JPS61120405A - 超電導筒形コイルの製造方法 - Google Patents
超電導筒形コイルの製造方法Info
- Publication number
- JPS61120405A JPS61120405A JP24055284A JP24055284A JPS61120405A JP S61120405 A JPS61120405 A JP S61120405A JP 24055284 A JP24055284 A JP 24055284A JP 24055284 A JP24055284 A JP 24055284A JP S61120405 A JPS61120405 A JP S61120405A
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- Japan
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- prepreg tape
- coil
- conductor
- temperature
- axial direction
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-
- H—ELECTRICITY
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、超電導筒形コイルの製造方法に係り、特に大
型の筒形コイルの製造に適する方法に関するものである
。
型の筒形コイルの製造に適する方法に関するものである
。
Ｃ従来技術とその問題点〕
一般に超を導筒形コイルは、筒形の巻枠の外周に絶縁導
体を螺旋状に密に巻き付けるか、あるいは筒形の巻枠の
内周面に絶縁導体を密に巻き込んでい（ことによ°り形
成される。
体を螺旋状に密に巻き付けるか、あるいは筒形の巻枠の
内周面に絶縁導体を密に巻き込んでい（ことによ°り形
成される。
゛この場合の絶縁導体は、例えば第４ｒｊ！Ｊに示すよ
うに、平角形の超電導線ｌにプリプレグテープ２を巻い
て絶縁したものである。超電導Ｉｌｌは例えば内部にＮ
ｂ−Ｔｉの超！導体１ａを育し、そのまわりに９９．９
９％以上の高純度アルミニウムよりなる安定化材１ｂを
設けたものである。またプリプレグテープ２は、ガラス
繊維ｔＰどからなる織布にエポキシ樹脂などの熱硬化性
樹脂を液状で含浸させた後、半硬化状態（Ｂステージ）
にしたものである。
うに、平角形の超電導線ｌにプリプレグテープ２を巻い
て絶縁したものである。超電導Ｉｌｌは例えば内部にＮ
ｂ−Ｔｉの超！導体１ａを育し、そのまわりに９９．９
９％以上の高純度アルミニウムよりなる安定化材１ｂを
設けたものである。またプリプレグテープ２は、ガラス
繊維ｔＰどからなる織布にエポキシ樹脂などの熱硬化性
樹脂を液状で含浸させた後、半硬化状態（Ｂステージ）
にしたものである。
このような絶縁導体３を巻回して筒形コイルを形成し、
その後プリプレグテープの硬化に必要な温度と時間の加
熱を行ワて硬化反応を起こさせ、隣接する絶縁導体を相
互に一体化して完成品とする。
その後プリプレグテープの硬化に必要な温度と時間の加
熱を行ワて硬化反応を起こさせ、隣接する絶縁導体を相
互に一体化して完成品とする。
しかしながら絶縁導体を螺旋状に巻回していくと、絶縁
導体の蛇行やバネ性による戻り等が発生し、絶縁導体間
に不均一なギャップが生じる。このため従来は最終工程
でプリプレグテープの加熱（１５０−１６０℃）硬化を
行う際に、コイル長が所定の寸法に納まるように軸方向
の加圧を行って上記ギャップをなくすようにしている。
導体の蛇行やバネ性による戻り等が発生し、絶縁導体間
に不均一なギャップが生じる。このため従来は最終工程
でプリプレグテープの加熱（１５０−１６０℃）硬化を
行う際に、コイル長が所定の寸法に納まるように軸方向
の加圧を行って上記ギャップをなくすようにしている。
しかしこの方法では、コイル長が長く、軸方向の巻き数
が多い場合には、絶縁導体と巻枠間の摩擦抵抗のために
端部加圧部から離れるに従って軸方向加圧力が徐々に減
じられるため、軸方向の導体密度を均一にすることが困
難である。
が多い場合には、絶縁導体と巻枠間の摩擦抵抗のために
端部加圧部から離れるに従って軸方向加圧力が徐々に減
じられるため、軸方向の導体密度を均一にすることが困
難である。
このため従来の方法で製造された筒形コイルは、その内
部において均質な磁界が得られないという問題がある。
部において均質な磁界が得られないという問題がある。
またこの種の筒形コイルは外部磁気通路部材の中に幾何
学的中心が一致するように挿入した状態で使用されるが
、上記のように導体密度が不均一であると、筒形コイル
の電磁気的中心と幾何学的中心のずれが生じるため、励
磁された際にコイルに強大な電磁力が作用してコイルが
破壊されてしまうという問題がある。
学的中心が一致するように挿入した状態で使用されるが
、上記のように導体密度が不均一であると、筒形コイル
の電磁気的中心と幾何学的中心のずれが生じるため、励
磁された際にコイルに強大な電磁力が作用してコイルが
破壊されてしまうという問題がある。
上記のような従来技術の問題点を解決するため本発明は
、超電４ｖＡにプリプレグテープを巻いて絶縁してなる
絶縁導体を、螺旋状にｖ！Ｂ巻きして筒形のコイルを形
成し、その後加熱して上記プリプレグテープを硬化させ
る超電導筒形コイルの製造方法において、上記加熱硬化
を行う前に、上記コイルを、上記プリプレグテープの硬
化温度より十分低く、かつ上記プリプレグテープの樹脂
が半硬化状態から軟化してフローできる温度に加熱しつ
つ、軸方向に加圧して、コイル内部導体配置を整えるこ
とを特徴とするものである。
、超電４ｖＡにプリプレグテープを巻いて絶縁してなる
絶縁導体を、螺旋状にｖ！Ｂ巻きして筒形のコイルを形
成し、その後加熱して上記プリプレグテープを硬化させ
る超電導筒形コイルの製造方法において、上記加熱硬化
を行う前に、上記コイルを、上記プリプレグテープの硬
化温度より十分低く、かつ上記プリプレグテープの樹脂
が半硬化状態から軟化してフローできる温度に加熱しつ
つ、軸方向に加圧して、コイル内部導体配置を整えるこ
とを特徴とするものである。
このようにすると、プリプレグテープの樹脂が軟らかい
状態で導体配置の矯正が行われるため、巻枠と絶縁導体
との摩擦抵抗が少なく、容易に軸方向の導体密度を均一
化できる。
状態で導体配置の矯正が行われるため、巻枠と絶縁導体
との摩擦抵抗が少なく、容易に軸方向の導体密度を均一
化できる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。
。
実施例１
第１図は本発明の方法により製造された超電導筒形コイ
ルの断面を示している。この筒形コイルは例えば直径３
ｍ、軸方向長さ５ｍ程度の大型コイルである０図におい
て、４は円筒形の巻枠、３はその巻枠４の内周面に巻き
込まれてコイルを形成する第４図のような絶縁導体であ
ろ、なお巻枠４の内周面には予め絶縁材５が内張すされ
ている。
ルの断面を示している。この筒形コイルは例えば直径３
ｍ、軸方向長さ５ｍ程度の大型コイルである０図におい
て、４は円筒形の巻枠、３はその巻枠４の内周面に巻き
込まれてコイルを形成する第４図のような絶縁導体であ
ろ、なお巻枠４の内周面には予め絶縁材５が内張すされ
ている。
６ａ・６ｂは絶縁リング、７ａ・７ｂは押さえリング、
８は締付は用のボルトナツトである。
８は締付は用のボルトナツトである。
このような筒形コイルを製造するに際し、まず巻枠４の
下端に押さえリング７ａを固定し、絶縁リング６ａを設
置する。この状態で巻枠４の内周面に絶縁導体３を巻き
込んでコイル９を形成する。
下端に押さえリング７ａを固定し、絶縁リング６ａを設
置する。この状態で巻枠４の内周面に絶縁導体３を巻き
込んでコイル９を形成する。
この段階では絶縁導体３の蛇行やバネ性による戻り等で
絶縁導体３間に不均一なギャップが生じている。
絶縁導体３間に不均一なギャップが生じている。
このギャップをなくして軸方向の導体密度を均一化する
ために、次に硬化温度より十分低い温度で加熱しつつ軸
方向の加圧を行う、このときの加熱温度は、プリプレグ
テープの樹脂が半硬化状態から軟化し、加圧により容易
にフローできる温度であり、かつ後工程でプリプレグテ
ープを加熱硬化した際に接着力等プリプレグテープの性
能に支障のない温度とする。
