JPH10135061A - 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
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- JPH10135061A JPH10135061A JP8290859A JP29085996A JPH10135061A JP H10135061 A JPH10135061 A JP H10135061A JP 8290859 A JP8290859 A JP 8290859A JP 29085996 A JP29085996 A JP 29085996A JP H10135061 A JPH10135061 A JP H10135061A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リアクト・アンド・ワインド法（Ｒ＆Ｗ法）
によって超電導コイルを製造するに際して、巻線時に超
電導線に発生する歪を軽減する超電導コイルの製造方法
を得る。 【解決手段】 製造時に熱処理用ボビン１１に巻かれた
超電導線２をコイル用ボビン１２に巻取るに際して、熱
処理用ボビン１１とコイル用ボビン１２とを同軸Ｘ−Ｘ
上に配置し、熱処理用ボビン１１から超電導線２を螺旋
状のまま繰り出し、双方のボビンから独立して設けられ
たガイド１３を経由してコイル用ボビン１２に巻取る。
によって超電導コイルを製造するに際して、巻線時に超
電導線に発生する歪を軽減する超電導コイルの製造方法
を得る。 【解決手段】 製造時に熱処理用ボビン１１に巻かれた
超電導線２をコイル用ボビン１２に巻取るに際して、熱
処理用ボビン１１とコイル用ボビン１２とを同軸Ｘ−Ｘ
上に配置し、熱処理用ボビン１１から超電導線２を螺旋
状のまま繰り出し、双方のボビンから独立して設けられ
たガイド１３を経由してコイル用ボビン１２に巻取る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リアクト・アンド
・ワインド法（Ｒ＆Ｗ法）によって超電導コイルを製造
するに際して、巻線時に超電導導体に発生する歪を軽減
する超電導コイルの製造方法に関するものである。
・ワインド法（Ｒ＆Ｗ法）によって超電導コイルを製造
するに際して、巻線時に超電導導体に発生する歪を軽減
する超電導コイルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】交流超電導コイル、超電導変圧器、超電
導マグネット、超電導スイッチなどの各種超電導機器に
用いられる超電導コイルの材質としては、臨界温度Ｔc
と臨界磁場Ｈc が他の金属元素超電導体や合金超電導体
に比べ比較的高いために、Ｎｂ 3Ｓｎ、Ｎｂ3Ａｌ、Ｖ3
Ｇａなどの化合物超電導体が多く用いられる。
導マグネット、超電導スイッチなどの各種超電導機器に
用いられる超電導コイルの材質としては、臨界温度Ｔc
と臨界磁場Ｈc が他の金属元素超電導体や合金超電導体
に比べ比較的高いために、Ｎｂ 3Ｓｎ、Ｎｂ3Ａｌ、Ｖ3
Ｇａなどの化合物超電導体が多く用いられる。
【０００３】しかし、これらの化合物超電導体は、非常
に脆く、加工性に乏しいので、コイルなどの巻き線材と
して用いることはきわめて困難であった。そこで、これ
らから超電導コイルを製造する際には、一般にワインド
・アンド・リアクト法（Ｗ＆Ｒ法）と呼ばれる方法が用
いられている。
に脆く、加工性に乏しいので、コイルなどの巻き線材と
して用いることはきわめて困難であった。そこで、これ
らから超電導コイルを製造する際には、一般にワインド
・アンド・リアクト法（Ｗ＆Ｒ法）と呼ばれる方法が用
いられている。
【０００４】Ｗ＆Ｒ法は、例えばＮｂ3Ｓｎ超電導体の
場合について一例を示せば、Ｃｕ−Ｓｎ合金の線材をマ
トリクスとし、この中に多数本のＮｂ細線を埋め込んだ
複合線材を作成し、これを延伸して極細のＮｂフィラメ
ントを含む多心線とし、この多心線をコイル用ボビンに
巻いた後に、例えば５００℃〜７００℃程度の温度で熱
処理を施し、Ｃｕ−Ｓｎ合金中のＳｎとＮｂとを反応さ
せて、ＮｂフィラメントをＮｂ3Ｓｎとし、超電導コイ
ルを得る方法である。
場合について一例を示せば、Ｃｕ−Ｓｎ合金の線材をマ
トリクスとし、この中に多数本のＮｂ細線を埋め込んだ
複合線材を作成し、これを延伸して極細のＮｂフィラメ
ントを含む多心線とし、この多心線をコイル用ボビンに
巻いた後に、例えば５００℃〜７００℃程度の温度で熱
処理を施し、Ｃｕ−Ｓｎ合金中のＳｎとＮｂとを反応さ
せて、ＮｂフィラメントをＮｂ3Ｓｎとし、超電導コイ
ルを得る方法である。
【０００５】この方法では、要求される電流容量によっ
て数十本ないし数万本程度のＮｂ細線が用いられる。ま
た、Ｃｕ−Ｓｎ合金は電気抵抗が高いので、Ｃｕ−Ｓｎ
合金に隔壁を設け、その間にＣｕを安定化材として挿入
する場合もある。他の金属化合物や金属酸化物の場合
も、同様な選択拡散方式によって超電導コイルを製造す
ることができる。
て数十本ないし数万本程度のＮｂ細線が用いられる。ま
た、Ｃｕ−Ｓｎ合金は電気抵抗が高いので、Ｃｕ−Ｓｎ
合金に隔壁を設け、その間にＣｕを安定化材として挿入
する場合もある。他の金属化合物や金属酸化物の場合
も、同様な選択拡散方式によって超電導コイルを製造す
ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記のＷ＆Ｒ法におい
ては、多心線をコイル用ボビンに巻いた後に高温処理を
行うので、コイル用ボビンとして、ステンレス鋼やセラ
ミクスなど、高い耐熱性を有するものを用いる必要があ
る。しかし、これらは一般に重量が重く、取り扱いにく
い上に、加工性にも乏しいので、得られた超電導コイル
の適用範囲が限定されるという問題があった。
ては、多心線をコイル用ボビンに巻いた後に高温処理を
行うので、コイル用ボビンとして、ステンレス鋼やセラ
ミクスなど、高い耐熱性を有するものを用いる必要があ
る。しかし、これらは一般に重量が重く、取り扱いにく
い上に、加工性にも乏しいので、得られた超電導コイル
の適用範囲が限定されるという問題があった。
【０００７】そこで、多心線の熱処理は、専用の熱処理
用ボビンに巻いて行い、得られた超電導線をコイル用ボ
ビンに巻取る方法が検討された。この方法は、一般に、
リアクト・アンド・ワインド法（Ｒ＆Ｗ法）と呼ばれ、
例えば図４に示す方法により行われる。
用ボビンに巻いて行い、得られた超電導線をコイル用ボ
ビンに巻取る方法が検討された。この方法は、一般に、
リアクト・アンド・ワインド法（Ｒ＆Ｗ法）と呼ばれ、
例えば図４に示す方法により行われる。
【０００８】まず、Ｃｕ−Ｓｎ合金の線材中に多数本の
Ｎｂ細線が埋め込まれた多心線が熱処理用ボビンに巻取
られ、このボビンと共に熱処理され、超電導線に転化さ
れる。次に、図４に示すように、巻替工程において、こ
の超電導線２は熱処理用ボビン１から繰り出され、複数
のガイドリール３…に誘導されてコイル用ボビン４に巻
取られる。
Ｎｂ細線が埋め込まれた多心線が熱処理用ボビンに巻取
られ、このボビンと共に熱処理され、超電導線に転化さ
れる。次に、図４に示すように、巻替工程において、こ
の超電導線２は熱処理用ボビン１から繰り出され、複数
のガイドリール３…に誘導されてコイル用ボビン４に巻
取られる。
【０００９】このＲ＆Ｗ法によれば、コイル用ボビン４
は耐熱性が要求されないので、軽量で加工性のよい材質
を選択できる。しかし、この方法では、前記の巻替工程
において、超電導線２に曲げ歪が発生し、超電導線とし
ての臨界電流値Ｉc が低下するという問題があった。
は耐熱性が要求されないので、軽量で加工性のよい材質
を選択できる。しかし、この方法では、前記の巻替工程
において、超電導線２に曲げ歪が発生し、超電導線とし
ての臨界電流値Ｉc が低下するという問題があった。
【００１０】すなわち、半径Ｒ1 の熱処理用ボビン１に
巻かれた状態で熱処理によって形成された超電導線２に
おいては、その内部のＮｂ3Ｓｎフィラメントが、半径
Ｒ1の曲率を持った状態で歪なく形成されている。この
超電導線２が熱処理用ボビン１から繰り出されて、例え
ば図４の領域５において直線状にされると、このとき超
電導線２の曲率がＲ1 から直線に変化するので、Ｎｂ3
Ｓｎのフィラメントは比較的大きい曲げ応力を受けて歪
が発生することになる。次に、直線状の超電導線２がガ
イドリール３…によって曲率ｒに曲げられるとき、次い
で再び直線に戻されるとき、また最後に直線状態から半
径Ｒ2 のコイル用ボビンに巻取られるときも、それぞれ
に同様な曲げ歪が発生する。Ｎｂ3Ｓｎはきわめて脆い
ので、これらの複数の大きい曲率変化によって曲げ歪が
増大すると、超電導線としての臨界電流値Ｉc が急激に
低下してしまう。
巻かれた状態で熱処理によって形成された超電導線２に
おいては、その内部のＮｂ3Ｓｎフィラメントが、半径
Ｒ1の曲率を持った状態で歪なく形成されている。この
超電導線２が熱処理用ボビン１から繰り出されて、例え
ば図４の領域５において直線状にされると、このとき超
電導線２の曲率がＲ1 から直線に変化するので、Ｎｂ3
Ｓｎのフィラメントは比較的大きい曲げ応力を受けて歪
が発生することになる。次に、直線状の超電導線２がガ
イドリール３…によって曲率ｒに曲げられるとき、次い
で再び直線に戻されるとき、また最後に直線状態から半
