JPH01206604A - 超電導材料製コイルの製造方法及び超電導材料製コイルを有する電機子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は超電導材料製コイルの製造方法及び超電導材
料製コイルを有する電機子の製造方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 超電導材料は、炭酸バリウム或は酸化バリウム、酸化イ
ツトリウム、酸化銅等の粉末を均一に混合し、この混合
粉末を焼結することによって構成されている。そしてこ
の超電導材料を使用して、例えばモータ用のコイルを製
造するには、まず焼結体を粉砕し、被覆線引加工を行っ
て線状材を形成し、この線状材を所定のコイル形状に成
形加工する方法が採用されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記方法においては、線状材が硬質かつ脆
弱であるために、これを湾曲させてコイル状に成形する
際に亀裂や折損等を生じ易く、したがって曲率の小さな
形状でのコイルは加工が困難−であり、或いは多数の微
細なりラック等を生じた成形体となるために充分な電流
密度が得られないという問題がある。またこのようなコ
イルを用いて構成されるモータ用の電機子は、その形状
が大形化し、或いは充分に満足し得る性能が得られない
のもとなっている。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、形状の小形化が可能であると共に電流密度の向上を
なし得る超電導材料製コイルの製造方法を提供すること
にあり、さらに形状の小形化が可能であると共に性能を
向上し得る超電導材料製コイルを有する電機子の製造方
法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこで第１請求項の超電導材料製コイルの製造方接は、
所定のコイル形状及びリード部に応ずる溝加工を施した
型の上記溝内に超電導原料粉末を充填し、次いで焼成・
脱型を行ってコイル状成形体を取出し、このコイル状成
形体表面に絶縁物を被着するものであり、第２請求項の
超電導材料製コイルの製造方法は、所定のコイル形状及
びリード部に応ずる溝加工を施した型の上記溝内に超電
導原料粉末を充填し、その後静水圧プレス等による加圧
を行って充填粉末の緻密化を行い、次いで焼成・脱型を
行ってコイル状成形体を取出し、このコイル状成形体表
面に絶縁物を被着するものである。

また第３請求項の超電導材料製コイルを有する電機子の
製造方法は、所定のコイル形状の溝加工を表面に施した
絶縁性基板の上記溝内に超電導原料粉末を充填し、次い
で焼成するものであり、第４請求項の超電導材料製コイ
ルを有する電機子の製造方法は、所定のコイル形状の溝
加工を表面に施した絶縁性基板の上記溝内に超電導原料
粉末を充填し、その後静水圧プレス等による加圧を行っ
て充填粉末の緻密化を行い、次いで焼成するものである
。

（作用） 上記第１請求項の超電導材料製コイルの製造方法によっ
て、所定のコイル形状及びリード部に応ずる溝を型にま
ず形成し、次いでこの溝に超電導材料粉末を充填した後
、焼成・脱型を行うことにより、上記溝形状に沿って焼
結した超電導材料製コイルが得られる。このため従来の
ように焼成後の線状材に外力を作用させてコイル状に湾
曲成形する工程を必要とせず、したがって曲率の小さな
コイル形状とする場合にも亀裂や折損等を生じないので
、形状の小形化と共に電流密度の高い超電導材料製コイ
ルを製造することができる。またこのようなコイルを用
いることによって、小形で、かつ性能の向上したモータ
の電機子を作成することが可能となる。

また上記第２請求項の超電導材料製コイルの製造方法の
ように、上記第１請求項の製造方法に加えて、さらに焼
成工程の前に静水圧プレス等により型の溝に充填した超
電導原料粉末を緻密化することによって、焼成後のコイ
ル状成形体の空隙率が低減し、この結果、電流密度のさ
らに向上した超電導材料製コイルを得ることが可能とな
る。

