(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な酸化物超導電体（１２）、（１４）、（１６）、（１８）を有する酸化物高温超電導ケーブルにおいて、長尺な線状の金属導体（１１）を中心としてその周囲に酸化物超導電体（１２）、金属導体（１３）及び酸化物超導電体（１４）が順次径方向に同軸状に積層された１つの導電線ユニットの周囲に、長尺な線状の金属導体（１５）を中心としてその周囲に酸化物超導電体（１６）、金属導体（１７）及び酸化物超導電体（１８）が順次径方向に同軸状に積層された複数の導電線ユニットを配置し、これら複数の導電線ユニットを一体の金属導体（１９）で覆い、全体として断面円形の複合導体とし、この金属導体（１９）の周囲を無機絶縁材（２０）と金属シース（２１）で覆ったことを特徴とする無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブル。
【請求項２】
金属導体（１１）、（１３）、（１５）、（１７）、（１９）が銀又は銀合金パイプもしくは銀又は銀合金のクラッドパイプからなることを特徴とする請求項１に記載の無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブル。
【請求項３】
無機絶縁材（２０）は、Ａｌ2Ｏ3 、ＭｇＯ、ＺｒＯ2 の少なくとも何れかからなることを特徴とする請求項１または２に記載の無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺な酸化物超導電体を導電体とする酸化物高温超電導ケーブルに関し、特に導電体が金属シース内に収納され、金属シースと導電体との間に無機絶縁材が充填された無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、Ｙ、Ｂｉ系等の酸化物超導電線については、ＡｇやＡｇ−Ｃｕ等の金属導体をシースし、ロール加工により平板またはテープ状に加工することで、電流密度Ｊｃ特性の向上を図っている。このような酸化物超導電線は、図２に示すように、平板またはテープ状の酸化物超導電体１の周囲を、ＡｇやＡｇ−Ｃｕ等からなる金属導体２で覆った構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】
しかし、酸化物超導電体と金属導体とを複合加工し、熱処理を伴うロール加工を行うと、異形のために加工時のストレスが特定の個所に集中しやすい。このため、金属導体と酸化物超導電体との界面の整合性が悪く、酸化物超電導体が金属導体に染出したり、膨れや割れ等の不良が発生する原因となっている。また、前記導電線をコイル等として巻装する場合、線間の絶縁をとるために絶縁スリーブを巻き付ける工程を必要とし、作業が困難である。しかも、コイル断面における酸化物超導電体の占有割合が小さくなり、コイルの小形化に支障を来すことになる。しかも、導体が異形断面を有するため、外界磁界に対する方向性を生じる等、電磁気特性にも影響を与える。
【０００４】
本発明は、このような従来の酸化物高温超電導ケーブルの課題に鑑み、加工時の不良が生じ難く、絶縁スリーブ等を巻き付けずにコイルとして巻装することができ、さらにコイル断面の導体の占有割合を大きくすることができる新しい構造の無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、酸化物超導電体１２、１４、１６、１８と金属導体１１、１３、１５、１７とを交互に同軸状に径方向に積層した導電体ユニットを構成し、これを金属シース２１に収納し、金属シース２１と導電体ユニットとの間に無機絶縁材２０を充填して絶縁した構造とした。これにより、全体として円形断面を有する新しい構造の無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルを得たものである。
【０００６】
すなわち、本発明による無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルは、長尺な酸化物超導電体１２、１４、１６、１８を有する酸化物高温超電導ケーブルであって、１つの導電線ユニットの周囲に複数の導電線ユニットを配置し、これら複数の導電線ユニットを一体の金属導体１９で覆い、全体として断面円形の複合導体とし、この金属導体１９の周囲を無機絶縁材２０と金属シース２１で覆ったことを特徴とするものである。
【０００７】
前記導電線ユニットは、長尺な線状の金属導体１１、１５を中心として、その周囲に酸化物超導電体１２、１６、金属導体１３、１７及び酸化物超導電体１４、１８を順次径方向に同軸状に積層したものである。そして、金属導体１１、１３、１５、１７と酸化物超導電体１２、１４、１６、１８とが径方向に交互に同軸状に積層された複数組の導電線ユニットが一体の金属導体１９で覆われている。最も外側の金属導体１９は、断面外形が円形である。この無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルにおける金属導体１１、１３、１５、１７、１９は、通常銀又は銀合金パイプもしくは銀又は銀合金のクラッドパイプからなる。また、無機絶縁材２０は、Ａｌ2Ｏ3 、ＭｇＯ、ＺｒＯ2 の少なくとも何れかからなる。
【０００８】
