JP2021022508A - 絶縁性超電導線材、絶縁性超電導線材の製造方法および超電導コイル - Google Patents

Abstract

【課題】コイル状に巻回した状態でチャネル内に渦電流が発生しにくく、超電導芯線材とチャネルとの間の伝熱効率が高いＷＩＣ（ワイヤー・イン・チャネル）構造の絶縁性超電導線材を提供する。【解決手段】絶縁性超電導線材１０は、チャネル溝２２が形成された面２４を有するチャネル２１と、チャネル２１のチャネル溝２２に収容されている超電導芯線材３０とを備え、チャネル２１は、周囲が絶縁性皮膜２６で被覆されていて、超電導芯線材３０は少なくとも一部が絶縁性皮膜３４で被覆されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤー・イン・チャネル構造の絶縁性超電導線材およびその製造方法に関する。本発明はまた、上記絶縁性超電導線材を用いた超電導コイルにも関する。

超電導線材は、超電導ケーブル、超電導コイルとして利用されている。超電導ケーブルは、例えば、送電線として使用されている。超電導コイルは、例えば、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）装置、核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置、粒子加速器、リニアモーターカー、さらに電力貯蔵装置などの分野で使用されている。

超電導線材としては、超電導芯線材を、チャネル溝を備えたチャネル（安定化材ともいう）のチャネル溝に収容固定した構造（ワイヤー・イン・チャネル（ＷＩＣ）構造）のものが知られている。超電導芯線材としては、金属母材と、この金属母材に埋設されている複数本の超電導フィラメントとからなる超電導多芯線材（超電導コア材ともいう）が広く利用されている。

上記ＷＩＣ構造の超電導線材を超電導コイルとして用いる場合には、超電導線材の超電導芯線材同士が、電気的に接続して短絡しないように絶縁することが必要となる。
特許文献１には、コイル状に巻回可能なＷＩＣ構造の超電導線材として、超電導多芯線材の周囲を電気絶縁層で被覆した状態で、チャネル溝に収容固定した絶縁性超電導線材が開示されている。

特表２０１７−５３３５７９号公報

特許文献１に記載されている超電導芯線材の周囲のみを電気絶縁層で被覆したＷＩＣ構造の絶縁性超電導線材は、コイル状に巻回した状態では、チャネル同士が電気的に接続するため、チャネル内に渦電流が発生しやすくなる。チャネル内に渦電流が発生することは、超電導コイル内を流れる電気エネルギーの損失となる。このため、渦電流の発生は抑える必要がある。

また、ＷＩＣ構造の超電導線材では、超電導芯線材の温度が上昇すると、超電導状態が部分的に破れて常電導状態に転移することがある。このような場合、超電導芯線材を超電導状態に早期に復帰させるため、超電導芯線材の熱をチャネルに効率よく伝熱させて、超電導芯線材の温度を速やかに低下させることが有効である。しかしながら、特許文献１に記載されているＷＩＣ構造の絶縁性超電導線材では、超電導芯線材の周囲を被覆している電気絶縁層は絶縁性を確保するために、厚さを厚くする必要がある。また、超電導芯線材の周囲にのみ電気絶縁層が被覆されているため、超電導芯線材とチャネル溝との密着性が低くなりやすい。このような理由から、超電導芯線材とチャネルとの間の伝熱効率が低く、超電導芯線材の熱をチャネルに効率よく伝熱させることが難しいという問題があった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コイル状に巻回した状態でチャネル内に渦電流が発生しにくく、超電導芯線材とチャネルとの間の伝熱効率が高いＷＩＣ構造の絶縁性超電導線材およびその製造方法を提供することにある。本発明はまた、チャネル内に渦電流が発生しにくく、超電導芯線材とチャネルとの間の伝熱効率が高い超電導コイルを提供することもその目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の絶縁性超電導線材は、チャネル溝が形成されている面およびチャネル溝が形成されていない面を有するチャネルと、前記チャネルの前記チャネル溝に収容されている超電導芯線材とを備え、前記チャネルは、周囲が絶縁性皮膜で被覆されていて、前記超電導芯線材は少なくとも一部が絶縁性皮膜で被覆されていることを特徴としている。

