JP7278825B2 - Superconducting wire connection structure and superconducting wire connection method - Google Patents
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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。 The present invention relates to a superconducting wire connection structure and a superconducting wire connection method.
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。
Japanese Patent No. 2902239 (Patent Document 1) is a prior document disclosing a method for connecting superconducting wires. The superconducting wire connection method described in
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。 In a conventional superconducting wire connection structure, if the number and thickness of filaments included in each of a plurality of superconducting wires to be connected are different from each other, one filament is unevenly distributed within the sleeve. Therefore, there is room for increasing the contact area between the filaments included in each of the plurality of superconducting wires by suppressing uneven distribution of one filament in the sleeve.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a superconducting wire connection structure that can reduce contact resistance and improve electrical characteristics by increasing the contact area between filaments. aim.
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。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、
複数の第２フィラメントの他の一部は、一の超電導線とは異なる他の超電導線に含まれている。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、複数の第２フィラメントの一部が、少なくとも１つの第１領域の内側に位置し、複数の第２フィラメントの他の一部が、少なくとも１つの第１領域の外側に位置している。
A connection structure for superconducting wires according to the present invention connects filaments of superconducting wires including filaments and coatings to each other. The filament is made of a metallic superconducting material. The covering covers the filaments and is composed of a stabilizing material. The superconducting wire connection structure includes, as filaments, a plurality of first filaments, a plurality of second filaments, and a sleeve. Each of the plurality of second filaments is thinner than each of the plurality of first filaments. The plurality of second filaments is greater in number than the plurality of first filaments. The sleeve has a through hole. A plurality of first filaments and a plurality of second filaments are inserted through the through-holes. Some of the plurality of second filaments are included in one superconducting wire,
Another part of the plurality of second filaments is included in another superconducting wire different from the one superconducting wire. At least one first region is formed in which a plurality of first filaments are positioned when the through hole is viewed from the penetrating direction. A plurality of second filaments are interposed between the sleeve and the at least one first region when the through hole is viewed from the penetrating direction , and a portion of the plurality of second filaments is part of the at least one first region. and another portion of the plurality of second filaments is located outside the at least one first region.
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。 According to the present invention, uneven distribution of one filament in the sleeve can be suppressed, so the contact area between the filaments included in each of the plurality of superconducting wires can be increased. Thereby, in the superconducting wire connection structure, the contact resistance can be reduced and the electrical characteristics can be improved.
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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A superconducting wire connection structure according to each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts in the drawings, and the description thereof will not be repeated.
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。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration of a superconducting magnet having a superconducting wire connection structure according to
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。
A
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。
In the
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。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the superconducting wire connection structure according to
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。
As shown in FIG. 2 , in superconducting
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。
The
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。
The covering
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。
As shown in FIG. 2 , the superconducting
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。
As shown in FIG. 3 , each of the plurality of
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。
The number of
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。
As shown in FIG. 3,
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。
The plurality of
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。
A plurality of
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。
In the superconducting
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。
A method for connecting
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。
A method for connecting
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。
As shown in FIG. 4 , in the preparation step, a plurality of
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。
FIG. 5 is a diagram showing a state in which a plurality of second filaments are divided into two sets in the winding step of the superconducting wire connection method according to
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。
As shown in FIGS. 5 and 6, in the winding process, first, the plurality of
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。
FIG. 7 is a diagram showing a state of a plurality of first filaments immediately before being inserted into the through holes of the sleeve in the insertion step of the superconducting wire connection method according to
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。
As shown in FIGS. 7 to 9 , in the inserting step, the plurality of
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。
FIG. 10 is a diagram showing a state in which the sleeve is inserted between the dies in the press-contacting step of the superconducting wire connection method according to
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。
As shown in FIGS. 10 to 12, in the pressure welding step, a
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。
As shown in FIGS. 10 and 11, each of the pair of press-contact portions that constitute the
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。
In the above-described press-contacting step, the
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。
Here, a superconducting wire connection structure according to a comparative example will be described for comparison with the superconducting
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。
In the method of connecting the
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。
As shown in FIG. 13 , in the superconducting
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。
On the other hand, as shown in FIG. 3, in the superconducting
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。
As described above, in the superconducting
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。
Thereby, by suppressing uneven distribution of one
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。
In the superconducting
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。
As a result, when the inside of the through-
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。
The method for connecting
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。
As a result, while the first region R1 where the plurality of
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。
In the superconducting
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。
As shown in FIGS. 14 and 15, in a superconducting
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。
In this modification, with the above configuration, even when there are a plurality of
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。
In this modification, when the through
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。
In addition, in this modification, the wire diameter of each of the
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。
Moreover, in the connection structure of
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。
Furthermore, in
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。
As shown in FIG. 16, in the superconducting
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。
In this modified example, the configuration described above can prevent one of the
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。
Note that the connection structure of
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。
Embodiment 2.
The superconducting wire connection structure according to Embodiment 2 of the present invention differs from the superconducting
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。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the configuration of a superconducting wire connection structure according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 17 shows the state immediately before the
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。
As shown in FIG. 17, in the superconducting
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。
The plurality of
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。
In the present embodiment, a
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。
A method of connecting
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。
In the preparation step, a plurality of
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。 18 is a diagram showing a state before some of the plurality of second filaments are inserted into the first tubular jig in the first insertion step of the superconducting wire connection method according to Embodiment 2 of the present invention; FIG. be. FIG. 19 shows a state after some of the plurality of second filaments are inserted into the first tubular jig in the first insertion step of the method for connecting superconducting wires according to Embodiment 2 of the present invention, and a prepared state. FIG. 10 is a view showing a plurality of first filaments;
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。
As shown in FIGS. 18 and 19, in the first inserting step, a
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。
FIG. 20 shows a state in which a plurality of first filaments are wound around a plurality of first cylindrical jigs in the first winding step of the superconducting wire connection method according to Embodiment 2 of the present invention, and a prepared first filament. It is a figure which shows 2 cylindrical jig|tools. As shown in FIG. 20, in the first winding step, the plurality of
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。
FIG. 21 shows a state in which the first tubular jig is inserted into the second tubular jig and a plurality of prepared second tubular jigs in the second insertion step of the superconducting wire connection method according to Embodiment 2 of the present invention. 2 and another part of the filament. As shown in FIG. 21 , in the second inserting step, the first
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。
22 is a diagram showing a state in which another part of the plurality of second filaments is wound around the second tubular jig in the second winding step of the superconducting wire connection method according to Embodiment 2 of the present invention; FIG. is. As shown in FIG. 22, in the second winding step, the
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。
FIG. 23 is a diagram showing a state in which the second tubular jig is inserted into the through-hole of the sleeve in the third insertion step of the superconducting wire connection method according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 23 , in the third inserting step, the second
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。
FIG. 24 is a diagram showing a state in which the first tubular jig and the second tubular jig are removed in the removing step of the superconducting wire connection method according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 24, in the removing step, the first
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。
FIG. 25 is a diagram showing a state in which the sleeve is inserted between the dies in the press-contacting step of the superconducting wire connection method according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 25 , in the press-contacting step, the
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。
As described above, in the superconducting
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。
Thereby, the plurality of
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。
In the superconducting
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。
As a result, even when there are a plurality of
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。
In the superconducting
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。
As a result, it is possible to prevent one of the
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。
A method for connecting
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。
As a result, the first region R1 in which the plurality of
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。
In the superconducting
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。
As shown in FIG. 26, also in the superconducting
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。
In the connection structure of
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。
Furthermore, in Embodiment 2 of the present invention, the
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。
As shown in FIG. 27, in the superconducting
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。
The connection structure of
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。
The superconducting wire connection structure according to the third embodiment of the present invention differs from the superconducting
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。
FIG. 28 is a diagram showing the configuration of a superconducting wire connection structure according to
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。
As shown in FIG. 28, in the superconducting
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。
A method of connecting
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。
FIG. 29 shows a state in which the filament is pushed into each of the inside and outside of the pushing jig positioned in the through-hole of the sleeve in the pushing step of the superconducting wire connection method according to
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。
As shown in FIGS. 29 and 30, a
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。
As shown in FIG. 30, when viewed from the axial direction of the cylindrical pushing
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。
In the present embodiment, the short side of the outer shape of the one
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。
A dividing
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。
As shown in FIGS. 29 and 30, in the pushing step in the method for connecting
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。
One bundle of the plurality of
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。
At the
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。
After forming the outer shape of the first region R<b>1 where the plurality of
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。
Thereafter, the plurality of
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。
As described above, in the superconducting
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。
As a result, when the inside of the through
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。
Embodiment 4.
The superconducting wire connection structure according to Embodiment 4 of the present invention differs from the superconducting
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。 FIG. 31 is a diagram showing the configuration of a superconducting wire connection structure according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 31 shows the state immediately before the sleeve is pressed from the outside. are substantially the same as their relative positions shown in FIG.
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。
As shown in FIG. 31, in the superconducting
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。
Since superconducting
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。
It should be noted that in the superconducting
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。
Embodiment 5.
The superconducting wire connection structure according to Embodiment 5 of the present invention differs from the superconducting
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。 FIG. 32 is a diagram showing the configuration of a superconducting wire connection structure according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 32 shows the state immediately before the sleeve is pressed from the outside. are substantially the same as their relative positions shown in FIG.
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。
As shown in FIG. 32, in the superconducting
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。
In the present embodiment, due to the above configuration, each of the plurality of first regions R1 is formed in a linear shape adjacent to each other, the plurality of
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。 In addition, in the present embodiment, two first regions R1 are formed as the plurality of first regions R1.
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。
Moreover, in the superconducting
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。
In the superconducting
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。
As shown in FIG. 33, in a superconducting
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。
With the above configuration, even when there are a plurality of the plurality of
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。
In addition, in this modification, when the through-
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。
Moreover, the connection structure for
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。
Furthermore, in Embodiment 5 of the present invention, the
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。
As shown in FIG. 34, in the superconducting
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。
In this modified example, the configuration described above can prevent one of the
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。
In addition, in the connection structure of
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。 In the above description of the embodiments, combinable configurations may be combined with each other.
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。 It should be noted that the above-described embodiment disclosed this time is an example in all respects, and does not serve as a basis for restrictive interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not to be interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the claims. In addition, all changes within the meaning and range of equivalents to the scope of claims are included.
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。
REFERENCE SIGNS
Claims (9)
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おり、
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、
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領域の外側に位置している、超電導線の接続構造。 A superconducting wire connection structure for connecting a filament made of a metallic superconducting material and a superconducting wire covering the filament and including a coating portion made of a stabilizer, wherein the filament is connected to each other,
As the filaments, a plurality of first filaments, and a plurality of second filaments that are thinner than the wire diameter of each of the plurality of first filaments and that are larger in number than the plurality of first filaments;
a sleeve having through holes through which the plurality of first filaments and the plurality of second filaments are inserted;
Some of the plurality of second filaments are included in one superconducting wire,
Another part of the plurality of second filaments is included in another superconducting wire different from the one superconducting wire,
At least one first region is formed in which the plurality of first filaments are positioned when the through hole is viewed from the through hole, and the sleeve and the at least one first region are formed. The plurality of second filaments are interposed therebetween ,
The portion of the plurality of second filaments is positioned inside the at least one first region, and the other portion of the plurality of second filaments is positioned outside the at least one first region. A superconducting wire connection structure.
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。 The at least one first region is formed in an annular shape when the inside of the through-hole is viewed from the through-hole direction,
2. The superconducting wire connection structure according to claim 1, wherein said plurality of second filaments are positioned inside and outside said at least one first region.
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。 A plurality of first regions are formed as the at least one first region when the inside of the through hole is viewed from the penetrating direction,
2. The connection structure of superconducting wires according to claim 1, wherein each of said plurality of first regions is formed in a linear shape positioned so as to be spaced apart from each other and arranged in parallel.
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。 A superconducting wire connection method for connecting a filament made of a metallic superconducting material and a superconducting wire covering the filament and including a coating portion made of a stabilizer, comprising:
a preparation step of preparing, as the filaments, a plurality of first filaments and a plurality of second filaments having a diameter smaller than that of each of the plurality of first filaments and having a greater number than the plurality of first filaments;
a first inserting step of inserting a portion of the plurality of second filaments into a first tubular jig;
a first winding step of winding the plurality of first filaments around the first tubular jig along the axial direction of the first tubular jig with the first tubular jig as a central axis;
a second inserting step of inserting the first tubular jig wound with the plurality of first filaments into a second tubular jig;
A second winding for winding another part of the plurality of second filaments around the second tubular jig along the axial direction of the second tubular jig with the second tubular jig as a central axis. process and
a third inserting step of inserting the second tubular jig around which the other portion of the plurality of second filaments is wound into the through hole of the sleeve;
removing said first tubular jig from between said part of said plurality of second filaments and said plurality of first filaments, and said other part of said plurality of first filaments and said plurality of second filaments a removing step of removing the second tubular jig from between
a press-contacting step of press-contacting the plurality of first filaments and the plurality of second filaments with each other by pressing the sleeve into which the plurality of first filaments and the plurality of second filaments are inserted from the outside; A method for connecting a superconducting wire.
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