JPH0758646B2 - 超電導磁石装置の製造方法 - Google Patents
超電導磁石装置の製造方法Info
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- JPH0758646B2 JPH0758646B2 JP59105993A JP10599384A JPH0758646B2 JP H0758646 B2 JPH0758646 B2 JP H0758646B2 JP 59105993 A JP59105993 A JP 59105993A JP 10599384 A JP10599384 A JP 10599384A JP H0758646 B2 JPH0758646 B2 JP H0758646B2
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- forming
- superconducting
- magnet device
- manufacturing
- superconducting magnet
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
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- Power Engineering (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、高磁界においても常に安定に動作し得る信
頼性に優れた超電導磁石装置の製造方法に関する。
頼性に優れた超電導磁石装置の製造方法に関する。
従来より、たとえば該融合装置、磁気浮上列車、加速器
など高い磁界を必要とする用途に、超電導現象を利用し
た超電導磁石装置が用いられている。このような超電導
磁石装置は、第１図に示すように、両端にツバ1a,1bを
設けた中空円筒状の巻枠２の周面に、超電導導線３を、
巻回して構成されており、この構成は、通常の電磁石と
異なることはない。
など高い磁界を必要とする用途に、超電導現象を利用し
た超電導磁石装置が用いられている。このような超電導
磁石装置は、第１図に示すように、両端にツバ1a,1bを
設けた中空円筒状の巻枠２の周面に、超電導導線３を、
巻回して構成されており、この構成は、通常の電磁石と
異なることはない。
しかしながら、このように巻枠２に超電導導線３を巻回
してなる従来の超電導磁石装置にあっては、磁石の電磁
力で、超電導導線３自体が動くことがあった。通常1.8
〜5Kの温度領域で用いられる一般的な超電導磁石の場合
には、超電導導線３になんらかの外部エネルギが与えら
れると、常電導転移し易い。このため、上記のように超
電導導線３が動くと超電導状態が破壊されて常電導状態
に転移してしまうという問題を引起こす。
してなる従来の超電導磁石装置にあっては、磁石の電磁
力で、超電導導線３自体が動くことがあった。通常1.8
〜5Kの温度領域で用いられる一般的な超電導磁石の場合
には、超電導導線３になんらかの外部エネルギが与えら
れると、常電導転移し易い。このため、上記のように超
電導導線３が動くと超電導状態が破壊されて常電導状態
に転移してしまうという問題を引起こす。
そこで、従来は、たとえば超電導導線３相互の隙間にエ
ポキシ樹脂やワックスなどを含浸させたり、また超電導
導線を高い張力で巻回したりして、超電導導線３の移動
を極力防止する工夫がなされていた。
ポキシ樹脂やワックスなどを含浸させたり、また超電導
導線を高い張力で巻回したりして、超電導導線３の移動
を極力防止する工夫がなされていた。
しかしながら、近年、より高い磁界を発生し得る超電導
磁石の開発が進むにつれて、従来のこの様な巻線方法で
は、もはや超電導導線の動きを完全に拘束することが困
難になりつつあり、その具体的な解決方法が望まれてい
た。
磁石の開発が進むにつれて、従来のこの様な巻線方法で
は、もはや超電導導線の動きを完全に拘束することが困
難になりつつあり、その具体的な解決方法が望まれてい
た。
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、高い磁界を発生する場合でも
超電導導体の動きを生じることがなく、もって超電導状
態を安定に維持させることができる信頼性の高い超電導
磁石装置を得るための超電導磁石装置の製造方法を提供
することにある。
その目的とするところは、高い磁界を発生する場合でも
超電導導体の動きを生じることがなく、もって超電導状
態を安定に維持させることができる信頼性の高い超電導
磁石装置を得るための超電導磁石装置の製造方法を提供
することにある。
［発明の概要］ 上記目的を達成するために第１の本発明によれば、少な
くとも表面が電気的絶縁材から成る基体の表面に薄膜形
成法によって一端側から他端側まで螺旋状に連続した超
電導導体層を該基体に一体的に密着形成する超電導導体
層形成工程を備えたことを特徴としている。
くとも表面が電気的絶縁材から成る基体の表面に薄膜形
成法によって一端側から他端側まで螺旋状に連続した超
電導導体層を該基体に一体的に密着形成する超電導導体
層形成工程を備えたことを特徴としている。
また、第２の本発明によれば、多重配置可能なようにそ
れぞれ径が異なり、少なくとも表面が電気的絶縁材から
成る複数の中空筒状基体のそれぞれの表面に薄膜形成法
