JPH0442510A - 超電導磁石の製造方法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は核磁気共鳴撮像装置（ＭＨＩ）、磁気浮上車両
、超電導発電機等に用いられる超電導磁石の製造方法に
関する。

（従来の技術） 超電導磁石は励磁時にワイヤムーブメント等によりクエ
ンチを起こすことがある。このため、従来ではワイヤム
ーブメントを抑えるため、第６図、第７図に示すように
ガラス織布のような補強材１に熱硬化性樹脂２を含浸塗
布し、半硬化状に乾燥した絶縁シート３を介して超電導
線４を巻枠５に巻回した後、加熱硬化することにより超
電導磁石を製造することが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような超電導磁石の製造方法では次のよう
な欠点がある。即ち、ワイヤの動きを少なくするために
超電導線４に張力を加えて巻いたり、超電導線４を押圧
したりすると、加熱硬化時に絶縁シート３中に含まれる
半硬化状の熱硬化性樹脂２が流出し、絶縁強度がとれな
いためクエンチ時に発生する電圧で絶縁破壊したり、折
角張力を加えて巻回しても半硬化状の熱硬化性樹脂２の
流出により絶縁シート３が沈んでしまい張力か消失して
しまう。また、絶縁シート３の熱硬化性樹脂２が半硬化
状で柔らかく、腰が弱いため、所定の位置に取付けるの
に不自由であり、取付は作業に労力を要する欠点があっ
た。

本発明は上記の各種の問題が発生することがなく、且つ
ワイヤムーブメントによるクエンチの発生をなくすこと
ができる超電導磁石の製造方法を提供することを目的と
する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、補強材に第１の熱
硬化性樹脂を含浸塗布して完全硬化させ、その上に第２
の熱硬化性樹脂を塗布し、半硬化状に乾燥して得られる
絶縁シートを、超電導線の各巻回層間にそれぞれ介挿さ
せて、導体の表面に電気絶縁物が被覆された超電導線を
巻枠に順次巻回した後、加熱硬化して超電導電磁石を製
造するものである。

（作用） このような超電導電磁石の製造方法にあっては、超電導
線に加えられた張力やモールド時の圧力で絶縁シートが
超電導線を介して加熱加圧されても、最初に補強材に含
浸塗布された第１の熱硬化性樹脂が流出せず、絶縁シー
トとしての機能が損なわれることはない。従って、クエ
ンチ時の電圧で絶縁破壊が起きることはない。また、補
強材の間を埋めている第１の熱硬化性樹脂が完全に硬化
しているため、絶縁シートを介して加熱加圧されても、
補強材の移動がなく、絶縁シートが大きく沈むことがな
くなる。従って、超電導線に予め加えられていた張力が
消失せず、一方では絶縁シートの表面に塗布された半硬
化状の第２の熱硬化性樹脂が加熱により融解硬化し、超
電導線と絶縁シートおよび超電導線同志が接着し、強固
に固定されるので、ワイヤムーブメントが起こりにくく
なる。さらに、第１の補強材の間を埋めている第１の熱
硬化性樹脂が完全に硬化しているため、絶縁シートに腰
があり、絶縁シートを所定の位置に取り付けるための移
動がし易く、手間がかからない。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明で使用する絶縁シートの断面図で、この
絶縁シートは次のような構成となっている。即ち、ガラ
ス織布からなる補強材１１に第１の熱硬化性樹脂１２を
含浸塗布し、該樹脂を完全に硬化させる。次にこの上か
ら第２の熱硬化性樹脂１３を含浸塗布し、該樹脂を半硬
化状態に乾燥させ、絶縁シート１４を得る。第１の熱硬
化性樹脂１２としては、比較的容易に硬化し、絶縁シー
トを挿入したり、巻回したりするのに支障のないように
完全硬化後もある程度柔軟性のあるものがよい。例えば
、エピコート８２８　（シェル社商品名）とポリアミド
系硬化剤であるラッカマイトＮ１４Ｂ　（日本ライヒホ
ールド社商品名）からなるエポキシ樹脂組成物、あるい
はＤＥＮ４３８（ダウケミカル社商品名）とＢＦ３−モ
ノエチルアミンコンプレックスであるＢＦ、−４００（
橋本化成社商品名）からなるエポキシ樹脂組成物をアセ
トン等の溶剤に溶かして使用するとよい。第２の熱硬化
性樹脂１３七としてはエピコート８２８、エピコート１
０１（シェル社商品名）やジシアンジアミド、ポリビニ
ルホルマール、ベンジルジメチルアミン等からなるエポ
キシ樹脂組成物をアセトンやテトラヒドロフラン等の溶
剤に溶かして使用するとよい。ここで、ポリビニルホル
マールを用いるのは、極低温における接着力が向上する
からである。特に超電導線の絶縁被覆がホルマートであ
ると、接着剤と絶縁被覆が同系統となるため優れた接着
特性が得られる。

