JPH0240902A - 超電導コイルの作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超電導コイルの作製方法に関する。

特に、剛性の高い超電導コイルの作製方法に関す［従来
の技術］ 従来、超電導磁石のコイル製作する場合において、巻き
線を固定するために熱硬化性樹脂を巻き線間の隙間に充
填し、その後、加熱炉において適切な温度で熱処理して
樹脂を硬化し、巻き線を固定する方法が取られる。その
方法において、巻き線部に外力を加えながら熱処理する
と、コイルの固定が強化されることが知られており、通
常、そのような外力付加が行なわれる。然し乍ら、この
ような方法が適用できるものは、パンケーキ型巻き線に
限られ、ソレノイド巻きの場合には、コイル軸方向への
外力印加が困難であるために適用できなかった。

例えば、第１図に示すようなパンケーキ型コイルでは、
パンケーキ型コイル１を、巻き枠４の周りに巻き、エポ
キシ系Ｍ４詣などの含浸材を巻きコイル中に入れ込み、
加圧用押きえ治具２により、コイルを押許え、所定圧力
で加圧３し、加圧した状態で／ＩＯ熱炉６中に入れ、接
看性含浸材を硬化許せるものである。

どれに対して、超電導材でソレノイド型コイルを作製す
る場合は、第２図に示すように、巻き枠１１の周囲に巻
き線を多層に巻いたものであり、例えば、超電導線１３
を、一定のターン数１６と多数層１７（例えば、２ｎ＋
ＩＪＮ）に巻き、その巻いたものに、含浸樹脂１２を含
浸させるものである。この場合、超電導線を多層に巻く
と端部で型が崩れるために両端に巻き枠ノツチが必要と
なり、そのために、コイルの軸方向に両端から加圧する
ことが困難である。また、ターン数が多いと両端から加
圧しても線材−巻枠間の摩擦力により線材が固定されて
いるため、加圧力がコイルの中心にまで及ばないなどの
ために、ソレノイド型ではコイル軸方向への加圧が困難
であり、また、コイルの径方向での加圧が、第１図のパ
ンケーキ型と同様の方法で加圧できるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、ソレノイド巻き磁石においても外力の印加を
必要としないで、且つ、加熱炉を必要とすることなく、
含浸樹脂を硬化し、巻き線を固定化することによる超電
導材による超電導コイルの作製方法を提供することを目
的とする。また、本発明は、コイル巻き線に含浸させた
熱硬化性樹脂を硬化せしめ、固化する際に、加圧力の必
要なしに、同時に、熱付与の必要なしに、硬化固定する
ことのできる超電導コイルの作製方法を提供することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 前記のような超電導コイルを得るために、本発明は、熱
硬化性樹脂を超電導線を巻線したコイル中に含浸させる
ことによる超電導コイルの作製方法において、超電導材
により形成されたコイルに対して、常電導状態で、通電
して、発生する電磁気的なコイル軸方向の収縮力を利用
して、コイル軸フｊ向に加圧力を掛けながら、同時に常
電導状態で通電することにより発生したジュール熱を利
用し、該コイルの周辺部を加熱昇温し、含浸させた熱硬
化性樹脂を熱硬化させることを特徴とする超電導コイル
の作製方法である。

［作用］ 本発明の超電導コイルの作製方法では、上記の熱硬化性
Ｉ＃詣を充填させた状態で、コイルに適当な電流を流す
と、電流は超電導線の安定化材、例えば、鋼に流れ、超
電導コイルには電磁気力による：！イル軸方向の収縮力
が発生し、前記の問題を解消して、容易にコイル軸方向
に加圧ができる。

同時に、前記鋼に流した電流によりジュール熱が発生し
、コイル層の内部より加熱昇温することが町ｆｅになり
、効率的に熱硬化性樹脂を熱硬化させることができる。

更に、従来はコイルの大きさ以」二の加熱炉を必要とし
ていたが、前記に説明したジュール熱を利用することに
より、別個の加熱炉が不必要となる。

即も、本発明による超電導コイルの作製方法では、第４
図に示すように、Ａで示す通電前のコイルは、Ｂで示す
ように、コイルに通電すると、その？Ｉｔｉｆによって
、コイル軸の方向に電磁気力が生じ、図示のようにコイ
ル番こ収縮力が生じ、コイルが内側に引き寄せられる。

そのような状態でコイルが、含浸熱硬化性樹脂の硬化に
より、固定されるものである。

本発明によると、熱硬化性Ｊ６１ｒｆａを超電導線を巻
線したコイル中に含浸させることによる超電導コイルの
作製方法において、その含浸させた熱硬化性樹脂を硬化
し、コイルを固定する過程において、前記コイルの超電
導線材に通電しながら、熱硬化性樹脂を熱硬化せしめる
。

