超导线圈制造技术

在防止线圈的轴向两端部的超导线材的剥离的同时，可实现超导线圈整体的牢固固定和防止热效率降低。本发明专利技术涉及一种具备绕轴缠绕的超导线材(1)的超导线圈(100)，在径向相邻的超导线材间，在超导线圈的轴向的两端具有释放材料层(3)，在径向相邻的超导线材间，在形成有释放材料层的区域以外的区域具有树脂层(4)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超导线圈。
技术介绍
为了对超导线圈整体进行固定以提高强度，同时防止超导线圈的热效率的降低，已知用树脂等浸渗超导线圈。浸渗例如如下进行：将超导线圈浸渍于环氧树脂之类的浸渗材料与交联剂的混合液中，之后进行抽真空，从而使这些混合液遍布形成超导线圈的线材间，使混合液固化，从而进行浸渗。但是，在浸渗了环氧树脂的超导线圈中，在冷却时，线材的层间会发生剥离，招致临界电流的降低。另外，也考虑了使用石蜡来代替环氧树脂作为浸渗材料，但在线材与石蜡之间或石蜡层内会发生剥离，线圈的热效率降低。因此，有文献提出了下述超导线圈，其通过使用速干胶作为浸渗材料，从而可消除热应力导致的线材剥离，能够防止性能的降低(例如参照专利文献1)。另外，作为其它例示，提出了下述超导线圈，其通过缠绕带状的线圈线材和绝缘材料而构成，在带状的绝缘材料的面内的除宽度方向两端部外的部分实施了释放处理(例如参照专利文献2)。另外，作为其它例示，提出了下述超导线圈，其在存在于相邻的超导线材间的绝缘材料层的侧面整个区域形成了释放材料层(離形材層)(例如参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-55265号公报专利文献2：日本特开2010-267822号公报专利文献3：日本特开2011-198469号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在超导线圈中，由于浸渗后的冷却时浸渗材料与超导线材的热收缩率之差，会在超导线材的内部产生剥离力(作用于超导线材的厚度方向的应力)。该剥离力对于位于超导线圈的轴向两端部的超导线材起到特别大的作用，因此剥离力在该两端部与其以外的区域存在很大差异。因此，在线圈的轴向端部，需要使浸渗材料与超导线材相比更容易剥离，并且为了在这以外的区域使线圈整体牢固，需要使浸渗材料不容易剥离。但是，在专利文献1中，只不过使用了一种速干胶，因此无法解决上述问题。另外，在专利文献2中，由于在绝缘带的除宽度方向端部外的区域实施了释放处理，因此无法解决上述问题。另外，在专利文献3中，由于在绝缘材料层的侧面整个区域形成了释放材料层，因此无法解决上述问题。因此，在上述的现有技术中，难以在防止线圈的轴向两端部的超导线材的剥离的同时，实现超导线圈整体的牢固固定和防止热效率降低。本专利技术是鉴于上述课题而进行的，其目的在于提供一种超导线圈，其在防止线圈的轴向两端部的超导线材的剥离的同时，可实现超导线圈整体的牢固固定和防止热效率降低。用于解决课题的方案为了解决上述课题，本专利技术涉及一种具备绕轴缠绕的超导线材的超导线圈，其特征在于，在径向相邻的超导线材间，在上述超导线圈的轴向的两端具有释放材料层，在径向相邻的超导线材间，在形成有上述释放材料层的区域以外的区域具有树脂层。作为本专利技术的一个方式，上述释放材料层的上述轴向的长度优选相对于上述超导线材的上述轴向的长度为10％～50％。作为本专利技术的一个方式，优选的是，在线圈的径向，上述释放材料层的上述轴向的长度从内侧向外侧越来越短。作为本专利技术的一个方式，上述释放材料层优选为氰基丙烯酸酯系粘接剂、石蜡、氟系树脂、润滑脂、硅油中的至少一种。作为本专利技术的一个方式，上述释放材料层优选为具有粘着层的树脂带。作为本专利技术的一个方式，上述树脂层优选为热固化性合成树脂。作为本专利技术的一个方式，上述热固化性合成树脂优选为环氧树脂、酚醛树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂中的至少一种。作为本专利技术的一个方式，上述树脂层优选通过上述热固化性合成树脂的浸渗而形成。专利技术的效果根据本专利技术，在防止线圈的轴向两端部的超导线材的剥离的同时，可实现超导线圈整体的牢固固定和防止热效率降低。附图说明图1是超导线圈的部分截面图。图2中，(a)是示出施加比超导线圈的径向的超导线材的剥离强度更大的力的区域的示意图，(b)是说明超导线圈的径向的截面的变化的示意图。