によって一端側から他端側まで螺旋状に連続した超電導
導体層を該基体に一体的にそれぞれ密着形成する超電導
導体層形成工程と、複数の前記基体の少なくとも一つを
他の前記基体の内部に非接触に挿入配置する挿入工程
と、それぞれの前記超電導導体層を直列的あるいは並列
的に短絡させる短絡部を形成する短絡部形成工程とを備
えたことを特徴としている。
れぞれ径が異なり、少なくとも表面が電気的絶縁材から
成る複数の中空筒状基体のそれぞれの表面に薄膜形成法
によって一端側から他端側まで螺旋状に連続した超電導
導体層を該基体に一体的にそれぞれ密着形成する超電導
導体層形成工程と、複数の前記基体の少なくとも一つを
他の前記基体の内部に非接触に挿入配置する挿入工程
と、それぞれの前記超電導導体層を直列的あるいは並列
的に短絡させる短絡部を形成する短絡部形成工程とを備
えたことを特徴としている。
［発明の効果］ 本発明によれば、超電導導体が基体の表面に薄膜形成法
により層状に一体的に密着形成されているので、超電導
導体の動きは、基体表面への超電導導体層の密着度と、
基体の機械的強度とによって決定される。したがって、
従来の巻線形の磁石に較べ、導体の拘束力を大幅に増す
ことができる。このため、より高い磁界を発生させた場
合でも、導体の振動等を生起することがなく、これによ
る常電導転移を引起こすようなことがない。この結果、
超電導状態を安定に維持させることができ、信頼性の高
い超電導磁石装置を提供することができる。
により層状に一体的に密着形成されているので、超電導
導体の動きは、基体表面への超電導導体層の密着度と、
基体の機械的強度とによって決定される。したがって、
従来の巻線形の磁石に較べ、導体の拘束力を大幅に増す
ことができる。このため、より高い磁界を発生させた場
合でも、導体の振動等を生起することがなく、これによ
る常電導転移を引起こすようなことがない。この結果、
超電導状態を安定に維持させることができ、信頼性の高
い超電導磁石装置を提供することができる。
なお、一端側から他端側まで螺旋状に連続した超電導導
体層を形成しているので、この超電導体層に均一な電流
を流すことが可能で、均一な磁場を発生させることがで
きる。
体層を形成しているので、この超電導体層に均一な電流
を流すことが可能で、均一な磁場を発生させることがで
きる。
以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明す
る。
る。
第２図は、本発明の第１の実施例に係る超電導磁石装置
の単位磁石を示した図である。この単位磁石11は、中空
円筒状基体12の外周面に、上記基体12の軸方向に進行す
るような螺旋状の超電導導体層13を一体的に密着形成し
たものである。中空円筒状基体12は、たとえばセラミッ
クス、強化プラスチック等の比較的強度の高い絶縁体、
またはステンレス鋼製の中空円筒体の外周面にたとえば
セラミックスまたはポリビニル・ホルマール樹脂（PV
F）等の絶縁層をコーティングしたもの等で形成され
る。超電導導体層13は、このように形成された中空円筒
状基体12の上面にNbN,NbC,Nb3Geなどの超電導導体をた
とえば蒸着法によって一体的に密着形成したものであ
る。この超電導導体層13は、螺旋状に蒸着されているの
で、丁度導体をコイル状に巻回したのと同様の機能を有
する。
の単位磁石を示した図である。この単位磁石11は、中空
円筒状基体12の外周面に、上記基体12の軸方向に進行す
るような螺旋状の超電導導体層13を一体的に密着形成し
たものである。中空円筒状基体12は、たとえばセラミッ
クス、強化プラスチック等の比較的強度の高い絶縁体、
またはステンレス鋼製の中空円筒体の外周面にたとえば
セラミックスまたはポリビニル・ホルマール樹脂（PV
F）等の絶縁層をコーティングしたもの等で形成され
る。超電導導体層13は、このように形成された中空円筒
状基体12の上面にNbN,NbC,Nb3Geなどの超電導導体をた
とえば蒸着法によって一体的に密着形成したものであ
る。この超電導導体層13は、螺旋状に蒸着されているの
で、丁度導体をコイル状に巻回したのと同様の機能を有
する。
このように構成された単位磁石を一つ用いて超電導磁石
装置を構成する場合には、螺旋状に形成した超電導体層
を１本の連続した超電導線と見做すことができるので、
中空円筒状の単位磁石の両端外周部を適当な方法でパワ
ーリードと接続し、超電導導体層13に電流を均一に流す
ことができる。
装置を構成する場合には、螺旋状に形成した超電導体層
を１本の連続した超電導線と見做すことができるので、
中空円筒状の単位磁石の両端外周部を適当な方法でパワ
ーリードと接続し、超電導導体層13に電流を均一に流す
ことができる。
そしてこの場合には、極めて簡単な製造方法によって、
前述した本発明の効果を奏することができる。
前述した本発明の効果を奏することができる。
第３図および第４図は、本発明の第２の実施例に係る単
位磁石を説明するための図である。
位磁石を説明するための図である。
すなわち、この実施例における単位磁石15は、中空円筒
状基体16を絶縁円筒17の外周面に安定化銅層18を形成し
て構成したものとなっている。安定化銅層18は、絶縁円
筒17の外周面に、たとえば蒸着法によって一体的に密着
形成した銅層に絶縁を図るための螺旋状のスリット19を