即も、超電導線材により形成されたコイルに対して、常
電導状態で、通電して、発生ずる電磁気的なコイル軸方
向の収縮力を利用して、コイル軸方向に加圧力を掛け、
同時に常電導状態で通電することにより発生したジュー
ル熱を利用し、該コイルの周辺部を加熱昇温し、含浸さ
せた熱硬化性樹脂を熱硬化さける。

従って、本発明によると、コイルに巻！ｌきれる超電導
線材は、常温度で、通電できるものでなければならない
６例えば、銅系金属をシース材として備えて、線材化さ
れたものである。

［実施例］ 図により説明すると、第３図の模式的断面図にに示すよ
うに、超電導＠２３を用いて、巻枠２１の周囲に超電導
線２３を、先ず、第１層コイル２４を一定ターン数２６
で巻き、更に、その上に、順次に、２ｎ＋１層の多層２
７に巻く、この巻き線は、熱硬化性樹脂２２を超電導線
２３に塗布しながら、行ない、または、巻き線径に、真
空含浸等により、巻き線間に熱硬化性樹脂２２を充填き
せる。

本発明によると、その後に、その含浸させた熱硬化性樹
脂２２を硬化処理する際に、コイルの超電導巻きａ２３
に、図示のように電流を流す、すると、図示のようにコ
イル軸方向に、電磁気力２８が生じ、矢印のように、収
縮力が生じる。それと同時にコイルに流れた電流により
ジュール熱が生じて、その熱により熱硬化が行なれる。

このように、加圧と同時に′熱硬化性ＦＩｌ［１を硬化
させると、巻き！Ｉ２３間及び熱硬化性樹脂２２の間の
隙間が極力最小になり、剛性の高いコイルを製作するこ
とができる。

ソレノイド型コイルにおいては、両端に巻枠２１が、コ
イル軸方向に数多くのターン数２５を有するために、従
来の外からの加圧では、外圧を内部まで伝えることが困
難であるが、本発明のようなコイル巻き線の１つ１つに
収縮力が生じると、均一に効率よくコイル２３が収縮し
、収縮したコイル２３を固定することができる。

また、超電導線材２３に電流が流れるために、それにジ
ュール熱が発生し、その周囲を加熱し、周囲にある熱硬
化性樹脂２２が加熱され、硬化反応が客筋に生じる。

更に、以上の通電処理を磁場中で行なって、通電による
加熱温度と加圧力を調整することもできる。

本発明の超電導コイルの作製に用いる熱硬化性樹脂とし
ては、エポキシ樹脂系、シリコン系、ウレタン系等から
選別きれる熱硬化性樹脂が好適である。

［発明の効果コ 本発明による超電導コイルの作製方法により、第１に、
１！流は超電導線の安定化材、例えば、鋼に流れ、超電
導コイルには″ｉ電磁気力よるコイル軸方向に、収縮力
が発生し、前記の問題を解消して、容易にコイル軸方向
に加圧ができること、第２に、超電導線材の安定化材、
例えば、ンー材の銅に流した電流によりジュール熱が発
生し、コイル層の内部より加熱昇温することができ、効
率的に熱硬化性樹脂を熱硬化諮せることができること、 第３に、更に、従来は、コイルの大きさ以上の加熱炉を
必要としていたが、前記に説明したジュル熱を利用する
ことにより、別の加熱炉が不必便となること、 第４に、以上のように、超電導コイルを作製方法を筒便
にし、コスト面、作製過程の面でも利点を与えるなどの
顕著な技術的効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のパンケーキ型の超電導コイルの作製方
法を示す模式的断面図である。 第２図は、従来のソレノイド型の超電導コイルの作製方
法を示す模式的断面図である。 第３図は、本発明によるソレノイド型の超電導コイルの
作製方法を示す模式的断面図である。 第４図は、第３図に説明した本発明による超電導コイル
の作製方法での通電処理の作用を説明する説明図である
。 ［主要部分の符号の説明］ ２１、、、、巻枠 ２２、、、、含浸熱硬化性樹脂 ２３、、、、超電導線　２４．、、第１層コイル２８、
、、、電磁気力（収縮力）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　熱硬化性樹脂を超電導線を巻線したコイル中に含浸さ
   せることによる超電導コイルの作製方法において、 超電導材により形成されたコイルに対して、常電導状態
   で、通電して、発生する電磁気的なコイル軸方向の収縮
   力を利用して、コイル軸方向に加圧力を掛けながら、同
   時に常電導状態で通電することにより発生したジュール
   熱を利用し、該コイルの周辺部を加熱昇温し、含浸させ
   た熱硬化性樹脂を熱硬化させることを特徴とする超電導
   コイルの作製方法。