JP2921241B2 - 超電導線の接続方法および接続構造 - Google Patents
超電導線の接続方法および接続構造Info
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- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は超電導マグネットなど
のコイルに使用する超電導線の接続方法及び接続構造に
関するものである。
のコイルに使用する超電導線の接続方法及び接続構造に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的な超電導線の接続方法には (イ)超電導線同士を重ね合わせて、半田または溶接す
る方法。 (ロ)超電導線の安定化材を除去し超電導フィラメント
を露出させ重ね合わせるか撚り合わせる方法、もしくは
この個所を半田、溶接または溶射する方法。 (ハ)上記(ロ)において半田、溶接または溶射する方
法の代替としてスリーブを使用し押圧する方法。 などが広く知られている。 (イ)の方法は最も簡単な方法であるが、超電導フィラ
メントは間接的に接触することから、接続部の電気抵抗
が大きく永久電流モードを要求される超電導マグネット
などのコイルにはあまり適さない。 (ロ)の方法は超電導フィラメント同士が直接的に接続
され、接続部の電気抵抗は大幅に低減し多くの実施例が
あるが、接続部の剛性度が低く、より高い臨界電流値を
得るためには更に改良が必要である。 (ハ)の方法は超電導フィラメント同士はスリーブを利
用して押圧するので、超電導フィラメント間がより密接
し、高い臨界電流値を得ることができ、さらに接続部全
体の剛性度も期待できるので、最近の超電導線の接続方
法としては一般的に採用されている。
る方法。 (ロ)超電導線の安定化材を除去し超電導フィラメント
を露出させ重ね合わせるか撚り合わせる方法、もしくは
この個所を半田、溶接または溶射する方法。 (ハ)上記(ロ)において半田、溶接または溶射する方
法の代替としてスリーブを使用し押圧する方法。 などが広く知られている。 (イ)の方法は最も簡単な方法であるが、超電導フィラ
メントは間接的に接触することから、接続部の電気抵抗
が大きく永久電流モードを要求される超電導マグネット
などのコイルにはあまり適さない。 (ロ)の方法は超電導フィラメント同士が直接的に接続
され、接続部の電気抵抗は大幅に低減し多くの実施例が
あるが、接続部の剛性度が低く、より高い臨界電流値を
得るためには更に改良が必要である。 (ハ)の方法は超電導フィラメント同士はスリーブを利
用して押圧するので、超電導フィラメント間がより密接
し、高い臨界電流値を得ることができ、さらに接続部全
体の剛性度も期待できるので、最近の超電導線の接続方
法としては一般的に採用されている。
【0003】図6は超電導線の構成を説明するための斜
視図である。1は超電導線、2は超電導フィラメント
で、例えばNbTiの線材でそれぞれの直径は20〜5
0μm前後の太さである。3は上記超電導フィラメント
2を埋設し超電導フィラメント2を電気的かつ熱的に安
定化させるための安定化材で、比較的銅材がよく使用さ
れている。図7は上記(ハ)の方法、即ちスリーブを利
用して押圧する方法で、例えば特開昭59−16207
号公報に示されている従来の接続方法の断面図である。
1aは超電導線、1bは接続する他の超電導線、2aは
超電導フィラメント、2bは超電導線1bに対する超電
導フィラメント、3aは安定化材、3bは超電導線1b
に対する安定化材、4a,4bは硝酸などの腐食性溶剤
で上記安定化材3a,3bを除去した超電導線1a,1
bのそれぞれの剥離面である。5は適当に束ねた上記超
電導フィラメント2a,2bを挿入する例えば円筒状の
銅製のスリーブ、6は上記スリーブ5を押圧する押圧力
の方向を示す矢印、7は超電導フィラメント2a,2b
を押圧したとき超電導フィラメント2a,2bが密接さ
れずに剥離面4a,4bの近傍に生じた隙間である。図
8は上記図7のスリーブ5の形状を一部変更した場合の
従来の接続方法の断面図である。図において、1a〜4
a,1b〜4b及び5〜7は上記図7と同様であるので
説明は省略する。5aはスリーブ5の一端の内径部に設
けたザグリ穴で、安定化材3a,3bとは11 の寸法で
重なり合っている。6aは上記11 の範囲を押圧すると
きの押圧力の方向を示す矢印である。図9はさらに他の
接続方法を示す断面図で例えば特開平1−260776
号公報に示されている従来の接続方法である。図におい
て、1a〜4a,1b〜4b及び5〜7は上記図7と同
様であるので説明は省略する。8a,8bは安定化材3
a,3bを除去した剥離面4a,4bに所定の角度を設
けて形成したテーパ部である。
視図である。1は超電導線、2は超電導フィラメント
で、例えばNbTiの線材でそれぞれの直径は20〜5
0μm前後の太さである。3は上記超電導フィラメント
2を埋設し超電導フィラメント2を電気的かつ熱的に安
定化させるための安定化材で、比較的銅材がよく使用さ
れている。図7は上記(ハ)の方法、即ちスリーブを利
用して押圧する方法で、例えば特開昭59−16207
号公報に示されている従来の接続方法の断面図である。
1aは超電導線、1bは接続する他の超電導線、2aは
超電導フィラメント、2bは超電導線1bに対する超電
導フィラメント、3aは安定化材、3bは超電導線1b
に対する安定化材、4a,4bは硝酸などの腐食性溶剤
で上記安定化材3a,3bを除去した超電導線1a,1
bのそれぞれの剥離面である。5は適当に束ねた上記超
電導フィラメント2a,2bを挿入する例えば円筒状の
銅製のスリーブ、6は上記スリーブ5を押圧する押圧力
の方向を示す矢印、7は超電導フィラメント2a,2b
を押圧したとき超電導フィラメント2a,2bが密接さ
れずに剥離面4a,4bの近傍に生じた隙間である。図
8は上記図7のスリーブ5の形状を一部変更した場合の
従来の接続方法の断面図である。図において、1a〜4
a,1b〜4b及び5〜7は上記図7と同様であるので
説明は省略する。5aはスリーブ5の一端の内径部に設
けたザグリ穴で、安定化材3a,3bとは11 の寸法で
重なり合っている。6aは上記11 の範囲を押圧すると
きの押圧力の方向を示す矢印である。図9はさらに他の
接続方法を示す断面図で例えば特開平1−260776
号公報に示されている従来の接続方法である。図におい
て、1a〜4a,1b〜4b及び5〜7は上記図7と同
様であるので説明は省略する。8a,8bは安定化材3
a,3bを除去した剥離面4a,4bに所定の角度を設
けて形成したテーパ部である。
【0004】次に接続方法の手順について説明する。上
記図7においては、(1)超電導線1a,1bの安定化
材3a,3bを除去し超電導フィラメント2a,2bを
露出させる。(2)露出した超電導フィラメント2a,
2bを適当に束ね、(3)この超電導フィラメント2
a,2bを上記安定化材3a,3bの剥離面4a,4b
に一致する迄スリーブ5内に挿入する。次に(4)ダイ
ス(図示せず)などの工具を用いて矢印6の方向に所定
の押圧力、例えば数10トンの押圧力で押圧する。図8
に於いては、図7の上記手順(1)〜(4)と同様に超
電導フィラメント2a,2bをザグリ穴5aの深さの位
置に安定化材3a,3bの剥離面4a,4bを一致させ
スリーブ5に挿入し押圧する。(5)その後スリーブ5
の11 の範囲をダイス(図示せず)などの工具を用いて
矢印6aの方向に所定の押圧力で押圧し、超電導線1
a,1bとスリーブ5を固着する。図9においては、図
8の上記手順(1)〜(5)と概ね同様の手順で接続す
ることができるが、押圧後のスリーブ5は安定化材3
a,3bを除去した剥離面4a,4bのテーパ部8a,
8bに沿って成形される。
記図7においては、(1)超電導線1a,1bの安定化
材3a,3bを除去し超電導フィラメント2a,2bを
露出させる。(2)露出した超電導フィラメント2a,
2bを適当に束ね、(3)この超電導フィラメント2
a,2bを上記安定化材3a,3bの剥離面4a,4b
に一致する迄スリーブ5内に挿入する。次に(4)ダイ
ス(図示せず)などの工具を用いて矢印6の方向に所定
の押圧力、例えば数10トンの押圧力で押圧する。図8
に於いては、図7の上記手順(1)〜(4)と同様に超
電導フィラメント2a,2bをザグリ穴5aの深さの位
置に安定化材3a,3bの剥離面4a,4bを一致させ
スリーブ5に挿入し押圧する。(5)その後スリーブ5
の11 の範囲をダイス(図示せず)などの工具を用いて
矢印6aの方向に所定の押圧力で押圧し、超電導線1
a,1bとスリーブ5を固着する。図9においては、図
8の上記手順(1)〜(5)と概ね同様の手順で接続す
ることができるが、押圧後のスリーブ5は安定化材3
a,3bを除去した剥離面4a,4bのテーパ部8a,
8bに沿って成形される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図10は硝酸などの腐
食性溶剤により、安定化材3を除去したときの剥離面4
の状態を示す断面図で、特に図10(a)は図7及び図
8、図10(b)は図9に対応する断面図である。一般
に安定化材3を除去した剥離面4は上記のごとく化学処
理するので、図7〜図9に描かれるような直線が伴う平
面を得ることは困難で、上記図10の(a),(b)の
如く凹凸のある剥離面4となるのが通常である。従っ
て、このような凹凸のある剥離面4を持つ超電導線1の
従来の接続方法には以下に示すような問題があった。第
一には、スリーブ5を使用して押圧するとき、剥離面4
の近傍は凹凸のために密接困難な個所が生じ易く、多数
の隙間7が存在し超電導特性が低下する要因となってい
る。即ち、この隙間7は超電導状態で通電中の磁界及び
振動の影響によって、超電導フィラメント2に微小の揺
動が発生し超電導フィラメント2の発熱の原因となる。
その結果超電導状態から常電導状態に転移(クェンチと
称す)するような大きな不具合が生じることになる。第
二には、剥離面4の近傍の一部の超電導フィラメント2
は、押圧時のスリーブ5の変形によって断線及び過大な
歪が発生し易く、安定化材3で覆われた範囲での臨界電
流(超電導状態で流し得る電流)よりは、接続部の臨界
電流が低下するような特性変化が見られる。さらに、臨
界電流そのものが安定せず過大なバラツキが生じる原因
となっている。第三には押圧作業において、超電導フィ
ラメント2をスリーブ5に挿入したとき、剥離面4の凹
凸のためにスリーブ5の位置決めが容易でなく、押圧後
の剥離面4とスリーブ5の付根がぐらぐらした不安定な
接続部となり適切な剛性度が得られず、超電導フィラメ
ント2に断線とか歪が生じ易く、上記と同様に臨界電流
の低下及びそのバラツキが生じる結果となる。これを補
うために、接続部の剛性度を得る目的で上記図8及び図
9のごとく安定化材3にスリーブ5を重ね合わせ、押圧
位置を2ヶ所に分離して押圧する方法が提供されている
が、剥離面4の近傍の超電導フィラメント2の断線及び
歪に係わる問題を十分解決するまでには至っていない。
食性溶剤により、安定化材3を除去したときの剥離面4
の状態を示す断面図で、特に図10(a)は図7及び図
8、図10(b)は図9に対応する断面図である。一般
に安定化材3を除去した剥離面4は上記のごとく化学処
理するので、図7〜図9に描かれるような直線が伴う平
面を得ることは困難で、上記図10の(a),(b)の
如く凹凸のある剥離面4となるのが通常である。従っ
て、このような凹凸のある剥離面4を持つ超電導線1の
従来の接続方法には以下に示すような問題があった。第
一には、スリーブ5を使用して押圧するとき、剥離面4
の近傍は凹凸のために密接困難な個所が生じ易く、多数
の隙間7が存在し超電導特性が低下する要因となってい
る。即ち、この隙間7は超電導状態で通電中の磁界及び
振動の影響によって、超電導フィラメント2に微小の揺
動が発生し超電導フィラメント2の発熱の原因となる。
その結果超電導状態から常電導状態に転移(クェンチと
称す)するような大きな不具合が生じることになる。第
二には、剥離面4の近傍の一部の超電導フィラメント2
は、押圧時のスリーブ5の変形によって断線及び過大な
歪が発生し易く、安定化材3で覆われた範囲での臨界電
流(超電導状態で流し得る電流)よりは、接続部の臨界
電流が低下するような特性変化が見られる。さらに、臨
界電流そのものが安定せず過大なバラツキが生じる原因
となっている。第三には押圧作業において、超電導フィ
ラメント2をスリーブ5に挿入したとき、剥離面4の凹
凸のためにスリーブ5の位置決めが容易でなく、押圧後
の剥離面4とスリーブ5の付根がぐらぐらした不安定な
接続部となり適切な剛性度が得られず、超電導フィラメ
ント2に断線とか歪が生じ易く、上記と同様に臨界電流
の低下及びそのバラツキが生じる結果となる。これを補
うために、接続部の剛性度を得る目的で上記図8及び図
9のごとく安定化材3にスリーブ5を重ね合わせ、押圧
位置を2ヶ所に分離して押圧する方法が提供されている
が、剥離面4の近傍の超電導フィラメント2の断線及び
歪に係わる問題を十分解決するまでには至っていない。
【0006】以上のような臨界電流の低下及びバラツキ
の問題のために、超電導マグネットなどのコイルの接続
部を磁束密度の低い個所に配置する必要があり、設計及
び製作上の制限となっていた。さらに、当該コイルの設
計においては、臨界電流の低下及びバラツキの現象を見
込んで電流密度を下げた設計をすることとなり、自ずと
製品コストが高くなるなどの問題点があった。
の問題のために、超電導マグネットなどのコイルの接続
部を磁束密度の低い個所に配置する必要があり、設計及
び製作上の制限となっていた。さらに、当該コイルの設
計においては、臨界電流の低下及びバラツキの現象を見
込んで電流密度を下げた設計をすることとなり、自ずと
製品コストが高くなるなどの問題点があった。
【0007】この発明は上記に示すような問題点を解決
するためのもので、接続部の超電導フィラメント2の相
互間に隙間がなくかつ密接度も高く、超電導フィラメン
ト2の断線及び過大な歪の発生もなく、適切な接続部の
剛性度が得られ、その結果臨界電流を安定的に得ること
ができる超電導線の接続構造を提供することを目的とし
ている。
するためのもので、接続部の超電導フィラメント2の相
互間に隙間がなくかつ密接度も高く、超電導フィラメン
ト2の断線及び過大な歪の発生もなく、適切な接続部の
剛性度が得られ、その結果臨界電流を安定的に得ること
ができる超電導線の接続構造を提供することを目的とし
ている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる超電導
線の接続方法は、各々の超電導線の安定化材を除去し露
出した超電導フィラメントをスリーブに挿入し、上記安
定化材の端部とスリーブ端との間に超電導フィラメント
の露出部を設け、超電導フィラメントと共にスリーブを
押圧し、上記露出部及びその近傍を緊縛材で巻回方向に
所定の隙間を設けて巻回し、上記露出部及びその近傍を
固着材によって一体化するものである。
線の接続方法は、各々の超電導線の安定化材を除去し露
出した超電導フィラメントをスリーブに挿入し、上記安
定化材の端部とスリーブ端との間に超電導フィラメント
の露出部を設け、超電導フィラメントと共にスリーブを
押圧し、上記露出部及びその近傍を緊縛材で巻回方向に
所定の隙間を設けて巻回し、上記露出部及びその近傍を
固着材によって一体化するものである。
【0009】この発明に係わる超電導線の接続構造部
は、接続する各々の超電導線の安定化材から露出した超
電導フィラメント、これらの超電導フィラメントを挿入
し上記安定化材の端部から所定寸法離して押圧されたス
リーブ、このスリーブ端と上記安定化材の端部との間に
形成された上記超電導フィラメントの露出部及びその近
傍を巻回方向に所定の隙間を設けて巻回された緊縛材、
この緊縛材と共に上記露出部及びその近傍を一体化する
固着材を備えたものである。
は、接続する各々の超電導線の安定化材から露出した超
電導フィラメント、これらの超電導フィラメントを挿入
し上記安定化材の端部から所定寸法離して押圧されたス
リーブ、このスリーブ端と上記安定化材の端部との間に
形成された上記超電導フィラメントの露出部及びその近
傍を巻回方向に所定の隙間を設けて巻回された緊縛材、
この緊縛材と共に上記露出部及びその近傍を一体化する
固着材を備えたものである。
【0010】また、この発明は緊縛材として銅線を、固
着材として導電性接着剤を用いたものである。
着材として導電性接着剤を用いたものである。
【0011】
【作用】この発明において、安定化材の端部とスリーブ
端との間に形成された超電導フィラメントの露出部及び
その近傍に設けた緊縛材及び固着材は、スリーブの押圧
に伴う超電導フィラメントの断線及び過大な歪を発生さ
せることなく、接続部の剛性度を高め、また安定化材の
剥離面の近傍に発生し易い超電導フィラメント相互間の
隙間を減少させる。
端との間に形成された超電導フィラメントの露出部及び
その近傍に設けた緊縛材及び固着材は、スリーブの押圧
に伴う超電導フィラメントの断線及び過大な歪を発生さ
せることなく、接続部の剛性度を高め、また安定化材の
剥離面の近傍に発生し易い超電導フィラメント相互間の
隙間を減少させる。
【0012】
【0013】
実施例1.以下、この発明の実施例について説明する。
図1はこの発明の第1の実施例を示す断面図である。1
a〜4a,1b〜4b,5〜7は従来と同様であるので
説明を省略する。5bはスリーブ5の内周の一端に設け
たメントリ、9は安定化材3a,3bを除去した剥離面
4a,4bとスリーブ5の一端との間に設けた超電導フ
ィラメント2a,2bの露出部で、図に示す所定の12
寸法が確保されている。10は上記露出部9及びその近
傍に安定化材3a,3b及び超電導フィラメント2a,
2bに密接して巻回した緊縛材、例えば銅箔、11は上
記露出部9及びその近傍に施工した固着材、例えば半
田、10aは上記緊縛材10を巻回するとき巻回方向に
予め設けた隙間である。図2は上記図1のA−A断面を
示す断面図である。2a,2b,10,11は上記図1
にて説明したので省略する。12は超電導フィラメント
2a,2bに付着した導電性皮膜、例えば銅めっきのめ
っき皮膜である。
図1はこの発明の第1の実施例を示す断面図である。1
a〜4a,1b〜4b,5〜7は従来と同様であるので
説明を省略する。5bはスリーブ5の内周の一端に設け
たメントリ、9は安定化材3a,3bを除去した剥離面
4a,4bとスリーブ5の一端との間に設けた超電導フ
ィラメント2a,2bの露出部で、図に示す所定の12
寸法が確保されている。10は上記露出部9及びその近
傍に安定化材3a,3b及び超電導フィラメント2a,
2bに密接して巻回した緊縛材、例えば銅箔、11は上
記露出部9及びその近傍に施工した固着材、例えば半
田、10aは上記緊縛材10を巻回するとき巻回方向に
予め設けた隙間である。図2は上記図1のA−A断面を
示す断面図である。2a,2b,10,11は上記図1
にて説明したので省略する。12は超電導フィラメント
2a,2bに付着した導電性皮膜、例えば銅めっきのめ
っき皮膜である。
【0014】以上のごとく構成された接続部の接続方法
の手順について説明する。 (1)超電導線1a,1bの安定化材3a,3bを硝酸
などの腐食性溶液で除去し、超電導フィラメント2a,
2bを露出する。 (2)露出した超電導フィラメント2a,2bを適当に
束ねるか撚り合わせる。 (3)束ねた超電導フィラメント2a,2bをスリーブ
5のメントリ5b側からスリーブ5に挿入する。 (4)安定化材3a,3bの剥離面4a,4bとスリー
ブ5の一端との間に所定の12 寸法を確保し超電導フィ
ラメント2a,2bの露出部9をつくる。 (5)ダイス(図示せず)などの工具を用いて、矢印6
の方向に所定の押圧力でスリーブ5を押圧する。 (6)安定化材3a,3bを除去した剥離面4a,4b
とスリーブ5の一端との間に設けた超電導フィラメント
2a,2bの露出部及びその近傍を銅めっきし、導電性
皮膜12を付着させる。 (7)上記露出部9及びその近傍を緊縛材10例えば銅
箔を用いて、巻回方向に所定の隙間10aを設けて巻回
する。 (8)上記露出部9及びその近傍を固着材11、例えば
半田処理によって一体化する。このとき半田11は隙間
10aから浸入し超電導フィラメント2a,2bの相互
間を固着する。
の手順について説明する。 (1)超電導線1a,1bの安定化材3a,3bを硝酸
などの腐食性溶液で除去し、超電導フィラメント2a,
2bを露出する。 (2)露出した超電導フィラメント2a,2bを適当に
束ねるか撚り合わせる。 (3)束ねた超電導フィラメント2a,2bをスリーブ
5のメントリ5b側からスリーブ5に挿入する。 (4)安定化材3a,3bの剥離面4a,4bとスリー
ブ5の一端との間に所定の12 寸法を確保し超電導フィ
ラメント2a,2bの露出部9をつくる。 (5)ダイス(図示せず)などの工具を用いて、矢印6
の方向に所定の押圧力でスリーブ5を押圧する。 (6)安定化材3a,3bを除去した剥離面4a,4b
とスリーブ5の一端との間に設けた超電導フィラメント
2a,2bの露出部及びその近傍を銅めっきし、導電性
皮膜12を付着させる。 (7)上記露出部9及びその近傍を緊縛材10例えば銅
箔を用いて、巻回方向に所定の隙間10aを設けて巻回
する。 (8)上記露出部9及びその近傍を固着材11、例えば
半田処理によって一体化する。このとき半田11は隙間
10aから浸入し超電導フィラメント2a,2bの相互
間を固着する。
【0015】この発明における接続方法は以上としたの
で、次に示す効果がある。即ち、スリーブ5の押圧作業
を安定化材3の剥離面4から離れたところで押圧するよ
うにしたので、剥離面4の周辺の超電導フィラメント2
には、スリーブ5を押圧するような過大な押圧力は直接
作用しない。従って、剥離面4の周辺の超電導フィラメ
ント2の断線及び過大な歪がなくなり、臨界電流の低下
及びバラツキの少ない超電導線の接続部が得られる。ま
た、超電導フィラメント2の露出部9及びその近傍は緊
縛材10で巻着し、その周辺を半田11で一体化したの
で、超電導フィラメント2相互間の隙間7がなくなり適
切な剛性度のある接続部を得ることができる。さらに、
剥離面4の周辺の超電導フィラメント2に銅めっきの導
電性皮膜12を付着させることにより半田11のぬれ性
が向上し、半田11が緊縛材10の隙間10aを通って
超電導フィラメント2の露出部9の内部迄浸透すること
が容易となり、超電導フィラメント2の相互間の密接が
一層促進され、隙間7の発生が防止できる。さらに、緊
縛材10となる銅箔を巻着したので、超電導フィラメン
ト2が発熱したとき、緊縛材10を介して安定化材3に
その熱を伝達することができるため、常電導状態への転
移(クェンチ)したとき、フィラメントの焼損が防止で
きる。さらに、臨界電流の低下及びバラツキが少なくな
るので、コイルの接続部は任意の位置で接続することが
可能となり、設計及び製作の自由度が拡大する。また、
万一製作時に任意の位置で不意の超電導線の切断トラブ
ルが発生しても、切断トラブルした位置で接続すること
ができ、復旧処置が迅速になる。図3はこの発明の第1
の実施例の接続部における電気特性を実測したデータで
ある。横軸は磁界の磁束密度テスラ(T)、縦軸は臨界
電流のアンペア(A)を示し、13のカーブは安定化材
3で覆われた範囲、即ち素線の臨界電流である。14は
この発明の接続部のサンプルにより、磁束密度を基準に
臨界電流を測定した20個の実測点である。図3より明
らかなように、カーブ13とこの発明の接続部の実測点
14とはよく近接しており、また同一磁束密度における
臨界電流のバラツキも非常に少なく安定した特性が得ら
れていることが理解できる。
で、次に示す効果がある。即ち、スリーブ5の押圧作業
を安定化材3の剥離面4から離れたところで押圧するよ
うにしたので、剥離面4の周辺の超電導フィラメント2
には、スリーブ5を押圧するような過大な押圧力は直接
作用しない。従って、剥離面4の周辺の超電導フィラメ
ント2の断線及び過大な歪がなくなり、臨界電流の低下
及びバラツキの少ない超電導線の接続部が得られる。ま
た、超電導フィラメント2の露出部9及びその近傍は緊
縛材10で巻着し、その周辺を半田11で一体化したの
で、超電導フィラメント2相互間の隙間7がなくなり適
切な剛性度のある接続部を得ることができる。さらに、
剥離面4の周辺の超電導フィラメント2に銅めっきの導
電性皮膜12を付着させることにより半田11のぬれ性
が向上し、半田11が緊縛材10の隙間10aを通って
超電導フィラメント2の露出部9の内部迄浸透すること
が容易となり、超電導フィラメント2の相互間の密接が
一層促進され、隙間7の発生が防止できる。さらに、緊
縛材10となる銅箔を巻着したので、超電導フィラメン
ト2が発熱したとき、緊縛材10を介して安定化材3に
その熱を伝達することができるため、常電導状態への転
移(クェンチ)したとき、フィラメントの焼損が防止で
きる。さらに、臨界電流の低下及びバラツキが少なくな
るので、コイルの接続部は任意の位置で接続することが
可能となり、設計及び製作の自由度が拡大する。また、
万一製作時に任意の位置で不意の超電導線の切断トラブ
ルが発生しても、切断トラブルした位置で接続すること
ができ、復旧処置が迅速になる。図3はこの発明の第1
の実施例の接続部における電気特性を実測したデータで
ある。横軸は磁界の磁束密度テスラ(T)、縦軸は臨界
電流のアンペア(A)を示し、13のカーブは安定化材
3で覆われた範囲、即ち素線の臨界電流である。14は
この発明の接続部のサンプルにより、磁束密度を基準に
臨界電流を測定した20個の実測点である。図3より明
らかなように、カーブ13とこの発明の接続部の実測点
14とはよく近接しており、また同一磁束密度における
臨界電流のバラツキも非常に少なく安定した特性が得ら
れていることが理解できる。
【0016】実施例2. 図4はこの発明の第2の実施例を示す断面図である。1
a〜4a,1b〜4b,7,10,10a,11は上記
実施例にて説明済なので省略する。なお、図中のA−A
断面は上述した図2と同様である。この実施例は第1の
実施例のスリーブ5を使用しない例で、緊縛材10及び
固着材11によってのみ接続し、押圧工程を無くしたも
のである。以下にこの実施例の接続方法の手順について
説明する。 (1)超電導線1a,1bの安定化材3a,3bを硝酸
などの腐食性溶剤で除去し超電導フィラメント2a,2
bを露出する。 (2)露出した超電導フィラメント2a,2bを適当に
束ねるか撚り合わせる。 (3)上記手順(2)での適当に束ねるか撚り合わせた
超電導フィラメント2a,2bの接続範囲及びその近傍
を銅めっきし、導電性皮膜12を付着させる。 (4)上記接続範囲及びその近傍を緊縛材10で隙間1
0aを設けて巻回する。 (5)上記接続範囲及びその近傍を固着材11、例えば
半田処理によって一体化する。以上のようにスリーブ5
を使用しないものであっても、銅めっきなどの導電性皮
膜12をつくることにより、第1の実施例と同様適切な
剛性度のある接続部となると共に、剥離面4の周辺の超
電導フィラメント2の断線及び過大な歪がなく、臨界電
流の低下及びバラツキの少ない超電導線の接続部が得ら
れる。
a〜4a,1b〜4b,7,10,10a,11は上記
実施例にて説明済なので省略する。なお、図中のA−A
断面は上述した図2と同様である。この実施例は第1の
実施例のスリーブ5を使用しない例で、緊縛材10及び
固着材11によってのみ接続し、押圧工程を無くしたも
のである。以下にこの実施例の接続方法の手順について
説明する。 (1)超電導線1a,1bの安定化材3a,3bを硝酸
などの腐食性溶剤で除去し超電導フィラメント2a,2
bを露出する。 (2)露出した超電導フィラメント2a,2bを適当に
束ねるか撚り合わせる。 (3)上記手順(2)での適当に束ねるか撚り合わせた
超電導フィラメント2a,2bの接続範囲及びその近傍
を銅めっきし、導電性皮膜12を付着させる。 (4)上記接続範囲及びその近傍を緊縛材10で隙間1
0aを設けて巻回する。 (5)上記接続範囲及びその近傍を固着材11、例えば
半田処理によって一体化する。以上のようにスリーブ5
を使用しないものであっても、銅めっきなどの導電性皮
膜12をつくることにより、第1の実施例と同様適切な
剛性度のある接続部となると共に、剥離面4の周辺の超
電導フィラメント2の断線及び過大な歪がなく、臨界電
流の低下及びバラツキの少ない超電導線の接続部が得ら
れる。
【0017】実施例3.なお、上記実施例などでは超電
導線1a,1bを並列に重ね合わせるような接続方法と
したが、図5に示す実施例のように、各々の超電導線1
a,1bを直列に接続する接続方法としてもこの発明は
適用できる。この場合はスリーブ5の両端と各剥離面4
a,4bとの間には所定の12 寸法を確保し超電導フィ
ラメント2a,2bの露出部9を設けるものとした。
導線1a,1bを並列に重ね合わせるような接続方法と
したが、図5に示す実施例のように、各々の超電導線1
a,1bを直列に接続する接続方法としてもこの発明は
適用できる。この場合はスリーブ5の両端と各剥離面4
a,4bとの間には所定の12 寸法を確保し超電導フィ
ラメント2a,2bの露出部9を設けるものとした。
【0018】実施例4.また、上記実施例などでは接続
する本数を2本としたが、3本以上の複数本数を接続す
るような場合でも同様である。
する本数を2本としたが、3本以上の複数本数を接続す
るような場合でも同様である。
【0019】実施例5.さらに、上記実施例などでは緊
縛材10として銅箔を、固着材11として半田をそれぞ
れ使用したが、銅箔の代わりに銅線のような金属線、半
田の代わりに導電性のある接着剤を使用してもよい。
縛材10として銅箔を、固着材11として半田をそれぞ
れ使用したが、銅箔の代わりに銅線のような金属線、半
田の代わりに導電性のある接着剤を使用してもよい。
【0020】実施例6.さらに、接続部全体を別の導電
性補強部材を追加し、共に結束線などで緊縛し半田処理
すれば、より一層強固な接続部の剛性度が得られる。
性補強部材を追加し、共に結束線などで緊縛し半田処理
すれば、より一層強固な接続部の剛性度が得られる。
【0021】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、各々の
超電導線の安定化材を除去して安定化材の端部とスリー
ブ端との間に超電導フィラメントの露出部を設けて超電
導フィラメントと共にスリーブを押圧し、当該露出部及
びその近傍を緊縛材で巻回し、固着材によって上記露出
部及びその近傍を一体化したので、適切な剛性度のある
接続部が得られ、臨界電流の低下及びバラツキを防止す
ることができ品質が安定すると共に、安価な超電導マグ
ネットなどのコイルを提供することができる。
超電導線の安定化材を除去して安定化材の端部とスリー
ブ端との間に超電導フィラメントの露出部を設けて超電
導フィラメントと共にスリーブを押圧し、当該露出部及
びその近傍を緊縛材で巻回し、固着材によって上記露出
部及びその近傍を一体化したので、適切な剛性度のある
接続部が得られ、臨界電流の低下及びバラツキを防止す
ることができ品質が安定すると共に、安価な超電導マグ
ネットなどのコイルを提供することができる。
【0022】緊縛材としての銅線、また、固着材として
の導電性接着剤はいずれもきわめて容易に入手可能な、
ありふれた一般的材料であるので、超電導線の接続を容
易に行うことができるという効果がある。
の導電性接着剤はいずれもきわめて容易に入手可能な、
ありふれた一般的材料であるので、超電導線の接続を容
易に行うことができるという効果がある。
【図1】この発明の第1の実施例を示す断面図
【図2】この発明の図1及び図4のA−A断面を示す断
面図
面図
【図3】この発明の第1の実施例の接続部における電気
特性を実測したデータを示す特性図
特性を実測したデータを示す特性図
【図4】この発明の第2の実施例を示す断面図
【図5】この発明の第3の実施例を示す断面図
【図6】超電導線の構成を説明するための斜視図
【図7】従来の接続方法の一例を示す断面図
【図8】従来の接続方法の他の例を示す断面図
【図9】従来の他の接続方法の更に他の例を示す断面図
【図10】安定化材を除去した剥離面の状態を示す断面
図
図
1 超電導線 2 超電導フィラメント 3 安定化材 5 スリーブ 9 露出部 10 緊縛材 10a 隙間 11 固着材 12 導電性皮膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01B 12/00 - 12/16 H01B 13/00 561 - 565 H01F 5/08 H01R 4/68 H01R 43/00
Claims (3)
- 【請求項1】 接続する各々の超電導線の接続部の安定
化材を除去し、この安定化材から露出した各々の超電導
フィラメントを束ねてスリーブに挿入して押圧する超電
導線の接続方法において、上記安定化材の端部と上記ス
リーブ端との間に超電導フィラメントの露出部を設け、
この露出部及びその近傍を緊縛材で巻回方向に所定の隙
間を設けて巻回し、上記露出部及びその近傍を固着材に
よって一体化したことを特徴とする超電導線の接続方
法。 - 【請求項2】 接続する各々の超電導線の安定化材から
露出した超電導フィラメント、これらの超電導フィラメ
ントを挿入し上記安定化材の端部から所定寸法離して押
圧されたスリーブ、このスリーブ端と上記安定化材の端
部との間に形成された上記超電導フィラメントの露出部
及びその近傍を巻回方向に所定の隙間を設けて巻回され
た緊縛材、この緊縛材と共に上記露出部及びその近傍を
一体化する固着材を備えたことを特徴とする超電導線の
接続構造。 - 【請求項3】 緊縛材は銅線であり、固着材は導電性接
着剤であることを特徴とする請求項2に記載の超電導線
の接続構造。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4039403A JP2921241B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 超電導線の接続方法および接続構造 |
US08/018,272 US5292051A (en) | 1992-02-26 | 1993-02-16 | Connecting method and structure of superconducting wires |
GB9303633A GB2264822B (en) | 1992-02-26 | 1993-02-23 | Connecting method and structure of superconducting wires |
DE4305877A DE4305877C2 (de) | 1992-02-26 | 1993-02-25 | Verbindungsverfahren und -struktur supraleitender Drähte |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4039403A JP2921241B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 超電導線の接続方法および接続構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05242917A JPH05242917A (ja) | 1993-09-21 |
JP2921241B2 true JP2921241B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=12552029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4039403A Expired - Lifetime JP2921241B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 超電導線の接続方法および接続構造 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5292051A (ja) |
JP (1) | JP2921241B2 (ja) |
DE (1) | DE4305877C2 (ja) |
GB (1) | GB2264822B (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6159905A (en) * | 1999-06-02 | 2000-12-12 | Buzcek; David M. | Methods for joining high temperature superconducting components with negligible critical current degradation and articles of manufacture in accordance therewith |
US6358888B1 (en) * | 1999-12-27 | 2002-03-19 | General Electric Company | Shielded superconducting magnet joints |
EP1434280A1 (en) * | 2002-12-24 | 2004-06-30 | Shahin Pourrahimi | superconducting joint between multifilamentary superconducting wires |
JP4298450B2 (ja) * | 2003-09-24 | 2009-07-22 | 住友電気工業株式会社 | 超電導ケーブルの端末構造 |
JP2006141186A (ja) * | 2004-10-14 | 2006-06-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導ケーブルの接続構造 |
CN101794655B (zh) * | 2010-03-12 | 2011-09-14 | 中国科学院电工研究所 | 具有高屏蔽特性的低电阻超导接头的制作方法 |
GB201207624D0 (en) * | 2012-05-02 | 2012-06-13 | Siemens Plc | Method for joining superconducting wires and superconducting joint |
DE102015212930B4 (de) * | 2015-07-10 | 2019-05-23 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Verfahren zur Herstellung supraleitender Dichtungsringe |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3141660A1 (de) * | 1981-10-21 | 1983-05-05 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Supraleitende verbindungsstelle |
JPS5916207A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-27 | 三菱電機株式会社 | 接続された超電導線 |
US4631808A (en) * | 1983-09-12 | 1986-12-30 | General Electric Company | Method of forming a superconductive joint between multifilament superconductors |
US4894906A (en) * | 1987-12-23 | 1990-01-23 | Nicolet Instrument Corporation | Superconductive joint for multifilament superconducting and method of forming |
JPH01260776A (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-18 | Toshiba Corp | 超電導線の接続方法 |
JP2593210B2 (ja) * | 1988-11-24 | 1997-03-26 | 三菱電機株式会社 | 超電導線の固定方法 |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP4039403A patent/JP2921241B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-02-16 US US08/018,272 patent/US5292051A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-23 GB GB9303633A patent/GB2264822B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-25 DE DE4305877A patent/DE4305877C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2264822B (en) | 1996-03-13 |
US5292051A (en) | 1994-03-08 |
JPH05242917A (ja) | 1993-09-21 |
GB9303633D0 (en) | 1993-04-07 |
GB2264822A (en) | 1993-09-08 |
DE4305877A1 (ja) | 1993-09-02 |
DE4305877C2 (de) | 1996-08-22 |
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