JPH02199806A - 超電導コイルおよびプリプレグセミキユアテープ - Google Patents
超電導コイルおよびプリプレグセミキユアテープInfo
- Publication number
- JPH02199806A JPH02199806A JP1017637A JP1763789A JPH02199806A JP H02199806 A JPH02199806 A JP H02199806A JP 1017637 A JP1017637 A JP 1017637A JP 1763789 A JP1763789 A JP 1763789A JP H02199806 A JPH02199806 A JP H02199806A
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- coil
- superconducting
- tape
- resin
- prepreg
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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。
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〕
本発明は合成樹脂を含浸した超電導コイルに係り、特に
、含浸樹脂のクラックの発生を防止する超電導コイルに
関する。
、含浸樹脂のクラックの発生を防止する超電導コイルに
関する。
第２１ｉｉｉに磁気浮上車用超電導コイルの斜視図、第
３図に第２図の■−■矢視断面図を示す。
３図に第２図の■−■矢視断面図を示す。
第２図の従来の樹脂含浸超電導コイル１は、特公昭５３
−３９０４号公報に示されているように、コイル層間、
及び、コイル表面にガラステープを巻き、コイルの外部
から合成樹脂を真空注入し、加圧状態で加熱硬化を行っ
てコイルを成形していた。このようにして製作したコイ
ルは、第３図のように、コイル導体２間に合成樹脂のみ
の厚い層ができ。
−３９０４号公報に示されているように、コイル層間、
及び、コイル表面にガラステープを巻き、コイルの外部
から合成樹脂を真空注入し、加圧状態で加熱硬化を行っ
てコイルを成形していた。このようにして製作したコイ
ルは、第３図のように、コイル導体２間に合成樹脂のみ
の厚い層ができ。
極低温に冷却する時の熱収縮力及び超電導コイルの励磁
による電磁力で樹脂層３にクラック４が発生し、超電導
コイルはクエンチを起こす欠点があった。
による電磁力で樹脂層３にクラック４が発生し、超電導
コイルはクエンチを起こす欠点があった。
このようなりラック発生の防止には、含浸樹脂にコイル
を混入すると有効であることが知られているが、超電導
コイルのように、導体を密巻きにするコイルでは、フィ
ラーはコイル表面に溜り導体間までは侵入しない。この
ため、コイル導体間の樹脂層にもクラックが発生し易か
った。
を混入すると有効であることが知られているが、超電導
コイルのように、導体を密巻きにするコイルでは、フィ
ラーはコイル表面に溜り導体間までは侵入しない。この
ため、コイル導体間の樹脂層にもクラックが発生し易か
った。
以上は真空含浸により樹脂をコイル表面からコイル内部
へ含浸する場合であるが、超電導線の表面に樹脂含浸の
プリプレグセミキュアテープを巻いて用い、これを多数
回巻回してコイルを形成し。
へ含浸する場合であるが、超電導線の表面に樹脂含浸の
プリプレグセミキュアテープを巻いて用い、これを多数
回巻回してコイルを形成し。
加熱と加圧を行ってプリプレグセミキュアテープから押
し出される樹脂をコイル内部に含浸する方法がある。こ
の方法で製作したコイルも真空含浸の場合と同様にコイ
ル導体間の樹脂層が厚く、前述と同様に含浸樹脂にクラ
ックが発生し易い欠点がある。
し出される樹脂をコイル内部に含浸する方法がある。こ
の方法で製作したコイルも真空含浸の場合と同様にコイ
ル導体間の樹脂層が厚く、前述と同様に含浸樹脂にクラ
ックが発生し易い欠点がある。
上記従来技術は超電導コイルの導体間樹脂層のクラック
発生の点について十分な考慮がされておらず、超電導コ
イルに加わる電磁応力、及び、熱収縮応力で含浸樹脂層
にクラックが入り、超電導コイルはクエンチを起こす問
題があった。
発生の点について十分な考慮がされておらず、超電導コ
イルに加わる電磁応力、及び、熱収縮応力で含浸樹脂層
にクラックが入り、超電導コイルはクエンチを起こす問
題があった。
本発明の目的は超電導コイルの含浸樹脂層のクラック発
生を防止し、クエンチを起こさない信頼性の高い高電流
密度の超電導コイルを提供することにある。
生を防止し、クエンチを起こさない信頼性の高い高電流
