テープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材
【課題】コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材が得られる、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法と、この方法により得た安定化材付きテープ状超電導線材を得る。
【解決手段】テープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とをハンダ浴２２に給送する工程と、ハンダ浴内において、ハンダを間に介して前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材とを重ねて一体化して安定化材付きテープ状超電導線材３を形成する工程と、前記ハンダ浴から前記安定化材付きテープ状超電導線材を送り出す前後において、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程と、前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材との間のハンダを固化する工程とを有しているものである。このハンダ付け方法を用いて安定化材付きテープ状超電導線材を得るハンダ付け方法。
【解決手段】テープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とをハンダ浴２２に給送する工程と、ハンダ浴内において、ハンダを間に介して前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材とを重ねて一体化して安定化材付きテープ状超電導線材３を形成する工程と、前記ハンダ浴から前記安定化材付きテープ状超電導線材を送り出す前後において、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程と、前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材との間のハンダを固化する工程とを有しているものである。このハンダ付け方法を用いて安定化材付きテープ状超電導線材を得るハンダ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記非特許文献１（第３２頁の図１）に記載されているようなテープ状超電導線材が公知となっている。このテープ状超電導線材は、金属基板と、該金属基板上に形成された中間層と、該中間層上に形成された超電導体層と、該超電導体層上に形成された安定化層とを順に備えている。
【０００３】
【非特許文献１】「低温ジャーナル ２００７」第３２頁 図１ （社）低温工学協会 ２００７年３月発行
【０００４】
上記非特許文献１（第３２頁の図１）に記載されているようなテープ状超電導線材においては、超電導状態を安定にする目的、及び、より機械的補強をする目的のため、さらに安定化層の上にテープ状銅線材などのテープ状安定化材をハンダ付けすることがある。このハンダ付けは、図９に示すように、スプール１１１、１１２からそれぞれテープ状超電導線材１０１とテープ状銅線材などのテープ状安定化材１０２とを、一部がハンダ槽２０１のハンダ浴２０２に浸漬されたガイドローラー１１３を介して、ハンダ浴２０２内に同時に給送することによって行われる。そして、ハンダ付けがされた安定化材付きテープ状超電導線材１００は、一部がハンダ浴２０２に浸漬されたガイドローラー１１４を介して、固化後にスプール１１５に巻き取られる。ここで、ガイドローラー１１３、１１４は、図１０に示す側断面図のように、周回りに、テープ状超電導線材１０１及びテープ状安定化材１０２のガイドとなる溝が設けられている。なお、中心の穴は、回転軸を挿入するためのものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のテープ状超電導線材１０１は、通常、何らかの矯正をしない限り、幅方向に平らな断面を有するテープ状の線材ではなく、図１１（ａ）に示すように、湾曲を有するものとなっている。このような湾曲が発生する理由は、以下の通りであると考えられる。すなわち、テープ状超電導線材１０１を構成する金属基板、中間層、及び安定化層それぞれの物理的性質の差によって、製造時にテープ状超電導線材１０１が湾曲してしまったと考えられる。ここで、具体的な湾曲の例を示すと、厚み０．１ｍｍ×幅１０ｍｍの断面を有するテープ状超電導線材において、図１１（ａ）に示すｈは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度になる。なお、図１１（ａ）のテープ状超電導線材１０１の断面図においては、説明の便宜上、「湾曲」を誇張して表現している。
【０００６】
したがって、図９に示す構成の装置を用いて、所定の張力をかけながら、図１１（ａ）に示したテープ状超電導線材１０１の安定化層の上に、テープ状銅線材などであるテープ状安定化材１０２をハンダ付けすると、ハンダ付け直後は図１１（ｂ）に示したように平らなものとなる。しかし、固化させた完成品は、図１１（ｃ）に示したように、テープ状超電導線材１０１の影響を受けて、湾曲した状態のものとなってしまう。特に、平らなテープ状安定化材１０２が、幅方向の両端部付近でやや形状が異なるものの、テープ状超電導線材１０１の断面形状と略相似形状の断面を有するものとなってしまう。加えて、テープ状超電導線材１０１とテープ状安定化材１０２との間のハンダ層１０３は、幅方向の中央から両端部付近にかけて厚みが厚くなってしまう。
【０００７】
このように、テープ状超電導線材１０１、テープ状安定化材１０２、及びハンダ層１０３を備えている安定化材付きテープ状超電導線材１００は、全体的に湾曲したものとなってしまうとともに、幅方向の中央と幅方向の両端部とで厚みが不均一になってしまう（図１１（ｃ）参照）。その結果、図１１（ｃ）に示したように、安定化材付きテープ状超電導線材１００は、Hで表された厚み、又は、幅方向の端部の厚みを有するものとなる。したがって、安定化材付きテープ状超電導線材１００は、コイルを密に巻くのに適さないことの他、巻線時の幅方向に存在する厚さの違いにより局所的な歪みが生じ、剥離、Ｉｃ（臨界電流）の低下などの劣化、接触不良による安定化効果の減少などの原因になる、断面形状を有するものになってしまうことがあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材が得られる、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材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及び効果】
【０００９】
本発明において、以下の特徴は単独で、若しくは、適宜組合わされて備えられている。前記課題を解決するための本発明のテープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法は、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ浴に給送する工程と、前記ハンダ浴内において、ハンダを間に介して前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材とを重ねて一体化して安定化材付きテープ状超電導線材を形成する工程と、前記ハンダ浴から前記安定化材付きテープ状超電導線材を送り出す前後において、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程と、前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材との間のハンダを固化する工程とを有しているものである。
【００１０】
上記構成によれば、コイルを密に巻くのに適した断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材が得られる、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法を提供できる。すなわち、コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材を製造できる。
【００１１】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、前記安定化材付きテープ状超電導線材に所定の張力をかけながら、前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を第１の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させるものであることが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、全層が平らとなるようにテープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。すなわち、全層が平らとなって、厚みが均一化された安定化材付きテープ状超電導線材を製造できる。また、ハンダ付けに用いられたハンダの使用量を低減できるとともに、テープ状超電導線材とテープ状安定化材との間のハンダ層を薄くすることができるので、従来に比べて薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材を容易に製造できる。なお、このように、薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材は、コイルを巻くために曲げる際に、テープ状超電導線材を構成する超電導層及び中間層に、無理な力がかかりにくいので、テープ状超電導線材の性能劣化及び破損の抑制にもつながる。また、電極への接続時にはハンダの層が薄くなれば、接続抵抗を低減することができ、コイルへの通電時の損失を低減することができる。
