(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のテープ状の超電導導体の積層体同士が並列され、これら積層体を構成する複数本のテープ状の超電導導体が転位撚り合わされてなる転位超電導テープユニットであって、
前記転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープが遊びを持たせて巻き付けられ、該転位撚り構造保持用テープの一部分は前記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に介在されており、前記の各テープ状の超電導導体は最外層に表面平滑性を有する絶縁被膜が形成されたものであることを特徴とする転位超電導テープユニット。
【請求項２】
前記転位撚り構造保持用テープは一方の面の両端部に粘着部が形成されたものであり、前記転位撚り構造保持用テープの粘着部間に位置する非粘着部は、前記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に介在されており、前記転位撚り構造保持用テープの一方の端部は前記一方の積層体の周囲を通って前記粘着部が前記非粘着部に貼着され、他方の端部は前記一方の積層体の周囲と他方の積層体の周囲を順次通って前記転位撚り構造保持用テープの粘着部形成面と反対側の面に前記粘着部が貼着されていることを特徴とする請求項１記載の転位超電導テープユニット。
【請求項３】
前記転位撚り構造保持用テープは一方の面の一方の端部に粘着部が形成されたものであり、前記転位撚り構造保持用テープの他方の端部は前記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に介在されるか、又は前記積層体の間を通って外側に導出され、前記一方の端部は前記一方の積層体の周囲と他方の積層体の周囲を順次通って前記転位撚り構造保持用テープの粘着部形成面と反対側の面に前記粘着部が貼着されていることを特徴とする請求項１記載の転位超電導テープユニット。
【請求項４】
複数本のテープ状の超電導導体の積層体同士が並列され、これら積層体を構成する複数本のテープ状の超電導導体が転位撚り合わされてなる転位超電導テープユニットであって、
該転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープが遊びを持たせて巻き付けられており、前記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に他の転位撚り構造保持用テープが介在されており、前記の各テープ状の超電導導体は最外層に表面平滑性を有する絶縁被膜が形成されたものであることを特徴とする転位超電導テープユニット。
【請求項５】
前記他の転位撚り構造保持用テープは、前記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に縦に配置されていることを特徴とする請求項４記載の転位超電導テープユニット。
【請求項６】
前記表面平滑性を有する絶縁被膜のヤング率が１５０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の転位超電導テープユニット。
【請求項７】
前記表面平滑性を有する絶縁被膜の硬度がロックウエル硬さでＭ５０以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の転位超電導テープユニット。
【請求項８】
前記絶縁被膜は紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の転位超電導テープユニット。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の転位超電導テープユニットを用いたことを特徴とする超電導応用機器。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の転位超電導テープユニットが管体の周囲に巻回されてなることを特徴とする超電導ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テープ状の超電導導体を複数本転位撚り合わせた転位超電導テープユニット及びこれを用いた超電導応用機器に係わり、詳しくは巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を維持でき、交流電流通電時の偏流を抑制できる転位超電導テープユニット及びこれを用いた超電導応用機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超電導ケーブル、超電導変圧器、超電導マグネット、超電導限流器等の超電導応用機器には、テープ状の超電導導体を複数本転位撚り合わせた転位超電導テープユニットが用いられている。
図１３は、従来の転位超電導テープユニットが備えられた超電導ケーブルの例を示す斜視図であり、図１４は、図１３の超電導ケーブルに備えられた転位超電導テープユニットの説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
図１３の超電導ケーブル１１０は、交流電流通電時において偏流を抑制した構造を有するもので、パイプ状のフォーマ（管体）１１７の周囲に転位超電導テープユニット１１５が螺旋状に巻回されて超電導体層１２４が複数層積層され、これら超電導体層１２４、１２４間に絶縁テープ等からなる層間絶縁層１２５が介在されてなるものである。
この転位超電導テープユニット１１５は、図１４（ａ）に示すようにテープ状の超電導導体（超電導テープ）１１８を複数本（図面では５本）転位撚り合わせてなる長尺の帯状のものである。この転位超電導テープユニット１１５では、テープ状の超電導導体１１８の複数本を集合して撚り合わす際に、各テープ状の超電導導体１１８がその長尺方向において、順次その位置を代えて変位するように撚り合わすことにより、後述の各超電導素線１１９のインピーダンスを均等にしている。
【０００３】
フォーマ１１７の表面は、該フォーマ１１７と転位超電導テープユニット１１５間の通電を抑制するために絶縁処理が施されている。また、このフォーマ１１７の内部は、冷却媒体の流路とされ、テープ状の超電導導体１１８の冷却が行われる。
テープ状の超電導導体１１８は、図１４（ｂ）に示すように、超電導多心素線（超電導素線）が平坦化されてなるテープ状の超電導素線１１９の表面に硫化処理が施されて高抵抗化膜１２０が形成されてなるものである。上記超電導多心素線は、Ａｇ等から形成されたシース材からなる基地の内部に、超電導フィラメントなどの超電導体からなるコア部または熱処理により超電導体となる材料を有するコア部が備えられてなるものである。上記コア部の超電導体あるいは熱処理により超電導体となる材料としては、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ1Ｃｕ2Ｏx （Ｂｉ２２１２相）、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏy（Ｂｉ２２２３相）などで示される組成を持つものが用いられる。
上記のような構成の超電導ケーブル１１０の外側には、図示しない半導体層、絶縁層、保護層、断熱層、防食層などが必要に応じて形成されて使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の転位超電導テープユニット１１５では、テープ状の超電導導体１１８の剛性が高いことから転位撚り構造が乱れ易いために、転位超電導テープユニット１１５の一定間隔毎に図１４の二点鎖線で示すように粘着テープ１２７を環状に巻き付け、貼り付けていた。この粘着テープ１２７は、転位超電導テープユニット１１５と接する側の面全体に粘着層が形成されたものである。
【０００５】