径Ｒ2 のコイル用ボビンに巻取られるときも、それぞれ
に同様な曲げ歪が発生する。Ｎｂ3Ｓｎはきわめて脆い
ので、これらの複数の大きい曲率変化によって曲げ歪が
増大すると、超電導線としての臨界電流値Ｉc が急激に
低下してしまう。
【００１１】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、従ってその目的は、軽量で加工性
のよいコイル用ボビンを選択できるＲ＆Ｗ法において、
巻替えによる歪の発生を抑制し、実質的に臨界電流値Ｉ
c の低下を防ぐことができる超電導コイルの製造方法を
提供することにある。
されたものであって、従ってその目的は、軽量で加工性
のよいコイル用ボビンを選択できるＲ＆Ｗ法において、
巻替えによる歪の発生を抑制し、実質的に臨界電流値Ｉ
c の低下を防ぐことができる超電導コイルの製造方法を
提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに本発明は、熱処理用ボビンに巻かれた超電導線をコ
イル用ボビンに巻取るに際して、熱処理用ボビンとコイ
ル用ボビンとを同軸上に配置し、熱処理用ボビンから超
電導線を螺旋状のまま繰り出し、双方のボビンから独立
して設けられたガイドを経由してコイル用ボビンに巻取
る工程を含む超電導コイルの製造方法を提供する。
めに本発明は、熱処理用ボビンに巻かれた超電導線をコ
イル用ボビンに巻取るに際して、熱処理用ボビンとコイ
ル用ボビンとを同軸上に配置し、熱処理用ボビンから超
電導線を螺旋状のまま繰り出し、双方のボビンから独立
して設けられたガイドを経由してコイル用ボビンに巻取
る工程を含む超電導コイルの製造方法を提供する。
【００１３】前記において、熱処理用ボビンは、その周
面がコイル用ボビンに向かって漸次縮径するテーパ状に
形成されていることが好ましい。超電導線をコイル用ボ
ビンに巻取るに際しては、その巻きピッチを制御する手
段を用いることが好ましい。
面がコイル用ボビンに向かって漸次縮径するテーパ状に
形成されていることが好ましい。超電導線をコイル用ボ
ビンに巻取るに際しては、その巻きピッチを制御する手
段を用いることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例により図面を用いて説明する。 （実施例１）図１は、本発明の基本的な実施例を示して
いる。図１において、熱処理用ボビン１１には、前工程
において形成された超電導線２が巻かれている。この熱
処理用ボビン１１とコイル用ボビン１２とは、回転軸Ｘ
−Ｘに関して同軸上に配置されている。
例により図面を用いて説明する。 （実施例１）図１は、本発明の基本的な実施例を示して
いる。図１において、熱処理用ボビン１１には、前工程
において形成された超電導線２が巻かれている。この熱
処理用ボビン１１とコイル用ボビン１２とは、回転軸Ｘ
−Ｘに関して同軸上に配置されている。
【００１５】超電導線２を熱処理用ボビン１１からコイ
ル用ボビン１２に巻替えるに際しては、熱処理用ボビン
１１を回転させて、超電導線２を螺旋状を保ったまま繰
り出し、双方のボビンから独立して設けられた環状のガ
イド１３，１３を通して、コイル用ボビン１２に巻付け
る。
ル用ボビン１２に巻替えるに際しては、熱処理用ボビン
１１を回転させて、超電導線２を螺旋状を保ったまま繰
り出し、双方のボビンから独立して設けられた環状のガ
イド１３，１３を通して、コイル用ボビン１２に巻付け
る。
【００１６】この状態で、熱処理用ボビン１１の繰り出
し方向に双方のボビンを回転させると、超電導線２は、
熱処理用ボビン１１に卷かれているときの曲率を大きく
変えることなく、環状のガイド１３，１３を順次経由し
てコイル用ボビン１２に卷取られる。この方法によれ
ば、超電導線２の曲率があまり変わらないから、巻替え
に際しての歪の発生が抑制され、超電導コイルとしての
臨界電流Ｉc の低下が防止される。
し方向に双方のボビンを回転させると、超電導線２は、
熱処理用ボビン１１に卷かれているときの曲率を大きく
変えることなく、環状のガイド１３，１３を順次経由し
てコイル用ボビン１２に卷取られる。この方法によれ
ば、超電導線２の曲率があまり変わらないから、巻替え
に際しての歪の発生が抑制され、超電導コイルとしての
臨界電流Ｉc の低下が防止される。
【００１７】前記実施例において、熱処理用ボビン１１
の直径Ｒ1 とコイル用ボビン１２の直径Ｒ2 とは、等し
いか、差があっても僅少であることが好ましい。差が小
さいほど、熱処理用ボビン１１からコイル用ボビン１２
に移動する際の超電導線２の曲率変化が小さくなり、歪
の発生が抑制されるからである。