ここで、絶縁シート１４中の含浸塗布される全熱硬化性
樹脂の樹脂含有率は、４０〜６０重量％がよい。このう
ち第１の熱硬化性樹脂１２の樹脂含有率は１０〜３０重
量％、第２の熱硬化性樹脂１３の樹脂含有率は１０〜５
０重量％になるように調整するとよい。このように調整
するのは、これら重量％以下では必要な絶縁強度、接着
強度が得られず、補強材の拘束力が弱くなるためで、こ
れら重量％以上では絶縁シートがべたつくようになり、
取扱い難くなるためと、硬化時に圧縮されると変形し易
く超電導線に与えられた余荷重が消失し易くなり、ワイ
ヤムーブメントが起き易くなるためである。

超電導線１７は第２図に示すように導体１５の表面に電
気絶縁被覆１６を有する。電気絶縁被覆１６としてはポ
リビニルホルマール、ポリエステル、ポリイミド、ポリ
エステルミド、ポリイミドヒダントインエステル等のエ
ナメルやこれらエナメル上にガラス、ポリエステル、ケ
ブラー（デュポン社商品名）等の繊維を巻回しフェス処
理したものが含まれる。これら電機絶縁被覆１６は超電
導磁石に発生する電圧を考慮して決めるが、通常は５〜
２００μ■程度の厚さが必要である。

このようにして得た絶縁シート１４および超電導線１７
を第３図に示すように構成して超電導磁石を得る。即ち
、前記したガラス織布からなる補強材１１に第１の熱硬
化性樹脂１２を含浸塗布し、完全硬化させてからその上
に、第２の熱硬化性樹脂１３を塗布し、半硬化上に乾燥
した絶縁シート１４を、超電導線の各巻回層間に介挿さ
せた状態で導体１５の表面に電気絶縁物１６を被覆して
なる超電導線１７を順次巻回した後、１３０’Ｃで１５
時間加熱硬化し、超電導線１７同志および超電導線１７
と巻枠１８を接着させる。

ここで、ワイヤムーブメントによるクエンチの発生を防
ぐには、超電導線１７の巻回時に超電導線に張力を加え
るとよい。

この際、超電導線１７に加える張力は５〜３０ｋｇ／ｓ
ｖ２がよい。５ｋｇ／ｍ■２未満では、緊縛力が不足し
、超電導線同志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３　０
　ｋｇ／　ａｍ２超過では超電導線が弾性限界を越え、
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志の強固な接着力が得られな
くなるためである。

第４図は超電導線の巻線装置の構成例を示すものである
。第４図に示すように超電導線１７を巻回する巻線機２
１は、回転機２２と送りガイド２３で構成されている。

回転機２２は超電導ソレノイドコイル２４を図示矢印Ｘ
方向に所定の速度で回転して超電導線１７を巻き取るも
のである。

また、超電導ソレノイドコイル２４を回転するため、そ
の両端にフランジ２５を取付けてあり、回転軸２６は回
転機２２に連結しである。送りガイド２３は、ドラム２
７から超電導ソレノイドコイル２４に巻き取られる超電
導線１７のピッチと張力を調整するものである。また、
ピッチを調整するため、送りガイド２３のアーム２８は
超電導ソレノイドコイル２４の中心軸と平行方向（図示
矢印Ｙ方向）に所定の速度で往復運動する。さらに、張
力を調整するためにアーム２８に取付けたテンションロ
ーラ２９に超電導線１７を通しである。

このような構成の巻線装置において、超電導線１７に加
えられた張力やモールド時の圧力で、絶縁シート１４が
超電導線１７を介して加熱加圧されても、最初にガラス
織布からなる補強材に含浸塗布された第１の熱硬化性樹
脂１２が完全硬化しているため、ガラス織布からなる補
強材１１に含まれる第１の熱硬化性樹脂１２が流失せず
、絶縁シート１４としての機能が損なわれることはない
。

また、補強材１１の間を埋めている第１の熱硬化性樹脂
１２が完全硬化しているため、絶縁シート１４が超電導
線１７を介して加熱加圧されても、補強材１１の移動が
なく、絶′縁シート１４が大きく沈むことがないので、
超電導線１７に予め加えられていた張力が消失しない。

一方、絶縁シート１４の表面に塗布された半硬化状の第
２の熱硬化性樹脂１３が加熱により融解硬化し超電導線
１７、絶縁シート４、巻枠１８問および超電導線１７同
志が互いに接着し、強固に固定される。

本実施例では上記のように構成することにより、超電導
線１７に加えられた張力やモールド時の圧力で、絶縁シ
ート１４が超電導線１７を介して加熱加圧されても、ク
エンチ時の電圧で絶縁破壊が起きることはない。また、
超電導線１７、絶縁シート１４、巻枠１８問および超電
導線同志が互いに接着し、強固に固定されるので、ワイ
ヤムーブメントが起しにくくなる。さらに、補強材１１
の間を埋めている第１の熱硬化性樹脂１２が完全硬化し
ているため、絶縁シート１４に腰があり、絶縁シート１
４を所定の位置に取付けるための移動がし易すく、作業
が容易にできる。

次に本発明の他の実施例について述べる。

前記実施例では、超電導線１７が丸線のものについて述
べたが、超電導線が平角線であってよいことは勿論であ
り、また交流損失を小さくするために細い丸線を撚った
撚線、あるいは撚線をさらに撚った撚々線であってもよ
い。

