JP5882402B2

JP5882402B2 - 超電導電流リード

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Publication number: JP5882402B2
Application number: JP2014128419A
Authority: JP
Inventors: 敬塩原; 高橋　亨; 亨高橋; 康雄引地; 昌啓箕輪
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Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2016-03-09
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Also published as: JP2016009721A

Description

本発明は、酸化物超電導線材を用いた超電導電流リードに関し、特に、超電導線材と、超電導線材と接合する金属電極とを備える超電導電流リードに関する。

近年、超電導ケーブルや超電導マグネット等、超電導を利用した超電導応用機器の分野では、実用化に向けてさかんに研究、開発が行われている。一般に、超電導応用機器は低温部（低温容器）に設置され、常温部に設置された外部機器（例えば電源）と、電流リードを介して接続される。

超電導応用機器の運転は、極低温環境下で行われるため、低温部の断熱性が極めて重要となる。低温部の断熱性が悪く、低温部への熱侵入が大きいと、超電導応用機器の冷却効率が低下して超電導状態を維持するための冷却コストが増大することとなり、場合によっては超電導応用機器を運転できなくなってしまうためである。この低温部への熱侵入の経路の一つとして、電流リードを伝熱する経路が考えられる。

電流リードを介した熱侵入を防止するための手法としては、酸化物超電導体を用いた超電導電流リードが提案されている。酸化物超電導体は、液体窒素温度以下では電気抵抗がゼロ、かつ熱伝導率が小さい（銅の数１０分の１）。そのため、超電導電流リードにおいては、通電時にジュール熱の発生はなく、低温部への伝熱量も極めて小さくなる。したがって、超電導電流リードによれば、低温部への熱侵入が低減される。

一般に、超電導電流リードは、テープ状の超電導線材、超電導線材の一端部（高温側）に配置される第１の金属電極、及び超電導線材の他端部（低温側）に配置される第２の金属電極を備える。超電導線材は第１の金属電極及び第２の金属電極に対して、半田付けにより接合されたり、超電導線材の両端部を各金属電極でそれぞれ挟み込むことで固定したりして、各金属電極から突出するように配置される。

例えば、特許文献１では、直線的に配置した超電導線材の両端部に金属電極が接合され、これら金属電極どうしを荷重支持体の両端に取り付けることで、超電導線材は、荷重支持体により支持されている。

特開２０１３−６９６６４号公報

ところで、上述した超電導電流リードの構成では、超電導線材は、金属電極において、超電導線材が接合された面と直交する一端面からそれぞれ突出して取り付けられている。これより、超電導電流リードを現場に運搬する際に、超電導線材自体が接合面と一端面との接合部分である角部に接触して損傷し、超電導特性（例えば臨界電流値Ｉｃ）の低下を招き、大電流を流すことが困難になる可能性がある。

また、超電導応用機器として超電導磁石装置を接続する場合、超電導コイルに電流が流れることによって磁場が発生するため、この磁場によるローレンツ力が超電導電流リードに作用することになる。特に、磁場の向きが、超電導線材の幅方向と一致するように超電導電流リードを配置する等のように、超電導電流リードを高磁場環境下で用いる場合、超電導線材の幅広面（以下「テープ面」）に作用するローレンツ力が大きくなる。そして、超電導線材の両端が金属電極に固定され、かつ、中間部分は固定されていないため、このローレンツ力により超電導線材が撓み、超電導線材の厚さ方向の曲げ歪み（以下「フラットワイズ曲げ歪み」）が生じる。このフラットワイズ曲げ歪みが生ずることに起因して、超電導線材自体は、金属電極端部にて曲がることにより金属電極の上述の角部に接触して損傷し、上述したように大電流を流すことが困難になる可能性がある。

本発明の目的は、例えば、磁場中に配置されたとき等において、超電導線材が変位して超電導線材にフラットワイズ曲げ歪みが生じても、フラットワイズ曲げ歪みに起因する超電導特性の劣化を防止でき、信頼性の高い超電導電流リードを提供することである。

本発明に係る超電導電流リードは、テープ状の超電導線材と、前記超電導線材の一端部が接合する接合面を備える金属電極と、を有し、前記超電導線材は、前記接合面の角部から延出するように配置され、前記角部は、面取り形状をなしている構成を採る。

本発明によれば、例えば、磁場中に配置されたとき等において、超電導線材が変位して、超電導線材にフラットワイズ曲げ歪みが生じ、金属電極に接触しても、超電導線材において接触による損傷、つまり、フラットワイズ曲げ歪みに起因する超電導特性（例えば臨界電流値Ｉｃ）の劣化を防止でき、高い信頼性を確保できる。

本発明の一実施の形態に係る超電導電流リードを用いた超電導磁石装置を示す図同実施の形態に係る超電導電流リードの外観図超電導線材の一般的な構成を示す図超電導電流リードをＹ方向基端側から見た正面図超電導電流リードをＺ方向先端側から見た平面図図４におけるＩＶ−ＩＶ矢視断面図図５におけるＶＩ−ＶＩ矢視断面図超電導線材と電極との接合部分の説明に供する部分拡大図超電導線材に形成される撓みを示す図である。本発明の一実施の形態に係る超電導電流リードの変形例１の要部構成を模式的に示す部分拡大図本発明の一実施の形態に係る超電導電流リードの変形例２の要部構成を模式的に示す部分拡大図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る超電導電流リード１０を用いた超電導磁石装置１を示す図である。図２は、超電導電流リード１０の外観図である。図３は、超電導線材１１の一般的な構成を示す図である。図４は、超電導電流リードをＹ方向基端側から見た正面図である。図５は、超電導電流リードをＺ方向先端側から見た平面図である。図６は、図４におけるＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。図７は、図５におけるＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。

図１に示すように、超電導磁石装置１は、超電導電流リード１０、常電導電流リード１５、超電導コイル２０、電源３０、及び低温容器４０等を備える。

低温容器４０は、内側の容器４１と外側の真空槽４２とからなる二重構造を有する。容器４１は冷凍機（図示略）に接続される。真空槽４２は真空ポンプ（図示略）に接続され、内部を真空状態に保持される。

超電導コイル２０は、超電導線材を巻線したコイルである。超電導コイル２０は、低温部となる容器４１内に配置される。超電導コイル２０は、超電導電流リード１０と接続するためのコイル電極２１を有する。

電源３０は、常温部となる低温容器４０外に配置される。電源３０は、常電導電流リード１５及び超電導電流リード１０を介して、超電導コイル２０に電流を供給する。常電導電流リード１５は、例えば銅線である。

超電導電流リード１０は、超電導線材１１、第１の電極１２、第２の電極１３、及び補強部材１４を有する。超電導電流リード１０は、容器４１内に配置される。超電導線材１１の高温側となる一端部は第１の電極１２に接合され、低温側となる他端部は第２の電極１３に接合される。これら超電導線材１１、第１の電極１２及び第２の電極１３は、リード本体を構成する。

本実施の形態では、超電導線材１１を１本用いた超電導電流リード１０について説明するが、本発明は、超電導線材１１を複数本有する超電導電流リードに適用することもできる。

超電導線材１１は、図３に示すように、超電導層１１３を有するテープ状の線材である。超電導線材１１は、例えばテープ状の金属基板１１１上に、中間層１１２、超電導層１１３、安定化層１１４が順に形成された積層構造を有する。

金属基板１１１は、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ系（具体的には、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｍｏ系のハステロイ（登録商標）Ｂ、Ｃ、Ｘ等）、Ｗ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ系（例えば、オーステナイト系ステンレス）、又は、Ｆｅ−Ｎｉ系（例えば、非磁性の組成系のもの）等の材料に代表される低磁性の結晶粒無配向・耐熱高強度金属基板である。

中間層１１２は、例えば金属基板１１１からの元素の拡散が超電導層１１３に及ぶのを防止するための第１の中間層（拡散防止層）と、超電導層１１３の結晶を一定の方向に配向させるための第２の中間層（配向層）など、複数の中間層を有する。第１の中間層は、例えばガリウムドープ酸化亜鉛層（ＧＺＯ）又はイットリウム安定化ジルコニア層（ＹＳＺ）で構成される。第１の中間層の成膜には、例えばイオンビームアシスト蒸着法（ＩＢＡＤ：Ion Beam Assisted Deposition）を適用できる。第２の中間層は、例えば酸化セリウム層（ＣｅＯ_２）で構成される。第２の中間層の成膜には、例えばＲＦスパッタ法を適用できる。また、２層以上の構造を有する中間層１１２として、第１の中間層としてのＧＺＯ層と、ＣｅＯ_２層との間に、ＩＢＡＤ法によりなるＭｇＯ層、スパッタリング法によりなるＬａＭｎＯ_３層を順に積層したものとしてもよい。

超電導層１１３は、例えばＲＥＢａ_ｙＣｕ_３Ｏ_ｚ系超電導体（ＲＥは、Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ及びＹｂから選択される１又は２種以上の希土類元素であり、ｙ≦２及びｚ＝６．２〜７）等の酸化物超電導体で構成される。ＲＥ系超電導体としては、ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７で表されるイットリウム系超電導体が代表的である。超電導層１１３の成膜には、有機金属体積法（ＭＯＤ：Metal-organic deposition）、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ：Pulsed Laser Deposition）、スパッタ法、又は有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）を適用できる。

超電導層１１３には、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂのうち少なくとも１つを含む５０［ｎｍ］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が好ましい。この場合、超電導層１１３の成膜法としては、三フッ化酢酸塩（ＴＦＡ）を用いたＴＦＡ−ＭＯＤ法が好適である。例えば、ＴＦＡを含むＢａ溶液中に、Ｂａと親和性の高いＺｒ含有ナフテン酸塩等を混合することにより、ＲＥ系超電導体からなる超電導層１１３に、Ｚｒを含む酸化物粒子（ＢａＺｒＯ_３）を磁束ピンニング点として分散させることができる。なお、超電導層１１３中に磁束ピンニング点を分散する手法は、公知の技術を適用することができる（例えば特開２０１２−０５９４６８号公報）。

超電導層１１３中に磁束ピンニング点を分散させることにより、超電導線材１１が湾曲した状態で用いられても、磁場の影響を受けにくく、安定した超電導特性が発揮される。

安定化層１１４は、主に水分等から超電導層１１３を保護するとともに、超電導状態が部分的に破れて抵抗が発生（常電導転移）した場合に電流を迂回させるための層である。安定化層１１４は、電気抵抗率が低く、熱伝導率の高い材料で構成されるのが好ましく、例えばＡｇ又はＣｕで構成される。安定化層１１４の成膜には、例えばスパッタ法を適用できる。

なお、超電導線材１１の熱収縮率は、主として金属基板１１１に依存する。室温から７７Ｋに冷却した際のハステロイの熱収縮率は、０．２０４［％］である。また、超電導線材１１の熱伝導率は、主として金属基板１１１及び安定化層１１４に依存する。７７Ｋにおけるハステロイの熱伝導率は５．１６４［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であり、Ａｇの熱伝導率は２３７．３［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］である。

第１の電極１２（高温側電極）及び第２の電極１３（低温側電極）は、銅又は銅合金等の金属材料で構成される。例えば、第１の電極１２（高温側電極）及び第２の電極１３（低温側電極）は、表面に錫めっき処理が施された無酸素銅製の金属電極で構成される。

第１の電極１２は、容器４１の底面近傍に配置され、導体引出部（図示略）を介して常電導電流リード１５に接続される。第１の電極１２の近傍の温度は、例えば７７［Ｋ］である。第２の電極１３は、超電導コイル２０の近傍に配置され、超電導コイル２０のコイル電極２１に接続される。第２の電極１３の近傍の温度は、例えば４．２［Ｋ］である。

第１の電極１２及び第２の電極１３は、それぞれ長さ方向（Ｘ方向）における一方の端面（端面部１２１、１３１）に、超電導線材１１を固定するための固定溝１２０、１３０を有する。固定溝１２０、１３０の幅方向（Ｙ方向）両端は、開放されていてもよいし、閉塞されていてもよい。固定溝１２０、１３０の高さ（Ｚ方向）は、超電導線材１１の厚みよりも若干大きく設定される。固定溝１２０、１３０の深さ（Ｘ方向）は、超電導線材１１と強固に接合し、接続抵抗が充分小さく、かつ支持できる程度であればよい。

第１の電極１２の固定溝１２０には、超電導線材１１の一方の端部が固定溝１２０の底部に突き当たるまで挿入される。第２の電極１３の固定溝１３０には、超電導線材１１の他方の端部が固定溝１３０の底部に突き当たるまで挿入される。超電導線材１１と固定溝１２０、１３０の隙間には溶融半田が充填される。すなわち、超電導線材１１と第１の電極１２及び第２の電極１３は、半田付けにより接合され、機械的及び電気的に接続される。

