JP2001257113A - 超電導磁石、超電導磁石の製造装置および超電導磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超電導シース線の表面荒さ以上の厚みを保ち
つつ、超電導シース線間の絶縁層の厚みを薄くする。 【解決手段】 絶縁性粉末最大粒１２の径Ｒｍａｘを、
超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´の表面荒さ
Ｓｒの８０％以上とすることにより、絶縁層４ａ〜４ｃ
を形成しながら超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３
ｃ´を巻き取った場合においても、超電導シース線３ａ
の突起１３が絶縁層４ａを貫通して超電導シース線３ａ
´と接触することを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超電導磁石、超電
導磁石の製造装置および超電導磁石の製造方法に関し、
特に、超電導シース線間に絶縁層を形成する場合に適用
して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、断面が円形状の超電導線材を用い
て超電導磁石を構成する場合、超電導線材を俵状に積層
させる方法があった。

【０００３】図５は、従来の超電導磁石の概略構成を示
す側面図である。図５において、断面円形状の線材１０
２が巻き枠１０１に俵状に巻かれてソレノイドコイルが
形成されている。ここで、巻き枠１０１に線材１０２を
一層巻くごとに線材１０２の表層に液状の絶縁材１０３
を塗布することにより、線材１０２間の絶縁がとられて
いた。また、俵状に巻かれた線材１０２の隙間を真空に
引きながら、絶縁材１０３を線材１０２間に染み込ませ
る真空含浸方法も用いられていた。

【０００４】また、４Ｋ近傍で用いられる金属系超電導
線では、安定化材自身、もしくは超電導多芯線を収めた
コンジットによって、電磁力に対する耐強度が保たれて
いた。

【０００５】一方、臨界温度が液体窒素温度を超える超
電導体として、ビスマス系、イットリウム系、タリウム
系などの酸化物超電導体が知られている。これらの酸化
物超電導体を長尺化する方法として金属シース法があ
り、特に、強い配向結晶組織を得るために、薄いテープ
形状の銀シース線が用いられる。この銀シース線を用い
て超電導コイルを形成する場合、銀シース線が巻き崩れ
ることを防ぐため、銀シース線に常に弱い張力をかけな
がら銀シース線をパンケーキ状に巻き上げることが行わ
れていた。

【０００６】また、銀シース線の場合、通電時の電磁力
に対する線材自身の耐力が小さいことから、銀シース線
をパンケーキ状に巻き上げる際に、補強材を共巻きする
ことも行われていた。

【０００７】さらに、所定のコイル諸元を満足させるた
め、各層に２枚以上の高温超電導線を用いたバンドル導
体を巻き回すこともあった。ここで、バンドル導体で
は、層内の編流を防ぎ、通電時の損失を抑制するため
に、同一タ一ンでも各導体間に絶縁が施されていた。こ
のため、特開平１０―２１４７１３号公報に記載されて
いるように、銀シース線間にテープ状の絶縁シートを挿
入しながら、バンドル導体を巻き回す方法が行われてい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銀シー
ス線は強度が弱く、自重により容易に重力方向に垂れ下
がる一方、酸化物超電導体は、引っ張り強さが弱く、フ
ラットワイズ曲げおよびエッジワイズ曲げにも弱い。こ
のため、銀シース線をパンケーキ状に巻き上げる際に、
銀シース線に強い張力をかけると、酸化物超電導体に歪
みが発生し、超電導コイルの特性が劣化するという問題
があった。

【０００９】また、線材の耐力を補強するため、補強材
を共巻きしただけでは、銀シース線の側面に応力が加わ
り、超電導特性が劣化するという問題があった。

【００１０】さらに、各導体間に絶縁を施すため、銀シ
ース線間にテープ状の絶縁シートを挿入しながら巻き回
すと、銀シース線間の絶縁層の厚みが大きくなり、電流
密度を大きくすることができなくなるという問題があっ
た。

【００１１】一方、銀シース線間の絶縁層の厚みを薄く
するため、特開平５―３２６２５０号公報には、絶縁材
料をテープ状線材に被覆してコイル状に成形し、次いで
熱処理を施すことにより、厚さ１０〜１５０μｍの絶縁
層を形成する方法が開示されている。

