JP2014049638A - Superconducting coil, superconducting magnet employing the same coil, and manufacturing method of superconducting coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テープ状の超電導線材を用いた超電導コイル、このコイルを用いた超電導マグネット、超電導コイルの製造方法に関する。 The present invention relates to a superconducting coil using a tape-shaped superconducting wire, a superconducting magnet using the coil, and a method of manufacturing the superconducting coil.
近年開発が進められている酸化物超電導導体は、金属系の超電導導体と比較して臨界温度が高く、発生させる磁場も強い等の特徴を有し、冷却が容易であることから、その応用範囲が広がりつつある。 Oxide superconductors, which have been developed in recent years, have features such as higher critical temperatures and stronger magnetic fields than metallic superconductors, and are easy to cool. Is spreading.
この酸化物超電導導体を用いた超電導コイルが、特許文献1に開示されている。この超電導コイルは、図11に示されるように、超電導マグネット100に用いられる。具体的に、超電導マグネット100は、巻枠101と、この巻枠101に設けられる超電導コイル102と、を備える。超電導コイル102は、酸化物超電導導体によって形成されたテープ状の線材(超電導線材)103を、巻枠101上において、その厚み方向が螺旋の径方向を向くようにソレノイド状に多層巻きすることによって形成されている。
A superconducting coil using this oxide superconducting conductor is disclosed in
酸化物超電導導体は、製造上の制約から金属系の超電導導体のように長尺な線材を形成することが困難なため、大型のコイルを形成する際には、それぞれ長さ寸法の決まった複数の酸化物超電導線材(単位線材)103を直列に接続した線材を用いてコイルが形成される。 Oxide superconductors are difficult to form long wires like metal-based superconductors due to manufacturing constraints, so when forming large coils, multiple lengths of each are determined. A coil is formed using a wire in which the oxide superconducting wire (unit wire) 103 is connected in series.
テープ状の酸化物超電導線材103、103同士は、その端部同士を厚さ方向に重ねてハンダ付けすることによって接続されているため、この接続部の厚さは他の部位の厚さに比べて2倍以上になっている。このため、複数の酸化物超電導線材103を接続した線材によって形成された超電導コイル102では、図12に示すように、接続部104の周囲で巻き乱れ(第n層の接続部104の外側に巻かれた第n+1層の酸化物超電導線材103の部位106が、この部位106と同じ第n+1層を構成する酸化物超電導線材103の前記部位106以外の部位108に対して径方向の位置がずれる等)が生じる。このように、超電導コイル102において、酸化物超電導線材103の局所的な巻き乱れが生じると、当該超電導コイル102によって形成される磁場の空間均一性が低下する。
Since the tape-shaped oxide
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、テープ状の複数の単位線材を接続した超電導線材を用い、空間均一性の高い磁場を形成可能な超電導コイル、このコイルを用いた超電導マグネット、及び超電導コイルの製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention uses a superconducting wire in which a plurality of tape-like unit wires are connected, and can form a magnetic field with high spatial uniformity, a superconducting magnet using this coil, and a superconducting coil It is an object to provide a manufacturing method.
上記課題を解消すべく、本発明は、テープ状の超電導線材がその厚さ方向を螺旋の径方向に向けた状態でソレノイド状に多層巻きされた超電導コイルであって、前記超電導線材は、複数のテープ状の単位線材がその長手方向に接続されることによって構成され、当該コイルの各層は、単一の前記単位線材が前記ソレノイド状に巻き回されることによって構成され、前記超電導線材における前記単位線材同士が接続される接続部は、当該コイルのコイル軸方向の端部において、径方向内側の層を構成する単位線材の端部とその外側の層を構成する単位線材の端部とがその厚さ方向に互いに重ね合わされた状態で接続されている。 In order to solve the above problems, the present invention is a superconducting coil in which a tape-shaped superconducting wire is wound in a solenoid shape in a state where its thickness direction is directed to the radial direction of the spiral, and the superconducting wire includes a plurality of superconducting wires. The tape-shaped unit wire is connected in the longitudinal direction, and each layer of the coil is formed by winding the single unit wire in the solenoid shape, and the superconducting wire in the superconducting wire The connecting portion to which the unit wire members are connected has an end portion of the unit wire member constituting the radially inner layer and an end portion of the unit wire member constituting the outer layer at the end portion in the coil axial direction of the coil. They are connected in the state of being overlapped with each other in the thickness direction.
かかる構成によれば、多層巻きされた超電導コイルのコイル軸方向の端部において、径方向内側の層を構成する単一の単位線材の端部と、その外側の層を構成する単一の単位線材の端部とを重ね合わせて接続することにより、この接続部の厚さに起因する超電導線材の巻き乱れを抑えることができる。即ち、コイル軸方向の中間部に接続部が設けられると、超電導線材における接続部と他の部位との厚さの違いによって、外側の層を構成する超電導線材に巻き乱れが生じる(図12参照)が、超電導コイルのコイル軸方向の端部において、内側の層を構成する単一の単位線材の端部と、その外側の層を構成する単一の単位線材の端部とを重ね合わせて接続部を構成することにより(図13参照)、接続部と他の部位との厚さの差を埋めるための絶縁材等を挿入しなくても接続部の厚さに起因する超電導線材の巻き乱れを抑えることができる。その結果、当該超電導コイルによれば、空間均一性の高い磁場を形成することができる。 According to such a configuration, at the end in the coil axial direction of the multi-winding superconducting coil, the end of the single unit wire constituting the radially inner layer and the single unit constituting the outer layer By superimposing and connecting the end portions of the wire, it is possible to suppress turbulence of the superconducting wire due to the thickness of the connection portion. That is, when the connecting portion is provided in the middle portion in the coil axis direction, the superconducting wire constituting the outer layer is disturbed due to the difference in thickness between the connecting portion and the other portion of the superconducting wire (see FIG. 12). ), At the end of the superconducting coil in the coil axial direction, the end of the single unit wire constituting the inner layer and the end of the single unit wire constituting the outer layer are overlapped By configuring the connecting portion (see FIG. 13), the winding of the superconducting wire resulting from the thickness of the connecting portion can be achieved without inserting an insulating material or the like to fill the difference in thickness between the connecting portion and other parts. Disturbance can be suppressed. As a result, according to the superconducting coil, a magnetic field with high spatial uniformity can be formed.
本発明に係る超電導コイルにおいては、前記超電導線材は、前記接続部を複数有し、各接続部では前記単位線材の端部同士がハンダを介して接続され、これら複数の接続部は、当該コイルにおけるコイル軸方向の一方側の端部において、当該コイルの径方向に重ならないような当該コイルの周方向の異なる位置にそれぞれ設けられることが好ましい。 In the superconducting coil according to the present invention, the superconducting wire has a plurality of the connection portions, and the end portions of the unit wire materials are connected to each other through solder at each connection portion. It is preferable that the coil is provided at different positions in the circumferential direction of the coil so as not to overlap in the radial direction of the coil.
かかる構成によれば、超電導コイルのコイル軸方向端部において、通電時にハンダの抵抗によって発熱する接続部を周方向に分散させることができ、これにより、前記発熱に起因する断線を防ぐことができる。 According to such a configuration, at the end of the superconducting coil in the axial direction of the coil, it is possible to disperse the connection portions that generate heat due to the resistance of the solder when energized in the circumferential direction, thereby preventing disconnection due to the heat generation. .
また、前記複数の接続部は、当該コイルにおけるコイル軸方向の両端部に分散して設けられることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the plurality of connection portions are provided in a distributed manner at both ends of the coil in the coil axis direction.
かかる構成によれば、他の部位に比べて厚さの大きな接続部がコイル軸方向の両端部に振り分けられる(分散される)ため、一方の端部だけに外径の巻き太りが生じるのを防ぐことができる。 According to such a configuration, since the connecting portion having a thickness larger than that of the other portion is distributed (distributed) to both ends in the coil axis direction, an outer diameter winding thickness is generated only at one end. Can be prevented.