図８は、固定溝１３０の要部構成を示す拡大断面図である。

固定溝１３０を有する第２の電極１３と、第１の電極１２とは同様に構成されている。このため、以下では、第２の電極１３の構成を主に説明し、第１の電極１２における構成は、第２の電極１３と同様であることから、図面では第１の電極１２における構成要素を示す符号を、第２の電極１３において同名称を示す符号に対応して記載して、第１の電極１２の構成の詳細な説明を省略する。

固定溝１３０では、超電導線材１１の延在方向に沿って互いに対向する接合面１３２（１３２−１、１３２−２）間に超電導線材１１の一方の端部１１ａが挿入された状態で半田１４０により導通可能に接続されている。具体的には、接合面１３２−１、１３２−２は、固定溝１３０において互いに対向する内側壁面を構成し、これら接合面１３２のそれぞれが、超電導線材１１の端部１１ａに、半田１４０を介して接合されている。接合面１３２−１、１３２−２は、電極１３の一端面１３１と交差して連続する（ここでは直交する）とともに接合面１３２−１、１３２−２の角部、つまり、固定溝１３０の開口縁部１３５を構成する。

このように、超電導線材１１は、電極１３、１２に対して、電極１３、１２の一端面１３１、１２１から張り出すように、一端面１３１、１２１と隣り合う固定溝１３０、１２０を形成する内側壁面である接合面１３２、１２２で電極１３、１２に電気的に接合されている。

固定溝１３０（１２０）において幅方向に延在する開口縁部１３５（１２５）は、面取り加工されることにより、面取り形状をなしている。ここでは、固定溝１３０（１２０）の角部である開口縁部１３５（１２５）はＲ面の面取り加工が施され、その外面は、Ｒ面となっている。なお、開口縁部１３５（１２５）の面取り形状は、丸みを帯びた形状（Ｒ面形状）など、面取りされていればどのような形状でもよい。後述するように、９０度超１８０度未満の角度の面取り形状、より好ましくは１００度以上１６０度以下の角度の面取り形状である。

この湾曲する開口縁部１３５（１２５）のＲ面を構成する曲げ半径（Ｒ）は、外部磁場下に超電導電流リード１０が設置された際に、ローレンツ力によって線材が引っ張られ、電極縁部（ここでは、開口縁部１３５（１２５）に相当）と接触して曲がる超電導線材１１のフラットワイズ曲げ歪みが０．３％を超えないように設定される。超電導線材１１は、フラットワイズ曲げ歪みにより、電極１３（１２）に当接した際（具体的には、開口縁部１３５、１２５）に、通電特性が劣化するためである。ここでは、開口縁部１２５（１３５）の曲げ半径を２０［ｍｍ］以上とする。

これにより、外部磁場により、超電導線材が開口縁部１３５（１２５）に接触するように、変位しても、開口縁部１３５（１２５）によって損傷することがなく、通電時における超電導特性の低下を防ぐことができる。

超電導線材１１は、補強部材１４内に、所定の電極間距離（第１の電極１２と第２の電極１３の離間距離）を空けて収容されている。

補強部材１４は、中空の直方体部材であり、天面が開口した収容部１４２及び開口を閉塞する蓋部１４１を有する。収容部１４２にリード本体が収容された後、収容部１４２の開口を閉塞するように蓋部１４１が接着される。なお、収容部１４２及び蓋部１４１には、部分的に開口が形成されていてもよい。

なお、補強部材１４がＧＦＲＰやステンレス合金等で構成される場合、超電導線材１１の熱収縮率は補強部材１４の熱収縮率よりも小さい。この場合、熱伝導率の高い超電導線材１１の方が冷却の進行が速く、冷却初期の収縮量は補強部材１４よりも超電導線材１１の方が大きくなる。これにより、超電導線材１１の開口縁部１３５（１２５）が直交した鋭角形状であれば、超電導線材１１が第１の電極１２及び第２の電極１３のそれぞれに接触して、損傷する恐れがある。

超電導電流リード１０によれば、冷却時に超電導線材１１と補強部材１４に生じる熱収縮量の差に起因して超電導線材１１にフラットワイズ曲げ歪みが生じることにより、超電導線材１１が変位しても、超電導線材１１と第１の電極１２及び第２の電極１３との接触により、超電導線材１１自体が損傷することがない。よって、好適な超電導特性を確保して、超電導電流リードとして高い信頼性を実現できる。

また、本実施の形態では、リード本体が補強部材１４に収容されたときに、超電導線材１１が第１の電極１２と第２の電極１３との電極間において撓みを有する場合がある。超電導線材１１に形成される撓みを図９に示す。