ために、次に硬化温度より十分低い温度で加熱しつつ軸
方向の加圧を行う、このときの加熱温度は、プリプレグ
テープの樹脂が半硬化状態から軟化し、加圧により容易
にフローできる温度であり、かつ後工程でプリプレグテ
ープを加熱硬化した際に接着力等プリプレグテープの性
能に支障のない温度とする。
第３図は、巻き数１００ターン、軸方向圧力１．５ｋｇ
／ｍｓ’のときの、コイルの温度と変位量の関係を示す
、はぼ５０℃でプリプレグテープの樹脂が軟化し、最大
に近い変位量が得られる。使用したプリプレグテープは
、エポキシ樹脂ＣＹ１７５（ＣＩＢＡ−ＧＩＧＥＹ社製
）１００部にモノメチルアミン錯体（Ｒｈ−１１Ｅ）
５部を混入してフェス状とし、これをガラステープに含
浸させ、半硬化させたものである。このプリプレグテー
プの硬化温度は１５０℃であるが、６０℃以下の温度で
の加熱ならば性能低下のおそれはない、したがって導体
配置を整えるための加熱は５０〜６０℃程度で行うとよ
い。
／ｍｓ’のときの、コイルの温度と変位量の関係を示す
、はぼ５０℃でプリプレグテープの樹脂が軟化し、最大
に近い変位量が得られる。使用したプリプレグテープは
、エポキシ樹脂ＣＹ１７５（ＣＩＢＡ−ＧＩＧＥＹ社製
）１００部にモノメチルアミン錯体（Ｒｈ−１１Ｅ）
５部を混入してフェス状とし、これをガラステープに含
浸させ、半硬化させたものである。このプリプレグテー
プの硬化温度は１５０℃であるが、６０℃以下の温度で
の加熱ならば性能低下のおそれはない、したがって導体
配置を整えるための加熱は５０〜６０℃程度で行うとよ
い。
また軸方向の加圧力は、１．５ ｋｇ／ｍｍ”程度であ
れば超電導線および絶縁層に損傷が生じることはない、
この軸方向の加圧は、圧力により絶縁導体３が変位して
もコイル長が規定寸法になるまでは、はぼ一定の圧力が
保てるように、油圧装置などを使って行うとよい、さら
に軸方向の加圧を行う際には、コイル９を巻枠４の内面
に押し付けるような径方向の力をかけておくことが、コ
イル９と巻枠４の密着性を向上させる上で好ましい。
れば超電導線および絶縁層に損傷が生じることはない、
この軸方向の加圧は、圧力により絶縁導体３が変位して
もコイル長が規定寸法になるまでは、はぼ一定の圧力が
保てるように、油圧装置などを使って行うとよい、さら
に軸方向の加圧を行う際には、コイル９を巻枠４の内面
に押し付けるような径方向の力をかけておくことが、コ
イル９と巻枠４の密着性を向上させる上で好ましい。
以上の軟化温度での加熱と軸方向加圧が終了したならば
、巻枠４の上端に絶縁リング６ｂを設置し、押さえリン
グ７ｂを固定した上で、全体を硬化温度で加熱（１５０
℃ １６時間）して、プリプレグテープ絶縁層を硬化さ
せる。これにより超電導筒形コイルが完成する。
、巻枠４の上端に絶縁リング６ｂを設置し、押さえリン
グ７ｂを固定した上で、全体を硬化温度で加熱（１５０
℃ １６時間）して、プリプレグテープ絶縁層を硬化さ
せる。これにより超電導筒形コイルが完成する。
実施例２
第２図は本発明の方法により製造された超電導筒形コイ
ルの他の例を示す、第１図に対応する部分には同じ符号
が付しである。
ルの他の例を示す、第１図に対応する部分には同じ符号
が付しである。
本実施例では筒形コイルを製造するにあたり、コイルを
４つのブロック９ａ〜９ｄに分け、第１ブロツク９ａか
ら順に形成していく、まず巻枠４内に絶縁導体３を巻き
込み、コイルの第１ブロツク９ａを形成する。その後、
プリプレグテープの樹脂が軟化する低い温度での加熱と
軸方向の加圧とを行って導体配置を整える。このときの
条件は実施例１と同じである。これが済んだら室温にも
どし、加圧力を除去して、第１ブロツク９ａの形成を終
える。
４つのブロック９ａ〜９ｄに分け、第１ブロツク９ａか
ら順に形成していく、まず巻枠４内に絶縁導体３を巻き
込み、コイルの第１ブロツク９ａを形成する。その後、
プリプレグテープの樹脂が軟化する低い温度での加熱と
軸方向の加圧とを行って導体配置を整える。このときの
条件は実施例１と同じである。これが済んだら室温にも
どし、加圧力を除去して、第１ブロツク９ａの形成を終
える。
次に第１ブロツク９ａの巻終わり端に絶縁導体を接続し
、それを巻枠４内に巻き込んで第２ブロツク９ｂを形成
する。その後、第１ブロツク９ａと同様の加熱、加圧を
行って第２ブロツク９ｂの形成を終える。なおこのとき
第１ブロツク９ａＬ加熱されないようにしておくことが
好ましい、以後同様の作業を繰り返して第４ブロツク９
ｄまでの形成を行う。
、それを巻枠４内に巻き込んで第２ブロツク９ｂを形成
する。その後、第１ブロツク９ａと同様の加熱、加圧を
行って第２ブロツク９ｂの形成を終える。なおこのとき
第１ブロツク９ａＬ加熱されないようにしておくことが
好ましい、以後同様の作業を繰り返して第４ブロツク９
ｄまでの形成を行う。
このようにブロック毎に軟化温度での加熱、加圧を行う
と、各ブロックは巻き数が少なく、巻枠４との摩擦抵抗
も小さいため、軸方向加圧力は各ターンの絶縁導体３に
比較的均一に加わるようになり、コイル９内における一
縁導体３の軸方向密度をいっそう均一にできる。
と、各ブロックは巻き数が少なく、巻枠４との摩擦抵抗
も小さいため、軸方向加圧力は各ターンの絶縁導体３に
比較的均一に加わるようになり、コイル９内における一
縁導体３の軸方向密度をいっそう均一にできる。
なお、押さえリング７ａ・７ｂおよび絶縁リング６ａ・
６ｂを取り付けること、最後に全体をプリプレグテープ
の硬化温度で加熱を行うことなどは実施例１と同じであ
る。
６ｂを取り付けること、最後に全体をプリプレグテープ
の硬化温度で加熱を行うことなどは実施例１と同じであ
る。
以上は本発明の実施例であり、本発明はこれに限定され
るものではない０例えば実施例２では、コイルを４ブロ
ツクに分けたが、このブロック数はコイルの長さや巻き
数に応じて適宜定めればよい。また上記各実施例では、
筒形の巻枠の内周面に絶縁導体を巻き込む場合を示した
が、巻枠の外周面に絶縁導体を巻き付ける場合でも、本
発明は同様に通用可能である。
るものではない０例えば実施例２では、コイルを４ブロ
ツクに分けたが、このブロック数はコイルの長さや巻き
数に応じて適宜定めればよい。また上記各実施例では、
筒形の巻枠の内周面に絶縁導体を巻き込む場合を示した
が、巻枠の外周面に絶縁導体を巻き付ける場合でも、本
発明は同様に通用可能である。
以上説明したように本発明によれば、プリプレグテープ
を加熱硬化させる前に、プリプレグテープが軟化する温
度での加熱と軸方向の加圧とを行うようにしたので、筒
形コイルの軸方向の導体密度を均一にすることができ、
均質な磁界が得られるようになる利点がある。また軸方
向の導体密度が均一になれば、筒形コイルの幾何学的中
心と電磁気的中心の一致性が高まるから、筒形コイルを
外部磁気通路部材の中に挿入して使用しても、それに作
用する電磁力は小さくて済み、破壊の危険性を低減でき
る。また同時にコイル支持部材の強度を下げることも可
能となるので、支持部材を伝わって外部からの侵入する
熱も少なくなり、冷媒（液化ヘリウム等）の使用量を低
減することができる。
を加熱硬化させる前に、プリプレグテープが軟化する温
度での加熱と軸方向の加圧とを行うようにしたので、筒
形コイルの軸方向の導体密度を均一にすることができ、
均質な磁界が得られるようになる利点がある。また軸方
向の導体密度が均一になれば、筒形コイルの幾何学的中
心と電磁気的中心の一致性が高まるから、筒形コイルを
外部磁気通路部材の中に挿入して使用しても、それに作
用する電磁力は小さくて済み、破壊の危険性を低減でき
る。また同時にコイル支持部材の強度を下げることも可
能となるので、支持部材を伝わって外部からの侵入する
熱も少なくなり、冷媒（液化ヘリウム等）の使用量を低
減することができる。
第１図および第２図はそれぞれ本発明の方法により製造
された超電導筒形コイルを示す断面図、第３図はプリプ
レグテープで絶縁したコイルを軸方向に加圧した場合に
おける温度と変位量の関係を示すグラフ、第４図は超電
導筒形コイル形成用の絶縁導体の一例を示す斜視図であ
る。 １〜超！導線、２〜プリプレグテープ、３〜絶絶縁体、
４〜巻枠、９〜コイル。 第１図 第２図 第３図 コイル温度 （Ｃ）
された超電導筒形コイルを示す断面図、第３図はプリプ
レグテープで絶縁したコイルを軸方向に加圧した場合に
おける温度と変位量の関係を示すグラフ、第４図は超電
導筒形コイル形成用の絶縁導体の一例を示す斜視図であ
る。 １〜超！導線、２〜プリプレグテープ、３〜絶絶縁体、
４〜巻枠、９〜コイル。 第１図 第２図 第３図 コイル温度 （Ｃ）
Claims (1)
- 超電導線にプリプレグテープを巻いて絶縁してなる絶縁
導体を、螺旋状に密巻きして筒形のコイルを形成し、そ
の後加熱して上記プリプレグテープを硬化させる超電導
筒形コイルの製造方法において、上記加熱硬化を行う前
に、上記コイルを、上記プリプレグテープの硬化温度よ
り十分低く、かつ上記プリプレグテープの樹脂が半硬化
状態から軟化してフローできる温度に加熱しつつ軸方向
に加圧して、コイル内部導体配置を整えることを特徴と
する超電導筒形コイルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24055284A JPS61120405A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 超電導筒形コイルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24055284A JPS61120405A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 超電導筒形コイルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61120405A true JPS61120405A (ja) | 1986-06-07 |
| JPH0374010B2 JPH0374010B2 (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=17061221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24055284A Granted JPS61120405A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 超電導筒形コイルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61120405A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011065431A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | 株式会社フジクラ | 超電導コイル及び超電導コイルの製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59175101A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-03 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 超電導コイルの製造方法 |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP24055284A patent/JPS61120405A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59175101A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-03 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 超電導コイルの製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011065431A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | 株式会社フジクラ | 超電導コイル及び超電導コイルの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0374010B2 (ja) | 1991-11-25 |
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