また、上記課題を解消すべく、本発明は、超電導マグネットであって、上記のいずれかの超電導コイルと、前記超電導コイルを構成する前記超電導線材が巻き付けられる巻枠と、を備える。 Moreover, in order to eliminate the said subject, this invention is a superconducting magnet, Comprising: One of said superconducting coils and the winding frame around which the said superconducting wire which comprises the said superconducting coil is wound are provided.
かかる構成によれば、多層巻きされた超電導コイルのコイル軸方向の端部において、径方向内側の層を構成する単一の単位線材の端部と、その外側の層を構成する単一の単位線材の端部とを重ね合わせて接続することにより、この接続部の厚さに起因する超電導線材の巻き乱れを抑えることができる。このため、当該超電導マグネットによれば、空間均一性の高い磁場が形成できる。 According to such a configuration, at the end in the coil axial direction of the multi-winding superconducting coil, the end of the single unit wire constituting the radially inner layer and the single unit constituting the outer layer By superimposing and connecting the end portions of the wire, it is possible to suppress turbulence of the superconducting wire due to the thickness of the connection portion. For this reason, according to the superconducting magnet, a magnetic field with high spatial uniformity can be formed.
また、上記課題を解消すべく、本発明は、テープ状の超電導線材がその厚さ方向を螺旋の径方向に向けた状態でソレノイド状に多層巻きされた超電導コイルを製造する方法であって、単一のテープ状の単位線材を前記ソレノイド状に巻き回して前記超電導コイルの所定の層を形成する工程と、前記超電導コイルのコイル軸方向の端部において、前記所定の層を形成した単位線材の端部に、その径方向外側の層を構成するテープ状の単位線材の端部をその厚さ方向に互いに重ね合わせて接続することによって前記超電導線材を構成すると共に、この接続した単一の単位線材を前記所定の層上において巻き回して前記外側の層を形成する工程と、を備える。 Further, in order to solve the above problems, the present invention is a method for producing a superconducting coil in which a tape-shaped superconducting wire is wound in a solenoid shape in a state where its thickness direction is directed in the radial direction of the spiral, A step of forming a predetermined layer of the superconducting coil by winding a single tape-shaped unit wire in the solenoid shape, and a unit wire having the predetermined layer formed at the end of the superconducting coil in the axial direction of the coil The superconducting wire is constructed by connecting the ends of the tape-shaped unit wires constituting the outer layer in the radial direction so as to overlap each other in the thickness direction. Winding a unit wire on the predetermined layer to form the outer layer.
かかる構成によれば、多層巻きされた超電導コイルのコイル軸方向の端部において、径方向内側の層(所定の層)を構成する単一の単位線材の端部と、その外側の層を構成する単一の単位線材の端部とを重ね合わせて接続することにより、この接続部の厚さに起因する超電導線材の巻き乱れが抑えられた超電導コイルが形成される。 According to this configuration, the end of the single unit wire constituting the radially inner layer (predetermined layer) and the outer layer thereof are configured at the end in the coil axial direction of the superconducting coil wound in multiple layers. By superimposing and connecting the end portions of the single unit wire material, a superconducting coil in which the disturbance of the superconducting wire material due to the thickness of the connection portion is suppressed is formed.
以上より、本発明によれば、テープ状の複数の単位線材を接続した超電導線材を用い、空間均一性の高い磁場を形成可能な超電導コイル、このコイルを用いた超電導マグネット、及び超電導コイルの製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a superconducting coil that can form a magnetic field with high spatial uniformity using a superconducting wire connected with a plurality of tape-like unit wires, a superconducting magnet using this coil, and the manufacture of the superconducting coil A method can be provided.
