JP2003511818A - 超電導テープの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 超電導テープの製法、特に超電導テープをコイルに巻き付ける方法。本発明によれば、オーブン内で燒結される前に、超電導テープは、特定の用途のために、湾曲半径で巻かれ、その後に、燒結がなされる。マンドレルに巻き付けられる前に、燒結をしてもよい。特殊なマンドレルを使用せずに、小さなコイルと、高温に耐えうる絶縁層を製造しうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、超電導テープの製法、特にコイルに巻き付けられる超電導テープの
製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

米国特許第5,531,015号公報には、巻き付け方法について、２つの方法が開示
されている。 １. 巻き付けた後、反応させる。 ２. 反応させた後、巻き付ける。

【０００３】 第１の方法は、中間絶縁層を設けたり、設けなかったりして、マンドレルに超
電導テープを巻き付け、その後、オーブン内で燒結する。この方法は、吸熱反応
について、マンドレル及び絶縁層の性質に高度の要件を必要とし、小さな半径の
コイルの製造に好適である。

【０００４】 第２の方法は、比較的大きな半径のテープの巻き付けに用いられる。オーブン
中で燒結した後、テープを巻き付ける。今まで、テープをマンドレルに巻き付け
ることは行われなかった。しかし、巻き付け工程の間に、小さな曲げ半径により
、超電導テープを脆くさせるという危険性があった。特に、この方法は、巻き付
け工程の間に、変形が起こりやすい、小さなコイルの製造の際に、生じることが
多かった。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】

本発明の目的は、上記の欠点を有さない、小さな湾曲半径の超電導テープ、特
に小さなコイルの製法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 本発明の方法によれば、オーブンで燒結する前に、特定の用途に適うような大
きさに定められた、湾曲半径で、超電導テープを巻き付け、その後、燒結がなさ
れることを特徴としている。

【０００７】 テープをマンドレルに巻く前に、燒結を行ってもよい。このようにして、特殊
なマンドレルを使用せずに、小さなコイルと、高温に耐えうる絶縁層を製造する
ことが可能である。

【０００８】 更に、本発明による超電導テープは、燒結の前に、１つ以上の湾曲半径に巻か
れたり、曲げられる。この湾曲半径は、湾曲半径の所定の範囲内では、特定の用
途に使用され、それにより、湾曲半径のこの範囲は、超電導テープを脆くせずに
、テープの取り扱いと程度を定める範囲に対応している。

【０００９】 また、本発明によれば、元の湾曲半径は、最終的な湾曲半径よりも小さい。 燒結の前に、本発明による超電導テープは、１つ以上の湾曲半径を有している
とよい。そこで、テープが、燒結の後に、問題の状態に置かれた時にも、脆くは
ならない。

【００１０】

【発明の実施の形態】

公知の「反応させた後に、巻き付ける」方法は、テープをオーブン内に収容し
、超電導材料を焼きなましする、テープの巻き締めを含んでいる。もちろん、数
kmのテープを巻き締めずに、オーブンの中に置くことは不可能である。このよ
うな巻き締めテープは、「パンケーキ」状の超電導テープと呼ばれる。このよう
なパンケーキ状のテープは、例えば住友電気工業のヨーロッパ特許第0631331号
（特開平6-243745号）公報に記載されている。

【００１１】 このようなテープは、材料を曲げ過ぎたり、余りに大き過ぎる変形を受けた場
合には、微小クラッキングが発生してしまうという欠点があった。発明者は、こ
れらの状況を克服することを試みた。図３は、最初の半径の異なる２つの物質の
半径に対する、歪みを示している。湾曲半径を減少させるよりも、過剰の歪みを
生じずに、湾曲半径を増大させることの方が、はるかに容易であるように思われ
る。

【００１２】 例えば、0.40 %の臨界歪みが許容される時に、超電導性質を超えることなしに
、可能な湾曲半径は、問題の最初の湾曲半径を示したグラフから推定される。１
％までの臨界歪みが許容されることもある。これは、米国特許第5,531,015号（
特表昭9-511099号）公報に記載されている。

【００１３】 本発明によれば、湾曲半径を有する超電導テープが、焼きなましの前に、変形
を受けても、図３の範囲内であり、湾曲半径は、変形後の最終半径とほとんど変
わらない。元の湾曲半径は、最終湾曲半径よりも、わずかに小さいか、わずかに
大きい。

【００１４】 このようにして、マンドレルや冷却ホルダの上に、絶縁材料の中間層なしに、
湾曲半径の範囲以上の歪みを受けずに、超電導テープを置く間に、微小クラッキ
ングが生じる程度まで、テープを変形させることを避けることが可能である。ま
た、900℃のような高い燒結温度を許容しないマンドレルや中間絶縁層を使用す
ることが可能であるという利点が得られる。即ち、マンドレルや絶縁層の材料を
自由に選択しうるという重要な利点がある。

【００１５】 製造工程の間に、超電導テープの湾曲半径に所定のマージンを使用しうること
は重要であり、これは、図３のような、マージンである。

【００１６】 図３の曲線から、更に曲げるよりも、歪みを生じることの方が、はるかに容易
なので、最初の湾曲半径は、大きすぎるよりも、小さすぎるべきである。しかし
、取り扱いに際しては、テープが歪みを受けることが可能であるという利点があ
る。

【００１７】 一般に、超電導テープは、燒結の後で、歪みを受けた時に、テープが脆くなる
ような湾曲半径で巻かれる。本発明による超電導テープによれば、１つ以上の曲
げ半径を有し、それにより燒結の後で、巻き付けられるので、テープの脆さは生
じない。

【００１８】 テープは、マルチフィラメントであるとよい。何故なら、このようなテープは
、モノフィラメントテープよりも、曲げに対する許容度が大きいからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 燒結のために、いわゆる「パンケーキ状」に巻かれた超電導テープの斜視図。

【図２】 コイルホルダに巻かれた超電導テープの斜視図。

【図３】 最初の半径の異なるテープについて、湾曲半径に対する、超電導テープの最大歪
みを示すグラフ。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年１２月３日（２００１．１２．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オーブンでの燒結の前に、湾曲が特定の用途に使用されるよ
   うな湾曲半径で、超電導テープを巻き付け、その後、燒結を行うことを特徴とす
   る超電導テープの製法。
2. 【請求項２】 湾曲半径の範囲が、最終湾曲半径及びこれを超える湾曲半径
   よりも小さいことを特徴とする請求項1記載の製法。
3. 【請求項３】 燒結の前に、超電導テープを、燒結の後に歪みを受けた場合
   に、テープが脆くなるような半径で巻き付けることを特徴とする請求項１若しく
   は２記載の製法、
4. 【請求項４】 燒結の後に、前記湾曲半径の範囲を超えて、歪みを受けずに
   、超電導テープをホルダ、好ましくはコイルホルダに巻き付けることを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれかに記載の製法。
5. 【請求項５】 燒結の前に，超電導テープは１つ以上の湾曲半径を有し、そ
   れにより、燒結の後に、問題が生じた時にも、脆くはならないことを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の製法。