図９に示す超電導線材１１の露出長は、超電導線材１１の全長から固定溝１２０、１３０の深さ（Ｘ方向の長さ）を除いた長さである。このリード本体を補強部材１４に収容したときの電極間距離が超電導線材１１の露出長よりも短ければ、図９に示すように、超電導線材１１に撓み量で示す撓みが形成される。

このように金属電極１２、１３間において超電導線材１１が撓みを有する場合でも、固定溝１２０（１３０）の開口縁部（接合面１３２、１２２の角部）１３５（１２５）が、面取り形状である（ここでは、Ｒ面形状であり、丸みを帯びている）ため、超電導線材１１が撓むことで開口縁部１３５（１２５）に接触しても損傷することはない。よって、好適な超電導特性を得ることでき、超電導電流リードとしての高い信頼性を確保できる。

なお、超電導電流リード１０において、第１の電極１２及び第２の電極１３のうちの少なくとも一つの固定溝部の開口縁部が、９０度超１８０度未満の角度の面取り形状をなす構成としてもよい。これは、開口縁部に面取り加工を施こすなどして形成できる。この一例を図１０に変形例１として示す。

図１０は、本発明の一実施の形態に係る超電導電流リードの変形例１の要部構成を模式的に示す部分拡大図である。

図１０に示す超電導電流リード１０Ａは、超電導電流リード１０構成と比較して、超電導電流リード１０における開口縁部１２５、１３５の形状のみ異なり、その他の構成要素は同様である。よって、同一の構成要素には同一の名称とそれに対応する符号を付し、その説明を省略する。

図１０に示す超電導電流リード１０Ａは、テープ状の超電導線材１１と、超電導線材１１の両端部がそれぞれ接合する接合面１３２Ａ、１２２Ａを備える金属製の電極１２Ａ、１３Ａとを有する。超電導電流リード１０Ａでは、超電導線材１１は、接合面１３２Ａ（１３２Ａ−１、１３２Ａ−２）の角部である開口縁部１３５Ａ（１２５Ａ）から延出するように配置されている。加えて、開口縁部１３５Ａ（１２５Ａ）は、９０度超１８０度未満の角度の面取り形状をなしている。例えば、開口縁部となる角を、直角二等辺三角形等のように辺の長さが所定の長さの直角三角形で切り取ることで形成する。この構成によれば、開口縁部１３５（１２５）を有する超電導電流リード１０と同様の作用効果を得ることができる。

また、超電導線材１１と電極１２、１３との接合構造としては、例えば、図１１に示す超電導電流リード１０Ｂのように、超電導線材１１の一端部１１ａを電極１２Ｂの外面である接合面１２８に半田付けした構造でもよい。なお、図１１は、本発明の一実施の形態に係る超電導電流リードの変形例２の要部構成を模式的に示す部分拡大図である。この図１１では、超電導電流リード１０Ｂにおいて超電導線材１１の両端に接続される電極のうち、一方の電極１２Ｂと超電導線材１１との接続部分を模式的に示している。

図１１に示すように、電極１２Ｂでは、超電導線材１１の一端部１１ａが半田１４０Ｂで接合された外面としての接合面１２８の角部１２９は、面取り形状（ここではＲ面形状）に形成されている。これにより、電極１２Ｂの外面から延出する超電導線材１１は、湾曲形状の角部１２９の上を通過するように配置される。なお、超電導線材１１の他端部が接合される他の電極の角部（縁部）の外面も、同様に面取り形状をなすように、超電導電流リード１０Ｂは構成される。これにより、冷却時に超電導線材１１が熱収縮して超電導線材１１自体が変位して電極の角部１２９に接触しても、損傷することがない。すなわち、超電導線材において接触による損傷、つまり、フラットワイズ曲げ歪みに起因する臨界電流値Ｉｃ等の超電導特性の劣化を防止でき、高い信頼性を確保できる。

