JP2597724B2 - 超電導電磁石 - Google Patents
超電導電磁石Info
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- JP2597724B2 JP2597724B2 JP22830389A JP22830389A JP2597724B2 JP 2597724 B2 JP2597724 B2 JP 2597724B2 JP 22830389 A JP22830389 A JP 22830389A JP 22830389 A JP22830389 A JP 22830389A JP 2597724 B2 JP2597724 B2 JP 2597724B2
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- superconducting wire
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Coil Winding Methods And Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はMRI（核磁気共鳴撮像装置）、磁気浮上車
輛、超電導発電機等に用いる超電導電磁石に関する。
輛、超電導発電機等に用いる超電導電磁石に関する。
（従来の技術） 超電導電磁石は励磁時にワイヤムーブメント等により
クエンチを起すことがある。このため、従来ワイヤムー
ブメントを抑えるために、例えば特開昭63−99505号公
報に記載されているような方法により超電導電磁石が製
造されていた。即ち、この方法は第４図に示すように、
超電導線（１）を容器（２）に入った無溶剤形の接着剤
（３）の中を通すことにより塗布しながら巻枠（４）に
所定回巻回し、その後該接着剤を硬化する方法である。
クエンチを起すことがある。このため、従来ワイヤムー
ブメントを抑えるために、例えば特開昭63−99505号公
報に記載されているような方法により超電導電磁石が製
造されていた。即ち、この方法は第４図に示すように、
超電導線（１）を容器（２）に入った無溶剤形の接着剤
（３）の中を通すことにより塗布しながら巻枠（４）に
所定回巻回し、その後該接着剤を硬化する方法である。
（発明が解決しようとする課題） このような方法は次のような欠点がある。即ち、一般
に巻線作業が数日に亘って行われるが、この過程におい
て樹脂が大気中の水分を吸って加水分解し所望の接着力
を得られなくなる場合がある。また、常温硬化形の樹脂
を使用すると途中で樹脂が硬化してしまうことがあり、
もし万一巻線作業の途中で超電導線が切断したりした際
など巻直しが必要なときに巻直しできなくなる。万一巻
直しができても、巻枠等に付着した接着剤の除去作業が
面倒である。また硬化時に自重で樹脂が下方へ流動し、
上部の樹脂量が少なくなり接着力が不足する問題が起き
る。更に、一般に接着剤は粘性があり付近の塵埃を付着
し易いし、接着剤を塗布された超電導線に作業者が触れ
るのも制限されることになる。また、接着剤からの揮発
性物質による悪臭に作業者が悩まされることがある。
に巻線作業が数日に亘って行われるが、この過程におい
て樹脂が大気中の水分を吸って加水分解し所望の接着力
を得られなくなる場合がある。また、常温硬化形の樹脂
を使用すると途中で樹脂が硬化してしまうことがあり、
もし万一巻線作業の途中で超電導線が切断したりした際
など巻直しが必要なときに巻直しできなくなる。万一巻
直しができても、巻枠等に付着した接着剤の除去作業が
面倒である。また硬化時に自重で樹脂が下方へ流動し、
上部の樹脂量が少なくなり接着力が不足する問題が起き
る。更に、一般に接着剤は粘性があり付近の塵埃を付着
し易いし、接着剤を塗布された超電導線に作業者が触れ
るのも制限されることになる。また、接着剤からの揮発
性物質による悪臭に作業者が悩まされることがある。
本発明は従来技術が有する前述した各種の問題が発生
することがなく、かつワイヤムーブメントによるクエン
チが発生しない超電導電磁石を提供することを目的とす
る。
することがなく、かつワイヤムーブメントによるクエン
チが発生しない超電導電磁石を提供することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため本発明は電気絶縁被覆を施し
更にその表面に自己融着層を設けた超電導線を、所定の
張力を加えて巻枠に巻回した後、加熱して前記自己融着
層を融解させ、しかる後冷却することにより超電導線同
士を接着する。
更にその表面に自己融着層を設けた超電導線を、所定の
張力を加えて巻枠に巻回した後、加熱して前記自己融着
層を融解させ、しかる後冷却することにより超電導線同
士を接着する。
（作 用） 本発明の上記のように構成されているので、超電導線
同士が強固に接着すると共に冷却により超電導が収縮し
ても超電導線に張力が残留するためワイヤーブメントが
起きずクエンチの発生を防止できる。
同士が強固に接着すると共に冷却により超電導が収縮し