密度の超電導コイルを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では繊維状フィラー
を樹脂に混入したプリプレグセミキュアテープを製造し
、このテープを超電導コイルの層間、表面、あるいは、
導体に巻回し、加熱、及び、加圧を行ってプリプレグセ
ミキュアテープがら押し出される繊維状フィラーの混入
の樹脂をコイル導体間、及び、コイル表面に含浸する。
を樹脂に混入したプリプレグセミキュアテープを製造し
、このテープを超電導コイルの層間、表面、あるいは、
導体に巻回し、加熱、及び、加圧を行ってプリプレグセ
ミキュアテープがら押し出される繊維状フィラーの混入
の樹脂をコイル導体間、及び、コイル表面に含浸する。
本発明のプリプレグセミキュアチーブはコイル導体間へ
の繊維状フィラーの含浸を可能とする。
の繊維状フィラーの含浸を可能とする。
本発明のテープを用いた超電導コイルは、導体間の樹脂
層に繊維状フィラーが絡み合って分散するので、樹脂層
の機械的強度は強化される。それによって、超電導コイ
ルの導体間樹脂層は、超電導コイルを冷却し１通電した
時に発生する熱収縮応力、及び、電磁応力に耐えること
ができ、クラックの発生を防ぐことができる。
層に繊維状フィラーが絡み合って分散するので、樹脂層
の機械的強度は強化される。それによって、超電導コイ
ルの導体間樹脂層は、超電導コイルを冷却し１通電した
時に発生する熱収縮応力、及び、電磁応力に耐えること
ができ、クラックの発生を防ぐことができる。
以下、本発明の実施例を第１図及び第４図ないし第６図
により説明する。
により説明する。
第１図において、超電導コイル１はＮｂＴｉの超電導フ
ィラメントと安定化鋼で構成された直径１．５ ｍの超
電導線２をレーストラック形状に一千ターン以上巻回し
、コイルの各層間、及び、表面には本発明のプリプレグ
セミキュアテープ５が半掛けで一回巻かれている。この
超電導コイル１は成形型に入れ、加熱しながらプレスに
より三方向からの三次元加圧を行って成形する。この加
圧成形によって、コイル導体間、及び、コイル表面に巻
かれたプリプレグセミキュアテープ５から繊維状フィラ
ー６がエポキシ樹脂７に混入された状態でコイル導体°
間、及び、コイル表面に押し出され、加熱硬化によって
樹脂層８が形成される。この樹脂層の機械的強度は、繊
維状フィラーと樹脂とがからみ合うので、従来に比べて
約二倍に強化される。
ィラメントと安定化鋼で構成された直径１．５ ｍの超
電導線２をレーストラック形状に一千ターン以上巻回し
、コイルの各層間、及び、表面には本発明のプリプレグ
セミキュアテープ５が半掛けで一回巻かれている。この
超電導コイル１は成形型に入れ、加熱しながらプレスに
より三方向からの三次元加圧を行って成形する。この加
圧成形によって、コイル導体間、及び、コイル表面に巻
かれたプリプレグセミキュアテープ５から繊維状フィラ
ー６がエポキシ樹脂７に混入された状態でコイル導体°
間、及び、コイル表面に押し出され、加熱硬化によって
樹脂層８が形成される。この樹脂層の機械的強度は、繊
維状フィラーと樹脂とがからみ合うので、従来に比べて
約二倍に強化される。
第４図は本発明のプリプレグセミキュアチーブの断面を
示す、プリプレグセミキュアテープ５の基材には５０μ
ｍ厚さのポリイミドフィルム９を用い、両面に１０μｍ
径のガラス繊維を約１ｍの長さに切断した繊維状フィラ
ー６を、硬化剤、及び、溶剤の混入したエポキシ樹脂７
に２０％（重量％）混入して塗布し、９０〜１００℃で
約−時間加熱してエポキシ樹脂を熟成させ、５０μｍ厚
さの繊維状フィラー６の混入した樹脂層１０を設ける。
示す、プリプレグセミキュアテープ５の基材には５０μ
ｍ厚さのポリイミドフィルム９を用い、両面に１０μｍ
径のガラス繊維を約１ｍの長さに切断した繊維状フィラ
ー６を、硬化剤、及び、溶剤の混入したエポキシ樹脂７
に２０％（重量％）混入して塗布し、９０〜１００℃で
約−時間加熱してエポキシ樹脂を熟成させ、５０μｍ厚
さの繊維状フィラー６の混入した樹脂層１０を設ける。
本実施例では基材に極低温下で電気絶縁性が良く機械的
強度の大きいポリイミドフィルムを用いたが、この他に
ポリビニルホルマール、ポリエステル、ポリアミド及び
アラミドの各合成フィルムもポリイミドフィルムと同様
の特性であるので、同様の効果が得られる。含浸樹脂の
クラック発生の防止に重点をおくならば、ガラスクロス
等の繊維布も基材として好適である。この他に極低温下
で機械的強度の大きいポリイミド、ポリビニルホルマー
ル、ポリエステル、ポリアミド、及び、アラミドの各合
成繊維布も好適である９コイル導体間の樹脂層の機械的
強度向上には、一般に用いられている粉末状フィラーは
効果がなく、繊維状フィラーは効果が大きい。合成樹脂
に含浸する繊維状フィラーとしては、エポキシ樹脂等の
合成樹脂との接着性が良く、極低温下での機械的強度の
大きい材料が好適である６ガラス繊維フイラーは合成樹
脂との接着性が良く、これを混入した樹脂層の機械的強
度は向上することから好適である。この他に前述の合成
繊維は合成樹脂との接着性が良く、極低温下での機械的
強度が大きいことから好適である。
強度の大きいポリイミドフィルムを用いたが、この他に
ポリビニルホルマール、ポリエステル、ポリアミド及び
アラミドの各合成フィルムもポリイミドフィルムと同様
の特性であるので、同様の効果が得られる。含浸樹脂の
クラック発生の防止に重点をおくならば、ガラスクロス
等の繊維布も基材として好適である。この他に極低温下
で機械的強度の大きいポリイミド、ポリビニルホルマー
ル、ポリエステル、ポリアミド、及び、アラミドの各合
成繊維布も好適である９コイル導体間の樹脂層の機械的
強度向上には、一般に用いられている粉末状フィラーは
効果がなく、繊維状フィラーは効果が大きい。合成樹脂
に含浸する繊維状フィラーとしては、エポキシ樹脂等の
合成樹脂との接着性が良く、極低温下での機械的強度の
大きい材料が好適である６ガラス繊維フイラーは合成樹
脂との接着性が良く、これを混入した樹脂層の機械的強
度は向上することから好適である。この他に前述の合成
繊維は合成樹脂との接着性が良く、極低温下での機械的
強度が大きいことから好適である。
含浸樹脂は機械的強度、電気特性が良好で、接着力が大
きく５熱収縮率が他の樹脂に比べて小さいエポキシ樹脂
、及び、ポリエステル樹脂が好適である。
きく５熱収縮率が他の樹脂に比べて小さいエポキシ樹脂
、及び、ポリエステル樹脂が好適である。
第５図は本発明の変形例で、超電導線の表面に第４図に
示した繊維状フィラー混入のプリプレグセミキュアチー
ブ５を半掛けで一回巻き、この超電導線を多数回巻回し
て超電導コイルを形成し、加熱及び三次元加圧を行って
コイル導体間、及び、コイル表面に繊維状フィラー混入
樹脂を押し出して含浸する。これによって含使樹脂層８
の機械的強度は従来の約二倍に強化され、コイル導体間
の絶縁性を改善することができる。
示した繊維状フィラー混入のプリプレグセミキュアチー
ブ５を半掛けで一回巻き、この超電導線を多数回巻回し
て超電導コイルを形成し、加熱及び三次元加圧を行って
コイル導体間、及び、コイル表面に繊維状フィラー混入
樹脂を押し出して含浸する。これによって含使樹脂層８
の機械的強度は従来の約二倍に強化され、コイル導体間
の絶縁性を改善することができる。
第６図は本発明の効果を従来例と比較したもので、縦軸
に従来例を１．０ とした場合のコイル電流密度をとり
、横軸に従来例を１．０ とした場合の磁界をとって
、コイル電流密度と磁界との関係を示した。
に従来例を１．０ とした場合のコイル電流密度をとり
、横軸に従来例を１．０ とした場合の磁界をとって
、コイル電流密度と磁界との関係を示した。
すなわち、本実施例の超電導コ・イルの特性Ｐは。
従来例の特性Ｑに比べてコイル電流密度が大きく優れて
おり、短尺線材の特性Ｒに近い特性になっている。すな
わち、従来の超電導コイルはコイル電流密度が１バーユ
ニツト（Ｐ、Ｕ）でクエンチを起こすのに対し、本実施
例の超電導コイルではコイル電流密度が１．２バーユニ
ツトでクエンチを起こすようになる。
おり、短尺線材の特性Ｒに近い特性になっている。すな
わち、従来の超電導コイルはコイル電流密度が１バーユ
ニツト（Ｐ、Ｕ）でクエンチを起こすのに対し、本実施
例の超電導コイルではコイル電流密度が１．２バーユニ
ツトでクエンチを起こすようになる。
本発明によれば、磁気浮上車に搭載する超電導コイルの
内部、及び、表面の樹脂層に繊維状のフィラーを混入し
てクラックの発生を起こり難くシたので、極低温下での
熱収縮力、及び、電磁力にも耐えることができ、高電流
密度で信頼性の高い磁気浮上車用超電導コイルを提供す
ることができる。
内部、及び、表面の樹脂層に繊維状のフィラーを混入し
てクラックの発生を起こり難くシたので、極低温下での
熱収縮力、及び、電磁力にも耐えることができ、高電流
密度で信頼性の高い磁気浮上車用超電導コイルを提供す
ることができる。
第１図は本発明の一実施例の超電導コイル断面図、第２
図は従来の磁気浮上車用超電導コイルの斜視図、第３図
は従来の磁気浮上車用超電導コイルの断面図、第４図は
本発明の超電導コイルに使用したプリプレグセミキュア
テープの断面図、第５図は本発明の他の実施例の超電導
コイルの断面図、第６図は本発明の超電導コイルの一実
施例と従来例のコイル電流密度と磁界との関係を示す特
性図である。 １・・・超電導コイル、２・・・超電導線、５・・・プ
リプレグセミキュアテープ、６・・・繊維状フィラー、
１゜第 ！ 口 茶 第３ 囚 第４１ｉＪ 茶５
図は従来の磁気浮上車用超電導コイルの斜視図、第３図
は従来の磁気浮上車用超電導コイルの断面図、第４図は
本発明の超電導コイルに使用したプリプレグセミキュア
テープの断面図、第５図は本発明の他の実施例の超電導
コイルの断面図、第６図は本発明の超電導コイルの一実
施例と従来例のコイル電流密度と磁界との関係を示す特
性図である。 １・・・超電導コイル、２・・・超電導線、５・・・プ
リプレグセミキュアテープ、６・・・繊維状フィラー、
１゜第 ！ 口 茶 第３ 囚 第４１ｉＪ 茶５
Claims (5)
- １．超電導線を多数回巻回し、合成樹脂を含浸した密巻
きの超電導コイルにおいて、 コイル導体間の樹脂層に繊維状のフィラーを混入したこ
とを特徴とする超電導コイル。 - ２．前記超電導コイルの層間に、前記繊維状フィラー混
入のプリプレグセミキユアテープを巻き、加熱及び加圧
を行つてコイルを成形することを特徴とする特許請求項
第１項記載の超電導コイル。 - ３．超電導線の表面に繊維状フィラー混入のプリプレグ
セミキユアテープを巻き、前記超電導線を多数回巻回し
て前記電導コイルを形成し、加熱及び加圧を行つてコイ
ルを成形することを特徴とする特許請求項第１項記載の
超電導コイル。 - ４．特許請求項第２項または第３項において、合成フィ
ルム又は繊維布を基材として、これに繊維状フィラーを
混入した合成樹脂を塗布、又は、含浸したことを特徴と
するプリプレグセミキユアテープ。 - ５．特許請求項第４項において、 テープ基材はポリイミド、ポリビニルホルマール、ポリ
エステル、ポリアミド及びアラミドの合成フィルム、又
は、合成繊維布、あるいは、ガラス繊維布を用い、繊維
状フィラーは前記テープ基材の材質であるフィラーを用
い、合成樹脂にはエポキシ樹脂、あるいは、ポリエステ
ル樹脂を用いることを特徴とするプリプレグセミキユア
テープ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1017637A JPH02199806A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 超電導コイルおよびプリプレグセミキユアテープ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1017637A JPH02199806A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 超電導コイルおよびプリプレグセミキユアテープ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199806A true JPH02199806A (ja) | 1990-08-08 |
Family
ID=11949381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1017637A Pending JPH02199806A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 超電導コイルおよびプリプレグセミキユアテープ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02199806A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005340637A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Toshiba Corp | 超電導コイル |
| JP2020031128A (ja) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 株式会社東芝 | 超電導コイルおよびその製造方法 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1017637A patent/JPH02199806A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005340637A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Toshiba Corp | 超電導コイル |
| JP2020031128A (ja) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 株式会社東芝 | 超電導コイルおよびその製造方法 |
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