JP2002280212A - 酸化物超電導電流リードの電極構造 - Google Patents
酸化物超電導電流リードの電極構造Info
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Abstract
酸化物超電導電流リードの電極に関して、冷却時の熱収
縮あるいは振動等の外力による電流リードへの荷重負荷
を軽減し、電流リードの破損防止、特性劣化防止するこ
とができる酸化物超電導電流リードの電極構造を提供す
ること。 【解決手段】 冷凍機冷却型超電導マグネットに用いら
れ、超電導コイルに接続される酸化物超電導電流リード
の両端に設けられ、当該酸化物超電導リードを支持する
とともに電気接続する電極構造において、前記酸化物超
電導電流リードの両端に装着されるキャップ1,3と、
前記キャップ1,3の一端に接続された接続部2,4と
を備え、前記接続部2,3は、前記キャップ1,3に接
合される一端側がフレキシブルなU字形状の部位を備え
た板材からなる。
Description
導マグネットの超電導コイルに接続される酸化物超電導
電流リードの電極構造に関する。
電導マグネットが提案されている。
おいては、真空容器51内にコイル巻枠52が配置さ
れ、コイル巻枠52には、所謂超伝導コイル53が巻か
れている。コイル巻枠52の外周面には、外周冷却用銅
ブロック54が装着され、外周冷却用銅ブロック54は
コイル巻枠52とともに冷却ステージ55に装着されて
いる。そして、この冷却ステージ55は、冷媒(例え
ば、ヘリウム)通路管部56に支持されている。
極(以下、この電極を低温側電極と呼ぶ)57及び57
が絶縁体(図示せず)を介して支持され、図示はしない
が、これらの低温側電極57及び57はコイル53に夫
々接続されている。冷却ステージ55の下側には、別の
冷却ステージ58が冷媒通路管部56に支持されてお
り、この冷却ステージ58には、一対の電極(以下、こ
の電極を高温側電極と呼ぶ)59及び59が絶縁体(図
示せず)を介して支持されている。夫々対応する低温側
電極57と高温側電極59との間には、酸化物超電導電
流リードバルク60が夫々装着されており、これらの低
温側電極57、高温側電極59、及び電流リードバルク
60によって超電導電流リード部が構成される。
外周端に支持された熱シールド板61によって、覆われ
ている。高温側電極59及び59には、銅製電流リード
62が接続され(図5には、高温側電極59に接続され
た銅製電流リード62のみを示す)、この銅製電流リー
ド62は、真空容器51外に引き出されている。なお、
真空容器51の下側には、所謂GM冷凍機63が取り付
けられ、この冷凍機63は冷媒通路管部56に連結され
ている。
電導電流リードに通電するための電極として、図5及び
図6に示すような高温及び低温側電極(銅キャップ)5
7,59を使用していた。
す部分側面断面図、図6(a)は図5の酸化物超電導リ
ードの銅キャップを示す平面断面図、図6(b)は図6
(a)の銅キャップの正面断面図、図6(c)は図6
(b)の銅キャップの一側面図、図6(d)は図6
(b)の銅キャップの他の側面図である。
電導電流リードバルク60の両端に銅キャップ57,5
9が装着され、符号65に示すように、半田付けされて
固定されている。ここで、銅キャップ57と、59とは
同様な形状を備えているので、ここでは,銅キャップ5
7についてのみ説明する。
筒状の外筒部57bと、この外筒部57bの内部を通っ
て一端側に圧入されて装着される内円筒部57cとを備
えている。また、外円筒部57bの一端から軸方向外方
に板状の接続部57dが設けられており、この接続部に
は、固定するためのねじ孔57a,57aが設けられて
いる。
は、銅キャップ57の外円筒部57b,57cとの問
に、挟み込まれ、半田付けによって接合固定される。
(77K)において1000A通電したとき接続抵抗
は、0.2μオーム以下となり、良好な値を示してい
た。
銅キャップ電極を用いた電流リードを装置に組み入れた
場合、熱収縮(最も低くなるところで約5K)あるいは
振動等による外力が直接電流リードに加わり、電極部の
接続抵抗が大きくなってしまったり、場合によっては電
流リードが破損してしまうことがあった。
示すように、酸化物超伝導電流リードバルク60の片側
電極に銅網線66を用いるなどして、その先端部66a
を装着してフレキシブルな構造を採用した事もあった。
はできたが、銅網線66を符号65に示すように、半田
付けしなくてはならないため、半田付けに時間を要し、
また、網線であるため半田が部分的についていない事が
あった。このため、電極部での接続抵抗に関しては、個
々のばらつきが大きいとともに、接続抵抗もCuキャッ
プ電極に比べて大きくなっていた。例えば、接続抵抗の
基準値0.5μΩ以下(1000A通電時)をクリアし
ないものも出ていた。
却型の超電導マグネットに使用する酸化物超電導電流リ
ードの電極に関して、冷却時の熱収縮あるいは振動等の
外力による電流リードへの荷重負荷を軽減し、電流リー
ドの破損防止、特性劣化防止することができる酸化物超
電導電流リードの電極構造を提供することにある。
冷却型超電導マグネットに用いられるとともに超電導コ
イルに接続される酸化物超電導電流リードの両端に設け
られ、当該酸化物超電導リードを支持するとともに電気
接続する電極構造において、前記酸化物超電導電流リー
ドの両端に装着されるキャップと、前記キャップの一端
に接続された接続部とを備え、前記接続部は、前記キャ
ップに接合される一端側がフレキシブルなU字形状の部
位を備えた板材からなることを特徴とする酸化物超電導
電流リードの電極構造が得られる。
電流リードの電極構造において、前記U字形状の部位の
屈曲部に少なくとも一本の切り込みからなるスリットを
設けたことを特徴とする酸化物超電導電流リードの電極
構造が得られる。
電流リードの電極構造において、前記両端のU字状の部
位は、前記酸化物超電導電流リードの中心軸回りに互い
に位置ずれして設けられていることを特徴とする酸化物
超電導電流リードの電極構造が得られる。
電流リードの電極構造において、前記U字形状の部位
は、前記中心軸回りに互いに90度回転した位置に設け
られていることを特徴する酸化物超電導電流リードの電
極構造が得られる。
導電流リードの電極構造において、前記キャップは軸方
向に設けられた切り込みからなる少なくとも2本のスリ
ットを備えていることを特徴とする酸化物超電導電流リ
ードの電極構造が得られる。
て図面を参照して説明する。
化物超電導電流リード部を示す正面断面図、図1(b)
は図1(a)の酸化物超電流リード部の高温側電極の部
分側面図、図1(c)は図1(a)の酸化物超電流リー
ド部の低温側電極の部分側面図である。
流リードは、中空円筒状の酸化物超電導電流リードバル
ク20と、その一端に設けられた高温側電極と、他端に
設けられた低温側電極とを備えている。酸化物超伝導リ
ードバルク20は先の従来例のところで説明したものと
同様に、中空円筒形状を備えている。夫々の電極は十分
に焼きなましされた銅から形成されている。
と、その一端に半田付け等によって一端が接合された接
続部2とを備えたキャップ状を呈している。キャップ部
1は、従来技術のところで説明したものと同様に、2重
円筒構造である。しかし、本発明の実施の形態によるも
のは、軸方向に設けられた開口側からの切り込みによる
スリット3aを備えている点で従来技術によるものとは
異なっている。また、接続部2は長尺状の銅板の一端を
U字形状に2回、即ち、S字形状に折り曲げた形状を有
している。接続部2のキャップ部・側の折り曲げ部(R
部)2aには、後に詳しく説明するように、長さ方向に
切り込みが設けられており、この部分にフレキシビリテ
ィを持たせてある。また、折り曲部2a,2bに連続し
た他端側は真っ直ぐで長孔2dが形成された端子部2c
となっている。
部3と、その一端に半田付け等によって一端が接続され
た接続部4とを備えている。キャップ部3はキャップ部
1と同様に2重円筒形状で開口側からスリット3aが設
けられている。接続部4のキャップ部1に接合された側
と反対の他端側は、支持台5に半田付けされている。
aを備えたL字形状の細長い銅板6が端子部として設け
られている。
リードブロック20を介して、軸回りに互いに90度ず
れた位置となるように、設けられている。
部分平面図、図2(b)は接続部2の屈曲部2aを示す
部分正面図,図2(c)は接続部2の屈曲部2aを示す
斜視図である。
を通過するように、屈曲部に沿って2本の切り込みから
なるスリット21,21が設けられている。これによっ
て、屈曲部2aはフレキシブルとなる。
図、図3(b)は図3(a)の低温側電極の縦断面図で
ある。
キャップ部3は2重円筒形状であり、外側の円筒部に
は、軸方向に2本のスリット3a,3aが設けられてい
る。キャップを支持する接続部4はU字形状であり、そ
の屈曲部(R部)を通過するように、長さ方向に切り込
みからなるスリット41が、図2のスリット21と同様
な形状で設けられている。
製するには、図1に示すように、酸化物超伝導リードバ
ルク20の両端に高温側電極及び低温側電極のキャップ
部1,3の開口を夫々差し込めばよい。
の接合は、酸化物超伝導リードバルク20にキャップ部
1,3を設けた後でも良いが、夫々の接続部のU字形状
の位置が軸回りに90度ずれるように、構成しなければ
ならない。
極構造においては、酸化物超電導電流リードの両端電極
ともに、U字型の板を取りいれた構造とし、U字は高温
側と低温側とで90度の角度を持たせている。このU字
部分には、更にフレキシブルとするため、夫々2本のス
リット21,21及び41,41を入れている。
3aが設けられているために、熱収縮による電極の円周
方向に加わる応力を緩和することができる。
を用いた電流リードを使用して、その作用効果について
検討した。
下(液体窒素温度77Kにおいて、1000A通電時)
となり、個々のばらつきは殆ど無かった。(仕様0.5
μΩ以下をクリア)また、本発明の電極構造により、電
流リードの長手方向、横方向において、3mm前後の変
位であれば吸収可能であった。
向で1mm以下であるため、十分許容可能である。
では、数百グラムの外力で約3mm変位し、実際に電流
リードに加わる熱収縮力あるいは他の外力は大きく見積
もっても2kgであり、本電極で外力を吸収可能であ
る。これにより、電流リードには殆ど外力が加わる事が
無くなることが判明した。
を用いた電流リードは、冷凍機冷却超電導マグネットに
組み込まれ、1年以上経過しているが、問題なく稼動し
ている。
極構造では,冷凍機冷却型超電導マグネットの電流リー
ドにする以外に(超電導マグネットに限らず)冷凍機あ
るいは液体ヘリウムを使用する低温機器への電流通電用
電極として有望である。
では、酸化物超電導一般(Bi系超電導体、Y系超電導
体、酸化物Agシース線材等)にも適用できる。
冷凍機冷却型の超電導マグネットに使用する酸化物超電
導電流リードの電極に関して、冷却時の熱収縮あるいは
振動等の外力による電流リードへの荷重負荷を軽減し、
電流リードの破損防止、特性劣化防止することができる
酸化物超電導電流リードの電極構造を提供することがで
きる。
導電流リード部を示す正面断面図である。(b)は
(a)の酸化物超電流リード部の高温側電極の部分側面
図である。(c)は(a)の酸化物超電流リード部の低
温側電極の部分側面図である。
図である。(b)は接続部2の屈曲部2aを示す部分正
面図である。(c)は接続部2の屈曲部2aを示す斜視
図である。
(b)は(a)の低温側電極の縦断面図である。
を示す図である。
断面図である。
プを示す平面断面図である。(b)は(a)の銅キャッ
プの正面断面図である。(c)は(b)の銅キャップの
一側面図である。(d)は(b)の銅キャップの他の側
面図である。
極の他の例を示す正面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 冷凍機冷却型超電導マグネットに用いら
れるとともに超電導コイルに接続される酸化物超電導電
流リードの両端に設けられ、当該酸化物超電導リードを
支持するとともに電気接続する電極構造において、前記
酸化物超電導電流リードの両端に装着されるキャップ
と、前記キャップの一端に接続された接続部とを備え、
前記接続部は、前記キャップに接合される一端側がフレ
キシブルなU字形状の部位を備えた板材からなることを
特徴とする酸化物超電導電流リードの電極構造。 - 【請求項2】 請求項1記載の酸化物超電導電流リード
の電極構造において、前記U字形状の部位の屈曲部に少
なくとも一本の切り込みからなるスリットを設けたこと
を特徴とする酸化物超電導電流リードの電極構造。 - 【請求項3】 請求項1記載の酸化物超電導電流リード
の電極構造において、前記両端のU字状の部位は、前記
酸化物超電導電流リードの中心軸回りに互いに位置ずれ
して設けられていることを特徴とする酸化物超電導電流
リードの電極構造。 - 【請求項4】 請求項3記載の酸化物超電導電流リード
の電極構造において、前記U字形状の部位は、前記中心
軸回りに互いに90度回転した位置に設けられているこ
とを特徴する酸化物超電導電流リードの電極構造。 - 【請求項5】 請求項1記載の酸化物超電導電流リード
の電極構造において、前記キャップは軸方向に設けられ
た切り込みからなる少なくとも2本のスリットを備えて
いることを特徴とする酸化物超電導電流リードの電極構
造。
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JP2001080494A JP3792132B2 (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | 酸化物超電導電流リードの電極構造 |
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JP2005160277A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 動力装置とそれを用いた冷凍機、応用機器 |
JP2012235008A (ja) * | 2011-05-06 | 2012-11-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超電導電流リード及び超電導マグネット装置 |
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JP2021039978A (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-11 | 株式会社東芝 | 高温超電導コイル |
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2001
- 2001-03-21 JP JP2001080494A patent/JP3792132B2/ja not_active Expired - Fee Related
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