また電機子の基板を超電導材料粉末の焼成温度に耐える
耐熱性を有する材質で構成し得る場合に、第３請求項の
超電導材料製コイルを有する電機子の製造方法によって
、所定のコイル形状の溝を上記基板の表面にまず形成し
、次いでこの溝に超電導材料粉末を充填した後、焼成す
ることにより、上記溝形状に沿って焼結した超電導材料
製コイルを内蔵する電機子を作成することができる。そ
してこの場合にも、上記と同様に、亀裂や折損等の発生
要因となる外力を作用させずに、曲率の小さなコイル部
の形成が可能であり、この結果、性能の優れた小形の電
機子の製造が可能となる。

また第４請求項の超電導材料製コイルを有する電機子の
製造方法のように、上記第３請求項の製遣方法に加えて
、さらに焼成の前に静水圧プレス等による加圧を行うこ
とによって、焼成後のコイル状成形体における空隙率が
低減されるので、性能がさらに向上した電機子を得るこ
とができる。

（実施例） 次にこの発明の超電導材料製コイルの製造方法及び超電
導材料製コイルを有する電機子の製造方法の具体的な実
施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図（ａ）〜（ｆ）はこの発明の超電導材料製コイル
の製造方法の一実施例における製造工程図を示しており
、第１図（ａ）は型成形工程を示す図であって、高融点
樹脂材料をプレス成形することによって表面にコイル部
に応ずる溝１とリード部に応ずる溝２とを有する型３を
形成する。次いで第１図（ｂ）は上記溝１．２に超電導
原料を埋込む工程を示しているが、この埋込は、炭酸バ
リウム或は酸化バリウム、酸化イツ）　ＩＪウム、酸化
銅等の超電導原料粉末を所定の比率で適当な揮発性溶媒
中に入れて懸濁液を作成し、この懸ｉｓを上記表面に塗
布すること、或いは上記型３上に上記超電導原料の懸濁
液から混合粉末を沈澱させること、または電着等によっ
て上記型３の表面に超電導原料粉末層４を形成し、次い
でこれを充分に乾燥させた後、上記型３の溝１．２内の
超電導原料粉末を残して表面の余剰層を除去することに
よって行う。その後、この型３全体を弾性膜体５で囲繞
し、第１図（Ｃ）に示すように、例えば冷間静水圧プレ
ス、或いは機械プレスによって２０００〜３０００ｋｇ
／ｃ＋ｆｌの加圧を行って、上記溝１．２内の超電導原
料粉末の緻密化を行う。次に、第１図（ｄ）に示すよう
に電気炉６内に挿入して９００〜９５０°Ｃで焼成する
。この焼成の工程で、高融点樹脂材料より成る型３は溶
融分解除去されて、上記焼成工程終了時には第１図（ｅ
）に示すような超電導材料製のコイル状成形体１０が得
られる。なお上記焼成工程の前に、上記焼成温度よりも
低く、かつ型３の溶融分解温度よりも高い温度で加熱す
ることによって、上記電気炉６とは異なる加熱装置内で
の型３の除去を行うようにすることも可能である。

上記超電導材料製コイル状成形体１０は、次いで合成樹
脂材料より成るペースト状の絶縁材１１中に浸漬され、
この絶縁材１１を固化させることによって絶縁処理済み
の超電導材料製コイルとして仕上げられる。第１図（ｆ
）には上記絶縁材１１をディスクモータ用の電機子形状
となるように作成した例を示しており、超電導材料製コ
イル状成形体１０ばそのリード部１２を残してコイル部
１３のみを上記絶縁材１１中に浸漬し、この絶縁材１１
を固化することによって、コイル部１３は上記絶縁材ｌ
ｌ中に埋込まれると共に、この絶縁材１１の表面から絶
縁物被覆のないリード部１２の突出した電機子が得られ
、これにより以降の組立時におけるリード部結線作業等
を容易に行うことができる。なお上記ペースト状絶縁材
１１への浸漬による方法以外にも、例えば絶縁材料をコ
イル部１３に溶射すること等によって超電導材料製コイ
ルの絶縁処理を行う構成とすることもできる。

以上の説明のように上記実施例の超電導材料製コイルの
製造方法においては、所定のコイル形状及びリード部に
応ずる溝１．２を型３にまず形成し、次いでこの溝１．
２に超電導材料粉末を充填し、その後、焼成・脱型を行
って超電導材料製コイルを得るものであって、従来の焼
成後の線状材に外力を作用させてコイル状に湾曲成形す
る工程を必要としない。したがって曲率の小さなコイル
形状とする場合にも亀裂や折損等を生じないので、形状
の小形化と共に電流密度の高い超電導材料製コイルを製
造することが可能となる。またこのようなコイルを用い
ることによって、小形で、かつ性能の向上したモータの
電機子を作成することが可能となる。さらに上記実施例
のように、焼成工程の前に静水圧プレス等によって型３
の溝１．２に充填した超電導原料粉末を緻密化すること
によって、焼成後のコイル状成形体１０の空隙率が低減
し、この結果、電流密度のさらに向上した超電導材料製
コイルを得ることが可能となる。

次にこの発明の超電導材料製コイルを有する電機子の製
造方法の一実施例について、第２図（ａ）〜（ｈ）の製
造工程図に基づいて説明する。

第２図（ａ）は、ディスクモータ用の電機子を構成する
セラミック製の基板２１の平面図であり、この基板２１
の表面には、円周方向に３等分した各領域に、それぞれ
平面コイルに応ずるコイル状の溝２２・２２が形成され
ている。なお同図（ａ）において破線で示している線は
、上記各コイル状溝２２・２２間を相互に接続する渡り
配線用の溝２３・２３であって、これらの渡り配線用溝
２３・２３は上記基板２１の裏面に形成され、端部にお
いて、表面側の上記各コイル状溝２２・２２の各端部へ
貫通孔を通して連通している。

上記基板２１の各溝２２．２３には、前記実施例と略同
様に、超電導原料粉末２４が充填される。

第２図働）はこのときの基板２１の平面図を、また第２
図（Ｃ）は基板２１の断面図をそれぞれ示している。次
いでこの基板２１を弾性膜体２５で囲繞し、これに、第
２図（ｄ）に示すように、例えば冷間静水圧プレス等に
よって加圧を行い、上記溝２２．２３に充填されている
超電導原料粉末の緻密化を行う。その後、第２図（ｅ）
及び第２図（ｆ）に示すように、電気炉２６で加熱する
仮焼きと、冷間静水圧プレスによる加圧とを必要に応じ
て行う。これにより、充填粉末がさらに緻密化されると
共に、基板２１への密着性が強化される。次いで第２図
（濁は上記充填粉末を焼結するための電気炉２７による
焼成処理を示しており、また同図（ｈ）は、その後、必
要に応じて行われるアニール処理を示している。これら
の加熱処理を経て、基板２１の表面に超電導材料製コイ
ルとしての焼結成形体を有するディスクモーフ用電機子
が形成される。

電機子の基板２１を超電導材料粉末の焼成温度に耐える
耐熱性を有する材質で構成し得る場合には、上記実施例
によって、超電導材料製コイルを内蔵する電機子を作成
することができる。そしてこの場合にも、前記実施例と
同様に、亀裂や折損　　゛等の発生要因となる外力を作
用させずに、曲率の小さなコイル部の形成が可能であり
、この結果、性能の優れた小形の電機子の製造が可能と
なる。

また焼成処理の前に静水圧プレス等による加圧を行うこ
とによって、焼成後のコイル部における空隙率が低減さ
れると共に、基板２１への密着性が強化され、性能をさ
らに向上し得ると共に、構造的にもより安定した電機子
を得ることができる。

