JPH05190030A - 被覆超電導導体 - Google Patents
被覆超電導導体Info
- Publication number
- JPH05190030A JPH05190030A JP4002041A JP204192A JPH05190030A JP H05190030 A JPH05190030 A JP H05190030A JP 4002041 A JP4002041 A JP 4002041A JP 204192 A JP204192 A JP 204192A JP H05190030 A JPH05190030 A JP H05190030A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating layer
- conductor
- superconducting conductor
- solder
- superconducting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】コイル製作時に生じる荷重による、超電導導体
外表面からの絶縁層の剥離を防止した被覆超電導体を提
供する。 【構成】あらかじめ高強度の絶縁体を接合した金属シー
ト４を超電導体２を収納した常電導および半田層に低融
点半田で接合して形成する。 【効果】絶縁層のせん断強度は大きくなり、絶縁層と超
電導導体外表面との接合強度も大きくなり、コイル製作
時に絶縁層内で絶縁層が分離せず、また、超電導導体外
表面から絶縁層が剥離しなくなり、絶縁機能や冷却機能
を確保することができる。
外表面からの絶縁層の剥離を防止した被覆超電導体を提
供する。 【構成】あらかじめ高強度の絶縁体を接合した金属シー
ト４を超電導体２を収納した常電導および半田層に低融
点半田で接合して形成する。 【効果】絶縁層のせん断強度は大きくなり、絶縁層と超
電導導体外表面との接合強度も大きくなり、コイル製作
時に絶縁層内で絶縁層が分離せず、また、超電導導体外
表面から絶縁層が剥離しなくなり、絶縁機能や冷却機能
を確保することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導材料から成る超
電導体を内部に有する超電導導体に関する。
電導体を内部に有する超電導導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の内部に超電導材料から成る超電導
体を有する被覆超電導導体は、例えば実開平3−68317号
公報に記載のように、超電導導体の外周面に絶縁層を施
し、導体全体が絶縁被覆されている。この絶縁層は、浸
漬塗装や電着塗装等で形成される。浸漬塗装は、被塗装
体を、例えば、ポリビニルホルマール塗料の塗装液中に
浸漬して引き上げた後に塗装を焼き付け、乾燥する塗装
法である。また、電着塗装は、例えば、水分散性エポキ
シ・アクリル樹脂ワニス，水溶性ポリイミド樹脂ワニ
ス，水分散性ポリウレタン樹脂ワニス，非水素ポリイミ
ド分散ワニス等の、水性塗料液中に電極を挿入して直流
の電流を通じ、負電荷を持つ塗料粒子を陽極のほうに移
動させて、陽極板上に沈着させた後引き上げ，焼き付
け，乾燥する塗装法である。
体を有する被覆超電導導体は、例えば実開平3−68317号
公報に記載のように、超電導導体の外周面に絶縁層を施
し、導体全体が絶縁被覆されている。この絶縁層は、浸
漬塗装や電着塗装等で形成される。浸漬塗装は、被塗装
体を、例えば、ポリビニルホルマール塗料の塗装液中に
浸漬して引き上げた後に塗装を焼き付け、乾燥する塗装
法である。また、電着塗装は、例えば、水分散性エポキ
シ・アクリル樹脂ワニス，水溶性ポリイミド樹脂ワニ
ス，水分散性ポリウレタン樹脂ワニス，非水素ポリイミ
ド分散ワニス等の、水性塗料液中に電極を挿入して直流
の電流を通じ、負電荷を持つ塗料粒子を陽極のほうに移
動させて、陽極板上に沈着させた後引き上げ，焼き付
け，乾燥する塗装法である。
【０００３】超電導材には、特に限定はなく、金属性超
電導材料としては、ニオブ・チタン，ニオブ・スズ等
で、酸化物系超伝導材料としては、バリウム・イットリ
ウム・銅・酸素，バリウム・ランタン・銅・酸素，スト
ロンチュウム・ランタン・銅・酸素，バリウム・スカン
ジウム・銅・酸素，カルシュウム・ランタン・銅・酸
素、を組成とする化合物がある。
電導材料としては、ニオブ・チタン，ニオブ・スズ等
で、酸化物系超伝導材料としては、バリウム・イットリ
ウム・銅・酸素，バリウム・ランタン・銅・酸素，スト
ロンチュウム・ランタン・銅・酸素，バリウム・スカン
ジウム・銅・酸素，カルシュウム・ランタン・銅・酸
素、を組成とする化合物がある。