また、前記したガラス織布からなる補強材１１に第１の
熱硬化性樹脂１２を含浸塗布し完全に硬化させたものの
上から、第２の熱硬化性樹脂１３を塗布し、半硬化状に
乾燥した絶縁シート１４をスリットした細幅な絶縁テー
プとして使用してよいことは当然であり、また前記補強
材１１としてケブラー（デュポン社商品名）繊維を一方
向に引き揃え極僅かの横糸で祖に補強あるいはバイアス
状に連続した繊維で祖に補強したコードやテープを使用
した絶縁テープを使用してもよい。ケブラー繊維を使用
したものは毛羽立が少なく、巻き易い上、圧縮に強いの
で、加熱加圧して超電導線を固定する際には都合がよい
。

例えば第５図に示すように、厚さ５μｍのポリビニルホ
ルマールが被覆された超電導線を撚ってなる一時撚線３
０を二重に撚った平角状の撚々線上に、ケブラー繊維を
一方向に引き揃え極僅かの横糸で補強したテープからな
る補強材１１に第１の熱硬化性樹脂１２を含浸塗布し、
該樹脂を完全に硬化させ、次にこの上から第２の熱硬化
性樹脂１３を含浸塗布し、該樹脂を半硬化状態に乾燥さ
せて得た厚さ０　、　１３１１％幅６１Ｉｌｌの絶縁テ
ープ１４を３ｍｓピッチで飛ばし巻きする。そして、こ
の絶縁テープが飛ばし巻きされた超電導撚々線をスロッ
トの中に鞍形状に巻回した後、ボルトを使って超電導撚
々線を押圧しながら加熱硬化し超電導発電機の界磁巻線
を得た。絶縁テープ３１が押圧されても、補強材ｌｌ中
にある第１の熱硬化性樹脂１２が完全硬化しているため
、樹脂が流失することがなく、所定の絶縁厚さが確保さ
れクエンチ時に発生する電圧にも耐えることができ、ま
た冷媒である液体ヘリウムの流路となる隙間３２も確保
され所要の冷却が可能となる。一方、第２の半硬化状の
熱硬化性樹脂１３が加熱加圧することにより、超電導線
同志および冷媒である液体ヘリウムの流路となる溝部を
有しているスペーサと超電導線が互いに押圧された状態
で硬化接着する。

このようにして得られた超電導発電機の界磁巻線は電磁
力、遠心力に対して安定であり、ワイヤムーブメントが
起きにくり、冷却上、絶縁上の問題がなく、クエンチも
起きにくい優れた特徴を有している。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、超電導線に加えられ
た張力やモールド時の圧力で、絶縁シートが超電導線を
介して加熱加圧されても、絶縁シートとしての機能が損
なわれることがなく、クエンチ時の電圧で絶縁破壊を起
すこともない。また、絶縁シートが超電導線を介して加
熱加圧されても、補強材の移動がなく、絶縁シートが大
きく沈むことがないので、超電導線に予め加えられてい
た張力が消失することがない。一方では超電導線と絶縁
シートおよび超電導線同志が接着し、強固に固定される
ので、ワイヤムーブメントを起しにくくすることができ
る。したかっ”Ｃ１クエンチの起きに・くい、またクエ
ンチが起きても絶縁破壊することのない安定した超電導
電磁石が得られる。

さらに、絶縁シートに腰があるので、絶縁シートを所定
の位置に取付けるための移動がし易く手間のかからない
超電導電磁石の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超電導電磁石の製造方法を説明す
るための一実施例における絶縁シートの構成を示す断面
図、第２図は同実施例における超電導線の構成を説明す
るための断面図、第３図は同実施例の製造方法を説明す
るための断面図、第４図は同実施例の巻線時の状態の一
例を示す斜視図、第５図は本発明の他の実施例を説明す
るための断面図、第６図は従来使用されていた絶縁シー
トの構成を説明するための断面図、第７図は従来例の構
成を説明するための断面図である。 １１・・・・・・補強材、１２・・・・・・第１の熱硬
化性樹脂、１３・・・・・・第２の熱硬化性樹脂、１４
・・・・・・絶縁シート、１５・・・・・・導体、１６
・・・・・・電気絶縁被覆、１７・・・・・・超電導線
、１８・・・・・・巻枠、２１・・・・・・巻線機、２
２・・・・・・回転機、２３・・・・・・送りガイド、
２４・・・・・・ソレノイドコイル、２５・・・・・・
フランジ、２６・・・・・・回転軸、２７・・・・・・
ドラム、２８・・・・・・アーム、２９・・・・・・テ
ンションローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　補強材に第１の熱硬化性樹脂を含浸塗布し完全硬化さ
   せ、その上に第２の熱硬化性樹脂を塗布し、半硬化状に
   乾燥して得られる絶縁シートを、超電導線の各巻回層間
   にそれぞれ介挿させて、導体の表面に電気絶縁物が被覆
   された超電導線を巻枠に順次巻回した後、加熱硬化した
   ことを特徴とする超電導磁石の製造方法。