【００１２】しかしながら、銀シース線の表面荒さは１
０μｍ程度ある。このため、絶縁材料が硬化する前に、
絶縁材料が塗布されたテープ状線材をコイル状に巻き回
すと、重なり合ったテープ状線材が絶縁材料を突き抜け
て接触し、絶縁がとれなくなるという問題があった。

【００１３】そこで、本発明の第１の目的は、超電導シ
ース線の表面荒さによる接触を防止しつつ、超電導シー
ス線の絶縁層の厚みを薄くすることが可能な超電導磁石
を提供することである。

【００１４】また、本発明の第２の目的は、超電導シー
ス線の端部を保護することが可能な超電導磁石を提供す
ることである。

【００１５】また、本発明の第３の目的は、超電導特性
の劣化を軽減することが可能な超電導磁石の製造装置お
よび超電導磁石の製造方法を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明によれば、超電導シース線
に形成された絶縁層と、前記絶縁層に混入され、前記超
電導シース線の表面荒さより大きな絶縁間隔を保つスペ
ーサとを備えることを特徴とする。

【００１７】これにより、パンケーキコイル状に巻かれ
た超電導シース線同士の間隔を、超電導シース線の表面
荒さより大きく保つことができる。このため、絶縁材料
が塗布された超電導シース線を絶縁材料が硬化する前に
巻き取った場合においても、重なり合った超電導シース
線が絶縁材料を突き抜けて接触することを防止すること
が可能となり、超電導シース線間の絶縁性の信頼度を確
保しつつ、超電導シース線間に形成された絶縁層の厚み
を薄くすることが可能となる。

【００１８】また、請求項２記載の発明によれば、前記
スペーサは、シリカ、窒化アルミニウム、炭酸カルシウ
ム、またはアルミナから選択される少なくとも１種類以
上の絶縁性粉末であることが好ましい。

【００１９】これにより、超電導コイルの熱処理を行っ
た場合においても、絶縁層の劣化を防止して、超電導シ
ース線間の絶縁性を保つことが可能となる。

【００２０】また、請求項３記載の発明によれば、前記
絶縁性粉末の最大粒径が、前記超電導シース線の表面荒
さの８０％以上であることが好ましい。

【００２１】これにより、超電導シース線が重なり合っ
た場合においても、超電導シース線が接触しないよう
に、超電導シース線同士の間隔を保つことが可能とな
り、重なり合った超電導シース線が絶縁材料を突き抜け
て接触することを防止することが可能となる。

【００２２】また、請求項４記載の発明によれば、前記
絶縁性粉末の最大粒径は、前記絶縁性粉末の体積充填率
が７０％以上では前記表面荒さに対して２０％〜５０
％、前記絶縁性粉末の体積充填率が５０〜７０％では前
記表面荒さに対して５０％〜１００％、前記絶縁性粉末
の体積充填率が５０％以下の場合では前記表面荒さに対
して１００％以上であることが好ましい。

【００２３】これにより、絶縁性粉末の体積充填率が多
いため、絶縁性粉末が団子状態になる場合においても、
超電導シース線間の絶縁性の信頼度を確保しつつ、絶縁
層を薄くすることが可能となる。

【００２４】また、請求項５記載の発明によれば、前記
超電導シース線を補強する補強材をさらに備えることが
好ましい。

【００２５】これにより、通電時の超電導コイル自体の
フーブ力により、超電導シース線が伸びたり、変形した
りすることを防止することが可能となり、超電導コイル
の性能の劣化を防止することが可能となる。

【００２６】また、請求項６記載の発明によれば、前記
補強材は、前記超電導シース線の幅方向に突出している
ことが好ましい。

【００２７】これにより、超電導コイルを積み重ねた場
合においても、超電導コイルの重さを補強材で受け止め
て、超電導シース線の側面に応力が直接加わることを防
止することが可能となり、超電導特性の劣化を防止する
ことが可能となる。

【００２８】また、請求項７記載の発明によれば、前記
補強材は電気絶縁被覆が施されていることが好ましい。

【００２９】これにより、超電導シース線を補強材と共
巻きした場合においても、巻き線時に超電導シース線と
補強材との間に絶縁層を形成することなく、超電導シー
ス線と補強材との間の絶縁をとることが可能となり、超
電導コイルの電流密度を向上させることが可能となる。