なお上記各実施例においては、型３の溝１．２、或いは
基板２１の溝２２．２３に、炭酸バリウム或は酸化バリ
ウムや酸化イツトリウム、酸化銅等の所定比率での混合
粉末を超電導材料粉末として充填する例について説明し
たが、上記型３や基板２１に充填する前に、上記混合粉
末を焼結し、この焼結体を粉砕して得られる粉末を超電
導材料粉末として上記型３や基板２１に充填する構成と
することも可能であり、これによってさらに性能の向上
を図ることができる。また超電導材料として上記以外の
材料を用いることも可能である。さらに上記各実施例は
ディスクモータ用の電機子へ適用した例についての説明
であるが、この発明はディスクモータ形式以外の電機子
、或いはコイルの製造に適用することもできる。

（発明の効果） 上記のように第１請求項記載の超電導材料製コイルの製
造方法においては、亀裂や折損等の要因となる応力を生
じさせることなく曲率の小さな超電導材料製コイルの製
造が可能であるので、形状の小形化と共に電流密度を向
上させることができる。またこのような超電導材料製コ
イルを用いることによって、小形でかつ性能の優れた電
機子を作成することが可能となる。

第２請求項記載の超電導材料製コイルの製造方法におい
ては、亀裂や折損等の要因となる応力を生じさせること
なく曲率の小さな超電導材料製コイルの製造が可能であ
ると共に、粉末を焼結して得られる上記コイルの空隙率
が低減されるので、形状の小形化と共に電流密度をさら
に向上させることが可能となる。

第３請求項記載の超電導材料製コイルを有する電機子の
製造方法においては、電機子の基板を超電導材料粉末の
焼成温度に耐える耐熱性を有する材質で構成し得る場合
に、亀裂や折損等の発生要因となる外力を作用させずに
、上記基板に曲率の小さな超電導材料製コイルを内蔵す
る電機子を作成し得るので、性能の優れた小形の電機子
の製造が可能となる。

第４請求項記載の超電導材料製コイ°ルを有する電機子
の製造方法においては、亀裂や折損等の発生要因となる
外力を作用させずに、電機子の基板に曲率の小さな超電
導材料製コイルを内蔵させることが可能であると共に、
粉末を焼結して得られる上記コイルの空隙率が低減され
るので、さらに性能の優れた小形の電機子の製造が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）はこの発明の超電導材料製コイル
の製造方法の一実施例を示す製造工程図、第２図（ａ）
〜（ｈ）はこの発明の超電導材料製コイルを有する電機
子の製造方法の一実施例を示す製造工程図である。 １．２・・・溝、３・・・型、１０・・・コイル状成形
体、２１・・・基板、２２・・・溝。 第 （ａ） （ｄ）　　　　　　　　　　　　　　（１図 （ｂ）　　　　　　　　　　（Ｃ） ｅ）　　　　　　　（ｆ） 嘴彎 ＣＪ 代　　　　　　ｒ０

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．所定のコイル形状及びリード部に応ずる溝加工を施
   した型の上記溝内に超電導原料粉末を充填し、次いで焼
   成・脱型を行ってコイル状成形体を取出し、このコイル
   状成形体表面に絶縁物を被着することを特徴とする超電
   導材料製コイルの製造方法。
2. ２．所定のコイル形状及びリード部に応ずる溝加工を施
   した型の上記溝内に超電導原料粉末を充填し、その後静
   水圧プレス等による加圧を行って充填粉末の緻密化を行
   い、次いで焼成・脱型を行ってコイル状成形体を取出し
   、このコイル状成形体表面に絶縁物を被着することを特
   徴とする超電導材料製コイルの製造方法。
3. ３．所定のコイル形状の溝加工を表面に施した絶縁性基
   板の上記溝内に超電導原料粉末を充填し、次いで焼成す
   ることを特徴とする超電導材料製コイルを有する電機子
   の製造方法。
4. ４．所定のコイル形状の溝加工を表面に施した絶縁性基
   板の上記溝内に超電導原料粉末を充填し、その後静水圧
   プレス等による加圧を行って充填粉末の緻密化を行い、
   次いで焼成することを特徴とする超電導材料製コイルを
   有する電機子の製造方法。