JPH0574627A - 低温構造体 - Google Patents
低温構造体Info
- Publication number
- JPH0574627A JPH0574627A JP23066591A JP23066591A JPH0574627A JP H0574627 A JPH0574627 A JP H0574627A JP 23066591 A JP23066591 A JP 23066591A JP 23066591 A JP23066591 A JP 23066591A JP H0574627 A JPH0574627 A JP H0574627A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- low temperature
- superconducting
- insulating
- sintered body
- strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 極低温においても十分に強度を維持すること
が可能な絶縁部材を使用することによって、動作特性に
悪影響を及ぼすことを防止した超電導コイルのような低
温構造体を提供する。 【構成】 超電導線１１のような極低温で作動する低温
動作部材を、ステンレス製支持容器１３やステンレス製
仕切り部材１５のような金属支持部材で支持する。これ
ら低温動作部材と金属支持部材との間、あるいは金属支
持部材どうしの間に配置される絶縁部材１４、１６、１
７として、 77Kにおけるせん断強度が 30kg/mm2 以上、
4点曲げ強度が 60kg/mm2 以上の絶縁性セラミックス材
料、例えば酸化ジルコニウム焼結体、窒化ケイ素焼結
体、サイアロン焼結体等を用いる。
が可能な絶縁部材を使用することによって、動作特性に
悪影響を及ぼすことを防止した超電導コイルのような低
温構造体を提供する。 【構成】 超電導線１１のような極低温で作動する低温
動作部材を、ステンレス製支持容器１３やステンレス製
仕切り部材１５のような金属支持部材で支持する。これ
ら低温動作部材と金属支持部材との間、あるいは金属支
持部材どうしの間に配置される絶縁部材１４、１６、１
７として、 77Kにおけるせん断強度が 30kg/mm2 以上、
4点曲げ強度が 60kg/mm2 以上の絶縁性セラミックス材
料、例えば酸化ジルコニウム焼結体、窒化ケイ素焼結
体、サイアロン焼結体等を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導コイルのような
低温構造体に関する。
低温構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】高磁界形成用磁石、磁気浮上列車の浮上
用コイル、電磁推進船の推進用コイル等として、超電導
コイルが用いられている。現在のところ、超電導コイル
としては、 Nb-Ti等の合金系超電導体やNb3 Sn等の化合
物系超電導体を用いたものが実用化されている。
用コイル、電磁推進船の推進用コイル等として、超電導
コイルが用いられている。現在のところ、超電導コイル
としては、 Nb-Ti等の合金系超電導体やNb3 Sn等の化合
物系超電導体を用いたものが実用化されている。
【０００３】これら合金系や化合物系の超電導体を用い
た超電導コイルは、超電導線を各種形状に巻回したもの
を、あるいは複数の巻回体を組み合わせたものを、液体
ヘリウム等の冷媒を使用した低温容器内に収納すること
によって構成されている。ところで、高磁界形成用の超
電導コイル等においては、ローレンツ力や電磁力による
フープ力等によって、超電導線に大きな力が働くため、
超電導線を十分な強度で支持する必要がある。これは、
電磁力による超電導線の移動や超電導巻線の変形がクエ
ンチの原因となるためである。例えば、レ―ストラック
型の超電導コイルにおいては、レ―ストラック状に巻回
した超電導巻線を、この巻線の巻回方向に対して直角方
向から挟持する金属製の固定具を配置している。
た超電導コイルは、超電導線を各種形状に巻回したもの
を、あるいは複数の巻回体を組み合わせたものを、液体
ヘリウム等の冷媒を使用した低温容器内に収納すること
によって構成されている。ところで、高磁界形成用の超
電導コイル等においては、ローレンツ力や電磁力による
フープ力等によって、超電導線に大きな力が働くため、
超電導線を十分な強度で支持する必要がある。これは、
電磁力による超電導線の移動や超電導巻線の変形がクエ
ンチの原因となるためである。例えば、レ―ストラック
型の超電導コイルにおいては、レ―ストラック状に巻回
した超電導巻線を、この巻線の巻回方向に対して直角方
向から挟持する金属製の固定具を配置している。
【０００４】ここで、超電導線自体は、銅製のハウジン
グ等に収納することによって、超電導線の機械的な補強
を行っていると共に、クエンチ時の電流経路を確保して
いる。このため、超電導線と支持部材と間には、絶縁キ
ー等を介在させることによって、絶縁性を確保してい
る。
グ等に収納することによって、超電導線の機械的な補強
を行っていると共に、クエンチ時の電流経路を確保して
いる。このため、超電導線と支持部材と間には、絶縁キ
ー等を介在させることによって、絶縁性を確保してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな超電導コイルにおける絶縁キーとしては、従来、エ
ポキシ樹脂等からなる樹脂製品が一般的に用いられてき
た。しかしながら、樹脂製の絶縁キーは、液体ヘリウム
温度のような極低温においては脆性破壊を起こすという
問題を有していた。このような絶縁部材の脆性破壊が起
こると、絶縁性が維持できなくなるだけでなく、超電導
線の支持力が低下することによって、超電導線のクエン
チをも招いてしまう。つまり、超電導線の支持力が低下
すると、超電導線が動くことによって、超電導線と支持
部材との擦れによって摩擦熱が生じる。この熱は、支持
部材と近接する超電導巻線の最外層や最内層に伝わり、
この伝搬された熱によってこれらの部分の超電導状態が
破壊され、ひいては超電導コイル全体のクエンチを引き
起こしてしまう。そこで、絶縁部材としてＦＲＰ等を使
用することも試みられているが、十分な低温強度は得ら
れていない。
うな超電導コイルにおける絶縁キーとしては、従来、エ
ポキシ樹脂等からなる樹脂製品が一般的に用いられてき
た。しかしながら、樹脂製の絶縁キーは、液体ヘリウム
温度のような極低温においては脆性破壊を起こすという
問題を有していた。このような絶縁部材の脆性破壊が起
こると、絶縁性が維持できなくなるだけでなく、超電導
線の支持力が低下することによって、超電導線のクエン
チをも招いてしまう。つまり、超電導線の支持力が低下
すると、超電導線が動くことによって、超電導線と支持
部材との擦れによって摩擦熱が生じる。この熱は、支持
部材と近接する超電導巻線の最外層や最内層に伝わり、
この伝搬された熱によってこれらの部分の超電導状態が
破壊され、ひいては超電導コイル全体のクエンチを引き
起こしてしまう。そこで、絶縁部材としてＦＲＰ等を使
用することも試みられているが、十分な低温強度は得ら
れていない。
【０００６】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、極低温においても十分に強度を維持
することが可能な絶縁部材を使用することによって、動
作特性に悪影響を及ぼすことを防止した超電導コイルの
ような低温構造体を提供することを目的としている。
になされたもので、極低温においても十分に強度を維持
することが可能な絶縁部材を使用することによって、動
作特性に悪影響を及ぼすことを防止した超電導コイルの
ような低温構造体を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の低温
構造体は、極低温で作動する低温動作部材と、この低温
動作部材を支持する金属支持部材と、これら低温動作部
材と金属支持部材との間、あるいは金属支持部材どうし
の間に配置される絶縁部材とを具備する低温構造体にお
いて、前記絶縁部材を、 77Kにおけるせん断強度が 30k
g/mm2 以上、 ４点曲げ強度が ６０ｋｇ／ｍｍ２ 以
上の絶縁性セラミックス材料により構成したことを特徴
としている。
構造体は、極低温で作動する低温動作部材と、この低温
動作部材を支持する金属支持部材と、これら低温動作部
材と金属支持部材との間、あるいは金属支持部材どうし
の間に配置される絶縁部材とを具備する低温構造体にお
いて、前記絶縁部材を、 77Kにおけるせん断強度が 30k
g/mm2 以上、 ４点曲げ強度が ６０ｋｇ／ｍｍ２ 以
上の絶縁性セラミックス材料により構成したことを特徴
としている。
【０００８】
【作用】本発明の低温構造体においては、低温動作部材
と金属支持部材間の絶縁部材として、 77Kにおけるせん
断強度が 30kg/mm2 以上、 4点曲げ強度が 60kg/mm2 以
上の絶縁性セラミックス材料、例えば窒化ケイ素焼結
体、サイアロン焼結体、酸化ジルコニウム焼結体等を使
用している。これらセラミックス材料は、本来脆性材料
であるが、液体窒素温度のような極低温においても、少
なくとも常温における強度を維持するため、超電導コイ
ルのような低温構造体の動作特性への悪影響を防止する
ことができる。
と金属支持部材間の絶縁部材として、 77Kにおけるせん
断強度が 30kg/mm2 以上、 4点曲げ強度が 60kg/mm2 以
上の絶縁性セラミックス材料、例えば窒化ケイ素焼結
体、サイアロン焼結体、酸化ジルコニウム焼結体等を使
用している。これらセラミックス材料は、本来脆性材料
であるが、液体窒素温度のような極低温においても、少
なくとも常温における強度を維持するため、超電導コイ
ルのような低温構造体の動作特性への悪影響を防止する
ことができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１０】図１は、本発明の低温構造体を超電導コイ
ルに適用した一実施例の概略構成を示す一部断面斜視図
である。同図において、１はトロイダル超電導コイルで
あり、これらのトロイダル超電導コイル１の間には仕切
り板２が介在されている。また、トロイダル超電導コイ
ル１の中心にはソレノイドコイル３が、またその周囲に
は均衡コイル４と補助用均衡コイル５とが配置されてい
る。これら各コイル１、３、４、５は、それぞれ超電導
導体によって構成されている。
ルに適用した一実施例の概略構成を示す一部断面斜視図
である。同図において、１はトロイダル超電導コイルで
あり、これらのトロイダル超電導コイル１の間には仕切
り板２が介在されている。また、トロイダル超電導コイ
ル１の中心にはソレノイドコイル３が、またその周囲に
は均衡コイル４と補助用均衡コイル５とが配置されてい
る。これら各コイル１、３、４、５は、それぞれ超電導
導体によって構成されている。
【００１１】上記各コイルに用いた超電導導体は、図２
に示すように、複数の超電導線１１をヘリウム通路１２
を有するステンレス製支持容器１３内に収容して構成さ
れたものである。複数の超電導線１１は、絶縁材１４を
介在させたステンレス製の仕切り部材１５を介してが対
向配置されており、各超電導線１１間には絶縁性のスペ
ーサ１６が介在されている。ステンレス製支持容器１３
の内側には、多数の突起部１３ａが設けられており、こ
れら突起部１３ａによってヘリウム通路１２が構成され
ている。また、これら突起部１３ａと超電導線１１との
間には、絶縁部材１７が介在されている。
に示すように、複数の超電導線１１をヘリウム通路１２
を有するステンレス製支持容器１３内に収容して構成さ
れたものである。複数の超電導線１１は、絶縁材１４を
介在させたステンレス製の仕切り部材１５を介してが対
向配置されており、各超電導線１１間には絶縁性のスペ
ーサ１６が介在されている。ステンレス製支持容器１３
の内側には、多数の突起部１３ａが設けられており、こ
れら突起部１３ａによってヘリウム通路１２が構成され
ている。また、これら突起部１３ａと超電導線１１との
間には、絶縁部材１７が介在されている。
【００１２】上記した超電導導体における絶縁部材、す
なわち絶縁材１４、スペーサ１６、絶縁部材１７等は、
77Kにおけるせん断強度が 30kg/mm2 以上、 4点曲げ強
度が60kg/mm2 以上の絶縁性セラミックス材料により構
成されている。この絶縁性セラミックス材料の具体例と
しては、酸化ジルコニウム(ZrO2 ）焼結体、窒化ケイ素
（Si3 N 4 ）焼結体、サイアロン（Si6-z Alz N8-z 0
Z ）焼結体等が挙げられる。これらのセラミックス焼結
体は、電気絶縁性を有すると共に、 77K以下という極低
温において、少なくとも室温と同程度の強度を有するも
のである。特に、酸化ジルコニウム焼結体は、極低温側
において高強度を示すため好適である。例えば、 ZrO2
焼結体の室温におけるせん断強度は 55kg/mm2 、 4点曲
げ強度は110kg/mm2 、Si3 N 4 焼結体の室温におけるせ
ん断強度は 45kg/mm2 、 4点曲げ強度は 90kg/mm2 、サ
イアロン焼結体の室温におけるせん断強度は 40kg/m
m2 、4点曲げ強度は 80kg/mm2 であり、 77Kにおいて
は、 ZrO2 焼結体のせん断強度は 65kg/mm2 、 4点曲げ
強度は140kg/mm2 、Si3 N 4 焼結体のせん断強度は 45k
g/mm2 、 4点曲げ強度は 90kg/mm2 、サイアロン焼結体
のせん断強度は 40kg/mm2 、 4点曲げ強度は 80kg/mm2
である。また、これらのセラミックス焼結体は、熱伝導
性も小さいことから、超電導コイル等の絶縁部材に適し
ている。
なわち絶縁材１４、スペーサ１６、絶縁部材１７等は、
77Kにおけるせん断強度が 30kg/mm2 以上、 4点曲げ強
度が60kg/mm2 以上の絶縁性セラミックス材料により構
成されている。この絶縁性セラミックス材料の具体例と
しては、酸化ジルコニウム(ZrO2 ）焼結体、窒化ケイ素
（Si3 N 4 ）焼結体、サイアロン（Si6-z Alz N8-z 0
Z ）焼結体等が挙げられる。これらのセラミックス焼結
体は、電気絶縁性を有すると共に、 77K以下という極低
温において、少なくとも室温と同程度の強度を有するも
のである。特に、酸化ジルコニウム焼結体は、極低温側
において高強度を示すため好適である。例えば、 ZrO2
焼結体の室温におけるせん断強度は 55kg/mm2 、 4点曲
げ強度は110kg/mm2 、Si3 N 4 焼結体の室温におけるせ
ん断強度は 45kg/mm2 、 4点曲げ強度は 90kg/mm2 、サ
イアロン焼結体の室温におけるせん断強度は 40kg/m
m2 、4点曲げ強度は 80kg/mm2 であり、 77Kにおいて
は、 ZrO2 焼結体のせん断強度は 65kg/mm2 、 4点曲げ
強度は140kg/mm2 、Si3 N 4 焼結体のせん断強度は 45k
g/mm2 、 4点曲げ強度は 90kg/mm2 、サイアロン焼結体
のせん断強度は 40kg/mm2 、 4点曲げ強度は 80kg/mm2
である。また、これらのセラミックス焼結体は、熱伝導
性も小さいことから、超電導コイル等の絶縁部材に適し
ている。
【００１３】このように、超電導コイルの絶縁部材とし
て、上述したような絶縁性セラミックス焼結体を用いる
ことによって、極低温における絶縁部材の破壊を防止す
ることができ、よって超電導コイルを安定に動作させる
ことが可能となる。
て、上述したような絶縁性セラミックス焼結体を用いる
ことによって、極低温における絶縁部材の破壊を防止す
ることができ、よって超電導コイルを安定に動作させる
ことが可能となる。
【００１４】なお、上記実施例においては、超電導導体
内における絶縁部材としてセラミックス焼結体を用いた
例について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、超電導導体とその支持部材との間の絶縁部材
や支持部材間の絶縁部材として、本発明によるセラミッ
クス材料を用いても同様な効果が得られる。また、超電
導コイル以外の低温動作構造体に、本発明を適用するこ
とも可能である。
内における絶縁部材としてセラミックス焼結体を用いた
例について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、超電導導体とその支持部材との間の絶縁部材
や支持部材間の絶縁部材として、本発明によるセラミッ
クス材料を用いても同様な効果が得られる。また、超電
導コイル以外の低温動作構造体に、本発明を適用するこ
とも可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、極
低温においても十分に強度を維持することが可能な絶縁
性セラミックス材料を絶縁部材として使用しているた
め、動作特性に悪影響を及ぼすことを防止した超電導コ
イルのような低温で動作する構造体を提供することが可
能となる。
低温においても十分に強度を維持することが可能な絶縁
性セラミックス材料を絶縁部材として使用しているた
め、動作特性に悪影響を及ぼすことを防止した超電導コ
イルのような低温で動作する構造体を提供することが可
能となる。
【図１】本発明の一実施例による超電導コイルの構成を
模式的に示す一部断面斜視図である。
模式的に示す一部断面斜視図である。
【図２】図１に示す超電導コイルに用いた超電導導体の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
１……トロイダル超電導コイル ２……仕切り板 ３……ソレノイドコイル ４……均衡コイル ５……補助用均衡コイル １１…超電導線 １２…ヘリウム通路 １３…ステンレス製支持容器 １４…絶縁材 １５…ステンレス製仕切り部材 １６…絶縁性スペーサ １７…絶縁部材
Claims (1)
- 【請求項１】 極低温で作動する低温動作部材と、この
低温動作部材を支持する金属支持部材と、これら低温動
作部材と金属支持部材との間、あるいは金属支持部材ど
うしの間に配置される絶縁部材とを具備する低温構造体
において、 前記絶縁部材を、 77Kにおけるせん断強度が 30kg/mm2
以上、 4点曲げ強度が60kg/mm2 以上の絶縁性セラミッ
クス材料により構成したことを特徴とする低温構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23066591A JPH0574627A (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 低温構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23066591A JPH0574627A (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 低温構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574627A true JPH0574627A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=16911381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23066591A Pending JPH0574627A (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 低温構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574627A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014112097A1 (ja) | 2013-01-18 | 2014-07-24 | ニチバン株式会社 | 粘着剤組成物、粘着シート及び粘着シートの製造方法 |
| US8877352B2 (en) | 2010-04-20 | 2014-11-04 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Biscarbazole derivative, material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| CN111512440A (zh) * | 2017-12-27 | 2020-08-07 | 美光科技公司 | 立面延伸的存储器单元串的晶体管和阵列 |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP23066591A patent/JPH0574627A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8877352B2 (en) | 2010-04-20 | 2014-11-04 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Biscarbazole derivative, material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| WO2014112097A1 (ja) | 2013-01-18 | 2014-07-24 | ニチバン株式会社 | 粘着剤組成物、粘着シート及び粘着シートの製造方法 |
| CN111512440A (zh) * | 2017-12-27 | 2020-08-07 | 美光科技公司 | 立面延伸的存储器单元串的晶体管和阵列 |
| JP2021509226A (ja) * | 2017-12-27 | 2021-03-18 | マイクロン テクノロジー，インク． | トランジスタ、およびメモリ・セルの高さ方向に延びるストリングのアレイ |
| CN111512440B (zh) * | 2017-12-27 | 2023-11-03 | 美光科技公司 | 水平晶体管、垂直晶体管、及立面延伸的存储器单元串的阵列 |
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