸方向Zである(図7に示すリード線部23を参照)。
第1溝部本体部63bは、第1溝部基端側部分63aよりも第1ガイド部先端部60t側(例えば径方向外側R2)に設けられる。第1溝部本体部63bの周方向Cの幅は、第1溝部基端側部分63aの周方向Cの幅よりも広い。第1溝部本体部63bでは、2本の線材20a・20bのそれぞれは、第1溝部基端側部分63a側から第1ガイド部先端部60t側(例えば径方向内側R1から径方向外側R2)に向かって、約90度ひねられたように配置される。その結果、第1溝部本体部63bの径方向外側R2部分に収容された2本の線材20a・20bのそれぞれの幅方向は、周方向Cまたは略周方向Cとなる。また、第1溝部本体部63bの径方向外側R2部分に収容された2本の線材20a・20bどうしは、横並びに配置され、周方向Cまたは略周方向Cに並ぶように配置される。
第1ガイド部曲げ部65は、図7に示すように、第1ガイド部60が延びる方向(例えば径方向R)から第2ガイド部70が延びる方向(例えば軸方向Z)にリード線部23が曲がるように、リード線部23をガイドする。第1ガイド部曲げ部65は、第1本体部61に設けられる。第1ガイド部曲げ部65は、例えば第1ガイド部先端部60tに設けられる。第1ガイド部曲げ部65は、リード線部23が折れ曲がらないようにリード線部23をガイドできるような形状を有する。具体的には、第1ガイド部曲げ部65は、周方向Cから見て弧状の部分を有し、例えば周方向Cから見て円形状などである。第1ガイド部曲げ部65は、例えば円柱状などである(図6参照)。第1ガイド部曲げ部65は、第1本体部61に対して回転可能(例えばローラ)でもよく、第1本体部61に固定されてもよい。図8に示すように、第1ガイド部曲げ部65では、2本の線材20a・20bは、横並びに配置され、図7に示すように、第1ガイド部曲げ部65に沿って(例えば第1ガイド部曲げ部65の外周面に沿って)配置される。なお、第1ガイド部曲げ部65が第1本体部61に設けられることに代えて、第1ガイド部曲げ部65と同様の部材が第2本体部71に設けられてもよい。
第1接続部取付部67(図6参照)は、接続部25aを取り付け可能な部分である(図7において二点鎖線で示す接続部25aおよび接続部格納部31を参照)。図6に示す第1接続部取付部67は、接続部格納部31を介して、接続部25aを取り付け可能な部分である。第1接続部取付部67は、第1本体部61に設けられる。例えば、第1接続部取付部67は、第1本体部61の軸方向下側Z2の面に設けられる。第1接続部取付部67は、第1本体部61の1か所にのみ設けられてもよい。第1接続部取付部67は、第1本体部61の複数か所に設けられてもよく、図6に示す例では2か所に設けられているが、3か所以上設けられてもよい。第1接続部取付部67が複数か所に設けられる場合は、複数か所の第1接続部取付部67どうしは、第1ガイド部60が延びる方向(例えば径方向R)に間隔をあけて配置される。例えば、第1接続部取付部67は、第1本体部61のうち第1溝部63の周方向C外側の両側部分に設けられ。具体的には例えば、第1接続部取付部67は、雌ねじを有する。
第2ガイド部70は、第1ガイド部60から、第1ガイド部60が延びる方向に交差する方向(例えば軸方向Z)にリード線部23をガイドするように、リード線部23を保持する。「第1ガイド部60が延びる方向に交差する方向」は、第1ガイド部60が延びる方向に直交する方向でもよく、第1ガイド部60が延びる方向に対して傾斜する方向でもよい。以下では、第1ガイド部60が延びる方向に交差する方向が、軸方向Zである場合について説明する。下記第2ガイド部70についての軸方向Zに関する説明を、第1ガイド部60が延びる方向に交差する方向に関する説明としてもよい。第2ガイド部70は、第1ガイド部60に対してジョイント部材43とは反対側(例えば軸方向下側Z2)に配置される。第2ガイド部70は、第1ガイド部60に取り付けられる。第2ガイド部70は、第1ガイド部先端部60tに取り付けられてもよく、第1ガイド部60のうち第1ガイド部先端部60tよりも径方向内側R1の位置に取り付けられてもよい。図3に示すように、第2ガイド部70は、複数の第1ガイド部60のそれぞれに取り付けられる。なお、第2ガイド部70が取り付けられない第1ガイド部60があってもよい。図7に示すように、第2ガイド部70は、第1ガイド部60に接触し、例えば第1ガイド部60の軸方向下側Z2の面に接触する。
この第2ガイド部70は、軸方向Zに延びるように設けられる。第2ガイド部70の長手方向は、軸方向Zである。図6に示すように、第2ガイド部70は、例えば略直方体状などである。第2ガイド部70は、第1ガイド部60から延びるリード線部23を保持可能である。第2ガイド部70は、第2ガイド部70に沿うようにリード線部23を保持する。具体的には、第2ガイド部70は、第2ガイド部70が延びる方向にリード線部23が延びるように、リード線部23を保持する。第2ガイド部70は、第1ガイド部60に着脱可能に取り付けられる(連結部80の説明を参照)。なお、第2ガイド部70は、第1ガイド部60に対して着脱可能でなくてもよく、第1ガイド部60と一体的に構成されてもよい。第2ガイド部70の第1ガイド部60側(例えば軸方向上側Z1)の端部を、第2ガイド部基端部70bとする。第2ガイド部70の第1ガイド部60側とは反対側(例えば軸方向下側Z2)の端部を、第2ガイド部先端部70tとする。第2ガイド部70は、第2本体部71と、第2溝部73と、第2ガイド部折返部75と、第2接続部取付部77(接続部取付部)と、を備える。
第2本体部71は、軸方向Zに延びるように設けられる部材である。第2本体部71は、例えば略直方体状などの部材である。
第2溝部73は、リード線部23を収容し、リード線部23をガイドおよび保持する。第2溝部73は、第2本体部71に設けられる。第2溝部73は、例えば径方向Rに凹み、さらに詳しくは、第2本体部71の径方向内側R1の面から径方向外側R2に凹む。第2溝部73は、第2ガイド部70が延びる方向(例えば軸方向Z)に延びるように設けられる。第2溝部73に収容されたリード線部23(すなわち2本の線材20a・20b)は、第2溝部73が延びる方向(軸方向Z)に延びるように配置される。第2溝部73に収容された2本の線材20a・20bは、横並びに配置される。第2溝部73に収容された2本の線材20a・20bのそれぞれの幅方向は、例えば周方向Cである。
第2ガイド部折返部75は、リード線部23が折り返される(Uターンする)部分である。第2ガイド部折返部75は、リード線部23の余長分が長くても、リード線部23をガイド部50に保持(格納)可能とする部分である。さらに詳しくは、第2ガイド部折返部75は、第2ガイド部基端部70bから第2ガイド部先端部70tの方向に延びるリード線部23を、第2ガイド部先端部70tから第2ガイド部基端部70bの方向に折り返すようにリード線部23を配置させる。前記「第2ガイド部基端部70bから第2ガイド部先端部70tの方向」は、具体的には軸方向下側Z2の向き、または略軸方向下側Z2の向きである。前記「第2ガイド部先端部70tから第2ガイド部基端部70bの方向」は、具体的には軸方向上側Z1の向き、または略軸方向上側Z1の向きである。例えば、第2ガイド部折返部75は、軸方向下側Z2に延びるリード線部23を、軸方向上側Z1に折り返すように、リード線部23を配置させる。第2ガイド部折返部75は、第2本体部71に取り付けられる。第2ガイド部折返部75は、例えば第2溝部73の内側などに配置される。
この第2ガイド部折返部75は、図7に示すように、リード線部23が折れ曲がらないようにリード線部23をガイドできるような形状を有する。第2ガイド部折返部75の形状の具体例は、第1ガイド部曲げ部65と同様であり、例えば円柱状などである(図6参照)。第2ガイド部折返部75は、1つの第2ガイド部70に、1つのみ設けられてもよく、複数設けられてもよい。第2ガイド部折返部75が複数設けられる場合、リード線部23が折り返される位置の選択肢を複数にすることができ、リード線部23の余長分をできるだけたるませずに格納することができる。第2ガイド部折返部75は、第2本体部71に対して回転可能(例えばローラ)でもよく、第2本体部71に固定されてもよい。図6に示すように、第2ガイド部折返部75では、2本の線材20a・20bは、横並びに配置され、第2ガイド部折返部75に沿って(例えば第2ガイド部折返部75の外周面に沿って)配置される。第2ガイド部折返部75で折り返されたリード線部23は、折り返される前のリード線部23(第2溝部73に収容されたリード線部23)よりも、径方向内側R1に配置される。
第2接続部取付部77は、接続部25aを取り付け可能な部分である。第2接続部取付部77は、接続部格納部31を介して、接続部25aを取り付け可能な部分である。なお、接続部25aが第1接続部取付部67に取り付けられる場合は、接続部25aは、第2接続部取付部77に取り付けられなくてもよい。第2接続部取付部77は、第2本体部71に設けられる。具体的には例えば、第2接続部取付部77は、第2本体部71の径方向内側R1の面に設けられる。第2接続部取付部77は、第2本体部71の1か所にのみ設けられてもよい。第2接続部取付部77は、第2本体部71の複数か所に設けられてもよく、図6に示す例では4か所に設けられているが、2か所、3か所、または5か所以上に設けられてもよい。第2接続部取付部77が複数か所に設けられる場合は、複数の第2接続部取付部77どうしは、軸方向Zに間隔をあけて配置される。例えば、第2接続部取付部77は、第2溝部73の周方向C外側の両側に設けられる。具体的には例えば、第2接続部取付部77は、雌ねじを有する。