【００１３】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を第１の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させた後、前記安定化材付きテープ状超電導線材の他方の面を第２の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させることを、連続して行うことが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、より全層が平らとなるようにテープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００１５】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記第１の曲面を有する部材又は／及び前記第２の曲面を有する部材が、中心を軸として回転自在なローラーであることが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、線材にかかる負荷を低減しながら、確実且つ容易に、全層が平らとなるようにテープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる。その結果として、無理な力がかかりにくいので、テープ状超電導線材の性能劣化及び破損の抑制にもつながる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００１７】
また、前記第１の曲面を有した部材の曲面又は／及び前記第２の曲面を有した部材の曲面が、円弧形状であることが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、確実且つ容易に、全層が平らとなるようにテープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００１９】
また、本発明のハンダ付け方法は、ハンダが固化するまで、前記安定化材付きテープ状超電導線材を前記第１の曲面を有する部材に係回させることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、全層が平らのままハンダが固化されるので、確実に、薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材を提供できる。
【００２１】
また、別の観点として、本発明のハンダ付け方法は、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、前記安定化材付きテープ状超電導線材の両面を挟み込みつつ摺動させることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、確実且つ容易に、全層が平らとなるようにテープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００２３】
また、他の観点として、本発明のハンダ付け方法は、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、前記ハンダ浴内において、前記安定化材付きテープ状超電導線材に所定の張力をかけながら、前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を、Ｒ形状を側部に有した部材の該側部に沿って摺動させることが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、全層が湾曲しているが相似形状となるように、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。すなわち、厚みが均一化された安定化材付きテープ状超電導線材を製造できる。
【００２５】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記Ｒ形状を側部に有した部材が、中心を軸として回転自在な円盤状ローラーであることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、線材にかかる負荷を低減しながら、全層が湾曲しているが相似形状となるように、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００２７】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記Ｒ形状を側部に有した部材が円弧形状を有した部材であり、該円弧形状部分に前記Ｒ形状を有していることが好ましい。
【００２８】
上記構成によれば、確実に、全層が湾曲しているが相似形状となるように、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００２９】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記テープ状超電導線材が、金属基板と、前記金属基板の上に形成された中間層と、前記中間層の上に形成された超電導体層と、前記超伝導体層の上に形成された金属薄膜層とを有していることが好ましい。なお、ここでの中間層は、１層からなるものだけでなく、２層以上のものを含む。本発明は、このようなテープ状超電導線材にテープ状安定化材をハンダ付けするのに、より適した方法である。
【００３０】
また、本発明の安定化材付きテープ状超電導線材は、上述のハンダ付け方法のうち少なくとも１つを用いて、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けすることによって得られたものである。この安定化材付きテープ状超電導線材は、上述のハンダ付け方法を行うことで得られる効果を享受することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係るテープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００３２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。ハンダ付け装置１０は、テープ状超電導線材１が巻きつけられたスプール１１と、テープ状銅線材などのテープ状安定化材２が巻きつけられたスプール１２と、ハンダ浴２２を備えたハンダ槽２１と、一部がハンダ槽２１のハンダ浴２２に浸漬されたガイドローラー１３、１４と、ハンダ浴２２外に設けられたガイドローラー１５と、最後に安定化材付きテープ状超電導線材３の完成品を巻き取るためのスプール（図示せず）とを有している。なお、ガイドローラー１３、１４、１５は、図１０に示したガイドローラー１１３、１１４と同構成のものであり、溝（ガイド）により、テープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とのズレを防止できる。また、ガイドローラー１３、１４、１５の材質は、ハンダのつきにくいものであって、ある程度、熱伝導のよいものが用いられるが、目的によって、アルミニウム、テフロン（登録商標）などを用いる。
【００３３】
スプール１１、１２には、必要な場合に、線材に対して張力を加えることができるように、張力付加装置（図示せず）が取り付けられている。張力付加装置として代表的なものには、トルク制御のモータ、エアモータなどがある。
【００３４】
テープ状超電導線材１は、図示しないが、（１）超電導体層（例えば、イットリウム系超電導体からなるものがあるがこれに限られず、希土類酸化物超電導体であればよい。）を補強するための金属基板（例えば、ハステロイ（登録商標）などからなるものがあるがこれに限られない。）、（２）超電導体層と金属基板との接合を確実にするために形成された中間層（例えば、セリア（ＣｅＯ２）からなるものがあるが、これに限られない。）、（３）中間層の上に形成された超電導体層、（４）電極に取り付ける際にハンダ付けを容易にする目的、及び、クエンチ時に電流・熱を逃がすための通電・伝熱を確実にする目的、で形成された安定化層（例えば、銀からなるような金属被覆層があるが、これに限られない。）、を順に備えている。
【００３５】
次に、このハンダ付け装置１０の使用方法及び本実施形態に係るハンダ付け方法について説明する。まず、スプール１１、１２からそれぞれテープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とを、所定の張力をかけながらガイドローラー１３を介して、ハンダ浴２２内に同時に給送する。続いて、テープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とをハンダ付けして一体化し、安定化材付きテープ状超電導線材３を形成する。その後、安定化材付きテープ状超電導線材３を、ガイドローラー１４を介して、ハンダ浴２２から浴外へと給送する。そして、安定化材付きテープ状超電導線材３におけるガイドローラー１４と当接した面と反対側の面を、ガイドローラー１４と反対方向に回転するガイドローラー１５の曲面に当接・摺動させながら、安定化材付きテープ状超電導線材３を平らに且つ厚みを均一に矯正する。ここで、図１の点線で囲んだ位置５部分においては、テープ状安定化材２が厚さ均一のハンダ層４によって平らにハンダ付けされた安定化材付きテープ状超電導線材３（図２参照）となっており、このままの状態で、ガイドローラー１５にかかる前後付近でハンダを固化させ固化させる。固化後の安定化材付きテープ状超電導線材３の完成品は、駆動手段が設けられているスプール（図示せず）によって巻き取られる。