設けて形成されたものである。超電導導体層13は、この
安定化銅層18の表面に安定化銅層18に添設するように一
体的に密着形成されている。
状基体16を絶縁円筒17の外周面に安定化銅層18を形成し
て構成したものとなっている。安定化銅層18は、絶縁円
筒17の外周面に、たとえば蒸着法によって一体的に密着
形成した銅層に絶縁を図るための螺旋状のスリット19を
設けて形成されたものである。超電導導体層13は、この
安定化銅層18の表面に安定化銅層18に添設するように一
体的に密着形成されている。
単位磁石15をこのように構成すれば、万一、超電導導体
層13は常電導転移した場合の超電導磁石装置の健全性を
高めることができる。
層13は常電導転移した場合の超電導磁石装置の健全性を
高めることができる。
第５図および第６図は、前記第１の実施例で説明したも
のと同様の単位磁石を複数用いて超電導磁石装置を構成
するようにした第３の実施例を示す図である。
のと同様の単位磁石を複数用いて超電導磁石装置を構成
するようにした第３の実施例を示す図である。
すなわち、この例における超電導磁石装置は、大中小と
それぞれ径の異なる３つの単位磁石21,22,23を非接触状
態で同軸的に多重配置して、これら単位磁石21〜23の両
端を端板25で固定するようにしたものである。端板25
は、第６図（ａ），（ｂ）に示すように、円板状の部材
の一方の面に前記単位磁石21〜23の各端部が嵌入し得る
３本の溝26,27,28を同軸的に形成したもので、それ自身
を超電導導体で形成しても、また図示のごとく各溝26〜
28の超電導導体層13に接触する面に超電導導体からなる
短絡層29〜31を形成して、これら短絡層29〜31を適当な
方法で短絡させるようにしても良い。
それぞれ径の異なる３つの単位磁石21,22,23を非接触状
態で同軸的に多重配置して、これら単位磁石21〜23の両
端を端板25で固定するようにしたものである。端板25
は、第６図（ａ），（ｂ）に示すように、円板状の部材
の一方の面に前記単位磁石21〜23の各端部が嵌入し得る
３本の溝26,27,28を同軸的に形成したもので、それ自身
を超電導導体で形成しても、また図示のごとく各溝26〜
28の超電導導体層13に接触する面に超電導導体からなる
短絡層29〜31を形成して、これら短絡層29〜31を適当な
方法で短絡させるようにしても良い。
このような構成にすることによって、超電導導体層13を
多層化し、これら超電導導体層13を並列接続することが
できるので、一つの単位磁石からなるものに較べてその
電流容量を増加させることができる。この結果、高い磁
界を発生させ得る超電導磁石装置を提供することができ
る。しかも、この例では、各単位磁石21〜23の両端部を
端板25の溝26〜28に嵌合させるだけで各単位磁石21〜23
に形成された超電導導体層13を並列接続できるので、製
作性も極めて良好である。なお、短絡層29〜31の接続方
法を工夫することによって各超電導導体層13を直列接続
することも可能である。この場合には、直列接続された
隣接する超電導導体13同士は、互いに逆方向に進行する
ような螺旋にすることが必要である。
多層化し、これら超電導導体層13を並列接続することが
できるので、一つの単位磁石からなるものに較べてその
電流容量を増加させることができる。この結果、高い磁
界を発生させ得る超電導磁石装置を提供することができ
る。しかも、この例では、各単位磁石21〜23の両端部を
端板25の溝26〜28に嵌合させるだけで各単位磁石21〜23
に形成された超電導導体層13を並列接続できるので、製
作性も極めて良好である。なお、短絡層29〜31の接続方
法を工夫することによって各超電導導体層13を直列接続
することも可能である。この場合には、直列接続された
隣接する超電導導体13同士は、互いに逆方向に進行する
ような螺旋にすることが必要である。
また、各超電導導体層13の接続は、たとえば、第７図に
示すように、各単位磁石21〜23の各外周端部を超電導導
体からなるリード線35で接続するようにしてもよい。
示すように、各単位磁石21〜23の各外周端部を超電導導
体からなるリード線35で接続するようにしてもよい。
なお、以上の各実施例においては、超電導導体層13を円
筒状基体の外周面に形成するようにしたが、たとえば、
超電導導体層13が円筒の外側方向の力を受ける場合に
は、超電導導体層13を円筒状基体の内周面に形成するよ
うにしても良い。
筒状基体の外周面に形成するようにしたが、たとえば、
超電導導体層13が円筒の外側方向の力を受ける場合に
は、超電導導体層13を円筒状基体の内周面に形成するよ
うにしても良い。
要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
変形して実施することができる。
第１図は従来の超電導磁石装置の主要部を示す斜視図、
第２図は本発明の第１の実施例に係る超電導磁石装置の
単位磁石を示す斜視図、第３図は同第２の実施例に係る
超電導磁石装置の単位磁石を構成する中空円筒状基体を
示す斜視図、第４図は同単位磁石を示す斜視図、第５図
および第６図は同第３の実施例に係る超電導磁石装置の
主要部を説明するための図、第７図は同第４の実施例に
係る超電導磁石装置の主要部を示す斜視図である。 ２…巻枠、３…超電導導線、11,15,21〜23…単位磁石、
12,16…中空円筒状基体、13…超電導導体層、17…絶縁