の直径Ｒ1 とコイル用ボビン１２の直径Ｒ2 とは、等し
いか、差があっても僅少であることが好ましい。差が小
さいほど、熱処理用ボビン１１からコイル用ボビン１２
に移動する際の超電導線２の曲率変化が小さくなり、歪
の発生が抑制されるからである。
【００１８】また熱処理用ボビン１１とコイル用ボビン
１２との距離Ｌは小さいことが好ましい。距離Ｌが小さ
いと、その間隙の中空部に形成される超電導線２の螺旋
卷き数を少なくすることができるので、超電導線２の垂
れ変形による歪の発生を抑制することができる。
１２との距離Ｌは小さいことが好ましい。距離Ｌが小さ
いと、その間隙の中空部に形成される超電導線２の螺旋
卷き数を少なくすることができるので、超電導線２の垂
れ変形による歪の発生を抑制することができる。
【００１９】ガイド１３は、双方のボビンから独立し
て、普通は固定して設けられた環状体またはリールであ
って、熱処理用ボビン１１とコイル用ボビン１２とを同
一方向に回転させるとき、熱処理用ボビン１１からコイ
ル用ボビン１２への超電導線２の移動を可能とするもの
である。このガイド１３はまた、前記中空部（Ｌ）にお
ける超電導線２を支えて、超電導線の自重による垂れを
防ぐ効果もある。
て、普通は固定して設けられた環状体またはリールであ
って、熱処理用ボビン１１とコイル用ボビン１２とを同
一方向に回転させるとき、熱処理用ボビン１１からコイ
ル用ボビン１２への超電導線２の移動を可能とするもの
である。このガイド１３はまた、前記中空部（Ｌ）にお
ける超電導線２を支えて、超電導線の自重による垂れを
防ぐ効果もある。
【００２０】ガイド１３の数は、前記中空部（Ｌ）に形
成される超電導線２の螺旋卷数に応じて増減させること
ができる。中空部の螺旋卷数が多い場合には、それに対
応してガイド１３の数を増加させることによって、垂れ
変形による歪の発生を抑制することができる。ただし、
ガイド１３の数が増加すれば、摩擦歪の可能性が増すの
で、この観点から、熱処理用ボビン１１とコイル用ボビ
ン１２との距離Ｌを可能な限り小さくし、中空部の螺旋
卷き数を１回〜３回程度とし、ガイド１３を１個〜３個
程度使用する形態が好ましい。
成される超電導線２の螺旋卷数に応じて増減させること
ができる。中空部の螺旋卷数が多い場合には、それに対
応してガイド１３の数を増加させることによって、垂れ
変形による歪の発生を抑制することができる。ただし、
ガイド１３の数が増加すれば、摩擦歪の可能性が増すの
で、この観点から、熱処理用ボビン１１とコイル用ボビ
ン１２との距離Ｌを可能な限り小さくし、中空部の螺旋
卷き数を１回〜３回程度とし、ガイド１３を１個〜３個
程度使用する形態が好ましい。
【００２１】熱処理用ボビン１１の直径Ｒ1 とコイル用
ボビン１２の直径Ｒ2 とが異なる場合は、それぞれのボ
ビンの回転速度を変えて、超電導線２の繰り出し線速と
卷取り線速とを一致させる必要がある。これは、それぞ
れのボビンの回転速度を別個に制御して行ってもよい
が、熱処理用ボビン１１を自由回転とし、コイル用ボビ
ン１２のみを駆動回転して、超電導線２自体の牽引力に
よって、線速に見合った回転速度で熱処理用ボビン１１
を回転させることもできる。
ボビン１２の直径Ｒ2 とが異なる場合は、それぞれのボ
ビンの回転速度を変えて、超電導線２の繰り出し線速と
卷取り線速とを一致させる必要がある。これは、それぞ
れのボビンの回転速度を別個に制御して行ってもよい
が、熱処理用ボビン１１を自由回転とし、コイル用ボビ
ン１２のみを駆動回転して、超電導線２自体の牽引力に
よって、線速に見合った回転速度で熱処理用ボビン１１
を回転させることもできる。
【００２２】（実施例２）図２は、本発明の好ましい一
実施例を示している。図２において、熱処理用ボビン１
５には、前工程において形成された超電導線２が巻かれ
ている。この熱処理用ボビン１５とコイル用ボビン１６
とは、回転軸Ｘ−Ｘに関して同軸上に配置されている。
これらのボビンの回転軸は、クラッチ２４によって互い
に離着自在に連結されている。
実施例を示している。図２において、熱処理用ボビン１
５には、前工程において形成された超電導線２が巻かれ
ている。この熱処理用ボビン１５とコイル用ボビン１６
とは、回転軸Ｘ−Ｘに関して同軸上に配置されている。
これらのボビンの回転軸は、クラッチ２４によって互い
に離着自在に連結されている。
【００２３】熱処理用ボビン１５は、その周面１７がコ
イル用ボビン１６に向かって漸次縮径するテーパ状に形
成され、超電導線２は、コイル用ボビン１６に向けて傾
斜した周面１７に巻かれている。周面１７の両端部に
は、それぞれフランジ１８ａ，１８ｂが着脱自在に取り
付けられている。
イル用ボビン１６に向かって漸次縮径するテーパ状に形
