JPH07130531A - 超電導コイルの製造方法 - Google Patents
超電導コイルの製造方法Info
- Publication number
- JPH07130531A JPH07130531A JP27142093A JP27142093A JPH07130531A JP H07130531 A JPH07130531 A JP H07130531A JP 27142093 A JP27142093 A JP 27142093A JP 27142093 A JP27142093 A JP 27142093A JP H07130531 A JPH07130531 A JP H07130531A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- ring
- insulating material
- expansion coefficient
- superconducting coil
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- Pending
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- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 絶縁材を施してコイルを加熱硬化して超電導
コイルを製作する場合、接着強度の高い絶縁材を有する
超電導コイルの製造方法を提供する。 【構成】 プリプレグ絶縁材を使用した超電導コイルの
巻線、加熱モールドを行う場合、パンケーキコイルの外
径または内径側に各々コイルと線膨張率の違うリングを
設け、加熱、昇温によりコイルターン間の絶縁材に圧縮
力が作用するようにする。
コイルを製作する場合、接着強度の高い絶縁材を有する
超電導コイルの製造方法を提供する。 【構成】 プリプレグ絶縁材を使用した超電導コイルの
巻線、加熱モールドを行う場合、パンケーキコイルの外
径または内径側に各々コイルと線膨張率の違うリングを
設け、加熱、昇温によりコイルターン間の絶縁材に圧縮
力が作用するようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は核融合装置、電力貯蔵用
等の超電導マグネットに用いるコイルの製造方法に関す
る。
等の超電導マグネットに用いるコイルの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図６ないし図10を参照して従来の超電導
マグネットの製造方法について説明する。図６は円形コ
イル断面を示したもので、超電導導体（１）を巻回して
断面を構成し外表面に対地絶縁（２）が設けてある。こ
のようなコイルの構成として導体（１）を渦巻状に巻回
したものをパンケーキコイルと呼び、また２層に重ねた
ものをダブルパンケーキコイル（３）と呼び、図７にそ
の断面を示す。図８は導体（１）の断面を示したもので
コンジット（４）の内部に超電導線（５）を多数本設置
したもので空隙にヘリウム（Ｈｅ）を流して冷却する構
造である。コンジット（４）の外周には絶縁（６）が施
され、導体間の絶縁を確保するとともに導体に働く半径
方向の電磁力を各導体間に確実に伝達し、最終的にコイ
ル外周側に設けた支持部材（図示せず）で支持する構造
である。このようなコイルに使用するダブルパンケーキ
コイル（３）の製造方法は図９および図10に示すように
巻芯ベース（７）に導体（１）を所定ターン数、巻回
し、コイル外周に支持バンド（８）を巻回し、巻回した
導体（１）がほぐれないように固定する。支持バンド
（８）は金属製あるいはガラステープ等の材料が使用さ
れる。また、図10に示すようにワイヤ状の支持バンド
（８）とすることもある。導体（１）の絶縁（６）は基
材にエポキシ樹脂等を浸みこませた半接着性のプリプレ
グ絶縁材を使用するので、絶縁材を加熱硬化させる必要
がある。加熱硬化は上カバ（10）をかぶせボルト（９）
を締め込んだ状態で加熱昇温して樹脂の硬化を行う。
マグネットの製造方法について説明する。図６は円形コ
イル断面を示したもので、超電導導体（１）を巻回して
断面を構成し外表面に対地絶縁（２）が設けてある。こ
のようなコイルの構成として導体（１）を渦巻状に巻回
したものをパンケーキコイルと呼び、また２層に重ねた
ものをダブルパンケーキコイル（３）と呼び、図７にそ
の断面を示す。図８は導体（１）の断面を示したもので
コンジット（４）の内部に超電導線（５）を多数本設置
したもので空隙にヘリウム（Ｈｅ）を流して冷却する構
造である。コンジット（４）の外周には絶縁（６）が施
され、導体間の絶縁を確保するとともに導体に働く半径
方向の電磁力を各導体間に確実に伝達し、最終的にコイ
ル外周側に設けた支持部材（図示せず）で支持する構造
である。このようなコイルに使用するダブルパンケーキ
コイル（３）の製造方法は図９および図10に示すように
巻芯ベース（７）に導体（１）を所定ターン数、巻回
し、コイル外周に支持バンド（８）を巻回し、巻回した
導体（１）がほぐれないように固定する。支持バンド
（８）は金属製あるいはガラステープ等の材料が使用さ
れる。また、図10に示すようにワイヤ状の支持バンド
（８）とすることもある。導体（１）の絶縁（６）は基
材にエポキシ樹脂等を浸みこませた半接着性のプリプレ
グ絶縁材を使用するので、絶縁材を加熱硬化させる必要
がある。加熱硬化は上カバ（10）をかぶせボルト（９）
を締め込んだ状態で加熱昇温して樹脂の硬化を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような構成のコイ
ルについて従来の製作方法においては絶縁材の加熱硬化
を行う場合、コイルは温度上昇により熱膨張するが、コ
イル外周をおさえているのは支持バンド（８）のみであ
るのでほとんどフリーに膨張する。このため導体（１）
間の絶縁材（６）は圧縮されず、硬化した後の接着強度
は所定の値を得ることができない。一般にプリプレグ状
の絶縁材は圧縮荷重を加えた状態で加熱硬化させること
により接着強度が得られる。従って、本発明の目的とす
るところは、コイルを加熱硬化する場合、接着強度の高
い絶縁材を有する超電導コイルを提供することにある。
ルについて従来の製作方法においては絶縁材の加熱硬化
を行う場合、コイルは温度上昇により熱膨張するが、コ
イル外周をおさえているのは支持バンド（８）のみであ
るのでほとんどフリーに膨張する。このため導体（１）
間の絶縁材（６）は圧縮されず、硬化した後の接着強度
は所定の値を得ることができない。一般にプリプレグ状
の絶縁材は圧縮荷重を加えた状態で加熱硬化させること
により接着強度が得られる。従って、本発明の目的とす
るところは、コイルを加熱硬化する場合、接着強度の高
い絶縁材を有する超電導コイルを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の手段として、本発明においては巻回された導体
の外周に導体より線膨張率の小さいリングを設け、加熱
時のコイルの熱膨張を抑制する。また、第２の手段とし
て、前記導体の内周に導体より線膨張の大きいリングを
設けるようにしても良い。
の第１の手段として、本発明においては巻回された導体
の外周に導体より線膨張率の小さいリングを設け、加熱
時のコイルの熱膨張を抑制する。また、第２の手段とし
て、前記導体の内周に導体より線膨張の大きいリングを
設けるようにしても良い。
【０００５】
【作用】ここでは第１の手段の作用について説明し、第
２の手段の作用については同様の作用効果が期待できる
為、説明を省略する。コイルの加熱硬化を行うとき、巻
回された導体は熱膨張し半径方向に膨らむが、コイルの
外周側にコイルの線膨張率より小さい線膨張率のリング
があるので両者の線膨張率の差に相当する分、コイルの
熱膨張は抑えられる。このため各導体間の絶縁材には圧
縮荷重が加った状態で加熱硬化することになり接着強度
および剛性の高い絶縁構造をもった超電導コイルを製作
することができる。
２の手段の作用については同様の作用効果が期待できる
為、説明を省略する。コイルの加熱硬化を行うとき、巻
回された導体は熱膨張し半径方向に膨らむが、コイルの
外周側にコイルの線膨張率より小さい線膨張率のリング
があるので両者の線膨張率の差に相当する分、コイルの
熱膨張は抑えられる。このため各導体間の絶縁材には圧
縮荷重が加った状態で加熱硬化することになり接着強度
および剛性の高い絶縁構造をもった超電導コイルを製作
することができる。
【０００６】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例に
ついて説明する。図１はコイルを加熱硬化する時のコイ
ル及び加熱治具等の断面を示す。
ついて説明する。図１はコイルを加熱硬化する時のコイ
ル及び加熱治具等の断面を示す。
【０００７】巻回されたコイル（３）の外周側にリング
（11）を設け、リング（11）に設けたネジ穴を利用して
押しボルト（12）でスペーサ（13）を介してコイルを締
め込み、固定する。ボルト（12）は周方向に必要数配置
する。
（11）を設け、リング（11）に設けたネジ穴を利用して
押しボルト（12）でスペーサ（13）を介してコイルを締
め込み、固定する。ボルト（12）は周方向に必要数配置
する。
【０００８】次に作用を説明する。コイルの絶縁材を加
熱硬化を行うため、全体を加熱乾燥炉内に入れ加熱を行
うとコイル（３）および他の治具類は熱膨張により半径
方向に膨張する。このとき、コイル（３）の線膨張率に
比べリング（11）の線膨張率の方が小さいので、コイル
は両者の線膨張率の差に相当する分について熱膨張が抑
えられる。この結果導体（１）間の絶縁材（６）には圧
縮力（面圧）が働いた状態において、絶縁材中の樹脂の
硬化が行なわれ、接着強度及び剛性の高いコイルを製作
することができる。
熱硬化を行うため、全体を加熱乾燥炉内に入れ加熱を行
うとコイル（３）および他の治具類は熱膨張により半径
方向に膨張する。このとき、コイル（３）の線膨張率に
比べリング（11）の線膨張率の方が小さいので、コイル
は両者の線膨張率の差に相当する分について熱膨張が抑
えられる。この結果導体（１）間の絶縁材（６）には圧
縮力（面圧）が働いた状態において、絶縁材中の樹脂の
硬化が行なわれ、接着強度及び剛性の高いコイルを製作
することができる。
【０００９】（実施例２）図２はコイルの内径側にコイ
ルに比べ線膨張率の大きい内リング（14）を設けた例で
ある。
ルに比べ線膨張率の大きい内リング（14）を設けた例で
ある。
【００１０】図４は外リングを設置したときの各ターン
間に働く絶縁材に働く面圧の分布を示したもので、外径
側で高く、内径側で低い面圧となるが、図５に示すよう
に内リング（14）の方がコイル（３）に比べ線膨張率が
大きいので、両者の線膨張率の差に相当する分、内リン
グ（14）によりコイル（３）を半径方向に押圧すること
になり、導体間に圧縮力（面圧）が働き、外リング（1
1）による効果と相まって、各ターン間にほぼ一様の面
圧をかけることができる。
間に働く絶縁材に働く面圧の分布を示したもので、外径
側で高く、内径側で低い面圧となるが、図５に示すよう
に内リング（14）の方がコイル（３）に比べ線膨張率が
大きいので、両者の線膨張率の差に相当する分、内リン
グ（14）によりコイル（３）を半径方向に押圧すること
になり、導体間に圧縮力（面圧）が働き、外リング（1
1）による効果と相まって、各ターン間にほぼ一様の面
圧をかけることができる。
【００１１】（実施例３）図３はボルト（12）でコイル
（３）を押圧する場合、ダブルパンケーキの上および下
コイル単独に押圧できるように各パンケーキに対応した
スペーサ（13）およびボルト（12）とした構成である。
（３）を押圧する場合、ダブルパンケーキの上および下
コイル単独に押圧できるように各パンケーキに対応した
スペーサ（13）およびボルト（12）とした構成である。
【００１２】ダブルパンケーキコイルの場合、コイルの
導体端末処理は各々異なる場合が多いので、コイル外径
は必ずしも同一でない。従って、上、下別々のスペー
サ、ボルトにすることにより確実に支持することができ
る。
導体端末処理は各々異なる場合が多いので、コイル外径
は必ずしも同一でない。従って、上、下別々のスペー
サ、ボルトにすることにより確実に支持することができ
る。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、本発明の巻線装置によれ
ば、導体に施したプリプレグ絶縁材に面圧をかけながら
加熱硬化することにより接着強度および剛性の高い超電
導コイルを製作することができる。
ば、導体に施したプリプレグ絶縁材に面圧をかけながら
加熱硬化することにより接着強度および剛性の高い超電
導コイルを製作することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示すコイル巻線装置の
断面図。
断面図。
【図２】第２の実施例を示すコイル巻線装置の断面図。
【図３】第３の実施例を示すコイル巻線装置の部分断面
図。
図。
【図４】本実施例の導体巻回数と面圧の関係を示すグラ
フ。
フ。
【図５】本実施例の導体巻回数と面圧の関係を示すグラ
フ。
フ。
【図６】一般の超電導コイルを示す断面図。
【図７】ダブルパンケーキコイルを示す断面図。
【図８】強制冷却型超電導導体の断面図。
【図９】従来の巻線装置を示す断面図。
【図１０】図９のＸ部詳細図。
１…超電導導体、２…対地絶縁、３…コイル、４…コン
ジット、５…超電導線、６…導体絶縁、７…巻芯、８…
支持バンド、９…ボルト、10…上カバ、11…外リング、
12…押しボルト、13…スペーサ、14…内リング。
ジット、５…超電導線、６…導体絶縁、７…巻芯、８…
支持バンド、９…ボルト、10…上カバ、11…外リング、
12…押しボルト、13…スペーサ、14…内リング。
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス繊維からなる絶縁材に熱硬化性樹
脂を予め含浸させたプリプレグ絶縁材を巻回した導体を
パンケーキ状に成形，巻回し、加熱硬化を行う超電導コ
イルの製造方法において、パンケーキコイルの外周側に
予めコイルよりも線膨張率の小さな材料からなる外リン
グを設け、加熱硬化を行うことを特徴とする超電導コイ
ルの製造方法。 - 【請求項２】 ガラス繊維からなる絶縁材に熱硬化性樹
脂を予め含浸させたプリプレグ絶縁材を巻回した導体を
パンケーキ状に成形，巻回し、加熱硬化を行う超電導コ
イルの製造方法において、パンケーキコイルの内周側に
予めコイルより線膨張率の大きな材料からなる内リング
を設け、加熱硬化を行うことを特徴とする超電導コイル
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27142093A JPH07130531A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 超電導コイルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27142093A JPH07130531A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 超電導コイルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07130531A true JPH07130531A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17499789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27142093A Pending JPH07130531A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 超電導コイルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07130531A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010123668A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Toshiba Corp | 超電導コイルの製造方法、超電導コイル及び超電導コイルの製造装置 |
| JP2013219196A (ja) * | 2012-04-09 | 2013-10-24 | Chubu Electric Power Co Inc | 超電導コイル装置及びその製造方法 |
| JP2019212864A (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 住友電気工業株式会社 | 超電導コイル集合体および超電導機器 |
| JP2020202316A (ja) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 株式会社日立製作所 | ワインド＆リアクト型超電導コイル、ワインド＆リアクト型超電導コイルの製造方法、超電導電磁石装置 |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP27142093A patent/JPH07130531A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010123668A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Toshiba Corp | 超電導コイルの製造方法、超電導コイル及び超電導コイルの製造装置 |
| JP2013219196A (ja) * | 2012-04-09 | 2013-10-24 | Chubu Electric Power Co Inc | 超電導コイル装置及びその製造方法 |
| JP2019212864A (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 住友電気工業株式会社 | 超電導コイル集合体および超電導機器 |
| JP2020202316A (ja) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 株式会社日立製作所 | ワインド＆リアクト型超電導コイル、ワインド＆リアクト型超電導コイルの製造方法、超電導電磁石装置 |
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