円筒、18…安定化銅層、19…スリット、15…端板、26〜
28…溝、29〜31…短絡層、35…リード線。
第２図は本発明の第１の実施例に係る超電導磁石装置の
単位磁石を示す斜視図、第３図は同第２の実施例に係る
超電導磁石装置の単位磁石を構成する中空円筒状基体を
示す斜視図、第４図は同単位磁石を示す斜視図、第５図
および第６図は同第３の実施例に係る超電導磁石装置の
主要部を説明するための図、第７図は同第４の実施例に
係る超電導磁石装置の主要部を示す斜視図である。 ２…巻枠、３…超電導導線、11,15,21〜23…単位磁石、
12,16…中空円筒状基体、13…超電導導体層、17…絶縁
円筒、18…安定化銅層、19…スリット、15…端板、26〜
28…溝、29〜31…短絡層、35…リード線。
Claims (22)
- 【請求項１】少なくとも表面が電気的絶縁材から成る基
体の表面に薄膜形成法によって一端側から他端側まで螺
旋状に連続した超電導導体層を該基体に一体的に密着形
成する超電導導体層形成工程を備えたことを特徴とする
超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項２】前記超電導導体層形成工程は、前記基体の
表面に一端側から他端側まで螺旋状に連続した銅層を該
基体に一体的に密着形成する銅層形成工程と、前記銅層
の表面に薄膜形成法によって一端側から他端側まで螺旋
状に連続した超電導導体層を一体的に密着形成する工程
とを含んで成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項３】前記銅層形成工程は、前記基体の表面に銅
層を一体的に密着形成する工程と、この銅層に一端側か
ら他端側まで螺旋状に連続したスリットを形成し一端側
から他端側まで螺旋状に連続した銅層を形成する工程
と、この銅層の表面に薄膜形成法によって一端側から他
端側まで螺旋状に連続した超電導導体層を一体的に密着
形成する工程とを含んで成ることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項４】前記基体は、導体基体の表面に絶縁材層を
一体的に密着形成して成ることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項５】前記基体は、セラミックスあるいは強化プ
ラスチックで形成されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項６】前記導体基体は、ステンレス鋼で形成され
ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の超電導
磁石装置の製造方法。 - 【請求項７】前記絶縁材層は、セラミックスあるいはポ
リビニル・ホルマール樹脂で形成されることを特徴とす
る特許請求の範囲第４項記載の超電導磁石装置の製造方
法。 - 【請求項８】前記基体は中空筒状に形成された中空筒状
基体から成り、前記超電導導体層は、前記中空筒状基体
の外表面に形成されることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項９】前記基体は中空筒状に形成された中空筒状
基体から成り、前記超電導導体層は、前記中空筒状基体
の内表面に形成されることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項１０】多重配置可能なようにそれぞれ径が異な
り、少なくとも表面が電気的絶縁材から成る複数の中空
筒状基体のそれぞれの表面に薄膜形成法によって一端側
から他端側まで螺旋状に連続した超電導導体層を該基体
に一体的にそれぞれ密着形成する超電導導体層形成工程
と、複数の前記基体の少なくとも一つを他の前記基体の
内部に非接触に挿入配置する挿入工程と、それぞれの前
記超電導導体層を直列的あるいは並列的に短絡させる短
絡部を形成する短絡部形成工程とを備えたことを特徴と
する超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項１１】前記短絡部形成工程は、多重配置された
前記中空筒状基体の端部を超電導体から成る端板で固定
する工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第10項
記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項１２】前記短絡部形成工程は、多重配置された
前記中空筒状基体の端部を端板で固定する工程を含み、
前記端板は前記中空筒状基体の端部が嵌入可能な溝を形
成する溝形成工程と、この溝内に短絡用の超電導導体層
を形成する工程とを備えていることを特徴とする特許請
求の範囲第10項記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項１３】前記短絡部形成工程は、超電導導体から
成るリード線で前記それぞれの超電導導体層を直列的あ
るいは並列的に短絡させる工程を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第10項記載の超電導磁石装置の製造方
法。 - 【請求項１４】前記挿入工程は、隣接する前記それぞれ
の超電導導体層の螺旋が互いに逆方向に進行するように