【０００４】また、超電導体外周部には銅やアルミニュ
ウムや銀などからなる常電導体層を設けて超電導導体を
構成し、超電導体の一部の超電導状態が壊れたときに
は、より抵抗値が小さい外周部の常電導体側に電流が流
れ、発熱を極小に抑えて常電導体層外の液体ヘリウム等
の冷媒でこの発熱量を吸熱し超電導状態の壊れが全体に
広がるのを防止する。この時、超電導導体の外周面に施
した絶縁層により、この吸熱特性は向上する。
ウムや銀などからなる常電導体層を設けて超電導導体を
構成し、超電導体の一部の超電導状態が壊れたときに
は、より抵抗値が小さい外周部の常電導体側に電流が流
れ、発熱を極小に抑えて常電導体層外の液体ヘリウム等
の冷媒でこの発熱量を吸熱し超電導状態の壊れが全体に
広がるのを防止する。この時、超電導導体の外周面に施
した絶縁層により、この吸熱特性は向上する。
【０００５】超電導マグネットはこの被覆超電導導体を
ベンデイングマシン等でコイル状に巻き付けて製作す
る。
ベンデイングマシン等でコイル状に巻き付けて製作す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の被覆
超電導導体をベンデイングマシン等でコイル状に巻き付
けて製作する際、絶縁層には超電導導体とベンデイング
マシンのローラとの間に挟まれて曲げの力を受けるた
め、絶縁層と超電導導体外表面，絶縁層内部，絶縁層と
ベンデイングマシンのローラ間にせん断力が働く。しか
し、絶縁層自身のせん断強度は小さく、前記塗装法で
は、絶縁層と超電導導体外表面との接合強度も小さい。
したがって、コイル製作時に絶縁層内で絶縁層が分離し
たり、超電導導体外表面から絶縁層が剥離して、絶縁機
能や冷却機能が著しく低下すると言う問題があった。
超電導導体をベンデイングマシン等でコイル状に巻き付
けて製作する際、絶縁層には超電導導体とベンデイング
マシンのローラとの間に挟まれて曲げの力を受けるた
め、絶縁層と超電導導体外表面，絶縁層内部，絶縁層と
ベンデイングマシンのローラ間にせん断力が働く。しか
し、絶縁層自身のせん断強度は小さく、前記塗装法で
は、絶縁層と超電導導体外表面との接合強度も小さい。
したがって、コイル製作時に絶縁層内で絶縁層が分離し
たり、超電導導体外表面から絶縁層が剥離して、絶縁機
能や冷却機能が著しく低下すると言う問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、絶縁体を被覆した金属シートを常電導体表面または
半田層表面に熱的に接続した。
に、絶縁体を被覆した金属シートを常電導体表面または
半田層表面に熱的に接続した。
【０００８】
【作用】半田で常電導導体に溶着した超電導導体は高温
にすると半田が溶けだすため、超電導導体と高分子絶縁
材料を同時に高温で熱処理することはできない。そこ
で、あらかじめ、半田で常電導導体に溶着した超電導導
体と絶縁体を被覆した金属シートを半田の融点以下の融
点温度の低融点半田で接合することで超電導導体表面に
高強度の絶縁体を形成することができる。ここで使用す
る絶縁材料は、低融点半田が溶ける温度でも電気的，機
械的特性がほとんど劣化しないポリイミドを使用してい
る。さらに、このポリイミドは、従来のエポキシ系統の
高分子材料に比べて機械的強度がおよそ５倍あるためコ
イル製作時に加わる荷重に耐えることができる。
にすると半田が溶けだすため、超電導導体と高分子絶縁
材料を同時に高温で熱処理することはできない。そこ
で、あらかじめ、半田で常電導導体に溶着した超電導導
体と絶縁体を被覆した金属シートを半田の融点以下の融
点温度の低融点半田で接合することで超電導導体表面に
高強度の絶縁体を形成することができる。ここで使用す
る絶縁材料は、低融点半田が溶ける温度でも電気的，機
械的特性がほとんど劣化しないポリイミドを使用してい
る。さらに、このポリイミドは、従来のエポキシ系統の
高分子材料に比べて機械的強度がおよそ５倍あるためコ
イル製作時に加わる荷重に耐えることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１と図２により
説明する。
説明する。
【００１０】図１は、超電導体の全体構造である。アル
ミニュウムまたは銅から成る常電導体層１，金属系また
は酸化物系超電導材からなる超電導体２，鉛と錫から成
る半田層３，銅，ニッケル合金またはステンレス鋼のシ
ート４、そして、ポリイミド等の高分子絶縁材料から成
る絶縁体５で構成されている。
ミニュウムまたは銅から成る常電導体層１，金属系また
は酸化物系超電導材からなる超電導体２，鉛と錫から成
る半田層３，銅，ニッケル合金またはステンレス鋼のシ