【００３０】また、請求項８記載の発明によれば、前記
超電導シース線間に塗布された絶縁層を押し出して前記
絶縁層を前記超電導シース線の両端に回り込ませること
により、前記超電導シース線の両端が絶縁されているこ
とが好ましい。

【００３１】これにより、超電導シース線間の絶縁層の
薄膜化と同時に超電導シース線の両側の絶縁をとること
が可能となり、超電導シース線の両側を絶縁するための
工程を別途設ける必要がなくなる。

【００３２】また、請求項９記載の発明によれば、１枚
もしくは複数枚の超電導シース線からなるバンドル導体
を巻回して形成された超電導磁石の製造装置において、
巻き取りドラムに巻回された超電導シース線を送出する
送出機構と、前記送出された超電導シース線をバンドル
導体として形成して巻回し、所定形状の超電導磁石に形
成する巻き取り機構と、前記送出機構と前記巻き取り機
構との間に配設され、前記超電導シース線に所定の張力
を付与する張力機構と、前記張力機構と前記巻き取り機
構との間に配設され、前記超電導シース線に絶縁層を形
成する絶縁層形成装置とを備えることを特徴とする。

【００３３】これにより、絶縁層の形成された直後の超
電導シース線を、最適な張力をかけながらコイル状に巻
き取ることが可能となり、酸化物超電導体の劣化を防止
しつつ、電流密度の大きな超電導コイルを形成すること
が可能となる。

【００３４】また、請求項１０記載の発明によれば、前
記送出機構は、張力手段を備えることが好ましい。

【００３５】これにより、線材の送出の際の弛みを防止
して、線材の劣化を防止することが可能となるととも
に、張力の強さを線材の性質に応じて調整することが可
能となる。

【００３６】また、請求項１１記載の発明によれば、前
記絶縁層形成装置は、絶縁層を形成する樹脂または複合
樹脂を混合生成する混合器と、前記樹脂または複合樹脂
を前記混合器から超電導シース線に滴下させる定量滴下
器と、前記滴下された樹脂または複合樹脂を所定の絶縁
層に仕上げる塗布機構とを備えることが好ましい。

【００３７】これにより、超電導シース線に絶縁層を形
成する直前に、絶縁層を形成する樹脂または複合樹脂を
調合することが可能となることから、これらの樹脂また
は複合樹脂が２液性であったり、室温硬化樹脂であった
りする場合においても、超電導シース線に滴下される前
に、硬化したり、変質したりすることを防止することが
可能となる。

【００３８】また、請求項１２記載の発明によれば、前
記塗布機構は、走査する超電導シース線を挟んで所定の
間隔で対峙する一対の塗布片を備えることが好ましい。

【００３９】これにより、超電導シース線の走査に応じ
て、超電導シース線の表面に所定の厚みの絶縁層を形成
することが可能となり、絶縁層の厚みを制御しつつ、超
電導シース線に絶縁層を形成することが可能となる。

【００４０】また、請求項１３記載の発明によれば、前
記塗布片は、ローラであることが好ましい。

【００４１】これにより、走査する超電導シース線に負
荷をかけることなく、超電導シース線に絶縁層を形成す
ることが可能となる。

【００４２】また、請求項１４記載の発明によれば、一
対の塗布片の間隔を調整する間隔調整手段を備えること
が好ましい。

【００４３】これにより、超電導シース線に供給される
樹脂量を調整することが可能となり、超電導シース線間
に形成される絶縁層の厚みや超電導シース線の両端への
樹脂の回り込み量を調節することが可能となる。

【００４４】また、請求項１５記載の発明によれば、超
電導シース線の表面荒さより大きな絶縁間隔を保つスペ
ーサが混入された絶縁層を超電導シース線に塗布する工
程と、前記絶縁層の硬化前に前記超電導シース線を巻き
取る工程とを備えることを特徴とする。