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図7を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施形態に係る超電導マグネットの正面図である。図2は、超電導マグネットの巻枠の正面図である。図3は、超電導線材を説明するための図であり、図4は、超電導線材における接続部を説明するための部分拡大図である。図5は、超電導コイルにおける各接続部の周方向の位置を説明するための図であり、図6は、超電導コイルにおける各接続部の周方向の位置を説明するための部分拡大断面図である。図7は、径方向において接続部が重なった状態を説明するための部分拡大断面図である。 FIG. 1 is a front view of the superconducting magnet according to the present embodiment. FIG. 2 is a front view of the winding frame of the superconducting magnet. FIG. 3 is a view for explaining a superconducting wire, and FIG. 4 is a partially enlarged view for explaining a connecting portion in the superconducting wire. FIG. 5 is a view for explaining the circumferential position of each connecting portion in the superconducting coil, and FIG. 6 is a partially enlarged sectional view for explaining the circumferential position of each connecting portion in the superconducting coil. . FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining a state in which the connection portions overlap in the radial direction.
本実施形態に係る超電導マグネット10は、巻枠12と、超電導コイル20と、を備える。
A
巻枠12は、胴部14と、一対のフランジ部16、16とを備える。胴部14は、円筒形状を有し、非磁性材料によって形成される。フランジ部16は、胴部14の軸方向の両端(図2において左右方向の両端)に設けられ、胴部14の外周面から径方向外側に向かって突出する。本実施形態の胴部14は、フランジ部16の内面間の距離が、例えば、200mmであり、外径が、例えば、600mmである。
The winding
超電導コイル20は、テープ状の超電導線材22がその厚さ方向を螺旋の径方向に向けた状態でソレノイド状に多層巻きされることによって形成される。具体的には、テープ状の超電導線材22が一対のフランジ部16、16間の領域においてその厚さ方向を巻枠12の径方向に向けた状態(フラットワイズ状態)で胴部14の外周面上においてソレノイド状に多層に巻き重ねられ、これにより、超電導コイル20が構成される。
The
超電導線材22は、テープ状の複数の単位線材24、24、…を直列に接続することによって形成される。各単位線材24は、Bi(ビスマス)系やY(イットリウム)系の酸化物材料によって形成され、例えば、長さが約400m、幅が4mm、厚さが0.5mmである。
The
超電導線材22は、単位線材24の端部同士が接続された部位である複数の接続部26を有する。この接続部26は、単位線材24の端部同士がハンダ28を介して(挟んで)互いの厚さ方向に重ね合わされ、その周囲に絶縁テープ30が巻き付けられた構造を有する。このため、超電導線材22において、接続部26は、他の部位に比べて2倍以上の厚さ(厚さ寸法)を有する。また、接続部26での電気抵抗を抑えるため、本実施形態では、単位線材24の端部同士の接続に銀を含むハンダ28が用いられ、単位線材24の端部同士が長手方向に5cm以上重ね合わされ、対向する面の略全体がハンダ28によって接続されている。
The
超電導コイル20の各層は、単一の単位線材24によって構成されている。即ち、超電導コイル20において、各層のコイル軸方向の端部に接続部26が設けられ、各層のコイル軸方向の途中(中間位置)には接続部26が形成されていない。
Each layer of the
具体的に、各接続部26は、超電導コイル20のコイル軸方向の端部において、上下(径方向における内外)に隣接する2つの層(第n層と第n+1層)において、径方向内側(下側)の層である第n層を構成する単位線材24の端部と、その外側(上側)の層である第n+1層を構成する単位線材24の端部とが互いの厚さ方向に重ね合わされた状態で接続されることによって形成されている。
Specifically, each
この接続部26は、超電導コイル20のコイル軸方向の端部において、各層に設けられてもよく、数層毎に設けられてもよい。
This
これら複数の接続部26、26、…は、超電導コイル20のコイル軸方向の両端部(図1において左右方向の両端部)に分散して設けられる。このように、接続部26がコイル軸方向の両端部に振り分けられることによって、超電導コイル20の一方の端部だけに偏った外径の巻き太りを防ぐことができる。例えば、1つの単位線材24によって連続して偶数層が形成される場合、超電導コイル20のコイル軸方向の一方の端部にのみ接続部26が形成されるため、当該端部の外径が他方の端部の外径よりも太くなる(一方の端部に巻き太りが生じる)。これに対し、1つの単位線材24によって連続して奇数層が形成される場合、超電導コイル20の両端部に接続部26が形成されるため、一方の端部だけに偏った外径の巻き太りが生じない。
The plurality of connecting
尚、接続部26が超電導コイル20の両端部に分散して設けられる場合に、各端部に設けられる接続部26の数は同じでなくてもよい。超電導コイル20によって形成される磁場の空間均一性が許容範囲内であれば、超電導コイル20の両端に振り分けられる接続部26の数が異なっていてもよい。
In addition, when the
また、複数の接続部26、26、…は、超電導コイル20の各端部において、超電導コイル20の径方向に重ならないような周方向の異なる位置(ずれた位置)に設けられる。具体的に、例えば、図5及び図6に示されるように各層に接続部26が設けられている場合、径方向の中心側に向かって見たときに、重ならない、即ち、外側の層の接続部26の電流の流れ方向における下流側端部(図5における下側端部)と、内側の層の接続部26の上流側端部(図5における上側端部)との間に隙間が生じ若しくは一致するように配置される。これにより、通電時に発熱する部位(接続部)26を周方向に分散させることができ、その結果、前記発熱に起因する超電導線材22の断線を防ぐことができる。即ち、ハンダ28の有する電気的抵抗によって通電時(励磁時)に接続部26が発熱するため、図7に示されるように径方向において接続部26、26同士が重なっていると、熱が逃げ難く当該部位が高温になって断線する恐れがあるが、上記のように径方向に重ならないように各接続部26を周方向の異なる位置に設けることによって発熱部(接続部26)の局所的な集中が防がれ、これにより、前記発熱に起因する断線を防ぐことができる。
Further, the plurality of connecting
また、超電導線材22において接続部26の厚さが他の部位の厚さと比べて2倍以上であるため、複数の接続部26、26、…が径方向に重ならないように設けられることで、当該部位(超電導コイル20のコイル軸方向端部)のコイル軸方向視の形状が歪むのを防ぐことができる。即ち、径方向において複数の接続部26、26、…が重なると、その位置の直径が周方向の他の位置の直径に比べて大きくなるが、周方向に接続部26を分散させることによって特定の直径だけが大きくなることを防ぐことができる。
Moreover, since the thickness of the
次に、超電導マグネット10の製造方法について、図8〜図10を参照しつつ説明する。図8は、超電導コイルの第n層を形成する工程を説明するための図である。図9は、接続部を形成した後、超電導コイルの第n+1層を形成する工程を説明するための図である。図10は、ダミー線を説明するための図である。
Next, a method for manufacturing the
テープ状の単一の単位線材24が、巻枠12の胴部14の外周面上において、軸方向における一方の端部(図8における左側端部)から他方の端部(図8における右側端部)に向けてフラットワイズのソレノイド状に巻回され、これにより、超電導コイル20の第1層が構成される。
A
単位線材24が胴部14の他方の端部まで巻き回わされると、単位線材24の余っている部位が切断される。尚、一条の単位線材24が、複数の層を連続して形成することができる長さを有していれば、第1層が巻き終わっても、余っている単位線材を切断することなく第2層、第3層、…を連続して形成してもよい。即ち、複数の層(第1層、第2層、第3層、…)が一条の単位線材24によって連続して形成されてもよい。
When the
第1層の単位線材24の端部(図8における右側の端部)の径方向外側面にハンダ28が塗布される。このハンダ28が塗布された部位に第2層を構成するための単位線材24の端部を重ね、熱を加えて接続(ハンダ付け)する。その後、ハンダ付けされた部位が絶縁被覆(例えば、絶縁テープ30によって被覆等)され、これにより、第1層を構成する単位線材24と第2層を構成する単位線材24とが直列に接続される。
続いて、第2層を構成する単一の単位線材24が、第1層の径方向外側(上側)において、軸方向における他方の端部(図9における右側端部)から一方の端部(図9における左側端部)に向けてフラットワイズのソレノイド状に巻回され、これにより、超電導コイル20の第2層が構成される。
Subsequently, the single
第2層が巻き終わると、第1層を構成する単位線材24の端部と第2層を構成する単位線材24の端部とを接続して接続部26を形成したのと同様に、余っている部位が切断され、第2層を構成する単位線材24の端部と、第3層を構成する単位線材24の端部とが接続される。
When the second layer has been wound, the
接続された第3層を構成する単位線材24が、第2層の径方向外側(上側)において、軸方向における一方の端部(図9における左側端部)から他方の端部(図9における右側端部)に向けてフラットワイズのソレノイド状に巻回され、これにより、超電導コイル20の第3層が構成される。
The
以上を繰り返すことによって、超電導線材22(複数の単位線材24、24、…が接続された線材)が巻き重ねられ、複数層のソレノイド状の超電導コイル20が形成される。このとき、例えば、第n層の巻き終わりに接続部26が設けられると、その下側(径方向内側)の層(第n−1層)の接続部26と径方向において重なる場合には、下側の層の接続部26よりも巻き回し方向における手前の位置において第n層を構成する単位線材24を切断し、この位置において、前記切断した(第n層を構成する)単位線材24の端部と第n+1層を構成する単位線材の端部との接続を行なう。この場合、第n層を構成する単位線材24の端部(前記切断した位置)から第n層の巻き終わりの位置までの間には、図10に示されるように、前記切断した位置と第n層の巻き終わりの地位との間隔に対応する長さのダミー線32が配置される。これにより、第n層を巻き終わる前に接続部26を形成しても、超電導コイル20の内部に隙間ができることを防ぐことができ、前記隙間に起因する巻き乱れ等を防ぐことができる。
By repeating the above, the superconducting wire 22 (wire to which a plurality of
このダミー線32は、単位線材24と同じ幅及び厚さを有するテープ状の部材であり、本実施形態では、例えば、超電導コイル20を構成する単位線材24と同じ線材を所定の長さに切断して用いている。
The
以上のようにして製造された超電導マグネット10によれば、超電導線材22が多層巻きされた超電導コイル20のコイル軸方向の端部において、内側の層(例えば、第n層)を構成する単一の単位線材24の端部と、その外側の層(例えば、第n+1層)を構成する単一の単位線材24の端部とを重ね合わせて接続することにより、この接続部26の厚さに起因する超電導線材22の巻き乱れを抑えることができる。即ち、コイル軸方向の中間部に接続部が設けられると、超電導線材22における接続部26と他の部位との厚さの違いによって、外側の層(例えば、第n+1層)を構成する超電導線材22に巻き乱れが生じる(図12参照)が、超電導コイル20のコイル軸方向の端部において、内側の層(例えば、第n層)を構成する単位線材24の端部と、その外側の層(例えば、第n+1層)を構成する単位線材24の端部とを重ね合わせて接続部26を構成することにより(図13参照)、接続部26と他の部位との厚さの差を埋めるための絶縁材等を挿入しなくても接続部26の厚さに起因する超電導線材22の巻き乱れを抑えることができる。その結果、当該超電導コイル20(当該コイル20を用いた超電導マグネット10)によれば、空間均一性の高い磁場を形成することができる。
According to the
尚、本発明の超電導コイル、このコイルを用いた超電導マグネット、超電導コイルの製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The superconducting coil of the present invention, the superconducting magnet using this coil, and the method of manufacturing the superconducting coil are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course.
上記実施形態では、接続部26が超電導コイル20の各層にそれぞれ設けられているが、この構成に限定されず、数層毎に設けられてもよい。この場合でも、通電時に発熱する部位(接続部)26を周方向に分散させて前記発熱に起因する断線を防ぐために、複数の接続部26、26、…は、超電導コイル20の径方向に重ならないような周方向の異なる位置(ずれた位置)に設けられることが好ましい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、複数の接続部26は、超電導コイル20においてコイル軸方向の両端部に設けられているが、一方の端部のみに設けられてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態のテープ状の超電導線材22は、Bi(ビスマス)系やY(イットリウム)系の酸化物材料(酸化物超電導導体)によって形成されているが、金属系の超電導導体によって形成されてもよい。
The tape-
10 超電導マグネット
12 巻枠
20 超電導コイル
22 超電導線材
24 単位線材
26 接続部
28 ハンダ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記超電導線材は、複数のテープ状の単位線材がその長手方向に接続されることによって構成され、
当該コイルの各層は、単一の前記単位線材が前記ソレノイド状に巻き回されることによって構成され、
前記超電導線材における前記単位線材同士が接続される接続部は、当該コイルのコイル軸方向の端部において、径方向内側の層を構成する単位線材の端部とその外側の層を構成する単位線材の端部とがその厚さ方向に互いに重ね合わされた状態で接続されている超電導コイル。 A superconducting coil in which a tape-like superconducting wire is wound in a multilayered manner like a solenoid with its thickness direction oriented in the radial direction of the spiral,
The superconducting wire is configured by connecting a plurality of tape-shaped unit wires in the longitudinal direction thereof,
Each layer of the coil is configured by winding a single unit wire in the solenoid shape,
The connecting portion of the superconducting wire to which the unit wires are connected is the end of the unit wire constituting the radially inner layer and the unit wire constituting the outer layer at the coil axial end of the coil. The superconducting coils are connected to each other in a state where the end portions thereof are overlapped with each other in the thickness direction.
前記超電導線材は、前記接続部を複数有し、各接続部では前記単位線材の端部同士がハンダを介して接続され、これら複数の接続部は、当該コイルにおけるコイル軸方向の一方側の端部において、当該コイルの径方向に重ならないような当該コイルの周方向の異なる位置にそれぞれ設けられる超電導コイル。 The superconducting coil according to claim 1,
The superconducting wire has a plurality of the connection portions, and at each connection portion, the end portions of the unit wire materials are connected to each other via solder, and the plurality of connection portions are ends on one side in the coil axis direction of the coil. Superconducting coils respectively provided at different positions in the circumferential direction of the coil so as not to overlap in the radial direction of the coil.
前記複数の接続部は、当該コイルにおけるコイル軸方向の両端部に分散して設けられる超電導コイル。 The superconducting coil according to claim 2,
The plurality of connection portions are superconducting coils provided in a distributed manner at both ends of the coil in the coil axial direction.
前記超電導コイルを構成する前記超電導線材が巻き付けられる巻枠と、を備える超電導マグネット。 The superconducting coil according to any one of claims 1 to 3,
A superconducting magnet comprising: a winding frame around which the superconducting wire constituting the superconducting coil is wound.
単一のテープ状の単位線材を前記ソレノイド状に巻き回して前記超電導コイルの所定の層を形成する工程と、
前記超電導コイルのコイル軸方向の端部において、前記所定の層を形成した単位線材の端部に、その径方向外側の層を構成するテープ状の単位線材の端部をその厚さ方向に互いに重ね合わせて接続することによって前記超電導線材を構成すると共に、この接続した単一の単位線材を前記所定の層上において巻き回して前記外側の層を形成する工程と、を備える超電導マグネットの製造方法。
A method of manufacturing a superconducting coil in which a tape-shaped superconducting wire is wound in a solenoid shape in a state where its thickness direction is directed in the radial direction of the spiral,
Forming a predetermined layer of the superconducting coil by winding a single tape-shaped unit wire into the solenoid shape;
At the end in the coil axial direction of the superconducting coil, the end of the unit wire forming the predetermined layer is connected to the end of the tape-shaped unit wire constituting the radially outer layer in the thickness direction. A superconducting magnet manufacturing method comprising: forming the superconducting wire by overlapping and connecting, and forming the outer layer by winding the connected single unit wire on the predetermined layer. .
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