連結部80は、第1ガイド部60に第2ガイド部70を着脱可能に取り付けおよび固定する。連結部80は、第1本体部61と第2本体部71とを連結する。例えば、連結部80は、第1ガイド部先端部60tと第2ガイド部基端部70bとを連結する。具体的には例えば、連結部80は、板状部材80aと、締結部材80bと、を備える。板状部材80aは、2つ設けられる。2つの板状部材80a・80aは、第1本体部61および第2本体部71を周方向Cに挟むように配置される。締結部材80bは、第1本体部61および第2本体部71に板状部材80aを締結および固定する。具体的には例えば、締結部材80bは、雄ねじを有する部材などである。
スイッチ接続曲げ部91は、図5に示すように、スイッチリード線35a・35b、および巻枠側ガイド部41から延びる線材20a・20kを曲げて配置するように、これらの線をガイドする。スイッチ接続曲げ部91は、例えばジョイント部材43に取り付けられる。例えば、スイッチ接続曲げ部91は2つ設けられ、超電導線材20の一方の端部に位置する線材20aとスイッチリード線35aとをガイドするスイッチ接続曲げ部91、および、超電導線材20の他方の端部に位置する線材20kとスイッチリード線35bとをガイドするスイッチ接続曲げ部91、が設けられる。スイッチ接続曲げ部91は、1つのみ設けられてもよく、3つ以上設けられてもよい。スイッチ接続曲げ部91は、リード線部23が折れ曲がらないようにリード線部23をガイドできるような形状を有する。具体的には、スイッチ接続曲げ部91は、軸方向Zから見て弧状の部分を有し、例えば軸方向Zから見て円形状などである。スイッチ接続曲げ部91は、例えば円柱状などである(図2参照)。スイッチ接続曲げ部91は、ジョイント部材43に対して回転可能(例えばローラ)でもよく、ジョイント部材43に固定されてもよい。スイッチ接続曲げ部91では、線材20aおよびスイッチリード線35aは、横並びに配置され、スイッチ接続曲げ部91に沿って(例えばスイッチ接続曲げ部91の外周面に沿って)配置される(線材20bおよびスイッチリード線35bも同様)。なお、図5では、線材20a・20k、およびスイッチリード線35a・35bを二点鎖線で示した。
(超電導線材20の配置作業)
超電導線材20の配置作業の具体例は、次の通りである。図2に示すように、巻線部21から延ばされたリード線部23が、上述のように巻枠側ガイド部41および第1ガイド部60に配置される。ここで、図6に示す線材20a・20bどうしは、上述のように熱処理により接続されるところ、第1超電導コイル10A(図2参照)全体を加熱炉に入れることはできない。そのため、第1超電導コイル10A全体ではなく、線材20a・20bだけを加熱炉に引き込む必要がある。そこで、第2ガイド部70が第1ガイド部60から取り外された状態で、線材20a・20bが、第1ガイド部60から外(例えば径方向外側R2)に延ばされる。第1ガイド部60から延ばされた線材20a・20bどうしが、熱処理によって接続され、接続部25aが形成される。この接続部25aが、接続部格納部31に格納される。線材20a・20b(リード線部23)が、第1ガイド部曲げ部65で曲げられ、第2ガイド部70が、連結部80により第1ガイド部60に取り付けおよび固定される。線材20a・20bが、第2溝部73に収容され、第2ガイド部折返部75で折り返される。そして、接続部格納部31が、第2接続部取付部77に取り付けおよび固定される。
超電導線材20の配置作業の具体例は、次の通りである。図2に示すように、巻線部21から延ばされたリード線部23が、上述のように巻枠側ガイド部41および第1ガイド部60に配置される。ここで、図6に示す線材20a・20bどうしは、上述のように熱処理により接続されるところ、第1超電導コイル10A(図2参照)全体を加熱炉に入れることはできない。そのため、第1超電導コイル10A全体ではなく、線材20a・20bだけを加熱炉に引き込む必要がある。そこで、第2ガイド部70が第1ガイド部60から取り外された状態で、線材20a・20bが、第1ガイド部60から外(例えば径方向外側R2)に延ばされる。第1ガイド部60から延ばされた線材20a・20bどうしが、熱処理によって接続され、接続部25aが形成される。この接続部25aが、接続部格納部31に格納される。線材20a・20b(リード線部23)が、第1ガイド部曲げ部65で曲げられ、第2ガイド部70が、連結部80により第1ガイド部60に取り付けおよび固定される。線材20a・20bが、第2溝部73に収容され、第2ガイド部折返部75で折り返される。そして、接続部格納部31が、第2接続部取付部77に取り付けおよび固定される。
上述のように、接続部25aの接続処理が、1回または複数回やり直しされる場合があり、また、接続処理がやり直しされない場合がある。そのため、リード線部23の余長分は、様々な長さになり得る。また、リード線部23の余長分が、できるだけたるまないようにガイド部50に格納されることが好ましい。そこで、リード線部23の余長分の長さに応じて、複数の第2接続部取付部77から、接続部25aの(接続部格納部31の)適切な取り付け位置が選択される。また、リード線部23の余長分の長さに応じて、複数の第2ガイド部折返部75から、適切な折り返し位置が選択される。また、リード線部23の余長分の長さによっては、第1ガイド部曲げ部65から軸方向下側Z2に延びるリード線部23が第2ガイド部折返部75で折り返されることなく、接続部25aが第2ガイド部70に取り付けられてもよい。また、リード線部23の余長分の長さによっては、リード線部23が第2ガイド部70に通されることなく、接続部25aが第1接続部取付部67に取り付けられてもよい。リード線部23は、例えば、接着剤、樹脂(例えばエポキシ樹脂など)、パテ、テープ、ワックス、または粘土などにより、ガイド部50および巻枠側ガイド部41(図2参照)に固定(または補強)されてもよい。
図2に示すように、ガイド部50は、複数設けられる。複数のガイド部50は、周方向Cに互いに間隔をあけて配置される。さらに詳しくは、第1ガイド部60の径方向外側R2部分および第2ガイド部70は、周方向Cに互いに間隔をあけて配置される。接続部格納部31(接続部25a~25j)は、複数のガイド部50のそれぞれに保持される。その結果、複数の接続部25a~25jは、周方向Cに互いに間隔をあけて配置される。また、複数の接続部25a~25jは、第1ガイド部60よりも軸方向下側Z2に配置可能である。よって、第1ガイド部60を含む平面であって軸方向Zに直交する平面内にのみ、リード線部23および複数の接続部25a~25jが配置される場合に比べ、リード線部23どうし、および複数の接続部25a~25jどうしを、間隔をあけて配置することができる。また、リード線部23を整然と配置することができる。
図5に示すスイッチリード線35a・35bと、線材20a・20kと、が熱処理によって接続され、スイッチ接続部37(図4参照)が形成される。スイッチ接続部37が、スイッチ接続部格納部39に格納される。スイッチ接続部37で接続された線材(例えば線材20aとスイッチリード線35aと)が、スイッチ接続曲げ部91で曲げられ、スイッチ接続曲げ部91から径方向内側R1に延びるように配置される。スイッチ接続部格納部39が、例えばジョイント部材43に固定される。スイッチ接続部格納部39は、線材20a・20kができるだけたるまない位置に配置されることが好ましい。図5に示す例では、スイッチ接続部格納部39は、スイッチ接続曲げ部91よりも径方向内側R1に配置され、永久電流スイッチ35よりも径方向内側R1に配置され、巻枠側ガイド部41よりも径方向外側R2に配置される。図5に示す例では、スイッチリード線35a・35bは、たるんだ状態であり、例えばジョイント部材43に固定される。具体的には例えば、スイッチリード線35a・35bは、樹脂によりジョイント部材43に固定される。この樹脂は、例えばエポキシ樹脂などであり、具体的には例えば固化前にエタノールなどを混ぜて柔らかくしたエポキシ樹脂などである。なお、固化後のエポキシ樹脂は、スイッチリード線35a・35bをジョイント部材43に適切に固定できる程度に十分固い。
巻枠側ガイド部41から径方向外側R2に引き出された線材20a・20kは、例えばジョイント部材43に固定され、例えば樹脂により固定される(スイッチリード線35a・35bのジョイント部材43への固定と同様)。線材20a・20kがジョイント部材43に固定される場合、巻枠側ガイド部41から線材20a・20kが引き出される位置は、軸方向Zにおいてジョイント部材43にできるだけ近い位置であることが好ましい。この場合、線材20a・20kをジョイント部材43に、より確実に固定することができる。
超電導線材20の一方の端部に位置する線材20aおよびスイッチ接続部37に最近接する第1ガイド部60を、端部第1ガイド部60Aとする。端部第1ガイド部60Aは、線材20aおよびスイッチリード線35aのジョイント部材43への固定スペースを確保できるように配置されることが好ましい。また、端部第1ガイド部60Aは、線材20aおよびスイッチリード線35aの、ジョイント部材43への固定の作業を容易に行うことができるように配置されることが好ましい。具体的には、図2に示すように、端部第1ガイド部60Aは、ジョイント部材43よりも軸方向下側Z2に離れていることが好ましい。例えば、端部第1ガイド部60Aは、ガイド部固定部45を介してジョイント部材43に固定されることが好ましい。例えば、図3に示すように、基端部軸方向位置P60bが複数種類(例えば3レベル)あるところ、図2に示す端部第1ガイド部60Aの基端部軸方向位置P60b(図3参照)は、最も軸方向下側Z2の基端部軸方向位置P60bであることが好ましい。図5に示す超電導線材20の他方の端部に位置する線材20kおよびスイッチ接続部37に最近接する第1ガイド部60についても、端部第1ガイド部60Aと同様に配置されることが好ましい。
(第1の発明の効果)
図1に示す超電導コイル装置1による効果は、次の通りである。超電導コイル装置1は、図2に示すように、巻枠11と、超電導線材20と、巻枠側ガイド部41と、第1ガイド部60と、第2ガイド部70と、を備える。超電導線材20は、巻枠11に巻かれた巻線部21を有する。
図1に示す超電導コイル装置1による効果は、次の通りである。超電導コイル装置1は、図2に示すように、巻枠11と、超電導線材20と、巻枠側ガイド部41と、第1ガイド部60と、第2ガイド部70と、を備える。超電導線材20は、巻枠11に巻かれた巻線部21を有する。
[構成1-1]巻枠側ガイド部41は、巻枠11から延びる超電導線材20を保持する。巻枠側ガイド部41は、巻枠11の軸方向Z(巻枠軸方向)に延びるように設けられる。
[構成1-2]第1ガイド部60は、巻枠側ガイド部41から延びる超電導線材20を保持する(図6参照)。第1ガイド部60は、軸方向Zに交差する方向において巻枠側ガイド部41よりも外側(例えば径方向外側R2)に配置される。第1ガイド部60は、軸方向Zに交差する方向(例えば径方向R)に延びるように設けられる。
[構成1-3]図6に示すように、第2ガイド部70は、第1ガイド部60から延びる超電導線材20を保持可能である。第2ガイド部70は、第1ガイド部60が延びる方向に交差する方向(例えば軸方向Z)に延びるように設けられる。
[構成1-4]超電導線材20を構成する線材20a・20bどうしの接続部25aは、第1ガイド部60および第2ガイド部70の少なくともいずれかに固定される。
図2に示すように、前記[構成1-1]の巻枠側ガイド部41は、巻枠11から軸方向Zに離れた位置で、超電導線材20を保持することができる。前記[構成1-2]の第1ガイド部60は、軸方向Zに交差する方向における外側(例えば径方向外側R2)に巻枠側ガイド部41から離れた位置で、超電導線材20を保持することができる(図6参照)。図6に示すように、前記[構成1-3]の第2ガイド部70は、第1ガイド部60が延びる方向に交差する方向(例えば軸方向Z)に第1ガイド部60から離れた位置で、超電導線材20を配置することができる。そして、前記[構成1-4]では、接続部25aは、第1ガイド部60および第2ガイド部70の少なくともいずれかに固定される。したがって、接続部25aを含む超電導線材20を、限られたスペースに効率良く配置することができる。例えば、軸方向Zに交差する方向に延びる平面であって第1ガイド部60を含む平面にのみ超電導線材20が配置される場合(第2ガイド部70が設けられない場合)に比べ、接続部25aを含む超電導線材20を効率よく(例えば整然と)配置することができる。また、例えば、接続部25a~25j(図4参照)が複数設けられる場合でも、複数の接続部25a~25j、および複数の接続部25a~25jから延びる超電導線材20(リード線部23)を、限られたスペースに効率良く(例えば整然と)配置することができる。
(第2の発明の効果)
[構成2]第2ガイド部70は、第1ガイド部60に着脱可能に取り付けられる。
[構成2]第2ガイド部70は、第1ガイド部60に着脱可能に取り付けられる。
前記[構成2]により、第2ガイド部70が第1ガイド部60から取り外された状態で、超電導線材20に関する作業(例えば接続処理に関する作業など)を行うことができる。よって、この作業の作業性を向上させることができる。
(第3の発明の効果)
[構成3]第1ガイド部60および第2ガイド部70を有するガイド部50は、接続部25aを取り付け可能な接続部取付部(第1接続部取付部67、第2接続部取付部77)を複数備える。複数の前記接続部取付部は、第1ガイド部60および第2ガイド部70のいずれか一方又は両方に設けられている。
[構成3]第1ガイド部60および第2ガイド部70を有するガイド部50は、接続部25aを取り付け可能な接続部取付部(第1接続部取付部67、第2接続部取付部77)を複数備える。複数の前記接続部取付部は、第1ガイド部60および第2ガイド部70のいずれか一方又は両方に設けられている。
前記[構成3]では、ガイド部50への接続部25aの取り付け可能な位置が、複数ある。よって、超電導線材20の長さ(さらに詳しくは余長分の長さ)に応じて、接続部25aの取り付け位置を選択することができる。よって、第1ガイド部60および第2ガイド部70に保持される超電導線材20が、できるだけたるまないように、接続部25aをガイド部50に取り付けることができる。
(第4の発明の効果)
第2ガイド部70の第1ガイド部60側の端部を第2ガイド部基端部70bとする。第2ガイド部70の第1ガイド部60側とは反対側の端部を第2ガイド部先端部70tとする。
第2ガイド部70の第1ガイド部60側の端部を第2ガイド部基端部70bとする。第2ガイド部70の第1ガイド部60側とは反対側の端部を第2ガイド部先端部70tとする。
[構成4]第2ガイド部70は、第2ガイド部折返部75を備える。第2ガイド部折返部75は、第2ガイド部基端部70bから第2ガイド部先端部70tの方向に延びる超電導線材20を、第2ガイド部先端部70tから第2ガイド部基端部70bの方向に折り返すように超電導線材20を配置させることができる。
前記[構成4]により、第1ガイド部60および第2ガイド部70に保持される超電導線材20の長さ(さらに詳しくは余長分の長さ)が長くても、超電導線材20を第2ガイド部折返部75で折り返すことができる。よって、超電導線材20が、できるだけたるまないように、第1ガイド部60および第2ガイド部70に超電導線材20を保持させることができる。
(第5の発明の効果)
図3に示すように、第1ガイド部60の巻枠側ガイド部41側の端部を第1ガイド部基端部60bとする。第1ガイド部60は、複数設けられる。
図3に示すように、第1ガイド部60の巻枠側ガイド部41側の端部を第1ガイド部基端部60bとする。第1ガイド部60は、複数設けられる。
[構成5]複数の第1ガイド部60の、軸方向Zにおける第1ガイド部基端部60bの位置(基端部軸方向位置P60b)は、互いに異なる。
前記[構成5]により、複数の第1ガイド部60の、第1ガイド部基端部60bに保持される超電導線材20どうしを、軸方向Zにずらして配置ことができる。よって、複数の第1ガイド部60の、第1ガイド部基端部60bに保持される超電導線材20どうしが干渉することを抑制することができる。
前記[構成5]により、複数の第1ガイド部60の、第1ガイド部基端部60bどうしを、軸方向Zにずらして配置することができる。よって、すべての第1ガイド部60の基端部軸方向位置P60bが同じ(軸方向Zにおける位置が同じ)である場合に比べ、第1ガイド部60の数を多くすることができる。その結果、接続部25a~25j(図4参照)の数を多くすることができる。
(変形例)
前記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、前記実施形態の各構成要素の配置や形状が変更されてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、構成要素どうしの固定や連結などは、直接的でも間接的でもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。
前記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、前記実施形態の各構成要素の配置や形状が変更されてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、構成要素どうしの固定や連結などは、直接的でも間接的でもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。
前記実施形態では、図1に示す超電導コイル装置1のうち最も径方向内側R1の第1超電導コイル10Aについて説明した。一方、第1超電導コイル10Aよりも径方向外側R2の超電導コイル(第2超電導コイル10Bなど)が、前記ガイド装置40などを備えてもよい。
1 超電導コイル装置
10A 第1超電導コイル
10B 第2超電導コイル
10C 第3超電導コイル
10D 第4超電導コイル
10E 第5超電導コイル
11 巻枠
11a 巻枠中心軸
11b 胴部
11c フランジ部
13 回路部
20 超電導線材
20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h、20i、20j、20k 線材
20p 接続材
21 巻線部
23 リード線部
25a、25b、25c、25d、25e、25f、25g、25h、25i、25j 接続部
31 接続部格納部
31a 第1格納部材
31b 第2格納部材
35 永久電流スイッチ
35a、35b スイッチリード線
37 スイッチ接続部
39 スイッチ接続部格納部
40 ガイド装置