しかしながら上記のような粘着テープ１２７が貼り付けられた転位超電導テープユニット１１５は、各超電導導体１１８は粘着テープ１２７に固定された状態となっているので、言い換えれば、超電導導体１１８・・・が一体化されたようになっているので、転位超電導テープユニット１１５に曲げ歪みが印加された場合に、この一体化された超電導導体１１８・・・に歪みがかかり、特に、転位超電導テープユニット１１５の最上部（最外部）に位置するテープ状の超電導導体１１８・・・に大きく曲げ歪みが加わってしまうことがある。
【０００６】
転位超電導テープユニット１１５を超電導ケーブル等の超電導応用機器に応用する場合には、転位超電導テープユニット１１５をフォーマ１１７の周囲に巻き付ける工程や、転位超電導テープユニット１１５をフォーマ１１７に巻き付けた超電導ケーブル１１０をドラムに巻き取る工程などの工程において転位超電導テープユニット１１５にある一定の歪みが印加されることになるが、上記のような粘着テープ１２７が貼り付けられた転位超電導テープユニット１１５では、テープ状の超電導導体１１８の許容値以上に曲げ歪みが加わることがあり、このように超電導導体１１８・・・が大きく歪むと、転位撚構造が乱れ、交流電流通電時における交流損失が大きくなり、偏流が起こってしまう。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持でき、交流電流通電時の交流損失を低減でき、偏流を抑制できる転位超電導テープユニットを提供することを目的とする。
また、本発明は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持でき、交流電流通電時の交流損失を低減でき、偏流を抑制できる転位超電導テープユニットを用いた超電導ケーブル、超電導変圧器、超電導マグネット、超電導限流器等の超電導応用機器の提供を他の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数本のテープ状の超電導導体の積層体同士が並列され、これら積層体を構成する複数本のテープ状の超電導導体が転位撚り合わされてなる転位超電導テープユニットであって、
該転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープが遊びを持たせて巻き付けられ、該転位撚り構造保持用テープの一部分は上記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に介在されており、上記の各テープ状の超電導導体は最外層に表面平滑性を有する絶縁被膜が形成されたものであることを特徴とする転位超電導テープユニットを上記課題の解決手段とした。
【０００９】
本発明の転位超電導テープユニットにおいて、上記転位撚り構造保持用テープは一方の面の両端部に粘着部が形成されたものであってもよい。この転位撚り構造保持用テープの粘着部間に位置する非粘着部は、上記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に介在されており、上記転位撚り構造保持用テープの一方の端部は上記一方の積層体の周囲を通って上記粘着部が上記非粘着部に貼着され、他方の端部は上記一方の積層体の周囲と他方の積層体の周囲を順次通って上記転位撚り構造保持用テープの粘着部形成面と反対側の面に上記粘着部が貼着されていてもよい。
【００１０】
また、本発明の転位超電導テープユニットにおいて、上記転位撚り構造保持用テープは一方の面の一方の端部に粘着部が形成されたものであってもよい。この転位撚り構造保持用テープの他方の端部は上記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に介在されるか、又は上記積層体の間を通って外側に導出され、上記一方の端部は上記一方の積層体の周囲と他方の積層体の周囲を順次通って上記転位撚り構造保持用テープの粘着部形成面と反対側の面に上記粘着部が貼着されていてもよい。
【００１１】
また、本発明は、複数本のテープ状の超電導導体の積層体同士が並列され、これら積層体を構成する複数本のテープ状の超電導導体が転位撚り合わされてなる転位超電導テープユニットであって、
該転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープが遊びを持たせて巻き付けられており、上記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に他の転位撚り構造保持用テープが介在されており、前記の各テープ状の超電導導体は最外層に表面平滑性を有する絶縁被膜が形成されたものであることを特徴とする転位超電導テープユニットを上記課題の解決手段とした。
【００１２】
また、本発明の転位超電導テープユニットにおいて、上記他の転位撚り構造保持用テープは、上記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に縦に配置されていてもよい。
また、本発明の転位超電導テープユニットにおいて、各テープ状の超電導導体の最外層に形成される表面平滑性を有する絶縁被膜のヤング率が１５０ＭＰａ以上であることが好ましい。
また、本発明の転位超電導テープユニットにおいて、各テープ状の超電導導体の最外層に形成される表面平滑性を有する絶縁被膜の硬度がロックウエル硬さでＭ５０以上であることが好ましい。
また、本発明の転位超電導テープユニットにおいて、各テープ状の超電導導体の最外層に形成される表面平滑性を有する絶縁被膜の膜厚が３μｍ〜３０μｍであることが好ましい。
【００１３】
本発明において、上記テープ状の超電導導体としては、テープ状の超電導素線の表面に硫化処理が施されて高抵抗化膜が形成され、さらにこれの表面に表面平滑性を有する絶縁被膜が形成されたものであってもよい。
本発明において、上記テープ状の超電導素線は、超電導体からなるコア部または熱処理により超電導体となる材料を有するコア部がシース材からなる基地の内部に備えられてなる超電導素線を平坦化してなるものであり、上記高抵抗化膜は上記基地を形成するシース材よりも電気抵抗率の高いものであることが好ましい。
【００１４】
上記コア部をなす超電導体またはコア部の熱処理により超電導体となる材質としては、単体では機械的に脆い性質を有する超電導材料が挙げることができ、例えば、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ1Ｃｕ2Ｏx （Ｂｉ２２１２相）、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏy（Ｂｉ２２２３相）、Ｂｉ1.6Ｐｂ0.4Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｔｌ2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏy、Ｙ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7-xなどで示される組成をもつ酸化物超電導材料のような高温超電導材料や、Ｎｂ3Ｓｎ、Ｎｂ3Ａｌなどで示される組成をもつ超電導材料のうちから選択された一種以上のものが用いられ、特に、Ｂｉ系２２２３相またはＢｉ系２２１２相のＢｉ系酸化物超電導材料が用いられることが好ましい。
【００１５】
上記シース材が、Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ等の貴金属あるいはそれらの合金あるいは強化銀（Ａｇ−０．２ｗｔ％Ｍｇ−０．３ｗｔ％Ｓｂ）からなるものであることが好ましい。
上記高抵抗化膜は、上記シース材の硫化物からなるものであることが好ましく、このなかでも硫化銀からなることがさらに好ましい。
