JP2009217993A - 高温超電導電流リードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱影響を与えずに、高温超電導バルク体と電極端子を接合することにより、性能劣化のない信頼性の高い高温超電導電流リードの製造方法を提供する。
【解決手段】 高温超電導電流リードの製造方法において、高温超電導バルク体と電極端子との接合を加熱処理無しで接合する方法を用いて行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高温超電導電流リードの製造方法に関するものである。

従来の高温超電導バルク体を用いた電流リードの製造方法では、高温超電導バルク体と電極端子の接合にハンダ付けを用いており、それ以外の方法は提案されていなかった（下記非特許文献１，２参照）。

図７は従来の高温超電導バルク体を用いた電流リード（その１）を示す図であり、図７（ａ）はその上面図、図７（ｂ）はその側面図、図７（ｃ）はその正面図である。

これらの図において、１０１は高温超電導バルク体、１０２は高温超電導バルク体１０１を被う電極端子としての銅ブロック、１０３は高温超電導バルク体１０１と電極端子としての銅ブロック１０２を接合するハンダ付けを示している。

この場合には、高温超電導バルク体１０１は、電極端子としての銅ブロック１０２に嵌合するように構成されており、高温超電導バルク体１０１の両面がハンダ付け１０３されるようになっている。

図８は従来の高温超電導バルク体を用いた電流リード（その２）を示す図であり、図８（ａ）はその上面図、図８（ｂ）はその側面図、図８（ｃ）はその正面図である。

これらの図において、２０１は高温超電導バルク体、２０２は高温超電導バルク体２０１を被う電極端子としての銅ブロック、２０３は高温超電導バルク体２０１と電極端子としての銅ブロック２０２を接合するハンダ付けを示している。

この場合には、高温超電導バルク体２０１は電極端子としての銅ブロック２０２と片面でのみハンダ付けを行い、熱影響を低減するようにしている。
小方 正文 ほか、「超電導磁石への高温超電導バルク体電流リードの適用」，ＲＴＲＩ ＲＥＰＯＲＴ Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．８，２００６．８，ｐｐ．１１−１６ 戸来 年樹 ほか、「樹脂含浸した高温超電導電流リードの開発」，Ｊ．Ｃｒｙｏ，Ｓｏｃ，Ｊｐｎ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．３，２００４，ｐｐ．８０−８４

しかしながら、従来の高温超電導バルク体を用いた電流リードの製造方法では、製造過程で高温超電導バルク体にハンダ付けの熱影響を与えるので、性能劣化の原因となる可能性があった。

本発明は、上記状況に鑑みて、高温超電導バルク体と電極端子を加熱処理無しで接合することにより、性能劣化のない信頼性の高い高温超電導電流リードの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕高温超電導電流リードの製造方法において、高温超電導バルク体と電極端子との接合方法が、ボルト止めによる圧着方式であることを特徴とする。

〔２〕高温超電導電流リードの製造方法において、高温超電導バルク体と電極端子との接合方法が、導電性接着剤による接着方式であることを特徴とする。

〔３〕高温超電導電流リードの製造方法において、高温超電導バルク体と電極端子との接合方法が、ボルト止めによる圧着方式及び導電性接着剤による接着方式であることを特徴とする。

〔４〕上記〔１〕記載の高温超電導電流リードの製造方法において、前記高温超電導バルク体と電極端子との圧着面にインジウムを挟み込むことを特徴とする。

〔５〕上記〔１〕から〔４〕の何れか一項記載の高温超電導電流リードの製造方法において、ＦＲＰ補強板を共締めすることを特徴とする。

〔６〕上記〔１〕から〔５〕の何れか一項記載の高温超電導電流リードの製造方法において、前記電極端子を除く全体をエポキシ樹脂で含浸し、強固に一体化することを特徴とする。

本発明によれば、高温超電導バルク体と電極端子とを加熱処理無しで接合する方法により行うようにしたので、熱影響のない接合方法により、性能劣化のない信頼性の高い高温超電導電流リードを製造することができる。