41 巻枠側ガイド部
43 ジョイント部材
45 ガイド部固定部
50 ガイド部
60 第1ガイド部
60A 端部第1ガイド部
60b 第1ガイド部基端部
60t 第1ガイド部先端部
61 第1本体部
62 傾斜部
63 第1溝部
63a 第1溝部基端側部分
63b 第1溝部本体部
65 第1ガイド部曲げ部
67 第1接続部取付部(接続部取付部)
70 第2ガイド部
70b 第2ガイド部基端部
70t 第2ガイド部先端部
71 第2本体部
73 第2溝部
75 第2ガイド部折返部
77 第2接続部取付部(接続部取付部)
80 連結部
80a 板状部材
80b 締結部材
91 スイッチ接続曲げ部
Z 軸方向(巻枠軸方向)
Z1 軸方向上側
Z2 軸方向下側
R 径方向
R1 径方向内側
R2 径方向外側
C 周方向
P60b 基端部軸方向位置
S 内側空間(空洞)
10A 第1超電導コイル
10B 第2超電導コイル
10C 第3超電導コイル
10D 第4超電導コイル
10E 第5超電導コイル
11 巻枠
11a 巻枠中心軸
11b 胴部
11c フランジ部
13 回路部
20 超電導線材
20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h、20i、20j、20k 線材
20p 接続材
21 巻線部
23 リード線部
25a、25b、25c、25d、25e、25f、25g、25h、25i、25j 接続部
31 接続部格納部
31a 第1格納部材
31b 第2格納部材
35 永久電流スイッチ
35a、35b スイッチリード線
37 スイッチ接続部
39 スイッチ接続部格納部
40 ガイド装置
41 巻枠側ガイド部
43 ジョイント部材
45 ガイド部固定部
50 ガイド部
60 第1ガイド部
60A 端部第1ガイド部
60b 第1ガイド部基端部
60t 第1ガイド部先端部
61 第1本体部
62 傾斜部
63 第1溝部
63a 第1溝部基端側部分
63b 第1溝部本体部
65 第1ガイド部曲げ部
67 第1接続部取付部(接続部取付部)
70 第2ガイド部
70b 第2ガイド部基端部
70t 第2ガイド部先端部
71 第2本体部
73 第2溝部
75 第2ガイド部折返部
77 第2接続部取付部(接続部取付部)
80 連結部
80a 板状部材
80b 締結部材
91 スイッチ接続曲げ部
Z 軸方向(巻枠軸方向)
Z1 軸方向上側
Z2 軸方向下側
R 径方向
R1 径方向内側
R2 径方向外側
C 周方向
P60b 基端部軸方向位置
S 内側空間(空洞)
Claims (5)
- 筒状の胴部を有する巻枠と、
前記巻枠に巻かれた巻線部を有する超電導線材と、
前記巻枠から延びる前記超電導線材を保持し、前記巻枠の胴部の軸方向である巻枠軸方向に延びるように設けられる巻枠側ガイド部と、
前記巻枠側ガイド部から延びる前記超電導線材を保持し、前記巻枠軸方向に交差する方向において前記巻枠側ガイド部よりも外側に配置され、前記巻枠軸方向に交差する方向に延びるように設けられる第1ガイド部と、
前記第1ガイド部から延びる前記超電導線材を保持可能であり、前記第1ガイド部が延びる方向に交差する方向に延びるように設けられる第2ガイド部と、
を備え、
前記超電導線材が直列に接続される複数の線材から構成されており、
前記線材どうしの接続部は、前記第1ガイド部および前記第2ガイド部の少なくともいずれかに固定される、
超電導コイル装置。 - 請求項1に記載の超電導コイル装置であって、
前記第2ガイド部は、前記第1ガイド部に着脱可能に取り付けられる、
超電導コイル装置。 - 請求項1または2に記載の超電導コイル装置であって、
前記接続部を取り付け可能な接続部取付部を複数備え、
前記接続部取付部が、前記第1ガイド部および前記第2ガイド部のいずれか一方又は両方に設けられている、
超電導コイル装置。 - 請求項1または2に記載の超電導コイル装置であって、
前記第2ガイド部の前記第1ガイド部側の端部を第2ガイド部基端部とし、
前記第2ガイド部の前記第1ガイド部側とは反対側の端部を第2ガイド部先端部とし、
前記第2ガイド部は、前記第2ガイド部基端部から前記第2ガイド部先端部の方向に延びる前記超電導線材を、前記第2ガイド部先端部から前記第2ガイド部基端部の方向に折り返すように前記超電導線材を配置させることができる第2ガイド部折返部を備える、
超電導コイル装置。 - 請求項1または2に記載の超電導コイル装置であって、
前記第1ガイド部は、複数設けられ、
前記第1ガイド部の前記巻枠側ガイド部側の端部を第1ガイド部基端部とし、
複数の前記第1ガイド部の、前記巻枠軸方向における前記第1ガイド部基端部の位置は、互いに異なる、