本発明の絶縁性超電導線材によれば、チャネルの周囲が絶縁性皮膜で被覆されているので、絶縁性超電導線材をコイル状に巻回した状態では、チャネル同士が電気的に接続しにくいため、チャネル内に渦電流が発生しにくくなる。さらに、超電導芯線材とチャネル溝とが絶縁性皮膜で被覆されているので、超電導芯線材とチャネル溝との密着性が高くなり、超電導芯線材とチャネルとの間の伝熱効率が高くなる。

ここで、本発明の絶縁性超電導線材においては、前記チャネル溝を被覆する前記絶縁性皮膜の厚さが、前記チャネル溝が形成されていない面を被覆する前記絶縁性皮膜の厚さよりも薄いことが好ましい。
この場合、チャネル溝を被覆する絶縁性皮膜の厚さが、チャネル溝が形成されていない面を被覆する絶縁性皮膜の厚さよりも薄いので、超電導芯線材とチャネルとの間の伝熱効率をより高くすることができる。

本発明の絶縁性超電導線材の製造方法は、上述の絶縁性超電導線材の製造方法であって、少なくとも一部が絶縁性皮膜で被覆されている超電導芯線材と、チャネル溝が形成されている面およびチャネル溝が形成されていない面を有するチャネルと、前記チャネルの周囲を被覆する絶縁性皮膜とを備える絶縁性チャネルを用意する用意工程と、前記絶縁性チャネルの前記チャネル溝に、超電導芯線材を収容する収容工程と、を含むことを特徴としている。
本発明の絶縁性超電導線材の製造方法によれば、少なくとも一部が絶縁性皮膜で被覆されている超電導芯線材と絶縁性チャネルとを予め用意するので、上述の絶縁性超電導線材を工業的に有利に製造することができる。

ここで、本発明の絶縁性チャネルの製造方法においては、前記絶縁性チャネルが下記の製造方法によって製造されたものであってもよい。
（絶縁性チャネルの製造方法）
電荷を有する絶縁樹脂粒子が分散されている電着液に前記チャネルを浸漬して、前記チャネルの前記チャネル溝が形成されていない面の周囲に配置した電極と、前記チャネルとの間に直流電圧を印加することによって、前記チャネルに絶縁樹脂粒子を電着させて電着膜を形成する電着工程と、前記電着膜が形成された前記チャネルを前記電着液から取り出す取出工程と、前記電着膜が形成された前記チャネルを加熱して、前記電着膜を前記チャネルに焼き付ける焼付工程と、を含む製造方法。
この絶縁性チャネルの製造方法によれば、電着工程において、電極をチャネルのチャネル溝が形成されていない面の周囲に配置するので、チャネル溝が形成されていない面に絶縁樹脂粒子を優先的に電着させて電着膜を形成することができる。よって、チャネルのチャネル溝が形成されていない面を被覆する絶縁性皮膜の厚さは相対的に厚く、チャネル溝を被覆する絶縁性皮膜の厚さは相対的に薄くすることができる。

本発明の超電導コイルは、上述の絶縁性超電導線材が、前記超電導芯線材の外面と、前記チャネル溝が形成されていない面を被覆する絶縁性皮膜とが接触するように巻回されていることを特徴としている。
本発明の超電導コイルによれば、上述の絶縁性超電導線材を用いているため、チャネル内に渦電流が発生しにくく、超電導芯線材とチャネルとの間の伝熱効率が高くなる。

本発明によれば、コイル状に巻回した状態でチャネル内に渦電流が発生しにくく、超電導芯線材とチャネルとの間の伝熱効率が高いＷＩＣ構造の絶縁性超電導線材およびその製造方法を提供することが可能となる。また、本発明によれば、チャネル内に渦電流が発生しにくく、超電導芯線材とチャネルとの間の伝熱効率が高い超電導コイルを提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る絶縁性超電導線材の横断面図である。 本発明の一実施形態に係る絶縁性超電導線材の製造方法の一例を示す横断面図である。 本発明の一実施形態に係る絶縁性超電導線材において用いられる絶縁性チャネルの製造に、有利に用いることができる絶縁性皮膜形成装置の構成の一例を示す概略図である。 図３のIV−IV線断面図である。

