JPH0677267U - 永久電流スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】永久電流スイッチを形成する超電導線の折り返
し部を不要とする。 【構成】ＰＣ２０は巻枠２１内部に４個のソレノイドコ
イル２２、２３、２４、２５が同心状に配置され、巻枠
の外側に外筒２６が嵌合固定されるとともに、これらの
巻枠、外筒およびコイルはエポキシ樹脂２７で一体に固
化されている。コイル２２および２４は左巻きのソレノ
イドコイル、コイル２３および２５は右巻きのソレノイ
ドコイルからなり、隣接するコイル間は通電による磁界
の方向が逆転するように接合部２８で相互に固相接合さ
れることにより、全体として実質的に無誘導巻き状態が
得られる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は永久電流スイッチ（以下ＰＣＳと称する）に関し、特に超電導線を無 誘導巻きするための折り返し部を不要としたＰＣＳの構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

超電導マグネットを、外部電源からの電流供給を必要とせずに一定磁界を長時 間保持する永久電流モードで運転するためにＰＣＳが用いられる。 このようなＰＣＳは、一般的には、巻枠上に高抵抗マトリックスを有する超電 導線を無誘導巻きし、同時にヒーター線を巻き込んで全体をエポキシ樹脂等の硬 化性樹脂で一体に固化することが行われている。

【０００３】 この超電導線の無誘導巻きは、超電導線への通電（off 状態）によりそれ自身 による磁界発生を防ぐために行われるもので、単一の超電導線を略その１／２の 条長の位置で折り返し、この折り返し部を巻き始め端として巻枠上に巻回するも のである。 超電導線を無誘導巻きするためには、その巻き始め端を巻枠に固定する必要が あり、このため巻枠の鍔板または巻胴の内側に係止部を設け、この係止部に巻き 始め端を固定して整列巻きすることが知られている（実公開６２−３４４０８号 公報）。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記の無誘導巻き方法では以下の問題がある。 （イ）巻枠に係止部を設けるため、巻枠の構造が複雑となり、またその製作に 時間と費用を要する。 （ロ）外形寸法の小さなＰＣＳに対しては、係止部の加工が不可能となる。

【０００５】 （ハ）外径の大きな超電導線を使用する場合、係止部の曲率半径が制限される ため、同様に係止部の加工が不可能となるか、あるいは非常に困難となる。 （ニ）係止部に巻き始め端を固定する作業が煩雑である。 本考案は以上の問題を解決するためになされたもので、折り返し部を不要とし 、即ち、巻枠に係止部を設ける必要がなく、かつ外径寸法の小さなＰＣＳや外径 の大きな超電導線に対しても容易に無誘導巻き可能なＰＣＳを提供することをそ の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案のＰＣＳは、一方向に巻回された超電導 コイルの複数個を同心状に配置し、これらの超電導コイルを形成する超電導線の 各端部をその通電による磁界の方向が逆転するように相互に固相接合し、全体を 硬化性樹脂で一体に含侵固化したものである。このように超電導コイルを形成す る超電導線の各端部をその通電による磁界の方向が逆転するように相互に接合す ることにより、全体として、超電導線は実質的に無誘導巻きすることができる。

【０００７】 このような無誘導巻きは、本願第２の考案の、巻き方向の異なる複数個の超電 導コイルを同心状に配置し、これらの超電導コイルを形成する超電導線の各端部 をその通電による磁界の方向が逆転するように相互に固相接合し、全体を硬化性 樹脂で一体に含侵固化したＰＣＳによっても得られる。 上記のＰＣＳにおいては、超電導コイル間または超電導線間にヒーター線が巻 き込まれ、これらのヒーター線はソレノイド巻きまたは無誘導巻きされるか、あ るいは超電導線と同様に通電による磁界の方向が逆転するように相互に直列また は並列に固相接合される。

【０００８】 図２は上記のＰＣＳを構成する超電導コイルの結線状態を示したもので、右巻 きのソレノイドコイル１、２を同図（ａ）に示すように平行に配置した場合に、 それぞれの端末１ａ、１ｂおよび２ａ、２ｂに対して、コイル１の端末１ｂとコ イル２の端末２ｂとを点線で示すように結線することによりコイル１と２はこの 結線部で折り返された状態となり、その通電による磁界の方向Ｈが逆転するため 、実質的に無誘導巻き状態が得られる。コイル１、２が左巻きの場合も同様であ る。また、同図（ｂ）は左巻きのソレノイドコイル３と右巻きのソレノイドコイ ル４とを平行に配置した場合を示したもので、この場合においては、コイル３の 端末３ａとコイル４の端末４ｂとを結線することにより上記と同様の効果が得ら れる。

【０００９】 図３は本考案のＰＣＳのコイルの配置の概略を示したもので、ＰＣＳ５は巻枠 ６の内部に４個のソレノイドコイル７、８、９、１０が同心状に配置され、巻枠 ６の外側に外筒１１が嵌合固定されるとともに、これらの巻枠、外筒およびコイ ルはエポキシ樹脂等の硬化性樹脂１２で一体に固化されている。 同図において、コイル７、８、９、１０が全て右巻きの場合、隣接するコイル ７と８、８と９、９と１０をそれぞれ第３図（ａ）に示すように結線すれば、全 体として実質的に無誘導巻き状態が得られる。また、コイル７と９が左巻き、コ イル８と１０が右巻きの場合には、第３図（ｂ）に示すように結線すれば、上記 と同様の効果が得られる。巻き方向が異なる複数個のコイルを組み合わせた場合 でも結線方法により同様の効果が得られることは当然である。

【００１０】 図３のＰＣＳにおいては、隣接するコイル間を固相接合により結線しているが 、必ずしも隣接するコイル間を結線する必要がないことは言うまでもない。 以上の場合において、各コイルの端末の結線は全体としてインダクタンスが最 小となるように固相接合される。

【００１１】

【作用】

上記構成により本考案のＰＣＳにおいては、複数個の同心状に配置された超電 導コイルの通電による磁界の方向が逆転するように相互に固相接合されているた め、全体として実質的に無誘導巻きすることができ、折り返し部が不要となるた め、巻枠の鍔板または巻胴に係止部を設ける必要がなくなる。

【００１２】

【実施例】 以下、本考案の一実施例について説明する。 図１は本考案のＰＣＳの概略を示したもので、ＰＣ２０は巻枠２１内部に４個 のソレノイドコイル２２、２３、２４、２５が同心状に配置され、巻枠の外側に 外筒２６が嵌合固定されるとともに、これらの巻枠、外筒およびコイルはエポキ シ樹脂２７で一体に固化されている。上記の各コイル上にはヒーター線２２ａ、 ２３ａ、２４ａ、２５ａが配置されており、これらのコイルおよびヒーター線の 各組は、予め別途用意した分解可能な巻枠上に巻回して、エポキシ樹脂を含浸す ることにより一体に固化されている。また、コイル２２および２４は左巻きのソ レノイドコイル、コイル２３および２５は右巻きのソレノイドコイルからなる。

【００１３】 上記のＰＣ２０において、隣接するコイル間は通電による磁界の方向が逆転す るように、即ち、図２（ｂ）に示すように接合部２８で相互に固相接合され、コ イル２２の巻き始め端部とコイル２５の巻き終り端部は、それぞれ一方の鍔板２ １ａに設けられた貫通孔より鍔板外へ導出されて端子２９、３０に半田付けされ ている。

【００１４】 また、各コイル上に配置されたヒーター線は、それぞれソレノイド巻きされる とともに直列に接続されコイルを形成する超電導線の端部と同様に鍔板外へ導出 される（図示せず）。 以上のＰＣＳ２０においては、超電導線を無誘導巻きするための係止部を巻枠 上に設ける必要がなくなり、コイル２２の内径が小さい場合や超電導線の外径が 大きい場合でも容易に製作可能となる。また、ヒーター線が分散して配置されて いるため、より小さいパワーでＰＣＳを動作させることができる。

【００１５】

【考案の効果】

以上述べたように本考案の永久電流スイッチによれば、超電導コイルを無誘導 巻きするための折り返し部および巻枠上の係止部を設ける必要がなくなるため、 その製作が容易となり、また予め外径および内径のそれぞれ異なる各種の超電導 コイルを製作しておけば種々の仕様の永久電流スイッチを製作することが可能に なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の永久電流スイッチの一実施例を示す概
略断面図。

【図２】永久電流スイッチを構成する超電導コイルの結
線状態を示す図。

【図３】本考案の永久電流スイッチのコイルの配置を示
す概略図。

【符号の説明】

１、２、４、２２、２４…右巻きのソレノイドコイル ３、２３、２５…左巻きのソレノイドコイル ５、２０…永久電流スイッチ ６、２１…巻枠 ７、８、９、１０…ソレノイドコイル ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ…ヒーター線 Ｈ…磁界の方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 前田 慶一郎 川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号 昭和 電線電纜株式会社内 (72)考案者 三宅 清市 川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号 昭和 電線電纜株式会社内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一方向に巻回された超電導コイルの複数個
   を同心状に配置し、これらの超電導コイルを形成する超
   電導線の各端部をその通電による磁界の方向が逆転する
   ように相互に固相接合し、全体を硬化性樹脂で一体に含
   侵固化したことを特徴とする永久電流スイッチ。
2. 【請求項２】巻き方向の異なる複数個の超電導コイルを
   同心状に配置し、これらの超電導コイルを形成する超電
   導線の各端部をその通電による磁界の方向が逆転するよ
   うに相互に固相接合し、全体を硬化性樹脂で一体に含侵
   固化したことを特徴とする永久電流スイッチ。
3. 【請求項３】外周にヒーター線を巻回した巻き方向の異
   なる複数個の超電導コイルを交互に同心状に配置し、隣
   接する超電導コイルを形成する超電導線の各端部をその
   通電による磁界の方向が逆転するように相互に固相接合
   し、全体を硬化性樹脂で一体に含侵固化したことを特徴
   とする永久電流スイッチ。