超電導コイル装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP21909896.9A EP4246541A4 (en) | 2020-12-22 | 2021-10-11 | SUPERCONDUCTIVE COIL DEVICE |
US18/258,727 US20240038427A1 (en) | 2020-12-22 | 2021-10-11 | Superconducting coil device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020-212905 | 2020-12-22 | ||
JP2020212905A JP7430344B2 (ja) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 超電導コイル装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2022137738A1 true WO2022137738A1 (ja) | 2022-06-30 |
Family
ID=82158973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/037604 WO2022137738A1 (ja) | 2020-12-22 | 2021-10-11 | 超電導コイル装置 |
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---|---|
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EP (1) | EP4246541A4 (ja) |
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WO (1) | WO2022137738A1 (ja) |
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WO2018211797A1 (ja) | 2017-05-15 | 2018-11-22 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 超電導マグネット |
JP2020161282A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 三菱電機株式会社 | 超電導線の接続構造および超電導線の接続方法 |
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-
2020
- 2020-12-22 JP JP2020212905A patent/JP7430344B2/ja active Active
-
2021
- 2021-10-11 EP EP21909896.9A patent/EP4246541A4/en active Pending
- 2021-10-11 WO PCT/JP2021/037604 patent/WO2022137738A1/ja active Application Filing
- 2021-10-11 US US18/258,727 patent/US20240038427A1/en active Pending
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US20200365303A1 (en) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | Japan Superconductor Technology Inc. | Superconducting magnet apparatus |
JP2020194882A (ja) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | 超電導マグネット装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP4246541A4 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4246541A1 (en) | 2023-09-20 |
JP7430344B2 (ja) | 2024-02-13 |
JP2022099126A (ja) | 2022-07-04 |
US20240038427A1 (en) | 2024-02-01 |
EP4246541A4 (en) | 2024-05-01 |
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