(57)【要約】【課題】高磁界用マグネットなどに応用する際に、電磁力によるテープ単線に加わるフープ力を支える機能を備えてなる、転位セグメントとその製造方法及びその製造装置並びに超電導応用機器を提供する。【解決手段】本発明に係る転位セグメント１０は、テープ状の素線１８を複数本、素線１８の各々の上面にテープ状の支持体１６を沿わせるように配して転位撚り合わせてなることを特徴としている。素線１８は金属基材上に超電導層を具備したものが好適であり、前記超電導層としては酸化物超伝導体が望ましい。支持体１６は交流損失対策の面から１．０×１０−７Ω・ｍ以上の比抵抗を有することが好ましく、電流バイパス効果の面から５．０×１０−７Ω・ｍ以下の比抵抗を有することが望ましい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ状の素線を複数本、前記素線の各々の上面にテープ状の支持体を沿わせるように配して転位撚り合わせてなることを特徴とする転位セグメント。
【請求項２】
前記素線は金属基材上に超電導層を具備したものであることを特徴とする請求項１に記載の転位セグメント。
【請求項３】
前記超電導層が酸化物超電導体からなることを特徴とする請求項２に記載の転位セグメント。
【請求項４】
前記支持体は、１．０×１０−７Ω・ｍ以上の比抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載の転位セグメント。
【請求項５】
前記支持体は、５．０×１０−７Ω・ｍ以下の比抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載の転位セグメント。
【請求項６】
テープ状の素線を複数本、その厚さ方向及び幅方向に並べて列状に集合させ、これらの素線を長さ方向の所定間隔ごとに素線の厚さ方向及び幅方向に順次転位させる転位セグメントの製造方法であり、
前記素線の各々の上面にテープ状の支持体を沿わせるように配し、該素線を複数本、転位撚り合わせる工程
を少なくとも具備したことを特徴とする転位セグメントの製造方法。
【請求項７】
テープ状の素線を複数本、その厚さ方向及び幅方向に並べて列状に集合させ、これらの素線を長さ方向の所定間隔ごとに素線の厚さ方向及び幅方向に順次転位させる転位セグメントの製造装置であり、
前記素線を繰り出す第一送出しボビンと該素線に対応してテープ状の支持体を繰り出す第二送出しボビンとを素線ごとに備える送出し装置と、
前記第一送出しボビンから繰り出されてきた素線の上面に前記第二ボビンから繰り出されてきた支持体を重ねながら撚りを加える分線ダイスを、素線ごとに備える転位力付与装置と、
前記分線ダイスから繰り出されてきた、支持体が重なった素線を転位集合化させて転位セグメントを形成する撚り口装置と、
を少なくとも具備したことを特徴とする転位セグメントの製造装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の転位セグメントを用いたことを特徴とする超電導応用機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の素線を転位撚り合わせてなる転位セグメントとその製造方法及びその製造装置並びに超電導応用機器に係る。より詳細には、個々の素線の上面に支持材を配することにより、素線のフープ力への耐性を向上させた転位セグメントとその製造方法及びその製造装置並びに超電導応用機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超電導ケーブルに交流電流を通電した時の偏流を抑制する方法として、テープ状の超電導体からなる素線を複数本、転位撚り合わせてなる、転位超電導テープユニットと呼ばれる転位撚線構造（以下、転位セグメントと略称する）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は従来の転位セグメントを示す一例であり、図８（ａ）は斜視図、図８（ｂ）はＣ−Ｃ’部分の断面図である。図８に示すように、例えば複数本のテープ状の素線８１６を転位撚り合わせした転位セグメント８１０は、特定の素線８１８が、隣接する他の素線８１８の上に向かって渡る転位部（以下、転位渡り部と呼ぶ）８１１を形成している。例えば素線８１８が柔軟性に富んだ例えば金属材料で構成される場合には、素線８１８の幅を２ｍｍ程度とすれば、転位渡り部８１１の長さＰを１００ｍｍ程度に設定できる。
【０００４】
上記構成からなる転位セグメントを円筒状コアの周囲に複数本、撚り合わせてなる超電導導体（超電導ケーブル）は、交流電流を通電した時、偏流を抑制する効果を有することは広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、従来の超電導ケーブルは、テープ状の超電導体からなる素線を単体で、すなわち素線のみで構成した転位セグメントを用いていたので、強度の点において不十分であった。
【０００６】
上記の素線単体からなる転位セグメントの強度を改善する試みとしては、シース材の高強度化を図る方法が開示されている。この方法を採用した転位セグメントは、ある程度の強度改善が認められた。しかし、この方法は、超電導特性への影響を抑えるという根本的な問題を内在していることから、飛躍的な効果を期待するのは難しい。
【０００７】
そこで、本発明者らは、先の出願（特願２００１−２８２４３３号）において、転位セグメントの強度を改善する他の試みとして、素線を複数本重ねた上に更に支持材を沿わせてなるものを複数用い、これらを撚り込むことで形成される補強型転位セグメントを提案している。
【０００８】
図９は従来の転位セグメントを示す他の一例であり、先の出願にて開示したものである。これは交流電流通電時において偏流を抑制した構造の超電導ケーブルに好適である。図９において（ａ）は斜視図、（ｂ）はＣ−Ｃ’部分の断面図である。
【０００９】
本例に係る転位セグメント９１０は、図９（ａ）に示すように複数本（図面では８本）のテープ状の超電導導体からなる素線９１８と、複数本（図面では４本）のテープ状の補強材９１６とが転位撚り合わせてなる長尺の帯状のものである。
【００１０】
さらに詳述すると、テープ状の素線９１８を上下左右に積層した積層体（図面では素線１８を４本束ねた積層体）１８ａ、１８ａの間にテープ状の補強材９１６、９１６が左右に並列され、さらに一方の積層体９１８ａの上にテープ状の補強材９１６が添設され、他方の積層体９１８ａの下にテープ状の補強材９１６が添設されている。そして、これらの複数本のテープ状の素線９１８と複数本のテープ状の補強材９１６は撚り合わす際に、各テープ状の素線９１８や各テープ状の補強材９１６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。
【００１１】
超電導導体のみを撚り合わせてなる従来の転位セグメント８１０に比較すると、上記構成からなる転位セグメント９１０は、超電導体からなる素線の積層体同士の間に補強材を配することにより、実際の高磁界用マグネットに応用する場合には、電磁力によるテープ単線に加わるフープ力を支える機能が付与されるので、かなり補強の点から改善されることが分かった。
【００１２】
しかしながら、さらに大さな電流を流すと、上述した超電導導体の積層体の間に補強材を差し挟む構成では、安定してフープ力に抗することは難しくなり、さらなる改善策が求められていた。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−２０３９５８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高磁界用マグネットなどに応用する際に、電磁力によるテープ単線に加わるフープ力を支える機能を備えてなる、転位セグメントとその製造方法及びその製造装置並びに超電導応用機器を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る転位セグメントは、テープ状の素線を複数本、前記素線の各々の上面にテープ状の支持体を沿わせるように配して転位撚り合わせてなることを特徴としている。
【００１６】
かかる構成によれば、複数本のテープ状の素線を転位撚り合わせるに際し、素線の各々の上面にテープ状の支持体を沿わせるように配した。すなわち個々の素線は必ずその上面にテープ状の支持体が接した形態をなす。ゆえに、それぞれの素線に電磁力によりフープ力が加わった場合、素線ごとに個別に設けた支持体は各素線をフープ力に抗する方向に支える手段として働く。特に、上記構成では各素線ごとに支持体を配しているので、この支える手段としての作用は最も効率よく働き、その機能を最大限に発揮させることが可能となる。
【００１７】
つまり、上記転位セグメントは、テープ状の素線と支持体各１枚が１組になった転位撚り線構造を採ることで、電磁力対策（補強効果）が生まれる。
例えば、超電導体からなる素線で構成された転位セグメントをコイルに用いる場合には、各素線に対して電磁力（フープ力）が加わるが、このとき支持体が素線に加わるフープ力を支える方向に位置していないと、素線の超電導特性が劣化してしまう。支持体を素線の上側に位置させることにより、コイルに巻いたとき、常に超電導体からなる素線に加わるフープ力を支えることが可能になる。
【００１８】
本発明においては、前記素線として金属基材上に超電導層を具備させたものを利用することができる。
本発明に係る転位セグメントでは、それぞれの素線ごとにフープ力に抗する方向に支える手段として個別に支持体を設けているので、従来のように基材に適当な柔軟性を有する材質のものを敢えて選択する必要は無くなる。したがって、転位撚り合わせ加工が難しいが、強度が高く剛性も高い金属基材を利用することが可能となる。特に、金属基材として、例えばステンレス鋼やハステロイ合金を使用すれば、引張強度や剛性を格段に強化できるのでより好ましい。
【００１９】
また、本発明に係る超電導層としては、酸化物超電導体からなるものを利用することができる。
本発明に係る転位セグメントにおいては、上記金属基材を用いることができるので、蒸着等の薄膜形成技術を利用して金属基材の表面に高性能の酸化物超電導体層を形成することが容易だからである。
【００２０】
かかる構成の転位セグメントにおいて、支持体は、１．０×１０−７Ω・ｍ以上の比抵抗を有することにより、上述した電磁力対策（補強効果）に加えて交流損失対策も図ることができる。このような範囲の抵抗値を有する材料としては、ステンレス鋼、各種ＦＲＰ材、Ｃｕ基合金等が挙げられる。
【００２１】
すなわち、超電導体からなる素線で構成された転位セグメントに通電する場合、セグメントを構成する素線に絶縁被膜を施していない場合には、電流増加時にヒステリシス損失、渦電流損失、結合損失が発生する。このような課題に対して、本発明では素線間に高強度であるとともに電気抵抗の比較的高い金属材料を挟み込むことによって、これらの交流損失を抑制できる。その結果、電流の損失を低減するとともに、発熱量の減少による冷媒蒸発量の抑制も図ることが可能となる。
【００２２】
また、かかる構成の転位セグメントにおいて、支持体は、５．０×１０−７Ω・ｍ以下の比抵抗を有することにより、上述した電磁力対策（補強効果）に加えて電流バイパス効果も改善することができる。このような範囲の抵抗値を有する材料としては、Ｃｕ基合金、Ｃｕ、Ａｇ合金、カーボンファイバー等が挙げられる。
【００２３】
すなわち、超電導体からなる素線で構成された転位セグメントに定常電流（超電導状態）を通電している際に、外部擾乱あるいは導体内部における擾乱等により、超電導状態が壊れて常伝導状態になることがある。このとき、場合によっては転位セグメントを構成する素線の焼損にもつながることから、通常、超電導マグネットには保護を目的とした回路を組み込んだり、素線自身に安定化を目的とした低抵抗材料を組み込んだりする対策をとる必要があった。このような課題に対して、本発明では素線に比較的低抵抗な銅合金などを組み込むことにより、超電導状態が壊れて常伝導状態に移行し、導体温度が上昇して超電導線が焼き切れる前に、銅合金側に電流がバイパスして超電導線の温度上昇を防止する役割を果たすことになる。
【００２４】
本発明に係る転位セグメントの製造方法は、テープ状の素線を複数本、その厚さ方向及び幅方向に並べて列状に集合させ、これらの素線を長さ方向の所定間隔ごとに素線の厚さ方向及び幅方向に順次転位させる転位セグメントの製造方法であり、前記素線の各々の上面にテープ状の支持体を沿わせるように配し、該素線を複数本、転位撚り合わせる工程を少なくとも具備したことを特徴としている。
【００２５】
上記工程を備えた製造方法であれば、まず、前記素線の各々の上面にテープ状の支持体を沿わせるように配することにより、個々の素線がその上面にそれぞれ一つの支持体を載せて一体化された状態を形成できる。次いで、このように支持体を載せた素線を複数本、転位撚り合わせることにより、上述した構成からなる本発明の転位セグメントを安定して製造することが可能となる。
【００２６】
本発明に係る転位セグメントの製造装置は、テープ状の素線を複数本、その厚さ方向及び幅方向に並べて列状に集合させ、これらの素線を長さ方向の所定間隔ごとに素線の厚さ方向及び幅方向に順次転位させる転位セグメントの製造装置であり、
前記素線を繰り出す第一送出しボビンと該素線に対応してテープ状の支持体を繰り出す第二送出しボビンとを素線ごとに備える送出し装置と、
前記第一送出しボビンから繰り出されてきた素線の上面に前記第二ボビンから繰り出されてきた支持体を重ねながら撚りを加える分線ダイスを、素線ごとに備える転位力付与装置と、
前記分線ダイスから繰り出されてきた、支持体が重なった素線を転位集合化させて転位セグメントを形成する撚り口装置と、
を少なくとも具備したことを特徴としている。
【００２７】
上記構成をなす送出し装置は、前記素線を繰り出す第一送出しボビンと該素線に対応してテープ状の支持体を繰り出す第二送出しボビンとを素線ごとに備えるているので、素線と支持体を別々に、転位撚線化を図るために用いる転位力付与装置へ向けて送り出すことができる。
【００２８】
また、送出し装置の後段に配される転位力付与装置は、上述したように前記第一送出しボビンから繰り出されてきた素線の上面に前記第二ボビンから繰り出されてきた支持体を重ねながら撚りを加える分線ダイスを、素線ごとに備えているので、素線と支持体を組み合わせて、あたかも１つのテープのようにして転位撚線化をすることが可能となる。
【００２９】
さらに、転位力付与装置の後段に配される撚り口装置は、前述した分線ダイスから繰り出されてきた、支持体が重なった素線を転位集合化させて転位セグメントを形成するので、個々の素線は必ずその上面にテープ状の支持体が接して設けられた形態の転位セグメントが得られる。
【００３０】
つまり、上記構成からなる転位セグメントの製造装置は、それぞれの素線に電磁力によりフープ力が加わった場合、素線ごとに個別に設けた支持体は各素線をフープ力に抗する方向に支える手段として機能する転位セグメントを安定して作製することに寄与する。
【００３１】
本発明に係る超電導応用機器は、上述した本発明の転位セグメントを用いて構成されたものである。超電導応用機器としては、例えば、超電導ケーブルや、超電導変圧器、超電導マグネット、超電導限流器等が具体的に挙げられる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る転位セグメントとその製造方法及びその製造装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
＜転位セグメント＞
図１は、本発明に係る転位セグメントの実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ’部分の断面図である。
【００３４】
本実施形態の転位セグメント１０は、図１（ａ）に示すように、テープ状の素線１８を複数本（図面では８本）、素線１８の各々の上面にテープ状の支持体１６（図面では８本）を沿わせるように配して転位撚り合わせてなる長尺の帯状のものである。図１（ａ）において、１１は転位渡り部、１２は非転位渡り部を表す。
【００３５】
換言すると、本実施形態の転位セグメント１０は、８本のテープ状の素線１８とその上面にそれぞれ設けた支持体１６は、１本の素線１８とその上に配された支持体が一体をなし、各素線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転位撚り合わせたものである。
【００３６】
なお、図１では省略してあるが、上記の転位撚り合わせした構成における転位渡り部１１と非転位渡り部１２を保形用テープ（不図示）で適宜、１箇所あるいは複数箇所、保形する形態を採っても構わない。
【００３７】
図１に示すように、転位セグメント１０は、複数本のテープ状の素線１８を転位撚り合わせるに際し、素線１８の各々の上面にテープ状の支持体１６を沿わせるように配置されている。すなわち個々の素線１８は必ずその上面にテープ状の支持体１６が接した形態をとることになる。
【００３８】
したがって、それぞれの素線１８に電磁力によりフープ力が加わった場合、素線１８ごとに個別に設けた支持体１６は各素線１８をフープ力に抗する方向に支える手段として機能する。特に、上記構成では各素線１８ごとに支持体１６を配しているので、この支える手段としての作用は最も効率よく働くこととなる。その結果、その機能は最大限に発揮させる。
【００３９】
素線１８としては、図１（ｂ）に示すようにテープ状の平角断面を備えた素線であれば、いかなる材料の素線であっても構わないが、好適には超電導素線２１の表面に硫化処理が施されて高抵抗化膜２２が形成されたものが用いられる。その断面形状としては矩形状が望ましい。
【００４０】
本発明においては、前記素線として金属基材上に超電導層を具備させたものを利用することができる。図１に示すように、本発明に係る転位セグメント１０では、それぞれの素線１８ごとにフープ力に抗する方向に支える手段として個別に支持体１６を設けているので、従来のように基材に適当な柔軟性を有する材質のものを敢えて選択する必要は無くなる。
【００４１】
したがって、転位撚り合わせ加工が難しいが、強度が高く剛性も高い金属基材を利用することが可能となる。特に、金属基材として、例えばステンレス鋼やハステロイ合金を使用すれば、引張強度や剛性を格段に強化できるのでより好ましい。
【００４２】
また、本発明に係る超電導層としては、酸化物超電導体からなるものを利用することができる。図１に示すように、転位セグメント１０においては、上記金属基材を用いることができる。その結果、蒸着等の薄膜形成技術を利用して金属基材の表面に高性能の酸化物超電導体層を形成することが容易に可能となる。
【００４３】
テープ状の素線１８を超電導素線とする場合は、断面視円形状の超電導多心素線（不図示）が圧延加工等により平坦化されたものが用いられ、この超電導素線の横断面形状は、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。
【００４４】
この超電導多心素線は、超電導フィラメントなどの複数本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シース材からなる基地の内部に備えられてなるものである。
【００４５】
上記超電導多心素線は、超電導フィラメントなどの超電導体又は熱処理により超電導体となる材料からなる複数のコア部がＡｇ、Ｐｔ、Ａｕ等のシース材からなる基地の内部に備えられたものである。
【００４６】
コア部を構成する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）、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ  （Ｂｉ２２２３）、Ｂｉ１．６Ｐｂ０．４Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘなどで示される組成をもつ酸化物超電導材料である。また、素線としては、ハステロイ等の金属基板上にイットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）中間層を介してＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ（Ｙ１２３）が成膜された酸化物超電導材料などの高温超電導材料、Ｎｂ３Ｓｎ、Ｎｂ３ＡｌなどのＡ１５型材料からなる低温超電導材料を例示することができる。これらは１種を単独で用いても良いし、複数種を併用しても良い。これらは、単体では機械的に脆い性質を有する材料として知られている。
【００４７】
高抵抗化膜２２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。また、高抵抗化膜２２を紫外線硬化型樹脂被膜により構成することもできる。
【００４８】
このような高抵抗化膜２２は、後述する基地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。
【００４９】
例えば、基地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、該基地の周囲の高抵抗化膜２２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。
【００５０】
テープ状の支持材１６は、非磁性のオーステナイト系金属材料又は銅合金が用いられる。前者としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレス鋼等が挙げられる。後者としては、銅ニッケルや燐青銅、銅ベリリウム合金、銅ニオブ複合材、銅銀合金等の高強度を有する銅合金を挙げることができる。
【００５１】
このテープ状の支持材１６の横断面形状は、テープ状の素線１８をなす超電導導体の横断面形状と同様の矩形状とすることが好ましい。この支持材１６の寸法としては、例えば幅１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の範囲のものが好適に用いられる。
【００５２】
特に、本発明に係る転位セグメントにおいて、支持体１６は、１．０×１０−７Ω・ｍ以上の比抵抗を有することにより、補強効果のみならず、交流通電時に超電導テープ間に流れる結合損失を断ち切ることができると共に、支持体自体に流れるうず電流を抑制できるので交流損失が低減するので好ましい。このような範囲の抵抗値を有する材料としては、ステンレス鋼、各種ＦＲＰ材、Ｃｕ基合金等が挙げられる。
【００５３】
また、かかる構成の転位セグメントにおいて、支持体１６は、５．０×１０−７Ω・ｍ以下の比抵抗を有することにより、超電導導体が何らかの理由により常電導状態に遷移したときに、超電導導体に電流が集中することで発熱し、温度上昇と共にさらに抵抗が増加し、発熱が生じるという状況へ進むのを回避できる。すなわち、このような比抵抗の低い支持体の導入は、常電導状態になった時に支持体側にも電流を一部バイパスすることを可能にするので、超電導導体の発熱が抑制される、または発熱から焼損に至るまでに要する時間を遅延させる働きをもつことになるので望ましい。このような範囲の抵抗値を有する材料としては、Ｃｕ基合金、Ｃｕ、Ａｇ合金、カーボンファイバー等が挙げられる。
【００５４】
次に、図１に示した転位セグメントの製造方法の一実施形態について述べる。本発明に係る転位セグメントの製造方法は、テープ状の素線１８を複数本、その厚さ方向及び幅方向に並べて列状に集合させ、これらの素線１８を長さ方向の所定間隔ごとに素線１８の厚さ方向及び幅方向に順次転位させる転位セグメントの製造方法であり、素線１８の各々の上面にテープ状の支持体１６を沿わせるように配し、該素線を複数本、転位撚り合わせる工程を少なくとも具備したことを特徴としている。
【００５５】
＜転位セグメントの製造方法＞
以下では、上記工程を取り入れた転位セグメントの製造方法の一例を工程順に説明する。なお、上記工程とは、後述する転位撚り合せ工程を指す。
【００５６】
［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の組成比が１．８：０．４：２．２：３．０となるように原料粉末のモル比を調整して混合し、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。
【００５７】
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。
【００５８】
〔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、超電導多心素線（超電導素線）を形成する。
【００５９】
〔超電導素線の圧延熱処理反復工程〕
上記超電導多心素線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を圧延するには、上記送出ドラムから超電導多心素線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を巻取ドラムで巻き取ることにより行われる。
【００６０】
ついで、この平坦化した超電導多心素線を、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２１を形成する。
【００６１】
〔超電導素線の硫化工程〕
上記テープ状の超電導素線２１の表面に硫化処理を施して高抵抗化膜２２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からなる素線１８を形成する。
【００６２】
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２１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２１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。
【００６３】
上記反応容器には、テープ状の超電導素線２１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２１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２１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。
【００６４】
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２１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２１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２１を上記巻取ドラムで巻き取ると、表面に高抵抗化膜２２を有するテープ状の超電導導体（超電導テープ）１８が得られる。
【００６５】
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２１の線速等によって変更できる。
【００６６】
〔支持材の圧延反復工程〕
線状の支持材１６’（テープ状にする前の支持材を指す）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、このロール間に線状の支持材１６’を送り出す送出ドラムと上記ロール間で圧延された支持材１６’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。
【００６７】
このような圧延装置を用いて上記線状の支持材１６’を圧延するには、上記送出ドラムから線状の支持材１６’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支持材１６’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、所定の厚みのテープ状の支持材１６を形成する。
【００６８】
〔転位撚り合せ工程〕
本発明に係る転位撚り合せ工程とは、後述する転位セグメントの製造装置（図２）を用い、テープ状の素線１８を複数本（本実施形態では８本）、その厚さ方向及び幅方向に並べて列状に集合させ、これらの素線１８を長さ方向の所定間隔ごとに素線１８の厚さ方向及び幅方向に順次転位させる。
【００６９】
その際、素線１８の各々の上面にテープ状の支持体１６（本実施形態では８本）を沿わせるように配し、該素線を複数本、転位撚り合わせ、図１に示すような転位セグメント１０を形成する。ここでの転位ピッチ（転位撚渡り部長さ）Ｐとしては、２０ｍｍ〜５００ｍｍ程度の範囲内が好適である。
【００７０】
本実施形態の転位セグメント１０によれば、上記テープ状の超電導体からなる素線１８の複数本は、その上面に必ずテープ状の支持材１６が設けられ転位撚り合わされてなるものである。すなわち個々の素線１８は必ずその上面にテープ状の支持体が接した形態をなす。
【００７１】
ゆえに、それぞれの素線１８に電磁力によりフープ力が加わった場合、素線１８ごとに個別に設けた支持体１６は各素線１８をフープ力に抗する方向に支える手段として働く。特に、上記構成では各素線ごとに支持体１６を配しているので、この支える手段としての作用は最も効率よく働き、その機能を最大限に発揮させることが可能となる。また、この構造を採用したことにより、十分な超電導特性を有するうえ、機械的強度の向上も図ることができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、転位セグメント１０を８本のテープ状の超電導体からなる素線１８と、各々の素線１８の上面に個別にテープ状の支持体１６を設ける構成とした場合について説明したが、要求される超電導特性や機械的強度に応じてテープ状の超電導体からなる素線１８やテープ状の支持体１６の本数を適宜選択することにより、目的とする特性を備えた転位セグメントの提供が可能である。
【００７３】
＜転位セグメントの製造装置＞
次に、本発明に係る転位セグメントの製造装置の一実施形態について、図２を参照して説明する。
図２に示した転位セグメントの製造装置は、複数本の素線１１５を厚さ方向及び幅方向に並べて列状に集合させ、これらの平角素線を長さ方向の所定間隔ごとに素線の厚さ方向及び幅方向に順次転位させる転位セグメント１８０の製造装置である。
【００７４】
そして、この転位セグメント１８０の製造装置は、例えば素線１０３ｅと支持体１０３ｆに着目して説明すると、素線１０３ｅを繰り出す第一送出しボビン１０３ａと素線１０３ｅに対応してテープ状の支持体１０３ｆを繰り出す第二送出しボビン１０３ｂとを素線ごとに備える送出し装置１００と、
第一送出しボビン１０３ａから繰り出されてきた素線１０３ｅの上面に第二ボビン１０３ｂから繰り出されてきた支持体１０３ｆを重ねながら撚りを加える分線ダイス１３３ａを、素線ごとに備える転位力付与装置１３０と、
分線ダイス１３３ａから繰り出されてきた、支持体１０３ｆが重なった素線１０３ｅを転位集合化させて転位セグメント１８０を形成する撚り口装置１５０と、を少なくとも具備している。
【００７５】
図２において、１００は素線と支持体とを独立して繰り出す送出し装置、１３０は平角素線を転位させる転位力付与装置、１５０は平角素線を転位集合化させる撚り口装置、１８０は転位セグメント、１９０は転位セグメントの巻き取り装置である。
【００７６】
素線と支持体の送出し装置１００は、図２に示すように、傾斜面１０２を有する送り出し架台１０１と、この傾斜面１０２の傾斜方向に沿って２列に並べて配され素線ごとに設けた個別送出機構部とを有する。
【００７７】
例えば、素線１０３ｅと支持体１０３ｆの場合、これに対応する個別送出機構部は、素線１０３ｅが巻き付けて収納されている第一送出しボビン１０３ａと、支持体１０３ｆが巻き付けて収納されている第二送出しボビン１０３ｂと、第一送出しボビン１０３ａ及び第二送出しボビン１０３ｂを個別に独立して回転駆動させる機能を備えた支持部１０３ｃ、第一送出しボビン１０３ａ及び第二送出しボビン１０３ｂと支持部１０３ｃを載置する支持台１０３ｄから構成されている。
【００７８】
図２に示した素線及び支持体の送出し装置の一実施形態であり、このような個別送出機構部を８個備えた例であり、本発明はこの個数に限定されるものではない。
【００７９】
図２の左下図に示すように、この８個の個別送出機構部は例えば矢印α１、α２、α３、α４で示す向きに順番に移動し、その位置を変化させ、一周することで元の位置に戻ることができる。換言すれば、個別送出機構部は複数回移動する縦方向移動α２、α４と１回のみ移動する横方向移動α１、α３からなる回転運動を繰り返す構造を備えいる。ゆえに、この構造は、上記送出しボビンに相当する機構部が円盤上の円周方向に沿った等分位置に配してなる、従来の装置と同様の作用を働かせることが可能である。
【００８０】
図３は、送出し装置１００から繰り出される素線及び支持体の進行方向について説明する概略図である。
図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、素線及び支持体の送出し装置１００から繰り出された複数本の素線及び支持体は、それぞれ独立して転位力付与装置１３０に向けて進行する。その際、個々の素線の上面にそれぞれ支持体が載置されるように繰り出される。
【００８１】
この場合、素線は図３（ａ）や図３（ｂ）に示すように、送出し装置１００と転位力付与装置１３０とを結ぶ中心線に対して、それぞれの個別送出機構部を構成する第一送出しボビンから転位力付与装置１３０に向けて繰り出される素線の角度θは異なる。具体的は、素線１０８ｅは角度θ１  であるのに対して、素線１０７ｅは角度θ２  をなしており、θ１  ≠θ２  となっている。
【００８２】
換言すると、図３（ａ）の下段列（図３（ａ）において転位力付与装置１３０から送出し装置１００を見た場合には左縦列に相当する）では第一送出しボビン１０７ａから繰り出される素線１０７ｅが最大の角度θ２  をなす（入線角度と呼称する）のに対し、上段列（図３（ａ）において転位力付与装置１３０から送出し装置１００を見た場合には右縦列に相当する）では第一送出しボビン１０８ａから繰り出される素線１０８ｅが最大の角度θ１  をなす。つまり、素線にはその幅方向に、この角度θに起因した応力が加わり、これは素線に加わるエッジワイズ歪の原因となる。
【００８３】
支持体についても同様の関係がある。つまり、図３（ｃ）や図３（ｄ）に示すように、送出し装置１００と転位力付与装置１３０とを結ぶ中心線に対して、それぞれの個別送出機構部を構成する第二送出しボビンから転位力付与装置１３０に向けて繰り出される素線の角度θは異なる。具体的は、支持体１０８ｆは角度θ３  であるのに対して、支持体１０７ｆは角度θ４  をなしており、θ３  ≠θ４  という関係にある。
【００８４】
しかしながら、上記第一及び第二送出しボビンに相当する機構部が円盤上の円周方向に沿った等分位置に配してなる従来の装置に比べれば、本発明に係る送出し装置１００で生じる角度θは極めて小さなものとなる。
【００８５】
さらには、第一及び第二送出しボビンは、素線と支持体を独立して繰り出す機構を備えると共に、独立したテンション制御機構を備えることにより、角度θが時々刻々変動したとしても、ほぼ同じ条件で素線の上面の上に支持体が配される形態を実現できる。
【００８６】
ゆえに、上記構成からなる素線及び支持体の送出し装置１００であれば、２列に並べて配され素線ごとに設けた個別送出機構部は、複数回移動する縦方向移動と１回のみ移動する横方向移動からなる回転運動を繰り返す構造を備えることで、素線に加わるエッジワイズ歪を十分に抑制しながら、次工程の装置である転位力付与装置１３０に向けて素線及び支持体を進行させることができる。
【００８７】
また図２から明らかなように、素線ごとに設けた個別送出機構部は、送り出し架台１０１の傾斜面１０２上に、その傾斜方向に沿って２列に並べて配されているので、最上段と最下段にそれぞれ位置する２つの個別送出機構部、（すなわち図３（ａ）に示す上段列の第一送出しボビンで説明すると、最上段は１０３ａの第一送出しボビン、最下段は１０８ａの第一送出しボビンに相当する）から繰り出される２本の素線を、進行すべき方向に対して極めて小さな角度で繰り出すことが可能となる。
【００８８】
ゆえに、素線ごとに設けた個別送出機構部を送り出し架台１０１の傾斜面１０２上に、その傾斜方向に沿って２列に並べて配して成る構成は、素線の厚さ方向に加わるフラットワイズ歪の低減に寄与する。
【００８９】
上述したように、本発明に係る素線及び支持体の送出し装置１００は、個別送出機構部の２列配置構造と、素線ごとに設けた個別送出機構部を送り出し架台１０１の傾斜面１０２上に、その傾斜方向に沿って２列に並べて配して成る構成とを採用したことによって、素線に加わるエッジワイズ歪とフラットワイズ歪とを同時に低減することが可能となった。
【００９０】
これに伴い、従来の装置では素線ごとに張力制御するため設ける必要があった首振り機構を、本発明に係る素線及び支持体の送出し装置１００は敢えて設ける必要が無くなった。ゆえに、本発明によれば、従来の装置に比べて装置構造の簡単化が図れ、ひいては長期信頼性に優れた素線及び支持体の送出し装置を提供できる。
【００９１】
本発明に係る素線の転位力付与装置１３０は、例えば素線１０３ｅとその上面に重なるように配される支持体１０３ｆとを通過させるための方形の空孔１３３ｂを備えた分線ダイス１３３ａのように、個々の素線ごとに分線ダイス１３３ａ〜１４０ａを備えている。
【００９２】
そして、個々の素線とその上面に配される支持体とを通過させるための方形の空孔を備えた分線ダイスは２列に並べて配されてなる分線機構部１３２と、平角素線の通過を阻害しないように分線機構部１３２を取り囲むように配される筐体１３１と、個々の分線ダイスをβ１、β２、β３、β４の向きに移動させる図示しない手段とで構成されている。
【００９３】
この分線機構部１３２は、筐体１３１の内壁に沿って前記分線ダイスが複数回移動する縦方向移動β２、β４と１回のみ移動する横方向移動β１、β３からなる回転運動を繰り返す構造を備えているので、上記構成からなる平角素線の転位力付与装置１３０は、従来の装置が円盤状の構成物で実現した回転運動と同様の機能を有することができる。
【００９４】
ところで、この回転運動と同様の機能は、横方向には素線ごとに設けた分線ダイスが最大２個並列するだけなので、この並列した２つの分線ダイスから繰り出される２本の素線は、進行すべき方向に対して極めて小さな角度でそれぞれの分線ダイスから、すなわち本発明に係る素線の転位力付与装置１３０から繰り出されることとなる。したがって、上記回転運動と同様の機能は、素線の幅方向に加わるエッジワイズ歪の低減をもたらす。
【００９５】
また上記構成であれば、図２の右下図から明らかなように、例えば素線１０３ｅとその上面に配される支持体１０３ｆは分線ダイス１３３ａが有する方形の空孔１３３ｂ内を貫通して進行するように配されている。ゆえに、分線ダイス１３３ａが横方向（例えばβ１方向）に移動するに際に素線１０３ｅとその上面に配される支持体１０３ｆに接触する部分は．素線１０３ｅ及び支持体１０３ｆの進行方向に沿った分線ダイス１３３ａの長さと素線１０３ｅ及び支持体１０３ｆの厚さとの積で表される細長い面となる。
【００９６】
したがって、この細長い面で素線１０３ｅ及び支持体１０３ｆの側面はβ１方向に外力を受ける。換言すると、本発明に係る素線の転位力付与装置１３０によれば、分線ダイス１３３ａの空孔１３３ｂ内を通過中にある素線１０３ｅ及び支持体１０３ｆの側面は、上記細長い面全体で、紙面手前側に転位力を受けることになる。
【００９７】
この細長い面の面積は、従来の装置（不図示）で転位治具の接触部が素線に接していた局所的な面積に比べて極めて大きな値に設定できるので、従来の装置において素線の接触部に対し局部的に加重が加わったことに起因して生じていた応力の値を著しく緩和でき、これは素線に加わるエッジワイズ歪のさらなる低減をもたらす。
【００９８】
さらに、上記説明から明らかなように、この細長い面の面積は、分線ダイス１３３ａの長さと素線１０３ｅの厚さとの積で表される特定の面積からなるので、素線１０３ｅをある一定の進行速度で繰り出しつつ、分線ダイス１３３ａをβ１方向へ所定の時間間隔で移動することにより、素線１０３ｅに対して転位力を安定して加えることが可能となる。
【００９９】
この横方向すなわちβ１方向に移動した分線ダイス１３３ａは、次いで縦方向すなわち下方に（β２方向）に移動する。この場合、分線ダイス１３３ａが素線１０３ｅに接触する部分は．素線１０３ｅの進行方向に沿った分線ダイス１３３ａの長さと素線１０３ｅの幅との積で表される幅広の面となり、この幅広の面で素線１０３ｅの上面はβ２方向に外力を受ける。
【０１００】
この幅広の面の面積は、従来の装置（不図示）で転位治具の接触部が素線に接していた面積に比べて大きな値に設定できることから、従来の装置において素線の接触部に対し局部的に加重が加わったことに起因して生じていた応力の値を著しく緩和でき、これは素線に加わるフラットワイズ歪の大幅な低減をもたらす。
【０１０１】
したがって、かかる構成の転位セグメント１０を用い、後述する各種の超電導応用機器を作製することにより、優れた超電導特性、すなわち交流電流通電時の交流損失が低減され、偏流が抑制された、良好な特性を備えた超電導応用機器の提供を可能とする。
【０１０２】
＜超電導応用機器＞
次に、上述した本発明に係る転位セグメントを用いた超電導応用機器の実施形態について説明する。
【０１０３】
［超電導ケーブル］
図４は、超電導ケーブルの一実施形態を示す斜視図である。
本実施形態の超電導ケーブル４７０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）４７７の周囲に上記の転位セグメント１０が螺旋状に巻回されて複数の超電導体層４８４が積層され、これら超電導体層４８４、４８４間に絶縁テープ等からなる層間絶縁層４８５が形成されたものである。また、超電導ケーブル４７０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。
【０１０４】
フォーマ１７７はステンレス鋼などからなり、その表面にはフォーマ１７７と転位セグメント１０との間の通電を抑制するため絶縁処理が施されている。また、内部の空洞は液体窒素等の冷却媒体の流路として用いられ、転位セグメント１０を構成する複数の素線２０の冷却が行われるようになっている。
【０１０５】
［超電導マグネット］
図５は、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５９０は、巻胴５９１と一対の鍔板５９２とを具備してなる巻枠５９３に、上記の転位セグメント１０が巻き付けられたものである。そして、転位セグメント１０の端未部５９５ａは鍔板５９２の周縁部に形成された切り欠き状の通過孔５９２ａを介して鍔板５９２の外部に引き出され、この通過孔５９２ａを通過する転位セグメント１０の引出部の手前部分５９５ｂが、鍔板５９２の外周縁部に固定された補強板５９７により覆われている。
【０１０６】
［超電導変圧器］
図６は、超電導変圧器の一実施形態を示す斜視図である。図７は、図６のＢ−Ｂ’部分における断面図である。
本実施形態の超電導変圧器６００は、円筒型の巻胴６０２ａを備えたボビン６０２と、該ボビン６０２の巻胴６０２ａの軸方向一端側から他端側に多層に巻き付けられた上記の転位セグメント１０と、積層された転位セグメント１０の各層同士を隔てるスペーサ６０５とを備えたものである。
【０１０７】
ボビン６０２は、巻胴６０２ａと、その両端に設けられたフランジ６０２ｂ、６０２ｃとからなるものであり、このボビン６０２の巻胴６０２ａの外周には、転位セグメント１０が多層に巻き付けられている。
【０１０８】
スペーサ６０５は、積層された転位セグメント１０の各層同士を隔て、転位セグメント１０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おり、その長手方向がボビン軸方向に沿うようにして、ボビン６０２の周方向に間隔をおいて複数設けられている。
【０１０９】
また、転位セグメント１０の各層間の間隔、及び、転位セグメント１０とフランジ６０２ｂ、６０２ｃとの間隔は、冷媒の流路となる冷却チャンネル６０４とされている。そして、超電導変圧器６００を使用する際には、転位セグメント１０の超電導状態を保つため、超電導変圧器６００を液体ヘリウムや液体窒素などの冷媒中に浸漬して冷却できるようになっている。
【０１１０】
以上の超電導ケーブル４７０、超電導マグネット５９０、超電導変圧器６００は、複数本のテープ状の素線を転位撚り合わせるに際し、素線の各々の上面にテープ状の支持体を沿わせるように配したことによって、電磁力によるテープ単線に加わるフープ力を支える機能を備えてなる、本発明に係る転位セグメント１０を用いて構成されたものであるので、優れた超電導特性、すなわち交流電流通電時の交流損失が低減され、偏流が抑制された、良好な特性を有するものとなる。
【０１１１】
［実施例（超電導マグネット）］
テープ状の超電導体からなる素線とテープ状の支持体とを個別に送り出し、転位撚線化するところで、素線の上面に支持体を沿わせるように組み合わせて、恰も１つのテープのようにして転位撚線化する本発明に係る製造方法を用い、図１示すような転位セグメントを作製し、これを超電導マグネットに適用した事例について述べる。
【０１１２】
図１に示すように、転位セグメントは１本の素線とその上面に配される１本の支持体が一組を成し、同様の八組を転位撚り合わせたものである。その際、素線と支持体は次のような仕様のものを用いた。
・素線：Ｂｉ２２２３系超電導材料、テープ形状（０．２５ｔ  ×２．０ｗ  ｍｍ）
・支持体：ＳＵＳ３０４（Ｈ）、テープ形状（０．２０ｔ  ×２．０ｗ  ｍｍ）
・一組のサイズ：０．４５ｔ  ×２．０ｗ  ｍｍ
・転位セグメント（八組）のサイズ：２．２５ｔ  ×４．０ｗ  ｍｍ
・転位セグメントにおける転位渡り長：１２０ｍｍ
【０１１３】
上記構成の転位セグメントを用いて製造した超電導マグネットの諸元は次のとおりである。
・巻内径            ：３００ｍｍ
・巻外径            ：３９２ｍｍ
・高さ              ：２００ｍｍ
・撚線導体長        ：３２１ｍｍ
・巻層数            ：７
・ターン数          ：２９８
・セグメントＩｃ    ：２４０（Ａ  ａｔ  ０Ｔ）
【０１１４】
巻線時の張力は５０Ｎとした。巻線の際、８本撚りの転位セグメントを構成する各素線には、１．５ｍｍの線ズレが発生すると発明者らは試算している。このような線ズレは、巻線時に１本のテープ線へ張力が集中することにつながるので、今回使用した超電導テープ線の破断強度は３０〜５０Ｎであり、弱い部分に張力が集中した場合には、５０Ｎでの張力巻線が不可能な条件である。
【０１１５】
巻線時の張力が高いことは、マグネットの寸法安定度を高め、またマグネット冷却時における巻き枠への巻線張力の残留を実現できる（巻き枠：ＦＲＰと線材の線膨張係数はやや線材の方が小さいことから、冷却時に線材の巻線張力は緩む方向にあるため、通電時には導体が動き易くなるが、張力の残留はこの導体の動きを抑制できる）ことにつながる。したがって、今回の設計では５０Ｎ程度の張力巻線が必要であった。
【０１１６】
本発明に係る転位セグメントを用いることにより、従来では不可能であった５０Ｎでの張力巻線が可能となり、諸元表に示したて超電導マグネットを製作することができた。液体ヘリウム中での通電試験を実施したところ、この本発明に係る転位セグメントを用いて製造した超電導マグネットは、５０Ａ通電時に設計値である６００Ｇの中心磁場を発生させることができた。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る転位セグメントは、テープ状の素線を複数本、前記素線の各々の上面にテープ状の支持体を沿わせるように配して転位撚り合わせてなる構成を採用した。この構成によれば、電磁力によるテープ単線に加わるフープ力を支える機能を備えることが可能となるので、例えば高磁界用マグネットなどに適用するとより有効に機能する転位セグメントを提供できる。
【０１１８】
本発明に係る転位セグメントの製造方法は、素線の各々の上面にテープ状の支持体を沿わせるように配し、該素線を複数本、転位撚り合わせる工程を少なくとも備えることにより、上記構成からなる本発明の転位セグメントの安定した製造をもたらす。
【０１１９】
本発明に係る転位セグメントの製造装置は、テープ状の素線とこの素線に対応するテープ状の支持体を繰り出す機構を備えた送出し装置と、送出し装置から繰り出された各素線の上面に各支持体を重ねながら撚りを加える機構を備えた転位力付与装置と、この支持体が重なった各素線を転位集合化させて転位セグメントを形成する撚り口装置と、を少なくとも具備したことにより、上記構成からなる本発明の転位セグメント、すなわち、それぞれの素線に電磁力によりフープ力が加わった場合、素線ごとに個別に設けた支持体は各素線をフープ力に抗する方向に支える手段として働く転位セグメントを安定して製造することに寄与する。
【０１２０】
また、上記構成の転位セグメントは、優れた超電導特性、すなわち交流電流通電時の交流損失が低減され、偏流が抑制された、良好な特性を備えた各種の超電導応用機器の提供に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転位セグメントの一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明に係る転位セグメントの製造装置により転位セグメントを製造して様子を示した説明図である。
【図３】図２の製造装置を構成する送出し装置から繰り出される素線および支持体の進行方向について説明する概略図である。
【図４】本発明に係る超電導ケーブルの一実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る超電導マグネットの一実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る超電導変圧器の一実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６に示した超電導変圧器の断面図である。
【図８】従来の転位セグメントの実施形態を示す概略図である。
【図９】従来の転位セグメントの他の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
α１  、α２  、α３、α４  支持台の移動方向、β１  、β２  、β３、β４  分線ダイスの移動方向、θ  入線角度、１０  転位セグメント、１１  転位渡り部、１２  非転位渡り部、１６  支持体、１８  素線、１００  送出し装置、１０３ａ〜１１０ａ  第一送出しボビン、１０３ｂ〜１１０ｂ  第二送出しボビン、１３０  転位力付与装置、１３２  分線機構部、１３３ａ〜１４０ａ  分線ダイス、１５０  撚り口装置、１８０  転位セグメント、１９０  巻き取り装置、４７０  超電導ケーブル（超電導応用機器）、５９０  超電導マグネット（超電導応用機器）、６００  超電導変圧器（超電導応用機器）、８１０  転位セグメント、８１１  転位渡り部、８１２  非転位渡り部、８１８  素線、９１０転位セグメント、９１１  転位渡り部、９１２  非転位渡り部、９１６  補強材、８１８  素線。
【図１】
2004303694.tif 000003
【図２】
2004303694.tif 000004
【図３】
2004303694.tif 000005
【図４】
2004303694.tif 000006
【図５】
2004303694.tif 000007
【図６】
2004303694.tif 000008
【図７】
2004303694.tif 000009
【図８】
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【図９】
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