JPH0221604A - 超電導コイル及びその製造法 - 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、超電導処理後の加工変形の困難な超電導物
質を用いた超電導コイルおよびその製造法に関するもの
である。

（従来の技術） 従来、金属シース（管）内に超電導物質を充填させて伸
線する方法によらず、裸で超電導物質を焼成した物を、
超電導体に結線結合させる方法は、インジュームによる
温間圧接、銀ベースト塗布、又は超音波作用でハンダ質
を接着させる方法が講ぜられていた。

また先に出願人は、超電導リングを積み重ね、その当接
部を超電導結合と非超電導結合とにより結合させた超電
導コイルについて提案したく特願昭６３−４８２２６号
）。

（発明による解決すべき課題） 従来の接合技術を、そのまま超電導リングの積層構造に
おいて数百箇所、又は数千箇所、直列に結合させること
は、結合箇所の抵抗により全体として超電導の特性を失
うことになるために使用することが困難であった。

超電導リングの積み重ねによる超電導コイルの製造では
、超電導の性質を全く失うことのない結合部と、非超電
動結合部とを設けなければ、超電導コイルが完璧に構成
されたとは言えないのであるが、従来の結合方法ではこ
れを達成できない問題点があった。特に非超電動結合部
の強度、熱膨張などについて考慮する必要があった。

また、超電導リングの一部を超電導物質粉末で覆い通電
結合させ、他部を超電導物質粉末と近似物質で覆って絶
縁する方法は、被覆粉末の厚さと性質に均一性を保つこ
とがむつかしい問題点があった。

（課題を解決する為の手段） この発明は超電導リングの当接部に超電導結合部と非超
電動結合部を設けることにより、超電導処理後の加工変
形困難な超電導物質を用い、超電導リングの積層により
結合強度が大きく、熱特性の異らないような超電導コイ
ル及びそのＭ速決を得たのである。

この発明は、複数積み重ねた超電導リングの夫々の当接
面に、超電導結合部と、非超電動結合部とを設け、更に
結合部の熱特性をほぼ一様にさせることによって、事実
上同一物と変らない長大な超電導コイルを＋Ｍ造するこ
とに成功したのである。

即ちこの発明は、１ケ所に通電遮断部を設けた超電導リ
ングを、前記通電遮断部が順次ずれるようにして積み重
ね、この積み重ねリングの当接部を超電導結合と非超電
導結合により接続させて超電導コイルを構成する方法に
おいて、超電導結合部には超電導リングと同質の層を介
装し、非超電動結合部には超電導リングと近似物質であ
って超電導となり得ない層を介装して全体を超電導焼成
することを特徴とした超電導コイルの製造法を完成した
のである。前記において近似物質とは、超電導特性がな
くて、熱特性の近似した物質であって、例えばイツトリ
ウム、バリウム、銅系にあっては、イツトリウム又はバ
リウムを１７２以十（０も含む）にした場合をいう。尤
も近似物質は超電導特性を失う程度にイツトリウム又は
バリウム、或いはその両方を減ずればよいことになる。

次に超電導コイルの発明は、複数の超電導リングを積み
重ねてなる超電導コイルにおいて、前記各超電導リング
は、その当接部において夫々超電導結合と非超電導結合
により一体化されていることにより超電導コイルを構成
した。前記における各超電導リングは、当該超電導リン
グと同質層の介在のもとに焼成することによって超電導
結合し、超電導リングを構成する成分の一部を変えて近
似の熱特性を有する層を介在させて全体を焼成すること
により生じた絶縁層により非超電動結合部を構成したも
のである。

前記において、予備焼成された超電導リングの当接面に
、超電導結合部と非超電動結合部とを設けたのであるが
、その方法として、超電導結合部は超電導リングと同質
の活性度の高い粉末層を介在させ、又は一部を超電導物
質により成形したリングを介装して焼成により一体形成
した。又、非超電動結合部には、超電導物質中の成分比
率を変えた物質く超電導特性がなく、熱特性はほぼ同一
を条件として）の粉末層介在させ、又はこの粉末をプレ
ス成形などにより成形したリングを焼成して絶縁層を形
成しな、前記における一部を超電導物質としたリングと
、一部を非超電導物質としたリングとは同一の一体リン
クであり、厚さは０゜５ｍｍ〜１ｍ＋ｎ位か考えられる
。前記における全体の再焼成によって超電導リングと同
質の層は超電導繊維を構成し、かつ一体止して焼結する
。

前記においては非超電導層を生成する為に、超電導物質
と近似した物質としてイツトリウム系超電導Ｍにあって
は、イツトリウム又はバリウムを１７２以下にすること
を提案した。前記非超電導物質は、焼成時等における熱
特性が超′ｒｒＳ、導物質と近似しており、Ｂ電導物質
との親和性が大きくて、結合が強固であって使用時に高
い絶縁性を示すことが望ましい。このような性質を示す
限りにおいては、各種超電導物質の絶縁層に当て嵌るも
のである。

また、一部を超電導性としたリングの成形はプレス成形
、その他部リング成形に用いる技術を応用することがで
きる。

（作　用） この発明は超電導リングの、電気的結合部には超電導リ
ングと同質の層を介在させ、他部に絶縁層を生成させる
層を介在して複数の超電導リングを重ね合せ、再焼成す
ることにより、各当接部に超電導結合部と非超電動結合
部とを設けたので、多数の超電導リングを結合した場合
に、全体がそのまま一連一体の超電導コイルとなる。即
ち、超電導結合部には電気的抵抗を生じないので、全体
が超電導材料で形成されたコイルと同一になる。

またこの超電導結合は、再焼成によって自動的に出来上
ることになる。

また超電導リングと近似の物質により非超電導層を設け
たので、超電導リングとの親和性があり、かつ熱特性も
近似しているので、結合が強固であって経時的変化がな
い。

更に当接部にリングを介装したので、介装リングの品質
及び寸法精度が高く、好ましい結合状態を得ることがで
きる。

（実施例１） この発明の実施例を第１図乃至第４図について説明する
。

イツトリウム、バリウム、銅系からなる超電導粉末を加
圧成形して、外径３５ｏＩＩ１１、内径２５−１厚さ２
簡のリング１ａ、１ｂ、ＩＣ１１ｄを形成し、各リンク
には通電遮断用のスリット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを放
射状に設けると共に、各リングの端面側へほぼ１／４の
範囲に活性の大きい超電導粉末１３ａ、３ｂ、３Ｃ５３
ｄを設ける。前記活性の大きい超電導粉末層３ａ、３ｂ
、３Ｃ１３ｄ以外のリング面は総て前記超電導粉末から
バリウム量を１７２とした絶縁粉末層６ａ、６ｂ、６Ｃ
１６ｄで被覆する。前記各リング１ａ、１ｂ、ＩＣ１１
ｄを第２図のように積み重ねる。次に径の異なるリング
の積層筒Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを内外多層に嵌装し、各層は第
３図、および第４図に示すように、各端面においてｗ、
ｘ、ｙ、ｚのように超電導接続し、全体として一つの多
重コイル５を形成したもので、各層間には絶縁層７が介
装しである。

前記実施例における一個当りの臨界電流密度は５５ＯＡ
／−と確認された。また内側リングは外径２４ｎｕｎ、
内径１５−１厚さ２圓で臨界電流密度は５５　ＯＡ／ｃ
ｄであった。

前記における絶縁粉末は粒度５ミクロン以下である。又
、再焼結温度は本焼結温度のほぼ９８％付近を用いれば
十分である。前記において、超電導粉末層、又は絶縁粉
末層を設ける方法としては、プローピレン、グリコール
を用いて粘性液状として用いる方法、又はプリントする
方法等が考えられる。何れにしても再焼結に際し、求め
る超電導の性質に悪影響がないものが好ましい。

（実施例２） 次にこの発明の他の実施例を第５図及び第６図によって
説明する。

前記実施例１においては、隣接超電導リング間に超電導
粉末層と、絶縁粉末層とを設けて、一体的に再焼結し、
超電導リングの一部（超電導粉末層）を超電導結合した
ものである。

この実施例は隣接超電導リング間に超電導粉末と、非超
電導粉末により成形した成形リングを介装したものであ
る。

即ち、イツトリウム、バリウム、ｆｌ系からなる超電導
粉末を加圧成形して、外径３５Ｍ、内径２５１ｍ！Ｉ、
厚さ２ｍｍのリング１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを形成し、
各リングには通電遮断用スリット４ａ、４ｂを放射状に
設けると共に、隣接リング間に超電導部７ａ（超電導コ
イルの通電断面積の１０倍以上の接触面積になるように
Ｍ電導結合面の広さを定める）と、非超電導部７ｂより
なる成形リング８を介装して禎み重ね、再焼結して一体
化したものである。前記における超電導部７ａは、超電
導リング１ａと同質の超電導粉末から成形し、非超電導
部は超電導粉末から、例えばイツトリウムを１／２減じ
て非２！電導粉末とし、これをプレス成形したものであ
る。

前記のように、超電導リングの介装に成形リング８を用
いなので、成形リング８は寸法的に高精度を得ることか
できると共に、品質を一定にすることができる。成形リ
ング８の厚さは０．５ｎ＋ｍ又は１關位が好適であるが
、寸法については特別の限定はしない。前記における通
電要領は第５図中矢示９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅの
通りである。

（発明の効果） この発明の製造法によれば、超電導リングを重ね合せて
コイルができるので、長大なコイルにした場合にも抵抗
損失がない効果がある。更に非超電導結合の絶縁層は再
焼結によって各超電導リングを強固に一体化し、全体の
コイルを高強度の一体コイルとする効果がある。また製
造は簡単であり、部品点数も少ないので、製品に対する
信顆度が肯いなどの効果もある。

この発明に用いる超電導リングは、超電導粉末の加圧成
形などにより、高精度に多量生産できる効果があり、絶
縁層は超電導リングとの親和性が大きく、熱特性も近似
しているので、経時的にひび割れ、その他不都合を生じ
るおそれはない。

また、超電導リングの当接部へ成形リンクを介装したの
で、介装物の品質及び寸法精度を高く保ち得る効果かあ
る。同質高精度の成形リングを容易に多量生産すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施に用いる超電導リングの例示斜
視図、第２図はこの発明の超電導コイルの断面図、第３
図は同じく右側面図、第４図は同じく第２図中Ａ−Ａ断
面図、第５図は同じく他の実施例の超電導リングと介装
リングの状態を示す斜視図、第６図は同じく第５図の超
電導リンクと介装リングを用いた超電導コイルの一部を
省略した断面図である。 １ａ、１ｂ、１ｃ、ｌｄ・・・超電導リング３ａ、３ｂ
、３ｃ、３ｄ−・・超電導層Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・積層
筒リング ５・・・多重コイル ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ・・・絶縁粉末層８・・・成形
リング 「Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　１ヶ所に通電遮断部を設けた超電導リングを、前記
   通電遮断部が順次ずれるようにして積み重ね、この積み
   重ねリングの当接部を超電導結合と非超電導結合により
   接続させて超電導コイルを構成する方法において、超電
   導結合部には超電導リングと同質の層を介装し、非超電
   導結合部には超電導リングと近似物質であって超電導と
   なり得ない層を介装して全体を超電導焼成することを特
   徴とした超電導コイルの製造法 ２　近似物質は、超電導物質と焼成による親和性が大き
   く、熱特性のほぼ一致する物質とした請求項１記載の超
   電導コイルの製造法 ３　近似物質は、イットリウム−バリウム−銅系超電導
   物質にあっては、バリウム又はイットリウムを１／２以
   下とした請求項１記載の超電導コイルの製造法 ４　超電導結合部の層は超電導粉末層又は超電導成形リ
   ングとし、非超電動結合部の層は、非超電動粉末層又は
   非超電導成形リングとした請求項１記載の超電導コイル
   の製造法 ５　複数の超電動リングを積み重ねてなる超電動コイル
   において、前記各超電導リングは、その当接部において
   夫々超電導結合と非超電導結合とにより一体化されてい
   ることを特徴とした超電導コイル ６　超電導結合は、超電導リングと同質層の介在のもと
   に焼成することによって形成された請求項５記載の超電
   導コイル ７　非超電導結合は、超電導リングを構成する成分の一
   部を変えた層を介在させ、その焼成により生じた絶縁層
   によって形成された請求項５記載の超電動コイル ８　超電導結合は超電導粉末層又は超電導成形リングを
   介装し、非超電導結合は非超電導粉末層又は非超電導成
   形リングを介装した請求項５記載の超電導コイル