本発明の高温超電導電流リードの製造方法は、高温超電導バルク体と電極端子とを加熱処理無しで接合する方法を用いて行うようにしたものである。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その１）を示す図であり、図１（ａ）はその上面図、図１（ｂ）はその側面図、図１（ｃ）はその正面図である。

これらの図において、１は高温超電導バルク体、２は高温超電導バルク体１を被う電極端子としての銅ブロック、３は高温超電導バルク体１と電極端子としての銅ブロック２を接合するボルト、４はそのボルトを止めるナットである。

この実施例では、高温超電導バルク体１はボルト３とナット４によるボルト止めによる圧着方式によって電極端子としての銅ブロック２に接合される。つまり、加熱処理無しで接合される。

図２は本発明の第２実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その２）を示す図であり、図２（ａ）はその上面図、図２（ｂ）はその側面図、図２（ｃ）はその正面図である。

これらの図において、１１は高温超電導バルク体、１２は高温超電導バルク体１１を被う電極端子としての銅ブロック、１３は高温超電導バルク体１１と電極端子としての銅ブロック１２を接合する導電性接着剤である。

この実施例では、高温超電導バルク体１１は導電性接着剤１３による接着方式によって電極端子としての銅ブロック１２に接合される。つまり、高温超電導バルク体１１と電極端子としての銅ブロック１２の接合面に導電性接着剤１３を塗布し両者を接着する。つまり、加熱処理無しで接合される。

上記した導電性接着剤には銀ペーストを用いることが考えられる。市販品にはドータイト（藤倉化成株式会社製）、ドーデント（ニホンハンダ株式会社）等がある。

図３は本発明の第３実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その３）を示す図であり、図３（ａ）はその上面図、図３（ｂ）はその側面図、図３（ｃ）はその正面図である。

これらの図において、２１は高温超電導バルク体、２２は高温超電導バルク体２１を被う電極端子としての銅ブロック、２３は高温超電導バルク体２１と電極端子としての銅ブロック２２を接合するボルト、２４はそのボルトを止めるナット、２５は高温超電導バルク体２１と電極端子としての銅ブロック２２を接合する導電性接着剤である。

この実施例では、高温超電導バルク体２１はボルト２３とナット２４によるボルト止めによる圧着方式とさらに導電性接着剤２５による接着方式によって電極端子としての銅ブロック２２に接合される。つまり、加熱処理無しで接合される。

図４は本発明の第４実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その４）を示す図であり、図４（ａ）はその上面図、図４（ｂ）はその側面図、図４（ｃ）はその正面図である。

これらの図において、３１は高温超電導バルク体、３２は高温超電導バルク体３１を被う電極端子としての銅ブロック、３３は高温超電導バルク体３１と電極端子としての銅ブロック３２を接合するボルト、３４はそのボルトを止めるナット、３５は高温超電導バルク体３１と電極端子としての銅ブロック３２の圧着面に挟み込むインジウムである。

この実施例では、高温超電導バルク体３１はボルト３３とナット３４によるボルト止めによる圧着方式によってインジウム３５を圧着面に介して電極端子としての銅ブロック３２に接合される。つまり、加熱処理無しで接合される。

図５は本発明の第５実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その５）を示す図であり、図５（ａ）はその上面図、図５（ｂ）はその側面図、図４（ｃ）はその正面図である。なお、図５（ａ）においてはＦＲＰ補強板４３は省略して示している。

これらの図において、４１は高温超電導バルク体、４２は高温超電導バルク体４１を被う電極端子としての銅ブロック、４３はＦＲＰ補強板、４４は高温超電導バルク体４１と電極端子としての銅ブロック４２を接合するボルト、４５はそのボルトを止めるナット、４６は高温超電導バルク体４１と電極端子としての銅ブロック４２を接合する導電性接着剤である。

この実施例では、高温超電導バルク体４１はＦＲＰ補強板４３を挟んでボルト４４とナット４５によるボルト止めによる圧着方式とさらに導電性接着剤４６による接着方式によって電極端子としての銅ブロック４２に接合される。つまり、加熱処理無しで接合される。

また、この実施例では、ＦＲＰ補強板４３を共締めすることにより高温超電導バルク体４１を機械的に補強することができ、信頼性の高い高温超電導バルク体を用いた電流リードを提供することができる。

図６は本発明の第６実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その６）を示す図であり、図６（ａ）はその上面図、図６（ｂ）はその側面図、図６（ｃ）はその正面図である。なお、図６（ａ）においてはＦＲＰ補強板５３，５４は省略して示している。

これらの図において、５１は高温超電導バルク体、５２は高温超電導バルク体５１を被う電極端子としての銅ブロック、５３，５４は上下に配置される一対のＦＲＰ補強板、５５は高温超電導バルク体５１と電極端子としての銅ブロック５２を接合するボルト、５６はそのボルトを止めるナット、５７は高温超電導バルク体５１と電極端子としての銅ブロック５２の圧着面に挟み込むインジウムである。

この実施例では、高温超電導バルク体５１は上下に配置される一対のＦＲＰ補強板５３，５４を挟んでボルト５５とナット５６によるボルト止めによる圧着方式によってインジウム５７を圧着面に介して電極端子としての銅ブロック５２に接合される。つまり、加熱処理無しで接合される。

さらに、この実施例では、上下に配置された一対のＦＲＰ補強板５３，５４を共締めすることにより高温超電導バルク体５１を機械的に確実に補強することができ、より信頼性の高い高温超電導バルク体を用いた電流リードを提供することができる。

本実施例により製造した高温超電導電流リードの性能を調べるため、液体窒素に浸漬冷却し外部磁場を与えない条件で通電試験を実施した結果、通電電流値が１０００Ａ以上、抵抗値が１．５μΩであり、性能劣化のない高温超電導電流リードを製造できることを確認した。

さらに、上記した第１〜第６実施例において、高温超電導バルク体を用いた電流リードでは、電極端子を除く全体をエポキシ樹脂で含浸し、強固に一体化することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の高温超電導電流リードの製造方法は、熱影響による性能劣化のない信頼性の高い高温超電導電流リードとして利用可能である。

本発明の第１実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その１）を示す図である。 本発明の第２実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その２）を示す図である。 本発明の第３実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その３）を示す図である。 本発明の第４実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その４）を示す図である。 本発明の第５実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その５）を示す図である。 本発明の第６実施例を示す高温超電導バルク体を用いた電流リード（その６）を示す図である。 従来の高温超電導バルク体を用いた電流リード（その１）を示す図である。 従来の高温超電導バルク体を用いた電流リード（その２）を示す図である。

符号の説明

１，１１，２１，３１，４１，５１ 高温超電導バルク体
２，１２，２２，３２，４２，５２ 電極端子としての銅ブロック
３，２３，３３，４４，５５ ボルト
４，２４，３４，４５，５６ ナット
１３，２５，４６ 導電性接着剤
３５，５７ インジウム
４３，５３，５４ ＦＲＰ補強板

Claims (6)

1. 高温超電導バルク体と電極端子との接合方法が、ボルト止めによる圧着方式であることを特徴とする高温超電導電流リードの製造方法。
2. 高温超電導バルク体と電極端子との接合方法が、導電性接着剤による接着方式であることを特徴とする高温超電導電流リードの製造方法。
3. 高温超電導バルク体と電極端子との接合方法が、ボルト止めによる圧着方式及び導電性接着剤による接着方式であることを特徴とする高温超電導電流リードの製造方法。
4. 請求項１記載の高温超電導電流リードの製造方法において、前記高温超電導バルク体と電極端子との圧着面にインジウムを挟み込むことを特徴とする高温超電導電流リードの製造方法。
5. 請求項１から４の何れか一項記載の高温超電導電流リードの製造方法において、ＦＲＰ補強板を共締めすることを特徴とする高温超電導電流リードの製造方法。
6. 請求項１から５の何れか一項記載の高温超電導電流リードの製造方法において、前記電極端子を除く全体をエポキシ樹脂で含浸し、強固に一体化することを特徴とする高温超電導電流リードの製造方法。

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