上記表面平滑性を有する絶縁被膜の材質としては、上記テープ状の超電導素線との密着性が良好で、特に上記シース材との密着性が良好で、テープ状の超電導導体同士の摩擦力を小さくできる材料が用いられ、例えば、ＪＳＲ株式会社製のＲ２０１２、Ｒ２０２７、Ｒ２０３１、Ｒ２０７０（Ｒ２０１２〜Ｒ２０７０はいずれも商品名）等の紫外線硬化型樹脂が用いられる。
【００１６】
上記転位超電導テープユニットの周囲に遊びを持たせて巻き付けられる転位撚り構造保持用テープの材質としては、du Pont社製のカプトン（商品名）等のポリイミドテープ、ポリプロピレンテープ、ポリエステルテープ等のうちから選択されたものが用いられることが好ましい。
上記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に介在される他の転位撚り構造保持用テープの材質としては、du Pont社製のカプトン（商品名）等のポリイミドテープ、ポリプロピレンテープ、ポリエステルテープ、プラスチックテープ、紙テープ等のうちから選択されたものが用いられることが好ましい。
また、他の転位撚り構造保持用テープの材質としては、補強を兼ねてＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレス鋼、Ｃｕ合金テープ等のうちから選択されたものを用いてもよく、超電導特性の安定化を兼ねてＣｕテープ、Ａｇテープ、Ａｌテープ等のうちから選択されたものを用いてもよい。
本発明の転位超電導テープユニットにおいては、上記テープ状の超電導導体の横断面形状が矩形状であることが好ましい。また、上記他の転位撚り構造保持用テープの横断面形状が矩形状であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、上記のいずれかの構成の本発明の転位超電導テープユニットを用いたことを特徴とする超電導応用機器を上記課題の解決手段とした。
また、本発明は、上記のいずれかの構成の本発明の転位超電導テープユニットが管体の周囲に巻回されてなることを特徴とする超電導ケーブルを上記課題の解決手段とした。上記管体は、ステンレス鋼製とされることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る転位超電導テープユニットと、これを用いた超電導応用機器の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
（転位超電導テープユニットの第１の実施形態）
図１は、本発明の転位超電導テープユニットの第１の実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
本実施形態の転位超電導テープユニット１５は、図１（ａ）に示すように複数本（図面では１２本）のテープ状の超電導導体（超電導テープ）１８が転位撚り合わせてなる転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープ３０が遊びを持たせて巻き付けられたものである。この転位撚り構造保持用テープ３０は、転位超電導テープユニット１５の転位撚渡り部Ｐ、Ｐの間の位置毎に設けられている。
さらに詳しくは、テープ状の超電導導体（超電導テープ）１８を上下に積層した積層体（図面では超電導導体１８を６本積層した積層体）１８ａ、１８ａが左右に並列され、これら積層体１８ａ、１８ａを構成する複数本のテープ状の超電導導体１８が転位撚り合わされてなる転位超電導テープユニット１５であって、該転位超電導テープユニット１５の周囲に遊びを持たせて巻き付けられた転位撚り構造保持用テープ３０の一部分は複数本のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に介在されているものである。
転位超電導テープユニット１５を構成する複数本のテープ状の超電導導体１８は撚り合わす際に各テープ状の超電導導体１８がその長尺方向において、順次その位置を代えて変位するように撚り合わされたものである。
【００１９】
上記テープ状の超電導導体１８は、図１（ｂ）に示すようにテープ状の超電導素線１９の表面に硫化処理が施されて高抵抗化膜２０が形成され、さらに高抵抗化膜２０の表面に表面平滑性を有する絶縁被膜２１が形成されてなるものある。このテープ状の超電導導体１８は最外層に表面平滑性を有する絶縁被膜２１を有している。
この超電導導体１８の横断面形状は、矩形状とすることが好ましい。この超電導導体１８の具体的寸法は、幅１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の範囲のものとされる。
上記高抵抗化膜２０は、後述するシース材の硫化物からなるものであり、このなかでも硫化銀からなることが好ましい。このような高抵抗化膜２０は、後述する基地２９を形成するシース材よりも電気抵抗率が高くなっていることが、テープ状の超電導導体１８の表面を高抵抗化することができ、隣接するテープ状の超電導導体１８のシース材２９に渦電流が導通することがなく、各々のテープ状の超電導導体１８の内部に渦電流が留まるようにできる点で好ましい。例えば、基地２９が電気抵抗率の低いＡｇ（７７Ｋにおいて電気抵抗率が０．３μΩｃｍ）等から構成されている場合、該基地２９の周囲の高抵抗化膜２０が電気抵抗率の高い硫化銀（７７ＫにおいてＡｇの電気抵抗率の約１０3倍以上の電気抵抗率を有する）などから構成される。
【００２０】
上記テープ状の超電導素線１９は、図２に示すような超電導多心素線（超電導素線）２５が平坦化されてなるものである。この超電導素線１９の横断面形状は、矩形状とすることが好ましい。この超電導素線１９は、幅１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の範囲のものとされる。
上記超電導多心素線２５は、超電導フィラメントなどの複数本の超電導体２７からなるコア部２８または熱処理により超電導体となる材料２７を有するコア部２８がシース材からなる基地２９の内部に備えられてなるものである。
【００２１】
コア部２８の超電導体２７あるいは熱処理により超電導体となる材料２７としては、単体では機械的に脆い性質を有する超電導材料が挙げることができ、例えば、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ1Ｃｕ2Ｏx （Ｂｉ２２１２相）、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏy（Ｂｉ２２２３相）、Ｂｉ1.6Ｐｂ0.4Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｔｌ2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏy、Ｙ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7-xなどで示される組成をもつ酸化物超電導材料のような高温超電導材料や、Ｎｂ3Ｓｎ、Ｎｂ3Ａｌなどで示される組成をもつ超電導材料のうちから選択された一種以上のものが用いられ、特に、Ｂｉ系２２２３相またはＢｉ系２２１２相のＢｉ系酸化物超電導材料が用いられる。
基地２９を形成するシース材としては、Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ等の貴金属あるいはそれらの合金あるいは強化銀（Ａｇ−０．２ｗｔ％Ｍｇ−０．３ｗｔ％Ｓｂ）からなるものが用いられる。
上記のようなテープ状の超電導素線１９の表面は、平滑性は十分でなく、表面に微小の凹凸が形成されていることがあり、この凹凸はシース材中に添加された元素（特にＭｇ）が表面に拡散することに起因する。このような凹凸がテープ状の超電導素線１９の表面に生じていると、高抵抗化膜２０を形成しても凹凸が残ってしまう。
【００２２】
上記表面平滑性を有する絶縁被膜２１の材質としては、上記テープ状の超電導素線１９との密着性が良好で、特に上記シース材との密着性が良好で、テープ状の超電導導体１８、１８同士の摩擦力を小さくできる材料が用いられる。
絶縁被膜２１は硬度がロックウエル硬さでＭ５０以上であることが好ましい。絶縁被膜２１の硬度がＭ５０より小さいと、この転位超電導テープユニット１５を巻線加工等する際に曲げ歪み等の応力が印加された場合に、転位撚り構造保持用テープ３０が設けられていてもテープ状の超電導導体１８、１８同士の摩擦力が大きくなるため、テープ状の超電導導体１８が応力を緩和するように変形や移動しにくくなり、転位撚り構造保持用テープ３０を設ける効果が小さくなってしまう。
【００２３】
絶縁被膜２１のヤング率が１５０ＭＰａ以上であることが好ましい。絶縁被膜２１のヤング率が１５０ＭＰａより小さいと、この転位超電導テープユニット１５を巻線加工等する際に曲げ歪み等の応力が印加された場合に、転位撚り構造保持用テープ３０が設けられていてもテープ状の超電導導体１８、１８同士の摩擦力が大きくなるため、テープ状の超電導導体１８が応力を緩和するように変形や移動しにくくなり、転位撚り構造保持用テープ３０を設ける効果が小さくなってしまう。
【００２４】
絶縁被膜２１の材質の具体例としては、ウレタンアクリレート系樹脂等の紫外線硬化型樹脂で上記のような条件を満たすものが用いられ、さらに具体的にはＪＳＲ株式会社製のＲ２０１２、Ｒ２０２７、Ｒ２０３１、Ｒ２０７０（Ｒ２０１２〜Ｒ２０７０はいずれも商品名）等のうちから適宜選択して用いられる。上記Ｒ２０１２は、硬度がロックウエル硬さでＭ５０、ヤング率が５０ＭＰａのものである。上記Ｒ２０２７は、硬度がロックウエル硬さでＭ１００、ヤング率が２３０ＭＰａのものである。上記Ｒ２０３１は、硬度がロックウエル硬さでＭ１１０、ヤング率が２６０ＭＰａのものである。上記Ｒ２０７０は、硬度がロックウエル硬さでＭ１２０、ヤング率が２９０ＭＰａのものである。
【００２５】
この絶縁被膜２１の膜厚は３μｍ〜３０μｍであることが好ましい。絶縁被膜２１の膜厚が３μｍ未満であると、超電導素線１９や高抵抗化膜２０の表面に生じた凹凸をカバーすることができず、テープ状の超電導導体１８の表面に凹凸ができてしまい、表面平滑性が不十分である。絶縁被膜２１の膜厚が３０μｍを越えると、膜厚の均一性を確保することが難しくなり、またエッジ付近での膜厚が異常に大きくなる現象が生じてしまう。
上記のような絶縁被膜２１を最外層に有するテープ状の超電導導体１８は、表面平滑性が優れたものとなる。
【００２６】
転位撚り構造保持用テープ３０の材質としては、du Pont社製のカプトン（商品名）等のポリイミドテープ、ポリプロピレンテープ、ポリエステルテープ等を用いることができる。この転位撚り構造保持用テープ３０の具体的寸法は、幅５ｍｍ〜１５ｍｍ程度、厚さ０．０２５ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度の範囲のものとされる。
この転位撚り構造保持用テープ３０は、図３に示すように一方の面の両端部にそれぞれ粘着剤等からなる粘着部３２ａ、３２ｂが形成されており、これら粘着部３２ａ、３２ｂ間には非粘着部３３が形成されている。
粘着部３０ａ、３０ｂのうち一方の粘着部３２ａの長さＬ1は、例えば、１ｍｍ〜７ｍｍ程度の範囲であり、好ましくは４ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲であり、他方の粘着部３２ｂの長さＬ2は、例えば、７ｍｍ〜１２ｍｍ程度の範囲であり、好ましくは９ｍｍ〜１０ｍｍ程度の範囲である。
【００２７】
このような転位撚り構造保持用テープ３０は、粘着部３２ａ、３２ｂ間に位置する非粘着部３３が複数本のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に介在されている。さらにこの転位撚り構造保持用テープ３０の一方の端部３０ａは一方の積層体１８ａの周囲を通って粘着部３２ａが非粘着部３３に貼着され、他方の端部３０ｂは一方の積層体１８ａの周囲と他方の積層体１８ａの周囲を順次通って該転位撚り構造保持用テープ３０の粘着部形成面と反対側の面に粘着部３０ｂが貼着されている。
このように転位撚り構造保持用テープ３０は、一方の面のみに粘着部３２ａ、３２ｂが部分的に形成されており、これら粘着部３２ａ、３２ｂは転位撚り構造保持用テープ３０の非粘着部３３やテープ３０の粘着部形成面と反対側の面に貼着され、テープ状の超電導導体１８に貼着されていないので、各テープ状の超電導導体１８は転位撚り構造保持用テープ３０に固定されておらず、複数のテープ状の超電導導体１８は束ねられているものの一体化せずに複数のテープ状の超電導導体１８がそれぞれ分離した状態となっている。
【００２８】
次に、図１に示した転位超電導テープユニット１５の製造方法の一例を工程順に説明する。
〔原料粉末処理工程〕
酸化物超電導物質の原料粉末、例えばＢｉ2Ｏ3，ＰｂＯ，ＳｒＣＯ3 ，ＣａＣＯ3 ，ＣｕＯ、からなるものを、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの混合比が１．８：０．４：２．２：３．０となるように混合し、７８０℃〜８２０℃の範囲の温度条件においておこなう熱処理（仮焼き）と該仮焼きした後における粉砕とを複数回繰り返す。
ここで、混合する原料粉末は、上記の他にＢｉ，Ｐｂ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｃｕの各元素の酸化物、炭酸塩のいずれでもよい。
〔充填工程〕
上記粉砕した原料粉末をＣＩＰ（冷間静水圧プレス）成形等により例えば円柱体とし、ついでこの円柱体をＡｇ等のシース材からなる第一のパイプ内部に充填して封入し、シース材複合体（Ａｇシース複合体）を形成する。
【００２９】
〔単心線の伸線（引き抜き）加工工程〕
上記シース材複合体（Ａｇシース複合体）を、ダイス等によって所定の線径にまで伸線加工し、超電導単心素線（単心線）を形成する。
〔多心化工程〕
Ａｇ等のシース材からなる第二のパイプの内部に上記単心線を所定数（例えば、１９本）配置し、封入を行った後、ダイス等により所定の線径にまで伸線加工して、図２に示すような超電導多心素線（超電導素線）２５を形成する。
【００３０】
〔超電導素線の圧延熱処理反復工程〕
上記超電導多心素線２５をロール圧延等の圧延加工により、所定の厚さまで圧延して平坦化する。ここでの圧延加工に用いる装置としては、例えば、上下一対のロールを備えた２重圧延機と、このロール間に超電導多心素線２５を送り出す送出ドラムと上記ロール間で圧延された超電導多心素線２５を巻き取る巻取ドラムとからなる搬送機からなる圧延装置（図示略）が好適に用いられる。このような圧延装置を用いて超電導多心素線２５を圧延するには、上記送出ドラムから超電導多心素線２５を上記ロール間に送り出して圧延するとともに圧延された超電導多心素線２５を巻取ドラムで巻き取ることにより行われる。
ついで、この平坦化した超電導多心素線２５を、例えば熱処理ドラムに巻回状態として電気炉等の内部に収容し、温度条件を、８２０℃〜８５０℃の範囲とし、処理時間を、１０時間〜２００時間の範囲に設定して熱処理を行う。
更に、上記圧延加工（またはプレス処理）および熱処理を複数回繰り返して、所定の厚みのテープ状の超電導素線１９を形成する。なお、テープ状の超電導素線１９の表面に、熱処理時に使用するＡｌ2Ｏ3粉末が付着している場合は、Ａｌ2Ｏ3粉末を拭き取っておくことが好ましい。このＡｌ2Ｏ3粉末はコア部を超電導体とするためや、あるいはコア部の超電導特性を向上するためにテープ状の超電導素線１９を渦巻き状に巻き付けて熱処理を施すときに線間が融着するのを防止するために、素線１９の表面に塗布するものである。このＡｌ2Ｏ3粉末は銀シース材との密着性が弱いものである。
【００３１】
〔超電導素線の硫化工程〕
上記テープ状の超電導素線１９の表面に硫化処理を施して高抵抗化膜２０を形成することにより、図１に示すようなテープ状の超電導導体（超電導テープ）１８を形成する。
