JPH09147627A - ３ｄ複合絶縁材 - Google Patents
３ｄ複合絶縁材Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超伝導体用途において用いるための複合絶縁
材を提供する。 【解決手段】 ３つの面すべてにおいて一層均一に近い
熱膨張率を有するグラスファイバー及びエポキシの複合
絶縁材。
材を提供する。 【解決手段】 ３つの面すべてにおいて一層均一に近い
熱膨張率を有するグラスファイバー及びエポキシの複合
絶縁材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、総括的には超伝導
体の分野に関し、一層詳細には超伝導体に関して使用す
る構造材料及び絶縁材の物理的性質、特に材料の熱膨張
率の分野に関する。
体の分野に関し、一層詳細には超伝導体に関して使用す
る構造材料及び絶縁材の物理的性質、特に材料の熱膨張
率の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス強化エポキシ樹脂絶縁構造は、超
伝導性マグネットにおいて用いられることがしばしばあ
る。ケーブル−イン−導管−導体（ＣＩＣＣ）を用いた
大きなマグネットは、ＣＩＣＣターンのために絶縁材及
び構造用支持材を必要とする。
伝導性マグネットにおいて用いられることがしばしばあ
る。ケーブル−イン−導管−導体（ＣＩＣＣ）を用いた
大きなマグネットは、ＣＩＣＣターンのために絶縁材及
び構造用支持材を必要とする。
【０００３】ＣＩＣＣ導管は、超伝導性材料のＣＴＥ
（熱膨張率）に適合するように選ばれる。超伝導性材料
は、高い温度における反応によって形成される脆性のイ
ンターメタリックである。ＣＩＣＣは、脆性の超伝導性
材料への支持材及び超伝導性能のために必要な冷却用流
体用のエンクロージャーになる。超伝導性材料にあまり
に大きな歪が与えられると、また、性能を低下させるこ
とになる。ＣＩＣＣ導管は、コイルを加工するための反
応温度から室温まで及び超伝導体が作動するための極低
温の（例えば、５Ｋ）までの超伝導性材料の熱膨張に適
合させるように選ばれる。
（熱膨張率）に適合するように選ばれる。超伝導性材料
は、高い温度における反応によって形成される脆性のイ
ンターメタリックである。ＣＩＣＣは、脆性の超伝導性
材料への支持材及び超伝導性能のために必要な冷却用流
体用のエンクロージャーになる。超伝導性材料にあまり
に大きな歪が与えられると、また、性能を低下させるこ
とになる。ＣＩＣＣ導管は、コイルを加工するための反
応温度から室温まで及び超伝導体が作動するための極低
温の（例えば、５Ｋ）までの超伝導性材料の熱膨張に適
合させるように選ばれる。
【０００４】ＣＩＣＣ導管は、構造用支持材及び絶縁材
にするには、絶縁材料によって囲まれる。構造（絶縁材
料、グラスロービング及びエポキシによって囲まれたタ
ーンを有するＣＩＣＣコイル）中に、コイルに電圧が印
加される際にローレンツ力の反応によりかつ構造を冷却
する際に、絶縁材料とＣＩＣＣ導管との間の熱膨張の差
異、コイルの幾何学、並びに主に絶縁材の複合材料の２
Ｄ性による熱膨張率の異方性、強度及び弾性率の異方性
により、応力が誘発される。２Ｄ性とは、複合材料が、
たて糸−よこ糸面に垂直な方向に、エポキシ様特性を示
すことを意味する。絶縁材において生じるこれらの応力
は非常に大きく、作動中にクラックすることになりそう
である。
にするには、絶縁材料によって囲まれる。構造（絶縁材
料、グラスロービング及びエポキシによって囲まれたタ
ーンを有するＣＩＣＣコイル）中に、コイルに電圧が印
加される際にローレンツ力の反応によりかつ構造を冷却
する際に、絶縁材料とＣＩＣＣ導管との間の熱膨張の差
異、コイルの幾何学、並びに主に絶縁材の複合材料の２
Ｄ性による熱膨張率の異方性、強度及び弾性率の異方性
により、応力が誘発される。２Ｄ性とは、複合材料が、
たて糸−よこ糸面に垂直な方向に、エポキシ様特性を示
すことを意味する。絶縁材において生じるこれらの応力
は非常に大きく、作動中にクラックすることになりそう
である。
【０００５】いくつかのプロジェクトについて、既存の
絶縁デザイン（上に挙げた２Ｄ複合支持材及び絶縁シス
テムを用いる）は、デザインガイドライン及び要件を破
る容認し得ない程に大きな応力を生じる。これは、構造
的及び電気的劣化或は破損の危険をもたらす。マグネッ
ト及び関連するプロジェクトの費用を仮定すれば、この
デザインによって達成される危険の低減及び信頼性の改
善は、賢明であると思われる。
絶縁デザイン（上に挙げた２Ｄ複合支持材及び絶縁シス
テムを用いる）は、デザインガイドライン及び要件を破
る容認し得ない程に大きな応力を生じる。これは、構造
的及び電気的劣化或は破損の危険をもたらす。マグネッ
ト及び関連するプロジェクトの費用を仮定すれば、この
デザインによって達成される危険の低減及び信頼性の改
善は、賢明であると思われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、材料
の異方性熱膨張率によって引き起こされるたて糸／よこ
糸面に垂直な面における容認し得ない応力のような二次
元的絶縁材料に付随する問題を回避することにある。よ
って、本発明の主要な目的は、３つの面すべてにおいて
一層均一に近い熱膨張率を有する超伝導体用の構造用支
持材及び絶縁材を提供するにある。本発明のそれ以上の
目的は、超伝導体装置の材料やその他の部分に生じる応
力が低減される材料を提供するにある。本発明のそれ以
上の目的は、超伝導体の作動に悪影響を与えない絶縁材
料を提供するにある。
の異方性熱膨張率によって引き起こされるたて糸／よこ
糸面に垂直な面における容認し得ない応力のような二次
元的絶縁材料に付随する問題を回避することにある。よ
って、本発明の主要な目的は、３つの面すべてにおいて
一層均一に近い熱膨張率を有する超伝導体用の構造用支
持材及び絶縁材を提供するにある。本発明のそれ以上の
目的は、超伝導体装置の材料やその他の部分に生じる応
力が低減される材料を提供するにある。本発明のそれ以
上の目的は、超伝導体の作動に悪影響を与えない絶縁材
料を提供するにある。
【０００７】発明の特徴となる種々の新規性の特徴を特
に特許請求の範囲に記載し、これらは本開示の一部を形
成する。発明、その実施上の利点及びそれを使用するこ
とによって達成される具体的な目的を一層良く理解する
ために、発明の好適な実施態様を例示する下記の記述事
項を参照のこと。
に特許請求の範囲に記載し、これらは本開示の一部を形
成する。発明、その実施上の利点及びそれを使用するこ
とによって達成される具体的な目的を一層良く理解する
ために、発明の好適な実施態様を例示する下記の記述事
項を参照のこと。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明は、注文通りの等方
性の絶縁材であって、その熱膨張特性が、それと共に使
用するつもりのＣＩＣＣ導管の熱膨張特性に一層よく似
ており、かつその機械的性質が等方性に近い絶縁材を導
入する。ＣＩＣＣ導管とほぼ同じ熱膨張率の絶縁材料及
び３つの方向すべてにおいてほぼ均一な熱膨張率を有す
る絶縁材料を提供することによって、室温から極低温に
冷却する際の絶縁材及び構造における応力は、容認し得
る範囲内になる。また、応力は、複合材の絶縁マトリッ
クス中のグラスファイバーの等方性及びそれらの強度及
び弾性率によって強く影響される。これらの等方性熱膨
張率及び機械的性質を得るには、三次元（３Ｄ）ウィー
ブのグラスファイバーを、強度、モジュラス及び膨張が
すべての方向において一層同じに近くなるように使用す
る。
性の絶縁材であって、その熱膨張特性が、それと共に使
用するつもりのＣＩＣＣ導管の熱膨張特性に一層よく似
ており、かつその機械的性質が等方性に近い絶縁材を導
入する。ＣＩＣＣ導管とほぼ同じ熱膨張率の絶縁材料及
び３つの方向すべてにおいてほぼ均一な熱膨張率を有す
る絶縁材料を提供することによって、室温から極低温に
冷却する際の絶縁材及び構造における応力は、容認し得
る範囲内になる。また、応力は、複合材の絶縁マトリッ
クス中のグラスファイバーの等方性及びそれらの強度及
び弾性率によって強く影響される。これらの等方性熱膨
張率及び機械的性質を得るには、三次元（３Ｄ）ウィー
ブのグラスファイバーを、強度、モジュラス及び膨張が
すべての方向において一層同じに近くなるように使用す
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】３Ｄウィーブでは、たて糸ファイ
バーは、たて糸−よこ糸一面に比べて一層多く結び合っ
ている。組成物のグラス及びエポキシは、ＣＩＣＣ導管
の熱膨張率との熱膨張率の最良の適合をもたらすように
選ぶ。
バーは、たて糸−よこ糸一面に比べて一層多く結び合っ
ている。組成物のグラス及びエポキシは、ＣＩＣＣ導管
の熱膨張率との熱膨張率の最良の適合をもたらすように
選ぶ。
【００１０】本発明を立証するのに用いるＣＩＣＣ導管
材料の一選定は、Ｉｎｃｏｌｏｙ９０８である。これ
は、超伝導性材料を構成するＮｂ3 Ｓｎに適合するよう
に使用する。この組合せは、高性能或は高電界（ｈｉｇ
ｈ ｆｉｅｌｄ）超伝導性マグネットにおいて一般的で
ある。
材料の一選定は、Ｉｎｃｏｌｏｙ９０８である。これ
は、超伝導性材料を構成するＮｂ3 Ｓｎに適合するよう
に使用する。この組合せは、高性能或は高電界（ｈｉｇ
ｈ ｆｉｅｌｄ）超伝導性マグネットにおいて一般的で
ある。
【００１１】絶縁材料は、また、熱膨張率が、注文通り
の３−Ｄ特性によって達成されるＣＩＣＣ導管及び超伝
導性材料の熱膨張率に最もよく適合するように選ぶ。本
例では、Ｉｎｃｏｌｏｙ ９０８及びＮｂ3 Ｓｎに関し
て使用すべき絶縁材料は、ＣＴＤ １０１Ｋで構成され
るエポキシよこ糸を有するＳ２グラスファイバーであ
る。別法として、別の実施態様では、イニシャルＫＡＰ
ＴＯＮ（商標登録された材料）及びＳ２グラスファイバ
ー及びエポキシよこ糸を有するポリイミド層ラップを使
用する。また、エポキシリッチな領域を回避しながら、
応力負荷をＣＩＣＣのコーナーの回りに及びコーナーを
通して分配させるようにデザインした十字形の或はＴ形
状の３Ｄ織コーナーロービングも、本発明により予期さ
れる。
の３−Ｄ特性によって達成されるＣＩＣＣ導管及び超伝
導性材料の熱膨張率に最もよく適合するように選ぶ。本
例では、Ｉｎｃｏｌｏｙ ９０８及びＮｂ3 Ｓｎに関し
て使用すべき絶縁材料は、ＣＴＤ １０１Ｋで構成され
るエポキシよこ糸を有するＳ２グラスファイバーであ
る。別法として、別の実施態様では、イニシャルＫＡＰ
ＴＯＮ（商標登録された材料）及びＳ２グラスファイバ
ー及びエポキシよこ糸を有するポリイミド層ラップを使
用する。また、エポキシリッチな領域を回避しながら、
応力負荷をＣＩＣＣのコーナーの回りに及びコーナーを
通して分配させるようにデザインした十字形の或はＴ形
状の３Ｄ織コーナーロービングも、本発明により予期さ
れる。
【００１２】発明の原理の応用を例示するために、発明
の特定の実施態様を詳細に説明したが、発明は、そのよ
うな原理から逸脱しないでその他の方法で具体化し得る
ことは理解されるものと思う。
の特定の実施態様を詳細に説明したが、発明は、そのよ
うな原理から逸脱しないでその他の方法で具体化し得る
ことは理解されるものと思う。
Claims (3)
- 【請求項１】 三次元ウィーブのグラスファイバー及び
ウィーブに組み合わせたエポキシを含む三次元複合絶縁
材。 - 【請求項２】 グラスファイバーがＳ２タイプのもので
あり、絶縁材が、三次元膨張率において絶縁材に適合す
る超伝導性材料と組み合う請求項１の三次元複合絶縁
材。 - 【請求項３】 三次元複合絶縁材をケーブル−イン−導
管−導体材料及び超伝導性材料と共に使用する方法であ
って、 導管材料或は超伝導性材料の内の少なくとも一種の熱膨
張率と実質的に同じである直行する三面における実質的
に均一な熱膨張率を有する三次元ウィーブのグラスファ
イバー及びエポキシを選び；及び導管材料を三次元ウィ
ーブのグラスファイバー及びエポキシで絶縁することを
含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US509629 | 1983-06-30 | ||
| US50962995A | 1995-07-31 | 1995-07-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09147627A true JPH09147627A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=24027450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8206406A Pending JPH09147627A (ja) | 1995-07-31 | 1996-07-18 | ３ｄ複合絶縁材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6153831A (ja) |
| EP (1) | EP0757363A3 (ja) |
| JP (1) | JPH09147627A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10020228A1 (de) * | 2000-04-25 | 2001-10-31 | Abb Research Ltd | Hochspannungsisolationssystem |
| US7258819B2 (en) | 2001-10-11 | 2007-08-21 | Littelfuse, Inc. | Voltage variable substrate material |
| DE10212929A1 (de) * | 2002-03-19 | 2003-10-02 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | Bedienvorrichtung für ein Elektrogerät |