ても超電導線に張力が残留するためワイヤーブメントが
起きずクエンチの発生を防止できる。
（実施例） 以下第１図および第２図を参照しながら本発明の一実
施例について具体的に説明する。第１図は本発明実施例
に用いる超電導線の断面を示す。超電導線（１）上には
電気絶縁被覆（５）が施され、更にその上に自己融着層
（６）が設けられている。電気絶縁被覆としてはポリビ
ニルホイルマール，ポリエステル，エポキシポリイミ
ド，イミドエステル，イミドヒダントインなどのエナメ
ルや、これらエナメル上にガラスやポリエステル、ある
いはケブラー（デュポン社商品名）などの繊維を巻回し
ワニス処理したもの、あるいは単にガラス，ポリエステ
ル，ケブラーなどの繊維を巻回しワニス処理したものな
どが含まれる。これら電気絶縁被覆は超電導電磁石に発
生する電圧を考慮して決めるが、通常は５〜200μｍ程
度の厚さが必要である。また自己融着層としてはエポキ
シ，ポリアミド，ポリエステル，ポリイミド，ポリビニ
ルブチラール等の自己融着性を有する接着剤が使用でき
る。この自己融着層は超電導線上にエナメル皮膜を形成
するのと同じ方法で形成できる。自己融着層は室温では
粘着性が全くないものを用いる。また融着させるための
加熱温度が180℃以下で、なるべく低い温度のものの方
が残留ひずみを少くできるので良い。自己融着層の厚さ
は５〜100μｍ程度が良い。５μｍ未満では接着力が不
足するためであり、100μｍ超過では導体占積率が低
く、高磁界を発生し難くなるためである。
施例について具体的に説明する。第１図は本発明実施例
に用いる超電導線の断面を示す。超電導線（１）上には
電気絶縁被覆（５）が施され、更にその上に自己融着層
（６）が設けられている。電気絶縁被覆としてはポリビ
ニルホイルマール，ポリエステル，エポキシポリイミ
ド，イミドエステル，イミドヒダントインなどのエナメ
ルや、これらエナメル上にガラスやポリエステル、ある
いはケブラー（デュポン社商品名）などの繊維を巻回し
ワニス処理したもの、あるいは単にガラス，ポリエステ
ル，ケブラーなどの繊維を巻回しワニス処理したものな
どが含まれる。これら電気絶縁被覆は超電導電磁石に発
生する電圧を考慮して決めるが、通常は５〜200μｍ程
度の厚さが必要である。また自己融着層としてはエポキ
シ，ポリアミド，ポリエステル，ポリイミド，ポリビニ
ルブチラール等の自己融着性を有する接着剤が使用でき
る。この自己融着層は超電導線上にエナメル皮膜を形成
するのと同じ方法で形成できる。自己融着層は室温では
粘着性が全くないものを用いる。また融着させるための
加熱温度が180℃以下で、なるべく低い温度のものの方
が残留ひずみを少くできるので良い。自己融着層の厚さ
は５〜100μｍ程度が良い。５μｍ未満では接着力が不
足するためであり、100μｍ超過では導体占積率が低
く、高磁界を発生し難くなるためである。
第２図は本発明実施例の巻線時の状態の一例を示すた
めの図である。超電導線を巻回する巻線機（７）は回転
機（８）と送りガイド（９）で構成してある。回転機
（８）は、超電導ソレノイドコイル（10）を図中の矢印
Ｘ方向に所定の速度で回転して前記電気絶縁被覆と自己
融着層を形成した超電導線（１）を巻き取るものであ
る。また、超電導ソレノイドコイル（10）を回転するた
め、その両端にフランジ（11）を取り付け、そのフラン
ジ（11）の中心に回転軸（12）を取り付けてあり、回転
軸（12）は回転機（８）に連結してある。送りガイド
（９）は、ドラム（13）から超電導ソレノイドコイル
（10）に巻き取られる超電導線（１）のピッチと張力を
調整するものである。またピッチ調整するため、送りガ
イド（９）のアーム（14）は超電導ソレノイドコイル
（10）の中心軸と平行方向（図中の矢印Ｙ方向）に所定
の速度で往復運動する。さらに張力を調整するため、ア
ーム（14）に取り付けたテンションローラ（15）に超電
導線（１）を通してある。
めの図である。超電導線を巻回する巻線機（７）は回転
機（８）と送りガイド（９）で構成してある。回転機
（８）は、超電導ソレノイドコイル（10）を図中の矢印
Ｘ方向に所定の速度で回転して前記電気絶縁被覆と自己
融着層を形成した超電導線（１）を巻き取るものであ
る。また、超電導ソレノイドコイル（10）を回転するた
め、その両端にフランジ（11）を取り付け、そのフラン
ジ（11）の中心に回転軸（12）を取り付けてあり、回転
軸（12）は回転機（８）に連結してある。送りガイド
（９）は、ドラム（13）から超電導ソレノイドコイル
（10）に巻き取られる超電導線（１）のピッチと張力を
調整するものである。またピッチ調整するため、送りガ
イド（９）のアーム（14）は超電導ソレノイドコイル
（10）の中心軸と平行方向（図中の矢印Ｙ方向）に所定
の速度で往復運動する。さらに張力を調整するため、ア
ーム（14）に取り付けたテンションローラ（15）に超電
導線（１）を通してある。
この際超電導線に加える張力は５〜30kg/mm2が良い。
5kg/mm2未満では、緊縛力が不足し、超電導線同士を十
分に接着できないし、また液体ヘリウムに浸漬した際に
生ずる超電導線の熱収縮の方が大きくなって、超電導線
に加えられた張力がなくなり、ワイヤムーブメントを起
し易くなるためである。また30kg/mm2超過では超電導線
が弾性限界を超え、超電導線の断線、電気絶縁被覆の破
壊等が懸念されると同時に、超電導線が塑性変形するた
め、加熱融着時に超電導線が縮まず超電導線同士の強固
な接着力が得られなくなるためである。
5kg/mm2未満では、緊縛力が不足し、超電導線同士を十
分に接着できないし、また液体ヘリウムに浸漬した際に
生ずる超電導線の熱収縮の方が大きくなって、超電導線
に加えられた張力がなくなり、ワイヤムーブメントを起
し易くなるためである。また30kg/mm2超過では超電導線
が弾性限界を超え、超電導線の断線、電気絶縁被覆の破
壊等が懸念されると同時に、超電導線が塑性変形するた
め、加熱融着時に超電導線が縮まず超電導線同士の強固
な接着力が得られなくなるためである。
このように張力を加えて超電導線を巻回するのは、加
熱して自己融着層を溶融させた際、張力を加えないで巻
いた時よりはるかに強固に超電導線同士が融着すると同
時に、液体ヘリウムに冷却された際に超電導線が収縮し
ても、超電導線に張力が残留するため、超電導電磁石は
ワイヤムーブメントによるクエンチを起し難くなるため
である。
熱して自己融着層を溶融させた際、張力を加えないで巻
いた時よりはるかに強固に超電導線同士が融着すると同
時に、液体ヘリウムに冷却された際に超電導線が収縮し
ても、超電導線に張力が残留するため、超電導電磁石は
ワイヤムーブメントによるクエンチを起し難くなるため
である。
即ち、第３図に巻線の一部を拡大して断面図で示す
が、張力を加えないで巻回し、加熱融着すると、第３図
（Ａ）に示すように、巻き終った状態と殆んど同じ状態
で超電導線（１）同士が縮み、自己融着層（６）が変形
し超電導電同士が互いに近接し融着面積を増える。ま
た、加熱融着処理時に電気絶縁被覆（５）が溶融するこ
とはないので、超電導線（１）同士は電気絶縁を貫通し
て融着することがなく、線間が短絡することはない。
が、張力を加えないで巻回し、加熱融着すると、第３図
（Ａ）に示すように、巻き終った状態と殆んど同じ状態
で超電導線（１）同士が縮み、自己融着層（６）が変形
し超電導電同士が互いに近接し融着面積を増える。ま
た、加熱融着処理時に電気絶縁被覆（５）が溶融するこ
とはないので、超電導線（１）同士は電気絶縁を貫通し
て融着することがなく、線間が短絡することはない。
上記実施例の具体例として直径85μｍのNbTi素超導線
に電気絶縁皮覆として35μｍ厚さのポリビニルホイルマ
ール皮膜を形成し、更にこの上に厚さ15μｍのエポキシ
系自己融着層を形成した自己融着絶縁超電導線を製作し
た。
に電気絶縁皮覆として35μｍ厚さのポリビニルホイルマ
ール皮膜を形成し、更にこの上に厚さ15μｍのエポキシ
系自己融着層を形成した自己融着絶縁超電導線を製作し
た。
次にこの自己融着絶縁超電導線を第２図に示したと同
様な方法で20kg/mm2の張力を加えながらFRP製巻枠上に
多層巻回した。巻回後張力を保持したままで、全体を13
0℃のオーブンに１時間入れ自己融着層をさせ超電導線
同士を融着させた後、室温まで冷却することにより超電
導線磁石を得た。
様な方法で20kg/mm2の張力を加えながらFRP製巻枠上に
多層巻回した。巻回後張力を保持したままで、全体を13
0℃のオーブンに１時間入れ自己融着層をさせ超電導線
同士を融着させた後、室温まで冷却することにより超電
導線磁石を得た。
130℃で加熱することによりエポキシ系の自己融着層
が溶融するが、超電導線に20kg/mm2の張力が加わってい
るため超電導線が縮み、ポリビニルホルマール皮膜同士
が接する状態になる。そのまま室温まで冷却すると自己
融着層は固化し、強固な接着力を発揮する。
が溶融するが、超電導線に20kg/mm2の張力が加わってい
るため超電導線が縮み、ポリビニルホルマール皮膜同士
が接する状態になる。そのまま室温まで冷却すると自己
融着層は固化し、強固な接着力を発揮する。
このため、ワイヤムーブメントは起きなくなり、絶縁
もポリビニルホルマール皮膜が健全なため超電導線同士
が短絡することもない。
もポリビニルホルマール皮膜が健全なため超電導線同士
が短絡することもない。
なお上記の例では融着のための加熱をオーブンで行っ
たが、通電加熱，温風加熱，ヒータによる輻射加熱など
によってもよい。また実施例では丸線について説明した
が、平角線でもよい。
たが、通電加熱，温風加熱，ヒータによる輻射加熱など
によってもよい。また実施例では丸線について説明した
が、平角線でもよい。
以上説明したように本発明は超電導線相互を強固に接
着できるので、励磁時にワイヤムーブメントが生じず、
従ってクエンチの起きない超電導電磁石が得られる。
着できるので、励磁時にワイヤムーブメントが生じず、
従ってクエンチの起きない超電導電磁石が得られる。