ここでの硫化処理に用いる装置としては、例えば、真空排気可能であり、内部に硫黄蒸気が満たされる反応容器と、該反応容器内にテープ状の超電導素線１９を送り出す送出ドラムと、上記反応容器内で硫化処理が施されたテープ状の超電導素線１９を巻き取る巻取ドラムとからなる硫化処理装置が好適に用いられる。上記反応容器には、テープ状の超電導素線１９を内部に導入する導入孔と、導入されたテープ状の超電導素線１９を導出するための導出孔が形成されており、これら導入孔と導出孔の周縁部には、テープ状の超電導素線１９を通過させている状態で各孔の隙間を閉じて上記反応容器内を気密状態にする封止機構が設けられている。また、上記反応容器には、ヒータ（図示略）が備えられており、この反応容器を加熱できるようになっている。
【００３２】
このような硫化処理装置を用いてテープ状の超電導素線１９の表面に硫化処理を施すには、上記反応容器の内部を真空排気した後、該反応容器内に所定温度範囲の硫黄蒸気を供給し、ついで、上記送出ドラムからテープ状の超電導素線１９を上記硫黄蒸気が満たされた上記反応容器内に送り出すとともに硫化処理が施されたテープ状の超電導素線１９を上記巻取ドラムで巻き取ると、表面に高抵抗化膜２０を形成できる。上記の反応容器内に供給される硫黄蒸気としては、二塩化硫黄、二塩化二硫黄、二酸化硫黄などの蒸気を挙げることができる。上記反応容器内に供給される硫黄蒸気の温度としては、５０゜Ｃ〜１７０゜Ｃ程度の範囲内とされる。上記反応容器内の温度としては、供給された硫黄蒸気が液化しないような温度である。硫化処理時間としては、６０〜３００００秒程度である。ここでの硫化処理時間は、上記反応容器内に送り込むテープ状の超電導素線１９の線速等によって変更できる。
【００３３】
〔絶縁被膜の形成工程〕
高抵抗化膜２０を形成したテープ状の超電導素線１９の表面に絶縁被膜２１を形成することにより、図１に示すようなテープ状の超電導導体（超電導テープ）１８を形成する。
ここでの絶縁被膜２１の形成に用いる装置の例としては、図１２に示すように、成膜室２５と、該成膜室２６内に高抵抗化膜２０を形成したテープ状の超電導素線１９を送り出す送出ドラム（図示略）と、上記成膜室２５内に配置された貯液部２６と樹脂供給部２７とダイス２８と、表面に紫外線硬化型樹脂が付着したテープ状の超電導素線１９に紫外線を照射して、紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線照射装置（図示略）と、絶縁被膜２１が形成されたテープ状の超電導素線１９を巻き取る巻取ドラム（図示略）とから概略構成されている。
【００３４】
成膜室２５には、上記送出ドラムから送り出されたテープ状の超電導素線１９を該容器２５内に導入するための導入口２５ａが形成されている。この導入口２５ａの上方（超電導素線１９の進行方向下流側）に貯液部２６が設けられている。貯液部２６には、樹脂供給部２７から絶縁被膜形成用の紫外線硬化型樹脂液２６ｂがオーバーフロー状態（溢れ出る状態）で供給されるようになっている。この貯液部２６には、導入口２５ａから導入されたテープ状の超電導素線１９を挿通するための挿通孔２６ａが形成されている。この貯液部２６の上方にダイス２８が設けられている。このダイス２８には、貯液部２６で表面（高抵抗化膜２０の表面）に紫外線硬化型樹脂液２６ｂが付着した超電導素線１９に付着している余分の紫外線硬化型樹脂液２６を取り除くためのダイス孔２８ａが形成されている。このダイス孔２８ａの上方の成膜室２５の部分に、紫外線硬化型樹脂液２６ｂが付着した超電導素線１９を成膜室２５に導出するための導出口（図示略）が形成されている。そして、この導出口の上方に紫外線照射装置（図示略）が設けられ、さらにこれの上方に上記巻取ドラム（図示略）が設けられている。
【００３５】
このような絶縁被膜形成装置を用いて高抵抗化膜２０が形成されたテープ状の表面（高抵抗化膜２０の表面）に絶縁被膜を形成するには、樹脂供給部２７から上記紫外線硬化型樹脂液２６ｂを常圧でオーバーフローしながら貯液部２６に供給し、一方、上記送出ドラムから高抵抗化膜２０が形成された超電導素線１９を導入口２５ａから成膜室２５内に送り出すとともに上記導出口から導出後に紫外線照射装置を通過させた絶縁被膜２１を有する超電導素線１９を上記巻取ドラムで巻き取る。
ここで成膜室２５内に送り出された超電導素線１９は、挿通孔２６ａを通った後、貯液部２６で表面に紫外線硬化型樹脂液２６ｂが付着し、ついでこの紫外線硬化型樹脂液２６ｂが付着した超電導素線１９はダイス２８のダイス孔２８ａを通過する際に余分な紫外線硬化型樹脂液２６ｂが除去されて均一な厚みの紫外線硬化型樹脂膜が形成され、ついでこの紫外線硬化型樹脂膜が形成された超電導素線１９は上記導出口から導出された後、上記紫外線照射装置内を通過する際に紫外線が照射されて上記紫外線硬化型樹脂膜が硬化して絶縁被膜２１となり、目的とするテープ状の超電導導体（超電導テープ）１８が得られる。
絶縁被膜形成工程での超電導素線１９の線速は、０．１〜２．０ｍ／ｓ程度である。
【００３６】
〔転位撚り合せ工程〕
転位撚り合せ機を用いて上記テープ状の超電導導体１８の複数本（本実施形態では１２本）を所定の転位ピッチで転位撚り合わすが、その際、転位撚渡り部Ｐ、Ｐの間となる位置に複数本のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に図４に示すように転位撚り構造保持用テープ３０の非粘着部３３を介在させる。さらにこの転位撚り構造保持用テープ３０の一方の端部３０ａを一方の積層体１８ａの周囲を通って粘着部３２ａが非粘着部３３に貼着して環状にする。さらに、他方の端部３０ｂを、一方の積層体１８ａの取り囲むテープ３０の環状にした部分の周囲と、他方の積層体１８ａの周囲を順次通って該転位撚り構造保持用テープ３０の環状にした部分の表面（粘着部形成面と反対側の面）に粘着部３０ｂを貼着する。ここで転位撚り構造保持用テープ３０を巻き付ける際、テープ状の超電導導体１８に粘着部３２ａ、３２ｂが直接接触しないようにすることが好ましい。
このようにすると図１に示すような転位超電導テープユニット１５が得られる。ここでの転位撚渡り部Ｐの長さとしては、２０ｍｍ〜５００ｍｍ程度の範囲内とされる。
【００３７】
本実施形態の転位超電導テープユニット１５によれば、転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープ３０が遊びを持たせて巻き付けられ、該転位撚り構造保持用テープ３０の一部分は複数本のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に介在されており、転位超電導テープユニット１５を巻線加工等する際に曲げ歪み等の応力が印加されても、複数のテープ状の超電導導体１８は一体化せず、応力を印加されたテープ状の超電導導体１８は転位撚り構造が崩れることなく、しかも応力を緩和するように変形や移動できる。
また、特に、各テープ状の超電導導体１８は最外層に表面平滑性を有する絶縁被膜２１が形成されているので、転位超電導テープユニット１５を巻線加工等する際に曲げ歪み等の応力が印加された場合に、テープ状の超電導導体１８、１８同士の摩擦力が小さいため、テープ状の超電導導体１８が応力を緩和するように変形や移動をスムーズにでき、有利である。
また、転位撚り構造保持用テープ３０の一部分は複数本のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に介在されているので、テープ状の超電導導体１８・・・の左右方向（横方向）の位置ずれを防止できる。
従って、本実施形態の転位超電導テープユニット１５は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持でき、交流電流通電時の交流損失を低減でき、偏流を抑制できる。このように本実施形態の転位超電導テープユニット１５は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持できるので、粘着テープが貼り付けられた従来の転位超電導テープユニットに比べて可撓性を向上できる。
【００３８】
また、絶縁被膜２１を紫外線硬化型樹脂から形成した場合には、紫外線硬化型樹脂液を付着させ超電導素線１９をダイス２８通過させた後、紫外線を照射するだけで直ちに紫外線硬化型樹脂膜を硬化できるので、絶縁被膜形成工程における線速を速くでき、しかも被膜厚のコントロールが容易であり、絶縁被膜形成工程の簡略化ができ、製造効率も向上できる。絶縁被膜をホルマール（ポリビニルホルマール）から形成する場合には、超電導素線１９に被膜形成材料塗布後、焼き付け工程が必要となり、この焼き付け工程は時間を要するために、絶縁被膜形成工程のライン長が長くなり、製造効率が悪くなってしまう。
また、絶縁被膜２１を紫外線硬化型樹脂から形成した場合には、テープ状の超電導導体１８に表面平滑性以外に、耐絶縁性や、強度を確保できる。
なお、本実施形態では、テープ状の超電導導体１８は超電導素線１９と絶縁被膜２１との間に硫化処理により形成した高抵抗化膜２０を設けた場合について説明したが、超電導素線１９の表面に直接絶縁被膜２１が形成されていてもよい。
【００３９】
（転位超電導テープユニットの第２の実施形態）
図５は、本発明の転位超電導テープユニットの第２の実施形態を示す断面図である。
この第２の実施形態の転位超電導テープユニット４５が図１に示した第１の実施形態の転位超電導テープユニット１５と異なるところは、転位超電導テープユニットの周囲に図６に示すような転位撚り構造保持用テープ４０が遊びを持たせて巻き付けられている点である。この転位撚り構造保持用テープ４０は、転位超電導テープユニットの転位撚渡り部の間の位置毎に設けられている。
【００４０】
この転位撚り構造保持用テープ４０は、図６に示すように一方の面の一方の端部４０ａに粘着剤等からなる粘着部４２ａが形成されており、該一方の面の残りの部分には非粘着部４３が形成されている。この転位撚り構造保持用テープ４０の他方の端部４０ｂは複数本のテープ状の超電導導体の積層体１８ａ、１８ａの間を通って外側に導出され、一方の端部４２ａは一方の積層体１８ａの周囲と他方の積層体１８ａの周囲を順次通って転位撚り構造保持用テープ４０の粘着部形成面と反対側の面に粘着部４２ａが貼着されている。
このように転位撚り構造保持用テープ４０は、一方の面のみに粘着部４２ａが部分的に形成されており、この粘着部４２ａは転位撚り構造保持用テープ４０のの粘着部形成面と反対側の面に貼着され、テープ状の超電導導体１８に貼着されていないので、各テープ状の超電導導体１８は転位撚り構造保持用テープ４０に固定されておらず、複数のテープ状の超電導導体１８は束ねられているものの、一体化せずに複数のテープ状の超電導導体１８がそれぞれ分離した状態となっている。
【００４１】
本実施形態の転位超電導テープユニット４５によれば、転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープ４０が遊びを持たせて巻き付けられ、該転位撚り構造保持用テープ４０の一部分は複数本のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に介在されているので、転位超電導テープユニット４５を巻線加工等する際に曲げ歪み等の応力が印加されても、複数のテープ状の超電導導体１８は一体化せず、応力を印加されたテープ状の超電導導体１８は転位撚り構造が崩れることなく、しかも応力を緩和するように変形や移動できる。
また、転位撚り構造保持用テープ４０の一部分は複数本のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に介在されているので、テープ状の超電導導体１８・・・の左右方向（横方向）の位置ずれを防止できる。
また、特に、各テープ状の超電導導体１８は最外層に表面平滑性を有する絶縁被膜２１が形成されているので、転位超電導テープユニット４５を巻線加工等する際に曲げ歪み等の応力が印加された場合に、テープ状の超電導導体１８、１８同士の摩擦力が小さいため、テープ状の超電導導体１８が応力を緩和するように変形や移動をスムーズにでき、有利である。
従って、本実施形態の転位超電導テープユニット４５は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持でき、交流電流通電時の交流損失を低減でき、偏流を抑制できる。このように本実施形態の転位超電導テープユニット４５は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持できるので、粘着テープが貼り付けられた従来の転位超電導テープユニットに比べて可撓性を向上できる。
【００４２】
（転位超電導テープユニットの第３の実施形態）
図７は、本発明の転位超電導テープユニットの第３の実施形態を示す斜視図である。
この第３の実施形態の転位超電導テープユニット５５が図１に示した第１の実施形態の転位超電導テープユニット１５と異なるところは、転位超電導テープユニットの周囲に図７に示すように転位撚り構造保持用テープ５０が遊びを持たせて巻き付けられており、複数本のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に他の転位撚り構造保持用テープ６０が介在されている点である。
【００４３】
この転位撚り構造保持用テープ５０は、第１の実施形態で用いた転位撚り構造保持用テープ３０と同様の材質からなるものである。この転位撚り構造保持用テープ５０は、図示していないが一方の面の両端部に部分的に粘着剤等からなる粘着部が形成されており、これら粘着部間には非粘着部５３が形成されている。この転位撚り構造保持用テープ５０は、転位超電導テープユニットの周囲に螺旋状に巻き付けられており、上記一方の端部（一方の巻き付け終端部）は先に巻き付けた転位撚り構造保持用テープ５０の粘着部形成面と反対側の面（表面）に粘着部が貼着されており、上記他方の端部（他方の巻き付け終端部）は先に巻き付けた転位撚り構造保持用テープ５０の粘着部形成面と反対側の面（表面）に粘着部が貼着されている。
このように転位撚り構造保持用テープ５０は、一方の面のみに粘着部が部分的に形成されており、これら粘着部は転位撚り構造保持用テープ５０の粘着部形成面と反対側の面（表面）に貼着され、テープ状の超電導導体１８に貼着されていないので、各テープ状の超電導導体１８は転位撚り構造保持用テープ５０に固定されておらず、複数のテープ状の超電導導体１８は束ねられているものの一体化せずに複数のテープ状の超電導導体１８がそれぞれ分離した状態となっている。
【００４４】
他の転位撚り構造保持用テープ６０は、左右に並列された積層体１８ａ、１８ａの間に縦に配置されている。
転位撚り構造保持用テープ６０の材質としては、du Pont社製のカプトン（商品名）等のポリイミドテープ、ポリプロピレンテープ、ポリエステルテープ、プラスチックテープ、紙テープ等のうちから選択されたものが用いられることが好ましい。
また、転位撚り構造保持用テープ６０の材質としては、補強を兼ねて（機械的強度の向上を兼ねて）ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレス鋼、Ｃｕ合金テープ等のうちから選択されたものを用いてもよく、超電導特性の安定化を兼ねてＣｕテープ、Ａｇテープ、Ａｌテープ等のうちから選択されたものを用いてもよい。
転位撚り構造保持用テープ６０の横断面形状は、超電導導体１８の横断面形状と同様の矩形状とすることが好ましい。この補強材１６の具体的寸法は、幅１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の範囲のものとされる。
この転位撚り構造保持用テープ６０には、粘着部は形成されていない。
【００４５】
次に、図７に示した転位超電導テープユニット５５の製造方法は、複数のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に転位撚り構造保持用テープ６０を縦に配置したのち、テープ状の超電導導体１８の複数本（本実施形態では１２本）を所定の転位ピッチで転位撚り合わして転位超電導テープユニットを得、この転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープ５０を螺旋状に巻き付けることにより、転位超電導テープユニット５５が得られる。
なお、ここで用いる転位撚り構造保持用テープ６０の材質が上記金属材料または合金である場合は以下のようにして形成できる。
上記の金属材料または合金からなる線状体（テープ状にする前の転位撚り構造保持用テープ６０）をロール圧延等の圧延加工により、所定の厚さまで圧延して平坦化する。ここでの圧延加工に用いる装置としては、例えば、上下一対のロールを備えた２重圧延機と、このロール間に上記線状体を送り出す送出ドラムと上記ロール間で上記線状体を圧延して得られた転位撚り構造保持用テープ６０を巻き取る巻取ドラムとからなる搬送機からなる圧延装置（図示略）が好適に用いられる。このような圧延装置を用いて上記線状体を圧延するには、上記送出ドラムから上記線状体を上記ロール間に送り出して圧延するとともに圧延により得られた転位撚り構造保持用テープ６０を巻取ドラムで巻き取ることにより行われる。
更に、上記圧延加工（またはプレス処理）を複数回繰り返して、所定の厚みの転位撚り構造保持用テープ６０を形成する。
【００４６】
本実施形態の転位超電導テープユニット５５によれば、転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープ５０が遊びを持たせて巻き付けられており、複数本のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に他の転位撚り構造保持用テープ６０が縦に配置されているので、転位超電導テープユニット５５を巻線加工等する際に曲げ歪み等の応力が印加されても、複数のテープ状の超電導導体１８は一体化せず、応力を印加されたテープ状の超電導導体１８は転位撚り構造が崩れることなく、しかも応力を緩和するように変形や移動できる。
また、特に、各テープ状の超電導導体１８は最外層に表面平滑性を有する絶縁被膜２１が形成されているので、転位超電導テープユニット５５を巻線加工等する際に曲げ歪み等の応力が印加された場合に、テープ状の超電導導体１８、１８同士の摩擦力が小さいため、テープ状の超電導導体１８が応力を緩和するように変形や移動をスムーズにでき、有利である。
従って、本実施形態の転位超電導テープユニット５５は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持でき、交流電流通電時の交流損失を低減でき、偏流を抑制できる。このように本実施形態の転位超電導テープユニット５５は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持できるので、粘着テープが貼り付けられた従来の転位超電導テープユニットに比べて可撓性を向上できる。
【００４７】
また、転位撚り構造保持用テープ６０が複数本のテープ状の超電導導体１８の積層体１８ａ、１８ａの間に介在されているので、テープ状の超電導導体１８・・・の左右方向（横方向）の位置ずれを防止できる。
また、積層体１８ａ、１８ａの間に介在させる転位撚り構造保持用テープ６０の材質を選択することにより、転位超電導テープユニットに種々の特性を持たせることができる。
また、本実施形態の転位超電導テープユニット５５では、中心部に転位撚り構造保持用テープ６０を配置し、転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープ５０を螺旋状に巻き付けたものであるので、第１や第２の実施形態の転位超電導テープユニット１５、４５に比べて転位撚り合わせ工程の簡略化および線速を向上でき、製造効率を向上できる。
【００４８】
なお、本実施形態では、転位超電導テープユニットに用いるテープ状の超電導導体１８の本数が１２本である場合について説明したが、要求される超電導特性に応じてテープ状の超電導導体１８の本数を選択することで目的とする超電導特性を備えた転位超電導テープユニットの提供が可能である。
【００４９】
（超電導ケーブルの実施形態）
図８は、本発明の実施形態の転位超電導テープユニットを用いた超電導ケーブルの一実施形態を示す斜視図である。
この超電導ケーブル７０は、交流電流通電時において偏流を抑制した構造を有するもので、パイプ状のフォーマ（管体）７７の周囲に第１実施形態の転位超電導テープユニット１５が螺旋状に巻回されて超電導体層８４が複数層積層され、これら超電導体層８４、８４間に絶縁テープ等からなる層間絶縁層８５が介在されてなるものである。
この転位超電導テープユニット１５の巻回方向は、Ｓ巻（右巻）の方向またはＺ巻（左巻）の方向となっている。
【００５０】
上記フォーマ７７は、ステンレス鋼などからなるものである。このようなフォーマ７７の表面は、該フォーマ７７と転位超電導テープユニット１５間の通電を抑制するために絶縁処理が施されている。このフォーマ７７の内部は、液体窒素等の冷却媒体の流路とされ、転位超電導テープユニット１５を構成する複数のテープ状の超電導導体１８の冷却が行われる。
【００５１】
このような構成の超電導ケーブル７０の製造方法としては、例えば、上記転位超電導テープユニット１５の複数組を表面に絶縁処理が施されたフォーマ７７の周囲に所定のスパイラルピッチでＺ巻あるいはＳ巻で巻回して超電導体層８４を複数層形成する際、隣接する超電導体層８４、８４間に層間絶縁層８５を介在させながら行うことにより、、図８に示すような超電導ケーブル７０が得られる。ここでのスパイラルピッチとしては、１００〜２０００ｍｍ程度の範囲内とされる。
このような構成の超電導ケーブル７０の外側には、図示しない半導体層、絶縁層、保護層、断熱層、防食層などが必要に応じて形成されて使用される。
【００５２】
本実施形態の超電導ケーブル７０は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持でき、交流電流通電時の交流損失を低減でき、偏流を抑制できる転位超電導テープユニット１５が用いられたものであるので、この転位超電導テープユニット１５をフォーマ７７に巻回するときに転位撚り構造が乱れるのを防止できるので、優れた特性を有するものとすることができる。
【００５３】
（超電導マグネットの実施形態）
図９は、本発明の実施形態の転位超電導テープユニットを用いた超電導マグネットの一実施形態を示す斜視図である。
本実施形態の超電導マグネット９０は、巻胴９１と鍔板９２、９２を具備してなる巻枠９３に、第１の実施形態の転位超電導テープユニット１５が巻き付けられて構成されている。そして、転位超電導テープユニット１５の端未部９５ａは鍔板９２の外周縁部に形成された切り欠き状の通過孔９２ａを介して鍔板９２の外部に引き出され、この通過孔９２ａを通過する転位超電導テープユニット１５の引出部の手前部分９５ｂが、鍔板９２の外周縁部に固定された補強板９７により覆われている。なお、鍔板９２を貫通した部分の転位超電導テープユニット１５は、エポキシ樹脂接着剤等の接着部９８で鍔板９２に固定されている。
【００５４】
本実施形態の超電導マグネット９０は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持でき、交流電流通電時の交流損失を低減でき、偏流を抑制できる転位超電導テープユニット１５が用いられたものであるので、この転位超電導テープユニット１５を巻枠９３に巻回するときに転位撚り構造が乱れるのを防止できるので、優れた特性を有するものとすることができる。
【００５５】
（超電導変圧器の実施形態）
図１０は、本発明の実施形態の転位超電導テープユニットを用いた超電導変圧器の一実施形態を示す斜視図である。図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
本実施形態の超電導変圧器１００は、円筒型の巻胴１０２ａを備えたボビン１０２と、該ボビン１０２の巻胴１０２ａの軸方向一端側から他端側に多層に巻き付けられた第１の実施形態の転位超電導テープユニット１５と、該転位超電導テープユニット１５の層同士を隔てるスペーサ１０５とを備えて構成されている。ボビン１０２は、巻胴１０２ａと、その両端に設けられたフランジ１０２ｂ、１０２ｃとからなるものであり、このボビン１０２の巻胴１０２ａの外周には、転位超電導テープユニット１５が多層に巻き付けられている。
スペーサ１０５は、転位超電導テープユニット１５の層同士を隔て、転位超電導テープユニット１５が冷媒により効率よく冷却されるようにするために設けられているもので、その長手方向がボビン軸方向に沿うようにして、ボビン１０２の周方向に間隔をおいて複数設けられている。
【００５６】
また、転位超電導テープユニット１５の層間の間隔、および転位超電導テープユニット１５とフランジ１０２ｂ、１０２ｃ  との間隔は冷媒の流路となる冷却チャンネル１０４とされている。
超電導変圧器１００を使用する際には、転位超電導テープユニット１５の超電導状態を保つため、この超電導変圧器１００を液体ヘリウムなどの冷媒中に浸漬して冷却する。超電導変圧器１００では、転位超電導テープユニット１５の層間に、該層同士を隔てるスペーサ１０５が設けられているので、転位超電導テープユニット１５を構成する複数のテープ状の超電導導体１８に交流電流を流す際に発生する交流ロスによって転位超電導テープユニット１５が発熱した場合でも、上記層間の冷却チャネル１０４に冷媒を流通させ、転位超電導テープユニット１の超電導状態を保つことができる。
【００５７】
本実施形態の超電導変圧器１００は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持でき、交流電流通電時の交流損失を低減でき、偏流を抑制できる転位超電導テープユニット１５が用いられたものであるので、この転位超電導テープユニット１５をボビン１０２に巻回するときに転位撚り構造が乱れるのを防止できるので、優れた特性を有するものとすることができる。
【００５８】
なお、上述した実施形態の超電導ケーブル、超電導変圧器、超電導マグネットにおいては転位超電導テープユニットとして、上述した第１の実施形態の転位超電導テープユニット１５を用いた場合について説明したが、第２の実施形態の転位超電導テープユニット４５又は第３の実施形態の転位超電導テープユニット５５を用いても良く、また、第１〜第３の転位超電導テープユニット１５、４５、５５のうちの２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上述した実施形態においては、本発明の実施形態の転位超電導テープユニットを超電導ケーブル、超電導変圧器、超電導マグネットに用いた場合について説明したが、本発明の転位超電導テープユニットは、超電導限流器等の超電導応用機器の巻線部に用いることができる。本発明の転位超電導テープユニットが巻線部に用いられた超電導応用機器は、優れた特性を有するものとすることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の転位超電導テープユニットにあっては、転位超電導テープユニットの周囲に転位撚り構造保持用テープが遊びを持たせて巻き付けられ、該転位撚り構造保持用テープの一部分は上記複数本のテープ状の超電導導体の積層体の間に介在されたことにより、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持でき、交流電流通電時の交流損失を低減でき、偏流を抑制できる。このように本実施形態の転位超電導テープユニット１５は、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持できるので、粘着テープが貼り付けられた従来の転位超電導テープユニットに比べて可撓性を向上できる。また、特に、転位超電導テープユニットに用いた各テープ状の超電導導体は最外層に表面平滑性を有する絶縁被膜が形成されているので、転位超電導テープユニットを巻線加工等する際に曲げ歪み等の応力が印加された場合に、テープ状の超電導導体同士の摩擦力が小さいため、テープ状の超電導導体が応力を緩和するように変形や移動をスムーズにでき、有利である。
また、本発明の超電導応用機器によれば、巻線加工等により曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を保持でき、交流電流通電時の交流損失を低減でき、偏流を抑制できる本発明の転位超電導テープユニットが用いられたものであるので、この転位超電導テープユニットに巻線加工等を施すときに曲げ歪みが印加されても転位撚り構造が乱れるのを防止できるので、優れた特性を有するものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の転位超電導テープユニットの第１の実施形態を説明するための図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２】  図１の転位超電導テープユニットを構成するテープ状の超電導素線に用いられる超電導素線の説明図である。
【図３】  第１の実施形態の転位超電導テープユニットに用いる転位撚り構造保持用テープを示す平面図である。
【図４】  図３の転位撚り構造保持用テープを転位超電導テープユニットに巻き付け方法を示す図である。
【図５】  本発明の転位超電導テープユニットの第２の実施形態を示す断面図である。
【図６】  第２の実施形態の転位超電導テープユニットに用いる転位撚り構造保持用テープを示す平面図である。
【図７】  本発明の転位超電導テープユニットの第３の実施形態を示す斜視図である。
【図８】  本発明の超電導ケーブルの一実施形態を示す斜視図である。
【図９】  本発明の実施形態の転位超電導テープユニットを用いた超電導マグネットの一実施形態を示す斜視図である。
【図１０】  本発明の実施形態の転位超電導テープユニットを用いた超電導変圧器の一実施形態を示す斜視図である。
【図１１】  図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】  絶縁被膜形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図１３】  従来の転位超電導テープユニットが備えられた超電導ケーブルの例を示す斜視図である。
【図１４】  図１３の超電導ケーブルに備えられた転位超電導テープユニットの説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
１５、４５、５５・・・転位超電導テープユニット、１８・・・テープ状の超電導導体（超電導テープ）、１９・・・テープ状の超電導素線、２０・・・高抵抗化膜、２１・・・絶縁被膜、２５・・・超電導多心素線（超電導素線）、２７・・・超電導体または超電導体となる材料、２８・・・コア部、２９・・・基地（シース材）、３０、４０、５０、６０・・・転位撚り構造保持用テープ、３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ・・・端部、３２ａ、３２ｂ、４２ａ・・・粘着部、３３、４３、５３・・・非粘着部、７０・・・超電導ケーブル、７７・・・フォーマ（管体）、９０・・・超電導マグネット（超電導応用機器）、１００・・・超電導変圧器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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