以下に、本発明の一実施形態である絶縁性超電導線材、絶縁性超電導線材の製造方法および超電導コイルについて、添付した図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る絶縁性超電導線材の横断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る絶縁性超電導線材１０は、絶縁性チャネル２０と、超電導芯線材３０とを備える。超電導芯線材３０は、絶縁性チャネル２０のチャネル溝２２に収容されている。チャネル溝２２には、超電導芯線材３０の形状に沿って突出した突出部２３が形成されており、この突出部２３によって、超電導芯線材３０はチャネル溝２２に固定されている。

絶縁性チャネル２０は、チャネル２１と、チャネル２１の外周を被覆する絶縁性皮膜２６とを備える。チャネル２１は、チャネル溝２２が形成されている一つの面２４と、チャネル溝２２が形成されていない３つの面２５ａ、２５ｂ、２５ｃを有し、断面形状が角部に曲率のある略四角形状とされている。絶縁性皮膜２６は、絶縁性超電導線材１０をコイル状に巻回したときに、超電導芯線材３０同士が電気的に接続して短絡することを防止する機能と、チャネル２１同士が電気的に接続することを防止して、チャネル２１内での渦電流の発生を抑制する機能とを有する。

絶縁性超電導線材１０は、チャネル溝２２が形成されている面２４（超電導芯線材３０が収容固定されている面）と、チャネル溝２２が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃ面とが重なるように巻回することによって、超電導芯線材３０同士が電気的に接続して短絡することを防止することができる。このため、チャネル溝２２を被覆する絶縁性皮膜２６の厚さは、チャネル溝が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃを被覆する絶縁性皮膜２６の厚さよりも薄くすることができる。これによって、チャネル溝２２を被覆する絶縁性皮膜２６は、チャネル溝が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃを被覆する絶縁性皮膜２６よりも熱伝導度が高くなり、超電導芯線材３０とチャネル２１との間の伝熱効率が高くなる。チャネル溝２２を被覆する絶縁性皮膜２６の厚さは、０．５μｍ以上２０μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。チャネル溝２２が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃを被覆する絶縁性皮膜２６の厚さは５μｍ以上６０μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。

チャネル２１の材料としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金を用いることができる。絶縁性皮膜２６の材料としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ホルマール樹脂などの絶縁樹脂を用いることができる。

超電導芯線材３０は、金属母材３１と、金属母材３１に埋設されている複数本の超電導フィラメント３２とからなる超電導多芯線材３３とされている。超電導多芯線材３３の金属母材３１の材料としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金を用いることができる。超電導多芯線材３３の超電導フィラメント３２の材料としては、例えば、ＮｂＴｉ合金、Ｎｂ_３Ｓｎを用いることができる。

超電導芯線材３０は、外周が絶縁性皮膜３４で被覆されている。絶縁性皮膜３４は、超電導芯線材３０をチャネル溝２２に収容するときに、超電導芯線材３０の表面に傷が付かないように保護する機能を有する。また、絶縁性皮膜３４は、チャネル溝２２を被覆する絶縁性皮膜２６と共に、超電導芯線材３０とチャネル溝２２との密着性を向上させる機能を有する。すなわち、超電導芯線材３０をチャネル溝２２に収容するときに、絶縁性皮膜３４と絶縁性皮膜２６とが弾性変形して、両者が強く接触することによって、超電導芯線材３０とチャネル溝２２との密着性が向上する。超電導芯線材３０とチャネル溝２２との密着性が向上することによって、超電導芯線材３０とチャネル２１との間の伝熱効率は高くなる。

絶縁性皮膜３４の材料としては、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエチレンイミン樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ポリエステル樹脂、ホルマール化ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁樹脂を用いることができる。これらの絶縁樹脂は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。絶縁性皮膜３４の厚さは、例えば、３μｍ以上６０μｍ以下の範囲内である。