图3是示出超导线材的剥离强度与一端部的释放材料层的长度相对于线圈轴向的长度的比例的曲线图。图4是由一层线圈构成的超导线圈(单饼结构)的部分截面图。图5是实施例1中的超导线圈的部分截面图。图6是实施例2中的超导线圈的部分截面图。图7是实施例3中的超导线圈的部分截面图。图8是实施例4中的超导线圈的部分截面图。图9是比较例1中的超导线圈的部分截面图。图10是比较例2中的超导线圈的部分截面图。图11是比较例3中的超导线圈的部分截面图。图12是比较例4中的超导线圈的部分截面图。图13是比较例5中的超导线圈的部分截面图。具体实施方式参照附图对本专利技术的优选实施方式进行说明。需要说明的是，以下所示的实施方式仅为一个例示，可以在本专利技术的范围内采取各种实施方式。＜超导线圈＞如图1、图2所示，超导线圈100是被称为所谓的双饼线圈的线圈，该超导线圈的结构为：被隔板50所隔开的两层的线圈10、20在各线圈10、20的轴向进行堆积。在超导线圈100中，由两个以上的层构成的带状的超导线材1绕轴缠绕于圆筒状的芯材2上，在相邻的超导线材1之间形成有释放材料层3和树脂层4。超导线圈100通过下述方式制作：将超导线材1缠绕于由FRP等形成的芯材2上，在超导线材1向芯材2的缠绕工序时或缠绕工序后，在相邻的超导线材1间形成释放材料层3和树脂层4，由此来制作超导线圈100。超导线材1为带状的超导线材，例如，隔着中间层将钇系的超导层层积于金属基板，在该超导层层积银等保护层。(释放材料层)释放材料层3形成于缠绕于芯材2上的相邻的超导线材1间。释放材料层3从所缠绕的超导线材1的轴向的各端部起、朝向与各端部相反的端部仅形成特定长度。具体地说，释放材料层3的一端部的线圈轴向的长度优选相对于超导线材1的轴向的长度为5％～25％，即，两端部的合计为10％～50％的范围内。图3是使纵轴为单侧的释放材料层3的长度相对于线圈轴向的长度的比例、横轴为超导线材1的剥离强度进行作图而得到的曲线图。更具体地说，在超导线材1全部被环氧树脂浸渗的状态下，对线圈径向(剥离方向)的应力进行分析，关于纵轴，计算出产生横轴的剥离强度以上的应力的长度与线材的长度(6mm)的比例。通过在产生横轴的剥离强度以上的应力的区域使用释放材料，从而上述值为释放材料的比例。如图3所示，释放材料层3的轴向的长度相对于超导线材1的线圈轴向的长度的比例应当根据超导线材1的剥离强度而变化。此处，剥离强度是指达到下述边界的应力值，在该边界，由于热收缩导致的对超导线材1自身所作用的应力(剥离力)，使超导线材1开始发生损坏(开始产生形成超导线材1的层的剥离等损伤)。即，剥离强度为10MPa的超导线材1是指对超导线材1自身作用10MPa以上的应力时开始发生损坏的超导线材1。需要说明的是，关于图3的释放材料层3的轴向的长度相对于超导线材1的线圈轴向的长度的比例，在超导线材1的剥离强度为4MPa～20MPa的情况下是有效的。如图3所示，在使用超导线材1的剥离强度为3MPa以下的超导线材1制作线圈
时，对线材整体施加3MPa以上的应力(剥离力)，因此需要全部浸渗释放材料层3。假设即便一部分代替释放材料层3而形成环氧树脂的树脂层4，则超导线材1发生剥离，作为可流至超导线材1的电流的临界值的临界电流值Ic降低。另外，在使用超导线材1的剥离强度为10MPa左右的超导线材1制作线圈时，优选的是，以两端部合在一起计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导线圈，其为具备绕轴缠绕的超导线材的超导线圈，该超导线圈的特征在于，在径向相邻的超导线材间，在所述超导线圈的轴向的两端具有释放材料层，在径向相邻的超导线材间，在形成有所述释放材料层的区域以外的区域具有树脂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.05 JP 2014-0199891.一种超导线圈，其为具备绕轴缠绕的超导线材的超导线圈，该超导线圈的特征在于，在径向相邻的超导线材间，在所述超导线圈的轴向的两端具有释放材料层，在径向相邻的超导线材间，在形成有所述释放材料层的区域以外的区域具有树脂层。2.如权利要求1所述的超导线圈，其特征在于，所述释放材料层的所述轴向的长度相对于所述超导线材的所述轴向的长度为10％～50％。3.如权利要求1或2所述的超导线圈，其特征在于，在线圈的径向，所述释放材料层的所述轴向的长度从内侧向...

【专利技术属性】
技术研发人员：古川真，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP