JPH0831368B2 - 超電導線輪の製造方法 - Google Patents
超電導線輪の製造方法Info
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- JPH0831368B2 JPH0831368B2 JP60020581A JP2058185A JPH0831368B2 JP H0831368 B2 JPH0831368 B2 JP H0831368B2 JP 60020581 A JP60020581 A JP 60020581A JP 2058185 A JP2058185 A JP 2058185A JP H0831368 B2 JPH0831368 B2 JP H0831368B2
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- winding
- jig
- superconducting
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は強磁場発生用マグネツトに用いられる超電導
線輪の製造方法に係り、特に巻線後に高温熱処理をして
超電導体を生成するワインド・アンド・リアクト法によ
る超電導線輪の製造方法に関する。
線輪の製造方法に係り、特に巻線後に高温熱処理をして
超電導体を生成するワインド・アンド・リアクト法によ
る超電導線輪の製造方法に関する。
Nb3Snや（NbTi）3Snなどの化合物超電導線は、臨界温
度、臨界磁界、臨界電流などの超電導線性が優れている
ことから、強磁場発生用マグネツトに用いられる巻線と
して、近年その実用化がさかんに行われるようになつ
た。
度、臨界磁界、臨界電流などの超電導線性が優れている
ことから、強磁場発生用マグネツトに用いられる巻線と
して、近年その実用化がさかんに行われるようになつ
た。
上述のNb3Sn化合物系超電導線を製造するには、一般
にNb芯の上にSnめつきを施しその周囲にさらに銅を被覆
するか、またはNb芯をCu−Sn合金中に埋め込んで複合線
を作成するかしたのち、Nb3Sn超電導化合物を生成する
ための拡散熱処理を施すが、この熱処理を施す時間とし
てはコイルに超電導線を巻いて所定の形状にしたのちに
拡散熱処理をする方法と、拡散熱処理後の超電導線をコ
イルに巻いて所定の形状のマグネツトにする方法とがあ
る。
にNb芯の上にSnめつきを施しその周囲にさらに銅を被覆
するか、またはNb芯をCu−Sn合金中に埋め込んで複合線
を作成するかしたのち、Nb3Sn超電導化合物を生成する
ための拡散熱処理を施すが、この熱処理を施す時間とし
てはコイルに超電導線を巻いて所定の形状にしたのちに
拡散熱処理をする方法と、拡散熱処理後の超電導線をコ
イルに巻いて所定の形状のマグネツトにする方法とがあ
る。
しかしながら拡散熱処理後のNb3Snなどの化合物系超
電導線は、コイル成形時の成形歪により超電導層にクラ
ツクを生じたり、超電導特性が劣化したりし易いので好
ましくなく、前者の方法であるワイド・アンド、リアク
ト法が望ましい。
電導線は、コイル成形時の成形歪により超電導層にクラ
ツクを生じたり、超電導特性が劣化したりし易いので好
ましくなく、前者の方法であるワイド・アンド、リアク
ト法が望ましい。
この方法によつて超電導線輪を製造するときに、超電
導線の外周や線材の口出し部の絶縁方法については、そ
れぞれ特開昭55−138209合及び特開昭57−103306号によ
つて開示されている通り、たとえば拡散熱処理温度以上
の軟化温度を有する絶縁性物質を適正な比率で配合した
ガラス繊維層によつて絶縁を行う方法が知られており、
超電導線の拡散熱処理と同時に隣接する超電導線をこの
絶縁層を介して一体に固着することができるので合理的
な方法であつた。
導線の外周や線材の口出し部の絶縁方法については、そ
れぞれ特開昭55−138209合及び特開昭57−103306号によ
つて開示されている通り、たとえば拡散熱処理温度以上
の軟化温度を有する絶縁性物質を適正な比率で配合した
ガラス繊維層によつて絶縁を行う方法が知られており、
超電導線の拡散熱処理と同時に隣接する超電導線をこの
絶縁層を介して一体に固着することができるので合理的
な方法であつた。
しかしながら上述の従来の方法では、常温から極低温
における運搬などの取扱時や稼働時の絶縁層及び線輪間
の固定能力に問題があつた。すなわち、常温においては
上記絶縁層を形成する無機材料は、耐摩耗性の劣化や作
業による加工劣化がおこりやすく、また低温で稼働中に
おいては、絶縁層と導体との間の熱膨張の差により接着
面がはずれやすくなつたり、場合によつては取扱い上の
衝撃などによつてもクラツクなどが発生する可能性があ
つた。
における運搬などの取扱時や稼働時の絶縁層及び線輪間
の固定能力に問題があつた。すなわち、常温においては
上記絶縁層を形成する無機材料は、耐摩耗性の劣化や作
業による加工劣化がおこりやすく、また低温で稼働中に
おいては、絶縁層と導体との間の熱膨張の差により接着
面がはずれやすくなつたり、場合によつては取扱い上の
衝撃などによつてもクラツクなどが発生する可能性があ
つた。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、拡散熱処理により超電導線に歪を発生