【００３６】
上記構成のハンダ付け方法によれば、テープ状安定化材２がハンダ層４によって平らにハンダ付けされた安定化材付きテープ状超電導線材３が得られる。すなわち、全層が平らとなって、厚みが均一化され、コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材３を製造できる。
【００３７】
また、テープ状超電導線材１とテープ状安定化材２との間のハンダ層４を薄くすることができるので、従来に比べて薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材３を容易に製造できる。なお、このように、薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材３は、コイルを巻くために曲げる際に、テープ状超電導線材１を構成する超電導層及び中間層に、無理な力がかかりにくいので、テープ状超電導線材１の性能劣化及び破損の抑制にもつながる。
【００３８】
また、ガイドローラーを用いているので、線材にかかる負荷を低減しながら、全層が平らとなるようにテープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とをハンダ付けできる。その結果として、無理な力がかかりにくいので、さらにテープ状超電導線材１の性能劣化及び破損の抑制にもつながる。
【００３９】
ここで、変形例として、ガイドローラー１４を用いる代わりに、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような、固定されて回転しない円弧形状を側部に有した部材３１、３３、３５を用いてもよい。具体的に説明すると、図３（ａ）に示した部材は、円弧形状を側部に有した扇状部材であり、第１実施形態と同様に、安定化材付きテープ状超電導線材３２を円弧形状に沿って摺動させることで、全層が平らとなって、厚みが均一化され、コイルを密に巻くのに適した断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材３２を得ることができる。
【００４０】
図３（ｂ）に示した部材３３は、側部の一部（角部）に円弧形状を有し、円弧形状の始端及び終端に平面部が接続され、該平面部の一端にも該円弧形状よりもＲが小さい別の円弧形状を備えた部材であり、第１実施形態と同様に、安定化材付きテープ状超電導線材３２を平面部及び円弧形状に沿って摺動させることで、全層が平らとなって、厚みが均一化され、コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材３４を得ることができる。
【００４１】
図３（ｃ）に示した部材３５は、円弧形状を側部に有した半円状部材であり、第１実施形態と同様に、安定化材付きテープ状超電導線材３６を円弧形状に沿って摺動させることで、全層が平らとなって、厚みが均一化され、コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材３６を得ることができる。
【００４２】
これら図３（ａ）〜（ｃ）の変形例は、下記各実施形態において、適宜用いてもよい。また、図３（ａ）の扇の角度は９０°であるが、これに限られず適宜変更してもよい。
【００４３】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。ここで、図４における符号４１〜４３、５１〜５４、６１、６２の部材は、第１実施形態における符号１〜３、１１〜１４、２１、２２の部材と順に同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００４４】
本実施形態で用いるハンダ付け装置４０は、ガイドローラー１５に相当するガイドローラーがなく、安定化材付きテープ状超電導線材４３が、ハンダが固化する程度までガイドローラー５４に係回している点で、第１実施形態と異なっている。
【００４５】
次に、このハンダ付け装置４０の使用方法及び本実施形態に係るハンダ付け方法について説明する。まず、スプール５１、５２からそれぞれテープ状超電導線材４１とテープ状安定化材４２とを、所定の張力をかけながらガイドローラー５３を介して、ハンダ浴６２内に同時に給送する。続いて、テープ状超電導線材４１とテープ状安定化材４２とをハンダ付けして一体化し、安定化材付きテープ状超電導線材４３を形成する。その後、安定化材付きテープ状超電導線材４３を、ガイドローラー５４を介して、ハンダ浴６２から浴外へと給送する。そして、安定化材付きテープ状超電導線材４３におけるハンダ層が固化するまで、ガイドローラー５４に係回・摺動させながら、第１実施形態と同様、図２に示すような断面を有するように、安定化材付きテープ状超電導線材４３を平らに且つ厚みを均一に矯正する。固化後の安定化材付きテープ状超電導線材４３の完成品は、駆動手段が設けられているスプール（図示せず）によって巻き取られる。
【００４６】
上記構成のハンダ付け方法によれば、安定化材付きテープ状超電導線材４３における全層が平らのまま、ハンダが固化されるので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４７】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係るハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材について説明する。図５は、本発明の第３実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。ここで、図５における符号７１〜７３、８１〜８４、９１、９２の部材は、第１実施形態における符号１〜３、１１〜１４、２１、２２の部材と順に同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００４８】
本実施形態で用いるハンダ付け装置７０は、ガイドローラー１５に相当するガイドローラーがない代わりに、ピン８５ｃ、８５ｄと、ピン８５ｃを中心に回動可能な第１アーム８５ａと、ピン８５ｄを中心に回動可能な第２アーム８５ｂとを有している挟み込み機構８５が設けられている点で、第１実施形態と異なっている。
【００４９】
第１アーム８５ａと第２アーム８５ｂとは、それぞれ略L字型の断面を有する部材である。第１アーム８５ａと第２アーム８５ｂそれぞれの一端付近（図５中ではハンダ槽９１側）間に、安定化材付きテープ状超電導線材７３を挟入できるように、対称配置されている。また、第１アーム８５ａと第２アーム８５ｂとは、図示しないバネ機構などを用いて適度な力で、安定化材付きテープ状超電導線材７３を挟み込むようになっている。
【００５０】
なお、挟み込み機構８５は、安定化材付きテープ状超電導線材７３のハンダ層が固化する位置に配設されていればよい。ただし、ハンダの融点が高い場合には、ハンダ槽９１と離したほうがよい場合がある。また、第１アーム８５ａと第２アーム８５ｂとで、安定化材付きテープ状超電導線材７３を挟み込んでいる部分においては、適宜、幅や長さを調整する。また、第１アーム８５ａと第２アーム８５ｂとを自然冷却するだけでなく、強制空冷、若しくは、液体又は冷却機などを用いた冷却を行ってもよい。
【００５１】
次に、このハンダ付け装置７０の使用方法及び本実施形態に係るハンダ付け方法について説明する。まず、スプール８１、８２からそれぞれテープ状超電導線材７１とテープ状安定化材７２とを、所定の張力をかけながらガイドローラー８３を介して、ハンダ浴９２内に同時に給送する。続いて、テープ状超電導線材７１とテープ状安定化材７２とをハンダ付けして一体化し、安定化材付きテープ状超電導線材７３を形成する。その後、安定化材付きテープ状超電導線材７３を、ガイドローラー８４を介して、ハンダ浴９２から浴外へと給送する。そして、安定化材付きテープ状超電導線材７３におけるハンダ層が固化するまで、挟み込み機構８５で挟み込みながら、第１実施形態と同様、図２に示すような断面を有するように、安定化材付きテープ状超電導線材７３を平らに且つ厚みを均一に矯正する。固化後の安定化材付きテープ状超電導線材７３の完成品は、駆動手段が設けられているスプール（図示せず）によって巻き取られる。
【００５２】
上記構成のハンダ付け方法によれば、安定化材付きテープ状超電導線材７３における全層が平らのまま、ハンダが固化されるので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５３】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係るハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材について説明する。図５は、本発明の第４実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置で用いるローラーの側断面図である。
【００５４】
本実施形態で用いるハンダ付け装置は、図示しないが、第１実施形態で説明したハンダ付け装置のガイドローラー１４の代わりに、図６に示した断面を有するローラー９３を用いている点で異なっているのみで、他の部材は同様のものを用いている。したがって、第１実施形態と同様のものの説明は省略する。
【００５５】
ローラー９３は、側部にＲ形状を有した円盤状部材である。なお、中心の穴は、回転軸を挿入するためのものである。また、Ｒ形状は、テープ状超電導線材が最初から有している湾曲形状に合わせたものとしてもよいし、所望する程度の湾曲形状に合わせた形状としてもよい。
【００５６】
次に、本実施形態に係るハンダ付け方法について説明する。ほぼ第１実施形態と同様であるが、ガイドローラー１４の代わりに用いたローラー９３の作用が異なる。詳細には、ローラー９３に当接・摺動された安定化材付きテープ状超電導線材９７は、図７に示したように断面が弓なり（湾曲形状）に矯正される。図７に示したように、安定化材付きテープ状超電導線材９７を構成する、テープ状超電導線材９４、ハンダ層９５、テープ状安定化材９６のそれぞれが相似する形状になるとともに、ハンダ層９５は、幅方向に均一な厚さに矯正される。これらの形状のまま、安定化材付きテープ状超電導線材９７を固化させることによって、厚みが一定の安定化材付きテープ状超電導線材９７を製造できる。
【００５７】
上記構成のハンダ付け方法によれば、コイルを密に巻くのに適した断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材９７を製造できる。また、薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材９７は、コイルを巻くために曲げる際に、テープ状超電導線材９４を構成する超電導層及び中間層に、無理な力がかかりにくいので、テープ状超電導線材９４の性能劣化及び破損の抑制にもつながる。さらに、ローラー９３を用いているので、線材にかかる負荷を低減しながら、安定化材付きテープ状超電導線材９７を製造できる。
【００５８】
ここで、一変形例として、ローラー９３の代わりに、図８に示すような、側部の曲面部にローラー９３と同様のＲ形状部９８ａを有した扇形部材９８を用いてもよい。ここで、図８（ａ）は扇形部材の正面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のI−I矢視図である。
【００５９】
また、他の変形例として、図示しないが、ローラー９３と同様のローラーをさらにローラー９３の後段に設けてもよい。このとき、ローラー９３から給送されるテープ状超電導線材９４と該ローラーの側部形状とを合わせて、該ローラーにテープ状超電導線材９４を係回させることで、所望する形状のテープ状超電導線材９４を、より確実に得ることができる。
【００６０】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１実施形態においてガイドローラー１３を用いているが、用いずに、スプール１１、１２からそれぞれテープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とを、直接、矯正するためのガイドローラー１４に架けることとしてもよい。他の実施形態や変形例においても、同様である。
【００６１】
また、第４実施形態においては、第１実施形態におけるガイドローラー１４の代わりにローラー９３を用いたが、第２実施形態におけるガイドローラー５４の代わりに、ローラー９３と同様の部材を用いることとしてもよい。
【００６２】
また、第１実施形態においては、ガイドローラー１３、１４にテープ状超電導線材１を当接し、テープ状安定化材２をハンダ付けしているが、逆に、ガイドローラー１３、１４にテープ状安定化材２を当接し、テープ状超電導線材１をハンダ付けすることとしてもよい。他の実施形態や変形例においても同様である。
【００６３】
また、各実施形態や各変形例を適宜組み合わせたテープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るハンダ付け方法によって矯正された安定化材付きテープ状超電導線材を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の変形例で用いる部材を示す図であって、（ａ）が円弧形状を側部に有した扇状部材を示す図、（ｂ）が側部の一部（角部）に円弧形状を有し、円弧形状の始端及び終端に平面部が接続された部材を示す図、（ｃ）が円弧形状を側部に有した半円状部材を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置で用いるローラーを示す断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係るハンダ付け方法の作用を説明するための図である。
【図８】（ａ）は扇形部材の正面図、（ｂ）は（ａ）のI−I矢視図である。
【図９】従来のテープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。
【図１０】図９のハンダ付け装置で用いるガイドローラーの側断面図である。
【図１１】（ａ）が通常時のテープ状超電導線材の断面図、（ｂ）が図９のハンダ付け装置を用いてハンダ付けした直後（固化前）の安定化材付きテープ状超電導線材の断面図、（ｃ）が図９のハンダ付け装置を用いてハンダ付けした固化後の安定化材付きテープ状超電導線材の断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、３２、３４、３６、４１、７１、９４、１０１ テープ状超電導線材
２、４２、７２、９６、１０２ テープ状安定化材
３、４３、７３、９７、１００ 安定化材付きテープ状超電導線材
４、９５、１０２ ハンダ層
５ 位置
１０、４０、７０ ハンダ付け装置
１１、１２、５１、５２、８１、８２、１１１、１１２、１１５ スプール
１３、１４、１５、５３、５４、８３、８４、１１３、１１４ ガイドローラー
２１、６１、９１、２０１ ハンダ槽
２２、６２、９２、２０２ ハンダ浴
３１、３３、３５ 円弧形状を側部に有した部材
８５ａ 第１アーム
８５ｂ 第２アーム
８５ｃ、８５ｄ ピン
８５ 挟み込み機構
９３ ローラー
９８ 扇形部材
９８ａ Ｒ形状部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記非特許文献１（第３２頁の図１）に記載されているようなテープ状超電導線材が公知となっている。このテープ状超電導線材は、金属基板と、該金属基板上に形成された中間層と、該中間層上に形成された超電導体層と、該超電導体層上に形成された安定化層とを順に備えている。
【０００３】
【非特許文献１】「低温ジャーナル ２００７」第３２頁 図１ （社）低温工学協会 ２００７年３月発行
【０００４】
上記非特許文献１（第３２頁の図１）に記載されているようなテープ状超電導線材においては、超電導状態を安定にする目的、及び、より機械的補強をする目的のため、さらに安定化層の上にテープ状銅線材などのテープ状安定化材をハンダ付けすることがある。このハンダ付けは、図９に示すように、スプール１１１、１１２からそれぞれテープ状超電導線材１０１とテープ状銅線材などのテープ状安定化材１０２とを、一部がハンダ槽２０１のハンダ浴２０２に浸漬されたガイドローラー１１３を介して、ハンダ浴２０２内に同時に給送することによって行われる。そして、ハンダ付けがされた安定化材付きテープ状超電導線材１００は、一部がハンダ浴２０２に浸漬されたガイドローラー１１４を介して、固化後にスプール１１５に巻き取られる。ここで、ガイドローラー１１３、１１４は、図１０に示す側断面図のように、周回りに、テープ状超電導線材１０１及びテープ状安定化材１０２のガイドとなる溝が設けられている。なお、中心の穴は、回転軸を挿入するためのものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のテープ状超電導線材１０１は、通常、何らかの矯正をしない限り、幅方向に平らな断面を有するテープ状の線材ではなく、図１１（ａ）に示すように、湾曲を有するものとなっている。このような湾曲が発生する理由は、以下の通りであると考えられる。すなわち、テープ状超電導線材１０１を構成する金属基板、中間層、及び安定化層それぞれの物理的性質の差によって、製造時にテープ状超電導線材１０１が湾曲してしまったと考えられる。ここで、具体的な湾曲の例を示すと、厚み０．１ｍｍ×幅１０ｍｍの断面を有するテープ状超電導線材において、図１１（ａ）に示すｈは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度になる。なお、図１１（ａ）のテープ状超電導線材１０１の断面図においては、説明の便宜上、「湾曲」を誇張して表現している。
【０００６】
したがって、図９に示す構成の装置を用いて、所定の張力をかけながら、図１１（ａ）に示したテープ状超電導線材１０１の安定化層の上に、テープ状銅線材などであるテープ状安定化材１０２をハンダ付けすると、ハンダ付け直後は図１１（ｂ）に示したように平らなものとなる。しかし、固化させた完成品は、図１１（ｃ）に示したように、テープ状超電導線材１０１の影響を受けて、湾曲した状態のものとなってしまう。特に、平らなテープ状安定化材１０２が、幅方向の両端部付近でやや形状が異なるものの、テープ状超電導線材１０１の断面形状と略相似形状の断面を有するものとなってしまう。加えて、テープ状超電導線材１０１とテープ状安定化材１０２との間のハンダ層１０３は、幅方向の中央から両端部付近にかけて厚みが厚くなってしまう。
【０００７】
このように、テープ状超電導線材１０１、テープ状安定化材１０２、及びハンダ層１０３を備えている安定化材付きテープ状超電導線材１００は、全体的に湾曲したものとなってしまうとともに、幅方向の中央と幅方向の両端部とで厚みが不均一になってしまう（図１１（ｃ）参照）。その結果、図１１（ｃ）に示したように、安定化材付きテープ状超電導線材１００は、Hで表された厚み、又は、幅方向の端部の厚みを有するものとなる。したがって、安定化材付きテープ状超電導線材１００は、コイルを密に巻くのに適さないことの他、巻線時の幅方向に存在する厚さの違いにより局所的な歪みが生じ、剥離、Ｉｃ（臨界電流）の低下などの劣化、接触不良による安定化効果の減少などの原因になる、断面形状を有するものになってしまうことがあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材が得られる、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材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及び効果】
【０００９】
本発明において、以下の特徴は単独で、若しくは、適宜組合わされて備えられている。前記課題を解決するための本発明のテープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法は、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ浴に給送する工程と、前記ハンダ浴内において、ハンダを間に介して前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材とを重ねて一体化して安定化材付きテープ状超電導線材を形成する工程と、前記ハンダ浴から前記安定化材付きテープ状超電導線材を送り出す前後において、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程と、前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材との間のハンダを固化する工程とを有しているものである。
【００１０】
上記構成によれば、コイルを密に巻くのに適した断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材が得られる、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法を提供できる。すなわち、コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材を製造できる。
【００１１】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、前記安定化材付きテープ状超電導線材に所定の張力をかけながら、前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を第１の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させるものであることが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、全層が平らとなるようにテープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。すなわち、全層が平らとなって、厚みが均一化された安定化材付きテープ状超電導線材を製造できる。また、ハンダ付けに用いられたハンダの使用量を低減できるとともに、テープ状超電導線材とテープ状安定化材との間のハンダ層を薄くすることができるので、従来に比べて薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材を容易に製造できる。なお、このように、薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材は、コイルを巻くために曲げる際に、テープ状超電導線材を構成する超電導層及び中間層に、無理な力がかかりにくいので、テープ状超電導線材の性能劣化及び破損の抑制にもつながる。また、電極への接続時にはハンダの層が薄くなれば、接続抵抗を低減することができ、コイルへの通電時の損失を低減することができる。
【００１３】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を第１の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させた後、前記安定化材付きテープ状超電導線材の他方の面を第２の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させることを、連続して行うことが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、より全層が平らとなるようにテープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００１５】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記第１の曲面を有する部材又は／及び前記第２の曲面を有する部材が、中心を軸として回転自在なローラーであることが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、線材にかかる負荷を低減しながら、確実且つ容易に、全層が平らとなるようにテープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる。その結果として、無理な力がかかりにくいので、テープ状超電導線材の性能劣化及び破損の抑制にもつながる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００１７】
また、前記第１の曲面を有した部材の曲面又は／及び前記第２の曲面を有した部材の曲面が、円弧形状であることが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、確実且つ容易に、全層が平らとなるようにテープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００１９】
また、本発明のハンダ付け方法は、ハンダが固化するまで、前記安定化材付きテープ状超電導線材を前記第１の曲面を有する部材に係回させることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、全層が平らのままハンダが固化されるので、確実に、薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材を提供できる。
【００２１】
また、別の観点として、本発明のハンダ付け方法は、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、前記安定化材付きテープ状超電導線材の両面を挟み込みつつ摺動させることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、確実且つ容易に、全層が平らとなるようにテープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００２３】
また、他の観点として、本発明のハンダ付け方法は、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、前記ハンダ浴内において、前記安定化材付きテープ状超電導線材に所定の張力をかけながら、前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を、Ｒ形状を側部に有した部材の該側部に沿って摺動させることが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、全層が湾曲しているが相似形状となるように、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。すなわち、厚みが均一化された安定化材付きテープ状超電導線材を製造できる。
【００２５】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記Ｒ形状を側部に有した部材が、中心を軸として回転自在な円盤状ローラーであることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、線材にかかる負荷を低減しながら、全層が湾曲しているが相似形状となるように、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００２７】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記Ｒ形状を側部に有した部材が円弧形状を有した部材であり、該円弧形状部分に前記Ｒ形状を有していることが好ましい。
【００２８】
上記構成によれば、確実に、全層が湾曲しているが相似形状となるように、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けできる方法を提供できる。また、安定化材付きテープ状超電導線材の厚みをより均一化できる。
【００２９】
また、本発明のハンダ付け方法は、前記テープ状超電導線材が、金属基板と、前記金属基板の上に形成された中間層と、前記中間層の上に形成された超電導体層と、前記超伝導体層の上に形成された金属薄膜層とを有していることが好ましい。なお、ここでの中間層は、１層からなるものだけでなく、２層以上のものを含む。本発明は、このようなテープ状超電導線材にテープ状安定化材をハンダ付けするのに、より適した方法である。
【００３０】
また、本発明の安定化材付きテープ状超電導線材は、上述のハンダ付け方法のうち少なくとも１つを用いて、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けすることによって得られたものである。この安定化材付きテープ状超電導線材は、上述のハンダ付け方法を行うことで得られる効果を享受することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係るテープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００３２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。ハンダ付け装置１０は、テープ状超電導線材１が巻きつけられたスプール１１と、テープ状銅線材などのテープ状安定化材２が巻きつけられたスプール１２と、ハンダ浴２２を備えたハンダ槽２１と、一部がハンダ槽２１のハンダ浴２２に浸漬されたガイドローラー１３、１４と、ハンダ浴２２外に設けられたガイドローラー１５と、最後に安定化材付きテープ状超電導線材３の完成品を巻き取るためのスプール（図示せず）とを有している。なお、ガイドローラー１３、１４、１５は、図１０に示したガイドローラー１１３、１１４と同構成のものであり、溝（ガイド）により、テープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とのズレを防止できる。また、ガイドローラー１３、１４、１５の材質は、ハンダのつきにくいものであって、ある程度、熱伝導のよいものが用いられるが、目的によって、アルミニウム、テフロン（登録商標）などを用いる。
【００３３】
スプール１１、１２には、必要な場合に、線材に対して張力を加えることができるように、張力付加装置（図示せず）が取り付けられている。張力付加装置として代表的なものには、トルク制御のモータ、エアモータなどがある。
【００３４】
テープ状超電導線材１は、図示しないが、（１）超電導体層（例えば、イットリウム系超電導体からなるものがあるがこれに限られず、希土類酸化物超電導体であればよい。）を補強するための金属基板（例えば、ハステロイ（登録商標）などからなるものがあるがこれに限られない。）、（２）超電導体層と金属基板との接合を確実にするために形成された中間層（例えば、セリア（ＣｅＯ２）からなるものがあるが、これに限られない。）、（３）中間層の上に形成された超電導体層、（４）電極に取り付ける際にハンダ付けを容易にする目的、及び、クエンチ時に電流・熱を逃がすための通電・伝熱を確実にする目的、で形成された安定化層（例えば、銀からなるような金属被覆層があるが、これに限られない。）、を順に備えている。
【００３５】
次に、このハンダ付け装置１０の使用方法及び本実施形態に係るハンダ付け方法について説明する。まず、スプール１１、１２からそれぞれテープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とを、所定の張力をかけながらガイドローラー１３を介して、ハンダ浴２２内に同時に給送する。続いて、テープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とをハンダ付けして一体化し、安定化材付きテープ状超電導線材３を形成する。その後、安定化材付きテープ状超電導線材３を、ガイドローラー１４を介して、ハンダ浴２２から浴外へと給送する。そして、安定化材付きテープ状超電導線材３におけるガイドローラー１４と当接した面と反対側の面を、ガイドローラー１４と反対方向に回転するガイドローラー１５の曲面に当接・摺動させながら、安定化材付きテープ状超電導線材３を平らに且つ厚みを均一に矯正する。ここで、図１の点線で囲んだ位置５部分においては、テープ状安定化材２が厚さ均一のハンダ層４によって平らにハンダ付けされた安定化材付きテープ状超電導線材３（図２参照）となっており、このままの状態で、ガイドローラー１５にかかる前後付近でハンダを固化させ固化させる。固化後の安定化材付きテープ状超電導線材３の完成品は、駆動手段が設けられているスプール（図示せず）によって巻き取られる。
【００３６】
上記構成のハンダ付け方法によれば、テープ状安定化材２がハンダ層４によって平らにハンダ付けされた安定化材付きテープ状超電導線材３が得られる。すなわち、全層が平らとなって、厚みが均一化され、コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材３を製造できる。
【００３７】
また、テープ状超電導線材１とテープ状安定化材２との間のハンダ層４を薄くすることができるので、従来に比べて薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材３を容易に製造できる。なお、このように、薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材３は、コイルを巻くために曲げる際に、テープ状超電導線材１を構成する超電導層及び中間層に、無理な力がかかりにくいので、テープ状超電導線材１の性能劣化及び破損の抑制にもつながる。
【００３８】
また、ガイドローラーを用いているので、線材にかかる負荷を低減しながら、全層が平らとなるようにテープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とをハンダ付けできる。その結果として、無理な力がかかりにくいので、さらにテープ状超電導線材１の性能劣化及び破損の抑制にもつながる。
【００３９】
ここで、変形例として、ガイドローラー１４を用いる代わりに、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような、固定されて回転しない円弧形状を側部に有した部材３１、３３、３５を用いてもよい。具体的に説明すると、図３（ａ）に示した部材は、円弧形状を側部に有した扇状部材であり、第１実施形態と同様に、安定化材付きテープ状超電導線材３２を円弧形状に沿って摺動させることで、全層が平らとなって、厚みが均一化され、コイルを密に巻くのに適した断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材３２を得ることができる。
【００４０】
図３（ｂ）に示した部材３３は、側部の一部（角部）に円弧形状を有し、円弧形状の始端及び終端に平面部が接続され、該平面部の一端にも該円弧形状よりもＲが小さい別の円弧形状を備えた部材であり、第１実施形態と同様に、安定化材付きテープ状超電導線材３２を平面部及び円弧形状に沿って摺動させることで、全層が平らとなって、厚みが均一化され、コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材３４を得ることができる。
【００４１】
図３（ｃ）に示した部材３５は、円弧形状を側部に有した半円状部材であり、第１実施形態と同様に、安定化材付きテープ状超電導線材３６を円弧形状に沿って摺動させることで、全層が平らとなって、厚みが均一化され、コイルを密に巻くのに適し、巻線時の劣化等が生じにくい断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材３６を得ることができる。
【００４２】
これら図３（ａ）〜（ｃ）の変形例は、下記各実施形態において、適宜用いてもよい。また、図３（ａ）の扇の角度は９０°であるが、これに限られず適宜変更してもよい。
【００４３】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。ここで、図４における符号４１〜４３、５１〜５４、６１、６２の部材は、第１実施形態における符号１〜３、１１〜１４、２１、２２の部材と順に同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００４４】
本実施形態で用いるハンダ付け装置４０は、ガイドローラー１５に相当するガイドローラーがなく、安定化材付きテープ状超電導線材４３が、ハンダが固化する程度までガイドローラー５４に係回している点で、第１実施形態と異なっている。
【００４５】
次に、このハンダ付け装置４０の使用方法及び本実施形態に係るハンダ付け方法について説明する。まず、スプール５１、５２からそれぞれテープ状超電導線材４１とテープ状安定化材４２とを、所定の張力をかけながらガイドローラー５３を介して、ハンダ浴６２内に同時に給送する。続いて、テープ状超電導線材４１とテープ状安定化材４２とをハンダ付けして一体化し、安定化材付きテープ状超電導線材４３を形成する。その後、安定化材付きテープ状超電導線材４３を、ガイドローラー５４を介して、ハンダ浴６２から浴外へと給送する。そして、安定化材付きテープ状超電導線材４３におけるハンダ層が固化するまで、ガイドローラー５４に係回・摺動させながら、第１実施形態と同様、図２に示すような断面を有するように、安定化材付きテープ状超電導線材４３を平らに且つ厚みを均一に矯正する。固化後の安定化材付きテープ状超電導線材４３の完成品は、駆動手段が設けられているスプール（図示せず）によって巻き取られる。
【００４６】
上記構成のハンダ付け方法によれば、安定化材付きテープ状超電導線材４３における全層が平らのまま、ハンダが固化されるので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４７】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係るハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材について説明する。図５は、本発明の第３実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。ここで、図５における符号７１〜７３、８１〜８４、９１、９２の部材は、第１実施形態における符号１〜３、１１〜１４、２１、２２の部材と順に同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００４８】
本実施形態で用いるハンダ付け装置７０は、ガイドローラー１５に相当するガイドローラーがない代わりに、ピン８５ｃ、８５ｄと、ピン８５ｃを中心に回動可能な第１アーム８５ａと、ピン８５ｄを中心に回動可能な第２アーム８５ｂとを有している挟み込み機構８５が設けられている点で、第１実施形態と異なっている。
【００４９】
第１アーム８５ａと第２アーム８５ｂとは、それぞれ略L字型の断面を有する部材である。第１アーム８５ａと第２アーム８５ｂそれぞれの一端付近（図５中ではハンダ槽９１側）間に、安定化材付きテープ状超電導線材７３を挟入できるように、対称配置されている。また、第１アーム８５ａと第２アーム８５ｂとは、図示しないバネ機構などを用いて適度な力で、安定化材付きテープ状超電導線材７３を挟み込むようになっている。
【００５０】
なお、挟み込み機構８５は、安定化材付きテープ状超電導線材７３のハンダ層が固化する位置に配設されていればよい。ただし、ハンダの融点が高い場合には、ハンダ槽９１と離したほうがよい場合がある。また、第１アーム８５ａと第２アーム８５ｂとで、安定化材付きテープ状超電導線材７３を挟み込んでいる部分においては、適宜、幅や長さを調整する。また、第１アーム８５ａと第２アーム８５ｂとを自然冷却するだけでなく、強制空冷、若しくは、液体又は冷却機などを用いた冷却を行ってもよい。
【００５１】
次に、このハンダ付け装置７０の使用方法及び本実施形態に係るハンダ付け方法について説明する。まず、スプール８１、８２からそれぞれテープ状超電導線材７１とテープ状安定化材７２とを、所定の張力をかけながらガイドローラー８３を介して、ハンダ浴９２内に同時に給送する。続いて、テープ状超電導線材７１とテープ状安定化材７２とをハンダ付けして一体化し、安定化材付きテープ状超電導線材７３を形成する。その後、安定化材付きテープ状超電導線材７３を、ガイドローラー８４を介して、ハンダ浴９２から浴外へと給送する。そして、安定化材付きテープ状超電導線材７３におけるハンダ層が固化するまで、挟み込み機構８５で挟み込みながら、第１実施形態と同様、図２に示すような断面を有するように、安定化材付きテープ状超電導線材７３を平らに且つ厚みを均一に矯正する。固化後の安定化材付きテープ状超電導線材７３の完成品は、駆動手段が設けられているスプール（図示せず）によって巻き取られる。
【００５２】
上記構成のハンダ付け方法によれば、安定化材付きテープ状超電導線材７３における全層が平らのまま、ハンダが固化されるので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５３】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係るハンダ付け方法、及び、安定化材付きテープ状超電導線材について説明する。図５は、本発明の第４実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置で用いるローラーの側断面図である。
【００５４】
本実施形態で用いるハンダ付け装置は、図示しないが、第１実施形態で説明したハンダ付け装置のガイドローラー１４の代わりに、図６に示した断面を有するローラー９３を用いている点で異なっているのみで、他の部材は同様のものを用いている。したがって、第１実施形態と同様のものの説明は省略する。
【００５５】
ローラー９３は、側部にＲ形状を有した円盤状部材である。なお、中心の穴は、回転軸を挿入するためのものである。また、Ｒ形状は、テープ状超電導線材が最初から有している湾曲形状に合わせたものとしてもよいし、所望する程度の湾曲形状に合わせた形状としてもよい。
【００５６】
次に、本実施形態に係るハンダ付け方法について説明する。ほぼ第１実施形態と同様であるが、ガイドローラー１４の代わりに用いたローラー９３の作用が異なる。詳細には、ローラー９３に当接・摺動された安定化材付きテープ状超電導線材９７は、図７に示したように断面が弓なり（湾曲形状）に矯正される。図７に示したように、安定化材付きテープ状超電導線材９７を構成する、テープ状超電導線材９４、ハンダ層９５、テープ状安定化材９６のそれぞれが相似する形状になるとともに、ハンダ層９５は、幅方向に均一な厚さに矯正される。これらの形状のまま、安定化材付きテープ状超電導線材９７を固化させることによって、厚みが一定の安定化材付きテープ状超電導線材９７を製造できる。
【００５７】
上記構成のハンダ付け方法によれば、コイルを密に巻くのに適した断面形状を有する安定化材付きテープ状超電導線材９７を製造できる。また、薄い厚さの安定化材付きテープ状超電導線材９７は、コイルを巻くために曲げる際に、テープ状超電導線材９４を構成する超電導層及び中間層に、無理な力がかかりにくいので、テープ状超電導線材９４の性能劣化及び破損の抑制にもつながる。さらに、ローラー９３を用いているので、線材にかかる負荷を低減しながら、安定化材付きテープ状超電導線材９７を製造できる。
【００５８】
ここで、一変形例として、ローラー９３の代わりに、図８に示すような、側部の曲面部にローラー９３と同様のＲ形状部９８ａを有した扇形部材９８を用いてもよい。ここで、図８（ａ）は扇形部材の正面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のI−I矢視図である。
【００５９】
また、他の変形例として、図示しないが、ローラー９３と同様のローラーをさらにローラー９３の後段に設けてもよい。このとき、ローラー９３から給送されるテープ状超電導線材９４と該ローラーの側部形状とを合わせて、該ローラーにテープ状超電導線材９４を係回させることで、所望する形状のテープ状超電導線材９４を、より確実に得ることができる。
【００６０】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１実施形態においてガイドローラー１３を用いているが、用いずに、スプール１１、１２からそれぞれテープ状超電導線材１とテープ状安定化材２とを、直接、矯正するためのガイドローラー１４に架けることとしてもよい。他の実施形態や変形例においても、同様である。
【００６１】
また、第４実施形態においては、第１実施形態におけるガイドローラー１４の代わりにローラー９３を用いたが、第２実施形態におけるガイドローラー５４の代わりに、ローラー９３と同様の部材を用いることとしてもよい。
【００６２】
また、第１実施形態においては、ガイドローラー１３、１４にテープ状超電導線材１を当接し、テープ状安定化材２をハンダ付けしているが、逆に、ガイドローラー１３、１４にテープ状安定化材２を当接し、テープ状超電導線材１をハンダ付けすることとしてもよい。他の実施形態や変形例においても同様である。
【００６３】
また、各実施形態や各変形例を適宜組み合わせたテープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るハンダ付け方法によって矯正された安定化材付きテープ状超電導線材を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の変形例で用いる部材を示す図であって、（ａ）が円弧形状を側部に有した扇状部材を示す図、（ｂ）が側部の一部（角部）に円弧形状を有し、円弧形状の始端及び終端に平面部が接続された部材を示す図、（ｃ）が円弧形状を側部に有した半円状部材を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置で用いるローラーを示す断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係るハンダ付け方法の作用を説明するための図である。
【図８】（ａ）は扇形部材の正面図、（ｂ）は（ａ）のI−I矢視図である。
【図９】従来のテープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法を実施するためのハンダ付け装置の構成概略図である。
【図１０】図９のハンダ付け装置で用いるガイドローラーの側断面図である。
【図１１】（ａ）が通常時のテープ状超電導線材の断面図、（ｂ）が図９のハンダ付け装置を用いてハンダ付けした直後（固化前）の安定化材付きテープ状超電導線材の断面図、（ｃ）が図９のハンダ付け装置を用いてハンダ付けした固化後の安定化材付きテープ状超電導線材の断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、３２、３４、３６、４１、７１、９４、１０１ テープ状超電導線材
２、４２、７２、９６、１０２ テープ状安定化材
３、４３、７３、９７、１００ 安定化材付きテープ状超電導線材
４、９５、１０２ ハンダ層
５ 位置
１０、４０、７０ ハンダ付け装置
１１、１２、５１、５２、８１、８２、１１１、１１２、１１５ スプール
１３、１４、１５、５３、５４、８３、８４、１１３、１１４ ガイドローラー
２１、６１、９１、２０１ ハンダ槽
２２、６２、９２、２０２ ハンダ浴
３１、３３、３５ 円弧形状を側部に有した部材
８５ａ 第１アーム
８５ｂ 第２アーム
８５ｃ、８５ｄ ピン
８５ 挟み込み機構
９３ ローラー
９８ 扇形部材
９８ａ Ｒ形状部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ浴に給送する工程と、
前記ハンダ浴内において、ハンダを間に介して前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材とを重ねて一体化して、安定化材付きテープ状超電導線材を形成する工程と、
前記ハンダ浴から前記安定化材付きテープ状超電導線材を送り出す前後において、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程と、
前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材との間のハンダを固化する工程とを有していることを特徴とするテープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法。
【請求項２】
前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、
前記安定化材付きテープ状超電導線材に所定の張力をかけながら、前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を第１の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け方法。
【請求項３】
前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を第１の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させた後、前記安定化材付きテープ状超電導線材の他方の面を第２の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させることを、連続して行うことを特徴とする請求項２に記載のハンダ付け方法。
【請求項４】
前記第１の曲面を有する部材又は／及び前記第２の曲面を有する部材が、中心を軸として回転自在な円盤状ローラーであることを特徴とする請求項３に記載のハンダ付け方法。
【請求項５】
前記第１の曲面を有した部材の曲面又は／及び前記第２の曲面を有した部材の曲面が、円弧形状であることを特徴とする請求項３に記載のハンダ付け方法。
【請求項６】
ハンダが固化するまで、前記安定化材付きテープ状超電導線材を前記第１の曲面を有する部材に係回させることを特徴とする請求項２に記載のハンダ付け方法。
【請求項７】
前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、
前記安定化材付きテープ状超電導線材の両面を挟み込みつつ摺動させることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け方法。
【請求項８】
前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、
前記ハンダ浴内において、前記安定化材付きテープ状超電導線材に所定の張力をかけながら、前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を、Ｒ形状を側部に有した部材の該側部に沿って摺動させることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け方法。
【請求項９】
前記Ｒ形状を側部に有した部材が、中心を軸として回転自在な円盤状ローラーであることを特徴とする請求項８に記載のハンダ付け方法。
【請求項１０】
前記Ｒ形状を側部に有した部材が円弧形状を有した部材であり、該円弧形状部分に前記Ｒ形状を有していることを特徴とする請求項８に記載のハンダ付け方法。
【請求項１１】
前記テープ状超電導線材が、金属基板と、前記金属基板の上に形成された中間層と、前記中間層の上に形成された超電導体層と、前記超伝導体層の上に形成された金属薄膜層とを有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のハンダ付け方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のハンダ付け方法を用いて、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けすることによって得られた安定化材付きテープ状超電導線材。
【請求項１】
テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ浴に給送する工程と、
前記ハンダ浴内において、ハンダを間に介して前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材とを重ねて一体化して、安定化材付きテープ状超電導線材を形成する工程と、
前記ハンダ浴から前記安定化材付きテープ状超電導線材を送り出す前後において、前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程と、
前記テープ状超電導線材と前記テープ状安定化材との間のハンダを固化する工程とを有していることを特徴とするテープ状超電導線材とテープ状安定化材とのハンダ付け方法。
【請求項２】
前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、
前記安定化材付きテープ状超電導線材に所定の張力をかけながら、前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を第１の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け方法。
【請求項３】
前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を第１の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させた後、前記安定化材付きテープ状超電導線材の他方の面を第２の曲面を有した部材の該曲面に沿って摺動させることを、連続して行うことを特徴とする請求項２に記載のハンダ付け方法。
【請求項４】
前記第１の曲面を有する部材又は／及び前記第２の曲面を有する部材が、中心を軸として回転自在な円盤状ローラーであることを特徴とする請求項３に記載のハンダ付け方法。
【請求項５】
前記第１の曲面を有した部材の曲面又は／及び前記第２の曲面を有した部材の曲面が、円弧形状であることを特徴とする請求項３に記載のハンダ付け方法。
【請求項６】
ハンダが固化するまで、前記安定化材付きテープ状超電導線材を前記第１の曲面を有する部材に係回させることを特徴とする請求項２に記載のハンダ付け方法。
【請求項７】
前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、
前記安定化材付きテープ状超電導線材の両面を挟み込みつつ摺動させることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け方法。
【請求項８】
前記安定化材付きテープ状超電導線材を所定形状に矯正する工程において、
前記ハンダ浴内において、前記安定化材付きテープ状超電導線材に所定の張力をかけながら、前記安定化材付きテープ状超電導線材の一方の面を、Ｒ形状を側部に有した部材の該側部に沿って摺動させることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け方法。
【請求項９】
前記Ｒ形状を側部に有した部材が、中心を軸として回転自在な円盤状ローラーであることを特徴とする請求項８に記載のハンダ付け方法。
【請求項１０】
前記Ｒ形状を側部に有した部材が円弧形状を有した部材であり、該円弧形状部分に前記Ｒ形状を有していることを特徴とする請求項８に記載のハンダ付け方法。
【請求項１１】
前記テープ状超電導線材が、金属基板と、前記金属基板の上に形成された中間層と、前記中間層の上に形成された超電導体層と、前記超伝導体層の上に形成された金属薄膜層とを有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のハンダ付け方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のハンダ付け方法を用いて、テープ状超電導線材とテープ状安定化材とをハンダ付けすることによって得られた安定化材付きテープ状超電導線材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−４３４６８（Ｐ２００９−４３４６８Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０５０７２（Ｐ２００７−２０５０７２）
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、超電導電力ネットワーク制御技術開発委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０２１４７４６５）ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 (56)
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、超電導電力ネットワーク制御技術開発委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０２１４７４６５）ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 (56)
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
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