成され、超電導線２は、コイル用ボビン１６に向けて傾
斜した周面１７に巻かれている。周面１７の両端部に
は、それぞれフランジ１８ａ，１８ｂが着脱自在に取り
付けられている。
【００２４】コイル用ボビン１６には、その両端部に、
それぞれフランジ１９ａ，１９ｂが着脱自在に取り付け
られている。また、熱処理用ボビン１５とコイル用ボビ
ン１６との中間部には、双方のボビンから独立して設置
されたリール状のガイド２５が配設されている。
それぞれフランジ１９ａ，１９ｂが着脱自在に取り付け
られている。また、熱処理用ボビン１５とコイル用ボビ
ン１６との中間部には、双方のボビンから独立して設置
されたリール状のガイド２５が配設されている。
【００２５】コイル用ボビン１６の周面近傍には、卷き
ピッチ制御手段２０が設けられている。この卷きピッチ
制御手段２０は、リール２１と、その回転軸となるピス
トンロッド２２と、このピストンロッド２２を、コイル
用ボビン１６の回転軸Ｘ−Ｘと平行に往復運動可能とす
る駆動装置（図示せず）とからなっている。リール２１
の周面には、超電導線２を受ける溝２３が形成されてい
る。
ピッチ制御手段２０が設けられている。この卷きピッチ
制御手段２０は、リール２１と、その回転軸となるピス
トンロッド２２と、このピストンロッド２２を、コイル
用ボビン１６の回転軸Ｘ−Ｘと平行に往復運動可能とす
る駆動装置（図示せず）とからなっている。リール２１
の周面には、超電導線２を受ける溝２３が形成されてい
る。
【００２６】熱処理用ボビン１５に卷かれた超電導線２
をコイル用ボビン１６に巻取って、超電導コイルを製造
するに際しては、熱処理用ボビン１５から超電導線２を
螺旋状に引き出し、リール状のガイド２５に係合させ
て、コイル用ボビン１２に巻き付け、この状態で、熱処
理用ボビン１５の繰り出し方向に双方のボビンを回転さ
せる。
をコイル用ボビン１６に巻取って、超電導コイルを製造
するに際しては、熱処理用ボビン１５から超電導線２を
螺旋状に引き出し、リール状のガイド２５に係合させ
て、コイル用ボビン１２に巻き付け、この状態で、熱処
理用ボビン１５の繰り出し方向に双方のボビンを回転さ
せる。
【００２７】このとき、卷きピッチ制御手段２０のリー
ル２１が、その溝２３に超電導線２を受けて、ピストン
ロッド２２が往復運動することによって、コイル用ボビ
ン１６の周面上で超電導線２の卷きピッチを制御する。
ル２１が、その溝２３に超電導線２を受けて、ピストン
ロッド２２が往復運動することによって、コイル用ボビ
ン１６の周面上で超電導線２の卷きピッチを制御する。
【００２８】実施例２の方法によれば、熱処理用ボビン
１５がコイル用ボビン１６に向かって漸次縮径するテー
パ状に形成されているので、超電導線２を螺旋状を保っ
たまま繰り出す際に、隣接して卷かれた超電導線が障害
となることなく、円滑に引き出すことができる。
１５がコイル用ボビン１６に向かって漸次縮径するテー
パ状に形成されているので、超電導線２を螺旋状を保っ
たまま繰り出す際に、隣接して卷かれた超電導線が障害
となることなく、円滑に引き出すことができる。
【００２９】また、コイル用ボビン１６への卷き取りに
際しては、卷きピッチ制御手段２０が設けられているの
で、超電導線２はコイル用ボビン１６の周面に所定の卷
きピッチで整然と卷き取られる。
際しては、卷きピッチ制御手段２０が設けられているの
で、超電導線２はコイル用ボビン１６の周面に所定の卷
きピッチで整然と卷き取られる。
【００３０】実施例２の方法においては、熱処理用ボビ
ン１５の周面１７がテーパ状に傾斜しているので、繰り
出し側と巻取り側とで超電導線２の線速を一定にするた
めには、熱処理用ボビン１５の回転速度を変化させる必
要がある。これは、クラッチ２４を遮断して熱処理用ボ
ビン１５を自由回転とし、コイル用ボビン１６のみを駆
動することによって実現できる。すなわち、この場合
は、超電導線２が一定速度でコイル用ボビン１６に巻取
られるので、この超電導線２に引かれて、熱処理用ボビ
ン１５が線速一定となるように回転する。他の方法とし
ては、熱処理用ボビン１５とコイル用ボビン１６とをそ
れぞれの駆動系で駆動し、熱処理用ボビン１５の回転速
度を線速一定となるようにサーボ制御してもよい。
ン１５の周面１７がテーパ状に傾斜しているので、繰り
出し側と巻取り側とで超電導線２の線速を一定にするた
めには、熱処理用ボビン１５の回転速度を変化させる必
要がある。これは、クラッチ２４を遮断して熱処理用ボ
ビン１５を自由回転とし、コイル用ボビン１６のみを駆
動することによって実現できる。すなわち、この場合
は、超電導線２が一定速度でコイル用ボビン１６に巻取
