JPH0250403A - 超電導コイルの製造方法及び製造装置 - Google Patents

超電導コイルの製造方法及び製造装置

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JPH0250403A
JPH0250403A JP63201334A JP20133488A JPH0250403A JP H0250403 A JPH0250403 A JP H0250403A JP 63201334 A JP63201334 A JP 63201334A JP 20133488 A JP20133488 A JP 20133488A JP H0250403 A JPH0250403 A JP H0250403A
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JP
Japan
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solder
coil
superconducting
reinforcing material
stabilizing
Prior art date
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Pending
Application number
JP63201334A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunio Terada
寺田 邦夫
Sukeaki Hamanaka
亮明 浜中
Kazuyoshi Hayakawa
早川 数良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0250403A publication Critical patent/JPH0250403A/ja
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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

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超電導を利用した各種製品(′#L力貯蔵、M
HI、MHDなど)の超電導コイルの製造時に於ける超
電導線と補強材及び安定化材との接合技術の改善に関す
る。
〔従来の技術〕
第12図に従来の超電導コイルの断面斜視図を示す。図
示の如く超電導コイルは超電導線(NbTi 、 Nb
、 Sn  などの極細線群の外周を鋼で核種されたも
の)2と安定化材3及び補強材Iを互いiこ接合するこ
とにより構成されている。
これら部材に対する従来の接合法として、超電導線2に
対する熱的ダメージ及び歪を極力回避するため下記の半
田付法が採用されている。
(1)浸漬半田付法 超電導線、安定化材及び補強部材にペーストを塗布後、
第12図の断面構成に示す状況に設定後、溶融半田浴槽
に浸漬し、EC及びFDの間隙(通常0,2龍以下)で
の毛細管現象を利用して溶融半田を浸透させる。
(2)  さしろう式半田付法 第12図の断面構成に部材設定、加熱後、E線及びF線
に沿って、半田線先端を溶融させ、EC1及びFDの微
細間隙から半田を浸透させる。
(3)押圧半田付法 第12図に於て、予めFliABF及びCDの界面φζ
半田フォイルを介挿し、部材を移動加熱すると共に、補
強材lの両側部を押圧して連続半田付する。
〔発゛明が解決しようとする課題〕
従来の半田付法では以下の欠点を有する。
(1)浸漬半田付法では第12図のEC及びFDの界面
から半田を浸透させた場合、超電導線間、超電導線〜補
強材間及び超電導線〜安定化材間の間隙の大きい部分へ
の半田浸透が不充分となり空洞を生じる。また長尺部材
の接合には、大型半田浴槽を必要とし設備費が高価とな
る。
(2)さしろう式半田付法でも上記と同様に空洞を生じ
る。才た、連続的にさしろうを施すので、大型浴槽は不
要となるが、第12図のE及びF線からの半田線供給で
ある為、生産性(半田付速度)が低い。又EC、FD界
面での面接合率が低下する。
(3)  加圧半田付法では半田材フォイルを予め介挿
し、押圧するので、第12図のAE、IIF面の面接合
率はさしろう式に比べて向上するが化フォイルが酵い(
通常50〜100μm)為溶融金属半田量が不足し超電
導線2の周囲の間隙で空洞を生じる。
b0人E線及びBP線が一直線である為、安定化材3の
押圧及び補強材Iの側壁押圧により、超電導線2は、四
周から圧縮を受は歪を生じやすい。また、Cにの方法は
連続加熱、連続溶融、凝固方式であるため生産性は高い
が、薄膜の半田材フナイルが部材内で局所的に溶融する
ため、AH及びBF面の母材面で先行して半田で濡れた
面が、末だ濡れていない母材面での溶融半田を引き込む
ため押圧のタイミングがずれ濡れていない面での接合不
良を完全に防止し得ない。
本発明は上記の問題点を解決し、 (1)各部材間の間隙及び超電導線間の間隙にも半田を
完全に充填、接合させる (2)超電導線に歪を極力与えない (3)  生産性を上げる (4)  大型半田浴槽等の高価な設備費を要しない(
5)長尺コイルを連続製造できる 製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
(1)本発明に係る超電導コイルの製造方法は、補強材
の溝内に、超′1導朦群と安定化材を設置し、各部材間
隙に半田材フナイルを介挿した後加熱、半田溶融及びコ
イル外周からの押圧により半田付する製造方法ζこ詔い
て、 半田材フォイルには、半田の融点よりも高い融点を有す
る芯材の両面に半田材を被覆した部材を用い、補強材の
断面形状は上部と下部の間番こ段差を設け、安定化材の
入る上部の溝幅w、を超電導線の入る下部の溝幅w3よ
りも大きくし、上部のOi++壁部を外部に傾斜させて
入口が広くなるように開口させ、補強材下部の溝深さd
、を超電導線の厚みd。
よりも大きくするとともに、コイルを半田の溶融温度に
加熱した状態でコイル外周から、上下、左右に押圧し、
余剰溶融半田を補強材と安定化材の外部ヘオーバフロー
させ、固化後除去することを特徴とする。
(2)  本発明に係る超電導コイルの製造装置はコイ
ルを連続通過させるトンネル型加熱炉と、コイルを上下
方向に押圧する上部押圧ローラと支持口−ラと、コイル
を左右方向に押圧する側部押圧ローラと、余剰半田を除
去するカッタロールと、コイルの移動装置からなり、上
部押圧ローラは前記加熱炉内及び加熱炉後方に設置し、
側部押圧ローラは、前記両上部押圧ローラ間に設置し、
カッタロールは、上部押圧ローラ及び側部押圧ローラよ
りも後方に配置したことを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、 (1)半田材フォイルには、半田より融点の高い芯材4
aが存在するため従来の半田フォイルの如く溶落せずに
、両面が半田で濡れた芯材411が各部材間の全面に押
圧により接すると共に余剰溶融半田4Cは押圧によりオ
ーバフローし、かつ溶融半田4C表面の浮上酸化物は接
合面外部へ放出される。
(2)補強材に段差部CG、及びDH部を設けることに
より、a、超電導線2の入る溝部の側壁厚さを、安定化
材3の入る溝部の側壁厚さよりも厚くするため左右押圧
力F、により安定化材3の入る側壁部のみが変形するこ
と及びす、上下押圧力F1を受けた特番(w、)w4で
、かつ段差部CG、DHに於て安定化材3が垂下するの
を防止することにより、超電導材の圧縮lζよる歪発生
を阻止できる。
(3)  溶融半田4Cは超電導線2間隙に圧入される
と共に余剰溶融半田4Cは、流動しつ\外部へ放出され
るため超電導線2に過度の圧力がか\らずに上記間隙を
はゾ完全に充満しつる。
(4)  補強材Iを第5図に示すようにEC,FD面
を逆ハの字型に設定することにより、部材挿入が容易で
あると共に、押圧により溶融半田4Cを上方ζこ恰も絞
り出すが如く放出できる。
(5)  第6図に示すごとく連続的に部材挿入、加熱
、半田溶融、余剰溶融半田放出、余剰固化平田除去が可
能である為、長尺コイル部材を高速接合できる。
〔実施例〕
(製造方法の実施例) 本発明方法の実施例を第1図〜第11図に示す。
第1図は本発明方法で製造する超電導コイルの断面図を
示し、第2図〜第11図にその製造方法及び製造装置を
示す。
本発明方法においては、 (1)半田シート材として第4図に示す様に半田の融点
よりも高い芯材4aの両面に半田4bをクラッドしたシ
ート材4を用いる。
(2)補強材lの断面形状として第2図に示す様にa、
側壁部RC,FD面を外部へ傾斜(θ〉0)させ、b、
超電導線2の入る溝幅wsと安定化材の入る溝幅w、の
関係をwl)wlとし、段差部CG及びDHを設け、C
9超電導線2の入る溝深さも と超電導線の厚みd、の
関係をd、)d、とする。
(3)各部材を第5図に示すごとく配設し、半田の溶融
温度に連続加熱し、第6図に示す如くコイルをトンネル
型加熱炉5内を連続通過させるとともに上下、左右に押
圧するためにローラ6a。
6m’  及びローラ巾が段階的に狭くなるローラ群7
a−7a、yb−7b、7cm7c、 を通過させ上下
(F、)及び左右(F、)に押圧して芯材4aを残し余
剰溶融半田4Cを外部へオーバーフローさせ、固化後放
出された余剰凝固半田8をカッタロール9で削除する。
(4)  押圧ロール6による溶融半田4Cの超電導線
3間への浸透及び余剰半田8の絞り出し放出は第7図〜
第11図に示すように行う。第7図の芯材4aは加熱に
より両面が半田で謂れた状態で部材間に形状を保ちなが
ら存在する。流下した溶融半田は半田プール4Cを形成
し、毛細管現象及び自重で超電導線3間に浸入する。ロ
ーラ7は順次補強材lの両側上部を押圧して行き、第8
図、第9図、第10図のステップを経ることにより、芯
材4aは残ったま\で余剰半田を外部へ放出する。
この際、両面の半田で濡れた芯材4aは部材間の全面と
接触し介挿状態で部材全面に接合される。
(5)  第1図は第10図の余剰半田8をカッタロー
ル9で仕上げた状況を示し、10は仕上面を示す。
(6)  前記実施例において補強部材!1安定化材3
の半田面接合される面及び、超電導線2の無酸素鋼(O
xide Free Cupper )被覆部の外面に
予め銀メツキを施すと共に、加熱炉6内を不活性ガス(
N、、Arなど)雰囲気とすること番こより、ペースト
材(半田及び母材の酸化被膜除去及び酸化防止材)を省
略することが可能となり、後工程でのペースト残渣除去
工程も略すことが可能となる。
前記実施例において、半田クラツド材の具体例としては
芯材として30〜50μmの純銅もしくは純Aノ箔を用
い、両面にPPb−8n−A系、Pb−Ag系、Pb−
In系などの半田が30〜100μmでクラッドされた
ものを用いる。
τ 超電導線3の素線外径は通常1φ〜3Rψ程度が用いら
れるため線間隙は比較的粗大となる。従って、超電導線
群の周囲に埋設する半田クラッド層の厚さは100μm
以上とすることが好ましい。又、半田付機構上からこの
部分の半田には芯材を省いた半田フォイルを用いても良
い。
(製造装置の実施例) 本発明装置の実施例を第6図に示す。
コイルは、移動装置(図示省略)ζこよりトンネル型加
熱炉内を通過移動する。そして炉内に設置された上部押
圧ローラ6aと支持ロール6bにより上下に押圧される
。しかし、補強材lに設けた段差により安定化材3が超
電導材を圧縮することは防止できる。
次Jζコイルはローラ幅が段階的に狭くなるローラ群7
 a−va、yb−7b、7cm7c により左右に押
圧される。そのため余剰溶融半田は外部ヘオーバフロー
する。そして固化後、カッタロールで除去される。
〔発明の効果〕
上記したように本発明方法によれば、クラッド半田シー
トを用い、7>)っ段差付性を有する補強部材を用いる
ことにより、 (1)  はゾ完全な半田充填、面接合が可能となる。
(2)超電導線に対する歪発生を低レベルに出来る。
(3)大型平田浴槽等高価な設備が不要となる。
(4)住産性が高い。
(5)  長尺コイル材の連続製造が出来る。
又、本発明装置を用いれば、前記製造方法を円滑に実施
、できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法で製造する超電導コイルの断面図、
第2図は本発明に用いる補強部材の加工前の断面形状、
第3図は本発明lご用いる安定化材の断面図、第4図は
本発明に用いるクラッド半田材フォイルの断面図、第5
図は本発明における半田施行前の部材設置状況の断面図
、tlC6図は本発明方法に使用する製造装置の説明図
、第7図〜第11図は本発明におけるクラッド半田材フ
ォイルを用いて加熱押圧する時の各部材間隙の溶融半田
の挙動、効果を示す断面図、第12図は従来法による超
11i導コイルの断rE図である。 I・・・補強材、2・・・超電導線、3・・・安定化材
、4・・・クラッド半田材フォイル、4a・・・芯材、
4b・・・半田クラッド層、4C・・・溶融半田、5・
・・加熱炉、6a、6R’・・・上部押圧ロール、 6
b・・・支持ロール、7a、7b、7c・・・側部押圧
ロール、8・・・余剰半田、9・・・カッターロール、
10・・・切削仕上面。 出願人代理人 弁理士  鈴 江 武 彦第7図 第8図 芯材 第 図 第10図 第 図 第12 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)補強材の溝内に、超電導線群と安定化材を設置し
    、各部材間隙に半田材フォイルを介挿した後加熱、半田
    溶融及びコイル外周からの押圧により半田付する製造方
    法において、 半田材フォイルには、半田の融点よりも高い融点を有す
    る芯材の両面に半田材を被覆した部材を用い、補強材の
    断面形状は上部と下部の間に段差を設け、安定化材の入
    る上部の溝幅w_1を超電導線の入る下部の溝幅w_3
    よりも大きくし、上部の側壁部を外部に傾斜させて入口
    が広くなるように開口させ、補強材下部の溝深さd_1
    を超電導線の厚みd_2よりも大きくするとともに、コ
    イルを半田の溶融温度に加熱した状態でコイル外周から
    、上下、左右に押圧し、余剰溶融半田を補強材と安定化
    材の外部へオーバフローさせ、固化後除去することを特
    徴とする超電導コイルの製造方法。
  2. (2)コイルを連続通過させるトンネル型加熱炉と、コ
    イルを上下方向に押圧する上部押圧ローラと支持ローラ
    とコイルを左右方向に押圧する側部押圧ローラと、余剰
    半田を除去するカッタロールと、コイルの移動装置から
    なり、上部押圧ローラは前記加熱炉内及び加熱炉後方に
    設置し、側部押圧ローラは、前記両上部押圧ローラ間に
    設置し、カッタロールは、上部押圧ローラ及び側部押圧
    ローラよりも後方に配置したことを特徴とする請求項1
    に記載した方法の実施に使用する超電導コイルの製造装
    置。
JP63201334A 1988-08-12 1988-08-12 超電導コイルの製造方法及び製造装置 Pending JPH0250403A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6444917B1 (en) 1999-07-23 2002-09-03 American Superconductor Corporation Encapsulated ceramic superconductors
US6649280B1 (en) 1996-08-30 2003-11-18 American Superconductor Corporation Cryogen protected superconducting ceramic tape

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