(57)【要約】【課題】  高温超電導コイルの製作方法及びその高温超電導コイルにおいて、超電導コイル端面の冷却のための側板と高温超電導コイルとを簡便に、かつ良好に固着することができる高温超電導コイルの製作方法及びその高温超電導コイルを提供する。【解決手段】  超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルの製作方法において、前記希土類系高温超電導線材２間の絶縁材にテープ状のポリテトラフルオロエチレン (ＰＴＦＥ) フィルム３を用い、このＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイル４の端面にエポキシ樹脂６の含浸を行い、前記側板５と前記ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイル４との固着を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルの製作方法において、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のポリテトラフルオロエチレン (ＰＴＦＥ) フィルムを用い、該ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルにエポキシ樹脂含浸を行い、前記側板と前記ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルとの固着を行うことを特徴とする高温超電導コイルの製作方法。
【請求項２】
超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルの製作方法において、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のポリイミドフィルムを用い、該ポリイミドフィルムと共巻きされる超電導コイルと前記側板とをエチレンとメタクリル酸の共重合体で固着させることを特徴とする高温超電導コイルの製作方法。
【請求項３】
超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルの製作方法において、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のＰＴＦＥフィルムを用い、該ＰＴＦＥフィルムと共巻きされる超電導コイルと前記側板とをエチレンとメタクリル酸の共重合体で固着させることを特徴とする高温超電導コイルの製作方法。
【請求項４】
超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルであって、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のポリテトラフルオロエチレン (ＰＴＦＥ) フィルムを用い、該ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルにエポキシ樹脂含浸を行い、前記側板と前記ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルとの固着を行うように構成したことを特徴とする高温超電導コイル。
【請求項５】
超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルであって、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のポリイミドフィルムを用い、該ポリイミドフィルムと共巻きされる超電導コイルと前記側板とをエチレンとメタクリル酸の共重合体で固着させるように構成したことを特徴とする高温超電導コイル。
【請求項６】
超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルであって、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のＰＴＦＥフィルムを用い、該ＰＴＦＥフィルムと共巻きされる超電導コイルと前記側板とをエチレンとメタクリル酸の共重合体で固着させるように構成したことを特徴とする高温超電導コイル。
【請求項７】
請求項４から６の何れか一項記載の高温超電導コイルであって、前記側板が無酸素銅であることを特徴とする高温超電導コイル。
【請求項８】
請求項４から６の何れか一項記載の高温超電導コイルであって、前記側板が高純度アルミニウムであることを特徴とする高温超電導コイル。
【請求項９】
請求項４から６の何れか一項記載の高温超電導コイルであって、前記側板がガラス繊維強化プラスチックであることを特徴とする高温超電導コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温超電導コイル及びその高温超電導コイルの製作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の希土類系高温超電導線材は引っ張り強度が高いものの、超電導層積層方向（剥離方向) には強度が低く、剥離による超電導コイルの性能低下が問題となる。
【０００３】
また、従来の希土類系高温超電導線材を用いた超電導コイルの含浸にはパラフィンやシアノアクリレート樹脂など接着性の弱い材料を用いることによって性能低下を防いできた（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４３４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したように、従来の希土類系高温超電導線材を用いた超電導コイルの接着性が弱いため、冷却経路となる側板と超電導線材とのつながりも弱く、その結果、超電導コイルの冷却性も低下し、熱暴走（溶断、機能喪失）の発生リスクが高くなる構造的な改善課題があった。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みて、高温超電導コイル及びその高温超電導コイルの製作方法において、超電導コイル端面の冷却のための側板と高熱伝導高温超電導コイルとを簡便に、かつ良好に固着することができる高温超電導コイル及びその高温超電導コイルの製作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルの製作方法において、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のポリテトラフルオロエチレン (ＰＴＦＥ) フィルムを用い、このＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルにエポキシ樹脂含浸を行い、前記側板と前記ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルとの固着を行うことを特徴とする。
【０００８】
〔２〕超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルの製作方法において、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のポリイミドフィルムを用い、このポリイミドフィルムと共巻きされる超電導コイルと前記側板とをエチレンとメタクリル酸の共重合体で固着させることを特徴とする。
【０００９】
〔３〕超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルの製作方法において、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のＰＴＦＥフィルムを用い、このＰＴＦＥフィルムと共巻きされる超電導コイルと前記側板とをエチレンとメタクリル酸の共重合体で固着させることを特徴とする。
【００１０】
〔４〕超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルであって、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のポリテトラフルオロエチレン (ＰＴＦＥ) フィルムを用い、このＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルにエポキシ樹脂含浸を行い、前記側板と前記ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルとの固着を行うように構成したことを特徴とする。
【００１１】
〔５〕超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルであって、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のポリイミドフィルムを用い、このポリイミドフィルムと共巻きされる超電導コイルと前記側板とをエチレンとメタクリル酸の共重合体で固着させるように構成したことを特徴とする。
【００１２】
〔６〕超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルであって、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のＰＴＦＥフィルムを用い、このＰＴＦＥフィルムと共巻きされる超電導コイルと前記側板とをエチレンとメタクリル酸の共重合体で固着させるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
〔７〕上記〔４〕から〔６〕の何れか一項記載の高温超電導コイルであって、前記側板が無酸素銅であることを特徴とする。
【００１４】
〔８〕上記〔４〕から〔６〕の何れか一項記載の高温超電導コイルであって、前記側板が高純度アルミニウムであることを特徴とする。
【００１５】
〔９〕上記〔４〕から〔６〕の何れか一項記載の高温超電導コイルであって、前記側板がガラス繊維強化プラスチックであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高温超電導コイル及びその高温超電導コイルの製作方法において、超電導コイル端面の冷却のための側板と高熱伝導高温超電導コイルとを簡便に、かつ良好に固着することができ、冷却性の改善、安全性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例を示すエポキシ含浸されたＰＴＦＥ共巻き超電導コイルの断面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示すエポキシ樹脂含浸後のＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルを示す図面代用写真である。
【図３】本発明の第１実施例を示す超電導コイル通電試験結果（処理前→エポキシ樹脂含浸）を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例を示すエチレンとメタクリル酸の共重合体で側板と固着した超電導コイルの断面図である。
【図５】本発明の第２実施例を示すエチレンとメタクリル酸の共重合体で側板と固着された超電導コイルを示す図面代用写真である。
【図６】本発明の第２実施例を示す超電導コイル通電試験結果（処理前→エチレンとメタクリル酸の共重合体で側板と固着）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の高熱伝導高温超電導コイルの製作方法は、超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつ超電導コイル端面の冷却のための側板と固着させる高温超電導コイルの製作方法において、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のポリテトラフルオロエチレン (ＰＴＦＥ) フィルムを用い、このＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルにエポキシ樹脂含浸を行い、前記側板と前記ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルとの固着を行う。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１実施例を示すエポキシ含浸されたＰＴＦＥ共巻き超電導コイルの断面図である。
【００２１】
この図において、１はガラス繊維強化プラスチック製巻き枠、２は希土類系高温超電導線材、３は希土類系高温超電導線材２と共巻きされるテープ状のＰＴＦＥフィルム、４はＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイル、５はＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイル４に固着される超電導コイルの側板であり、この超電導コイルの側板５には絶縁処理された高熱伝導金属材料（例えば、無酸素銅、高純度アルミニウム）、もしくはガラス繊維強化プラスチックを用いる。６はＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイル４に含浸されるエポキシ樹脂である。なお、超電導コイルの形状はシングルパンケーキ、ダブルパンケーキいずれでもよい。  
【００２２】
図２はそのエポキシ樹脂含浸後のＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルを示す図面代用写真である。
【００２３】
ここで、この超電導コイルの仕様を示すと、内径５０ｍｍ、外径約６０ｍｍ、ターン数４０、冷却方法は液体窒素浸漬冷却、超電導線材は希土類系高温超電導線材、線材幅約４．０ｍｍ、線材厚み約０．１ｍｍ、層間絶縁材はＰＴＦＥフィルム、厚み０．０２５ｍｍである。
【００２４】
図３はその超電導コイル通電試験結果（処理前→エポキシ樹脂含浸）を示す図である。ここで、◆はエポキシ樹脂含浸前、■はエポキシ樹脂含浸後を示している。
【００２５】
上記したように、本発明の第１実施例では、超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、かつＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルの端面は冷却のための側板と固着させる高熱伝導高温超電導コイルの製作方法において、前記希土類系高温超電導線材２間の絶縁材にテープ状のポリテトラフルオロエチレン (ＰＴＦＥ) フィルム３を用い、ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイル４にエポキシ樹脂６の含浸を行うようにした。
【００２６】
ここで、ＰＴＦＥフィルム３はエポキシ樹脂６に対して難接着性であるので希土類系高温超電導線材２間は離間されるが、超電導コイルの端面はＰＴＦＥフィルム３で覆われていないので側板５と良好に固着される。
【００２７】
図４は本発明の第２実施例を示すエチレンとメタクリル酸の共重合体で側板と固着した超電導コイルの断面図である。
【００２８】
この図において、１１はガラス繊維強化プラスチック製巻き枠、１２は希土類系高温超電導線材、１３は希土類系高温超電導線材１２と共巻きされるテープ状のポリイミドフィルム、１４はポリイミドフィルム共巻き超電導コイル、１５はポリイミドフィルム共巻き超電導コイル１４に固着される超電導コイルの側板、１６はポリイミドフィルム共巻き超電導コイル１４を超電導コイルの側板１５に固着するエチレンとメタクリル酸の共重合体である。
【００２９】
また、この超電導コイルの側板１５には絶縁処理された高熱伝導金属材料（例えば、無酸素銅、高純度アルミニウム）、もしくはガラス繊維強化プラスチックを用いる。更に、超電導コイルの形状はシングルパンケーキ、ダブルパンケーキいずれでもよい。
【００３０】
図５はそのエチレンとメタクリル酸の共重合体で側板と固着された超電導コイルを示す図面代用写真である。
【００３１】
ここで、この超電導コイルの仕様を示すと、内径５０ｍｍ、外径約６０ｍｍ、ターン数４０、冷却方法は液体窒素浸漬冷却、超電導線材は希土類系高温超電導線材、線材幅約４．０ｍｍ、線材厚み約０．１ｍｍ、層間絶縁材はＰＴＦＥフィルム、厚み０．０２５ｍｍである。
【００３２】
図６はその超電導コイルの通電試験結果（処理前→エチレンとメタクリル酸の共重合体で側板と固着）を示す図である。ここで、◆はエポキシ樹脂含浸前、■はエチレンとメタクリル酸の共重合体を融着後を示している。
【００３３】
この図から明らかなように、本発明の超電導コイルの製作方法によれば、従来のものに比して、通電電流（Ａ）を大きくしても、発生電圧（ｍＶ）を低く抑えることができる。
【００３４】
上記したように、本発明の第２実施例では、超電導コイルの希土類系高温超電導線材間を離間させ、なおかつ超電導コイル端面は冷却のための側板と固着させる高熱伝導高温超電導コイルの製作方法において、前記希土類系高温超電導線材間の絶縁材にテープ状のポリイミドフィルムを用い、該ポリイミドフィルムと共巻きされる超電導コイルと前記側板とをエチレンとメタクリル酸の共重合体で固着させるようにした。
【００３５】
なお、上記したポリイミドフィルムに代えてＰＴＦＥフィルムを用いるようにしてもよい。
【００３６】
ここで、エチレンとメタクリル酸の共重合体１６は粘性が高く、超電導コイルの端面を接着してもエチレンとメタクリル酸の共重合体１６が希土類系高温超電導線線材１２間に浸透することはないので剥離による性能低下はなく、むしろ、側板１５への超電導コイルの固着を良好に行うことができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の高温超電導コイルの製作方法及びその高温超電導コイルは、超電導コイル端面の冷却のための側板と高熱伝導高温超電導コイルとを簡便に、かつ良好に固着することができ、冷却性の改善、安全性の向上を図ることができる高温超電導コイルの製作方法及びその高温超電導コイルとして利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１，１１    ガラス繊維強化プラスチック製巻き枠
２，１２    希土類系高温超電導線材
３    希土類系高温超電導線材と共巻きされるテープ状のＰＴＦＥフィルム
４    ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイル
５    ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルに固着される超電導コイルの側板
６    ＰＴＦＥフィルム共巻き超電導コイルに含浸されるエポキシ樹脂
１３    希土類系高温超電導線材と共巻きされるテープ状のポリイミドフィルム
１４    ポリイミドフィルム共巻き超電導コイル
１５    ポリイミドフィルム共巻き超電導コイルに固着される超電導コイルの側板
１６    ポリイミドフィルム共巻き超電導コイルを超電導コイルの側板に固着するエチレンとメタクリル酸の共重合体
【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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