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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- JP2921241B2 JP2921241B2 JP4039403A JP3940392A JP2921241B2 JP 2921241 B2 JP2921241 B2 JP 2921241B2 JP 4039403 A JP4039403 A JP 4039403A JP 3940392 A JP3940392 A JP 3940392A JP 2921241 B2 JP2921241 B2 JP 2921241B2
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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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