【００４５】これにより、重なり合った超電導シース線
が絶縁材料を突き抜けて接触することを防止しつつ、超
電導シース線間の絶縁層の厚みを薄くすることが可能と
なり、超電導シース線間の絶縁性の信頼度を確保しつ
つ、超電導コイルの電流密度を向上させることが可能と
なる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係わる
超電導磁石について図面を参照しながら説明する。図１
は、本発明の一実施例に係わる超電導磁石の概略構成を
示す断面図、図２（ａ）は、図１の超電導磁石の拡大
図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の超電導シース線の表面
付近の拡大図である。図１、２において、複数枚の超電
導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´および補強材２
ａ〜２ｃが巻回中心６の回りに複数層に渡って共巻きさ
れている。ここで、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´
〜３ｃ´間、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ
´と補強材２ａ〜２ｃとの間、および超電導シース線３
ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´の側面には、絶縁層４ａ〜４
ｃが形成され、絶縁層４ａ〜４ｃには、絶縁性粉末１
１、１２が混入されている。

【００４７】この絶縁層４ａ〜４ｃは、超電導シース線
３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´間にカプトンなどの絶縁シ
ートを挿入するのではなく、超電導シース線３ａ〜３
ｃ、３ａ´〜３ｃ´や補強材２ａ〜２ｃの表面に樹脂を
付着させながら巻き取ることにより形成されている。

【００４８】これにより、絶縁層４ａ〜４ｃを形成する
時に線間の隙間を樹脂で埋めることが可能となり、超電
導磁石の構造強度を増すことが可能となるとともに、熱
伝導性を向上させて、特に、伝導冷却を目的とする場合
の冷却効率を向上させることが可能となる。

【００４９】また、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´
〜３ｃ´の表面や補強材２ａ〜２ｃの表面に付着された
樹脂を超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´の両
端に回り込ませて、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´
〜３ｃ´の両端にも絶縁層４ａ〜４ｃを形成することが
可能となり、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ
´の両側の絶縁を容易にとることが可能となる。

【００５０】なお、絶縁層４ａ〜４ｃは、オレフィン
系、アクリル系、またはエポキシ系などの樹脂を用いて
形成することができる。また、超電導シース線３ａ〜３
ｃ、３ａ´〜３ｃ´や補強材２ａ〜２ｃの表面に樹脂を
付着させる方法として、ローラやハケなどにより樹脂を
塗布する方法を用いることができる。また、スプレーガ
ンなどを用いて樹脂を吹き付けるようにしてもよい。

【００５１】また、絶縁性粉末１１、１２は、シリカ、
窒化アルミニウム、炭酸カルシウム、またはアルミナ、
あるいはこれらの混合粉末を用いることが好ましい。こ
れにより、絶縁層４ａ〜４ｃの熱収縮率を線材の熱収縮
率に近づけて、冷却時の歪みを防ぐことができる。

【００５２】また、絶縁性粉末最大粒１２の径Ｒｍａｘ
は、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´の表面
荒さＳｒの８０％以上とすることが好ましい。これによ
り、例えば、絶縁層４ａを押し潰して絶縁層４ａの厚み
Ｔｈを薄くした場合においても、超電導シース線３ａと
超電導シース線３ａ´との間隔が、絶縁性粉末最大粒１
２の径Ｒｍａｘより狭くなることを防止することが可能
となる。この結果、超電導シース線３ａの表面荒れによ
る突起１３が、絶縁層４ａを貫通して超電導シース線３
ａ´と接触することを防止することが可能となり、超電
導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´間の絶縁の信頼
度を確保しつつ、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜
３ｃ´間の絶縁層４ａ〜４ｃの厚みＴｈを可能な限り薄
くすることが可能となる。

【００５３】なお、絶縁層４ａ〜４ｃを介して対峙する
２面のうち、少なくとも表面荒さＳｒの荒い方の面につ
いて、前述の条件を満たすようにしてもよい。この時、
絶縁層４ａ〜４ｃを介して対峙する２面のうち、少なく
ともどちらか一方に先に絶縁樹脂を塗布し、それを巻回
して絶縁層４ａ〜４ｃを形成するようにしてもよい。

【００５４】また、上述した説明では、超電導シース線
３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´の表面荒さＳｒに対応させ
て絶縁性粉末最大粒１２の径Ｒｍａｘを決める方法につ
いて説明したが、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜
３ｃ´の表面を研磨することにより、超電導シース線３
ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´の表面荒さＳｒが、絶縁性粉
末最大粒１２の径Ｒｍａｘの１００〜１２０％程度にな
るようにしてもよい。この際、表面研磨は、絶縁層を４
ａ〜４ｃ介して対峙する２面のうち一面だけに行っても
よい。また、研磨された面に先に絶縁性樹脂を塗り付け
てもよく、研磨されてない面に先に絶縁性樹脂を塗り付
けてもよい。

【００５５】また、絶縁層４ａ〜４ｃに混入する絶縁性
粉末１１、１２の体積充填率に応じて、絶縁性粉末最大
粒１２の径Ｒｍａｘを制御するようにしてもよい。

【００５６】例えば、絶縁性粉末１１、１２の体積充填
率が多い場合には、絶縁性粉末最大粒１２の径Ｒｍａｘ
を、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´の表面
荒さＳｒより小さくするようにしてもよい。

【００５７】すなわち、絶縁性粉末１１、１２の体積充
填率が多い場合には、絶縁性粉末最大粒１２の径Ｒｍａ
ｘが大きいと、絶縁性粉末１１、１２が絶縁層４ａ〜４
ｃ内で団子状態となるため、絶縁層４ａ〜４ｃの薄膜化
の妨げとなる。一方、絶縁性粉末１１、１２が団子状態
となることにより、絶縁性粉末最大粒１２の径Ｒｍａｘ
を表面荒さＳｒより小さくしても、絶縁層４ａ〜４ｃの
膜厚Ｔｈを超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´
の表面荒さＳｒ以上に保つことが可能となる。

【００５８】例えば、絶縁性粉末最大粒１２の径Ｒｍａ
ｘは、絶縁性粉末１１、１２の体積充填率が７０％以上
では表面荒さＳｒに対して２０％〜５０％、絶縁性粉末
１１、１２の体積充填率が５０〜７０％では表面荒さＳ
ｒに対して５０％〜１００％、絶縁性粉末１１、１２の
体積充填率が５０％以下の場合では表面荒さＳｒに対し
て１００％以上であることが好ましい。

【００５９】また、絶縁層４ａ〜４ｃに混入する絶縁性
粉末１１、１２の混入比率により、樹脂の粘度を制御し
て、樹脂を塗り伸ばした後の絶縁層４ａ〜４ｃの厚さの
最小値を制御するようにしてもよい。

【００６０】さらに、絶縁性粉末最大粒１２の径Ｒｍａ
ｘを絶縁層４ａ〜４ｃの膜厚Ｔｈに対して制御するよう
にしてもよい。例えば、絶縁層４ａ〜４ｃの膜厚Ｔｈを
厚くする場合には、それに応じて絶縁性粉末最大粒１２
の径Ｒｍａｘを大きくすることにより、絶縁層４ａ〜４
ｃの膜厚Ｔｈを絶縁性粉末最大粒１２の径Ｒｍａｘに合
わせることが可能となり、絶縁層４ａ〜４ｃの膜厚Ｔｈ
の精度を向上させることが可能となる。。

【００６１】また、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´
〜３ｃ´間に補強材２ａ〜２ｃを設けることにより、超
電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´に通電した際
に、コイル自身がフープ力で変形することを防ぐことが
可能となり、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ
´の劣化を防止することが可能となる。ここで、補強材
２ａ〜２ｃを１枚の超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´
〜３ｃ´とほぼ同形のテープ状とすることにより、補強
材２ａ〜２ｃを超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３
ｃ´の間に挟みながら補強材２ａ〜２ｃを共巻きするこ
とが可能となり、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜
３ｃ´の補強を、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜
３ｃ´の巻き取り工程内で行うことが可能となる。な
お、補強材２ａ〜２ｃとして、熱伝導性のよいステンレ
ス鋼や銅材などを用いることができる。

【００６２】また、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´
〜３ｃ´の幅は、補強材２ａ〜２ｃの幅より小さく、補
強材２ａ〜２ｃの端面は、パンケーキコイル端面５ａ、
５ｂと一致するが、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´
〜３ｃ´の端面は、パンケーキコイル端面５ａ、５ｂに
達しないようにして共巻きされている。

【００６３】これにより、パンケーキ状に成形された超
電導コイルの上下面にかかる自重及びスタックされる他
コイルの重量を補強材２ａ〜２ｃで支えることが可能と
なり、パンケーキ上下面からの力が超電導シース線３ａ
〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´の端部に直接加わることを防止
することが可能となることから、超電導シース線３ａ〜
３ｃ、３ａ´〜３ｃ´の劣化を防止することが可能とな
る。

【００６４】なお、共巻きする補強材２ａ〜２ｃに予め
電気絶縁被覆を施し、巻き線時における補強材２ａ〜２
ｃの絶縁層の形成を省略するようにしてもよい。これに
より、超電導シース線３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´間に
形成する絶縁層４ａ〜４ｃの絶縁耐圧をそれ程高くする
必要がなくなり、絶縁層４ａ〜４ｃをより薄くして、超
電導コイルの電流密度を上げることができる。ここで、
電気絶縁被覆として、熱伝導性に優れるアルミナや窒化
アルミニウムなどのセラミックス材を用いることが好ま
しい。

【００６５】次に、本発明の一実施例に係わる超電導磁
石の製造装置および製造方法について、図面を参照しな
がら説明する。

【００６６】図３は、本発明の一実施例に係わる超電導
磁石の製造装置の概略構成を示す側面図である。図３に
おいて、超電導磁石の製造装置には、送り出し機構２
１、張力機構２２、絶縁層形成部２３および巻き取り部
２４が設けられている。

【００６７】送り出し機構２１には、超電導シース線供
給ロール３３ａ〜３３ｃおよび補強材供給ロール３４
ａ、３４ｂが設けられ、超電導シース線供給ロール３３
ａ〜３３ｃからは、超電導シース線３１ａ〜３１ｃが送
出され、補強材供給ロール３４ａ、３４ｂからは、補強
材３２ａ、３２ｂが送出される。

【００６８】張力機構２２には、超電導シース線３１ａ
〜３１ｃおよび補強材３２ａ、３２ｂの張力をそれぞれ
別個に調節する張力調節用ローラ３５ａ〜３５ｅが設け
られ、送り出し機構２１から送出された超電導シース線
３１ａ〜３１ｃおよび補強材３２ａ、３２ｂの張力を最
適に維持する。

【００６９】絶縁層形成部２３には、樹脂塗布装置３６
ａ〜３６ｃが設けられ、張力機構２２を介して送出され
た超電導シース線３１ａ〜３１ｃおよび補強材３２ａ、
３２ｂのそれぞれの少なくとも片面に樹脂を塗布する。
なお、絶縁層形成部２３には、絶縁性樹脂の混合生成部
を設けるようにしてもよい。これにより、超電導シース
線３１ａ〜３１ｃおよび補強材３２ａ、３２ｂの送出量
に応じた樹脂の必要量を適宜製作することが可能とな
り、電気絶縁樹脂が２液性であったり、室温硬化樹脂で
ある場合でも、樹脂の塗布前に樹脂が硬化したり、変質
したりすることを防止することが可能となり、樹脂を所
定の厚みに均一に塗布することが可能となる。

【００７０】巻き取り部２４には、巻き枠３７が設けら
れ、絶縁層形成部２３で樹脂が塗布された超電導シース
線３１ａ〜３１ｃおよび補強材３２ａ、３２ｂを巻き枠
３７に共巻きすることにより、コイルを形成する。

【００７１】このように、張力機構２２を設けることに
より、超電導線材に合わせて巻き張力を調節でき、かつ
常に一定の張力をかけたまま、巻き線および巻き戻しを
することが可能となり、伸びおよび曲げに弱い超電導シ
ース線３１ａ〜３１ｃを、性能の劣化を低減しつつコイ
ル状に巻き上げることが可能となる。

【００７２】また、巻き取り部２４の前段に絶縁層形成
部２３を設けることにより、巻き回し工程の直前に絶縁
層を形成することが可能となり、巻き回しによる絶縁層
の厚みの制御や樹脂の回り込みの制御が可能となるとと
もに、巻き回し後の絶縁層形成工程を省略することが可
能となる。

【００７３】なお、絶縁層形成部２３の前段に、超電導
シース線３１ａ〜３１ｃの表面を研磨する研磨機構を設
けるようにしてもよい。これにより、超電導シース線３
１ａ〜３１ｃの表面荒さを低減することが可能となり、
これに応じて絶縁性粉末最大粒１２の径Ｒｍａｘも小さ
くすることが可能となることから、絶縁層４ａ〜４ｃの
厚みＴｈをより一層薄くすることが可能となる。

【００７４】図４（ａ）は、本発明の第１実施例に係わ
る絶縁層形成部２３の概略構成を示す側面図である。図
４（ａ）において、絶縁層形成部２３は、樹脂溜め部４
４、樹脂塗布用下ローラ４３ｂおよび樹脂塗布用上ロー
ラ４３ａを備え、樹脂塗布用下ローラ４３ｂの一部は、
樹脂溜め部４４に溜められている樹脂に浸っている。そ
して、樹脂塗布用下ローラ４３ｂの回転により、樹脂溜
め部４４の樹脂が掻き上げられると、樹脂塗布用下ロー
ラ４３ｂが、線材４２をガイドしつつ、線材４２を樹脂
塗布用下ローラ４３ｂに押しつける。これにより、線材
４２に樹脂が塗布され、樹脂が塗布された線材４２が巻
き枠４１に巻き取られる。

【００７５】このように、塗布片として対峙する一対の
ローラ４３ａ、４３ｂにより、樹脂溜め部４４から掻き
上げた樹脂を、線材４２の下側にのみ塗布することがで
き、さらに、ローラ４３ａ、４３ｂが回転することか
ら、塗布時の線材４２への負荷を小さくすることができ
る。

【００７６】図４（ｂ）は、本発明の第２実施例に係わ
る絶縁層形成部の概略構成を示す側面図である。図４
（ｂ）において、樹脂塗布片上５３ａ、樹脂塗布片下５
３ｂおよび間隔調節コマ５５が設けられ、樹脂塗布片上
５３ａには樹脂溜め部５４が設けられている。そして、
樹脂塗布片上５３ａと樹脂塗布片下５３ｂとの間に、線
材５２が送出されると、樹脂溜め部５４に溜められてい
る樹脂が線材５２上に滴下される。これにより、線材５
２に樹脂が塗布され、樹脂が塗布された線材５２が巻き
枠５１に巻き取られる。ここで、樹脂塗布片上５３ａと
樹脂塗布片下５３ｂとの間隔を間隔調節コマ５５で調節
することにより、樹脂溜め部５４から線材５２に供給さ
れる樹脂量を調整することが可能となり、線材５２間の
絶縁層厚さやパンケーキコイル端面への絶縁性樹脂の回
り込み量を調整することが可能となる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超電導シース線が絶縁材料を突き抜けて接触することを
防止しつつ、超電導シース線間の絶縁層の厚み薄くする
ことが可能となり、超電導シース線間の絶縁性の信頼度
を確保しつつ、超電導コイルの電流密度を向上させるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる超電導磁石の概略構
成を示す断面図である。

【図２】図１の超電導磁石の拡大図である。

【図３】本発明の一実施例に係わる超電導磁石の製造装
置の概略構成を示す側面図である。

【図４】図４（ａ）は、本発明の第１実施例に係わる樹
脂塗布装置の概略構成を示す側面図、図４（ｂ）は、本
発明の第２実施例に係わる樹脂塗布装置の概略構成を示
す側面図である。

【図５】従来の超電導磁石の概略構成を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ コイル ２ａ〜２ｃ、３２ａ、３２ｂ 補強材 ３ａ〜３ｃ、３ａ´〜３ｃ´、３１ａ〜３１ｃ 超電導
シース線 ４ａ〜４ｃ 絶縁層 ５ａ、５ｂ パンケーキコイル端面 ６ 巻回中心 １１ 絶縁性粉末 １２ 絶縁性粉末最大粒 １３ 突起 ２１ 送り出し機構 ２２ 張力機構 ２３ 絶縁層形成部 ２４ 巻き取り部 ３３ａ〜３３ｃ 超電導シース線供給ロール ３４ａ、３４ｂ 補強材供給ロール ３５ａ〜３５ｅ 張力調節用ローラ ３６ａ〜３６ｃ 樹脂塗布装置 ３７、４１、５１ 巻き枠 ４２、５２ 線材 ４３ａ 樹脂塗布用上ローラ ４３ｂ 樹脂塗布用下ローラ ４４、５４ 樹脂溜め部 ５３ａ 樹脂塗布片上 ５３ｂ 樹脂塗布片下 ５５ 間隔調節コマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田崎 賢司 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 小柳 圭 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 平岸 政洋 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 住吉 幸博 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 野村 俊自 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 平井 久之 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 荒岡 勝政 神奈川県川崎市幸区神奈川県川崎市幸区小 向東芝町１番地 株式会社東芝研究開発セ ンター内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超電導シース線に形成された絶縁層と、 前記絶縁層に混入され、前記超電導シース線の表面荒さ
   より大きな絶縁間隔を保つスペーサとを備えることを特
   徴とする超電導磁石。
2. 【請求項２】 前記スペーサは、シリカ、窒化アルミニ
   ウム、炭酸カルシウム、またはアルミナから選択される
   少なくとも１種類以上の絶縁性粉末であることを特徴と
   する請求項１記載の超電導磁石。
3. 【請求項３】 前記絶縁性粉末の最大粒径が、前記超電
   導シース線の表面荒さの８０％以上であることを特徴と
   する請求項２記載の超電導磁石。
4. 【請求項４】 前記絶縁性粉末の最大粒径は、前記絶縁
   性粉末の体積充填率が７０％以上では前記表面荒さに対
   して２０％〜５０％、前記絶縁性粉末の体積充填率が５
   ０〜７０％では前記表面荒さに対して５０％〜１００
   ％、前記絶縁性粉末の体積充填率が５０％以下の場合で
   は前記表面荒さに対して１００％以上であることを特徴
   とする請求項２記載の超電導磁石。
5. 【請求項５】 前記超電導シース線を補強する補強材を
   さらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   １項記載の超電導磁石。
6. 【請求項６】 前記補強材は、前記超電導シース線の幅
   方向に突出していることを特徴とする請求項５記載の超
   電導磁石。
7. 【請求項７】 前記補強材は、電気絶縁被覆が施されて
   いることを特徴とする請求項５または６記載の超電導磁
   石。
8. 【請求項８】 前記超電導シース線間に塗布された絶縁
   層を押し出して前記絶縁層を前記超電導シース線の両端
   に回り込ませることにより、前記超電導シース線の両端
   が絶縁されていることを特徴とする請求項１〜７記載の
   超電導磁石。
9. 【請求項９】 １枚もしくは複数枚の超電導シース線か
   らなるバンドル導体を巻回して形成された超電導磁石の
   製造装置において、 巻き取りドラムに巻回された超電導シース線を送出する
   送出機構と、 前記送出された超電導シース線をバンドル導体として形
   成して巻回し、所定形状の超電導磁石に形成する巻き取
   り機構と、 前記送出機構と前記巻き取り機構との間に配設され、前
   記超電導シース線に所定の張力を付与する張力機構と、 前記張力機構と前記巻き取り機構との間に配設され、前
   記超電導シース線に絶縁層を形成する絶縁層形成装置と
   を備えることを特徴とする超電導磁石の製造装置。
10. 【請求項１０】 前記送出機構は、張力手段を備えるこ
    とを特徴とする請求項９記載の超電導磁石の製造装置。
11. 【請求項１１】 前記絶縁層形成装置は、 絶縁層を形成する樹脂または複合樹脂を混合生成する混
    合器と、 前記樹脂または複合樹脂を前記混合器から超電導シース
    線に滴下させる定量滴下器と、 前記滴下された樹脂または複合樹脂を所定の絶縁層に仕
    上げる塗布機構とを備えることを特徴とする請求項１０
    記載の超電導磁石の製造装置。
12. 【請求項１２】 前記塗布機構は、走査する超電導シー
    ス線を挟んで所定の間隔で対峙する一対の塗布片を備え
    ることを特徴とする請求項１１記載の超電導磁石の製造
    装置。
13. 【請求項１３】 前記塗布片は、ローラであることを特
    徴とする請求項１２記載の超電導磁石の製造装置。
14. 【請求項１４】 一対の塗布片の間隔を調整する間隔調
    整手段を備えることを特徴とする請求項１２記載の超電
    導磁石の製造装置。
15. 【請求項１５】 超電導シース線の表面荒さより大きな
    絶縁間隔を保つスペーサが混入された絶縁層を超電導シ
    ース線に塗布する工程と、 前記絶縁層の硬化前に前記超電導シース線を巻き取る工
    程とを備えることを特徴とする超電導磁石の製造方法。