られるので、この超電導線２に引かれて、熱処理用ボビ
ン１５が線速一定となるように回転する。他の方法とし
ては、熱処理用ボビン１５とコイル用ボビン１６とをそ
れぞれの駆動系で駆動し、熱処理用ボビン１５の回転速
度を線速一定となるようにサーボ制御してもよい。
【００３１】巻き替え時の超電導線２の曲率変化を最小
とするためには、熱処理用ボビン１５の両端部の直径
と、コイル用ボビン１６の直径とは、互いの差が可能な
限り小さいことが望ましい。また、それぞれのボビンの
フランジが超電導線２の繰り出し、巻取りの障害となる
場合には、熱処理用ボビン１５のコイル用ボビン側フラ
ンジ１８ａおよび／またはコイル用ボビン１６の熱処理
用ボビン側フランジ１９ａを取り外してもよい。
とするためには、熱処理用ボビン１５の両端部の直径
と、コイル用ボビン１６の直径とは、互いの差が可能な
限り小さいことが望ましい。また、それぞれのボビンの
フランジが超電導線２の繰り出し、巻取りの障害となる
場合には、熱処理用ボビン１５のコイル用ボビン側フラ
ンジ１８ａおよび／またはコイル用ボビン１６の熱処理
用ボビン側フランジ１９ａを取り外してもよい。
【００３２】卷きピッチ制御手段２０の構成は、コイル
用ボビン１６に超電導線２を巻取るに際して、円滑かつ
正確に所定のピッチを付与できるものであれば特に限定
されない。一般には、図２に示すように、ピストンロッ
ド２２がボビンの回転とは独立して往復駆動するトラバ
ーサが用いられるが、このトラバーサは、ボビンの回転
軸Ｘ−Ｘと同軸に取り付けられ、コイル用ボビン１６と
共に回転するものであってもよい。また、場合によって
は、リール２１を固定し、コイル用ボビン１６をその回
転軸Ｘ−Ｘに沿って往復運動させるようにしてもよい。
用ボビン１６に超電導線２を巻取るに際して、円滑かつ
正確に所定のピッチを付与できるものであれば特に限定
されない。一般には、図２に示すように、ピストンロッ
ド２２がボビンの回転とは独立して往復駆動するトラバ
ーサが用いられるが、このトラバーサは、ボビンの回転
軸Ｘ−Ｘと同軸に取り付けられ、コイル用ボビン１６と
共に回転するものであってもよい。また、場合によって
は、リール２１を固定し、コイル用ボビン１６をその回
転軸Ｘ−Ｘに沿って往復運動させるようにしてもよい。
【００３３】実施例２に示す本発明の実施形態において
は、場合によっては、図２におけるガイド２５を省略す
ることができる。これは、卷きピッチ制御手段のリール
２１がボビンの回転とは独立して設けられているので、
そのリール２１がガイドを兼ねることができるからであ
る。
は、場合によっては、図２におけるガイド２５を省略す
ることができる。これは、卷きピッチ制御手段のリール
２１がボビンの回転とは独立して設けられているので、
そのリール２１がガイドを兼ねることができるからであ
る。
【００３４】（測定例）実施例２の方法により、Ｒ＆Ｗ
型の超電導コイルを作成した。Ｃｕ−Ｓｎ合金の線材中
に多数本のＮｂフィラメントが埋設された多心撚線を、
直径（長径）５５ｍｍ〜（短径）５０ｍｍ、巻線幅１２
０ｍｍのテーパ付き熱処理用ボビンに巻いて熱処理し、
直径０．６ｍｍのＮｂ3Ｓｎ超電導線を得た。この超電
導線を、実施例２の方法に従って熱処理用ボビンと同軸
に設置した直径５０ｍｍ、巻線幅９０ｍｍのコイル用ボ
ビンに、ピッチ幅１．５ｍｍで６０回巻いて超電導コイ
ルを作成した。
型の超電導コイルを作成した。Ｃｕ−Ｓｎ合金の線材中
に多数本のＮｂフィラメントが埋設された多心撚線を、
直径（長径）５５ｍｍ〜（短径）５０ｍｍ、巻線幅１２
０ｍｍのテーパ付き熱処理用ボビンに巻いて熱処理し、
直径０．６ｍｍのＮｂ3Ｓｎ超電導線を得た。この超電
導線を、実施例２の方法に従って熱処理用ボビンと同軸
に設置した直径５０ｍｍ、巻線幅９０ｍｍのコイル用ボ
ビンに、ピッチ幅１．５ｍｍで６０回巻いて超電導コイ
ルを作成した。
【００３５】（比較例）図４に示す従来の巻取り方法を
用いて、実施例と同様な超電導コイルを作成した。
用いて、実施例と同様な超電導コイルを作成した。
【００３６】実施例２により得られた超電導コイルと比
較例の超電導コイルについて通電試験を行った。すなわ
ち、それぞれの超電導コイルを液体ヘリウムに浸漬し、
電流を負荷してクエンチが発生する臨界電流値Ｉc
（Ａ）と、その際の磁束密度Ｂ（Ｔ）とを測定した。結
果を図３に示す。図３に、このコイルのロードラインと
Ｎｂ3Ｓｎ超電導体の臨界電流の磁束密度依存性Ｚを示
す。
較例の超電導コイルについて通電試験を行った。すなわ
ち、それぞれの超電導コイルを液体ヘリウムに浸漬し、
電流を負荷してクエンチが発生する臨界電流値Ｉc
（Ａ）と、その際の磁束密度Ｂ（Ｔ）とを測定した。結