また、従来例のように接着剤を塗布する方式ではな
く、自己融着層を超電導線表面に形成したものを巻く方
式としたために、接着剤のポットライフや変質を心配す
ることがないので、巻線工程上での制約がなくなり、異
物の付着，悪臭に対する対策も不要である。更には自己
融着層は溶融時に流動が殆どなく、溶融時に自重により
下方に流動し、上部が接着力不足になるという問題は起
きない。また加熱は樹脂を溶融するだけで良いので、反
応をさせるための加熱時間に比べ、時間短縮ができる。
更に万一巻線途中で断線が起きても、容易に巻直すこと
が可能で、作業者や作業所を汚すことなく巻直すことが
できる。
く、自己融着層を超電導線表面に形成したものを巻く方
式としたために、接着剤のポットライフや変質を心配す
ることがないので、巻線工程上での制約がなくなり、異
物の付着，悪臭に対する対策も不要である。更には自己
融着層は溶融時に流動が殆どなく、溶融時に自重により
下方に流動し、上部が接着力不足になるという問題は起
きない。また加熱は樹脂を溶融するだけで良いので、反
応をさせるための加熱時間に比べ、時間短縮ができる。
更に万一巻線途中で断線が起きても、容易に巻直すこと
が可能で、作業者や作業所を汚すことなく巻直すことが
できる。
第１図は本発明に係る超電導電磁石に用いる超電導線の
一例を示す横断面図、第２図は第１図の超電導線を巻回
する際の一例を示す説明図、第３図は本発明の超電導線
の接着効果を説明するための様態図、第４図は従来の超
電導電磁石の製作工程の説明図である。 １……超電導線、２……容器 ３……無溶剤形の接着剤、４……巻枠 ５……電気絶縁被覆、６……自己融着層 ７……巻線機、８……回転機 ９……送りガイド、10……ソレノイドコイル 11……フランジ、12……回転軸 13……ドラム、14……アーム 15……テンションローラ
一例を示す横断面図、第２図は第１図の超電導線を巻回
する際の一例を示す説明図、第３図は本発明の超電導線
の接着効果を説明するための様態図、第４図は従来の超
電導電磁石の製作工程の説明図である。 １……超電導線、２……容器 ３……無溶剤形の接着剤、４……巻枠 ５……電気絶縁被覆、６……自己融着層 ７……巻線機、８……回転機 ９……送りガイド、10……ソレノイドコイル 11……フランジ、12……回転軸 13……ドラム、14……アーム 15……テンションローラ
Claims (1)
- 【請求項１】電気絶縁被覆を施し更にその表面に自己融
着層を設けた超電導線を所定の張力を加えならが巻枠に
巻回した後、加熱して前記自己融着層を溶融させ、しか
る後冷却して超電導線同士を接着してなることを特徴と
する超電導電磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22830389A JP2597724B2 (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 超電導電磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22830389A JP2597724B2 (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 超電導電磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0391903A JPH0391903A (ja) | 1991-04-17 |
| JP2597724B2 true JP2597724B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=16874335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22830389A Expired - Lifetime JP2597724B2 (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 超電導電磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597724B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4594794B2 (ja) * | 2005-05-13 | 2010-12-08 | 株式会社東芝 | 超電導マグネットの製造方法 |
-
1989
- 1989-09-05 JP JP22830389A patent/JP2597724B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0391903A (ja) | 1991-04-17 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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