ート４、そして、ポリイミド等の高分子絶縁材料から成
る絶縁体５で構成されている。
【００１１】図２は、図１の超電導体２と常電導層１が
半田層３で結合され、一つの塊になったものと、シート
４と絶縁体５が一体になったものである。シート４と半
田層３が接するシート４の表面には半田層３で使用した
半田の融点以下の融点温度の低融点半田でメッキしてあ
る。図１のように構成した後、超電導体全体を加熱して
この低融点半田メッキを溶かす。このとき、半田層３と
シート４の間に低融点半田が溶けこむので、超電導体全
体を常温に冷却したのちの半田層３とシート４が接合さ
れる。
半田層３で結合され、一つの塊になったものと、シート
４と絶縁体５が一体になったものである。シート４と半
田層３が接するシート４の表面には半田層３で使用した
半田の融点以下の融点温度の低融点半田でメッキしてあ
る。図１のように構成した後、超電導体全体を加熱して
この低融点半田メッキを溶かす。このとき、半田層３と
シート４の間に低融点半田が溶けこむので、超電導体全
体を常温に冷却したのちの半田層３とシート４が接合さ
れる。
【００１２】ポリイミドの絶縁体５は、エポキシ絶縁体
に比べて引っ張り強度が高くエポキシの５倍以上の強さ
をもつ。従って、ポリイミド絶縁体５にベンデングマシ
ーンのローラによってせん断力が働いてもポリイミド絶
縁体が破壊することは従来よりも少なくなる。また、ポ
リイミド絶縁体５とシート４の接着はポリイミド絶縁体
を高温にして溶かしてシート４表面に溶着するので剥離
強度も高い特性がえられる。したがって、コイル製作時
に絶縁層内で絶縁層が分離せず、また、超電導導体外表
面から絶縁体が剥離しない。
に比べて引っ張り強度が高くエポキシの５倍以上の強さ
をもつ。従って、ポリイミド絶縁体５にベンデングマシ
ーンのローラによってせん断力が働いてもポリイミド絶
縁体が破壊することは従来よりも少なくなる。また、ポ
リイミド絶縁体５とシート４の接着はポリイミド絶縁体
を高温にして溶かしてシート４表面に溶着するので剥離
強度も高い特性がえられる。したがって、コイル製作時
に絶縁層内で絶縁層が分離せず、また、超電導導体外表
面から絶縁体が剥離しない。
【００１３】シート４は、材料の熱伝導率よって厚さが
異なる。例えば、ステンレス鋼のときは、１６０μｍ以
下で、銅ニッケル合金のときは、１２００μｍ以下のと
きが好適な厚さである。これは、超電導導体表面からの
放熱量とシートの熱伝導率および厚さの関係で決定され
る。このシート表面上にポリイミド絶縁体が形成される
ことで、絶縁機能や冷却機能を確保することができる。
異なる。例えば、ステンレス鋼のときは、１６０μｍ以
下で、銅ニッケル合金のときは、１２００μｍ以下のと
きが好適な厚さである。これは、超電導導体表面からの
放熱量とシートの熱伝導率および厚さの関係で決定され
る。このシート表面上にポリイミド絶縁体が形成される
ことで、絶縁機能や冷却機能を確保することができる。
【００１４】図３は、本発明の他の実施例である。図３
の超電導体２は、常電導層１の内部に収納されたもので
ある。超電導体１は半田層３で固められており磁気的な
応力がかかった場合でも動かなくなっている。シート４
と絶縁体５は一体物でテープ状に成形されている。ま
た、シート４と常電導層１が接合するそれぞれの表面に
は、低融点半田がメッキされている。テープ状のシート
４と絶縁体５を常電導層１に巻き付けた後、低融点半田
が溶ける温度まで加熱、その後常温に冷却すれば、機械
的強度の優れた絶縁体を形成することが可能となる。し
たがって、被覆超電導導体をベンデイングマシン等でコ
イル状に巻き付けて製作する場合においても絶縁体が剥
離することなく超電導導体表面に接合される。このた
め、絶縁機能および冷却機能を満足する超電導導体とな
る。
の超電導体２は、常電導層１の内部に収納されたもので
ある。超電導体１は半田層３で固められており磁気的な
応力がかかった場合でも動かなくなっている。シート４
と絶縁体５は一体物でテープ状に成形されている。ま
た、シート４と常電導層１が接合するそれぞれの表面に
は、低融点半田がメッキされている。テープ状のシート
４と絶縁体５を常電導層１に巻き付けた後、低融点半田
が溶ける温度まで加熱、その後常温に冷却すれば、機械
的強度の優れた絶縁体を形成することが可能となる。し
たがって、被覆超電導導体をベンデイングマシン等でコ
イル状に巻き付けて製作する場合においても絶縁体が剥
離することなく超電導導体表面に接合される。このた
め、絶縁機能および冷却機能を満足する超電導導体とな
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、高強度の絶縁体を接合