次に、本実施形態に係る絶縁性超電導線材１０の製造方法について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る絶縁性超電導線材の製造方法の一例を示す横断面図である。
本実施形態の絶縁性超電導線材１０の製造方法は、用意工程と収容工程とを含む。用意工程では、図２の（ａ）に示すように、絶縁性皮膜３４で被覆されている超電導芯線材３０と、チャネル溝２２が形成されている面２４およびチャネル溝２２が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃを有するチャネル２１と、チャネル２１の外周を被覆する絶縁性皮膜２６とを備える絶縁性チャネル２０を用意する。そして、収容工程では、絶縁性チャネル２０のチャネル溝２２に、超電導芯線材３０を収容する。

次いで、図２の（ｂ）に示すように、絶縁性チャネル２０を側面から中央方向（矢印方向）に加圧して、チャネル溝２２の開口部の内壁に突出部２３を形成させる。この突出部２３を形成することによって、超電導芯線材３０はチャネル溝２２に固定される。

絶縁性皮膜３４で被覆されている超電導芯線材３０は、例えば、超電導芯線材３０の表面に絶縁樹脂層を形成し、次いで絶縁樹脂層を焼き付ける方法によって製造することができる。超電導芯線材３０の表面に絶縁樹脂層を形成する方法としては、電着法およびディップ法を用いることができる。電着法は、電荷を有する絶縁樹脂粒子が分散されている電着液に超電導芯線材３０と電極とを浸漬し、この超電導芯線材３０と電極との間に直流電圧を印加することによって、超電導芯線材３０の表面に絶縁樹脂粒子を電着させて電着膜を形成する方法である。ディップ法は、絶縁樹脂と溶剤とを含むワニスに、超電導芯線材３０を浸漬して、超電導芯線材３０の表面にワニスを塗布して塗布膜を形成する方法である。

次に、絶縁性チャネル２０の製造方法について説明する。
図３は、本発明の一実施形態に係る絶縁性超電導線材において用いられる絶縁性チャネルの製造方法に有利に用いることができる絶縁性皮膜形成装置の構成の一例を示す概略図である。図４は、図３のIV−IV線断面図である。

図３、４に示すように、絶縁性皮膜形成装置４０は、電着液タンク４１と、加熱炉４６と、搬送ローラ４７とを備える。チャネル２１はロール状に巻かれたチャネルロール２１Ｒとして配置されている。チャネルロール２１Ｒから巻きだされた長尺状のチャネル２１は、搬送ローラ４７によって下から上に向けて搬送される。

電着液タンク４１は、電着液４２が収容されている。電着液４２は溶剤と、溶剤に分散されている絶縁樹脂粒子を含む。絶縁樹脂粒子は電荷を有する。溶剤としては、例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、１，３ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）などの極性溶剤を用いることができる。これらの溶剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。絶縁樹脂粒子の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ホルマール樹脂などの絶縁樹脂を用いることができる。これらの絶縁樹脂は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。電着液４２は、例えば、上記の絶縁樹脂を上記の溶剤に溶解させた絶縁樹脂溶液に、上記の絶縁樹脂の貧溶媒である水や塩基を添加混合して絶縁樹脂を析出させて絶縁樹脂粒子を生成させることによって調製することができる。

電着液４２の絶縁樹脂粒子は、レーザー回折法によって測定される平均粒子径が０．０１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内にあることが好ましく、０．０５μｍ以上１μｍ以下の範囲内にあることがより好ましい。
電着液４２の絶縁樹脂粒子の含有量は、１質量％以上２０質量％以下の範囲にあることが好ましい。

電着液タンク４１は、電極４３を備える。電極４３は、図４に示すように、チャネル溝２２が形成されている面２４（超電導芯線材３０が収容固定される面）には対向せず、チャネル溝２２が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃにのみ対向するように配置されている。電極４３を、このような形状とすることによって、チャネル溝２２が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃに優先的に絶縁性皮膜２６を形成することができる。
また、電極４３は、直流電源４４のマイナス端子と接続している。直流電源４４のプラス端子は導電線４５を介してチャネルロール２１Ｒに接続している。

このような構成とされた絶縁性皮膜形成装置４０を用いた絶縁性チャネル２０の製造は、電着工程と、取出工程と、焼付工程とを含む方法によって行われる。

（電着工程）
電着工程では、チャネルロール２１Ｒから巻きだされた長尺状のチャネル２１を、搬送ローラ４７によって電着液タンク４１に送る。電着液タンク４１に送られたチャネル２１は、電着液４２に浸漬される。そして、直流電源４４を用いて、電極４３とチャネル２１との間に直流電圧を印加することによって、チャネル２１のチャネル溝２２が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃに優先的に絶縁樹脂粒子を電着させて電着膜を形成する。電極４３とチャネル２１との間に印加する直流電圧の電圧は１Ｖ以上３００Ｖ以下の範囲内にあることが好ましい。また、電極４３とチャネル２１との間に直流電圧を印加する時間は、０．０１秒以上３０秒以下の範囲内とすることが好ましい。このような条件で電極４３とチャネル２１との間に直流電圧を印加することによって、チャネル２１の面２５ａ、２５ｂ、２５ｃの表面に、厚さが均一な電着膜を形成することができる。電着膜の厚さは、目的とする絶縁性皮膜２６の厚さによっても異なるが、通常は、５μｍ以上６０μｍ以下の範囲内である。

（取出工程）
取出工程では、電着膜が形成された電着膜付きチャネル２１ａを電着液４２から取り出す。電着液４２から取り出した電着膜付きチャネル２１ａは、チャネル溝２２に電着液４２が残留しやすい。チャネル溝２２に電着液４２が残留していると、次の焼付工程において、電着液４２中の絶縁樹脂粒子がチャネル溝２２に焼き付けられて、チャネル溝２２の表面に厚い絶縁性皮膜２６で被覆されるおそれがある。このため、チャネル溝２２に残留している電着液４２は除去することが好ましい。チャネル溝２２に残留している電着液４２を除去する方法としては、例えば、チャネル溝２２に空気を吹き付ける方法を用いることができる。

（焼付工程）
焼付工程では、電着膜が形成された電着膜付きチャネル２１ａを、加熱炉４６を用いて加熱して、電着膜をチャネル２１に焼き付ける。電着膜付きチャネル２１ａの加熱温度および時間は、電着膜が硬化して絶縁性皮膜２６を生成する温度であれば特に制限はない。加熱温度すなわち加熱炉４６の設定温度は、例えば、２００℃以上４５０℃以下の範囲内であり、加熱時間は、例えば、３０秒以上２４０秒以下の範囲内である。

本実施形態の絶縁性超電導線材１０は、超電導ケーブルや超電導コイルとして利用することができる。超電導コイルは、絶縁性超電導線材１０が、超電導芯線材３０の外面と、チャネル溝が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃを被覆する絶縁性皮膜２６とが接触するように巻回されている。絶縁性超電導線材１０は、超電導芯線材３０の外面と、チャネル溝２２が形成されている面２４とは反対側の面２５ｂを被覆する絶縁性皮膜２６とが接触するように巻回されていることが好ましい。

以上のような構成とされた本実施形態の絶縁性超電導線材１０によれば、絶縁性チャネル２０の周囲が絶縁性皮膜２６で被覆されているので、絶縁性超電導線材１０をコイル状に巻回した状態では、チャネル２１同士が電気的に接続しにくいため、チャネル２１内に渦電流が発生しにくくなる。さらに、超電導芯線材３０とチャネル溝２２とが絶縁性皮膜で被覆されているので、超電導芯線材３０とチャネル溝２２との密着性が高くなり、超電導芯線材３０とチャネル２１との間の伝熱効率が高くなる。

また、本実施形態の絶縁性超電導線材１０においては、チャネル溝２２を被覆する絶縁性皮膜２６の厚さを、チャネル溝２２が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃを被覆する絶縁性皮膜２６の厚さよりも薄くすることによって、超電導芯線材３０とチャネル２１との間の伝熱効率をより高くすることができる。