果を図３に示す。図３に、このコイルのロードラインと
Ｎｂ3Ｓｎ超電導体の臨界電流の磁束密度依存性Ｚを示
す。
【００３７】図３に示した結果から明らかなように、従
来法に従って、超電導線を熱処理用ボビンから一旦直線
状に繰り出し、中間リールを経由してコイル用ボビンに
巻取る方法により作成された比較例の超電導コイル
は、臨界電流値Ｉc が２００Ａ、磁束密度Ｂが０．１８
Ｔであったのに対して、本発明の方法により作成された
実施例２の超電導コイルは、臨界電流値Ｉc が３００
Ａ、磁束密度Ｂが０．２６Ｔであり、特性が大幅に向上
した。
来法に従って、超電導線を熱処理用ボビンから一旦直線
状に繰り出し、中間リールを経由してコイル用ボビンに
巻取る方法により作成された比較例の超電導コイル
は、臨界電流値Ｉc が２００Ａ、磁束密度Ｂが０．１８
Ｔであったのに対して、本発明の方法により作成された
実施例２の超電導コイルは、臨界電流値Ｉc が３００
Ａ、磁束密度Ｂが０．２６Ｔであり、特性が大幅に向上
した。
【００３８】比較例の値と実施例２の値を結ぶ線は
コイルのロードラインであり、これが超電導体の特性曲
線Ｚと交わる点が超電導コイルとしての理想特性値を
表すから、この結果から、超電導線を螺旋状を保ったま
ま同軸上のコイル用ボビンに巻取った実施例２の超電導
コイルは、屈曲歪が抑制された結果として、理想特性に
近い特性が得られたことがわかる。
コイルのロードラインであり、これが超電導体の特性曲
線Ｚと交わる点が超電導コイルとしての理想特性値を
表すから、この結果から、超電導線を螺旋状を保ったま
ま同軸上のコイル用ボビンに巻取った実施例２の超電導
コイルは、屈曲歪が抑制された結果として、理想特性に
近い特性が得られたことがわかる。
【００３９】前記実施例は、Ｎｂ3Ｓｎ超電導線に本発
明の方法を適用したものであるが、本発明の方法は、例
えばＮｂ3Ａｌなど他の化合物超電導線や酸化物超電導
線の巻線工程にも有利に適用することができる。
明の方法を適用したものであるが、本発明の方法は、例
えばＮｂ3Ａｌなど他の化合物超電導線や酸化物超電導
線の巻線工程にも有利に適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】本発明の超電導コイルの製造方法は、熱
処理用ボビンとコイル用ボビンとを同軸上に配置し、熱
処理用ボビンから超電導線を螺旋状のまま繰り出し、双
方のボビンから独立して設けられたガイドを経由してコ
イル用ボビンに巻取る工程を含むものであるので、Ｒ＆
Ｗ法においても軽量で加工性のよいコイル用ボビンを選
択でき、巻替えによる屈曲歪の発生を低減し、高い臨界
電流値Ｉc を有する超電導コイルが得られる。
処理用ボビンとコイル用ボビンとを同軸上に配置し、熱
処理用ボビンから超電導線を螺旋状のまま繰り出し、双
方のボビンから独立して設けられたガイドを経由してコ
イル用ボビンに巻取る工程を含むものであるので、Ｒ＆
Ｗ法においても軽量で加工性のよいコイル用ボビンを選
択でき、巻替えによる屈曲歪の発生を低減し、高い臨界
電流値Ｉc を有する超電導コイルが得られる。
【図１】 本発明の一実施形態を示す斜視図。
【図２】 本発明の他の一実施形態を示す側面図。
【図３】 超電導コイルの通電試験における測定値を示
すグラフ。
すグラフ。
【図４】 従来の巻線方法を示す側面図。
２…超電導線、１０…超電導コイル、１１…熱処理用ボ
ビン、１２…コイル用ボビン、１３…ガイド、Ｘ…回転
軸。
ビン、１２…コイル用ボビン、１３…ガイド、Ｘ…回転
軸。
Claims (3)
- 【請求項１】 超電導線の製造時に熱処理用ボビンに巻
かれた超電導線をコイル用ボビンに巻取るに際して、熱
処理用ボビンとコイル用ボビンとを同軸上に配置し、熱
処理用ボビンから超電導線を螺旋状のまま繰り出し、双
方のボビンから独立して設けられたガイドを経由してコ
イル用ボビンに巻取る工程を含む超電導コイルの製造方
法。 - 【請求項２】 周面がコイル用ボビンに向かって漸次縮
径するテーパ状に形成された熱処理用ボビンを用いる請
求項１に記載の超電導コイルの製造方法。 - 【請求項３】 コイル用ボビンに巻取るに際して、超電
導線の巻きピッチを制御する手段を用いる請求項１に記