した金属シートと超電導体を収納した常電導層または半
田層を低融点半田で接続することで超電導導体表面に高
強度の絶縁体を形成することができる。したがって、コ
イル製作時に絶縁層内で絶縁層が分離せず、また、超電
導導体外表面から絶縁層が剥離しなくなり、絶縁機能や
冷却機能を確保することができる。
した金属シートと超電導体を収納した常電導層または半
田層を低融点半田で接続することで超電導導体表面に高
強度の絶縁体を形成することができる。したがって、コ
イル製作時に絶縁層内で絶縁層が分離せず、また、超電
導導体外表面から絶縁層が剥離しなくなり、絶縁機能や
冷却機能を確保することができる。
【図１】本発明の一実施例の被覆超電導導体の断面図。
【図２】本発明の実施例の被覆超電導導体の斜視図。
【図３】本発明の他の実施例の被覆超電導導体の斜視
図。
図。
１…常電導層、２…超電導体、３…半田層、４…シー
ト、５…絶縁体。
ト、５…絶縁体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室井 克美 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】超電導導体のまわりに常電導導体を配置
し、前記常電導導体の冷却面に絶縁層を有する超電導導
体において、前記絶縁層と常電導導体の間に金属シート
を配置したことを特徴とする被覆超電導導体。 - 【請求項２】請求項１において、前記絶縁層の材質とし
てポリイミドを使用した被覆超電導導体。 - 【請求項３】超電導導体を半田で常電導導体に溶着し、
前記常電導導体または半田層の冷却面に絶縁層を有する
超電導導体において、前記絶縁層を被覆した金属シート
と前記常電導導体または前記半田層を低融点半田で溶着
したことを特徴とする被覆超電導導体。 - 【請求項４】請求項３において、前記絶縁層の材質とし
てポリイミドを使用した被覆超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4002041A JPH05190030A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 被覆超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4002041A JPH05190030A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 被覆超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190030A true JPH05190030A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=11518244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4002041A Pending JPH05190030A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 被覆超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05190030A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7166804B2 (en) * | 2003-09-24 | 2007-01-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Terminal structure of superconducting cable and superconducting cable line therewith |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP4002041A patent/JPH05190030A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7166804B2 (en) * | 2003-09-24 | 2007-01-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Terminal structure of superconducting cable and superconducting cable line therewith |
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