挿入し、前記短絡部形成工程により前記超電導導体層を
直列的に短絡させることを特徴とする特許請求の範囲第
10項記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項１５】前記超電導導体層形成工程は、前記中空
筒状基体の表面に螺旋状に連続した銅層を該基体に一体
的に密着形成する銅層形成工程と、前記銅層の表面に薄
膜形成法によって螺旋状に連続した超電導導体層を一体
的に密着形成する工程とを含んで成ることを特徴とする
特許請求の範囲第10項記載の超電導磁石装置の製造方
法。 - 【請求項１６】前記銅層形成工程は、前記中空筒状基体
の表面に銅層を一体的に密着形成する工程と、この銅層
に螺旋状に連続したスリットを形成し螺旋状に連続した
銅層を形成する工程と、この銅層の表面に薄膜形成法に
よって螺旋状に連続した超電導導体層を一体的に密着形
成する工程とを含んで成ることを特徴とする特許請求の
範囲第15項記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項１７】前記中空筒状基体は、導体基体の表面に
絶縁材層を一体的に密着形成して成ることを特徴とする
特許請求の範囲第10項記載の超電導磁石装置の製造方
法。 - 【請求項１８】前記中空筒状基体は、セラミックスある
いは強化プラスチックで形成されることを特徴とする特
許請求の範囲第10項記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項１９】前記導体基体は、ステンレス鋼で形成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第17項記載の超電
導磁石装置の製造方法。 - 【請求項２０】前記絶縁材層は、セラミックスあるいは
ポリビニル・ホルマール樹脂で形成されることを特徴と
する特許請求の範囲第17項記載の超電導磁石装置の製造
方法。 - 【請求項２１】前記超電導導体層は、前記中空筒状基体
の外表面に形成されることを特徴とする特許請求の範囲
第10項記載の超電導磁石装置の製造方法。 - 【請求項２２】前記超電導導体層は、前記中空筒状基体
の内表面に形成されることを特徴とする特許請求の範囲
第10項記載の超電導磁石装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59105993A JPH0758646B2 (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 超電導磁石装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59105993A JPH0758646B2 (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 超電導磁石装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60250608A JPS60250608A (ja) | 1985-12-11 |
| JPH0758646B2 true JPH0758646B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=14422242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59105993A Expired - Lifetime JPH0758646B2 (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 超電導磁石装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758646B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2628256A1 (fr) * | 1988-03-07 | 1989-09-08 | Comp Generale Electricite | Conducteur assimilable a un bobinage, en materiau supraconducteur |
| JP2007081254A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Univ Of Tokyo | 超伝導電磁石及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5629309A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-24 | Toshiba Corp | Superconductive magnet device |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP59105993A patent/JPH0758646B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60250608A (ja) | 1985-12-11 |
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