JPH06337202A - 金属被覆電線の断面積比の調整方法および装置 - Google Patents
金属被覆電線の断面積比の調整方法および装置Info
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- JPH06337202A JPH06337202A JP6004147A JP414794A JPH06337202A JP H06337202 A JPH06337202 A JP H06337202A JP 6004147 A JP6004147 A JP 6004147A JP 414794 A JP414794 A JP 414794A JP H06337202 A JPH06337202 A JP H06337202A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属被覆電線の断面積比の測定方法、調整方
法および均一化方法ならびに電線の清浄方法ならびに金
属被覆電線の製造方法ならびに金属被覆電線の断面積比
の測定装置ならびに金属被覆電線の電解研磨装置を提供
する。 【構成】 金属被覆電線の断面積比は、芯線部に含まれ
る第１の材料の電気抵抗値と金属被覆層を構成する第２
の材料の電気抵抗値とを予め記憶しておき、この値と実
際に測定した金属被覆電線の電気抵抗値とに基づいて、
算出される。また、金属被覆電線の断面積比の測定およ
び均一化ならびに電線の清浄は、電解研磨により電線の
表層部を溶解することによって行なわれる。
法および均一化方法ならびに電線の清浄方法ならびに金
属被覆電線の製造方法ならびに金属被覆電線の断面積比
の測定装置ならびに金属被覆電線の電解研磨装置を提供
する。 【構成】 金属被覆電線の断面積比は、芯線部に含まれ
る第１の材料の電気抵抗値と金属被覆層を構成する第２
の材料の電気抵抗値とを予め記憶しておき、この値と実
際に測定した金属被覆電線の電気抵抗値とに基づいて、
算出される。また、金属被覆電線の断面積比の測定およ
び均一化ならびに電線の清浄は、電解研磨により電線の
表層部を溶解することによって行なわれる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属被覆電線の断面
積比の測定方法、調整方法および均一化方法ならびに電
線の清浄方法ならびに金属被覆電線の製造方法ならびに
金属被覆電線の断面積比の測定装置ならびに金属被覆電
線の電解研磨装置に関するものであり、特に、芯線部と
この芯線部を覆う金属被覆層とを有する金属被覆電線の
断面積比を非破壊で測定する方法、断面積比を電解研磨
により調整する方法および長さ方向に均一化する方法な
らびに表面が金属からなる電線の表層部を電解研磨によ
り清浄にする方法ならびに金属被覆電線の電解研磨を用
いた製造方法ならびに金属被覆電線の断面積比を非破壊
で測定する装置ならびに金属被覆電線の表層部を電解研
磨により溶解するための電解研磨装置に関するものであ
る。
積比の測定方法、調整方法および均一化方法ならびに電
線の清浄方法ならびに金属被覆電線の製造方法ならびに
金属被覆電線の断面積比の測定装置ならびに金属被覆電
線の電解研磨装置に関するものであり、特に、芯線部と
この芯線部を覆う金属被覆層とを有する金属被覆電線の
断面積比を非破壊で測定する方法、断面積比を電解研磨
により調整する方法および長さ方向に均一化する方法な
らびに表面が金属からなる電線の表層部を電解研磨によ
り清浄にする方法ならびに金属被覆電線の電解研磨を用
いた製造方法ならびに金属被覆電線の断面積比を非破壊
で測定する装置ならびに金属被覆電線の表層部を電解研
磨により溶解するための電解研磨装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】芯線部が金属被覆層によって覆われてな
る金属被覆電線のうち、たとえば、Ｃｕ被覆ＮｂＴｉ超
電導線等の金属系の超電導線は、その超電導状態が破れ
た際の回路保護のため、銅または銅合金からなる安定化
材に、超電導材料が埋込まれた構造をなす。この場合、
単芯線については、超電導材料のみからなる芯線部と、
この芯線部を覆う銅または銅合金からなる被覆層とを有
する。一方、多芯線については、安定化材中に超電導材
料が埋めこまれてなる芯線部と、この芯線部を覆う被覆
層とを有する。
る金属被覆電線のうち、たとえば、Ｃｕ被覆ＮｂＴｉ超
電導線等の金属系の超電導線は、その超電導状態が破れ
た際の回路保護のため、銅または銅合金からなる安定化
材に、超電導材料が埋込まれた構造をなす。この場合、
単芯線については、超電導材料のみからなる芯線部と、
この芯線部を覆う銅または銅合金からなる被覆層とを有
する。一方、多芯線については、安定化材中に超電導材
料が埋めこまれてなる芯線部と、この芯線部を覆う被覆
層とを有する。
【０００３】従来、このような構造の超電導線は、たと
えば次のように製造されていた。図１３は、ＮｂＴｉ超
電導単芯線の製造工程を示す流れ図である。また、図１
４〜図１６は、ＮｂＴｉ超電導単芯線の製造工程の各段
階を示す図であり、図１４および図１６は斜視図、図１
５は断面図である。
えば次のように製造されていた。図１３は、ＮｂＴｉ超
電導単芯線の製造工程を示す流れ図である。また、図１
４〜図１６は、ＮｂＴｉ超電導単芯線の製造工程の各段
階を示す図であり、図１４および図１６は斜視図、図１
５は断面図である。
【０００４】図１３および図１４を参照して、まず、原
材料からＮｂＴｉ合金ロッドを作製し、このＮｂＴｉ合
金ロッド１を、単芯線にとっての安定化材になる中空円
筒形状の銅管３の中に詰込み、銅製の蓋５をして真空に
引き、電子ビーム溶接により密封する。このようにして
得られた超電導複合体を、ビレットという。このビレッ
トは、単芯線の最終形状と、ほぼ相似な断面を有してい
る。
材料からＮｂＴｉ合金ロッドを作製し、このＮｂＴｉ合
金ロッド１を、単芯線にとっての安定化材になる中空円
筒形状の銅管３の中に詰込み、銅製の蓋５をして真空に
引き、電子ビーム溶接により密封する。このようにして
得られた超電導複合体を、ビレットという。このビレッ
トは、単芯線の最終形状と、ほぼ相似な断面を有してい
る。
【０００５】次に、図１５を参照して、このビレット７
を、押出機９にかけて、線径を５０〜３０％にまで落と
す。
を、押出機９にかけて、線径を５０〜３０％にまで落と
す。
【０００６】続いて、図１６を参照して、押出しによっ
て得られた押出体１１を、線引き機１３にかけて最終線
径まで細線化する。
て得られた押出体１１を、線引き機１３にかけて最終線
径まで細線化する。
【０００７】次に、このようにして得られた超電導線の
表面を清浄にする。この表面を清浄にする方法として
は、一般に、表面を化学的に溶解する酸洗いが利用され
る。この酸洗いは具体的には、サプライ手段と巻取り手
段の機構を有したラインの間に、酸の入った槽を設置
し、線を走らせて連続的に酸に浸漬させ、その表面を溶
解させることにより行なわれる。このときの溶解量は、
酸の強度、酸に浸漬している時間（槽の長さとラインの
線速）によって調整される。また、酸の種類としては、
たとえば、Ｃｕ被覆超電導線の場合は、硫酸系の酸が用
いられる。
表面を清浄にする。この表面を清浄にする方法として
は、一般に、表面を化学的に溶解する酸洗いが利用され
る。この酸洗いは具体的には、サプライ手段と巻取り手
段の機構を有したラインの間に、酸の入った槽を設置
し、線を走らせて連続的に酸に浸漬させ、その表面を溶
解させることにより行なわれる。このときの溶解量は、
酸の強度、酸に浸漬している時間（槽の長さとラインの
線速）によって調整される。また、酸の種類としては、
たとえば、Ｃｕ被覆超電導線の場合は、硫酸系の酸が用
いられる。
【０００８】このような洗浄の後、単芯の超電導線が得
られる。一方、図１７は、ＮｂＴｉ超電導多芯線の製造
工程を示す流れ図である。また、図１８は、ＮｂＴｉ超
電導多芯線の製造工程の１段階を示す斜視図である。
られる。一方、図１７は、ＮｂＴｉ超電導多芯線の製造
工程を示す流れ図である。また、図１８は、ＮｂＴｉ超
電導多芯線の製造工程の１段階を示す斜視図である。
【０００９】図１７および図１８を参照して、単芯線１
５をダイスにかけて六角形断面に成形して、切断、洗浄
した後、必要本数をまとめて再び銅管３の中に詰込み、
銅製の蓋５をして真空に引き、電子ビーム溶接により密
封し、多芯ビレットを作製する。
５をダイスにかけて六角形断面に成形して、切断、洗浄
した後、必要本数をまとめて再び銅管３の中に詰込み、
銅製の蓋５をして真空に引き、電子ビーム溶接により密
封し、多芯ビレットを作製する。
【００１０】次に、このビレットを、単芯線の製造の場
合と同様に、熱間押出機にかけた後、さらに伸線および
熱処理を繰り返し、撚線等を行なって、多芯の超電導線
が得られる。
合と同様に、熱間押出機にかけた後、さらに伸線および
熱処理を繰り返し、撚線等を行なって、多芯の超電導線
が得られる。
【００１１】このようにして得られたＣｕ被覆超電導線
において、ＮｂＴｉ等の超電導材料に対するＣｕまたは
Ｃｕ合金の断面積比（Ｃｕ／ＳＣ断面積比）は、一般に
銅比と呼ばれている。この銅比は、超電導線の安定性を
示す重要な特性値であり、超電導線の使用用途によって
細かく規定されている。
において、ＮｂＴｉ等の超電導材料に対するＣｕまたは
Ｃｕ合金の断面積比（Ｃｕ／ＳＣ断面積比）は、一般に
銅比と呼ばれている。この銅比は、超電導線の安定性を
示す重要な特性値であり、超電導線の使用用途によって
細かく規定されている。
【００１２】従来、この銅比、すなわち、Ｃｕ／ＳＣ断
面積比は、たとえば、以下のようにして測定されてい
た。
面積比は、たとえば、以下のようにして測定されてい
た。
【００１３】まず、Ｃｕ複合超電導線の端部をサンプリ
ングし、その重量を測定する。次に、このＣｕ被覆超電
導線のＣｕまたはＣｕ合金からなる安定化材部を除去
し、残った超電導材料部の重量を測定する。このよう
に、サンプリングしたＣｕ被覆超電導線について測定し
た全体重量および超電導材料部の重量から、Ｃｕ／ＳＣ
断面積比を、計算により求めていた。
ングし、その重量を測定する。次に、このＣｕ被覆超電
導線のＣｕまたはＣｕ合金からなる安定化材部を除去
し、残った超電導材料部の重量を測定する。このよう
に、サンプリングしたＣｕ被覆超電導線について測定し
た全体重量および超電導材料部の重量から、Ｃｕ／ＳＣ
断面積比を、計算により求めていた。
【００１４】一方、この銅比の調整は、以下のように行
なわれていた。すなわち、ビレットと呼ばれる超電導複
合体は、最終目的である超電導線と相似な断面を有する
とみなすことができる。そのため、ビレットを作製する
際に、最終目的とする銅比と等しくなるように、銅管の
厚さおよび充填する超電導材料の量を調整していた。
なわれていた。すなわち、ビレットと呼ばれる超電導複
合体は、最終目的である超電導線と相似な断面を有する
とみなすことができる。そのため、ビレットを作製する
際に、最終目的とする銅比と等しくなるように、銅管の
厚さおよび充填する超電導材料の量を調整していた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た超電導線の製造等においては、以下のような種々の問
題点があった。
た超電導線の製造等においては、以下のような種々の問
題点があった。
【００１６】まず第１に、従来の方法で超電導線の銅比
を測定する際には、測定部分をサンプリングして破壊的
に測定するため、Ｃｕ被覆超電導線における端部のＣｕ
／ＳＣ断面積比しか測定できない、という問題点があっ
た。
を測定する際には、測定部分をサンプリングして破壊的
に測定するため、Ｃｕ被覆超電導線における端部のＣｕ
／ＳＣ断面積比しか測定できない、という問題点があっ
た。
【００１７】たとえば、製造されたＣｕ被覆超電導線の
品質管理として、このような従来の方法によってＣｕ／
ＳＣ断面積比を測定すると、端部での測定値が許容範囲
に入らない場合は、この端部を含めた一定長さ部分を切
断・除去しなくてはならない。そのため、歩留りが悪く
なるという問題が生じる。特に、Ｃｕ被覆超電導線の端
部は、Ｃｕ／ＳＣ断面積比が変動しやいす部分であるた
め、Ｃｕ被覆超電導線全体のＣｕ／ＳＣ断面積比を、端
部での測定値から推定することは、問題があると考えら
れていた。したがって、従来、実験としては、全長にわ
たって破壊検査をして銅比のばらつきが生じていること
を把握していたが、製品検査としては利用できないた
め、実際の製品における線材の途中の銅比は測定できな
いという問題点があった。
品質管理として、このような従来の方法によってＣｕ／
ＳＣ断面積比を測定すると、端部での測定値が許容範囲
に入らない場合は、この端部を含めた一定長さ部分を切
断・除去しなくてはならない。そのため、歩留りが悪く
なるという問題が生じる。特に、Ｃｕ被覆超電導線の端
部は、Ｃｕ／ＳＣ断面積比が変動しやいす部分であるた
め、Ｃｕ被覆超電導線全体のＣｕ／ＳＣ断面積比を、端
部での測定値から推定することは、問題があると考えら
れていた。したがって、従来、実験としては、全長にわ
たって破壊検査をして銅比のばらつきが生じていること
を把握していたが、製品検査としては利用できないた
め、実際の製品における線材の途中の銅比は測定できな
いという問題点があった。
【００１８】また、第２に、従来の方法で超電導線の銅
比を調整する際には、減面加工では最終目的である線材
と相似な断面構造しか得られないため、銅比をビレット
作製時に決定しておく必要があった。すなわち、銅比の
異なる超電導線を製造するためには、それぞれ異なる銅
比のビレットを作製する必要があるため、製造工程が煩
雑になる、という問題点があった。
比を調整する際には、減面加工では最終目的である線材
と相似な断面構造しか得られないため、銅比をビレット
作製時に決定しておく必要があった。すなわち、銅比の
異なる超電導線を製造するためには、それぞれ異なる銅
比のビレットを作製する必要があるため、製造工程が煩
雑になる、という問題点があった。
【００１９】さらに、第３に、従来の方法で電線の表面
清浄または表面の異物除去を行なう際には、以下のよう
な問題点があった。すなわち、従来の酸洗いによる洗浄
では、洗浄するに従って酸の溶解能力が低下するため、
均一な溶解ができないという問題点があった。また、同
一時間での表面溶解の絶対量が少ないため、異物を除去
するために必要とする溶解を行なうには膨大な時間を必
要とするという問題点があった。
清浄または表面の異物除去を行なう際には、以下のよう
な問題点があった。すなわち、従来の酸洗いによる洗浄
では、洗浄するに従って酸の溶解能力が低下するため、
均一な溶解ができないという問題点があった。また、同
一時間での表面溶解の絶対量が少ないため、異物を除去
するために必要とする溶解を行なうには膨大な時間を必
要とするという問題点があった。
【００２０】また、第４に、従来の方法で超電導線を製
造する際には、特にビレットを押出しする際、高圧の加
わるダイス内で材料の不均一変形が生じ、製造された超
電導線の銅比がばらついてしまうという問題があった。
造する際には、特にビレットを押出しする際、高圧の加
わるダイス内で材料の不均一変形が生じ、製造された超
電導線の銅比がばらついてしまうという問題があった。
【００２１】このような銅比のばらつきは、以下のよう
なメカニズムで生じていると推測される。
なメカニズムで生じていると推測される。
【００２２】図１９〜図２１は、押出時の超電導線の状
態を示す断面図である。図１９を参照して、ＮｂＴｉ超
電導材料が安定化材である銅中に埋めこまれてなる芯線
部１７が銅被覆部１９により覆われてなるビレットを、
押出ダイス２１を用いて矢印２３の方向へ押出する際に
は、芯線部１７と銅被覆部１９との強度差および位置関
係のため、押出ダイス２１内で押出初期に銅被覆部１９
がうまく内部の芯線部１７と一緒に流れ込むことができ
ない、という現象が生ずる。
態を示す断面図である。図１９を参照して、ＮｂＴｉ超
電導材料が安定化材である銅中に埋めこまれてなる芯線
部１７が銅被覆部１９により覆われてなるビレットを、
押出ダイス２１を用いて矢印２３の方向へ押出する際に
は、芯線部１７と銅被覆部１９との強度差および位置関
係のため、押出ダイス２１内で押出初期に銅被覆部１９
がうまく内部の芯線部１７と一緒に流れ込むことができ
ない、という現象が生ずる。
【００２３】そのため、図２０に示すように、銅被覆部
１９は削られたように後へ送られてしまう。
１９は削られたように後へ送られてしまう。
【００２４】そして、その後、図２１に示すように、行
き場を失った銅は、今度は超電導材料を押しのけて居座
り、いわゆる銅たまり２５ができてしまう。
き場を失った銅は、今度は超電導材料を押しのけて居座
り、いわゆる銅たまり２５ができてしまう。
【００２５】図２２は、押出後の超電導線の状態を示す
長さ方向の断面図である。図２２を参照して、このよう
な押出後の超電導線の銅被覆部１９においては、銅が後
へ追いやられたために薄くなっている部分２９や、銅た
まり２５ができている。そのため、このような超電導線
においては、その長さ方向に芯線部と銅被覆部との断面
積比にばらつきが生じるため、結果として銅比のばらつ
きが生じていることになる。
長さ方向の断面図である。図２２を参照して、このよう
な押出後の超電導線の銅被覆部１９においては、銅が後
へ追いやられたために薄くなっている部分２９や、銅た
まり２５ができている。そのため、このような超電導線
においては、その長さ方向に芯線部と銅被覆部との断面
積比にばらつきが生じるため、結果として銅比のばらつ
きが生じていることになる。
【００２６】銅比は、前述のように、その超電導線の使
用用途ごとに厳しく規定されている。これは、製品の超
電導状態が破壊されたとき、安定化材である銅に電流が
流れ込むためである。そのため、目的の線径において長
さ方向に銅比がばらついていると、以下のような問題が
生ずる。
用用途ごとに厳しく規定されている。これは、製品の超
電導状態が破壊されたとき、安定化材である銅に電流が
流れ込むためである。そのため、目的の線径において長
さ方向に銅比がばらついていると、以下のような問題が
生ずる。
【００２７】まず、銅比が低い場合には、銅の面積が少
ないために、超電導状態破壊時に電流が銅の方に迂回す
ることができず、線材が焼ける等の大トラブルになる可
能性がある。また、銅比が低い場合には、超電導部分の
面積が大きくなる。すなわち、超電導フィラメントの各
々について目的の加工度が十分得られていないことにな
るため、必要な臨界電流値を満たさなくなる可能性があ
る。一方、銅比が高い場合には、肝心の超電導部分の面
積が少ないことになるため、それ自体が必要な臨界電流
値を満たさなくなる可能性がある。
ないために、超電導状態破壊時に電流が銅の方に迂回す
ることができず、線材が焼ける等の大トラブルになる可
能性がある。また、銅比が低い場合には、超電導部分の
面積が大きくなる。すなわち、超電導フィラメントの各
々について目的の加工度が十分得られていないことにな
るため、必要な臨界電流値を満たさなくなる可能性があ
る。一方、銅比が高い場合には、肝心の超電導部分の面
積が少ないことになるため、それ自体が必要な臨界電流
値を満たさなくなる可能性がある。
【００２８】この発明の目的は、上述の問題点を解決
し、第１の材料を含む芯線部と、この芯線部を覆う第２
の材料からなる金属被覆層とを有する金属被覆電線の、
第１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分との
断面積比を、非破壊で測定する方法を提供することにあ
る。
し、第１の材料を含む芯線部と、この芯線部を覆う第２
の材料からなる金属被覆層とを有する金属被覆電線の、
第１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分との
断面積比を、非破壊で測定する方法を提供することにあ
る。
【００２９】また、この発明の別の目的は、金属被覆電
線の第１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分
との断面積比を、伸線後に調整する方法を提供すること
にある。
線の第１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分
との断面積比を、伸線後に調整する方法を提供すること
にある。
【００３０】さらに、この発明のさらに別の目的は、金
属被覆電線の第１の材料からなる部分と第２の材料から
なる部分との断面積比を、長さ方向に均一にする方法を
提供することにある。
属被覆電線の第１の材料からなる部分と第２の材料から
なる部分との断面積比を、長さ方向に均一にする方法を
提供することにある。
【００３１】また、この発明のさらに別の目的は、表面
が金属からなる電線の表面を、短時間で効率よく清浄に
する方法を提供することにある。
が金属からなる電線の表面を、短時間で効率よく清浄に
する方法を提供することにある。
【００３２】さらに、この発明のさらに別の目的は、電
解研磨を利用した超電導線の製造方法を提供することに
ある。
解研磨を利用した超電導線の製造方法を提供することに
ある。
【００３３】また、この発明のさらに別の目的は、金属
被覆電線の第１の材料からなる部分と第２の材料からな
る部分との断面積比を、非破壊で測定する測定装置を提
供することにある。
被覆電線の第１の材料からなる部分と第２の材料からな
る部分との断面積比を、非破壊で測定する測定装置を提
供することにある。
【００３４】さらに、この発明のさらに別の目的は、電
線を電解研磨する装置を提供することにある。
線を電解研磨する装置を提供することにある。
【００３５】
【課題を解決するための手段】この発明による１つの局
面に従って、第１の材料を含む芯線部と、この芯線部を
覆う第２の材料からなる部分とを有する金属被覆電線
の、第１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分
との断面積比を非破壊で測定する方法が提供される。第
１の材料および第２の材料の電気抵抗値をそれぞれ予め
記憶するステップと、所定長さ領域にわたる金属被覆電
線の電気抵抗値を測定するステップと、予め記憶した第
１の材料および第２の材料の電気抵抗値と、実際に測定
した金属被覆電線の電気抵抗値とに基づいて、所定長さ
領域における第１の材料からなる部分と第２の材料から
なる部分との断面積比を算出するステップと、金属被覆
電線をその長さ方向に連続的に移動させることによっ
て、金属被覆電線の長さ方向における断面積比の分布を
測定するステップとを備える。
面に従って、第１の材料を含む芯線部と、この芯線部を
覆う第２の材料からなる部分とを有する金属被覆電線
の、第１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分
との断面積比を非破壊で測定する方法が提供される。第
１の材料および第２の材料の電気抵抗値をそれぞれ予め
記憶するステップと、所定長さ領域にわたる金属被覆電
線の電気抵抗値を測定するステップと、予め記憶した第
１の材料および第２の材料の電気抵抗値と、実際に測定
した金属被覆電線の電気抵抗値とに基づいて、所定長さ
領域における第１の材料からなる部分と第２の材料から
なる部分との断面積比を算出するステップと、金属被覆
電線をその長さ方向に連続的に移動させることによっ
て、金属被覆電線の長さ方向における断面積比の分布を
測定するステップとを備える。
【００３６】好ましくは、金属被覆電線の電気抵抗値を
測定するステップは、１対の第１電極を介して所定長さ
領域の金属被覆電線に電流を流すことと、１対の第１電
極の内側に置かれた１対の第２電極を介して、所定長さ
領域の金属被覆電線に発生する電圧を測定することと、
付与した電流値と測定した電圧値とに基づいて、所定長
さ領域における金属被覆電線の電気抵抗値を算出するこ
とを含むとよい。
測定するステップは、１対の第１電極を介して所定長さ
領域の金属被覆電線に電流を流すことと、１対の第１電
極の内側に置かれた１対の第２電極を介して、所定長さ
領域の金属被覆電線に発生する電圧を測定することと、
付与した電流値と測定した電圧値とに基づいて、所定長
さ領域における金属被覆電線の電気抵抗値を算出するこ
とを含むとよい。
【００３７】また、好ましくは、第１の材料は超電導材
料であり、第２の材料は銅または銅合金であるとよい。
なお、この場合、単芯線については芯線部は超電導材料
のみからなるが、多芯線については芯線部は超電導材料
と、銅または銅合金からなる安定化材とを含む。
料であり、第２の材料は銅または銅合金であるとよい。
なお、この場合、単芯線については芯線部は超電導材料
のみからなるが、多芯線については芯線部は超電導材料
と、銅または銅合金からなる安定化材とを含む。
【００３８】さらに、この発明による別の局面に従っ
て、第１の材料を含む芯線部と、第２の材料からなる芯
線部を覆う金属被覆層とを有する金属被覆電線の被覆層
の表層部を、電解研磨により溶解し、第１の材料からな
る部分と第２の材料からなる部分との断面積比を調整す
る、金属被覆電線の断面積比の調整方法が提供される。
て、第１の材料を含む芯線部と、第２の材料からなる芯
線部を覆う金属被覆層とを有する金属被覆電線の被覆層
の表層部を、電解研磨により溶解し、第１の材料からな
る部分と第２の材料からなる部分との断面積比を調整す
る、金属被覆電線の断面積比の調整方法が提供される。
【００３９】好ましくは、電解研磨は、電解槽中の電線
を陽極にし、電解槽中に置かれた金属を陰極として、電
解液を電気分解することによって、陽極となる電線の表
層部を溶解させるとよい。
を陽極にし、電解槽中に置かれた金属を陰極として、電
解液を電気分解することによって、陽極となる電線の表
層部を溶解させるとよい。
【００４０】また、好ましくは、電気分解は、電解槽を
連続的に通過させるように電線を長さ方向に連続的に移
動させることと、電解槽中の電線を陽極にし、電解槽中
に置かれた金属を陰極として、電解液を電気分解するこ
とによって、陽極となる電線の表層部を溶解させること
を含むとよい。
連続的に通過させるように電線を長さ方向に連続的に移
動させることと、電解槽中の電線を陽極にし、電解槽中
に置かれた金属を陰極として、電解液を電気分解するこ
とによって、陽極となる電線の表層部を溶解させること
を含むとよい。
【００４１】さらに、好ましくは、第２の材料は、亜
鉛、アルミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステ
ン、鉄、銅およびニッケルからなる群から選ばれた金属
またはその合金であるとよい。
鉛、アルミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステ
ン、鉄、銅およびニッケルからなる群から選ばれた金属
またはその合金であるとよい。
【００４２】また、好ましくは、第１の材料は超電導材
料であり、第２の材料は銅または銅合金であるとよい。
料であり、第２の材料は銅または銅合金であるとよい。
【００４３】さらに、この発明によるさらに別の局面に
従って、第１の材料を含む芯線部と、芯線部を覆う第２
の材料からなる金属被覆層とを有する金属被覆電線の被
覆層の表層部を、電解研磨により溶解し、第１の材料か
らなる部分と第２の材料からなる部分との断面積比を長
さ方向に均一にする、金属被覆電線の断面積比の均一化
方法が提供される。
従って、第１の材料を含む芯線部と、芯線部を覆う第２
の材料からなる金属被覆層とを有する金属被覆電線の被
覆層の表層部を、電解研磨により溶解し、第１の材料か
らなる部分と第２の材料からなる部分との断面積比を長
さ方向に均一にする、金属被覆電線の断面積比の均一化
方法が提供される。
【００４４】好ましくは、電解研磨は、電解槽中の電線
を陽極にし、電解槽中に置かれた金属を陰極として、電
解液を電気分解することによって、陽極となる電線の表
層部を溶解させるとよい。
を陽極にし、電解槽中に置かれた金属を陰極として、電
解液を電気分解することによって、陽極となる電線の表
層部を溶解させるとよい。
【００４５】また、好ましくは、電解研磨は、電解層を
連続的に通過させるように電線を長さ方向に連続的に移
動させることと、電解槽中の電線を陽極にし、電解槽中
に置かれた金属を陰極として、電解液を電気分解するこ
とによって、陽極となる電線の表層部を溶解させること
を含むとよい。
連続的に通過させるように電線を長さ方向に連続的に移
動させることと、電解槽中の電線を陽極にし、電解槽中
に置かれた金属を陰極として、電解液を電気分解するこ
とによって、陽極となる電線の表層部を溶解させること
を含むとよい。
【００４６】さらに、好ましくは、電解液にかける電流
の大きさを変化させることによって、電線の表層部の溶
解量を制御するとよい。
の大きさを変化させることによって、電線の表層部の溶
解量を制御するとよい。
【００４７】また、好ましくは、電線の移動速度を変化
させることによって、電線の表層部の溶解量を制御する
とよい。
させることによって、電線の表層部の溶解量を制御する
とよい。
【００４８】さらに、好ましくは、第２の材料は、亜
鉛、アルミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステ
ン、鉄、銅およびニッケルからなる群から選ばれた金属
またはその合金であるとよい。
鉛、アルミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステ
ン、鉄、銅およびニッケルからなる群から選ばれた金属
またはその合金であるとよい。
【００４９】また、好ましくは、第１の材料は超電導材
料であり、第２の材料は銅または銅合金であるとよい。
料であり、第２の材料は銅または銅合金であるとよい。
【００５０】また、この発明によるさらに別の局面に従
って、表面が金属からなる電線の表層部を電解研磨によ
って除去することにより、電線の表面を清浄にする電線
の清浄方法が提供される。
って、表面が金属からなる電線の表層部を電解研磨によ
って除去することにより、電線の表面を清浄にする電線
の清浄方法が提供される。
【００５１】好ましくは、電解研磨は、電解槽中の電線
を陽極にし、電解槽中に置かれた金属を陰極として、電
解液を電気分解することによって、陽極となる電線の表
層部を溶解させるとよい。
を陽極にし、電解槽中に置かれた金属を陰極として、電
解液を電気分解することによって、陽極となる電線の表
層部を溶解させるとよい。
【００５２】また、好ましくは、電解研磨は、電解槽を
連続的に通過させるように電線を長さ方向に連続的に移
動させることと、電解槽中の電線を陽極にし、電解槽中
に置かれた金属を陰極として、電解液を電気分解するこ
とによって、陽極となる電線の表層部を溶解させること
を含むとよい。
連続的に通過させるように電線を長さ方向に連続的に移
動させることと、電解槽中の電線を陽極にし、電解槽中
に置かれた金属を陰極として、電解液を電気分解するこ
とによって、陽極となる電線の表層部を溶解させること
を含むとよい。
【００５３】さらに、好ましくは、金属は、亜鉛、アル
ミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステン、鉄、銅
およびニッケルからなる群から選ばれた金属またはその
合金であるとよい。
ミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステン、鉄、銅
およびニッケルからなる群から選ばれた金属またはその
合金であるとよい。
【００５４】また、好ましくは、電線は、超電導材料を
含む芯線部と、その芯線部を覆う銅または銅合金からな
る被覆層とを含むとよい。
含む芯線部と、その芯線部を覆う銅または銅合金からな
る被覆層とを含むとよい。
【００５５】また、この発明によるさらに別の局面に従
って、金属被覆電線の製造方法が提供される。第２の材
料からなる金属管内に第１の材料を含む芯線となるべき
材料を充填しビレットを作製するステップと、作製され
たビレットを押出するステップと、押出された押出体を
伸線して金属被覆電線を作製するステップと、電線の表
層部を電解研磨によって除去するステップとを備えてい
る。
って、金属被覆電線の製造方法が提供される。第２の材
料からなる金属管内に第１の材料を含む芯線となるべき
材料を充填しビレットを作製するステップと、作製され
たビレットを押出するステップと、押出された押出体を
伸線して金属被覆電線を作製するステップと、電線の表
層部を電解研磨によって除去するステップとを備えてい
る。
【００５６】好ましくは、電解研磨は、電解槽中の電線
を陽極にし、電解槽中に置かれた金属を陰極として、電
解液を電気分解することによって、陽極となる電線の表
層部を溶解させるとよい。
を陽極にし、電解槽中に置かれた金属を陰極として、電
解液を電気分解することによって、陽極となる電線の表
層部を溶解させるとよい。
【００５７】また、好ましくは、電解研磨は、電解槽を
連続的に通過させるように電線を長さ方向に連続的に移
動させることと、電解槽中の電線を陽極にし、電解槽中
に置かれた金属を陰極として、電解液を電気分解するこ
とによって、陽極となる電線の表層部を溶解させること
を含むとよい。
連続的に通過させるように電線を長さ方向に連続的に移
動させることと、電解槽中の電線を陽極にし、電解槽中
に置かれた金属を陰極として、電解液を電気分解するこ
とによって、陽極となる電線の表層部を溶解させること
を含むとよい。
【００５８】さらに、好ましくは、電解研磨に先立っ
て、電線の長さ方向における第１の材料からなる部分と
第２の材料からなる部分との断面積比の分布状態を測定
するステップをさらに備えるとよい。
て、電線の長さ方向における第１の材料からなる部分と
第２の材料からなる部分との断面積比の分布状態を測定
するステップをさらに備えるとよい。
【００５９】また、好ましくは、電線の表層部を電解研
磨によって除去するステップは、測定した断面積比の分
布状態に応じて表層部の除去量を調節して、断面積比を
長さ方向にわたって均一にするとよい。
磨によって除去するステップは、測定した断面積比の分
布状態に応じて表層部の除去量を調節して、断面積比を
長さ方向にわたって均一にするとよい。
【００６０】さらに、好ましくは、表層部の除去量の調
節は、電解液にかける電流の大きさを変化させることに
よって行なわれるとよい。
節は、電解液にかける電流の大きさを変化させることに
よって行なわれるとよい。
【００６１】また、好ましくは、表層部の除去量の調節
は、電線の移動速度を変化させることによって行なわれ
るとよい。
は、電線の移動速度を変化させることによって行なわれ
るとよい。
【００６２】また、好ましくは、電解研磨後の電線をさ
らに伸線して、電線の線径を長さ方向に均一にするステ
ップをさらに備えるとよい。
らに伸線して、電線の線径を長さ方向に均一にするステ
ップをさらに備えるとよい。
【００６３】さらに、好ましくは、電解研磨による表層
部の除去は、電線の第１の材料からなる部分と第２の材
料からなる部分との断面積比が所定の値となるまで行な
われるとよい。
部の除去は、電線の第１の材料からなる部分と第２の材
料からなる部分との断面積比が所定の値となるまで行な
われるとよい。
【００６４】また、好ましくは、電解研磨による表層部
の除去は、電線の表面の欠陥および付着した異物を除去
し得るに十分なだけ行なわれるとよい。
の除去は、電線の表面の欠陥および付着した異物を除去
し得るに十分なだけ行なわれるとよい。
【００６５】さらに、好ましくは、電線は、超電導材料
を含む芯線部と、その芯線部を覆う銅または銅合金から
なる被覆層とを含むとよい。
を含む芯線部と、その芯線部を覆う銅または銅合金から
なる被覆層とを含むとよい。
【００６６】また、好ましくは、電解研磨の際、電線の
表面電流密度を、１〜２００Ａ／ｄｍ2 とするとよい。
表面電流密度を、１〜２００Ａ／ｄｍ2 とするとよい。
【００６７】さらに、この発明によるさらに別の局面に
従って、第１の材料を含む芯線部と、この芯線部を覆う
第２の材料からなる金属被覆層とを有する金属被覆電線
の第１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分と
の断面積比を、非破壊で測定するための測定装置が提供
される。第１の材料および第２の材料の電気抵抗値をそ
れぞれ予め記憶する手段と、所定長さ領域の金属被覆電
線に電流を流すための１対の第１電極と、１対の第１電
極の内側に置かれ、所定長さ領域の金属被覆電線に発生
する電圧を測定するための１対の第２電極と、付与した
電流値と測定した電圧値とに基づいて、所定長さ領域に
おける金属被覆電線の電気抵抗値を算出する手段と、予
め記憶した第１の材料および第２の材料の電気抵抗値
と、実際に測定して算出した金属被覆電線の電気抵抗値
とに基づいて、所定長さ領域における第１の材料からな
る部分と第２の材料からなる部分との断面積比を算出す
る手段とを備えている。
従って、第１の材料を含む芯線部と、この芯線部を覆う
第２の材料からなる金属被覆層とを有する金属被覆電線
の第１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分と
の断面積比を、非破壊で測定するための測定装置が提供
される。第１の材料および第２の材料の電気抵抗値をそ
れぞれ予め記憶する手段と、所定長さ領域の金属被覆電
線に電流を流すための１対の第１電極と、１対の第１電
極の内側に置かれ、所定長さ領域の金属被覆電線に発生
する電圧を測定するための１対の第２電極と、付与した
電流値と測定した電圧値とに基づいて、所定長さ領域に
おける金属被覆電線の電気抵抗値を算出する手段と、予
め記憶した第１の材料および第２の材料の電気抵抗値
と、実際に測定して算出した金属被覆電線の電気抵抗値
とに基づいて、所定長さ領域における第１の材料からな
る部分と第２の材料からなる部分との断面積比を算出す
る手段とを備えている。
【００６８】好ましくは、金属被覆電線をその長さ方向
に連続的に移動させる手段をさらに備え、金属被覆電線
の長さ方向における断面積比の分布を測定するとよい。
に連続的に移動させる手段をさらに備え、金属被覆電線
の長さ方向における断面積比の分布を測定するとよい。
【００６９】また、この発明によるさらに別の局面に従
って、電線の電解研磨装置が提供される。電解液を含む
電解槽と、電解槽中を連続的に通過させるように表面が
金属からなる電線を長さ方向に連続的に移動させる手段
と、電線を陽極化する手段と、電解槽中に配置された陰
極となる金属部材と、電解研磨によって電線の表層部を
溶解させるために電線と金属部材との間に電位差を生じ
させる手段とを備えている。
って、電線の電解研磨装置が提供される。電解液を含む
電解槽と、電解槽中を連続的に通過させるように表面が
金属からなる電線を長さ方向に連続的に移動させる手段
と、電線を陽極化する手段と、電解槽中に配置された陰
極となる金属部材と、電解研磨によって電線の表層部を
溶解させるために電線と金属部材との間に電位差を生じ
させる手段とを備えている。
【００７０】好ましくは、電解槽は、電解槽中を通過す
る電線を巻回させるためのローラーを備えるとよい。
る電線を巻回させるためのローラーを備えるとよい。
【００７１】また、好ましくは、電線を移動させる手段
は、その速度を変更することができる手段を含むとよ
い。
は、その速度を変更することができる手段を含むとよ
い。
【００７２】さらに、好ましくは、電解液にかける電流
量を変更することができる手段を含むとよい。
量を変更することができる手段を含むとよい。
【００７３】さらに、この発明によるさらに別の局面に
従って、第１の材料を含む芯線部と、この芯線部を覆う
第２の材料からなる金属被覆層とを有する金属被覆電線
の、第１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分
との断面積比を長さ方向に均一にする装置が提供され
る。第１の材料および第２の材料の電気抵抗値をそれぞ
れ予め記憶する手段と、所定長さ領域の金属被覆電線に
電流を流すための１対の第１電極と、１対の第１電極の
内側に置かれ所定長さ領域の金属被覆電線に発生する電
圧を測定するための１対の第２電極と、付与した電流値
と測定した電圧値とに基づいて所定長さ領域における金
属被覆電線の電気抵抗値を算出する手段と、予め記憶し
た第１の材料および第２の材料の電気抵抗値と、実際に
測定して算出した金属被覆電線の電気抵抗値とに基づい
て、所定長さ領域における第１の材料からなる部分と第
２の材料からなる部分との断面積比を算出する手段と、
電解液を含む電解槽と、電線を陽極化する手段と、電解
槽中に配置された陰極となる金属部材と、電解研磨によ
って電線の表層部を溶解させるために電線と金属部材と
の間に電位差を生じさせる手段と、断面積比の測定に続
けて電解槽中を連続的に通過させるように電線を長さ方
向に連続的に移動させる手段と、断面積比の測定結果に
応じて電線の表層部を溶解する量を制御する手段とを備
えている。
従って、第１の材料を含む芯線部と、この芯線部を覆う
第２の材料からなる金属被覆層とを有する金属被覆電線
の、第１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分
との断面積比を長さ方向に均一にする装置が提供され
る。第１の材料および第２の材料の電気抵抗値をそれぞ
れ予め記憶する手段と、所定長さ領域の金属被覆電線に
電流を流すための１対の第１電極と、１対の第１電極の
内側に置かれ所定長さ領域の金属被覆電線に発生する電
圧を測定するための１対の第２電極と、付与した電流値
と測定した電圧値とに基づいて所定長さ領域における金
属被覆電線の電気抵抗値を算出する手段と、予め記憶し
た第１の材料および第２の材料の電気抵抗値と、実際に
測定して算出した金属被覆電線の電気抵抗値とに基づい
て、所定長さ領域における第１の材料からなる部分と第
２の材料からなる部分との断面積比を算出する手段と、
電解液を含む電解槽と、電線を陽極化する手段と、電解
槽中に配置された陰極となる金属部材と、電解研磨によ
って電線の表層部を溶解させるために電線と金属部材と
の間に電位差を生じさせる手段と、断面積比の測定に続
けて電解槽中を連続的に通過させるように電線を長さ方
向に連続的に移動させる手段と、断面積比の測定結果に
応じて電線の表層部を溶解する量を制御する手段とを備
えている。
【００７４】
【発明の作用効果】この発明による１つの局面に従え
ば、金属被覆電線の第１の材料からなる部分と第２の材
料からなる部分との断面積比を、非破壊で測定すること
ができる。そのため、あらゆる位置での断面積比の測定
が可能になり、また、連続的に測定することによって、
電線の全長にわたっての分布の測定も可能になる。
ば、金属被覆電線の第１の材料からなる部分と第２の材
料からなる部分との断面積比を、非破壊で測定すること
ができる。そのため、あらゆる位置での断面積比の測定
が可能になり、また、連続的に測定することによって、
電線の全長にわたっての分布の測定も可能になる。
【００７５】したがって、たとえば、超電導線の製造に
おける品質管理等にこの発明を利用すれば、不良部分を
確定できるため、その部分を無駄なく除去することによ
り、製造における歩留りを向上させることができる。
おける品質管理等にこの発明を利用すれば、不良部分を
確定できるため、その部分を無駄なく除去することによ
り、製造における歩留りを向上させることができる。
【００７６】さらに、この発明は、最終製品のみなら
ず、製造工程途中の線径の金属被覆電線についても適用
できる。そのため、この発明は、第１の材料からなる部
分と第２の材料からなる部分との断面積比の均一な電線
を製造するためにも、有効に利用することができる。
ず、製造工程途中の線径の金属被覆電線についても適用
できる。そのため、この発明は、第１の材料からなる部
分と第２の材料からなる部分との断面積比の均一な電線
を製造するためにも、有効に利用することができる。
【００７７】なお、この発明では、予め記憶しておいた
第１の材料および第２の材料の電気抵抗値と、実際に測
定された金属被覆電線の電気抵抗値とから、以下の式
（１）に従って、第１の材料からなる部分と第２の材料
からなる部分との断面積比が計算される。
第１の材料および第２の材料の電気抵抗値と、実際に測
定された金属被覆電線の電気抵抗値とから、以下の式
（１）に従って、第１の材料からなる部分と第２の材料
からなる部分との断面積比が計算される。
【００７８】 断面積比＝｛（Ｒ・Ｓ／ρSC）−Ｌ｝／｛Ｌ−（Ｒ・Ｓ／ρCu）｝ …（１） ただし、Ｒ＝Ｖ／｛Ｉ・（１＋α）（Ｔ−２０）｝、Ｖ
は測定電圧、Ｉは通電電流、αは２０℃を基準とした場
合の定質量抵抗温度係数（１／℃）、Ｔは線材温度、Ｓ
は線材断面積、Ｌは電圧タップ間長さ、ρSCは第１の材
料の抵抗率、ρ Cuは第２の材料の抵抗率である。
は測定電圧、Ｉは通電電流、αは２０℃を基準とした場
合の定質量抵抗温度係数（１／℃）、Ｔは線材温度、Ｓ
は線材断面積、Ｌは電圧タップ間長さ、ρSCは第１の材
料の抵抗率、ρ Cuは第２の材料の抵抗率である。
【００７９】以下、この式（１）について説明する。金
属被覆電線の抵抗をＲ、第２の材料の抵抗をＲCu、第１
の材料の抵抗をＲSCとする。
属被覆電線の抵抗をＲ、第２の材料の抵抗をＲCu、第１
の材料の抵抗をＲSCとする。
【００８０】複合材の場合、全体の抵抗は、それぞれの
抵抗が並列につながっていると考えられる。したがっ
て、以下の式が成り立つ。
抵抗が並列につながっていると考えられる。したがっ
て、以下の式が成り立つ。
【００８１】１／Ｒ＝１／ＲCu＋１／ＲSC ∴Ｒ＝（ＲCu・ＲSC）／（ＲCu＋ＲSC） … ここで、金属被覆電線の線材断面積をＳ、第２の材料か
らなる部分の断面積をＳCu、第１の材料からなる部分の
断面積をＳSCとし、さらに、第２の材料からなる部分の
第１の材料からなる部分に対する断面積比をＸとする
と、以下の式、が成り立つ。
らなる部分の断面積をＳCu、第１の材料からなる部分の
断面積をＳSCとし、さらに、第２の材料からなる部分の
第１の材料からなる部分に対する断面積比をＸとする
と、以下の式、が成り立つ。
【００８２】Ｘ＝ＳCu／ＳSC … Ｓ＝ＳSC＋ＳCu … 一方、第２の材料の抵抗および第１の材料の抵抗は、そ
れぞれの比抵抗をρCu、ρSCとすると、以下の式、
のように書ける。
れぞれの比抵抗をρCu、ρSCとすると、以下の式、
のように書ける。
【００８３】ＲCu＝ρCu・（Ｌ／ＳCu） … ＲSC＝ρSC・（Ｌ／ＳSC） … ここで、Ｌは、タップ間長さであり、第２の材料からな
る部分と第１の材料からなる部分に対して共通である。
したがって、式、および式、から、次の式、
が得られる。
る部分と第１の材料からなる部分に対して共通である。
したがって、式、および式、から、次の式、
が得られる。
【００８４】 ＲCu＝｛ρCu・Ｌ（Ｘ＋１）｝／ＳＸ … ＲSC＝｛ρSC・Ｌ（Ｘ＋１）｝／Ｓ … ここで、式、を式に代入すると、以下の式が得
られる。
られる。
【００８５】 Ｒ＝｛Ｌ（Ｘ＋１）・ρCu・ρSC｝・｛Ｓ（ρCu＋Ｘ・ρSC）｝ … この式より、上述の計算式（１）、すなわち、 Ｘ＝｛（Ｒ・Ｓ／ρSC）−Ｌ｝／｛Ｌ−（Ｒ・Ｓ／
ρCu）｝ が得られる。
ρCu）｝ が得られる。
【００８６】また、この発明による別の局面に従えば、
金属被覆電線の被覆層の表層部を電解研磨により溶解す
ることによって、第１の材料からなる部分と第２の材料
からなる部分との断面積比を調整することができる。す
なわち、電解研磨によれば、目的の溶解量を容易かつ均
一に得ることが可能であるため、ある断面積比を有する
金属被覆電線の表層部を溶解することにより、それより
低い断面積比の電線に加工することができるようにな
る。そのため、製造工程中に断面積比を変更することが
可能となるため、同じ出発材料から様々な用途の電線製
品を製造することが可能となる。したがって、製造工程
が簡略化される。
金属被覆電線の被覆層の表層部を電解研磨により溶解す
ることによって、第１の材料からなる部分と第２の材料
からなる部分との断面積比を調整することができる。す
なわち、電解研磨によれば、目的の溶解量を容易かつ均
一に得ることが可能であるため、ある断面積比を有する
金属被覆電線の表層部を溶解することにより、それより
低い断面積比の電線に加工することができるようにな
る。そのため、製造工程中に断面積比を変更することが
可能となるため、同じ出発材料から様々な用途の電線製
品を製造することが可能となる。したがって、製造工程
が簡略化される。
【００８７】さらに、この発明によるさらに別の局面に
従えば、金属被覆電線の被覆層の表層部を電解研磨によ
り溶解することによって、第１の材料からなる部分と第
２の材料からなる部分との断面積比を、長さ方向に均一
にすることができる。すなわち、電解研磨によれば、目
的の溶解量を容易かつ均一に得ることが可能であるた
め、金属被覆電線の断面積比を予め測定し、また規定の
断面積比にするための溶解量を計算しておき、電解研磨
の際、これらの測定値および計算値に応じて断面積比の
高い部分は多く、逆に断面積比が低い部分は少なく被覆
層の表層部を溶解することにより、断面積比を均一にす
ることができる。その結果、金属被覆電線の製造におけ
る歩留りが向上し、コストの低下が期待できる。
従えば、金属被覆電線の被覆層の表層部を電解研磨によ
り溶解することによって、第１の材料からなる部分と第
２の材料からなる部分との断面積比を、長さ方向に均一
にすることができる。すなわち、電解研磨によれば、目
的の溶解量を容易かつ均一に得ることが可能であるた
め、金属被覆電線の断面積比を予め測定し、また規定の
断面積比にするための溶解量を計算しておき、電解研磨
の際、これらの測定値および計算値に応じて断面積比の
高い部分は多く、逆に断面積比が低い部分は少なく被覆
層の表層部を溶解することにより、断面積比を均一にす
ることができる。その結果、金属被覆電線の製造におけ
る歩留りが向上し、コストの低下が期待できる。
【００８８】この溶解量の調整は、電解研磨において電
解液にかける電流を変化させることにより、行なうこと
ができる。すなわち、電流を大きくすれば溶解量は多く
なり、逆に電流を小さくすれば溶解量が少なくなる。
解液にかける電流を変化させることにより、行なうこと
ができる。すなわち、電流を大きくすれば溶解量は多く
なり、逆に電流を小さくすれば溶解量が少なくなる。
【００８９】また、溶解量の調整は、超電導線の移動速
度を変化させることによっても行なうことができる。す
なわち、金属被覆電線の移動速度を速くすれば、電線が
電解液中を通過する時間が短くなるため、金属被覆層の
溶解量は少なくなる。一方、電線の移動速度を遅くすれ
ば、電線が電解液中を通過する時間が長くなるため、被
覆層の溶解量は多くなる。
度を変化させることによっても行なうことができる。す
なわち、金属被覆電線の移動速度を速くすれば、電線が
電解液中を通過する時間が短くなるため、金属被覆層の
溶解量は少なくなる。一方、電線の移動速度を遅くすれ
ば、電線が電解液中を通過する時間が長くなるため、被
覆層の溶解量は多くなる。
【００９０】また、この発明のさらに別の局面に従え
ば、表面が金属からなる電線の表層部を電解研磨によっ
て除去することにより、電線の表面を清浄にすることが
できる。すなわち、電解研磨を用いると、従来の酸洗い
等と比べて、多くの外皮を溶解させることができ、か
つ、目的の溶解量を容易にかつ均一に得ることができ
る。そのため、従来より短時間でより多くの外皮を効率
的に溶解させることによって、表面に付着した異物を除
去し、表面を滑らかに仕上げることができる。その結
果、従来異物が原因で発生していた断線を防止すること
もできる。
ば、表面が金属からなる電線の表層部を電解研磨によっ
て除去することにより、電線の表面を清浄にすることが
できる。すなわち、電解研磨を用いると、従来の酸洗い
等と比べて、多くの外皮を溶解させることができ、か
つ、目的の溶解量を容易にかつ均一に得ることができ
る。そのため、従来より短時間でより多くの外皮を効率
的に溶解させることによって、表面に付着した異物を除
去し、表面を滑らかに仕上げることができる。その結
果、従来異物が原因で発生していた断線を防止すること
もできる。
【００９１】さらに、この発明のさらに別の局面に従え
ば、金属被覆電線の製造方法において、電解研磨が利用
される。この電解研磨によって、断面積比の調整、均一
化または、表面の洗浄を行なうことができる。
ば、金属被覆電線の製造方法において、電解研磨が利用
される。この電解研磨によって、断面積比の調整、均一
化または、表面の洗浄を行なうことができる。
【００９２】また、電解研磨によって断面積比が均一と
なった金属被覆電線は、線径が長さ方向に不揃いになっ
ている。そこで、この線径が不揃いの電線を、再度ダイ
ス引きして伸線することにより、線径を均一にすること
ができる。
なった金属被覆電線は、線径が長さ方向に不揃いになっ
ている。そこで、この線径が不揃いの電線を、再度ダイ
ス引きして伸線することにより、線径を均一にすること
ができる。
【００９３】さらに、電解研磨の際、電線の表面電流密
度を１〜２００Ａ／ｄｍ2 とすると、電解研磨の際、電
線に表面上の起伏や多数の気泡状中空部分が発生するこ
となく、金属被覆層を溶解することができる。
度を１〜２００Ａ／ｄｍ2 とすると、電解研磨の際、電
線に表面上の起伏や多数の気泡状中空部分が発生するこ
となく、金属被覆層を溶解することができる。
【００９４】
【実施例】図１は、本発明による金属被覆電線の第１の
材料からなる部分と第２の材料からなる部分との断面積
比を非破壊で測定するための一例の測定装置の概略を示
す図である。
材料からなる部分と第２の材料からなる部分との断面積
比を非破壊で測定するための一例の測定装置の概略を示
す図である。
【００９５】図１を参照して、この測定装置は電線２７
に１対の第１電極２９ａ，２９ｂを介して一定の電流を
通電するための定電流電源３１と、１対の第２電極３３
ａ，３３ｂ間で発生する電圧を測定するための電圧計３
５とを備えている。なお、１対の第２電極３３ａ，３３
ｂは、１対の第１電極２９ａ，２９ｂの内側に設けられ
ている。電圧計３５には、測定された電圧を電気抵抗値
に換算し、さらに断面積比を連続的に計算するめたのコ
ンピュータ３７が接続されている。また、この測定装置
は、電線２７の電圧を連続的に測定するため、サプライ
手段３９および巻取り手段４１を備えている。
に１対の第１電極２９ａ，２９ｂを介して一定の電流を
通電するための定電流電源３１と、１対の第２電極３３
ａ，３３ｂ間で発生する電圧を測定するための電圧計３
５とを備えている。なお、１対の第２電極３３ａ，３３
ｂは、１対の第１電極２９ａ，２９ｂの内側に設けられ
ている。電圧計３５には、測定された電圧を電気抵抗値
に換算し、さらに断面積比を連続的に計算するめたのコ
ンピュータ３７が接続されている。また、この測定装置
は、電線２７の電圧を連続的に測定するため、サプライ
手段３９および巻取り手段４１を備えている。
【００９６】このように構成される測定装置を用いて、
たとえばＣｕ複合超電導線の全長銅比測定は、以下のよ
うにして行なわれる。
たとえばＣｕ複合超電導線の全長銅比測定は、以下のよ
うにして行なわれる。
【００９７】まず、Ｃｕ複合超電導線２７のＣｕまたは
Ｃｕ合金からなる安定化材部と超電導材料部の電気抵抗
値を、それぞれ予め測定しておき、得られたデータをコ
ンピュータ３７に入力しておく。
Ｃｕ合金からなる安定化材部と超電導材料部の電気抵抗
値を、それぞれ予め測定しておき、得られたデータをコ
ンピュータ３７に入力しておく。
【００９８】次に、Ｃｕ複合超電導線２７を、サプライ
手段３９から巻取り手段４１へ連続的に巻換えながら、
Ｃｕ複合超電導線２７の電気抵抗値をその長さ方向に沿
って連続的に測定する。このＣｕ複合超電導線２７の電
気抵抗値の測定は、１対の第１電極２９ａ，２９ｂを介
して、定電流電源３１から定電流を通電し、１対の第２
電極３３ａ，３３ｂ間で発生する電圧を電圧計３５によ
り測定し、さらにコンピュータ３７によって電気抵抗値
に換算することによって行なわれる。
手段３９から巻取り手段４１へ連続的に巻換えながら、
Ｃｕ複合超電導線２７の電気抵抗値をその長さ方向に沿
って連続的に測定する。このＣｕ複合超電導線２７の電
気抵抗値の測定は、１対の第１電極２９ａ，２９ｂを介
して、定電流電源３１から定電流を通電し、１対の第２
電極３３ａ，３３ｂ間で発生する電圧を電圧計３５によ
り測定し、さらにコンピュータ３７によって電気抵抗値
に換算することによって行なわれる。
【００９９】さらに、コンピュータ３７では、予め入力
されたＣｕまたはＣｕ合金からなる安定化材部および超
電導材料部の電気抵抗値と、上述のように連続的に測定
されたＣｕ複合超電導線２７の電気抵抗値とに応答し
て、前述の式（１）に従って、Ｃｕ／ＳＣ断面積比を連
続的に計算する。
されたＣｕまたはＣｕ合金からなる安定化材部および超
電導材料部の電気抵抗値と、上述のように連続的に測定
されたＣｕ複合超電導線２７の電気抵抗値とに応答し
て、前述の式（１）に従って、Ｃｕ／ＳＣ断面積比を連
続的に計算する。
【０１００】このような測定方法により、実際に、外径
３ｍｍのＣｕ複合超電導線約５０００ｍの全長銅比を測
定した。なお、測定は、１００ｍ間隔で、全長にわたっ
て行なった。その結果を図２に示す。図２において、横
軸は線材の長さ（ｍ）を示し、縦軸はＣｕ／ＳＣ断面積
比を示している。
３ｍｍのＣｕ複合超電導線約５０００ｍの全長銅比を測
定した。なお、測定は、１００ｍ間隔で、全長にわたっ
て行なった。その結果を図２に示す。図２において、横
軸は線材の長さ（ｍ）を示し、縦軸はＣｕ／ＳＣ断面積
比を示している。
【０１０１】図２により明らかなように、このようにし
て、Ｃｕ複合超電導線のＣｕ／ＳＣ断面積比の分布を、
全長にわたって非破壊で測定できることがわかる。
て、Ｃｕ複合超電導線のＣｕ／ＳＣ断面積比の分布を、
全長にわたって非破壊で測定できることがわかる。
【０１０２】したがって、たとえば、超電導線の製造に
おける品質管理等にこの発明を利用すれば、不良部分を
確定できるため、その部分を無駄なく除去することによ
り、製造における歩留りを向上させることができる。さ
らに、この発明は、最終製品のみならず、製造工程途中
の線径の金属被覆電線についても適用できる。そのた
め、この発明は、Ｃｕ／ＳＣ断面積比の均一なＣｕ複合
超電導線を製造するためにも、有効に利用することがで
きる。
おける品質管理等にこの発明を利用すれば、不良部分を
確定できるため、その部分を無駄なく除去することによ
り、製造における歩留りを向上させることができる。さ
らに、この発明は、最終製品のみならず、製造工程途中
の線径の金属被覆電線についても適用できる。そのた
め、この発明は、Ｃｕ／ＳＣ断面積比の均一なＣｕ複合
超電導線を製造するためにも、有効に利用することがで
きる。
【０１０３】なお、上述の実施例のように、サプライ手
段と巻取り手段の機構を有したラインの間に、４端子法
用の電極を設置しておき、線を走らせながら４端子法用
の電極からある一定の電流を流して、その電圧を連続的
に測定する場合、その測定頻度は、電極をローラー状に
しておいてアナログ的に取込むようにするほか、ある一
定の位置ごとに測定することも考えられる。
段と巻取り手段の機構を有したラインの間に、４端子法
用の電極を設置しておき、線を走らせながら４端子法用
の電極からある一定の電流を流して、その電圧を連続的
に測定する場合、その測定頻度は、電極をローラー状に
しておいてアナログ的に取込むようにするほか、ある一
定の位置ごとに測定することも考えられる。
【０１０４】また、この測定装置は、Ｃｕ被覆超電導線
のみならず、第１の材料を含む芯線部とこの芯線部を覆
う第２の材料からなる金属被覆電線の、第１の材料から
なる部分と第２の材料からなる部分との断面積比を非破
壊で測定する場合にも、広く適用可能である。
のみならず、第１の材料を含む芯線部とこの芯線部を覆
う第２の材料からなる金属被覆電線の、第１の材料から
なる部分と第２の材料からなる部分との断面積比を非破
壊で測定する場合にも、広く適用可能である。
【０１０５】図３は、この発明による金属被覆電線の電
解研磨装置の一例を示す概略図である。
解研磨装置の一例を示す概略図である。
【０１０６】図３を参照して、この電解研磨装置は、電
解液４３を含む電解槽４５と、電線２７を陽極化する給
電部４９と、電解槽４５中に配置された陰極となる金属
部材５１とを備え、電線２７と金属部材５１との間に電
位差が生じるように構成されている。また、電解槽４５
中を連続的に通過させるように電線２７を長さ方向に連
続的に移動させるための、サプライ手段３９および巻取
り手段４１を備えている。
解液４３を含む電解槽４５と、電線２７を陽極化する給
電部４９と、電解槽４５中に配置された陰極となる金属
部材５１とを備え、電線２７と金属部材５１との間に電
位差が生じるように構成されている。また、電解槽４５
中を連続的に通過させるように電線２７を長さ方向に連
続的に移動させるための、サプライ手段３９および巻取
り手段４１を備えている。
【０１０７】このように構成された電解研磨装置を用い
て、サプライ手段３９に巻かれた電線２７を、陽極とな
るように給電しながら、陰極の金属部材５１を含む電解
液４３中に通す。すると、電線の外皮は、電気分解によ
って溶解する。このように溶解研磨された電線２７を、
巻取り手段４１に巻換える。なお、これらの工程は、連
続的に行なわれる。
て、サプライ手段３９に巻かれた電線２７を、陽極とな
るように給電しながら、陰極の金属部材５１を含む電解
液４３中に通す。すると、電線の外皮は、電気分解によ
って溶解する。このように溶解研磨された電線２７を、
巻取り手段４１に巻換える。なお、これらの工程は、連
続的に行なわれる。
【０１０８】なお、この場合、電解研磨による金属被覆
層の溶解量は、電解液にかける電流の大きさおよび電線
の移動速度によって制御することができる。
層の溶解量は、電解液にかける電流の大きさおよび電線
の移動速度によって制御することができる。
【０１０９】図４は、電解研磨において、電解液にかけ
る電流の大きさと金属被覆層の溶解量との関係を示す図
である。図４より、電流量が大きくなるほど、溶解量も
大きくなる。
る電流の大きさと金属被覆層の溶解量との関係を示す図
である。図４より、電流量が大きくなるほど、溶解量も
大きくなる。
【０１１０】図５は、電解研磨において、電線の移動速
度と金属被覆層の溶解量との関係を示す図である。図５
より、電線の移動速度が速くなるほど、溶解量は小さく
なる。
度と金属被覆層の溶解量との関係を示す図である。図５
より、電線の移動速度が速くなるほど、溶解量は小さく
なる。
【０１１１】次に、この電解研磨装置を用いて、実際
に、Ｃｕ被覆超電導線の銅比の調整を行なった。以下
に、その具体例を示す。
に、Ｃｕ被覆超電導線の銅比の調整を行なった。以下
に、その具体例を示す。
【０１１２】（実施例１）超電導線の製造段階におい
て、銅比が１．００、線径が３ｍｍの超電導単芯線１０
００ｍを、外皮片側の溶解量が５０μｍとなるように、
図３に示す電解研磨装置を用いてリン酸浴中で電解研磨
して、銅比を０．８７にすることを目指した。
て、銅比が１．００、線径が３ｍｍの超電導単芯線１０
００ｍを、外皮片側の溶解量が５０μｍとなるように、
図３に示す電解研磨装置を用いてリン酸浴中で電解研磨
して、銅比を０．８７にすることを目指した。
【０１１３】（比較例１）超電導線の製造段階におい
て、銅比が１．００、線径が３ｍｍの超電導単芯線１０
００ｍを、外皮片側の溶解量が５０μｍとなるよう希硫
酸で溶解させて、銅比を０．８７にすることを目指し
た。
て、銅比が１．００、線径が３ｍｍの超電導単芯線１０
００ｍを、外皮片側の溶解量が５０μｍとなるよう希硫
酸で溶解させて、銅比を０．８７にすることを目指し
た。
【０１１４】その結果、電解研磨を用いた実施例１の方
法では、０．３時間の浸漬時間によって、全長を目標の
０．８７の銅比に仕上げることができた。しかし、比較
例１では、３時間浸漬させたが、溶解させるに従って、
酸の溶解能力が低下するため、全長を同じ銅比で仕上げ
ることができなかった。また、酸溶解で同じ溶解量を得
るためには、電解研磨に用いる酸の数十倍の量を必要と
した。
法では、０．３時間の浸漬時間によって、全長を目標の
０．８７の銅比に仕上げることができた。しかし、比較
例１では、３時間浸漬させたが、溶解させるに従って、
酸の溶解能力が低下するため、全長を同じ銅比で仕上げ
ることができなかった。また、酸溶解で同じ溶解量を得
るためには、電解研磨に用いる酸の数十倍の量を必要と
した。
【０１１５】（実施例２）実施例１の超電導線を電解研
磨により銅比を調整する際、超電導多芯線の表面電流密
度を１００Ａ／ｄｍ2 として、表面の銅外皮を溶解し
た。
磨により銅比を調整する際、超電導多芯線の表面電流密
度を１００Ａ／ｄｍ2 として、表面の銅外皮を溶解し
た。
【０１１６】（実施例３）実施例１の超電導線を電解研
磨により銅比を調整する際、超電導多芯線の表面電流密
度を３００Ａ／ｄｍ2 として、表面の銅外皮を溶解し
た。
磨により銅比を調整する際、超電導多芯線の表面電流密
度を３００Ａ／ｄｍ2 として、表面の銅外皮を溶解し
た。
【０１１７】このようにして作製された実施例２および
実施例３の超電導線を比較した。その結果、実施例２の
超電導線の銅溶解後の表面は、非常に滑らかであった。
これに対して、実施例３の超電導線は、電解研磨の際の
表面電流密度が高すぎるため、湯じわや巣が大量に発生
してしまった。
実施例３の超電導線を比較した。その結果、実施例２の
超電導線の銅溶解後の表面は、非常に滑らかであった。
これに対して、実施例３の超電導線は、電解研磨の際の
表面電流密度が高すぎるため、湯じわや巣が大量に発生
してしまった。
【０１１８】（実施例４）超電導線の製造段階におい
て、銅比が１．００、線径が３ｍｍの超電導単芯線１０
００ｍを外皮片側の溶解量が５０μｍとなるように、図
３に示した電解研磨装置を用いて、リン酸浴中で電解研
磨して、銅比を０．８７にすることを目指した。なお、
このとき、リン酸浴４３中での超電導線２７と金属部材
５１との距離は、５ｃｍであった。
て、銅比が１．００、線径が３ｍｍの超電導単芯線１０
００ｍを外皮片側の溶解量が５０μｍとなるように、図
３に示した電解研磨装置を用いて、リン酸浴中で電解研
磨して、銅比を０．８７にすることを目指した。なお、
このとき、リン酸浴４３中での超電導線２７と金属部材
５１との距離は、５ｃｍであった。
【０１１９】（実施例５）超電導線の製造段階におい
て、銅比が１．００、線径が１２ｍｍの超電導単芯線６
０ｍを外皮片側の溶解量が２００μｍとなるように、図
３に示した電解研磨装置を用いて、リン酸浴中で電解研
磨して、銅比を０．８７にすることを目指した。なお、
このとき、リン酸浴４３中での超電導線２７と金属部材
５１との距離は、５ｃｍであった。
て、銅比が１．００、線径が１２ｍｍの超電導単芯線６
０ｍを外皮片側の溶解量が２００μｍとなるように、図
３に示した電解研磨装置を用いて、リン酸浴中で電解研
磨して、銅比を０．８７にすることを目指した。なお、
このとき、リン酸浴４３中での超電導線２７と金属部材
５１との距離は、５ｃｍであった。
【０１２０】このようにして作製された実施例４および
実施例５の超電導線を比較した。その結果、実施例４の
超電導線は周方向に均一に溶解されているのに対して、
実施例５の超電導線は周全体のマイナス電極からの距離
を一定に保つことが困難なため、周方向に不均一に溶解
してしまった。
実施例５の超電導線を比較した。その結果、実施例４の
超電導線は周方向に均一に溶解されているのに対して、
実施例５の超電導線は周全体のマイナス電極からの距離
を一定に保つことが困難なため、周方向に不均一に溶解
してしまった。
【０１２１】以上のことから、電解研磨によれば、製造
工程中に銅比の調整を短時間で行なうことができること
がわかる。また、電解研磨の際には、超電導線の表面電
流密度を１〜２００Ａ／ｄｍ2 とすることが好ましい。
工程中に銅比の調整を短時間で行なうことができること
がわかる。また、電解研磨の際には、超電導線の表面電
流密度を１〜２００Ａ／ｄｍ2 とすることが好ましい。
【０１２２】また、超電導線の製造方法は、前述のよう
に、原材料から製品まで数十の工程があるため、各ビレ
ット間でそれまでの加工による差が生じることはかなり
の頻度で想定される。銅比についても同様で、ロット内
（１本の線の長さ方向で）のばらつきのほか、ロット間
でのばらつきは非常に問題となることが多い。この発明
によれば、伸線後の銅比のばらつきを修正することがで
きるようになる。
に、原材料から製品まで数十の工程があるため、各ビレ
ット間でそれまでの加工による差が生じることはかなり
の頻度で想定される。銅比についても同様で、ロット内
（１本の線の長さ方向で）のばらつきのほか、ロット間
でのばらつきは非常に問題となることが多い。この発明
によれば、伸線後の銅比のばらつきを修正することがで
きるようになる。
【０１２３】なお、この電解研磨装置は、Ｃｕ被覆超電
導線のみならず、芯線部とこの芯線部を覆う金属被覆層
とを有する金属被覆電線の、芯線部と金属被覆層との断
面積比を調整する場合にも、広く適用可能である。
導線のみならず、芯線部とこの芯線部を覆う金属被覆層
とを有する金属被覆電線の、芯線部と金属被覆層との断
面積比を調整する場合にも、広く適用可能である。
【０１２４】この場合、適用可能な被覆層としては、亜
鉛、アルミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステ
ン、鉄、銅、ニッケル等の電気伝導度の良い材料が考え
られる。電解研磨のためにはある程度の表面電流密度が
必要であり、電気伝導度の悪いものは、その際の発熱が
伴う可能性があるからである。
鉛、アルミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステ
ン、鉄、銅、ニッケル等の電気伝導度の良い材料が考え
られる。電解研磨のためにはある程度の表面電流密度が
必要であり、電気伝導度の悪いものは、その際の発熱が
伴う可能性があるからである。
【０１２５】また、電解液は、溶解する金属との相性に
よって異なるが、過塩素酸系、リン酸系、硫酸系、クロ
ム酸系、硝酸系、水酸化ナトリウム系、水酸化カリウム
系、シアン系等の酸が考えられる。たとえば、銅を溶解
する場合には、リン酸系、硫酸系の酸が好ましい。
よって異なるが、過塩素酸系、リン酸系、硫酸系、クロ
ム酸系、硝酸系、水酸化ナトリウム系、水酸化カリウム
系、シアン系等の酸が考えられる。たとえば、銅を溶解
する場合には、リン酸系、硫酸系の酸が好ましい。
【０１２６】さらに、電解研磨工程は、金属被覆電線の
製造工程中、いずれの段階で行なわれてもよい。
製造工程中、いずれの段階で行なわれてもよい。
【０１２７】次に、この電解研磨装置を用いて、Ｃｕ被
覆超電導線の表面の洗浄を行なった。以下にその具体例
を示す。
覆超電導線の表面の洗浄を行なった。以下にその具体例
を示す。
【０１２８】（実施例６）超電導線の製造段階におい
て、異物除去のため、線径が３ｍｍの超電導多芯線５０
００ｍを外皮片側の溶解量が３０μｍとなるように、図
３に示す電解研磨装置を用いて、リン酸浴中で電解研磨
した。その後、０．８ｍｍまで伸線した。
て、異物除去のため、線径が３ｍｍの超電導多芯線５０
００ｍを外皮片側の溶解量が３０μｍとなるように、図
３に示す電解研磨装置を用いて、リン酸浴中で電解研磨
した。その後、０．８ｍｍまで伸線した。
【０１２９】（比較例２）超電導線の製造段階におい
て、異物除去のため、線径が３ｍｍの超電導多芯線５０
００ｍの外皮片側の溶解量が３μｍとなるように、希硫
酸で溶解させた。その後、０．８ｍｍまで伸線した。
て、異物除去のため、線径が３ｍｍの超電導多芯線５０
００ｍの外皮片側の溶解量が３μｍとなるように、希硫
酸で溶解させた。その後、０．８ｍｍまで伸線した。
【０１３０】その結果、実施例６の超電導線の製造にお
ける異物が原因の断線回数は１回であったのに対して、
比較例２の超電導線の製造における異物が原因の断線回
数は２０回であった。これは、電解研磨は、酸溶解より
も多く溶解可能なために、より完全に異物除去されたた
めと考えられる。
ける異物が原因の断線回数は１回であったのに対して、
比較例２の超電導線の製造における異物が原因の断線回
数は２０回であった。これは、電解研磨は、酸溶解より
も多く溶解可能なために、より完全に異物除去されたた
めと考えられる。
【０１３１】なお、この電解研磨装置は、Ｃｕ被覆超電
導線のみならず、表面が金属からなる電線の表面を清浄
にする場合にも、広く適用可能である。
導線のみならず、表面が金属からなる電線の表面を清浄
にする場合にも、広く適用可能である。
【０１３２】この場合、表面の金属としては、亜鉛、ア
ルミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステン、鉄、
銅、ニッケル等の電気伝導度の良い材料が考えられる。
電解研磨のためにはある程度の表面電流密度が必要であ
り、電気伝導度の悪いものは、その際の発熱が伴う可能
性があるからである。
ルミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステン、鉄、
銅、ニッケル等の電気伝導度の良い材料が考えられる。
電解研磨のためにはある程度の表面電流密度が必要であ
り、電気伝導度の悪いものは、その際の発熱が伴う可能
性があるからである。
【０１３３】また、電解液は、溶解する金属との相性に
よって異なるが、過塩素酸系、リン酸系、硫酸系、クロ
ム酸系、硝酸系、水酸化ナトリウム系、水酸化カリウム
系、シアン系等の酸が考えられる。たとえば、銅を溶解
する場合には、リン酸系、硫酸系の酸が好ましい。
よって異なるが、過塩素酸系、リン酸系、硫酸系、クロ
ム酸系、硝酸系、水酸化ナトリウム系、水酸化カリウム
系、シアン系等の酸が考えられる。たとえば、銅を溶解
する場合には、リン酸系、硫酸系の酸が好ましい。
【０１３４】さらに、電解研磨工程は、金属被覆電線の
製造工程中、いずれの段階で行なわれてもよいが、洗浄
の目的が伸線時の断線を抑えることにある場合は、断線
が生じる可能性のある前に洗浄する方が効果的と考えら
れる。
製造工程中、いずれの段階で行なわれてもよいが、洗浄
の目的が伸線時の断線を抑えることにある場合は、断線
が生じる可能性のある前に洗浄する方が効果的と考えら
れる。
【０１３５】次に、電解研磨を用いた金属被覆電線の断
面積比の均一化方法について、図を用いて詳しく説明す
る。
面積比の均一化方法について、図を用いて詳しく説明す
る。
【０１３６】図６は、この発明による金属被覆電線の第
１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分との断
面積比を長さ方向に均一化するための電解研磨装置の一
例を示す概略図である。
１の材料からなる部分と第２の材料からなる部分との断
面積比を長さ方向に均一化するための電解研磨装置の一
例を示す概略図である。
【０１３７】図６を参照して、この電解研磨装置は、図
１に示す測定装置と図３に示す電解研磨装置とが組合わ
されて構成される。
１に示す測定装置と図３に示す電解研磨装置とが組合わ
されて構成される。
【０１３８】すなわち、連続断面積比測定系として、電
線２７に１対の第１電極２９ａ，２９ｂを介して一定の
電流を通電するための定電流電源３１と、１対の第２電
極３３ａ，３３ｂ間で発生する電圧を測定するための電
圧計３５とを備えている。なお、１対の第２電極３３
ａ，３３ｂは、１対の第１電極２９ａ，２９ｂの内側に
設けられている。また、電解研磨系として、電解研磨液
４３を含む電解槽４５と、電線２７を陽極化する給電部
４９と、電解槽４５中に配置された陰極となる金属部材
５１とを備え、電線２７と金属部材５１との間に電位差
が生じるように構成されている。また、電線２７の電圧
を連続的に測定し、電解槽４５中を連続的に通過させる
ように、電線２７を長さ方向に連続的に移動させるため
の、サプライ手段３９および巻取り手段４１を備えてい
る。
線２７に１対の第１電極２９ａ，２９ｂを介して一定の
電流を通電するための定電流電源３１と、１対の第２電
極３３ａ，３３ｂ間で発生する電圧を測定するための電
圧計３５とを備えている。なお、１対の第２電極３３
ａ，３３ｂは、１対の第１電極２９ａ，２９ｂの内側に
設けられている。また、電解研磨系として、電解研磨液
４３を含む電解槽４５と、電線２７を陽極化する給電部
４９と、電解槽４５中に配置された陰極となる金属部材
５１とを備え、電線２７と金属部材５１との間に電位差
が生じるように構成されている。また、電線２７の電圧
を連続的に測定し、電解槽４５中を連続的に通過させる
ように、電線２７を長さ方向に連続的に移動させるため
の、サプライ手段３９および巻取り手段４１を備えてい
る。
【０１３９】さらに、この装置においては、電圧計３５
に接続されたコンピュータ５３は、測定された電圧を電
気抵抗値に換算し、断面積比を連続的に計算するととも
に、目的の断面積比とするための溶解量を計算して、電
線の移動速度および電解液にかける電流量を算出し、算
出された線速および電流量を指示する。
に接続されたコンピュータ５３は、測定された電圧を電
気抵抗値に換算し、断面積比を連続的に計算するととも
に、目的の断面積比とするための溶解量を計算して、電
線の移動速度および電解液にかける電流量を算出し、算
出された線速および電流量を指示する。
【０１４０】なお、目的の断面積比とするための溶解量
は、以下の式（２）により求めることができる。ただ
し、溶解前の断面積比が、目標とする断面積比よりも大
きいことが条件とされる。
は、以下の式（２）により求めることができる。ただ
し、溶解前の断面積比が、目標とする断面積比よりも大
きいことが条件とされる。
【０１４１】 （Ｄ2 ／Ｄ1 ）2 ＝｛（１＋Ｃ2 ）／（１＋Ｃ1 ）｝ …（２） （ただし、Ｄ1 は電解前線径、Ｃ1 は電解前断面積比、
Ｄ2 は目標線径、Ｃ2 は目標断面積比とする。）また、
溶解量の経時的な調整は、予め、実験により電流、線速
と研磨量の関係を求めておけば、どれだけ溶解したいか
がわかれば、その製造条件を簡単に決めることができ
る。特に、長さ方向の断面積比を調整する目的で使用す
る場合は、目標溶解量から予め、線の位置と電流、線速
の関係を計算しておいて、ラインでそれらをパターン制
御するとよい。すなわち、ラインに線を走らせたときの
線の位置を調尺カウンタから読込むことにより、経時的
に制御することがきる。
Ｄ2 は目標線径、Ｃ2 は目標断面積比とする。）また、
溶解量の経時的な調整は、予め、実験により電流、線速
と研磨量の関係を求めておけば、どれだけ溶解したいか
がわかれば、その製造条件を簡単に決めることができ
る。特に、長さ方向の断面積比を調整する目的で使用す
る場合は、目標溶解量から予め、線の位置と電流、線速
の関係を計算しておいて、ラインでそれらをパターン制
御するとよい。すなわち、ラインに線を走らせたときの
線の位置を調尺カウンタから読込むことにより、経時的
に制御することがきる。
【０１４２】さらに、断面積比の測定結果から、電解研
磨の条件を設定する場合、具体的にはたとえば以下のよ
うに行なわれる。
磨の条件を設定する場合、具体的にはたとえば以下のよ
うに行なわれる。
【０１４３】まず、４端子法で一定の間隔に一定の電流
を流して、「線の位置−電圧特性」データを測定した
後、その値をコンピュータで計算して、「線の位置−電
気抵抗特性」→「線の位置−断面積比特性」→「線の位
置−必要な溶解量」→「線の位置−電流、線速値」を求
め、そのパターンを電解研磨装置を制御するコンピュー
タに書込み、ラインを動かすと、自動的に電流量および
線速が制御され、目標とする溶解量が得られる。
を流して、「線の位置−電圧特性」データを測定した
後、その値をコンピュータで計算して、「線の位置−電
気抵抗特性」→「線の位置−断面積比特性」→「線の位
置−必要な溶解量」→「線の位置−電流、線速値」を求
め、そのパターンを電解研磨装置を制御するコンピュー
タに書込み、ラインを動かすと、自動的に電流量および
線速が制御され、目標とする溶解量が得られる。
【０１４４】また、電線の電解液中への浸漬時間をかせ
ぐためには、電解槽の長さを長くすることが必要となる
が、電線を巻回させることにより、電解槽の長さ以上の
電線を電解液に浸漬することが可能となる。
ぐためには、電解槽の長さを長くすることが必要となる
が、電線を巻回させることにより、電解槽の長さ以上の
電線を電解液に浸漬することが可能となる。
【０１４５】図７は、電解槽中の電線を巻回させる状態
を示す平面図である。図７を参照して、このように電線
２７をシーブローラー５５によって何ターンも巻回させ
ることによって、電解槽の長さ以上の長さの電線を、電
解液中に浸漬させることが可能となる。
を示す平面図である。図７を参照して、このように電線
２７をシーブローラー５５によって何ターンも巻回させ
ることによって、電解槽の長さ以上の長さの電線を、電
解液中に浸漬させることが可能となる。
【０１４６】また、断面積比測定と研磨を同時に行なう
装置とした場合、溶解後の線径測定データをフィードバ
ックして溶解量の補正を行なう機構を取付けることが望
ましいと考えられる。
装置とした場合、溶解後の線径測定データをフィードバ
ックして溶解量の補正を行なう機構を取付けることが望
ましいと考えられる。
【０１４７】次に、このように構成される電解研磨装置
を用いて、たとえばＣｕ被覆超電導線の銅比の均一化を
行なった。以下に、その具体例を示す。
を用いて、たとえばＣｕ被覆超電導線の銅比の均一化を
行なった。以下に、その具体例を示す。
【０１４８】（実施例７）まず、対辺距離が２．５５ｍ
ｍの六角超電導単芯線を、外径３０７ｍｍ、内径２５１
ｍｍの銅管の中に、銅比が１．３８となるように約８０
００本充填し、銅製の蓋をして密封し、ビレットを作製
した。次に、このビレットを熱間押出して減面加工し、
直径が８０ｍｍφの多芯超電導体を作製した。続いて、
これを線引き加工を繰り返し、直径が２．９ｍｍφにな
るまで伸線を行なった。
ｍの六角超電導単芯線を、外径３０７ｍｍ、内径２５１
ｍｍの銅管の中に、銅比が１．３８となるように約８０
００本充填し、銅製の蓋をして密封し、ビレットを作製
した。次に、このビレットを熱間押出して減面加工し、
直径が８０ｍｍφの多芯超電導体を作製した。続いて、
これを線引き加工を繰り返し、直径が２．９ｍｍφにな
るまで伸線を行なった。
【０１４９】このようにして得られた超電導多芯線の銅
外皮を、電解研磨により溶解して、銅比が１．２５にな
るように調整した。
外皮を、電解研磨により溶解して、銅比が１．２５にな
るように調整した。
【０１５０】この電解研磨による銅比調整の方法につい
て、以下に図面を参照して詳しく説明する。
て、以下に図面を参照して詳しく説明する。
【０１５１】図８〜図１０は、銅比のばらついている超
電導線を、電解研磨により均一な銅比となるように調整
する製造工程図である。
電導線を、電解研磨により均一な銅比となるように調整
する製造工程図である。
【０１５２】図８は、上述の伸線加工までの工程によっ
て得られた超電導多芯線の長さ方向の断面図である。
て得られた超電導多芯線の長さ方向の断面図である。
【０１５３】図８を参照して、この超電導多芯線は、超
電導材料が安定化材である銅中に埋めこまれてなる芯線
部１７と銅外皮１９とからなり、銅外皮１９に対する芯
線部１７の断面積比は長さ方向に不均一になっているた
め、結果として銅比も長さ方向に不均一となっている。
電導材料が安定化材である銅中に埋めこまれてなる芯線
部１７と銅外皮１９とからなり、銅外皮１９に対する芯
線部１７の断面積比は長さ方向に不均一になっているた
め、結果として銅比も長さ方向に不均一となっている。
【０１５４】まず、この超電導線の銅比分布を、以下の
ように、全長にわたって非破壊で測定した。
ように、全長にわたって非破壊で測定した。
【０１５５】超電導線を、細くかつ全長はあまり長くな
らないサイズで、適当な長さの４端子電極に接触させな
がら巻換え、電気抵抗を測定した。この電気抵抗値を、
予め求めておいた銅および超電導材料のそれぞれの電気
抵抗値を使用して、両者の断面積比に換算した。このよ
うにして、超電導線の銅比分布を連続的に測定すること
ができた。すなわち、このような多芯線に本発明を適用
した場合には、芯線部のうちの超電導材料からなる部分
の断面積と、芯線部のうちの安定化材からなる部分およ
び被覆層を構成する銅または銅合金の合計の断面積との
比が測定できる。
らないサイズで、適当な長さの４端子電極に接触させな
がら巻換え、電気抵抗を測定した。この電気抵抗値を、
予め求めておいた銅および超電導材料のそれぞれの電気
抵抗値を使用して、両者の断面積比に換算した。このよ
うにして、超電導線の銅比分布を連続的に測定すること
ができた。すなわち、このような多芯線に本発明を適用
した場合には、芯線部のうちの超電導材料からなる部分
の断面積と、芯線部のうちの安定化材からなる部分およ
び被覆層を構成する銅または銅合金の合計の断面積との
比が測定できる。
【０１５６】次に、電解研磨により銅外皮を溶解した。
この際、電解研磨において電解液にかける電流量および
超電導線の移動速度と、銅の溶解量との関係を、予め求
めておく。この関係をもとにして、電解液にかける電流
量および超電導線の移動速度を制御しながら電解研磨を
行ない、銅外皮を銅比の高い部分を多く、逆に銅比の低
い部分は少なく溶解した。
この際、電解研磨において電解液にかける電流量および
超電導線の移動速度と、銅の溶解量との関係を、予め求
めておく。この関係をもとにして、電解液にかける電流
量および超電導線の移動速度を制御しながら電解研磨を
行ない、銅外皮を銅比の高い部分を多く、逆に銅比の低
い部分は少なく溶解した。
【０１５７】図９は、このようにして電解研磨が施され
た後の超電導線の長さ方向の断面図である。
た後の超電導線の長さ方向の断面図である。
【０１５８】図９を参照して、この超電導多芯線は、芯
線部１７と銅外皮５９とからなり、銅比は長さ方向に均
一となっている。
線部１７と銅外皮５９とからなり、銅比は長さ方向に均
一となっている。
【０１５９】（比較例３）まず、対辺距離が２．５５ｍ
ｍの六角超電導単芯線を、外径３０７ｍｍ、内径２５１
ｍｍの銅管の中に、銅比が１．２５となるように約８０
００本充填し、銅製の蓋をして密封し、ビレットを作製
した。次に、このビレットを熱間押出して減面加工し、
直径が８０ｍｍφの多芯超電導体を作製した。続いて、
これを線引き加工を繰り返し、直径が２．９ｍｍφにな
るまで伸線を行なった。
ｍの六角超電導単芯線を、外径３０７ｍｍ、内径２５１
ｍｍの銅管の中に、銅比が１．２５となるように約８０
００本充填し、銅製の蓋をして密封し、ビレットを作製
した。次に、このビレットを熱間押出して減面加工し、
直径が８０ｍｍφの多芯超電導体を作製した。続いて、
これを線引き加工を繰り返し、直径が２．９ｍｍφにな
るまで伸線を行なった。
【０１６０】このようにして作製された実施例７および
比較例３の超電導多芯線の最終の銅比分布を測定した。
その結果を、図１１および図１２に示す。
比較例３の超電導多芯線の最終の銅比分布を測定した。
その結果を、図１１および図１２に示す。
【０１６１】図１１は、実施例７の超電導多芯線につい
て、長さ方向の銅比分布を示す図である。また、図１２
は、比較例３の超電導多芯線について、長さ方向の銅比
分布を示す図である。図１１および図１２において、横
軸は直径２．９ｍｍφへの熱間押出し後の先頭からの長
さ（ｍ）を示し、縦軸は銅比を示している。
て、長さ方向の銅比分布を示す図である。また、図１２
は、比較例３の超電導多芯線について、長さ方向の銅比
分布を示す図である。図１１および図１２において、横
軸は直径２．９ｍｍφへの熱間押出し後の先頭からの長
さ（ｍ）を示し、縦軸は銅比を示している。
【０１６２】さらに、これらの測定結果から、実施例７
および比較例３の超電導多芯線の銅比分布の最大値、最
小値および平均値等を求めた。その結果を表１に示す。
および比較例３の超電導多芯線の銅比分布の最大値、最
小値および平均値等を求めた。その結果を表１に示す。
【０１６３】
【表１】 図１１および図１２および表１から明らかなように、実
施例７の超電導多芯線は、比較例３の超電導多芯線と比
べて、非常に均一な銅比分布を有していることがわか
る。
施例７の超電導多芯線は、比較例３の超電導多芯線と比
べて、非常に均一な銅比分布を有していることがわか
る。
【０１６４】なお、このように電解研磨により銅比を調
整する際には、その効率を考慮して、線径が１〜４ｍｍ
程度の超電導線について、その線径が１〜２００μｍ程
度小さくなるような銅溶解量を設定することが望まし
い。
整する際には、その効率を考慮して、線径が１〜４ｍｍ
程度の超電導線について、その線径が１〜２００μｍ程
度小さくなるような銅溶解量を設定することが望まし
い。
【０１６５】（実施例８）電解研磨により銅比調整した
実施例７の超電導多芯線は、その線径が、２．７８ｍｍ
から２．９１ｍｍまでばらついていた。
実施例７の超電導多芯線は、その線径が、２．７８ｍｍ
から２．９１ｍｍまでばらついていた。
【０１６６】この線径にばらつきのある超電導多芯線２
５００ｍを、１８％の減面率を有するダイス系列を用い
て、再び伸線加工した。
５００ｍを、１８％の減面率を有するダイス系列を用い
て、再び伸線加工した。
【０１６７】図１０は、このような伸線加工後の超電導
線の長さ方向の断面図である。図１０を参照して、この
超電導多芯線は、芯線部５７と銅外皮５９とからなり、
銅比および線径は、長さ方向に均一となっている。
線の長さ方向の断面図である。図１０を参照して、この
超電導多芯線は、芯線部５７と銅外皮５９とからなり、
銅比および線径は、長さ方向に均一となっている。
【０１６８】（実施例９）上述のように線径にばらつき
のある、実施例７の超電導多芯線２５００ｍを、３０％
の減面率を有するダイス系列を用いて、再び伸線加工し
た。
のある、実施例７の超電導多芯線２５００ｍを、３０％
の減面率を有するダイス系列を用いて、再び伸線加工し
た。
【０１６９】このようにして作製された実施例８および
実施例９の超電導多芯線について、加工中の断線の発生
数を調べた。その結果を表２に示す。
実施例９の超電導多芯線について、加工中の断線の発生
数を調べた。その結果を表２に示す。
【０１７０】
【表２】 表２より明らかなように、実施例８の超電導線は、実施
例９の超電導線と比べて、断線数が少なく、伸線性が良
いことがわかる。
例９の超電導線と比べて、断線数が少なく、伸線性が良
いことがわかる。
【０１７１】これらのことから、電解研磨による銅比調
整後の超電導線を再び伸線して線径を均一とする際に
は、銅または銅合金の外皮が後部に流れたり断線が発生
したりするのを防ぐために、ダイスの減面率を１０〜２
５％とすることが望ましいと考えられる。
整後の超電導線を再び伸線して線径を均一とする際に
は、銅または銅合金の外皮が後部に流れたり断線が発生
したりするのを防ぐために、ダイスの減面率を１０〜２
５％とすることが望ましいと考えられる。
【０１７２】（実施例１０）実施例７の超電導多芯線を
電解研磨により銅比を調整する際、超電導多芯線の表面
電流密度を１００Ａ／ｄｍ2 として、表面の銅外皮を溶
解した。
電解研磨により銅比を調整する際、超電導多芯線の表面
電流密度を１００Ａ／ｄｍ2 として、表面の銅外皮を溶
解した。
【０１７３】（実施例１１）実施例７の超電導多芯線を
電解研磨により銅比を調整する際、超電導多芯線の表面
電流密度を３００Ａ／ｄｍ2 として、表面の銅外皮を溶
解した。
電解研磨により銅比を調整する際、超電導多芯線の表面
電流密度を３００Ａ／ｄｍ2 として、表面の銅外皮を溶
解した。
【０１７４】このようにして作製された実施例１０およ
び実施例１１の超電導多芯線を比較した。その結果、実
施例１０の超電導多芯線の銅溶解後の表面は、非常に滑
らかであった。これに対して、実施例１１の超電導多芯
線は、電解研磨の際の超電導線の表面電流密度が高すぎ
るため、湯じわや巣が大量に発生してしまった。
び実施例１１の超電導多芯線を比較した。その結果、実
施例１０の超電導多芯線の銅溶解後の表面は、非常に滑
らかであった。これに対して、実施例１１の超電導多芯
線は、電解研磨の際の超電導線の表面電流密度が高すぎ
るため、湯じわや巣が大量に発生してしまった。
【０１７５】これらのことから、銅比を調整するために
電解研磨を行なう際には、超電導線の表面電流密度を１
〜２００Ａ／ｄｍ2 にすることが望ましいと考えられ
る。
電解研磨を行なう際には、超電導線の表面電流密度を１
〜２００Ａ／ｄｍ2 にすることが望ましいと考えられ
る。
【０１７６】以上の述べたように、本発明に従って製造
された超電導線は、その長さ方向の銅比の均一性が確保
される。したがって、製造における歩留りが向上し、コ
ストの低下が期待できる。また、本発明によれば、銅比
の均一になった超電導線をさらに伸線加工することによ
り、線径も均一となり、性能の高い超電導線が得られ
る。
された超電導線は、その長さ方向の銅比の均一性が確保
される。したがって、製造における歩留りが向上し、コ
ストの低下が期待できる。また、本発明によれば、銅比
の均一になった超電導線をさらに伸線加工することによ
り、線径も均一となり、性能の高い超電導線が得られ
る。
【０１７７】なお、この電解研磨装置は、Ｃｕ被覆超電
導線のみならず、芯線部とこの芯線部を覆う金属被覆層
とを有する金属被覆電線の、芯線部と金属被覆層との断
面積比を長さ方向に均一にする場合にも、広く適用可能
である。
導線のみならず、芯線部とこの芯線部を覆う金属被覆層
とを有する金属被覆電線の、芯線部と金属被覆層との断
面積比を長さ方向に均一にする場合にも、広く適用可能
である。
【０１７８】この場合、適用可能な被覆層としては、亜
鉛、アルミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステ
ン、鉄、銅、ニッケル等の電気伝導度の良い材料が考え
られる。電解研磨のためにはある程度の表面電流密度が
必要であり、電気伝導度の悪いものは、その際の発熱が
伴う可能性があるからである。
鉛、アルミニウム、金、銀、クロム、錫、タングステ
ン、鉄、銅、ニッケル等の電気伝導度の良い材料が考え
られる。電解研磨のためにはある程度の表面電流密度が
必要であり、電気伝導度の悪いものは、その際の発熱が
伴う可能性があるからである。
【０１７９】また、電解液は、溶解する金属との相性に
よって異なるが、過塩素酸系、リン酸系、硫酸系、クロ
ム酸系、硝酸系、水酸化ナトリウム系、水酸化カリウム
系、シアン系等の酸が考えられる。たとえば、銅を溶解
する場合には、リン酸系、硫酸系の酸が好ましい。
よって異なるが、過塩素酸系、リン酸系、硫酸系、クロ
ム酸系、硝酸系、水酸化ナトリウム系、水酸化カリウム
系、シアン系等の酸が考えられる。たとえば、銅を溶解
する場合には、リン酸系、硫酸系の酸が好ましい。
【０１８０】さらに、電解研磨工程は、金属被覆電線の
製造工程中、いずれの段階で行なわれてもよい。ただ
し、線径を揃えるためには、研磨後に再度伸線すること
が必要である。
製造工程中、いずれの段階で行なわれてもよい。ただ
し、線径を揃えるためには、研磨後に再度伸線すること
が必要である。
【図１】本発明による金属被覆電線の全長断面積比測定
装置の一例を示す概略図である。
装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明により測定したＣｕ被覆超電導線の全長
銅比の測定結果を示す図である。
銅比の測定結果を示す図である。
【図３】本発明による金属被覆電線の電解研磨装置の一
例を示す概略図である。
例を示す概略図である。
【図４】電解研磨において電流と溶解量との関係を示す
図である。
図である。
【図５】電解研磨において、線速と溶解量との関係を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明による金属被覆電線の断面積比測定と電
解研磨とを組合わせた装置の一例を示す概略図である。
解研磨とを組合わせた装置の一例を示す概略図である。
【図７】電線を巻回させる状態を示す図である。
【図８】銅比のばらついている電線を、電解研磨により
均一な銅比となるように調整する製造工程図である。
均一な銅比となるように調整する製造工程図である。
【図９】銅比のばらついている電線を、電解研磨により
均一な銅比となるように調整する製造工程図である。
均一な銅比となるように調整する製造工程図である。
【図１０】銅比のばらついている電線を、電解研磨によ
り均一な銅比となるように調整する製造工程図である。
り均一な銅比となるように調整する製造工程図である。
【図１１】本発明により長さ方向の銅比を均一化した超
電導多芯線の長さ方向の銅比分布の一例を示す図であ
る。
電導多芯線の長さ方向の銅比分布の一例を示す図であ
る。
【図１２】従来の超電導多芯線について、長さ方向の銅
比分布の一例を示す図である。
比分布の一例を示す図である。
【図１３】従来のＮｂＴｉ超電導単芯線の製造工程を示
す流れ図である。
す流れ図である。
【図１４】従来のＮｂＴｉ超電導単芯線の製造工程の各
段階を示す図である。
段階を示す図である。
【図１５】従来のＮｂＴｉ超電導単芯線の製造工程の各
段階を示す図である。
段階を示す図である。
【図１６】従来のＮｂＴｉ超電導単芯線の製造工程の各
段階を示す図である。
段階を示す図である。
【図１７】従来のＮｂＴｉ超電導多芯線の製造工程を示
す流れ図である。
す流れ図である。
【図１８】従来のＮｂＴｉ超電導多芯線の製造工程の１
段階を示す図である。
段階を示す図である。
【図１９】押出時の超電導線の状態を示す断面図であ
る。
る。
【図２０】押出時の超電導線の状態を示す断面図であ
る。
る。
【図２１】押出時の超電導線の状態を示す断面図であ
る。
る。
【図２２】従来の押出後の超電導線の状態を示す長さ方
向の断面図である。
向の断面図である。
１ ＮｂＴｉ合金ロッド ３ 銅管 ７ ビレット ９ 押出機 １１ 押出体 １３ 線引き機 １５ 単芯線 １７ 芯線部 １９ 銅被覆部 ２７ Ｃｕ複合超電導線 ２９ａ，２９ｂ 第１電極 ３１ 定電流電源 ３３ａ，３３ｂ 第２電極 ３５ 電圧計 ３７ コンピュータ ３９ サプライ手段 ４１ 巻取り手段 ４３ 電解液 ４５ 電解槽 ４９ 給電部 ５１ 金属部材 ５３ コンピュータ ５５ シーブローラ ５７ 芯線部 ５９ 銅被覆層 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (33)
- 【請求項１】 第１の材料を含む芯線部と、この芯線部
を覆う第２の材料からなる金属被覆層とを有する金属被
覆電線の、第１の材料からなる部分と第２の材料からな
る部分との断面積比を非破壊で測定する方法であって、 前記第１の材料および前記第２の材料の電気抵抗値を、
それぞれ予め記憶するステップと、 所定長さ領域にわたる前記金属被覆電線の電気抵抗値を
測定するステップと、 予め記憶した第１の材料および第２の材料の電気抵抗値
と、実際に測定した金属被覆電線の電気抵抗値とに基づ
いて、前記所定長さ領域における第１の材料からなる部
分と第２の材料からなる部分との断面積比を算出するス
テップと、 前記金属被覆電線をその長さ方向に連続的に移動させる
ことによって、前記金属被覆電線の長さ方向における前
記断面積比の分布を測定するステップとを備える、金属
被覆電線の断面積比の測定方法。 - 【請求項２】 前記金属被覆電線の電気抵抗値を測定す
るステップは、１対の第１電極を介して前記所定長さ領
域の金属被覆電線に電流を流すことと、 前記１対の第１電極の内側に置かれた１対の第２電極を
介して、前記所定長さ領域の金属被覆電線に発生する電
圧を測定することと、 付与した電流値と測定した電圧値とに基づいて、前記所
定長さ領域における金属被覆電線の電気抵抗値を算出す
ることを含む、請求項１記載の金属被覆電線の断面積比
の測定方法。 - 【請求項３】 前記第１の材料は、超電導材料であり、
前記第２の材料は銅または銅合金である、請求項１記載
の金属被覆電線の断面積比の測定方法。 - 【請求項４】 第１の材料を含む芯線部と、芯線部を覆
う第２の材料からなる金属被覆層とを有する金属被覆電
線の、前記被覆層の表層部を、電解研磨により溶解し、
前記第１の材料からなる部分と前記第２の材料からなる
部分との断面積比を調整する、金属被覆電線の断面積比
の調整方法。 - 【請求項５】 前記電解研磨は、 電解槽中の前記電線を陽極にし、前記電解槽中に置かれ
た金属を陰極として、電解液を電気分解することによっ
て、陽極となる前記電線の表層部を溶解させる、請求項
４記載の金属被覆電線の断面積比の調整方法。 - 【請求項６】 前記電解研磨は、 電解槽を連続的に通過させるように前記電線を長さ方向
に連続的に移動させることと、 前記電解槽中の前記電線を陽極にし、前記電解槽中に置
かれた金属を陰極として、電解液を電気分解することに
よって、陽極となる前記電線の表層部を溶解させること
とを含む、請求項４記載の金属被覆電線の断面積比の調
整方法。 - 【請求項７】 前記第１の材料は超電導材料であり、前
記第２の材料は銅または銅合金である、請求項４記載の
金属被覆電線の断面積比の調整方法。 - 【請求項８】 第１の材料を含む芯線部と、芯線部を覆
う第２の材料からなる金属被覆層とを有する金属被覆電
線の、前記被覆層の表層部を、電解研磨により溶解し、
前記第１の材料からなる部分と前記第２の材料からなる
部分との断面積比を長さ方向に均一にする、金属被覆電
線の断面積比の均一化方法。 - 【請求項９】 前記電解研磨は、 電解槽中の前記電線を陽極にし、前記電解槽中に置かれ
た金属を陰極として、電解液を電気分解することによっ
て、陽極となる前記電線の表層部を溶解させる、請求項
８記載の金属被覆電線の断面積比の均一化方法。 - 【請求項１０】 前記電解研磨は、 電解槽を連続的に通過させるように前記電線を長さ方向
に連続的に移動させることと、 前記電解槽中の前記電線を陽極にし、前記電解槽中に置
かれた金属を陰極として、電解液を電気分解することに
よって、陽極となる前記電線の表層部を溶解させること
とを含む、請求項８記載の金属被覆電線の断面積比の均
一化方法。 - 【請求項１１】 前記電解液にかける電流の大きさを変
化させることによって、前記電線の表層部の溶解量を制
御する、請求項１０記載の金属被覆電線の断面積比の均
一化方法。 - 【請求項１２】 前記電線の移動速度を変化させること
によって、前記電線の表層部の溶解量を制御する、請求
項１０記載の金属被覆電線の断面積比の均一化方法。 - 【請求項１３】 前記第１の材料は超電導材料であり、
前記第２の材料は銅または銅合金である、請求項８記載
の金属被覆電線の断面積比の均一化方法。 - 【請求項１４】 表面が金属からなる電線の表層部を電
解研磨によって除去することにより、前記電線の表面を
清浄にする、電線の清浄方法。 - 【請求項１５】 前記電解研磨は、 電解槽中の前記電線を陽極にし、前記電解槽中に置かれ
た金属を陰極として、電解液を電気分解することによっ
て、陽極となる前記電線の表層部を溶解させる、請求項
１４記載の電線の清浄方法。 - 【請求項１６】 前記電解研磨は、 電解槽を連続的に通過させるように前記電線を長さ方向
に連続的に移動させることと、 前記電解槽中の前記電線を陽極にし、前記電解槽中に置
かれた金属を陰極として、電解液を電気分解することに
よって、陽極となる前記電線の表層部を溶解させること
とを含む、請求項１４記載の電線の清浄方法。 - 【請求項１７】 前記電線は、超電導材料を含む芯線部
と、その芯線部を覆う銅または銅合金からなる被覆層と
を含む、請求項１４記載の電線の清浄方法。 - 【請求項１８】 第２の材料からなる金属管内に第１の
材料を含む芯線となるべき材料を充填し、ビレットを作
製するステップと、 前記作製されたビレットを押出するステップと、 前記押出された押出体を伸線して金属被覆電線を作製す
るステップと、 前記電線の表層部を電解研磨によって除去するステップ
とを備える、金属被覆電線の製造方法。 - 【請求項１９】 前記電解研磨は、 電解槽中の前記電線を陽極にし、前記電解槽中に置かれ
た金属を陰極として、電解液を電気分解することによっ
て、陽極となる前記電線の表層部を溶解させる、請求項
１８記載の金属被覆電線の製造方法。 - 【請求項２０】 前記電解研磨は、 電解槽を連続的に通過させるように前記電線を長さ方向
に連続的に移動させることと、 前記電解槽中の前記電線を陽極にし、前記電解槽中に置
かれた金属を陰極として、電解液を電気分解することに
よって、陽極となる前記電線の表層部を溶解させること
とを含む、請求項１８記載の金属被覆電線の製造方法。 - 【請求項２１】 前記電解研磨に先立って、前記電線の
長さ方向における第１の材料からなる部分と第２の材料
からなる部分との断面積比の分布状態を測定するステッ
プをさらに備える、請求項２０記載の金属被覆電線の製
造方法。 - 【請求項２２】 前記電線の表層部を電解研磨によって
除去するステップは、 前記測定した断面積比の分布状態に応じて表層部の除去
量を調節して、前記断面積比を長さ方向にわたって均一
にする、請求項２１記載の金属被覆電線の製造方法。 - 【請求項２３】 前記表層部の除去量の調節は、前記電
解液にかける電流の大きさを変化させることによって行
なわれる、請求項２２記載の金属被覆電線の製造方法。 - 【請求項２４】 前記表層部の除去量の調節は、前記電
線の移動速度を変化させことによって行なわれる、請求
項２２記載の金属被覆電線の製造方法。 - 【請求項２５】 前記電解研磨後の電線をさらに伸線し
て、前記電線の線径を長さ方向に均一にするステップを
さらに備える、請求項２２記載の金属被覆電線の製造方
法。 - 【請求項２６】 前記電線は、超電導材料を含む芯線部
と、その芯線部を覆う銅または銅合金からなる被覆層と
を含む、請求項１８記載の金属被覆電線の製造方法。 - 【請求項２７】 前記電解研磨の際、前記電線の表面電
流密度を１〜２００Ａ／ｄｍ2 とする、請求項１９記載
の金属被覆電線の製造方法。 - 【請求項２８】 第１の材料を含む芯線部と、この芯線
部を覆う第２の材料からなる金属被覆層とを有する金属
被覆電線の、第１の材料からなる部分と第２の材料から
なる部分との断面積比を非破壊で測定する装置であっ
て、 前記第１の材料および前記第２の材料の電気抵抗値を、
それぞれ予め記憶する手段と、 所定長さ領域の前記金属被覆電線に電流を流すための１
対の第１電極と、 前記１対の第１電極の内側に置かれ、前記所定長さ領域
の金属被覆電線に発生する電圧を測定するための１対の
第２電極と、 付与した電流値と測定した電圧値とに基づいて、 前記所定長さ領域における金属被覆電線の電気抵抗値を
算出する手段と、 予め記憶した第１の材料および第２の材料の電気抵抗値
と、実際に測定して算出した金属被覆電線の電気抵抗値
とに基づいて、前記所定長さ領域における第１の材料か
らなる部分と第２の材料からなる部分との断面積比を算
出する手段とを備える、金属被覆電線の断面積比の測定
装置。 - 【請求項２９】 前記金属被覆電線をその長さ方向に連
続的に移動させる手段をさらに備え、前記金属被覆電線
の長さ方向における前記断面積比の分布を測定する、請
求項２８記載の金属被覆電線の断面積比の測定装置。 - 【請求項３０】 電解液を含む電解槽と、 前記電解槽中を連続的に通過させるように表面が金属か
らなる電線を長さ方向に連続的に移動させる手段と、 前記電線を陽極化する手段と、 前記電解槽中に配置された陰極となる金属部材と、 電解研磨によって前記電線の表層部を溶解させるため
に、前記電線と前記金属部材との間に電位差を生じさせ
る手段とを備える、電線の電解研磨装置。 - 【請求項３１】 前記電線を移動させる手段は、その速
度を変更することができる手段を含む、請求項３０記載
の電線の電解研磨装置。 - 【請求項３２】 前記電解液における電流量を変更する
ことができる手段を含む、請求項３０記載の電線の電解
研磨装置。 - 【請求項３３】 第１の材料を含む芯線部と、この芯線
部を覆う第２の材料からなる金属被覆層とを有する金属
被覆電線の、第１の材料からなる部分と第２の材料から
なる部分との断面積比を長さ方向に均一にする装置であ
って、 前記第１の材料および前記第２の材料の電気抵抗値を、
それぞれ予め記憶する手段と、 所定長さ領域の前記金属被覆電線に電流を流すための１
対の第２電極と、 前記１対の第１電極の内側に置かれ、前記所定長さ領域
の金属被覆電線に発生する電圧を測定するための１対の
第２電極と、 付与した電流値と測定した電圧値とに基づいて、前記所
定長さ領域における金属被覆電線の電気抵抗値を算出す
る手段と、 予め記憶した第１の材料および第２の材料の電気抵抗値
と、実際に測定して算出した金属被覆電線の電気抵抗値
とに基づいて前記所定長さ領域における第１の材料から
なる部分と第２の材料からなる部分との断面積比を算出
する手段と、 電解液を含む電解槽と、 前記電線を陽極化する手段と、 前記電解槽中に配置された陰極となる金属部材と、 電解研磨によって前記電線の表層部を溶解させるため
に、前記電線と前記金属部材との間に電位差を生じさせ
る手段と、 前記断面積比の測定に続けて電解槽中を連続的に通過さ
せるように電線を長さ方向に連続的に移動させる手段
と、 前記断面積比の測定結果に応じて、前記電線の表層部を
溶解する量を制御する手段とを備える、金属被覆電線の
電解研磨装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00414794A JP3922728B2 (ja) | 1993-02-01 | 1994-01-19 | 金属被覆超電導線の製造方法および電解研磨装置 |
| US08/189,404 US5507924A (en) | 1993-02-01 | 1994-01-31 | Method and apparatus for adjusting sectional area ratio of metal-covered electric wire |
| FI940458A FI940458A (fi) | 1993-02-01 | 1994-01-31 | Menetelmä ja laite metallilla päällystetyn sähköjohtimen poikkipinnan suhteen säätämiseksi |
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