することがなく、変形の少ない強固な超電導線輪の製造
方法を提供するにある。
とするところは、拡散熱処理により超電導線に歪を発生
することがなく、変形の少ない強固な超電導線輪の製造
方法を提供するにある。
本発明は化合物系超電導線を金属ケースに装着し、そ
の外周にマイカを主体とする絶縁層を形成し、この金属
ケースを治具により形状を保持しつつコイル状に巻回し
て超電導線輪を形成して、この超電導線輪を変形防止固
定座を備えた前記治具で形を保持しながら拡散熱処理
し、その後、超電導線輪を治具からはずして、アース絶
縁を施し、絶縁後、この超電導線輪を剥離処理された治
具に組込んで一体化し、樹脂注入を行って加熱形成して
固定し、最後にこの超電導線輪を前記治具から取り出し
て核融合装置のクライオポンプなどに組み込むようにし
たものである。
の外周にマイカを主体とする絶縁層を形成し、この金属
ケースを治具により形状を保持しつつコイル状に巻回し
て超電導線輪を形成して、この超電導線輪を変形防止固
定座を備えた前記治具で形を保持しながら拡散熱処理
し、その後、超電導線輪を治具からはずして、アース絶
縁を施し、絶縁後、この超電導線輪を剥離処理された治
具に組込んで一体化し、樹脂注入を行って加熱形成して
固定し、最後にこの超電導線輪を前記治具から取り出し
て核融合装置のクライオポンプなどに組み込むようにし
たものである。
上述の製造法によると、超電導導体の絶縁層を一体化
させることができ、拡散熱処理超電導線に歪を生ずるこ
とがないため、電気的、機械的に信頼性の高い超電導線
輪を製造することができる。
させることができ、拡散熱処理超電導線に歪を生ずるこ
とがないため、電気的、機械的に信頼性の高い超電導線
輪を製造することができる。
以下、本発明に係る超電導線輪の製造方法の一実施例
を図面を参照して説明する。
を図面を参照して説明する。
第１図〜第11図に本発明の一実施例を示す。第１図に
示す拡散熱処理を施す前のNb3Snで形成された超電導線
単線１を用いて、第２図に示すようにストランドして複
合多芯線1aとし、この複合多芯線1aを第３図に示すにう
にほぼ矩形断面1bに成形する。この矩形断面に成形され
た複合多芯線1bを第４図に示すようにジヤケツトと呼ば
れるほぼ矩形断面のステンレスパイプ２に封入して一体
化する。このステンレスパイプ２は肉厚約1.5mmで20mm
角の中空角柱状をなし、材質は拡散熱処理温度において
巻線時の加工歪が除去されるものを使用する。このステ
ンレスパイプ２の外周に第５図に示すように内層にマイ
カテープ３、外層にガラステープ４を、それぞれ1/2ラ
ツプ巻きで２回ずつ巻回する。このガラステープ４はシ
ラン処理を施しエポキシ樹脂との接着性を良くしたもの
を使用することが望ましい。またこのガラステープ４を
省略してマイカテープ３のみを巻回してもよい。これら
のテープ3,4が巻回され前記ストランド線1bが封入され
たステンレスパイプ２からなる線輪５を、第６図に示す
ように巻線基準板６を取り付けられた仮の巻芯７に巻線
する。この導体５を巻線完了後次の工程の拡散熱処理に
よつてコイルが熱変形しないように変形防止固定座８に
より拘束し、線輪形状が最終的な仕上り形状と同一にな
るように保持しておく。
示す拡散熱処理を施す前のNb3Snで形成された超電導線
単線１を用いて、第２図に示すようにストランドして複
合多芯線1aとし、この複合多芯線1aを第３図に示すにう
にほぼ矩形断面1bに成形する。この矩形断面に成形され
た複合多芯線1bを第４図に示すようにジヤケツトと呼ば
れるほぼ矩形断面のステンレスパイプ２に封入して一体
化する。このステンレスパイプ２は肉厚約1.5mmで20mm
角の中空角柱状をなし、材質は拡散熱処理温度において
巻線時の加工歪が除去されるものを使用する。このステ
ンレスパイプ２の外周に第５図に示すように内層にマイ
カテープ３、外層にガラステープ４を、それぞれ1/2ラ
ツプ巻きで２回ずつ巻回する。このガラステープ４はシ
ラン処理を施しエポキシ樹脂との接着性を良くしたもの
を使用することが望ましい。またこのガラステープ４を
省略してマイカテープ３のみを巻回してもよい。これら
のテープ3,4が巻回され前記ストランド線1bが封入され
たステンレスパイプ２からなる線輪５を、第６図に示す
ように巻線基準板６を取り付けられた仮の巻芯７に巻線
する。この導体５を巻線完了後次の工程の拡散熱処理に
よつてコイルが熱変形しないように変形防止固定座８に
より拘束し、線輪形状が最終的な仕上り形状と同一にな
るように保持しておく。
上述のように巻線基準板６に保持された線輪５を、第
７図に示すように拡散熱処理用支持枠９に装着し、加熱
の均一化を図るために炉の中心に置いて拡散処理を行な
う。この拡散熱処理の温度は熱変形を少なくするために
600〜700℃とする。上記の通り歪除去され拡散熱処理さ
れた線輪５を巻線基準板６からはずし、この線輪５の外
周に第８図に示すようにガラステープ10によりさらにア
ース絶縁を施し、かつ後述の樹脂硬化成型後の線輪５の
取り外しを容易にするため、前記仮の巻芯７を剥離剤処
理を施した巻芯11に取りかえて挿入し、さらに前記巻線
基準板６及び変形防止固定座８も同様にそれぞれ剥離剤
処理した基準板12及び固定座13に取りかえる。
７図に示すように拡散熱処理用支持枠９に装着し、加熱