［実施例１］
実施例１では、ＴＦＡ−ＭＯＤ法により形成したＹＢＣＯからなる超電導層を有する１本の超電導線材を用意し、この両端部に、溝端部に面取りを施し、且つ、表面に錫めっき処理が施された無酸素銅製の金属電極を接合した。さらに、超電導線材をＧＦＲＰ製の補強部材内に収容して、図１０に示す超電導電流リード１０Ａを作製した。すなわち、実施例１の超電導電流リードにおいて金属製の第１及び第２の電極の固定溝部の開口縁部の形状は、１３５度の形状である。超電導線材の線材長は１５０［ｍｍ］、電極間距離は１００ｍｍであり、超電導線材自体には撓みはない。
［実施例２］
実施例２では、実施例１と同様の構成を有する超電導電流リードにおいて、図１〜図８に示すように、金属電極の開口縁部を、Ｒ面形状（半径２０［ｍｍ］）にして超電導電流リードを製作した。なお、この実施例２の超電導電流リードにおいて、超電導線材の撓みはない。
［実施例３］
実施例３では、電極間の超電導線材を撓ませて、実施例１と同様の超電導電流リードを製作した。
［実施例４］
実施例４では、電極間の超電導線材を撓ませて、実施例２と同様の超電導電流リードを製作した。

［比較例１］
比較例１では、実施例１と同様の構成を有する超電導電流リードにおいて、金属電極の固定溝部の開口縁部の形状を直角にし、且つ、電極間の超電導線材に撓みがない超電導電流リードを製作した。
［比較例２］
比較例２では、実施例１と同様の構成を有する超電導電流リードにおいて、金属電極の固定溝部の開口縁部の形状を直角にし、且つ、電極間の超電導線材が撓みを有する超電導電流リードを製作した。

実施例１〜実施例４、比較例１及び比較例２に係る超電導電流リードについて、極低温環境下において、臨界電流特性を評価した。具体的には、超電導電流リードの金属電極に熱伝導板を取り付け、伝導冷却により超電導電流リードが７７［Ｋ］（高温側）−４．２［Ｋ］（低温側）となるように冷却し測定した。なお、外部磁場は高磁場である０．５［Ｔ］とした。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、金属製の電極の固定溝部の開口縁部（溝端部）における面取りの有無によって超電導電流リードの通電特性に差が生じることが判った。すなわち、超電導線材が接合された部分の角部が面取り形状であれば、通電特性、つまり、超電導特性は低下しない。一方、比較例１、２では、通電特性が劣化している。これは、実施例１〜４では、ローレンツ力による超電導線材の撓みによって金属電極に接触しても、それにより損傷することがなく、比較例１、２では、電極の固定溝部の開口縁部（角部）が直角であるので、これに超電導線材が接触して超電導特性が低下したと考えられる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１超電導磁石装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ超電導電流リード
１１超電導線材
１１ａ超電導線材の一端部
１１１金属基板
１１２中間層
１１３超電導層
１１４安定化層
１２、１２Ａ第１の電極（金属電極）
１２Ｂ電極
１３、１３Ａ第２の電極（金属電極）
１４補強部材
１５常電導電流リード
２０超電導コイル
３０電源
４０低温容器
１２０、１２０Ａ、１３０、１３０Ａ固定溝（固定溝部）
１２１、１２１Ａ、１３１、１３１Ａ一端面
１２２、１２２Ａ、１２８、１３２、１３２Ａ接合面
１２５、１２５Ａ、１３５、１３５Ａ開口縁部（角部）
１２９角部
１４０、１４０Ｂ半田

Claims

テープ状の超電導線材と、
前記超電導線材の一端部が接合する接合面を備える金属電極と、
を有し、
前記超電導線材は、前記接合面の角部から延出するように配置され、
前記角部は、面取り形状をなしている、
超電導電流リード。
前記金属電極は、前記超電導線材が挿入される固定溝部を有し、
前記接合面は、前記固定溝部において互いに対向する内側壁面の少なくとも一方の壁面であり、
前記角部は、前記固定溝部の開口縁部である、
請求項１に記載の超電導電流リード。
前記角部は、９０度超１８０度未満の角度の面取り形状をなしている、
請求項１又は２に記載の超電導電流リード。
前記角部は、Ｒ面形状である、
請求項１又は２に記載の超電導電流リード。
前記金属電極は、前記超電導線材の両端部に接合され、
前記超電導線材と前記金属電極とを含むリード本体を、所定の電極間距離となるように位置決めした状態で収容する補強部材を更に備え、
前記超電導線材は、前記金属電極間において撓みを有する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の超電導電流リード。
前記超電導線材は、金属基板上に中間層、超電導層、安定化層を順に積層して形成されており、
前記超電導層は、ＴＦＡ−ＭＯＤ法により形成され、
前記超電導層中に、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、
請求項１から５のいずれか一項に記載の超電導電流リード。