JP3305231B2 - 超電導導体の接続構造 - Google Patents
超電導導体の接続構造Info
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- JP3305231B2 JP3305231B2 JP13150297A JP13150297A JP3305231B2 JP 3305231 B2 JP3305231 B2 JP 3305231B2 JP 13150297 A JP13150297 A JP 13150297A JP 13150297 A JP13150297 A JP 13150297A JP 3305231 B2 JP3305231 B2 JP 3305231B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロッド状の超電導
導体と金属端子との接続構造に係わり、特に、極低温の
冷媒中に浸漬された超電導機器に給電するための超電導
電流リード部などに用いられる超電導導体の接続構造に
関する。
導体と金属端子との接続構造に係わり、特に、極低温の
冷媒中に浸漬された超電導機器に給電するための超電導
電流リード部などに用いられる超電導導体の接続構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、交流超電導コイル、超電導変圧
器などの超電導機器は、液体ヘリウムなどの極低温冷媒
中に浸漬して用いられ、それらの機器から導出された超
電導導線は、冷媒中で、外部電源から導かれた電流リー
ド線に接続されている。ここでの電流リード線として
は、常電導性のものよりも、超電導性のものの使用が望
ましいとされている。そこで、超電導電流リード線とし
てロッド状の超電導導体の使用が考えられているが、そ
の場合、超電導導体の両端に金属端子を設ける必要があ
る。
器などの超電導機器は、液体ヘリウムなどの極低温冷媒
中に浸漬して用いられ、それらの機器から導出された超
電導導線は、冷媒中で、外部電源から導かれた電流リー
ド線に接続されている。ここでの電流リード線として
は、常電導性のものよりも、超電導性のものの使用が望
ましいとされている。そこで、超電導電流リード線とし
てロッド状の超電導導体の使用が考えられているが、そ
の場合、超電導導体の両端に金属端子を設ける必要があ
る。
【０００３】ところが、超電導機器は７７Ｋ程度の極低
温で使用されるため、冷却すると超電導導体が収縮する
が、このとき超電導導体と接続されている金属端子が超
電導機器の匡体に固定されていると、超電導導体の収縮
により機械的な応力がこの超電導導体にかかり、超電導
導体が破壊されてしまうという問題があった。そこで、
従来は前述のような問題を解決するため、超電導導体と
金属端子との間にフレキシブル板を配設した超電導導体
の接続構造が考えられている。図３は、この種の超電導
導体の接合構造の例を示す縦断面図であり、ロッド状の
超電導導体１の上方に金属端子６が対向する一対のフレ
キシブル板５ａ，５ｂを介して接続され、ロッド状の超
電導導体１の下方に金属端子７が直接接続され、さらに
これら金属端子６，７は補強部材９にボルトなどの接合
具１０により固定されている。
温で使用されるため、冷却すると超電導導体が収縮する
が、このとき超電導導体と接続されている金属端子が超
電導機器の匡体に固定されていると、超電導導体の収縮
により機械的な応力がこの超電導導体にかかり、超電導
導体が破壊されてしまうという問題があった。そこで、
従来は前述のような問題を解決するため、超電導導体と
金属端子との間にフレキシブル板を配設した超電導導体
の接続構造が考えられている。図３は、この種の超電導
導体の接合構造の例を示す縦断面図であり、ロッド状の
超電導導体１の上方に金属端子６が対向する一対のフレ
キシブル板５ａ，５ｂを介して接続され、ロッド状の超
電導導体１の下方に金属端子７が直接接続され、さらに
これら金属端子６，７は補強部材９にボルトなどの接合
具１０により固定されている。
【０００４】前記一対のフレキシブル板５ａ，５ｂは、
Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属からなるものであり、各フレ
キシブル板５ａ，５ｂの両端部には金属端子６の端面に
形成された凸部６ａの形状や、超電導導体１の形状に合
せて曲面が形成されている。前述のような一対のフレキ
シブル板５ａ，５ｂを介して超電導導体１と金属端子６
を接続するには、フレキシブル板５ａ，５ｂはある程度
変形させた状態で、かつ互いに曲面を対向させた状態で
配設し、超電導導体１の一端部１ａと各フレキシブル板
５ａ，５ｂの一端部をハンダ付けなどにより接続し、金
属端子６の凸部６ａと各フレキシブル板５ａ，５ｂの他
端部をハンダ付けなどにより接続することができる。ま
た、金属端子７の端面には凹部７ａが形成されている。
このような金属端子７と超電導導体１を接続するには、
金属端子７の凹部７ａに超電導導体１の他端部１ａを嵌
め入れ、ハンダ付けなどによって接続することができ
る。
Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属からなるものであり、各フレ
キシブル板５ａ，５ｂの両端部には金属端子６の端面に
形成された凸部６ａの形状や、超電導導体１の形状に合
せて曲面が形成されている。前述のような一対のフレキ
シブル板５ａ，５ｂを介して超電導導体１と金属端子６
を接続するには、フレキシブル板５ａ，５ｂはある程度
変形させた状態で、かつ互いに曲面を対向させた状態で
配設し、超電導導体１の一端部１ａと各フレキシブル板
５ａ，５ｂの一端部をハンダ付けなどにより接続し、金
属端子６の凸部６ａと各フレキシブル板５ａ，５ｂの他
端部をハンダ付けなどにより接続することができる。ま
た、金属端子７の端面には凹部７ａが形成されている。
このような金属端子７と超電導導体１を接続するには、
金属端子７の凹部７ａに超電導導体１の他端部１ａを嵌
め入れ、ハンダ付けなどによって接続することができ
る。
【０００５】前記補強部材９は、繊維強化プラスチック
からなる管状のものであり、この補強部材９により前記
金属端子６の下端部から金属端子７の上端部にかけて覆
われている。このような補強部材９の上端部と金属端子
６の下端部とは接合具１０により固定され、さらに補強
部材９の下端部と金属端子７の上端部とは接合具１０に
より固定されている。この超電導導体の接続構造におい
ても、金属端子６は外部電源に接続され、金属端子７は
交流超電導コイルに巻かれた超電導導線に接続されてい
る。このような超電導導体の接続構造にあっては、超電
導導体１と金属端子６との間にフレキシブル板５ａ，５
ｂが配設されているので、超電導導体１が収縮した場
合、これらフレキシブル板５ａ，５ｂが伸びて超電導導
体１に機械的応力がかかるのを防止できるようになって
いる。
からなる管状のものであり、この補強部材９により前記
金属端子６の下端部から金属端子７の上端部にかけて覆
われている。このような補強部材９の上端部と金属端子
６の下端部とは接合具１０により固定され、さらに補強
部材９の下端部と金属端子７の上端部とは接合具１０に
より固定されている。この超電導導体の接続構造におい
ても、金属端子６は外部電源に接続され、金属端子７は
交流超電導コイルに巻かれた超電導導線に接続されてい
る。このような超電導導体の接続構造にあっては、超電
導導体１と金属端子６との間にフレキシブル板５ａ，５
ｂが配設されているので、超電導導体１が収縮した場
合、これらフレキシブル板５ａ，５ｂが伸びて超電導導
体１に機械的応力がかかるのを防止できるようになって
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで最近は超電導
機器の大電流化に伴い、超電導リード部に流す電流も大
きくなる。しかしながら従来の超電導導体の接続構造に
おいては、流す電流が大きくなると、電流容量を確保す
るためにフレキシブル板の断面積（厚み）を大きくする
必要があり、フレキシブル板を板バネとしてとらえる
と、断面積（厚み）が増加するにつれてバネ定数も大き
くなってしまい、収縮応力を吸収する能力が低下してし
まうという問題があった。逆に、フレキシブル板のバネ
定数を小さくしようとすると、フレキシブル板の長さを
長くする必要があり、その結果、超電導電流リード部全
体の長さが長くなってしまい、小型化の障害となってし
まうという問題があった。
機器の大電流化に伴い、超電導リード部に流す電流も大
きくなる。しかしながら従来の超電導導体の接続構造に
おいては、流す電流が大きくなると、電流容量を確保す
るためにフレキシブル板の断面積（厚み）を大きくする
必要があり、フレキシブル板を板バネとしてとらえる
と、断面積（厚み）が増加するにつれてバネ定数も大き
くなってしまい、収縮応力を吸収する能力が低下してし
まうという問題があった。逆に、フレキシブル板のバネ
定数を小さくしようとすると、フレキシブル板の長さを
長くする必要があり、その結果、超電導電流リード部全
体の長さが長くなってしまい、小型化の障害となってし
まうという問題があった。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、電流経路での熱膨張、熱収縮に起因する機械的応力
が超電導導体にかかるのを防止でき、しかも電流容量を
大きくしても機械的応力の吸収能力が低下しにくいうえ
小型化が可能な超電導導体の接続構造を提供することに
ある。
で、電流経路での熱膨張、熱収縮に起因する機械的応力
が超電導導体にかかるのを防止でき、しかも電流容量を
大きくしても機械的応力の吸収能力が低下しにくいうえ
小型化が可能な超電導導体の接続構造を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ロッド状の超電導導体と金属端子との接続構造であっ
て、ロッド状の超電導導体と金属端子とが高導電性の細
線を編んでなる高導電性網線パイプを介して接続されて
いることを特徴とする超電導導体の接続構造を前記課題
の解決手段とした。また、請求項２記載の発明は、二本
以上の高導電性網線パイプが同軸状に積層されているこ
とを特徴とする請求項１記載の超電導導体の接続構造を
前記課題の解決手段とした。また、請求項３記載の発明
は、高導電性網線パイプの一方の端部とロッド状の超電
導導体の端部がハンダ付けにより接合され、前記高導電
性網線パイプの他方の端部と金属端子の端部とがハンダ
付けにより接合され、前記高導電性網線パイプの中央部
に機械的応力を吸収するための変形部が設けられてなる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の超電導導体の接
続構造を前記課題の解決手段とした。
ロッド状の超電導導体と金属端子との接続構造であっ
て、ロッド状の超電導導体と金属端子とが高導電性の細
線を編んでなる高導電性網線パイプを介して接続されて
いることを特徴とする超電導導体の接続構造を前記課題
の解決手段とした。また、請求項２記載の発明は、二本
以上の高導電性網線パイプが同軸状に積層されているこ
とを特徴とする請求項１記載の超電導導体の接続構造を
前記課題の解決手段とした。また、請求項３記載の発明
は、高導電性網線パイプの一方の端部とロッド状の超電
導導体の端部がハンダ付けにより接合され、前記高導電
性網線パイプの他方の端部と金属端子の端部とがハンダ
付けにより接合され、前記高導電性網線パイプの中央部
に機械的応力を吸収するための変形部が設けられてなる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の超電導導体の接
続構造を前記課題の解決手段とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の超電導導体の接続
構造を超電導電流リード部に適用した実施形態について
説明する。図１は、本発明の実施形態の超電導電流リー
ド部の例を示す縦断面図である。この超電導電流リード
部は、ロッド状の超電導導体２１の上方と下方にそれぞ
れ金属端子２６が高導電性網線パイプ２５を介して接続
され、さらにこれら上方と下方の両金属端子２６，２６
が補強部材２９にボルトなどの接合具３０により固定さ
れた概略構成となっている。
構造を超電導電流リード部に適用した実施形態について
説明する。図１は、本発明の実施形態の超電導電流リー
ド部の例を示す縦断面図である。この超電導電流リード
部は、ロッド状の超電導導体２１の上方と下方にそれぞ
れ金属端子２６が高導電性網線パイプ２５を介して接続
され、さらにこれら上方と下方の両金属端子２６，２６
が補強部材２９にボルトなどの接合具３０により固定さ
れた概略構成となっている。
【００１０】前記ロッド状の超電導導体２１としては、
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超電導導体、Ａ−Ｂ−Ｃ
ｕ−Ｏ系（ただし、ＡはＬa，Ｃe，Ｙ，Ｓc，Ｙbなどの
周期律表IIIa族元素の１種以上を示し、ＢはＳr，Ｂaな
どの周期律表IIa族元素の１種以上を示す）の酸化物超
電導導体などが用いられる。前記高導電性網線パイプ２
５としては、網目構造を有する筒状のものであり、かつ
外部からの応力に対して変形可能なものであり、高導電
性材料からなる細線を編むことにより形成されたもので
ある。ここでの高導電性材料からなる細線としては、Ａ
ｇ，Ｃｕ等の金属製細線が好適に用いられる。なお、金
属製細線の径が太過ぎると高導電性網線パイプ２５が硬
くなり、超電導導体２１が収縮したときに変形しにく
く、収縮応力を充分吸収することができない。
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超電導導体、Ａ−Ｂ−Ｃ
ｕ−Ｏ系（ただし、ＡはＬa，Ｃe，Ｙ，Ｓc，Ｙbなどの
周期律表IIIa族元素の１種以上を示し、ＢはＳr，Ｂaな
どの周期律表IIa族元素の１種以上を示す）の酸化物超
電導導体などが用いられる。前記高導電性網線パイプ２
５としては、網目構造を有する筒状のものであり、かつ
外部からの応力に対して変形可能なものであり、高導電
性材料からなる細線を編むことにより形成されたもので
ある。ここでの高導電性材料からなる細線としては、Ａ
ｇ，Ｃｕ等の金属製細線が好適に用いられる。なお、金
属製細線の径が太過ぎると高導電性網線パイプ２５が硬
くなり、超電導導体２１が収縮したときに変形しにく
く、収縮応力を充分吸収することができない。
【００１１】また、電流容量を大きくする場合、高導電
性網線パイプ２５の二本以上（図面では３本）を同軸状
に積層して断面積を大きくすることが好ましい。前記金
属端子２６としては、その端面に高導電性網線パイプ２
５内に挿入するための凸部２６ａが形成されたものが用
いられる。
性網線パイプ２５の二本以上（図面では３本）を同軸状
に積層して断面積を大きくすることが好ましい。前記金
属端子２６としては、その端面に高導電性網線パイプ２
５内に挿入するための凸部２６ａが形成されたものが用
いられる。
【００１２】そして、この実施形態の超電導電流リード
部では、図２に示すように、ロッド状の超電導導体２１
の一端部２１ａが上方の高導電性網線パイプ２５の一端
部２５ａ側から該パイプ２５内に挿入され、該網線パイ
プ２５の一端部２５ａと超電導導体２１の一端部２１ａ
とがハンダ付け等により接合されて第一の接合部２７ａ
が設けられ、さらに上方の金属端子２６の凸部２６ａが
前記網線パイプ２５の他端部２５ｂ側から該網線パイプ
２５内に挿入され、該金属端子２６の凸部２６ａと網線
パイプ２５の他端部２５ｂがハンダ付け等により接合さ
れて第二の接合部２７ｂが設けられ、さらに、前記網線
パイプ２５の中央部２５ｃに超電導導体２１の収縮応力
を吸収するための変形部２７ｃが設けられている。
部では、図２に示すように、ロッド状の超電導導体２１
の一端部２１ａが上方の高導電性網線パイプ２５の一端
部２５ａ側から該パイプ２５内に挿入され、該網線パイ
プ２５の一端部２５ａと超電導導体２１の一端部２１ａ
とがハンダ付け等により接合されて第一の接合部２７ａ
が設けられ、さらに上方の金属端子２６の凸部２６ａが
前記網線パイプ２５の他端部２５ｂ側から該網線パイプ
２５内に挿入され、該金属端子２６の凸部２６ａと網線
パイプ２５の他端部２５ｂがハンダ付け等により接合さ
れて第二の接合部２７ｂが設けられ、さらに、前記網線
パイプ２５の中央部２５ｃに超電導導体２１の収縮応力
を吸収するための変形部２７ｃが設けられている。
【００１３】また、超電導導体２１の他端部２１ｂが下
方の高導電性網線パイプ２５の一端部２５ａ側から該パ
イプ２５内に挿入され、該網線パイプ２５の一端部２５
ａと超電導導体２１の他端部２１ｂとがハンダ付け等に
より接合されて第一の接合部２７ａが設けられ、さらに
下方の金属端子２６の凸部２６ａが前記網線パイプ２５
の他端部２５ｂ側から該網線パイプ２５内に挿入され、
該金属端子２６の凸部２６ａと網線パイプ２５の他端部
２５ｂがハンダ付け等により接合されて第二の接合部２
７ｂが設けられ、さらに、前記網線パイプ２５の中央部
２５ｃに超電導導体２１の収縮応力を吸収するための変
形部２７ｃが設けられている。
方の高導電性網線パイプ２５の一端部２５ａ側から該パ
イプ２５内に挿入され、該網線パイプ２５の一端部２５
ａと超電導導体２１の他端部２１ｂとがハンダ付け等に
より接合されて第一の接合部２７ａが設けられ、さらに
下方の金属端子２６の凸部２６ａが前記網線パイプ２５
の他端部２５ｂ側から該網線パイプ２５内に挿入され、
該金属端子２６の凸部２６ａと網線パイプ２５の他端部
２５ｂがハンダ付け等により接合されて第二の接合部２
７ｂが設けられ、さらに、前記網線パイプ２５の中央部
２５ｃに超電導導体２１の収縮応力を吸収するための変
形部２７ｃが設けられている。
【００１４】接合の際、高導電性網線パイプ２５の中央
部２５ｃは超電導導体２１の収縮に対応して伸びること
ができるように変形させておくことが好ましい。また、
この中央部２５ｃにハンダ等の接合材料が付着しないよ
うにすることが好ましく、中央部２５ｃにハンダ等の接
合材料が付着していると、超電導導体２１の収縮に対応
して変形できず、収縮応力を吸収することができないか
らである。
部２５ｃは超電導導体２１の収縮に対応して伸びること
ができるように変形させておくことが好ましい。また、
この中央部２５ｃにハンダ等の接合材料が付着しないよ
うにすることが好ましく、中央部２５ｃにハンダ等の接
合材料が付着していると、超電導導体２１の収縮に対応
して変形できず、収縮応力を吸収することができないか
らである。
【００１５】第一の接合部２７ａと第二の接合部２７ｂ
の長さは、各々、超電導導体２１と金属端子２６との接
続抵抗値に依存する。変形部２７ｃを設ける中央部２５
ｃの長さは、１〜５ｃｍ程度である。
の長さは、各々、超電導導体２１と金属端子２６との接
続抵抗値に依存する。変形部２７ｃを設ける中央部２５
ｃの長さは、１〜５ｃｍ程度である。
【００１６】前記補強部材２９は、ガラス繊維を充填し
たエポキシ樹脂等の繊維強化プラスチックからなる管状
のものであり、この補強部材２９により上方の金属端子
２６の下端部から下方の金属端子２６の上端部にかけて
覆われている。このような補強部材２９の上端部と上方
の金属端子２６の下端部とは接合具３０により固定さ
れ、さらに補強部材２９の下端部と下方の金属端子２６
の上端部とは接合具３０により固定されている。この実
施形態の超電導電流リード部においても、上方の金属端
子２６は外部電源に接続され、下方の金属端子２６は交
流超電導コイルに巻かれた超電導導線に接続されてい
る。
たエポキシ樹脂等の繊維強化プラスチックからなる管状
のものであり、この補強部材２９により上方の金属端子
２６の下端部から下方の金属端子２６の上端部にかけて
覆われている。このような補強部材２９の上端部と上方
の金属端子２６の下端部とは接合具３０により固定さ
れ、さらに補強部材２９の下端部と下方の金属端子２６
の上端部とは接合具３０により固定されている。この実
施形態の超電導電流リード部においても、上方の金属端
子２６は外部電源に接続され、下方の金属端子２６は交
流超電導コイルに巻かれた超電導導線に接続されてい
る。
【００１７】この実施形態の超電導電流リード部にあっ
ては、ロッド状の超電導導体２１と金属端子２６とを高
導電性の細線を編んでなる高導電性網線パイプ２５を介
して接続したことにより、超電導導体２１が収縮した場
合、超電導導体２１の収縮に対応して高導電性網線パイ
プ２５の変形部２７ｃが変形し、収縮応力を吸収できる
ので、超電導導体２１に機械的応力がかかることがな
く、超電導導体２１の破壊を防止することができる。ま
た、電流容量を大きくする場合、二本以上の高導電性網
線パイプ２５を同軸状に積層することにより断面積を大
きくすることができ、また、断面積を増加させても個々
の電流経路は高導電性の細線であるので変形し易く、し
かもこの高導電性の細線は網目を構成しているので、バ
ネ定数が大きくなりにくく、断面積の増加に伴う収縮応
力の吸収能力が低下しにくい。例えば、高導電性網線パ
イプ２５の積層物が、従来の超電導電流リード部のフレ
キシブル板と同じ断面積を有していても、高導電性網線
パイプ２５の積層物はフレキシブル板よりもバネ定数が
小さく、収縮応力の吸収能力が低下する割合が小さい。
さらに、超電導電流リード部の全長に対する高導電性網
線パイプ２５の長さが短いので、電流容量を大きくする
場合でも高導電性網線パイプ２５の長さを長くする必要
がないので、超電導電流リード部の小型化を図ることが
できる。
ては、ロッド状の超電導導体２１と金属端子２６とを高
導電性の細線を編んでなる高導電性網線パイプ２５を介
して接続したことにより、超電導導体２１が収縮した場
合、超電導導体２１の収縮に対応して高導電性網線パイ
プ２５の変形部２７ｃが変形し、収縮応力を吸収できる
ので、超電導導体２１に機械的応力がかかることがな
く、超電導導体２１の破壊を防止することができる。ま
た、電流容量を大きくする場合、二本以上の高導電性網
線パイプ２５を同軸状に積層することにより断面積を大
きくすることができ、また、断面積を増加させても個々
の電流経路は高導電性の細線であるので変形し易く、し
かもこの高導電性の細線は網目を構成しているので、バ
ネ定数が大きくなりにくく、断面積の増加に伴う収縮応
力の吸収能力が低下しにくい。例えば、高導電性網線パ
イプ２５の積層物が、従来の超電導電流リード部のフレ
キシブル板と同じ断面積を有していても、高導電性網線
パイプ２５の積層物はフレキシブル板よりもバネ定数が
小さく、収縮応力の吸収能力が低下する割合が小さい。
さらに、超電導電流リード部の全長に対する高導電性網
線パイプ２５の長さが短いので、電流容量を大きくする
場合でも高導電性網線パイプ２５の長さを長くする必要
がないので、超電導電流リード部の小型化を図ることが
できる。
【００１８】なお、実施形態の超電導電流リード部にお
いては、ロッド状の超電導導体２１の両側にそれぞれ高
導電性網線パイプ２５を設けた場合について説明した
が、超電導導体２１の一方の側だけに設けてもよい。
いては、ロッド状の超電導導体２１の両側にそれぞれ高
導電性網線パイプ２５を設けた場合について説明した
が、超電導導体２１の一方の側だけに設けてもよい。
【００１９】
（実施例）図１に示すようなロッド状の超電導導体の上
方と下方にそれぞれ金属端子が高導電性網線パイプの積
層物を介してハンダ付けにより接続され、さらにこれら
上方と下方の両方の金属端子が補強部材にボルトにより
固定された超電導電流リード部を作製した。ここでの超
電導導体としては、径２．５ｍｍ、長さ１６０ｍｍのＹ
Ｂa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１２３）超電導導体を用いた。ま
た、高導電性網線パイプの積層物としてはＣｕ製網線パ
イプの３本を同軸状に重ねた３層積層物を使用した。Ｃ
ｕ製網線パイプと超電導導体との接合部の第一の接合部
の長さは３０ｍｍであり、Ｃｕ製網線パイプと金属端子
との接合部の第二の接合部の長さは１５ｍｍであり、変
形部を設けた中央部の長さは１５ｍｍであった。また、
作製した実施例の超電導電流リード部の全長は３１０ｍ
ｍであった。ついで、Ｂa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１２３）超電
導導体の上方の金属端子を外部電源に接続し、下方の金
属端子を交流超電導コイルに巻かれた超電導導線に接続
して超電導機器を作製した。
方と下方にそれぞれ金属端子が高導電性網線パイプの積
層物を介してハンダ付けにより接続され、さらにこれら
上方と下方の両方の金属端子が補強部材にボルトにより
固定された超電導電流リード部を作製した。ここでの超
電導導体としては、径２．５ｍｍ、長さ１６０ｍｍのＹ
Ｂa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１２３）超電導導体を用いた。ま
た、高導電性網線パイプの積層物としてはＣｕ製網線パ
イプの３本を同軸状に重ねた３層積層物を使用した。Ｃ
ｕ製網線パイプと超電導導体との接合部の第一の接合部
の長さは３０ｍｍであり、Ｃｕ製網線パイプと金属端子
との接合部の第二の接合部の長さは１５ｍｍであり、変
形部を設けた中央部の長さは１５ｍｍであった。また、
作製した実施例の超電導電流リード部の全長は３１０ｍ
ｍであった。ついで、Ｂa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ１２３）超電
導導体の上方の金属端子を外部電源に接続し、下方の金
属端子を交流超電導コイルに巻かれた超電導導線に接続
して超電導機器を作製した。
【００２０】そして、実施例の超電導電流リード部につ
いて、交流電流の通電特性について試験した。前述の交
流超電導コイルと、これから導出された超電導導線と、
実施例の超電導リード部を、密閉したデュワーベッセル
に収容し、超電導導線と下方の金属端子との接続部と、
超電導電流リード部が浸漬されるまで液体Ｈｅを充填し
た。この系に上方の金属端子を通じて電圧２００Ｖ、電
流５０Ａの交流を負荷した。１時間の運転期間中、超電
導コイルには設計値の８０％の電流が流れて正常に作動
した。
いて、交流電流の通電特性について試験した。前述の交
流超電導コイルと、これから導出された超電導導線と、
実施例の超電導リード部を、密閉したデュワーベッセル
に収容し、超電導導線と下方の金属端子との接続部と、
超電導電流リード部が浸漬されるまで液体Ｈｅを充填し
た。この系に上方の金属端子を通じて電圧２００Ｖ、電
流５０Ａの交流を負荷した。１時間の運転期間中、超電
導コイルには設計値の８０％の電流が流れて正常に作動
した。
【００２１】（比較例）比較のため、高導電性網線パイ
プの積層物に代えて１対のフレキシブル板を用いた以外
は実施例とほぼ同様の超電導電流リード部を作製した。
ここでの１対のフレキシブル板としては、２枚の長さ１
００ｍｍ、厚さが０．２ｍｍのＣｕ製板をある程度変形
させた状態で、かつ互いに対向させた状態で配設したも
のを用いた。作製した比較例の超電導電流リード部の全
長は４００ｍｍであった。ついで、Ｂa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ
１２３）超電導導体の上方の金属端子を外部電源に接続
し、下方の金属端子を交流超電導コイルに巻かれた超電
導導線に接続して超電導機器を作製した。
プの積層物に代えて１対のフレキシブル板を用いた以外
は実施例とほぼ同様の超電導電流リード部を作製した。
ここでの１対のフレキシブル板としては、２枚の長さ１
００ｍｍ、厚さが０．２ｍｍのＣｕ製板をある程度変形
させた状態で、かつ互いに対向させた状態で配設したも
のを用いた。作製した比較例の超電導電流リード部の全
長は４００ｍｍであった。ついで、Ｂa2Ｃu3Ｏ7-x（Ｙ
１２３）超電導導体の上方の金属端子を外部電源に接続
し、下方の金属端子を交流超電導コイルに巻かれた超電
導導線に接続して超電導機器を作製した。
【００２２】そして、比較例の超電導電流リード部につ
いて、前述の実施例と同様にして交流電流の通電特性に
ついて試験した。その結果、１時間の運転期間中、超電
導コイルには設計値の８０％の電流が流れて正常に作動
した。また、この比較例の超電導電流リード部において
は、フレキシブル板の断面積がＣｕ製網線パイプの３層
積層物の断面積と同じ値であるが、超電導電流リード部
の全長に対するフレキシブル板の長さが長く、実施例の
超電導電流リード部に比べて大型なものであった。
いて、前述の実施例と同様にして交流電流の通電特性に
ついて試験した。その結果、１時間の運転期間中、超電
導コイルには設計値の８０％の電流が流れて正常に作動
した。また、この比較例の超電導電流リード部において
は、フレキシブル板の断面積がＣｕ製網線パイプの３層
積層物の断面積と同じ値であるが、超電導電流リード部
の全長に対するフレキシブル板の長さが長く、実施例の
超電導電流リード部に比べて大型なものであった。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の超電導導体
の接続構造にあっては、ロッド状の超電導導体と金属端
子とを高導電性の細線を編んでなる高導電性網線パイプ
を介して接続したものであるので、超電導導体が収縮あ
るいは膨張した場合、超電導導体の収縮あるいは膨張に
対応して高導電性網線パイプが変形し、収縮あるいは膨
張応力を吸収できるので、超電導導体に機械的応力がか
かることがなく、超電導導体の破壊を防止することがで
きる。
の接続構造にあっては、ロッド状の超電導導体と金属端
子とを高導電性の細線を編んでなる高導電性網線パイプ
を介して接続したものであるので、超電導導体が収縮あ
るいは膨張した場合、超電導導体の収縮あるいは膨張に
対応して高導電性網線パイプが変形し、収縮あるいは膨
張応力を吸収できるので、超電導導体に機械的応力がか
かることがなく、超電導導体の破壊を防止することがで
きる。
【００２４】また、電流容量を大きくする場合、二本以
上の高導電性網線パイプを同軸状に積層することによ
り、断面積を大きくすることができ、また、このように
断面積を増加させても個々の電流経路は高導電性の細線
であるので変形し易く、しかもこの高導電性の細線は網
目を構成しているので、バネ定数が大きくなりにくく、
断面積の増加に伴う収縮あるいは膨張応力の吸収能力が
低下しにくい。例えば、高導電性網線パイプの積層物
が、従来の超電導電流リード部のフレキシブル板と同じ
断面積を有していても、高導電性網線パイプの積層物は
フレキシブル板よりもバネ定数が小さく、収縮あるいは
膨張応力の吸収能力が低下する割合が小さい。さらに、
本発明の超電導導体の接続構造によれば、超電導導体の
接続構造の全長に対する高導電性網線パイプの長さが短
いので、電流容量を大きくする場合でも高導電性網線パ
イプの長さを長くする必要がないので、超電導導体の接
続構造の小型化を図ることができる。
上の高導電性網線パイプを同軸状に積層することによ
り、断面積を大きくすることができ、また、このように
断面積を増加させても個々の電流経路は高導電性の細線
であるので変形し易く、しかもこの高導電性の細線は網
目を構成しているので、バネ定数が大きくなりにくく、
断面積の増加に伴う収縮あるいは膨張応力の吸収能力が
低下しにくい。例えば、高導電性網線パイプの積層物
が、従来の超電導電流リード部のフレキシブル板と同じ
断面積を有していても、高導電性網線パイプの積層物は
フレキシブル板よりもバネ定数が小さく、収縮あるいは
膨張応力の吸収能力が低下する割合が小さい。さらに、
本発明の超電導導体の接続構造によれば、超電導導体の
接続構造の全長に対する高導電性網線パイプの長さが短
いので、電流容量を大きくする場合でも高導電性網線パ
イプの長さを長くする必要がないので、超電導導体の接
続構造の小型化を図ることができる。
【図１】 本発明の超電導導体の接続構造を超電導電流
リード部に適用した一実施形態を示す縦断面図である。
リード部に適用した一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】 ロッド状の超電導導体と金属端子とを高導電
性網線パイプを介して接続する方法を説明するための斜
視図である。
性網線パイプを介して接続する方法を説明するための斜
視図である。
【図３】 従来の超電導導体の接合構造の例を示す縦断
面図である。
面図である。
２１・・・超電導導体、２１ａ・・・一端部、２１ｂ・・・他端
部、２５・・・高導電性網線パイプ、２５ａ・・・一端部、２
５ｂ・・・他端部、２５ｃ・・・中央部、２６・・・金属端子、
２６ａ・・・凸部、２７ａ・・・第一の接合部、２７ｂ・・・第
二の接合部、２７ｃ・・・変形部、２９・・・補強部材、３０
・・・接合具。
部、２５・・・高導電性網線パイプ、２５ａ・・・一端部、２
５ｂ・・・他端部、２５ｃ・・・中央部、２６・・・金属端子、
２６ａ・・・凸部、２７ａ・・・第一の接合部、２７ｂ・・・第
二の接合部、２７ｃ・・・変形部、２９・・・補強部材、３０
・・・接合具。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−339915（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−97637（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01R 4/68
Claims (3)
- 【請求項１】 ロッド状の超電導導体と金属端子との接
続構造であって、ロッド状の超電導導体と金属端子とが
高導電性の細線を編んでなる高導電性網線パイプを介し
て接続されていることを特徴とする超電導導体の接続構
造。 - 【請求項２】 二本以上の高導電性網線パイプが同軸状
に積層されていることを特徴とする請求項１記載の超電
導導体の接続構造。 - 【請求項３】 高導電性網線パイプの一方の端部とロッ
ド状の超電導導体の端部がハンダ付けにより接合され、
前記高導電性網線パイプの他方の端部と金属端子の端部
とがハンダ付けにより接合され、前記高導電性網線パイ
プの中央部に機械的応力を吸収するための変形部が設け
られてなることを特徴とする請求項１又は２記載の超電
導導体の接続構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13150297A JP3305231B2 (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 超電導導体の接続構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13150297A JP3305231B2 (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 超電導導体の接続構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321271A JPH10321271A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3305231B2 true JP3305231B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=15059525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13150297A Expired - Fee Related JP3305231B2 (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 超電導導体の接続構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3305231B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004034494A1 (de) * | 2004-07-16 | 2006-02-16 | Nexans | Endenabschluß |
| GB2485205B (en) * | 2010-11-05 | 2016-08-17 | Rolls Royce Plc | A superconductor device |
| JP5925827B2 (ja) * | 2014-04-11 | 2016-05-25 | 昭和電線ケーブルシステム株式会社 | 超電導電流リード |
-
1997
- 1997-05-21 JP JP13150297A patent/JP3305231B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH10321271A (ja) | 1998-12-04 |
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