本実施形態の絶縁性超電導線材１０の製造方法によれば、絶縁性皮膜３４で被覆されている超電導芯線材３０と外周が絶縁性皮膜２６で被覆されている絶縁性チャネル２０とを予め用意するので、上述の絶縁性超電導線材１０を工業的に有利に製造することができる。

また、本実施形態の絶縁性チャネル２０の製造方法によれば、電着工程において、電極４３をチャネル２１のチャネル溝２２が形成されていない面の周囲に配置するので、チャネル２１のチャネル溝２２が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃに絶縁樹脂粒子を優先的に電着させて電着膜を形成することができる。よって、チャネル２１のチャネル溝２２が形成されていない面２５ａ、２５ｂ、２５ｃを被覆する絶縁性皮膜２６の厚さは相対的に厚く、チャネル溝２２を被覆する絶縁性皮膜２６の厚さは相対的に薄くすることができる。

本実施形態の超電導コイルは、上述の絶縁性超電導線材１０を用いているため、チャネル内に渦電流が発生しにくく、超電導芯線材３０とチャネル２１との間の伝熱効率が高くなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態の絶縁性超電導線材１０では、超電導芯線材３０全体が絶縁性皮膜３４で被覆されているが、これに限定されるものでなく、超電導芯線材３０の一部が絶縁性皮膜３４で被覆されていればよい。ただし、超電導芯線材３０とチャネル溝２２との密着性を向上させる観点から、超電導芯線材３０の表面の５０％以上の部分は、絶縁性皮膜３４で被覆されていることが好ましい。

また、本実施形態の絶縁性超電導線材１０では、超電導芯線材３０は、金属母材３１と、金属母材３１に埋設されている複数本の超電導フィラメント３２とからなる超電導多芯線材３３とされているが、超電導芯線材３０は単一の超電導線材であってもよい。またさらに、超電導芯線材３０の断面形状は円形とされているが、超電導芯線材３０の断面形状は特に制限はなく、例えば、角部に曲率のある平角形状であってもよい。

さらに、本実施形態の絶縁性超電導線材１０では、チャネル溝２２に形成された突出部２３によって、超電導芯線材３０とチャネル溝２２とを固定しているが、これに限定されるものではない。例えば、超電導芯線材３０とチャネル溝２２とを接着剤を用いて固定してもよい。

またさらに、本実施形態では、絶縁性チャネル２０の製造に際して、絶縁性皮膜２６を生成させる方法として、チャネル２１の周囲に絶縁樹脂粒子を電着させて形成した電着膜を焼き付ける方法を説明したが、絶縁性皮膜の生成方法はこれに限定されるものではない。例えば、チャネル２１の周囲に絶縁樹脂の溶解液を塗布して形成した塗布膜をチャネル２１に焼き付けることによって絶縁性皮膜２６を形成してもよい。

次に、本発明の作用効果を実施例により説明する。

［本発明例１］
超電導多芯線材として、銅製の母材と、この母材に埋設されているＮｂＴｉ合金フィラメントとからなる断面円形状の線材（直径：０．６６ｍｍ、耐熱温度：３００℃）を用意した。また、チャネルとして、チャネル溝（溝の幅：０．６６ｍｍ）を備えた銅製のチャネルを用意した。

用意した超電導多芯線材の表面に、電着法により厚さ５μｍの電着膜を形成した。電着液としては、負の電荷を有するポリアミドイミド（ＰＡＩ）粒子と水と塩基を含有する電着液を用いた。電着膜付き超電導多芯線材を、加熱炉を用いて２８０℃の温度で４分間加熱して、生成した絶縁性皮膜（ＰＡＩ被膜）を超電導多芯線材に焼き付けて、ＰＡＩ被膜で被覆された超電導多芯線材を作製した。

