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公開番号2025155502
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024113329
出願日2024-07-16
発明の名称方法、超電導線材、および制御システム
出願人住友電気工業株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01B 13/00 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】超電導線材の製造工程の途中で形成される表面異常に起因する、超電導線材の歩留まりの低下を防止する。
【解決手段】本開示の方法は、超電導線材の製造工程における加工対象物の表面画像を取得するステップと、超電導線材の臨界電流値の分布を表す電流値分布を予測するステップと、少なくとも1つの第1部分、および少なくとも1つの第2部分に加工対象物を区分するステップとを含む。少なくとも1つの第1部分は、電流値分布において、長手方向における当該部分の位置での臨界電流値が基準値未満であると予測された部分である。少なくとも1つの第2部分は、電流値分布において、長手方向における当該部分の位置での臨界電流値が基準値以上であると予測された部分である。方法は、さらに、加工対象物から少なくとも1つの第1部分が切り離されるように加工対象物を切断するステップを含む。
【選択図】図16
特許請求の範囲【請求項１】
超電導線材の製造工程において実施される方法であって、前記方法は、
前記超電導線材用の基板を含む、前記製造工程における加工対象物の表面画像を取得するステップと、
前記加工対象物の長手方向における、前記超電導線材の臨界電流値の分布を表す電流値分布を前記表面画像に従って予測するステップと、
少なくとも１つの第１部分、および少なくとも１つの第２部分に前記加工対象物を前記電流値分布の予測の結果に従って区分するステップとを含み、
前記少なくとも１つの第１部分は、前記電流値分布において、前記長手方向における当該部分の位置での前記臨界電流値が基準値未満であると予測された部分であり、
前記少なくとも１つの第２部分は、前記電流値分布において、前記長手方向における当該部分の位置での前記臨界電流値が前記基準値以上であると予測された部分であり、
前記方法は、さらに、
前記加工対象物から前記少なくとも１つの第１部分が切り離されるように前記加工対象物を切断するステップを含む、方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記少なくとも１つの第２部分は、前記長手方向において基準長さ未満の長さを有する複数の第３部分を含み、
前記方法は、さらに、
前記長手方向における、前記複数の第３部分の長さの合計が前記基準長さ以上である場合に、前記加工対象物の切断後に前記長手方向において前記複数の第３部分を接合するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第２部分の、前記長手方向における両端をマーキングするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第２部分は、少なくとも１つの第４部分と、少なくとも１つの第５部分とを含み、
前記少なくとも１つの第４部分は、前記電流値分布において、前記長手方向における当該部分の位置での前記臨界電流値が前記基準値以上のしきい値未満であると予測された部分であり、
前記少なくとも１つの第５部分は、前記電流値分布において、前記長手方向における当該部分の位置での前記臨界電流値が前記しきい値以上であると予測された部分であり、
前記方法は、さらに、
前記少なくとも１つの第４部分の、前記長手方向における両端に第１マーキングを形成するとともに、前記少なくとも１つの第５部分の、前記長手方向における両端に前記第１マーキングとは異なる第２マーキングを形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記製造工程は、前記基板を研磨する工程を含み、
前記加工対象物は、研磨前の前記基板としての未研磨基板を含み、
前記表面画像は、前記未研磨基板の表面を表す画像を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記製造工程は、前記基板を研磨する工程を含み、
前記加工対象物は、研磨後の前記基板としての研磨済基板を含み、
前記表面画像は、前記研磨済基板の表面を表す画像を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記製造工程は、
前記基板を研磨する工程と、
研磨後の前記基板上に中間層を形成する工程とを含み、
前記加工対象物は、研磨後の前記基板、および前記中間層を含む第１積層材を含み、
前記表面画像は、前記第１積層材の表面としての前記中間層の表面を表す画像を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記製造工程は、
前記基板を研磨する工程と、
研磨後の前記基板上に中間層を形成する工程と、
前記中間層上に超電導層を形成する工程とを含み、
前記加工対象物は、研磨後の前記基板、前記中間層、および前記超電導層を含む第２積層材を含み、
前記表面画像は、前記第２積層材の表面としての前記超電導層の表面を表す画像を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記製造工程は、
前記基板を研磨する工程と、
研磨後の前記基板上に中間層を形成する工程と、
前記中間層上に超電導層を形成する工程と、
前記超電導層の上に保護層を形成する工程とを含み、
前記加工対象物は、研磨後の前記基板、前記中間層、前記超電導層、および前記保護層を含む第３積層材を含み、
前記表面画像は、前記第３積層材の表面としての前記保護層の表面を表す画像を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記製造工程は、
前記基板を研磨する工程と、
研磨後の前記基板上に中間層を形成する工程と、
前記中間層上に超電導層を形成する工程と、
前記超電導層の上に保護層を形成する工程と、
前記保護層上に安定化層を形成する工程とを含み、
前記加工対象物は、研磨後の前記基板、前記中間層、前記超電導層、前記保護層、および前記安定化層を含む第４積層材を含み、
前記表面画像は、前記第４積層材の表面としての前記安定化層の表面を表す画像を含む、請求項１に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、方法、超電導線材、および制御システムに関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、超電導層を含む複数の層が積層されることによって製造される積層材が知られている。たとえば、特開２０１５－１９８０１５号公報（特許文献１）には、金属基板とセラミック製の中間層と酸化物超電導層とＡｇ保護層とＣｕ安定化層とが積層されることによって形成された酸化物超電導薄膜線材が開示されている。Ｃｕ安定化層は、金属基板とセラミック製の中間層と酸化物超電導層とＡｇ保護層とがこの順に積層された積層体の外周に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１９８０１５号公報
【非特許文献】
【０００４】
Mark Friesen and Alex Gurevich, "Nonlinear current flow in superconductors with restricted geometries", PHYSICAL REVIEW B, VOLUME 63, 064521
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸化物超電導薄膜線材などの超電導線材の製造工程の途中では、基板または積層材などの加工対象物の表面に異常が形成されることがある。そのような表面異常は、完成品としての超電導線材の臨界電流値を低下させ得る。表面異常が残存する場合、所望の臨界電流値を有する超電導線材の割合（歩留まり）が低下し得る。
【０００６】
本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、超電導線材の製造工程の途中で形成される加工対象物の表面異常に起因する、超電導線材の歩留まりの低下を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の方法は、超電導線材の製造工程において実施される。方法は、超電導線材用の基板を含む、製造工程における加工対象物の表面画像を取得するステップと、加工対象物の長手方向における、超電導線材の臨界電流値の分布を表す電流値分布を表面画像に従って予測するステップと、少なくとも１つの第１部分、および少なくとも１つの第２部分に加工対象物を電流値分布の予測の結果に従って区分するステップとを含む。少なくとも１つの第１部分は、電流値分布において、長手方向における当該部分の位置での臨界電流値が基準値未満であると予測された部分である。少なくとも１つの第２部分は、電流値分布において、長手方向における当該部分の位置での臨界電流値が基準値以上であると予測された部分である。方法は、さらに、加工対象物から少なくとも１つの第１部分が切り離されるように加工対象物を切断するステップを含む。
【０００８】
本開示の超電導線材は、上記の方法の実施により製造される。
本開示のシステムは、撮影装置と、切断装置と、制御装置とを備える。撮影装置は、超電導線材用の基板を含む、超電導線材の製造工程における加工対象物を撮像して加工対象物の表面画像を生成する。切断装置は、加工対象物を切断するように構成されている。制御装置は、予測処理、区分処理、および切断制御を実行する。予測処理は、加工対象物の長手方向における、超電導線材の臨界電流値の分布を表す電流値分布を表面画像に従って予測する処理である。区分処理は、少なくとも１つの第１部分、および少なくとも１つの第２部分に加工対象物を電流値分布に従って区分する処理である。少なくとも１つの第１部分は、電流値分布において、長手方向における当該部分の位置での臨界電流値が基準値未満であると予測された部分である。少なくとも１つの第２部分は、電流値分布において、長手方向における当該部分の位置での臨界電流値が基準値以上であると予測された部分である。切断制御は、加工対象物から少なくとも１つの第１部分が切り離されるように切断装置が加工対象物を切断するように切断装置を制御することである。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、超電導線材の製造工程の途中で形成される加工対象物の表面異常に起因する超電導線材の歩留まりの低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施の形態１に従う超電導線材の断面図である。
図２は、超電導線材１０の製造工程の概要を説明するための図である。
図３は、超電導線材１０の製造工程の概要を説明するための図である。
図４は、実施の形態１に従う制御システムの一例を説明するための図である。
図５は、ストレージ１９６に記憶されるデータを説明するための図である。
図６は、予測処理の手法の一例を説明するための図である。
図７は、予測処理の手法の一例を説明するための図である。
図８は、予測処理の手法の別の例を説明するための図である。
図９は、予測処理の手法のさらに別の例を説明するための図である。
図１０は、予測処理の手法のさらに別の例を説明するための図である。
図１１は、グレーディング処理を具体的に説明するための図である。
図１２は、実施の形態１において実行される区分処理の一例を説明するための図である。
図１３は、実施の形態１において実行される切断制御の一例を説明するための図である。
図１４は、実施の形態１において実行される区分処理および切断制御の別の例を説明するための図である。
図１５は、実施の形態１において実行される区分処理および切断制御のさらに別の例を説明するための図である。
図１６は、実施の形態１において制御装置１９０により実行される処理の一例を表すフローチャートである。
図１７は、Ｓ１１０の詳細な手順の一例を表すフローチャートである。
図１８は、Ｓ１１０の詳細な手順の別の例を表すフローチャートである。
図１９は、Ｓ１１０の詳細な手順のさらに別の例を表すフローチャートである。
図２０は、Ｓ１１０の詳細な手順のさらに別の例を表すフローチャートである。
図２１は、変形例１における制御装置１９０の処理を説明するための図である。
図２２は、変形例１において制御装置１９０により実行される処理の一例を表すフローチャートである。
図２３は、変形例２において制御装置１９０により実行される制御を説明するための図である。
図２４は、変形例２において制御装置１９０により実行される処理を表すフローチャートである。
図２５は、変形例３において制御装置１９０により実行される処理を説明するための図である。
図２６は、変形例４に従う制御システムの一例を説明するための図である。
図２７は、変形例４に従う制御システムの別の例を説明するための図である。
図２８は、長手方向における加工対象物の長さが超電導線材の製造工程において変化する様子を表す図である。
図２９は、実施の形態２における、超電導線材の製造工程の概要を説明するためのフローチャートである。
図３０は、実施の形態２における、超電導線材の製造工程の概要を説明するためのフローチャートである。
図３１は、実施の形態２における、超電導線材の製造工程の概要を説明するためのフローチャートである。
図３２は、実施の形態２における進捗度情報の一例を表す図である。
図３３は、第１所定値の設定時に制御装置により実行される処理を例示するフローチャートである。
図３４は、Ｎ個の超電導線材を製造する製造工程において、各超電導線材について、当該超電導線材用の加工対象物の長さが変化する様子を表す図である。
図３５は、実施の形態２の変形例における、Ｎ個の超電導線材の製造工程の概要を説明するためのフローチャートである。
図３６は、実施の形態２の変形例における進捗度情報の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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