[发明专利]超导线圈及其制造方法以及超导线圈用超导扁线材

说明书

超导线圈具备：绕线框；和至少2层超导扁线材层，其是将包含表面被覆有铜或铜合金的NbTi系或Nb₃Sn系的线材且截面为大致矩形状的超导扁线材沿着绕线框的大致周向螺旋卷绕在绕线框的外周面上、使在绕线框的轴向上邻接的线材彼此被以相互分离的状态并行配置而成的，在同一超导扁线材层内邻接的线材彼此的分离部分及分别位于邻接的2个超导扁线材层内的邻接的线材彼此的分离部分处至少具有热塑性熔接树脂，从包含绕线框的轴线的截面观察时，对于位于邻接的2个超导扁线材层且相互邻接的、合计3根超导扁线材的外表面所能划分形成的空隙及合计4根超导扁线材的外表面所能划分形成的空隙中的至少一者的空隙而言，其以在至少2层超导扁线材层中所占的面积比例即空隙率计为4％以下。

技术领域

本发明涉及超导线圈及其制造方法以及超导线圈用超导扁线材。

背景技术

就超导线而言，通常已知于极低温表现超导性能的物质。对于这样的超导线而言，若在卷绕于绕线框而形成线圈状后处于浸渍在液体氦中的状态，则能够作为电磁铁使用。超导线与通常的铜线等电线相比具有能够使非常大的电流通过的优点，但在大电流通过时，可能会被施加大的电磁力而产生振动并发热，若由于发热而温度上升，则即使在电流小于超导线的临界电流值的通电中，也会产生超导状态破坏而变为常导状态(以下称为“失超”)、液体氦瞬间蒸发等问题，因此要求采取维持超导状态、防止失超的措施。

作为防止该失超的手段，例如专利文献1中公开了将超导线圈的绕组部分含浸于环氧树脂，之后对环氧树脂实施固化处理来进行固定的超导线圈。固化了的环氧树脂即使反复进行常温和极低温(～4K)的热循环也不易产生裂纹、剥离等破损，但假设在发生了破损的情况下容易发生失超。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06-325932号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，上述超导扁线材的基于使用环氧树脂的含浸及固化处理的固定需要成本和劳力，因此期待以更简单的方法制造能够防止失超的超导线圈的方法、超导扁线材。

本发明是鉴于以上情况提出的，目的在于提供用于在不进行使用树脂的含浸及固化的处理的情况下以简单方法制造能够防止失超的超导线圈的超导扁线材、使用该超导扁线材制得的超导线圈及其制造方法。

用于解决课题的手段

本申请发明人为了解决上述课题进行了反复深入研究。其结果发现，对于具有表面被覆有铜或铜合金的NbTi系或Nb₃Sn系的线材和被覆线材的外周面的由热塑性熔接树脂形成的熔接树脂层的超导线圈用超导扁线材，通过对构成超导扁线材的熔接树脂层的平均被覆厚度及超导扁线材的角部的曲率半径进行优化，以及通过使用该超导扁线材制备超导线圈，从而能够有效抑制失超，并完成了本发明。具体来说，本发明提供以下技术。

[1]超导线圈，其具备：绕线框；和至少2层超导扁线材层，其是将包含表面被覆有铜或铜合金的NbTi系或Nb₃Sn系的线材且截面为大致矩形状的超导扁线材沿着上述绕线框的大致周向螺旋卷绕在上述绕线框的外周面上、使在上述绕线框的轴向上邻接的线材彼此以相互分离的状态并行配置而形成的，上述超导线圈的特征在于，在同一超导扁线材层内邻接的线材彼此的分离部分、以及在分别位于邻接的2个超导扁线材层内的邻接的线材彼此的分离部分处，至少具有热塑性熔接树脂，从包含上述绕线框的轴线的截面观察时，对于位于上述邻接的2个超导扁线材层且相互邻接的、合计3根超导扁线材的外表面所能划分形成的空隙及合计4根超导扁线材的外表面所能划分形成的空隙中的至少一者的空隙而言，其以在上述至少2层超导扁线材层中所占的面积比例即空隙率(V1)计为4％以下。