用意したチャネルの外周に、図３、４に示す絶縁性皮膜形成装置を用いて、絶縁性皮膜を形成した。電着液としては、負の電荷を有するＰＡＩ粒子と水と塩基を含有する電着液を用いた。この電着液に、チャネルを浸漬して、電極とチャネルとの間に直流電圧を印加することによって、チャネルの周囲にＰＡＩ粒子を電着させて電着膜を形成した。電着の条件は、チャネル溝が形成されていない面に形成された電着膜の厚さが４０μｍとなる条件とした。次いで、電着液から電着膜が形成された電着膜付きチャネルをから取り出した。そして、電着膜付きチャネルを、加熱炉を用いて２８０℃の温度で４分間加熱して、生成した絶縁性皮膜（ＰＡＩ被膜）をチャネルに焼き付けて、絶縁性チャネルを作製した。

次に、図２（ａ）に示すように、作製した絶縁性チャネルのチャネル溝に、ＰＡＩ被膜で被覆された超電導多芯線材を収容した。その後、図２（ｂ）に示すように、絶縁性チャネルを側面から中央方向に向かって加圧して、チャネル溝の開口部の内壁に突出部を形成させて、絶縁性超電導線材を得た。

得られた絶縁性超電導線材を、超電導多芯線材の外面とチャネル溝が形成されている面とは反対側の面を被覆する絶縁性皮膜とが接触するように巻回して、超電導コイルを得た。得られた超電導コイルは、チャネル内に渦電流が発生しにくく、超電導芯線材とチャネルとの間の伝熱効率が高くなる。

１０ 絶縁性超電導線材
２０ 絶縁性チャネル
２１ チャネル
２１ａ 電着膜付きチャネル
２１Ｒ チャネルロール
２２ チャネル溝
２３ 突出部
２４、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 面
２６ 絶縁性皮膜
３０ 超電導芯線材
３１ 金属母材
３２ 超電導フィラメント
３３ 超電導多芯線材
３４ 絶縁性皮膜
４０ 絶縁性皮膜形成装置
４１ 電着液タンク
４２ 電着液
４３ 電極
４４ 直流電源
４５ 導電線
４６ 加熱炉
４７ 搬送ローラ

Claims (5)

1. チャネル溝が形成されている面およびチャネル溝が形成されていない面を有するチャネルと、前記チャネルの前記チャネル溝に収容されている超電導芯線材とを備え、
   前記チャネルは、周囲が絶縁性皮膜で被覆されていて、
   前記超電導芯線材は少なくとも一部が絶縁性皮膜で被覆されていることを特徴とする絶縁性超電導線材。
2. 請求項１に記載の絶縁性超電導線材において、
   前記チャネル溝を被覆する前記絶縁性皮膜の厚さが、前記チャネル溝が形成されていない面を被覆する前記絶縁性皮膜の厚さよりも薄いことを特徴とする絶縁性超電導線材。
3. 請求項１または２に記載の絶縁性超電導線材の製造方法であって、
   少なくとも一部が絶縁性皮膜で被覆されている超電導芯線材と、チャネル溝が形成されている面およびチャネル溝が形成されていない面を有するチャネルと、前記チャネルの周囲を被覆する絶縁性皮膜とを備える絶縁性チャネルを用意する用意工程と、
   前記絶縁性チャネルの前記チャネル溝に、超電導芯線材を収容する収容工程と、
   を含むことを特徴とする絶縁性超電導線材の製造方法。
4. 請求項３に記載の絶縁性超電導線材の製造方法において、
   前記絶縁性チャネルが下記の製造方法によって製造されたものであることを特徴とする絶縁性超電導線材の製造方法。
   （絶縁性チャネルの製造方法）
   電荷を有する絶縁樹脂粒子が分散されている電着液に前記チャネルを浸漬して、前記チャネルの前記チャネル溝が形成されていない面の周囲に配置した電極と、前記チャネルとの間に直流電圧を印加することによって、前記チャネルに絶縁樹脂粒子を電着させて電着膜を形成する電着工程と、
   前記電着膜が形成された前記チャネルを前記電着液から取り出す取出工程と、
   前記電着膜が形成された前記チャネルを加熱して、前記電着膜を前記チャネルに焼き付ける焼付工程と、
   を含む製造方法。
5. 請求項１または２に記載の絶縁性超電導線材が、前記超電導芯線材の外面と、前記チャネル溝が形成されていない面を被覆する絶縁性皮膜とが接触するように巻回されていることを特徴とする超電導コイル。

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