JP5789696B1 - 超電導電流リード及び超電導電流リードの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
金属基板上に中間層、超電導層、安定化層が順に積層されたテープ状の超電導線材を複数備え、並列した前記複数の超電導線材の一方の端部同士と、他方の端部同士とに、それぞれ導電性を有する端子部材が通電可能に一体的に接続され、かつ、前記一方の端部同士と前記他方の端部同士は前記端子部材でそれぞれ挟持されている線材ユニットと、
前記線材ユニットの両端部の端子部材にそれぞれ接続される金属電極と、
前記金属電極を、所定の電極間距離となるように収容する補強部材と、
を備え、
前記複数の超電導線材は、前記端子部材を介して前記金属電極に電気的に接続されている、
構成を採る。
金属基板上に中間層、超電導層、安定化層が順に積層されたテープ状の超電導線材を複数用いて、これら複数の前記超電導線材を並列にして、前記複数の超電導線材の一方の端部同士と、他方の端部同士とに、それぞれ導電性を有する端子部材で挟持して通電可能に一体的に接続して線材ユニットを作成するユニット製作工程と、
前記線材ユニットの両端部の端子部材にそれぞれ金属電極を接続する電極接続工程と、
前記金属電極を、所定の電極間距離となるように補強部材に収容する収容工程とを有し、
前記ユニット製作工程では、前記端子部材で、前記複数の超電導線材の一方の端部及び他方の端部のそれぞれを挟持した状態で、前記端子部材と前記超電導線材を半田で一体的に接続する、
ようにした。
図4に示すように、線材ユニット100において、複数の超電導線材11は、超電導線材11の第2面11b同士を貼り合わせて、2枚一組の超電導線材11の組(線材対)を構成している。これら超電導線材11の線材対では、上下面、つまり線材の組の表裏面にそれぞれ超電導層13側の面である第1面11aが配設されている。
固定溝12aには、線材ユニット100の一方の端部が固定溝12aの底部に突き当たるまで挿入される。線材ユニット100と固定溝12aの隙間には、半田が充填されている。これにより、線材ユニット100、100と、第1の電極12−1及び第2の電極12−2は、半田付けにより接合され、電気的に接続されている。
ここでは、補強部材14は、線材ユニット100を収容した際に、超電導線材11が、第1の電極12−1と第2の電極12−2との電極間において撓みを有する(図8参照)。補強部材14は、その両端部内に配置される第1の電極12−1、第2の電極12−2に対して、外面側から固定ピン15を圧入することによって、第1の電極12−1、第2の電極12−2を固定している。
そして、線材ユニット100の両端部、つまり、超電導線材11を挟持したユニット端子101−1、101−2をそれぞれ電極12−1、12−2の固定溝12a、12aに挿入する。そして、固定溝12a、12aとユニット端子101−1、101−2との接続部分(第2半田接続部に相当)を、融点約140[℃]の低温半田で接続する。これにより、超電導線材11を均一の接続抵抗で接続したユニット端子101と、第1及び第2の電極12−1、12−2とを接続するだけで、線材ユニット100の複数の超電導線材11と電極12とを電気的に効率良く確実に接続できる。すなわち、複数の超電導線材11のそれぞれを電極12に直接接続する構成と比較して、超電導電流リード10では、備える超電導線材11の略本数分に対応する送電容量を得ることができ、設計通りの電流値を確保することを容易に行うことができる。
これにより、超電導電流リードとして、例え、複数の超電導線材11を備える構成であっても、電極12−1、12−2との接続抵抗を低減して、超電導線材11と電極12を好適に接続できる。よって、大電流を流すことができる信頼性の高い安定して大容量送電が可能な信頼性の高い超電導電流リードを実現できる。
10 超電導電流リード
11 超電導線材
11a 第1面
11b 第2面
12 電極
12a 固定溝(切り欠き部)
12−1 第1の電極(常温側電極)
12−2 第2の電極(低温側電極)
14 補強部材
15 固定ピン
20 超電導コイル
21 コイル電極
30 電源
35 常電導電流リード
40 低温容器
41 容器
42 真空槽
100 線材ユニット
103、104 挟持板(金属板)
101 ユニット端子(端子部材)
111 金属基板
112 中間層
113 超電導層
114 安定化層
Claims (5)
- 金属基板上に中間層、超電導層、安定化層が順に積層されたテープ状の超電導線材を複数備え、並列した前記複数の超電導線材の一方の端部同士と、他方の端部同士とに、それぞれ導電性を有する端子部材が通電可能に一体的に接続され、かつ、前記一方の端部同士と前記他方の端部同士は前記端子部材でそれぞれ挟持されている線材ユニットと、
前記線材ユニットの両端部の端子部材にそれぞれ接続される金属電極と、
前記金属電極を、所定の電極間距離となるように収容する補強部材と、
を備え、
前記複数の超電導線材は、前記端子部材を介して前記金属電極に電気的に接続されている、
ことを特徴とする超電導電流リード。 - 前記端子部材は、前記複数の超電導線材の端部を挟む2枚の金属板で構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の超電導電流リード。 - 前記金属電極は、通電方向と同方向に切り欠かれた切り欠き部を備え、
前記切り欠き部に、前記線材ユニットの端部を構成する前記端子部材が、電気的に接続された状態で挿入されている、
ことを特徴とする請求項1または2記載の超電導電流リード。 - 前記超電導層がTFA−MOD法により形成され、
前記超電導層中に、Y、Zr、Sn、Ti、Ceのうち少なくとも1つを含む50nm以下の酸化物粒子が磁束ピンニング点として分散している、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の超電導電流リード。 - 金属基板上に中間層、超電導層、安定化層が順に積層されたテープ状の超電導線材を複数用いて、これら複数の前記超電導線材を並列にして、前記複数の超電導線材の一方の端部同士と、他方の端部同士とに、それぞれ導電性を有する端子部材で挟持して通電可能に一体的に接続して線材ユニットを作成するユニット製作工程と、
前記線材ユニットの両端部の端子部材にそれぞれ金属電極を接続する電極接続工程と、
前記金属電極を、所定の電極間距離となるように補強部材に収容する収容工程とを有し、
前記ユニット製作工程では、前記端子部材で、前記複数の超電導線材の一方の端部及び他方の端部のそれぞれを挟持した状態で、前記端子部材と前記超電導線材を半田で一体的に接続する、
ことを特徴とする超電導電流リードの製造方法。
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