の均一化を図るために炉の中心に置いて拡散処理を行な
う。この拡散熱処理の温度は熱変形を少なくするために
600〜700℃とする。上記の通り歪除去され拡散熱処理さ
れた線輪５を巻線基準板６からはずし、この線輪５の外
周に第８図に示すようにガラステープ10によりさらにア
ース絶縁を施し、かつ後述の樹脂硬化成型後の線輪５の
取り外しを容易にするため、前記仮の巻芯７を剥離剤処
理を施した巻芯11に取りかえて挿入し、さらに前記巻線
基準板６及び変形防止固定座８も同様にそれぞれ剥離剤
処理した基準板12及び固定座13に取りかえる。
次に前記線輪５に硬化促進剤処理をしたのち、エポキ
シ樹脂などの樹脂を注入し、第９図に示すように線輪５
の変形を防止するための成型加圧板14をこの線輪５の上
に当接固定した後に加熱硬化する。上記の樹脂による一
体固定処理とは、公知の絶縁層形成作業とほぼ同様の工
程と条件で行えばよい。次に、第10図に示すように線輪
５を巻芯11、巻線基準板12及び変形防止固定座13から取
り外し、第11図に示すように線輪５の複合多芯線1bの両
端部を露出して口出部取出しを行つて超電導線輪が完成
する。
シ樹脂などの樹脂を注入し、第９図に示すように線輪５
の変形を防止するための成型加圧板14をこの線輪５の上
に当接固定した後に加熱硬化する。上記の樹脂による一
体固定処理とは、公知の絶縁層形成作業とほぼ同様の工
程と条件で行えばよい。次に、第10図に示すように線輪
５を巻芯11、巻線基準板12及び変形防止固定座13から取
り外し、第11図に示すように線輪５の複合多芯線1bの両
端部を露出して口出部取出しを行つて超電導線輪が完成
する。
上述のように構成された超電導線輪は第12図及び第13
図に示すように、例えばスペーサ14を介して２段に構成
し、その外周にさらにガラステープ15を巻回して核融合
装置のクライオポンプに組み込んで使用する。
図に示すように、例えばスペーサ14を介して２段に構成
し、その外周にさらにガラステープ15を巻回して核融合
装置のクライオポンプに組み込んで使用する。
上述のように構成された本実施例によれば、導体に熱
処理による歪取りができる部分を設けたので、拡散熱処
理後の線輪残留歪が少なく変形を防止することができ、
特性劣化を防ぐことができる。また耐熱性のあるマイカ
を主絶縁材料として用いているので、拡散熱処理温度60
0〜700℃においても熱分解やくずれを起こさず、従来の
無機絶縁材に比較して数倍の耐電圧を有しており高い絶
縁性を有する。さらにまた線輪に樹脂注入する直前にア
ース絶縁層を設け、その後にエポキシなどの樹脂を一括
注入して加熱成形するので超電導線と絶縁層とを完全に
一体化することができ、高い剛性、耐傷性、耐脆性を有
するものとなり、線輪取扱い時の耐シヨツク性の信頼性
を高くすることができる。しかも従来用いられていた石
英ガラスなどの高価な無機絶縁材料に比較して安価なマ
イカ片を用いているのでコストダウンにもなる。
処理による歪取りができる部分を設けたので、拡散熱処
理後の線輪残留歪が少なく変形を防止することができ、
特性劣化を防ぐことができる。また耐熱性のあるマイカ
を主絶縁材料として用いているので、拡散熱処理温度60
0〜700℃においても熱分解やくずれを起こさず、従来の
無機絶縁材に比較して数倍の耐電圧を有しており高い絶
縁性を有する。さらにまた線輪に樹脂注入する直前にア
ース絶縁層を設け、その後にエポキシなどの樹脂を一括
注入して加熱成形するので超電導線と絶縁層とを完全に
一体化することができ、高い剛性、耐傷性、耐脆性を有
するものとなり、線輪取扱い時の耐シヨツク性の信頼性
を高くすることができる。しかも従来用いられていた石
英ガラスなどの高価な無機絶縁材料に比較して安価なマ
イカ片を用いているのでコストダウンにもなる。
〔発明の効果〕 上述の通り、本発明によれば、超電導線輪を構成する
芯線を拡散熱処理温度において巻線時の加工歪を除去で
きる材質の金属ケースに封入し、巻線間に主としてマイ
カ層による絶縁層及び熱変形吸収層を設けるとともに、
巻線完了後の拡散熱処理時に線輪を固定保持して全体変
形を防ぎ、拡散熱処理後にアース絶縁を施し一体的に樹
脂注入成形をする製造方法であるから、拡散熱処理超電
導線に歪が発生せず変形の少ない、電気的特性及び機械
的特性と線輪全体のアース絶縁性のよい、超電導特性の
優れた線輪を製造することができる。
芯線を拡散熱処理温度において巻線時の加工歪を除去で
きる材質の金属ケースに封入し、巻線間に主としてマイ
カ層による絶縁層及び熱変形吸収層を設けるとともに、
巻線完了後の拡散熱処理時に線輪を固定保持して全体変
形を防ぎ、拡散熱処理後にアース絶縁を施し一体的に樹
脂注入成形をする製造方法であるから、拡散熱処理超電
導線に歪が発生せず変形の少ない、電気的特性及び機械
的特性と線輪全体のアース絶縁性のよい、超電導特性の
優れた線輪を製造することができる。
第１〜11図は本発明に係る超電導線輪の製造方法の一実
施例を示す工程図、第12図は本発明により製造された超
電導線輪の一例を示す正面図、第13図は第12図のＡ−Ａ
断面図である。 １……超電導線、２……ステンレスパイプ、３……マス
カテープ、4,10,15……ガラステープ、５……線輪、6,1
2……巻線基準板、7,11……巻芯、8,13……変形防止固
定座。
施例を示す工程図、第12図は本発明により製造された超
電導線輪の一例を示す正面図、第13図は第12図のＡ−Ａ
断面図である。 １……超電導線、２……ステンレスパイプ、３……マス
カテープ、4,10,15……ガラステープ、５……線輪、6,1
2……巻線基準板、7,11……巻芯、8,13……変形防止固
定座。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−57713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−164505（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−149909（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭58−52569（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (2)
- 【請求項１】化合物系超電導線をコイル状に巻線後拡散
熱処理を行う超電導線輪の製造方法において、前記超電
導線を金属ケースに装着する工程と、この金属ケースの
外周にマイカを主体とする絶縁層を形成する工程と、こ
の絶縁層が形成され前記超電導線が装着された前記金属
ケースを治具により形状を保持しつつコイル状に巻回す
る工程と、この超電導線輪を変形防止固定座を備えた治
具で形を保持しながら拡散熱処理する工程と、この熱処
理後の超電導線輪を治具からはずして、アース絶縁を施
し、この絶縁後、剥離処理された治具に組込んで一体化
し、樹脂注入を行い、加熱成形する工程と、この成型さ
れた超電導線輪を前記治具から取り出す工程からなるこ
とを特徴とした超電導線輪の製造方法。 - 【請求項２】前記化合物超電導線はNb3Snにより形成さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電
導線輪の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60020581A JPH0831368B2 (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 超電導線輪の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60020581A JPH0831368B2 (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 超電導線輪の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61180404A JPS61180404A (ja) | 1986-08-13 |
| JPH0831368B2 true JPH0831368B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=12031179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60020581A Expired - Lifetime JPH0831368B2 (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 超電導線輪の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831368B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6092022B2 (ja) * | 2013-07-02 | 2017-03-08 | 株式会社東芝 | 超電導コイルの熱処理装置及びその方法 |
| JP7191743B2 (ja) | 2019-03-15 | 2022-12-19 | 株式会社東芝 | 超電導コイル、及び、超電導機器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55149909U (ja) * | 1979-04-12 | 1980-10-29 | ||
| JPS57164505A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | Superconductive coil device |
| JPS5857713A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導Ｎｂ↓３Ｓｎ導体コイルの製造法 |
| JPS5852569U (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-09 | 岩根 彊 | 模型用積重シ−ト |
-
1985
- 1985-02-05 JP JP60020581A patent/JPH0831368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61180404A (ja) | 1986-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |