JP2020161282A

JP2020161282A - 超電導線の接続構造および超電導線の接続方法

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Publication number: JP2020161282A
Application number: JP2019058171A
Authority: JP
Inventors: 柏原　慶一朗; Keiichiro Kashiwabara; 慶一朗柏原; 駿典加藤; Toshinori Kato; 貴之竹下; Takayuki Takeshita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2039-03-26
Also published as: JP7278825B2

Abstract

【課題】超電導線の接続構造において、寄生抵抗を低減して、電気的特性を向上させる。【解決手段】複数の第２フィラメント１２０の各々は、複数の第１フィラメント１１０の各々の線径より細い。複数の第２フィラメント１２０は、複数の第１フィラメント１１０の数より多い。貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第１フィラメント１１０が位置している少なくとも１つの第１領域Ｒ１が形成されている。貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、スリーブ１３０と少なくとも１つの第１領域Ｒ１との間に、複数の第２フィラメント１２０が介在している。【選択図】図３

Description

本発明は、超電導線の接続構造および超電導線の接続方法に関する。

超電導線の接続方法を開示した先行文献として、特許第２９０２２３９号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載の超電導線の接続方法は、前処理工程と、中間処理工程と、接続工程とを備えている。超電導線は、合金系超電導材料からなる多数本のフィラメントが安定化材中に埋設されてなる。前処理工程では、超電導線の接続部において、安定化材を除去する。中間処理工程では、安定化材が除去された複数の超電導線の露出したフィラメントを成形する。中間処理工程は、整線化工程と、添線付加工程と、撚線化工程とを有する。整線化工程では、複数の超電導線の露出したフィラメントを解す。添線付加工程では、整線化されたフィラメントに、整線化された超電導材からなる添線を、前記フィラメントの長さ方向にわたって付加する。撚線化工程では、添線が付加されたフィラメントをツイストする。接続工程では、複数の超電導線のフィラメントを一括してスリーブ内に挿入し、ダイスによりスリーブとともにフィラメントを押圧して接続する。

特許第２９０２２３９号公報

従来の超電導線の接続構造においては、接続される複数の超電導線の各々に含まれるフィラメントの数および太さの各々が互いに異なると、スリーブ内で一方のフィラメントが偏在する。このため、スリーブ内における一方のフィラメントの偏在を抑制することで、複数の超電導線の各々に含まれるフィラメント同士の接触面積を大きくできる余地がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、フィラメント同士の接触面積を大きくすることにより、接触抵抗を低減して電気的特性を向上できる、超電導線の接続構造を提供することを目的とする。

本発明に基づく超電導線の接続構造は、フィラメントおよび被覆部を含む超電導線同士のフィラメントを互いに接続する。フィラメントは、金属系超電導材料から構成されている。被覆部は、フィラメントを覆い、安定化材で構成されている。超電導線の接続構造は、フィラメントとして、複数の第１フィラメントおよび複数の第２フィラメントと、スリーブとを備えている。複数の第２フィラメントの各々は、複数の第１フィラメントの各々の線径より細い。複数の第２フィラメントは、複数の第１フィラメントの数より多い。スリーブは、貫通孔を有する。貫通孔には、複数の第１フィラメントと複数の第２フィラメントとが挿通される。貫通孔内を貫通方向から見たときに、複数の第１フィラメントが位置している少なくとも１つの第１領域が形成されている。貫通孔内を貫通方向から見たときに、スリーブと少なくとも１つの第１領域との間に、複数の第２フィラメントが介在している。

本発明によれば、スリーブ内において一方のフィラメントが偏在することを抑制できるため、複数の超電導線の各々に含まれるフィラメント同士の接触面積を大きくできる。これにより、超電導線の接続構造において、接触抵抗を低減して、電気的特性を向上できる。

本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造を備える、超電導マグネットの回路構成の一例を示す回路図である。本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造の構成を示す図である。図２の超電導線の接続構造をＩＩＩ−ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法によって接続される前の超電導線を示す図である。本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の巻付工程において、複数の第２フィラメントを２組に分割した状態を示す図である。本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の巻付工程において、２組に分割した複数の第２フィラメントを、複数の第１フィラメントに巻き付けた状態を示す図である。本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の挿入工程において、スリーブの貫通孔に挿入する直前の複数の第１フィラメントの状態を示す図である。本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の挿入工程において、スリーブの貫通孔に挿入した後の複数の第１フィラメントの状態を示す図である。図８に示した状態の複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブを、ＩＸ−ＩＸ線矢印方向から見た断面図である。本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の圧接工程において、ダイスの間にスリーブが挿入された状態を示す図である。図１０に示した状態の複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメント、スリーブおよびダイスを、ＸＩ−ＸＩ線矢印方向から見た断面図である。本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の圧接工程において、ダイスによってスリーブを外側から押圧した状態を示す図である。比較例に係る超電導線の接続構造を示す断面図である。本発明の実施の形態１の第１変形例に係る超電導線の接続構造の外観を示す図である。本発明の実施の形態１の第１変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態１の第２変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第１挿入工程において、複数の第２フィラメントの一部を第１筒状治具に挿入する前の状態を示す図である。本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第１挿入工程において、複数の第２フィラメントの一部を第１筒状治具に挿入した後の状態と、準備された複数の第１フィラメントとを示した図である。本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第１巻付工程において、複数の第１筒状治具に複数の第１フィラメントを巻き付けた状態と、準備された第２筒状治具とを示す図である。本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第２挿入工程において、第１筒状治具を第２筒状治具に挿入した状態と、準備された複数の第２フィラメントの他の一部とを示す図である。本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第２巻付工程において、第２筒状治具に複数の第２フィラメントの他の一部を巻き付けた状態を示す図である。本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第３挿入工程において、スリーブの貫通孔に第２筒状治具を挿入した状態を示す図である。本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の除去工程において、第１筒状治具と第２筒状治具とを除去した状態を示す図である。本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の圧接工程において、ダイスの間にスリーブを挿入した状態を示す図である。本発明の実施の形態２の第１変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態２の第２変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続構造の構成を示す図である。本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続方法の押し込み工程において、スリーブの貫通孔に位置する押し込み治具の内側と外側の各々に、フィラメントを押し込んでいる際の状態を示す図である。図２９に示した状態のスリーブおよび押し込み治具をＸＸＸ−ＸＸＸ線矢印方向から見た図である。本発明の実施の形態４に係る超電導線の接続構造の構成を示す図である。本発明の実施の形態５に係る超電導線の接続構造の構成を示す図である。本発明の実施の形態５の第１変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態５の第２変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。

以下、本発明の各実施の形態に係る超電導線の接続構造について図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造を備える、超電導マグネットの回路構成の一例を示す回路図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造１００は、超電導マグネット１０に適用可能である。

超電導マグネット１０は、複数のコイル１１を有している。複数のコイル１１の各々は、超電導線１０１で構成されている。超電導マグネット１０は、超電導永久電流スイッチ１３および励磁用電源端子１４を有している。超電導永久電流スイッチ１３および励磁用電源端子１４の各々は、超電導線１０１に接続されている。

超電導マグネット１０においては、複数の超電導線１０１の各々が、超電導線の接続構造１００により互いに接続されている。

図２は、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造の構成を示す図である。図３は、図２の超電導線の接続構造をＩＩＩ−ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。

図２に示すように、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造１００において、超電導線１０１は、フィラメント１０２および被覆部１０３を含む。超電導線の接続構造１００においては、超電導線１０１同士のフィラメント１０２が、互いに接続されている。

フィラメント１０２は、金属系超電導材料から構成されている。フィラメント１０２は、たとえば、合金系超電導材料から構成されており、具体的には、ニオブチタン合金から構成されている。

被覆部１０３は、フィラメント１０２を覆い、安定化材で構成されている。安定化材は、たとえば銅またはアルミニウムである。

図２に示すように、超電導線の接続構造１００は、フィラメント１０２として、複数の第１フィラメント１１０および複数の第２フィラメント１２０と、スリーブ１３０とを備えている。

図３に示すように、複数の第２フィラメント１２０の各々は、複数の第１フィラメント１１０の各々の線径より細い。複数の第１フィラメント１１０の各々の線径は、超電導線１０１の仕様により異なるため特に限定されないが、たとえば、１０μｍ超１５０μｍ以下である。複数の第２フィラメント１２０の各々の線径は、超電導線１０１の仕様により異なるため特に限定されないが、たとえば、１０μｍ以上１５０μｍ未満である。

複数の第２フィラメント１２０は、複数の第１フィラメント１１０の数より多い。複数の第１フィラメント１１０の数および複数の第２フィラメント１２０の数の各々は、超電導線１０１の仕様により異なるため、特に限定されない。

図３に示すように、スリーブ１３０は、貫通孔１３１を有する。スリーブ１３０は、たとえば、銅で構成されている。

貫通孔１３１には、複数の第１フィラメント１１０と複数の第２フィラメント１２０とが挿通される。貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第１フィラメント１１０が位置している少なくとも１つの第１領域Ｒ１が形成されている。

貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、スリーブ１３０と少なくとも１つの第１領域Ｒ１との間に、複数の第２フィラメント１２０が介在している。

本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造１００においては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、少なくとも１つの第１領域Ｒ１が、貫通孔１３１の中央に位置している。本実施の形態においては、少なくとも１つの第１領域Ｒ１として、１つの第１領域Ｒ１が位置している。

以下、本発明の実施の形態１に係る超電導線１０１の接続方法について説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法によって接続される前の超電導線を示す図である。本発明の実施の形態１に係る超電導線１０１の接続方法においては、超電導線１０１同士のフィラメント１０２を互いに接続する。

超電導線１０１の接続方法は、準備工程と、巻付工程と、挿入工程と、圧接工程とを備えている。

図４に示すように、準備工程では、フィラメント１０２として、複数の第１フィラメント１１０と、複数の第２フィラメント１２０とを準備する。複数の第１フィラメント１１０および複数の第２フィラメント１２０の各々の全体が安定化材に覆われている場合には、銅などの安定化材の一部を硝酸で溶解することにより、フィラメント１０２を露出させる。

図５は、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の巻付工程において、複数の第２フィラメントを２組に分割した状態を示す図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の巻付工程において、２組に分割した複数の第２フィラメントを、複数の第１フィラメントに巻き付けた状態を示す図である。

図５および図６に示すように、巻付工程では、まず、複数の第２フィラメント１２０を２組に分割する。２組に分割された複数の第２フィラメント１２０は、一方の束と、他方の束とから構成される。そして、巻付工程では、複数の第１フィラメント１１０を直線状の中心軸として、複数の第１フィラメント１１０に複数の第２フィラメント１２０を複数の第１フィラメント１１０の軸方向に沿って巻き付ける。このとき、複数の第２フィラメント１２０の一方の束と他方の束とが互いに撚り合うように、複数の第２フィラメント１２０を巻き付ける。

図７は、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の挿入工程において、スリーブの貫通孔に挿入する直前の複数の第１フィラメントの状態を示す図である。図８は、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の挿入工程において、スリーブの貫通孔に挿入した後の複数の第１フィラメントの状態を示す図である。図９は、図８に示した状態の複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブを、ＩＸ−ＩＸ線矢印方向から見た断面図である。なお、図７および図８においては、スリーブ１３０を断面図で示している。

図７から図９に示すように、挿入工程では、複数の第２フィラメント１２０が巻き付けられた複数の第１フィラメント１１０をスリーブ１３０の貫通孔１３１に挿入する。

図１０は、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の圧接工程において、ダイスの間にスリーブが挿入された状態を示す図である。図１１は、図１０に示した状態の複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメント、スリーブおよびダイスを、ＸＩ−ＸＩ線矢印方向から見た断面図である。図１２は、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続方法の圧接工程において、ダイスによってスリーブを外側から押圧した状態を示す図である。なお、図１０および図１２においては、スリーブ１３０を断面図で示している。

図１０から図１２に示すように、圧接工程では、複数の第２フィラメント１２０が巻き付けられた複数の第１フィラメント１１０が挿入されているスリーブ１３０を、一対のお圧部で構成されるダイス２０の間に配置し、ダイス２０で外側から押圧することにより、複数の第１フィラメント１１０および複数の第２フィラメント１２０を互いに圧接する。複数の第１フィラメント１１０および複数の第２フィラメント１２０を互いに圧接することにより、複数の第１フィラメントおよび複数の第２フィラメント１２０の各々を、互いに電気的に接続する。

図１０および図１１に示すように、ダイス２０を構成する一対の圧接部の各々は、スリーブ１３０側に向かって凹状に湾曲しつつ、貫通孔１３１の貫通方向に沿って延在する凹条部２１を有する。図１１に示すように、ダイス２０においては、凹条部２１の肩部が切り欠かれた切欠部２２が形成されている。

上記の圧接工程においては、スリーブ１３０を、ダイス２０を構成する一対の圧接部の各々の凹条部２１で押圧することで、凹条部２１の外形に対応するような形状に塑性変形させる。スリーブ１３０は、上記の押圧により、ダイス２０を構成する一対の圧接部が並んでいる方向、すなわち、押圧方向において収縮するとともに、上記押圧方向に対して垂直な方向に延びるように塑性変形する。これにより、スリーブ１３０は、押圧方向に対して垂直な方向における端部において、切欠部２２に対応するような形状に塑性変形する。このようにして、図３に示した両端部１３２が形成される。上記の工程により、図２および図３に示す超電導線の接続構造１００が製造される。

ここで、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造１００との比較のため、比較例に係る超電導線の接続構造について説明する。図１３は、比較例に係る超電導線の接続構造を示す断面図である。なお、図１３においては、スリーブ１３０の外側から押圧される直前の状態を示しているが、比較例においては、スリーブ１３０の貫通孔１３１の内部での複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブ１３０の相対的な位置関係は、図１３に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

比較例に係る超電導線の接続構造９００を製造するための、超電導線１０１を接続する方法においては、複数の第２フィラメント９２０を直線状に維持することなく、複数の第１フィラメント９１０と複数の第２フィラメント９２０とを互いに撚り合わせた後に、これらをスリーブ１３０に挿入する。この点が、本発明の実施の形態１に係る超電導線１０１の接続方法と異なっている。

図１３に示すように、上記の方法により製造された比較例に係る超電導線の接続構造９００においては、スリーブ１３０内を貫通孔１３１の貫通方向から見たときに、複数の第１フィラメント９１０がスリーブ１３０の内壁近傍に偏在している。すなわち、複数の第１フィラメント９１０が位置する第１領域Ｒ１と、スリーブ１３０との間には、複数の第２フィラメント９２０が介在していない部分が存在する。このように、複数の第１フィラメント９１０のうちスリーブ１３０と接している部分は、複数の第２フィラメント９２０と互いに接触していない。

一方、図３に示すように、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造１００においては、第１領域Ｒ１とスリーブ１３０との間に複数の第２フィラメント１２０が介在しているため、比較例に係る超電導線の接続構造９００と比較して、複数の第１フィラメント１１０と複数の第２フィラメント１２０との接触面積を、増やすことができる。

上記のように、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造１００においては、複数の第２フィラメント１２０の各々は、複数の第１フィラメント１１０の各々の線径より細い。複数の第２フィラメント１２０は、複数の第１フィラメント１１０の数より多い。スリーブ１３０は、貫通孔１３１を有する。貫通孔１３１には、複数の第１フィラメント１１０と複数の第２フィラメント１２０とが挿通される。貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第１フィラメント１１０が位置している少なくとも１つの第１領域Ｒ１が形成されている。貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、スリーブ１３０と少なくとも１つの第１領域Ｒ１との間に、複数の第２フィラメント１２０が介在している。

これにより、スリーブ１３０内において一方のフィラメント１０２すなわち複数の第１フィラメント１１０の偏在を抑制することで、複数の第１フィラメント１１０と複数の第２フィラメント１２０との接触面積を大きくできる。これにより、超電導線の接続構造１００において、フィラメント同士の接触抵抗を低減して電気的特性を向上できる。

本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造１００においては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、少なくとも１つの第１領域Ｒ１が、貫通孔１３１の中央に位置している。

これにより、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、貫通孔１３１の中心を中心点とする周方向にかけて、超電導線の接続構造１００の電気的特性のばらつきを低減することができる。

本発明の実施の形態１に係る超電導線１０１の接続方法は、準備工程と、巻付工程と、挿入工程と、圧接工程とを備えている。準備工程では、フィラメント１０２として、複数の第１フィラメント１１０と、複数の第２フィラメント１２０とを準備する。巻付工程では、複数の第１フィラメント１１０を中心軸として、複数の第１フィラメント１１０に複数の第２フィラメント１２０を複数の第１フィラメント１１０の軸方向に沿って巻き付ける。挿入工程では、複数の第２フィラメント１２０が巻き付けられた複数の第１フィラメント１１０をスリーブ１３０の貫通孔１３１に挿入する。圧接工程では、複数の第２フィラメント１２０が巻き付けられた複数の第１フィラメント１１０が挿入されているスリーブ１３０を、外側から押圧することにより、複数の第１フィラメント１１０および複数の第２フィラメント１２０を互いに圧接する。

これにより、複数の第１フィラメント１１０が位置する第１領域Ｒ１を貫通孔１３１の中央に位置させつつ、スリーブ１３０内における複数の第１フィラメント１１０の偏在を抑制して、複数の第１フィラメント１１０と複数の第２フィラメント１２０との接触面積を大きくできる。これにより、接触抵抗を低減して電気的特性が向上するように、超電導線を接続できる。

なお、本発明の実施の形態１に係る超電導線の接続構造１００においては、超電導線１０１が３本以上であってもよい。図１４は、本発明の実施の形態１の第１変形例に係る超電導線の接続構造の外観を示す図である。図１５は、本発明の実施の形態１の第１変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。図１５においては、スリーブ１３０の外側から押圧される直前の状態を示しているが、本実施の形態におけるスリーブ１３０の貫通孔１３１の内部での複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブの相対的な位置関係は、図１５に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

図１４および図１５に示すように、本発明の実施の形態１の第１変形例に係る超電導線の接続構造１００ａにおいては、複数の第２フィラメント１２０の一部１２０Ｘは、一の超電導線１０１Ｘに含まれている。複数の第２フィラメント１２０の他の一部１２０Ｙは、一の超電導線１０１Ｘとは異なる他の超電導線１０１Ｙに含まれている。

本変形例においては、上記の構成により、複数の第２フィラメント１２０が含まれる超電導線１０１が複数ある場合においても、複数の第１フィラメント１１０の偏在を抑制して、複数の第１フィラメント１１０と複数の第２フィラメント１２０との接触面積を大きくできる。これにより、超電導線の接続構造１００において、フィラメント同士の接触抵抗を低減して、電気的特性を向上できる。

本変形例においては、貫通孔１３１を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント１２０の一部１２０Ｘおよび他の一部１２０Ｙの各々が、第１領域Ｒ１より面積が大きい領域を形成することなく、互いに混ざり合うように位置している。

なお、本変形例において、一の超電導線１０１Ｘに含まれる複数の第２フィラメント１２０の一部１２０Ｘの各々の線径と、他の超電導線１０１Ｙに含まれる複数の第２フィラメント１２０の他の一部１２０Ｙの各々の線径とは、互いに略同一であるが、互いに異なっていてもよい。また、一の超電導線１０１Ｘに含まれる複数の第２フィラメント１２０の一部１２０Ｘの数と、他の超電導線１０１Ｙに含まれる複数の第２フィラメント１２０の他の一部１２０Ｙの数とは互いに略同一であるが、互いに異なっていてもよい。

また、本変形例に係る超電導線１０１の接続構造は、図４に示した本発明の実施の形態１に係る超電導線１０１の接続方法の準備工程において、複数の第２フィラメント１２０の一部１２０Ｘおよび他の一部１２０Ｙが混ざり合った状態の複数の第２フィラメント１２０を準備することにより、製造することができる。

さらに、本発明の実施の形態１においては、複数の第２フィラメントの一部１２０Ｘと、複数の第２フィラメントの他の一部１２０Ｙとが、互いに異なる領域に位置していてもよい。図１６は、本発明の実施の形態１の第２変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。なお、図１６においては、スリーブ１３０の外側から押圧される直前の状態を示しているが、本実施の形態におけるスリーブ１３０の貫通孔１３１の内部での複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブ１３０の相対的な位置関係は、図１６に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

図１６に示すように、本発明の実施の形態１の第２変形例に係る超電導線の接続構造１００ｂにおいては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント１２０の一部１２０Ｘが位置している第２領域Ｒ２と、複数の第２フィラメント１２０の他の一部１２０Ｙが位置している第３領域Ｒ３とが形成されている。貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、少なくとも１つの第１領域Ｒ１は、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との間に挟まれるように位置している。

本変形例においては、上記の構成により、複数の第２フィラメント１２０の一部１２０Ｘおよび他の一部１２０Ｙの一方が第１領域Ｒ１の近傍で偏在することを抑制できるため、複数の第２フィラメント１２０の一部１２０Ｘおよび他の一部１２０Ｙの各々において、複数の第１フィラメント１１０との接触抵抗を低減して、超電導線の接続構造１００ｂにおける電気的特性を向上させることができる。

なお、本変形例に係る超電導線１０１の接続構造は、図５および図６に示した本発明の実施の形態１に係る超電導線１０１の接続方法の巻付工程において、複数の第２フィラメント１２０を巻き付ける直前の一方の束を複数の第２フィラメント１２０の一部１２０Ｘとし、他方の束を複数の第２フィラメント１２０の他の一部１２０Ｙとすることにより、製造することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続構造は、第１領域Ｒ１の外形が異なる点が主に、本発明の実施の形態１の第２変形例に係る超電導線の接続構造１００ｂと異なる。よって、本発明の実施の形態１の第２変形例に係る超電導線の接続構造１００ｂと同様である構成については説明を繰り返さない。

図１７は、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。なお、図１７においては、スリーブ１３０の外側から押圧される直前の状態を示しているが、本実施の形態におけるスリーブ１３０の貫通孔１３１の内部での複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブ１３０の相対的な位置関係は、図１７に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

図１７に示すように、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続構造２００においては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、少なくとも１つの第１領域Ｒ１が環状に形成されている。本実施の形態においては、少なくとも１つの第１領域Ｒ１が、貫通孔１３１の中心を中心点とする円環状に形成されている。

貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント２２０は、少なくとも１つの第１領域Ｒ１の内側および外側の各々に位置している。

本実施の形態においては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘが、少なくとも１つの第１領域Ｒ１の内側に位置している。貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント２２０の他の一部２２０Ｙは、少なくとも１つの第１領域Ｒ１の外側に位置している。

以下、本発明の実施の形態２に係る超電導線１０１の接続方法について説明する。本発明の実施の形態２に係る超電導線１０１の接続方法は、準備工程と、第１挿入工程と、第１巻付工程と、２挿入工程と、第２巻付工程と、第３挿入工程と、除去工程と、圧接工程とを備えている。

準備工程では、複数の第１フィラメント２１０と、複数の第２フィラメント２２０とを準備する。複数の第１フィラメント１１０および複数の第２フィラメント１２０の各々の全体が安定化材に覆われている場合には、銅などの安定化材の一部を硝酸で溶解することにより、フィラメント１０２を露出させる。

図１８は、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第１挿入工程において、複数の第２フィラメントの一部を第１筒状治具に挿入する前の状態を示す図である。図１９は、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第１挿入工程において、複数の第２フィラメントの一部を第１筒状治具に挿入した後の状態と、準備された複数の第１フィラメントとを示した図である。

図１８および図１９に示すように、第１挿入工程では、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘを、第１筒状治具３０に挿入する。

図２０は、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第１巻付工程において、複数の第１筒状治具に複数の第１フィラメントを巻き付けた状態と、準備された第２筒状治具とを示す図である。図２０に示すように、第１巻付工程では、第１筒状治具３０を中心軸として、第１筒状治具３０に複数の第１フィラメント２１０を第１筒状治具３０の軸方向に沿って巻き付ける。すなわち、複数の第１フィラメント２１０を、第１筒状治具３０を取り囲むように撚る。

図２１は、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第２挿入工程において、第１筒状治具を第２筒状治具に挿入した状態と、準備された複数の第２フィラメントの他の一部とを示す図である。図２１に示すように、第２挿入工程では、複数の第１フィラメント２１０が巻き付けられた状態の第１筒状治具３０を、第２筒状治具４０に挿入する。

図２２は、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第２巻付工程において、第２筒状治具に複数の第２フィラメントの他の一部を巻き付けた状態を示す図である。図２２に示すように、第２巻付工程では、第２筒状治具４０を中心軸として、第２筒状治具４０に複数の第２フィラメント２２０の他の一部２２０Ｙを第２筒状治具４０の軸方向に沿って巻き付ける。

図２３は、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の第３挿入工程において、スリーブの貫通孔に第２筒状治具を挿入した状態を示す図である。図２３に示すように、第３挿入工程では、複数の第２フィラメント２２０の他の一部２２０Ｙが巻き付けられた状態の第２筒状治具４０を、スリーブ１３０の貫通孔１３１に挿入する。

図２４は、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の除去工程において、第１筒状治具と第２筒状治具とを除去した状態を示す図である。図２４に示すように、除去工程では、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘと複数の第１フィラメント２１０との間から第１筒状治具３０を取り除き、複数の第１フィラメント２１０と複数の第２フィラメント２２０の他の一部２２０Ｙとの間から第２筒状治具４０を取り除く。なお、第１筒状治具３０および第２筒状治具４０の各々が取り除かれた後の、複数の第１フィラメント２１０、複数の第２フィラメント２２０およびスリーブ１３０の各々の状態を、図１７に示している。

図２５は、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続方法の圧接工程において、ダイスの間にスリーブを挿入した状態を示す図である。図２５に示すように、圧接工程では、複数の第１フィラメント２１０と複数の第２フィラメント２２０とが挿入されたスリーブ１３０を、外側から押圧することにより、複数の第１フィラメント２１０および複数の第２フィラメント２２０を互いに圧接する。上記の工程により、超電導線の接続構造２００が製造される。

上記のように、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続構造２００においては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、少なくとも１つの第１領域Ｒ１は環状に形成されている。貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント２２０は、少なくとも１つの第１領域Ｒ１の内側および外側の各々に位置している。

これにより、第１領域Ｒ１の外側だけでなく内側においても、複数の第１フィラメント２１０と複数の第２フィラメント２２０とを互いに接触させることができる。また、上記貫通方向から見たときに、ダイス２０を構成する一対の押圧部の各々が貫通孔１３１の中心を中心軸として周方向にずれた状態において、ダイス２０によりスリーブ１３０の外側からスリーブ１３０を押圧しても、ダイス２０がずれていない状態で押圧したときと同様の超電導線の接続構造２００を製造することができる。

本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続構造２００においては、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘは、一の超電導線１０１Ｘに含まれている。複数の第２フィラメント２２０の他の一部２２０Ｙは、一の超電導線１０１Ｘとは異なる他の超電導線１０１Ｙに含まれている。

これにより、複数の第２フィラメント２２０が含まれる超電導線１０１が複数ある場合においても、複数の第１フィラメント２１０の偏在を抑制して、複数の第１フィラメント２１０と複数の第２フィラメント２２０との接触面積を大きくできる。これにより、超電導線の接続構造２００において、フィラメント同士の接触抵抗を低減して、電気的特性を向上できる。

本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続構造２００においては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘが、少なくとも１つの第１領域Ｒ１の内側に位置している。貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント２２０の他の一部２２０Ｙは、少なくとも１つの第１領域Ｒ１の外側に位置している。

これにより、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘおよび他の一部２２０Ｙの一方が第１領域Ｒ１の近傍で偏在することを抑制できるため、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘおよび他の一部２２０Ｙの各々において、複数の第１フィラメント２１０との接触抵抗を低減して、超電導線の接続構造２００における電気的特性を向上させることができる。

本発明の実施の形態２に係る超電導線１０１の接続方法は、準備工程と、第１挿入工程と、第１巻付工程と、２挿入工程と、第２巻付工程と、第３挿入工程と、除去工程と、圧接工程とを備えている。準備工程では、複数の第１フィラメント２１０と、複数の第２フィラメント２２０とを準備する。第１挿入工程では、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘを、第１筒状治具３０に挿入する。第１巻付工程では、第１筒状治具３０を中心軸として、第１筒状治具３０に複数の第１フィラメント２１０を第１筒状治具３０の軸方向に沿って巻き付ける。第２挿入工程では、複数の第１フィラメント２１０が巻き付けられた状態の第１筒状治具３０を、第２筒状治具４０に挿入する。第２巻付工程では、第２筒状治具４０を中心軸として、第２筒状治具４０に複数の第２フィラメント２２０の他の一部２２０Ｙを第２筒状治具４０の軸方向に沿って巻き付ける。第３挿入工程では、複数の第２フィラメント２２０の他の一部２２０Ｙが巻き付けられた状態の第２筒状治具４０を、スリーブ１３０の貫通孔１３１に挿入する。除去工程では、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘと複数の第１フィラメント２１０との間から第１筒状治具３０を取り除き、複数の第１フィラメント２１０と複数の第２フィラメント２２０の他の一部２２０Ｙとの間から第２筒状治具４０を取り除く。圧接工程では、複数の第１フィラメント２１０と複数の第２フィラメント２２０とが挿入されたスリーブ１３０を、外側から押圧することにより、複数の第１フィラメント２１０および複数の第２フィラメント２２０を互いに圧接する。

これにより、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第１フィラメント２１０が位置する第１領域Ｒ１が環状となるように形成しつつ、スリーブ１３０内における複数の第１フィラメント２１０の偏在を抑制して、複数の第１フィラメント２１０と複数の第２フィラメント２２０との接触面積を大きくできる。これにより、接触抵抗を低減して電気的特性が向上するように、超電導線１０１を接続できる。

なお、本発明の実施の形態２に係る超電導線の接続構造２００においては、超電導線が２本であってもよい。図２６は、本発明の実施の形態２の第１変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。なお、図２６においては、スリーブ１３０の外側から押圧される直前の状態を示しているが、本実施の形態におけるスリーブ１３０の貫通孔の内部における複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブの各々は、図２６に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

図２６に示すように、本発明の実施の形態２の第１変形例に係る超電導線の接続構造２００ａにおいても、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、少なくとも１つの第１領域Ｒ１は環状に形成されている。貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント２２０は、少なくとも１つの第１領域Ｒ１の内側および外側の各々に位置している。

本変形例に係る超電導線１０１の接続構造は、本発明の実施の形態２に係る超電導線１０１の接続方法の準備工程において、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘを、一の超電導線に含まれる複数の第２フィラメント２２０の一方の束とし、複数の第２フィラメント２２０の他の一部２２０Ｙを、一の超電導線に含まれる複数の第２フィラメント２２０の他方の束として準備することにより、製造することができる。

さらに、本発明の実施の形態２においては、複数の第１フィラメントの一部２２０Ｘと、複数の第２フィラメントの他の一部２２０Ｙとが、互いに混ざり合うように位置していてもよい。図２７は、本発明の実施の形態２の第２変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。なお、図２７においては、スリーブの外側から押圧される直前の状態を示しているが、本実施の形態におけるスリーブの貫通孔の内部での複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブの相対的な位置関係は、図２７に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

図２７に示すように、本実施の形態２の第２変形例に係る超電導線の接続構造２００ｂにおいては、貫通孔１３１を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘおよび他の一部２２０Ｙの各々が、第１領域Ｒ１より面積が大きい領域を形成することなく、互いに混ざり合うように位置している。

本変形例に係る超電導線１０１の接続構造は、本発明の実施の形態２の第１変形例に係る超電導線１０１の製造方法の準備工程において、複数の第２フィラメント２２０の一部２２０Ｘおよび他の一部２２０Ｙが混ざり合った状態の複数の第２フィラメントを準備した上で、上記の混ざり合った状態複数の第２フィラメントから一方の束および他方の束の各々を形成することにより、製造することができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続構造は、第１領域Ｒ１の外形が異なる点が主に、本発明の実施の形態１の第１変形例に係る超電導線の接続構造１００ａと異なる。よって、本発明の実施の形態１の第１変形例に係る超電導線の接続構造１００ａと同様である構成については説明を繰り返さない。

図２８は、本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続構造の構成を示す図である。図２８においては、スリーブ１３０の外側から押圧される直前の状態を示しているが、本実施の形態におけるスリーブ１３０の貫通孔１３１の内部での複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブの相対的な位置関係は、図２８に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

図２８に示すように、本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続構造３００においては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、少なくとも１つの第１領域Ｒ１は線状に形成されている。なお、本実施の形態においては、少なくとも１つの第１領域Ｒ１において、複数の第１フィラメント３１０が上記線状に沿って２列となるように配置されているが、複数の第１フィラメント３１０は、上記線状に沿って１列となるように配置されてもよいし、３列以上となるように配置されてもよい。

以下、本発明の実施の形態３に係る超電導線１０１の接続方法について説明する。本発明の実施の形態３に係る超電導線１０１の接続方法においては、巻付工程および挿入工程に代えて、押し込み工程を備える点が、本発明の実施の形態１における超電導線１０１の接続方法と異なる。よって、本発明の実施の形態１における超電導線１０１の接続方法と同様の構成については説明を繰り返さない。

図２９は、本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続方法の押し込み工程において、スリーブの貫通孔に位置する押し込み治具の内側と外側の各々に、フィラメントを押し込んでいる際の状態を示す図である。図３０は、図２９に示した状態のスリーブおよび押し込み治具をＸＸＸ−ＸＸＸ線矢印方向から見た図である。

図２９および図３０に示すように、本実施の形態３に係る超電導線１０１の接続方法における押し込み工程においては、押し込み治具５０を用いる。図２９に示すように、押し込み治具５０は、筒状の外形を有している。押し込み治具５０は、筒状の押し込み治具５０の開口部における、一方の端部５１と、他方の端部５２とを有している。なお、図２９において、押し込み治具５０は、断面図で示されている。

図３０に示すように、筒状の押し込み治具５０の軸方向から見たときに、一方の端部５１は、スリーブ１３０の内径と略同一の長さの長辺を有する矩形状の外形を有している。

本実施の形態において、筒状の押し込み治具５０の軸方向から見たときの上記一方の端部５１の外形の短辺は、一方の端部５１の開口部において上下方向に２本の第１フィラメント３１０が並ぶことができるような長さである。押し込み治具５０は、押し込み治具５０の軸方向から見たときに、他方の端部５２の外形の面積が、一方の端部５１の外形の面積より大きくなるように構成されている。

押し込み治具５０は、上下方向に分割可能となるように、分割部５３が形成されている。

図２９および図３０に示すように、本実施の形態３に係る超電導線１０１の接続方法における押し込み工程では、まず、押し込み治具５０を、一方の端部５１がスリーブ１３０の貫通孔１３１内に位置するように、スリーブ１３０の貫通孔１３１に挿入する。

このように挿入された押し込み治具５０に対し、一方の端部５１においては、スリーブ１３０と押し込み治具５０とで形成される２つの隙間の一方に、複数の第２フィラメント３２０の一方の束を挿入する。これとともに、上記２つの隙間の他方には、複数の第２フィラメント３２０の他方の束を挿入する。

また、他方の端部５２においては、他方の端部５２側の開口部から、押し込み治具５０の内部に複数の第１フィラメント３１０を押し込む。他方の端部５２側の開口部から押し込んだ複数の第１フィラメント３１０を押し込むことにより、複数の第１フィラメント３１０は一方の端部５１側の開口部から、押し込み治具５０の外側に出る。これにより、貫通孔１３１を貫通方向からみたときに、複数の第１フィラメント３１０が位置する第１領域Ｒ１の外形を、線状に形成することができる。

複数の第１フィラメント３１０が位置する第１領域Ｒ１の外形を上記のように所望の形状に形成した後、押し込み治具５０を分割部５３により分割する。これにより、複数の第１フィラメント３１０と複数の第２フィラメント３２０との間から、押し込み治具５０を除去する。なお、上記のように押し込み治具５０を除去した後の、複数の第１フィラメント３１０、複数の第２フィラメント３２０およびスリーブ１３０は、図２８に示されている。

この後、本発明の実施の形態１における圧接工程と同様にして複数の第１フィラメント３１０および複数の第２フィラメント３２０を互いに圧接する。上記の工程により、超電導線の接続構造３００が製造される。

上記のように、本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続構造３００においては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、少なくとも１つの第１領域Ｒ１は線状に形成されている。

これにより、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、第１領域Ｒ１が貫通孔１３１の中央に略円形状に形成されている場合と比較して、複数の第１フィラメント３１０と複数の第２フィラメント３２０とが互いに接触する面積を増やすことができる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る超電導線の接続構造は、第１領域Ｒ１の外形が異なる点が主に、本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続構造３００と異なる。よって、本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続構造３００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図３１は、本発明の実施の形態４に係る超電導線の接続構造の構成を示す図である。図３１においては、スリーブの外側から押圧される直前の状態を示しているが、本実施の形態におけるスリーブの貫通孔の内部での複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブの相対的な位置関係は、図３１に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

図３１に示すように、本発明の実施の形態４に係る超電導線の接続構造４００においては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、少なくとも１つの第１領域Ｒ１は互いに交差する複数の線状に形成されている。

本実施の形態に係る超電導線の接続構造４００は、上記の構成を有しているため、製造の際に、スリーブ１３０の上側および下側の各々からスリーブ１３０を押圧することにより、複数の線状に形成された少なくとも１つの第１領域Ｒ１のうち最も水平方向に近い傾きを有する線状部分において、複数の第１フィラメント３１０および複数の第２フィラメント３２０の各々を、互いに密に圧接させることができる。また、本実施の形態においては、仮に、圧接工程の直前に複数の第１フィラメント３１０および複数の第２フィラメント３２０が貫通孔１３１の中心を中心軸として周方向にずれた場合でも、複数の線状に形成された少なくとも１つの第１領域Ｒ１のうちの最も水平方向に近い傾きを有する線状部分を有するにように、超電導線の接続構造４００を構成することができる。

なお、本実施の形態に係る超電導線の接続構造４００は、図２９に示した本発明の実施の形態３に係る超電導線１０１の接続方法の押し込み工程において、一方の端部５１側の開口部の外形が本実施の形態における第１領域Ｒ１の外形と対応するように、一方の端部５１の形状を変更することにより、製造することができる。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係る超電導線の接続構造は、第１領域Ｒ１の外形が異なる点が主に、本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続構造３００と異なる。よって、本発明の実施の形態３に係る超電導線の接続構造３００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図３２は、本発明の実施の形態５に係る超電導線の接続構造の構成を示す図である。図３２においては、スリーブの外側から押圧される直前の状態を示しているが、本実施の形態におけるスリーブの貫通孔の内部での複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブの相対的な位置関係は、図３２に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

図３２に示すように、本発明の実施の形態５に係る超電導線の接続構造５００においては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、少なくとも１つの第１領域Ｒ１として、複数の第１領域Ｒ１が形成されている。複数の第１領域Ｒ１の各々は、互いに離間して平行に並ぶように位置する線状に形成されている。

本実施の形態においては、上記の構成により、複数の第１領域Ｒ１の各々が、互いに隣接して位置する線状に形成されている場合と比較して、複数の第１フィラメント５１０と複数の第２フィラメント５２０との互いの接触面積を増やすことができる。

なお、本実施の形態においては、複数の第１領域Ｒ１として２つの第１領域Ｒ１が形成されている。

また、本実施の形態に係る超電導線の接続構造５００は、図２９に示した本発明の実施の形態３に係る超電導線１０１の接続方法の押し込み工程において、一方の端部５１側の開口部の外形が本実施の形態における第１領域Ｒ１の外形に対応するように、一方の端部５１の形状を変更することにより、製造することができる。

なお、本発明の実施の形態５に係る超電導線の接続構造５００においては、超電導線が３本以上であってもよい。図３３は、本発明の実施の形態５の第１変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。なお、図３３においては、スリーブの外側から押圧される直前の状態を示しているが、本実施の形態におけるスリーブの貫通孔の内部での複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブの相対的な位置関係は、図３３に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

図３３に示すように、本発明の実施の形態５の第１変形例に係る超電導線の接続構造５００ａにおいては、複数の第２フィラメント５２０の一部５２０Ｘは、一の超電導線１０１Ｘに含まれている。複数の第２フィラメント５２０の他の一部５２０Ｙは、一の超電導線１０１Ｘとは異なる他の超電導線１０１Ｙに含まれている。

上記の構成により、複数の第２フィラメント５２０が複数ある場合においても、複数の第１フィラメント５１０の偏在を抑制して、複数の第１フィラメント５１０と複数の第２フィラメント５２０とが互いに接触する面積を大きくできる。これにより、超電導線の接続構造５００ａにおいて、フィラメント同士の接触抵抗を低減して、電気的特性を向上できる。

なお、本変形例においては、貫通孔１３１を貫通方向から見たときに、複数の第２フィラメント５２０の一部５２０Ｘおよび他の一部５２０Ｙの各々が、第１領域Ｒ１より面積が大きい領域を形成することなく、互いに混ざり合うように位置している。

また、本変形例に係る超電導線１０１の接続構造は、本発明の実施の形態５に係る超電導線の接続方法の準備工程において、複数の第２フィラメント５２０の一部５２０Ｘおよび他の一部５２０Ｙが混ざり合った状態の複数の第２フィラメント５２０を準備することにより、製造することができる。

さらに、本発明の実施の形態５においては、複数の第２フィラメントの一部５２０Ｘと、複数の第２フィラメントの他の一部５２０Ｙとが、互いに異なる領域に位置していてもよい。図３４は、本発明の実施の形態５の第２変形例に係る超電導線の接続構造の構成を示す断面図である。なお、図３４においては、スリーブの外側から押圧される直前の状態を示しているが、本実施の形態におけるスリーブの貫通孔の内部での複数の第１フィラメント、複数の第２フィラメントおよびスリーブの相対的な位置関係は、図３４に示したこれらの相対的な位置関係と略同一である。

図３４に示すように、本発明の実施の形態５の第２変形例に係る超電導線の接続構造５００ｂにおいては、貫通孔１３１内を貫通方向から見たときに、第２領域Ｒ２と、第３領域Ｒ３とが形成されている。第２領域Ｒ２には、複数の第２フィラメント５２０の一部５２０Ｘが位置している。第２領域Ｒ２は、複数の第１領域Ｒ１において互いに隣り合う第１領域Ｒ１同士の間に位置している。第３領域Ｒ３には、複数の第２フィラメント５２０の他の一部５２０Ｙが位置している。第３領域Ｒ３は、第１領域Ｒ１の並ぶ方向において端に位置する２つの第１領域Ｒ１の各々とスリーブ１３０との間に位置している。

本変形例においては、上記の構成により、複数の第２フィラメント５２０の一部５２０Ｘおよび他の一部５２０Ｙの一方が第１領域Ｒ１の近傍で偏在することを抑制できるため、複数の第２フィラメント５２０の一部５２０Ｘおよび他の一部５２０Ｙの各々において、複数の第１フィラメント５１０との接触抵抗を低減して、超電導線の接続構造５００ｂにおける電気的特性を向上させることができる。

なお、本変形例に係る超電導線１０１の接続構造は、図２９に示した本発明の実施の形態３に係る超電導線１０１の接続方法の押し込み工程において、複数の第２フィラメント５２０の一部５２０Ｘを、スリーブと押し込み治具５０とで形成される２つの隙間の一方に挿入し、複数の第１フィラメント５１０の他の一部５２０Ｙを、スリーブと押し込み治具５０とで形成される２つの隙間の他方に挿入することで、製造することができる。

上述した実施の形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１０超電導マグネット、１１コイル、１３超電導永久電流スイッチ、１４励磁用電源端子、２０ダイス、２１凹条部、２２切欠部、３０第１筒状治具、４０第２筒状治具、５０押し込み治具、５１一方の端部、５２他方の端部、５３分割部、１００，１００ａ，１００ｂ，２００，２００ａ，２００ｂ，３００，４００，５００，５００ａ，５００ｂ，９００超電導線の接続構造、１０１超電導線、１０１Ｘ一の超電導線、１０１Ｙ他の超電導線、１０２フィラメント、１０３被覆部、１１０，２１０，３１０，５１０，９１０第１フィラメント、１２０，２２０，３２０，５２０，９２０第２フィラメント、１２０Ｘ，２２０Ｘ，５２０Ｘ一部、１２０Ｙ，２２０Ｙ，５２０Ｙ他の一部、１３０スリーブ、１３１貫通孔、１３２両端部、Ｒ１第１領域、Ｒ２第２領域、Ｒ３第３領域。

Claims

金属系超電導材料から構成されるフィラメント、および、該フィラメントを覆い、安定化材で構成された被覆部を含む超電導線同士の前記フィラメントを互いに接続する超電導線の接続構造であって、
前記フィラメントとして、複数の第１フィラメント、および、前記複数の第１フィラメントの各々の線径より細く、かつ、前記複数の第１フィラメントの数より多い複数の第２フィラメントと、
前記複数の第１フィラメントと前記複数の第２フィラメントとが挿通される貫通孔を有するスリーブとを備え、
前記貫通孔内を貫通方向から見たときに、前記複数の第１フィラメントが位置している少なくとも１つの第１領域が形成されており、かつ、前記スリーブと前記少なくとも１つの第１領域との間に、前記複数の第２フィラメントが介在している、超電導線の接続構造。
前記貫通孔内を前記貫通方向から見たときに、前記少なくとも１つの第１領域は、前記貫通孔の中央に位置している、請求項１に記載の超電導線の接続構造。
前記複数の第２フィラメントの一部は、一の超電導線に含まれており、
前記複数の第２フィラメントの他の一部は、前記一の超電導線とは異なる他の超電導線に含まれている、請求項２に記載の超電導線の接続構造。
前記貫通孔内を前記貫通方向から見たときに、前記複数の第２フィラメントの前記一部が位置している第２領域と、前記複数の第２フィラメントの前記他の一部が位置している第３領域とが形成されており、かつ、前記少なくとも１つの第１領域は、前記第２領域と前記第３領域との間に挟まれるように位置している、請求項３に記載の超電導線の接続構造。
前記貫通孔内を前記貫通方向から見たときに、前記少なくとも１つの第１領域は環状に形成されており、
前記複数の第２フィラメントは、前記少なくとも１つの第１領域の内側および外側の各々に位置している、請求項１に記載の超電導線の接続構造。
前記複数の第２フィラメントの一部は、一の超電導線に含まれており、
前記複数の第２フィラメントの他の一部は、前記一の超電導線とは異なる他の超電導線に含まれている、請求項５に記載の超電導線の接続構造。
前記貫通孔内を前記貫通方向から見たときに、前記複数の第２フィラメントの前記一部が、前記少なくとも１つの第１領域の前記内側に位置し、前記複数の第２フィラメントの前記他の一部が、前記少なくとも１つの第１領域の前記外側に位置している、請求項６に記載の超電導線の接続構造。
前記貫通孔内を前記貫通方向から見たときに、前記少なくとも１つの第１領域は線状に形成されている、請求項１に記載の超電導線の接続構造。
前記貫通孔内を前記貫通方向から見たときに、前記少なくとも１つの第１領域は互いに交差する複数の線状に形成されている、請求項１に記載の超電導線の接続構造。
前記貫通孔内を前記貫通方向から見たときに、前記少なくとも１つの第１領域として、複数の第１領域が形成されており、
前記複数の第１領域の各々は、互いに離間して平行に並ぶように位置する線状に形成されている、請求項１に記載の超電導線の接続構造。
前記複数の第２フィラメントの一部は、一の超電導線に含まれており、
前記複数の第２フィラメントの他の一部は、前記一の超電導線とは異なる他の超電導線に含まれている、請求項１０に記載の超電導線の接続構造。
前記貫通孔内を前記貫通方向から見たときに、前記複数の第２フィラメントの前記一部が位置している第２領域と、前記複数の第２フィラメントの前記他の一部が位置している第３領域とが形成されており、かつ、前記第２領域は、前記複数の第１領域において互いに隣り合う第１領域同士の間に位置しており、前記第３領域は、前記第１領域の並ぶ方向において端に位置する２つの第１領域の各々と前記スリーブとの間に位置している、請求項１１に記載の超電導線の接続構造。
金属系超電導材料から構成されるフィラメント、および、該フィラメントを覆い、安定化材で構成された被覆部を含む超電導線同士の前記フィラメントを互いに接続する超電導線の接続方法であって、
前記フィラメントとして、複数の第１フィラメントと、前記複数の第１フィラメントの各々の線径より細く、かつ、前記複数の第１フィラメントの数より多い複数の第２フィラメントとを準備する準備工程と、
前記複数の第１フィラメントを中心軸として、前記複数の第１フィラメントに前記複数の第２フィラメントを前記複数の第１フィラメントの軸方向に沿って巻き付ける巻付工程と、
前記複数の第２フィラメントが巻き付けられた前記複数の第１フィラメントをスリーブの貫通孔に挿入する挿入工程と、
前記複数の第２フィラメントが巻き付けられた前記複数の第１フィラメントが挿入されている前記スリーブを、外側から押圧することにより、前記複数の第１フィラメントおよび前記複数の第２フィラメントを互いに圧接する圧接工程とを備える、超電導線の接続方法。
金属系超電導材料から構成されるフィラメント、および、該フィラメントを覆い、安定化材で構成された被覆部を含む超電導線同士の前記フィラメントを互いに接続する超電導線の接続方法であって、
前記フィラメントとして、複数の第１フィラメントと、前記複数の第１フィラメントの各々の線径より細く、かつ、前記複数の第１フィラメントの数より多い複数の第２フィラメントとを準備する準備工程と、
前記複数の第２フィラメントの一部を、第１筒状治具に挿入する第１挿入工程と、
前記第１筒状治具を中心軸として、前記第１筒状治具に前記複数の第１フィラメントを前記第１筒状治具の軸方向に沿って巻き付ける第１巻付工程と、
前記複数の第１フィラメントが巻き付けられた状態の前記第１筒状治具を、第２筒状治具に挿入する第２挿入工程と、
前記第２筒状治具を中心軸として、前記第２筒状治具に前記複数の第２フィラメントの他の一部を前記第２筒状治具の軸方向に沿って巻き付ける第２巻付工程と、
前記複数の第２フィラメントの前記他の一部が巻き付けられた状態の前記第２筒状治具を、スリーブの貫通孔に挿入する第３挿入工程と、
前記複数の第２フィラメントの前記一部と前記複数の第１フィラメントとの間から前記第１筒状治具を取り除き、前記複数の第１フィラメントと前記複数の第２フィラメントの前記他の一部との間から前記第２筒状治具を取り除く除去工程と、
前記複数の第１フィラメントと前記複数の第２フィラメントとが挿入された前記スリーブを、外側から押圧することにより、前記複数の第１フィラメントおよび前記複数の第２フィラメントを互いに圧接する圧接工程とを備える、超電導線の接続方法。