| US7183891B2 (en) | 2002-04-08 | 2007-02-27 | Littelfuse, Inc. | Direct application voltage variable material, devices employing same and methods of manufacturing such devices |
| AU2003224894A1 (en) | 2002-04-08 | 2003-10-27 | Littelfuse, Inc. | Voltage variable material for direct application and devices employing same |
| US7132922B2 (en) | 2002-04-08 | 2006-11-07 | Littelfuse, Inc. | Direct application voltage variable material, components thereof and devices employing same |
| US20060152334A1 (en) * | 2005-01-10 | 2006-07-13 | Nathaniel Maercklein | Electrostatic discharge protection for embedded components |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444736A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-17 | Shikishima Canvas Kk | Radiation resistant fiber reinforced composite material |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0236500B1 (en) * | 1985-09-13 | 1990-01-31 | Shikishima Canvas Kabushiki Kaisha | Construction material reinforcing fiber structure |
| FR2602248B1 (fr) * | 1986-08-01 | 1989-11-24 | Brochier Sa | Structure textile multidimensionnelle pour le renforcement de materiaux stratifies et procede et metier a tisser permettant l'obtention d'une telle structure |
| JPS63274510A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Shikishima Kanbasu Kk | 低温用繊維補強複合材 |
| US5296064A (en) * | 1989-04-17 | 1994-03-22 | Georgia Tech Research Corp. | Flexible multiply towpreg tape from powder fusion coated towpreg and method for production thereof |
| JPH0736465B2 (ja) * | 1990-05-14 | 1995-04-19 | 三菱電機株式会社 | プリント配線板 |
-
1996
- 1996-07-05 EP EP96305008A patent/EP0757363A3/en not_active Ceased
- 1996-07-18 JP JP8206406A patent/JPH09147627A/ja active Pending
-
1997
- 1997-07-24 US US08/899,995 patent/US6153831A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444736A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-17 | Shikishima Canvas Kk | Radiation resistant fiber reinforced composite material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0757363A2 (en) | 1997-02-05 |
| US6153831A (en) | 2000-11-28 |
| EP0757363A3 (en) | 1997-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020212 |