このような無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルでは、それを構成する導電線ユニットが長尺な線状の金属導体１１、１５を中心としてその周囲に酸化物超導電体１２、１６、金属導体１３、１７及び酸化物超導電体１４、１８が順次径方向に同軸状に積層されているので、これら酸化物超導電体１２、１４、１６、１８と金属導体１１、１３、１５、１７とが組み合わせられた前記導電体ユニットが全体として断面円形となる。このため、延伸加工等におけるストレスが特定の個所に集中せずに、全体として均一に分散されることになる。しかも、管状の金属シース２１により全体が覆われることから、加工時における膨れ、剥がれ、割れ等の不良の低減が可能となる。しかも、マグネット等のコイリングにおいて、そのまま、コイリングすることが出来るため、全断面積に占める絶縁材の断面積の割合を小さくすることが出来る。
【０００９】
また、酸化物超導電体１２、１４、１６、１７の結晶成長を均一にするため、大きなアスペクト比層厚と周の比をつけることができる。
さらに、１つの導電線ユニットの周囲に複数の導電線ユニットを配置し、これら複数の導電線ユニットを一体の金属導体１９で覆い、全体として断面円形の複合導体としているために、コイルとして構成したときの外界磁界に対する方向性を生じることがなく、電磁気特性に優れたものが得られる。しかも、無機絶縁材２０と金属シース２１による絶縁により、コイルとして巻装するときの絶縁性をとるために別の部材を巻き付ける必要がなく、そのままコイルとして巻装することができる。そのため、巻装工程が簡易化されると共に、コイル断面における酸化物超導電体の占有密度が大きくとれることになる。
加えて、金属導体１１、１３、１５、１７と酸化物超導電体１２、１４、１６、１８が径方向に交互に同軸状に積層された導電線ユニットが一体の金属導体１９に覆われた多芯構造となっているため、コイル断面における酸化物超導電体の占有密度がより大きくとれる利点がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について具体的且つ詳細に説明する。
図１に本発明による無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルの例の断面形状が示されている。この図に示すように、ＡｇやＡｇ−Ｃｕ合金等からなる線状の金属導体１１、１５を心材とし、その周囲に酸化物超導電体１２、１６の結晶を成長させる。この酸化物超導電体１２、１６の周囲にＡｇやＡｇ−Ｃｕ合金等の膜を形成し、金属導体１３、１７を形成し、この金属導体１３、１７の周囲に酸化物超導電体１４、１８の結晶を成長させる。これにより、金属導体１１、１５を各々中心とし、その周囲に酸化物超導電体１２、１６、金属導体１３、１７及び酸化物超導電体１４、１８が同軸状に径方向に順次積層された導体ユニットが構成される。
【００１１】
次に、前記導体ユニットのうち１つの導体ユニットを中心として、その周囲に複数、すなわち図示の場合は６つの導体ユニットを配置し、これらをＡｇやＡｇ−Ｃｕ合金等の一体の金属導体１９で覆い、全体として断面円形の複合導体を構成する。さらに、この複合導体をステンレスやインコネル等からなる金属シース２１に収納し、この金属シース２１と金属導体１９との間にマグネシアやアルミナ等の粉末からなる無機絶縁材を充填する。無機絶縁材は、Ａｌ2Ｏ3 、ＭｇＯ、ＺｒＯ2 の少なくとも何れかからなる。
このようなケーブル母材をスエージングする等して減径すると共に、長手方向に延伸し、所望の径の長尺な無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルを得る。
【００１２】
このような無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルは、コイル用ケーブル等として使用するのに最適であり、そのままコア、ボビン等に巻装することで巻線間の絶縁をとることができる。
【００１３】
前記の例では、金属導体１１、１３、１５、１７と酸化物超導電体１２、１４、１６、１８が同軸状に径方向に交互に順次積層された導体ユニットが複数組用いられて１つのケーブルが構成された多芯構造となっているため、コイルとして構成した場合の酸化物超導電体のコイル断面に占める占有率が高くなる利点がある。他方、このような導電ユニットを複数本使用せずに、１本のみ用いて１つのケーブルを構成することも可能である。
なお、図示の例は、丸形のケーブルが構成されているが、本発明はこれに限らず、角形ケーブルをして構成することもできる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明による無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルでは、断面円形とすることにより、加工時のストレスを特定の個所に集中させずに分散できることができる。また管状の金属シースにより全体が覆われることから、加工時における膨れ、剥がれ、割れ等の不良が生じ難い。また、シースと無機絶縁材とによる絶縁構造により、絶縁スリーブ等を巻き付けずにコイルとして巻装することができ、巻装工程を簡易化することができると共に、コイル断面の導体の占有割合を大きくすることができる。さらに、外界磁界に対する方向性を生じることがなく、電磁気特性に優れたものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルの例の縦断正面図である。
【図２】無機絶縁形酸化物高温超電導ケーブルの従来例の縦断正面図である。
【符号の説明】
１１  金属導体
１２  酸化物超導電体
１３  金属導体
１４  酸化物超導電体
１５  金属導体
１６  酸化物超導電体
１７  金属導体
１８  酸化物超導電体
１９  金属導体
２０  無機絶縁材
２１  金属シース
【図１】
0004214630.tif 000002
【図２】
0004214630.tif 000003