載の超電導コイルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8290859A JPH10135061A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 超電導コイルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8290859A JPH10135061A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 超電導コイルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135061A true JPH10135061A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17761424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8290859A Withdrawn JPH10135061A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 超電導コイルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10135061A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005333040A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 超電導コイル |
| JP2006253592A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超電導コイル及びその製造方法 |
| US20160163427A1 (en) * | 2014-03-12 | 2016-06-09 | Luvata Waterbury, Inc. | Methods and systems for preparing superconductors for reaction and integration |
| US20220005632A1 (en) * | 2018-09-28 | 2022-01-06 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Insulation-coated compound superconducting wire and rewinding method thereof |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP8290859A patent/JPH10135061A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005333040A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 超電導コイル |
| JP4652721B2 (ja) * | 2004-05-21 | 2011-03-16 | 古河電気工業株式会社 | 超電導コイル |
| JP2006253592A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超電導コイル及びその製造方法 |
| US20160163427A1 (en) * | 2014-03-12 | 2016-06-09 | Luvata Waterbury, Inc. | Methods and systems for preparing superconductors for reaction and integration |
| US9941033B2 (en) * | 2014-03-12 | 2018-04-10 | Luvata Waterbury, Inc. | Methods and systems for preparing superconductors for reaction and integration |
| US20220005632A1 (en) * | 2018-09-28 | 2022-01-06 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Insulation-coated compound superconducting wire and rewinding method thereof |
| US12020830B2 (en) * | 2018-09-28 | 2024-06-25 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Insulation-coated compound superconducting wire and rewinding method thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |