JP2001217118A - 金属系超電導コイル線材の接続方法および接続構造 - Google Patents
金属系超電導コイル線材の接続方法および接続構造Info
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- JP2001217118A JP2001217118A JP2000024473A JP2000024473A JP2001217118A JP 2001217118 A JP2001217118 A JP 2001217118A JP 2000024473 A JP2000024473 A JP 2000024473A JP 2000024473 A JP2000024473 A JP 2000024473A JP 2001217118 A JP2001217118 A JP 2001217118A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 脆性のある金属系超電導線材に過大な応力を
与えることなく、作業者の熟練度に左右されることなく
低コストで作業時間を大幅に短縮できる金属性超電導線
材と電極との接続手段を提供すること。 【解決手段】 超電導コイル巻枠４の冷却フランジ４ａ
に絶縁板６および絶縁体７を介して取付けられている電
極３に金属系超電導コイル線材１を接続する手段とし
て、電極３の構造を、冷却フランジの上面に取付けられ
る取付け座３ａと、該取付け座３ａから冷却フランジの
下面より下方まで垂下し先端部を折曲して接続ポイント
３ｂに形成し、該接続ポイント３ｂに金属系超電導コイ
ル線材の端部を略直線状態でＴＩＧ溶接または電子ビー
ム溶接することを特徴とする。
与えることなく、作業者の熟練度に左右されることなく
低コストで作業時間を大幅に短縮できる金属性超電導線
材と電極との接続手段を提供すること。 【解決手段】 超電導コイル巻枠４の冷却フランジ４ａ
に絶縁板６および絶縁体７を介して取付けられている電
極３に金属系超電導コイル線材１を接続する手段とし
て、電極３の構造を、冷却フランジの上面に取付けられ
る取付け座３ａと、該取付け座３ａから冷却フランジの
下面より下方まで垂下し先端部を折曲して接続ポイント
３ｂに形成し、該接続ポイント３ｂに金属系超電導コイ
ル線材の端部を略直線状態でＴＩＧ溶接または電子ビー
ム溶接することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導コイルにお
ける超電導線材、特に金属系超電導線材の接続方法およ
び接続構造に関する。
ける超電導線材、特に金属系超電導線材の接続方法およ
び接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｎｂ3Ｓｎ（ニオブ３すず）、Ｎ
ｂＴｉ（ニオブチタン）、Ｖ3Ｇａ（バナジウム３ガリ
ウム）等の金属系超電導線材を使用した超電導コイル
は、図４に示すように、コイル巻枠４に金属系超電導コ
イル線材１をエポキシ系接着剤２を塗布して巻回固定
し、該線材の巻き始め端１ａを、コイル巻枠４の冷却フ
ランジ４ａに絶縁板６および絶縁体７を介してボルト８
付けされている入口電極１３に半田付けにより接続して
いる。なお、図示していないがコイルの巻き終わり端も
コイル巻き始め端と同様な手段で出口電極に接続してい
る。
ｂＴｉ（ニオブチタン）、Ｖ3Ｇａ（バナジウム３ガリ
ウム）等の金属系超電導線材を使用した超電導コイル
は、図４に示すように、コイル巻枠４に金属系超電導コ
イル線材１をエポキシ系接着剤２を塗布して巻回固定
し、該線材の巻き始め端１ａを、コイル巻枠４の冷却フ
ランジ４ａに絶縁板６および絶縁体７を介してボルト８
付けされている入口電極１３に半田付けにより接続して
いる。なお、図示していないがコイルの巻き終わり端も
コイル巻き始め端と同様な手段で出口電極に接続してい
る。
【０００３】コイルの構成上でコイルの内部電圧を抑制
するために超電導線材を図５に示すように金属系超電導
コイル線材１の中途部分１ｂを中間電極１３に固定しな
ければならない場合がある。その場合は該金属系超電導
線材１の中途部分１ｂを、コイル巻枠４の冷却フランジ
４ａに絶縁板６および絶縁体７を介してボルト８付けさ
れている中間電極１３に半田付けにより接続されてい
る。
するために超電導線材を図５に示すように金属系超電導
コイル線材１の中途部分１ｂを中間電極１３に固定しな
ければならない場合がある。その場合は該金属系超電導
線材１の中途部分１ｂを、コイル巻枠４の冷却フランジ
４ａに絶縁板６および絶縁体７を介してボルト８付けさ
れている中間電極１３に半田付けにより接続されてい
る。
【０００４】金属系超電導線材は熱処理により脆性を有
するため入口電極、出口電極、中間電極等の各電極１３
に接続する際、線材１を緩やかな曲率に湾曲させるとと
もに、線材を前記電極に密着させるためには電極自体も
円弧状に形成させねばならず、電極を取り付けている冷
却フランジ４ａ周辺の切欠部１５の形状、絶縁板６、絶
縁体７の形状および大きさを電極１３の形状に適合した
形状および大きさにする必要があるため、製作コストお
よび製作時間がかかっていた。さらに、超電導線材と電
極との接続は人による半田付け接合であるため、コイル
の超電導特性に安定性のある接続を行なうには作業者に
熟練度を要していた。
するため入口電極、出口電極、中間電極等の各電極１３
に接続する際、線材１を緩やかな曲率に湾曲させるとと
もに、線材を前記電極に密着させるためには電極自体も
円弧状に形成させねばならず、電極を取り付けている冷
却フランジ４ａ周辺の切欠部１５の形状、絶縁板６、絶
縁体７の形状および大きさを電極１３の形状に適合した
形状および大きさにする必要があるため、製作コストお
よび製作時間がかかっていた。さらに、超電導線材と電
極との接続は人による半田付け接合であるため、コイル
の超電導特性に安定性のある接続を行なうには作業者に
熟練度を要していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は脆性のある金
属性超電導線材に過大な応力を与えることなく、作業者
の熟練度に左右されることなく低コストで作業時間を大
幅に短縮できる金属系超電導線材と電極との接続方法と
接続構造を提供することを目的とする。
属性超電導線材に過大な応力を与えることなく、作業者
の熟練度に左右されることなく低コストで作業時間を大
幅に短縮できる金属系超電導線材と電極との接続方法と
接続構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】超電導コイル巻枠４の冷
却フランジ４ａに絶縁板６および絶縁体７を介して取付
けられている入口電極、出口電極、中間電極等の電極３
に金属系超電導コイル線材１を接続する方法において、
前記電極の構造を、冷却フランジの上面に取付けられる
取付け座３ａと、該取付け座３ａから冷却フランジの下
面より下方まで垂下し先端部を折曲して接続ポイント３
ｂに形成し、該接続ポイント３ｂに金属系超電導コイル
線材の端部を略直線状態でＴＩＧ溶接または電子ビーム
溶接により接続することを特徴とする。
却フランジ４ａに絶縁板６および絶縁体７を介して取付
けられている入口電極、出口電極、中間電極等の電極３
に金属系超電導コイル線材１を接続する方法において、
前記電極の構造を、冷却フランジの上面に取付けられる
取付け座３ａと、該取付け座３ａから冷却フランジの下
面より下方まで垂下し先端部を折曲して接続ポイント３
ｂに形成し、該接続ポイント３ｂに金属系超電導コイル
線材の端部を略直線状態でＴＩＧ溶接または電子ビーム
溶接により接続することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１および図２は本発明が適用さ
れる超電導コイルおける金属系超電導線材と電極との接
続構造を示す説明図である。図１は入口電極３と金属系
超電導線材１の巻き始め端１ａとの接続構造を示してお
り、（ａ）図は接続部分の平面図、（ｂ）図は（ａ）図
におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）図は接続部分の正面図で
ある。なお、図４、図５に示す従来のものと同一部品に
は同一符号を付して説明する。冷却フランジ４ａと巻胴
４ｂからなるコイル巻枠４の巻胴部にＮｂ3Ｓｎからな
る金属性超電導線材１がエポキシ系接着剤２を塗布しな
がら（あるいは予め塗布された状態で）巻胴部４ｂに巻
回し固定されている。
れる超電導コイルおける金属系超電導線材と電極との接
続構造を示す説明図である。図１は入口電極３と金属系
超電導線材１の巻き始め端１ａとの接続構造を示してお
り、（ａ）図は接続部分の平面図、（ｂ）図は（ａ）図
におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）図は接続部分の正面図で
ある。なお、図４、図５に示す従来のものと同一部品に
は同一符号を付して説明する。冷却フランジ４ａと巻胴
４ｂからなるコイル巻枠４の巻胴部にＮｂ3Ｓｎからな
る金属性超電導線材１がエポキシ系接着剤２を塗布しな
がら（あるいは予め塗布された状態で）巻胴部４ｂに巻
回し固定されている。
【０００８】３は銅またはアルミニウム製の入口電極
で、該入口電極３は冷却フランジ４ａの上面に取付けら
れる取付け座３ａと、該取付け座３ａから冷却フランジ
４ａの下面より下方まで垂下し先端部を折曲して接続ポ
イント３ｂに形成されている。なお、９は超電導電流リ
ード等取付け用のボルト挿通孔である。
で、該入口電極３は冷却フランジ４ａの上面に取付けら
れる取付け座３ａと、該取付け座３ａから冷却フランジ
４ａの下面より下方まで垂下し先端部を折曲して接続ポ
イント３ｂに形成されている。なお、９は超電導電流リ
ード等取付け用のボルト挿通孔である。
【０００９】上記構造の入口電極３はコイル巻枠の冷却
フランジ４ａの切欠部５を設けた位置に絶縁板６、絶縁
体７を介してコイル巻枠４と電気的絶縁を施した状態で
冷却フランジ４ａ上面にボルト８で固着される。そし
て、該入口電極下端に設けた接続ポイント３ｂにコイル
巻始め端１ａが従来のように湾曲されることなく略直線
状態でＴＩＧ（ティグ）スポット溶接ないしは電子ビー
ム溶接等により接続される。
フランジ４ａの切欠部５を設けた位置に絶縁板６、絶縁
体７を介してコイル巻枠４と電気的絶縁を施した状態で
冷却フランジ４ａ上面にボルト８で固着される。そし
て、該入口電極下端に設けた接続ポイント３ｂにコイル
巻始め端１ａが従来のように湾曲されることなく略直線
状態でＴＩＧ（ティグ）スポット溶接ないしは電子ビー
ム溶接等により接続される。
【００１０】金属系超電導コイル線材（Ｎｂ3Ｓｎ、Ｎ
ｂＴｉ、Ｖ3Ｇａ等）は図３に示すように、銅、キュプ
ロニッケル（ＣｕＮｉ）等の母材中に収納された構造と
なっているので電極への溶接を容易にしている。なお、
説明を省略するが超電導コイルのコイル巻き終わり端と
出口電極の接続構造も上記入口電極側と全く同一構造お
よび同一手段で接続される。
ｂＴｉ、Ｖ3Ｇａ等）は図３に示すように、銅、キュプ
ロニッケル（ＣｕＮｉ）等の母材中に収納された構造と
なっているので電極への溶接を容易にしている。なお、
説明を省略するが超電導コイルのコイル巻き終わり端と
出口電極の接続構造も上記入口電極側と全く同一構造お
よび同一手段で接続される。
【００１１】図２は中間電極３へのコイルの途中部分と
の接続構造を示している。（ａ）図は接続部分の平面
図、（ｂ）図は（ａ）図におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）
図は接続部分の正面図である。中間電極３の構造は前記
入口電極と同一構造をしており、冷却フランジ４ａの上
面に取付けられる取付け座３ａと、該取付け座３ａから
冷却フランジ４ａの下面より下方まで垂下し先端部を折
曲して接続ポイント３ｂに形成しており、電極の材料も
入口電極と同様の材料が使用される。
の接続構造を示している。（ａ）図は接続部分の平面
図、（ｂ）図は（ａ）図におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）
図は接続部分の正面図である。中間電極３の構造は前記
入口電極と同一構造をしており、冷却フランジ４ａの上
面に取付けられる取付け座３ａと、該取付け座３ａから
冷却フランジ４ａの下面より下方まで垂下し先端部を折
曲して接続ポイント３ｂに形成しており、電極の材料も
入口電極と同様の材料が使用される。
【００１２】上記入口電極の接続手段と同様に、中間電
極３はコイル巻枠４の冷却フランジ４ａの切欠部５を設
けた位置に絶縁板６、絶縁体７を介してコイル巻枠４と
電気的絶縁を施した状態で冷却フランジ４ａ上面にボル
ト８で固着される。そして、該入口電極下端に設けた接
続ポイント３ｂにコイル途中部分１ｂが直線状態でＴＩ
Ｇ（ティグ）スポット溶接ないしは電子ビーム溶接等に
より接続される。
極３はコイル巻枠４の冷却フランジ４ａの切欠部５を設
けた位置に絶縁板６、絶縁体７を介してコイル巻枠４と
電気的絶縁を施した状態で冷却フランジ４ａ上面にボル
ト８で固着される。そして、該入口電極下端に設けた接
続ポイント３ｂにコイル途中部分１ｂが直線状態でＴＩ
Ｇ（ティグ）スポット溶接ないしは電子ビーム溶接等に
より接続される。
【００１３】本発明に使用する入口電極、出口電極、中
間電極はすべて同一電極構造とすることが可能で、電極
の接続ポイントに、脆性のある超電導線材を湾曲するこ
となく略ストレートな状態で、ＴＩＧ溶接ないしは電子
ビーム溶接を行なうので、溶接時の電流値および送り速
度等の適性値が選択されれば作業者の熟練度に左右され
ることなく安定した質の高い接続作業が行なえる。
間電極はすべて同一電極構造とすることが可能で、電極
の接続ポイントに、脆性のある超電導線材を湾曲するこ
となく略ストレートな状態で、ＴＩＧ溶接ないしは電子
ビーム溶接を行なうので、溶接時の電流値および送り速
度等の適性値が選択されれば作業者の熟練度に左右され
ることなく安定した質の高い接続作業が行なえる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、入口電極、出口電極、中間電
極を同一構造にすることができるので製作コストを低減
できる。また、電極の接続ポイントに、脆性のある超電
導線材を湾曲することなく略ストレートな状態で、ＴＩ
Ｇ溶接ないしは電子ビーム溶接を行なうので接続部に余
分な応力がかからないので安定した質の高い接続作業が
短時間に行なえるとともに、コイルの超電導特性に安定
性のある接続を行なうことができる。
極を同一構造にすることができるので製作コストを低減
できる。また、電極の接続ポイントに、脆性のある超電
導線材を湾曲することなく略ストレートな状態で、ＴＩ
Ｇ溶接ないしは電子ビーム溶接を行なうので接続部に余
分な応力がかからないので安定した質の高い接続作業が
短時間に行なえるとともに、コイルの超電導特性に安定
性のある接続を行なうことができる。
【図１】本発明にかかる入口電極と金属系超電導線材の
接続部の概要を示す説明図。
接続部の概要を示す説明図。
【図２】本発明にかかる中間電極と金属系超電導線材の
接続部の概要を示す説明図。
接続部の概要を示す説明図。
【図３】金属系超電導コイル線材の拡大断面図
【図４】従来から公知の入口電極と金属系超電導線材の
接続部の概要を示す説明図。
接続部の概要を示す説明図。
【図５】従来から公知の中間電極と金属系超電導線材の
接続部の概要を示す説明図。
接続部の概要を示す説明図。
１ 金属系超電導コイル線材 ５ フランジ
切欠部 １a コイル巻始め端 ６ 絶縁板 １b コイルの途中部分 ７ 絶縁体 ２ エポキシ系樹脂 ８ ボルト ３ 入口電極（出口電極） ９ ボルト挿
通孔 ３ａ 取付け座 １３ 入口電極 ３ｂ 接続ポイント １５ フランジ
切欠部 ４ コイル巻枠 ４ａ 冷却フランジ ４ｂ 巻胴
切欠部 １a コイル巻始め端 ６ 絶縁板 １b コイルの途中部分 ７ 絶縁体 ２ エポキシ系樹脂 ８ ボルト ３ 入口電極（出口電極） ９ ボルト挿
通孔 ３ａ 取付け座 １３ 入口電極 ３ｂ 接続ポイント １５ フランジ
切欠部 ４ コイル巻枠 ４ａ 冷却フランジ ４ｂ 巻胴
Claims (3)
- 【請求項１】超電導コイル巻枠（４）の冷却フランジ
（４ａ）に絶縁板（６）および絶縁体（７）を介して取
付けられている入口電極、出口電極、中間電極等の電極
（３）に金属系超電導コイル線材（１）を接続する方法
において、前記電極の構造を、冷却フランジ（４ａ）の
上面に取付けられる取付け座（３ａ）と、該取付け座
（３ａ）から冷却フランジ（４ａ）の下面より下方まで
垂下し先端部を折曲して接続ポイント（３ｂ）に形成
し、該接続ポイント（３ｂ）に金属系超電導コイル線材
（１）の端部を略直線状態にして接続することを特徴と
する金属系超電導コイル線材の接続方法。 - 【請求項２】金属系超電導コイル線材（１）は電極
（３）の接続ポイント（３ｂ）にＴＩＧ溶接または電子
ビーム溶接により接続されることを特徴とする請求項１
記載の金属系超電導コイル線材の接続方法。 - 【請求項３】超電導コイル巻枠（４）の冷却フランジ
（４ａ）に絶縁板（６）および絶縁体（７）を介して取
付けられる入口電極、出口電極、中間電極等の電極
（３）の構造を、前記冷却フランジ（４ａ）の上面に取
付けられる取付け座（３ａ）と、該取付け座（３ａ）か
ら冷却フランジ（４ａ）の下面より下方まで垂下し先端
部を折曲して接続ポイント（３ｂ）に形成し、該接続ポ
イント（３ｂ）に金属系超電導コイル線材（１）の端部
が略直線状態で接続されていることを特徴とする金属系
超電導コイル線材の接続構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000024473A JP2001217118A (ja) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | 金属系超電導コイル線材の接続方法および接続構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000024473A JP2001217118A (ja) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | 金属系超電導コイル線材の接続方法および接続構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001217118A true JP2001217118A (ja) | 2001-08-10 |
Family
ID=18550454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000024473A Pending JP2001217118A (ja) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | 金属系超電導コイル線材の接続方法および接続構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001217118A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010278391A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイルおよび超電導コイルの製造方法 |
| JP2015162495A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 株式会社東芝 | 高温超電導コイル |
| CN108140714A (zh) * | 2015-09-09 | 2018-06-08 | 托卡马克能量有限公司 | Hts磁体分区 |
| JP2019009224A (ja) * | 2017-06-22 | 2019-01-17 | 住友重機械工業株式会社 | 超電導コイル |
-
2000
- 2000-02-01 JP JP2000024473A patent/JP2001217118A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010278391A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイルおよび超電導コイルの製造方法 |
| JP2015162495A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 株式会社東芝 | 高温超電導コイル |
| CN108140714A (zh) * | 2015-09-09 | 2018-06-08 | 托卡马克能量有限公司 | Hts磁体分区 |
| CN108140714B (zh) * | 2015-09-09 | 2020-03-31 | 托卡马克能量有限公司 | 用于在磁体的线圈中承载电流的组件、包含该组件的场线圈和区段、及其制造方法 |
| US10930837B2 (en) | 2015-09-09 | 2021-02-23 | Tokamak Energy Ltd | HTS magnet sections |
| US11575078B2 (en) | 2015-09-09 | 2023-02-07 | Tokamak Energy Ltd | HTS magnet sections |
| JP2019009224A (ja) * | 2017-06-22 | 2019-01-17 | 住友重機械工業株式会社 | 超電導コイル |
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