JPH0244661A

JPH0244661A - 電流通路の接続装置

Info

Publication number: JPH0244661A
Application number: JP19386488A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Wada; 一郎和田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1988-08-03
Publication date: 1990-02-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、高温超電導材を用いた電流通路基板、電線あ
るいはコイル装置等に適用可能な電流通路の接続装置に
係わり、特に超電導特性を損うことなく超電導電流通路
の接続を行う電流通路の接続構造に関する。

（従来の技術）超電導材を用いた電線として合金超電導電線が開発され
ているが、これら２本の合金超電導電線を接続したり、
あるいは合金超電導電線の端部を常電導用端子に取付け
る必要性が非常に多い。

従来、以上のような超電導電流通路の接続に当り、前者
の２本の合金超電導電線を接続する場合、各電線端部か
ら充分長く外部シースを剥ぎ取ると共にその露出部分で
ある超電導部分を互いに撚り合せた後、外側から機械的
に圧着して接続する方法である。

一方、後者の合金超電導電線の端部を常電導用端子に取
付けるものは、第１９図に示す如く合金超電導電線１の
端部から十分長い距離外部シースを剥ぎ取り、その露出
部分である超電導部分を電導用端子２に渦巻き状に配置
し、その上から当て板３を当ててボルト・ナンドで締付
けることにより、合金超電導電線１と常電導用端子２と
を接続する方法である。

（発明が解決しようとする課題）しかし、以上のような接続方法は、接続部分に空隙が生
じ易いためにその空隙に外部雰囲気が侵入し易い傾向に
あり、その上、高温超電導材は湿気にも弱いために長期
間にわたって超電導特性を安定に維持することが難しい
。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、高温超電導
電流通路の接続部分の気密性を高め、長期間にわたって
超音波電導特性を安定に維持させうる電流通路の接続装
置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、電流通路の端部面を他の電
流通路の端部または接続端子に接続する場合でもその端
面仕上げや面出しを行うことなく正確に接続しうる電流
通路の接続装置を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、高温超電導物質でコイル
パターンを形成したコイル基板を重ね合せた時、相対す
る基板のコイルパターン接続部分を確実に接続しつる電
流通路の接続装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を達成するための手段）本発明による電流通路の接続構造は上記ｌ」的を達成す
るために、セラミックス鐵維または高温下で高温超電導
材と反応しにくい物質で（Ｉ■成された紐状、平板状等
の電流通路基体の面部に蒸菅法により高温超電導層を形
成してなるそれぞれの電流通路を接続する装置において
、これら２つの電流通路の高温超電導層を互いに向き合
うように重ね合せて圧着保持し、または前記２つの電流
通路を突き合せた状態で外側から筒状高温超電導材で保
持する保持装置と、この保持装置によって保持された２
つの電流通路の高温超電導層に外部から熱を加えて溶接
により接続する溶接接続手段とを備えたものである。

また、他の手段として、２つの電流通路の接触部分を蒸
着接続１機械的な加圧接続または超電導材微細物を介し
て接続する構成としたものである。

さらに、電流通路としてコイル装置である場合、セラミ
ックス基板上に未焼成の高温超電導材を用いてコイルパ
ターンを形成し、かつ、このコイルパターンの接続部分
に酸素の入り込める空間ギャップを設けたコイル基板と
、これらコイル基板の相対するコイルパターンの接続部
分を互いに接触させ、焼成および酸素雰囲気下で熱処理
を行って互いの接触部分を融合させて接続する融合接続
手段とを備えたものである。

（作用）従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより
、セラミックス繊維または高温下で高温超電導材と反応
しにくい物質を用いて紐状、平板状等とした電流通路の
面部に蒸着法にて高温超電導層を形成し紐状（例えば電
線）または平板状（例えば基板）等の電流通路を得る。

しかる後、２つの電流通路の高温超電導層を接続する場
合、２つの電流通路の高温超電導層が接触する如く重ね
合せて保持装置で締付は保持し、外部からその高温超電
導層の接触部分に熱を与えて両高温超電導層を溶接（溶
着）することにより、２つの電流通路を接続する。

また、本発明は、２つの電流通路の高温超電導層を接触
するように重ね合せた後、同様に圧着保持部材で圧管保
持して蒸着法を用いて両高温超電導層の接触部分を蒸若
し、あるいは前記２つの電流通路の重ね合せ部分を加圧
接続部材で外部から機械的な力を加えて接続する。

また、２つの電流通路どうしを突き合わせ接続または電
流通路と接続端子とを接続する場合、その接続空間部分
に超電導材微細物またはこの超電導微細物を所定の形状
にプレスした超電導接続媒体を介在させた後、これら超
電導材微細物または超電導接続媒体を外部から締付は部
材を用いて締付けることにより接続する。

さらに、電流通路としてコイル装置を用いた場合、セラ
ミックス基板上に未焼成の高温超電導材を用いてコイル
パターンを形成し、かつ、このコイルパターンの接続部
分に酸素の入り込める空間ギャップを形成した複数のコ
イル基板を重ね合せてコイル装置を作るが、このときコ
イル基板の相対するコイルパターンの接続部分に一部ギ
ャップを何して接触させ、焼成または酸素雰囲気下の熱
処理により互いの接続部分に酸素を侵入させて融合接続
する。

（実施例）以下、請求項１に係わる発明の実施例ついて説明する。

ここで、先ず、第１Ａ図ないし第２Ｂ図を参照しながら
超電導材を用いた可とう性を有する電流通路１０の構成
について説明する。第１Ａ図および第１Ｂ図において１
１はセラミックス繊維１１ａ、ｌｌｂで織り込んだ紐状
、平板状（布状）等のセラミックス繊維体であって、１
１ａは縦方向セラミックス繊維であり、１．１　ｂは横
方向セラミックス繊維である。これら各セラミックス繊
維１１ａ、ｌｌｂは、屈曲性をＨし、かつ、高温超電導
物質と高温下で反応しにくいセラミックス材が用いられ
る。−例として金属酸化物系に属し、かつ、５ｉ−Ｔｉ
−Ｃ−０の構造式を持つ一種のセラミックス繊維が使用
される。

このようなセラミックス繊維１１ａ、ｌｌｂは他のセラ
ミックス材よりも細い例えば８．５±０．５μｍのもの
を連続的に作ることが可能であり、しかも自由に編んで
紐状、平板状等に作ることができ、高温（例えば１００
０°Ｃ）の酸化性雰囲気または空気等に対して充分なる
抵抗性を持っている。

次に、以上のようにして得られたセラミックス繊維体１
１の片面（第１Ａ図）または両面（第１Ｂ図）に蒸着法
により超電導物質を蒸着することにより、例えば０．３
〜２．０μ信厚さ程度の薄膜単結晶の高温超電導層１２
を形成する。この高温超電導物質の典型的な材料は例え
ばＬａ５ｒ−Ｃｕ−０系、Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−０系ある
いはＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系等の金属酸化物系のものが使
用される。なお、蒸着法を用いて４００°Ｃ〜６００°
Ｃ程度に加熱すれば、高温超電導材はセラミックス繊維
体１１に親和性よく蒸着されて高温超電導層１２を形成
することができる。

さらに、前記セラミックス繊維体１１の片面側または両
面側に高温超電導層１２を施した後、特性改善用ガスま
たは特性改善用ガスを含む雰囲気の中で熱処理すること
により、臨界電流密度を高めて超電導特性を上げること
ができる。

従って、かかる電流通路１０は、屈曲性に富み、フレキ
シブル基材として有効なものとなり、高温の酸化性雰囲
気、高温の空気であっても充分に抵抗性を保有する。し
かも、蒸着法を用いて形成した高温超電導層１２は非常
に薄膜状態に形成できることから、柔軟性、変形性に優
れ、フレキシビリティに富んだものを実現できる。

次に、第２Ａ図および第２Ｂ図は、高温下で高温超電導
物質と反応しにくい基板物質としてＡｇを用いた例であ
る。第２Ａ図は例えば１０μｍのＡｇ薄板１３の片面に
第１Ａ図と同様な方法により１μｍ程度の高温超電導層
１２を設けたものであり、第２Ｂ図は例えば１０μｍの
Ａｇ薄板１３の両面に第１Ａ図と同様な方法により１μ
■程度の高温超電導層１２を設けたものである。なお、
Ｐｔ　　（白金）やＰｄ　　（パラジウム）も高温下で
高温超電導物質と反応しにくい物質として宵用である。

なお、第１Ａ図〜第２Ｂ図の実施例においては、臨界電
流密度が２　Ｘ　１０６Ａ／ａｍ２を目標とした構成で
あるが、１０４〜１０５Ａ／ｃｍ２のものを作るにはＡ
ｒガス（５０％）＋０２ガス（，５０％）から成る蒸着
ガスを導入しながら２〜８ｍｍＴｏｒｒ程度の真空を保
持しつつ例えば４００’　ｃ〜６００”　ｃ程度に加熱
すれば、特に前述した特性改善処理を必要とするもので
はない。

そこで、以上のようにして得られた２つの電流通路１０
は次のようにして接続する。先ず、第３図はその１つの
例であって、具体的には２つの電流通路１０の各端部を
、それら各端部の高温超電導層１２どうしが互いに接触
する様に重ね合せて保持装置１６により締付は保持する
。この保持装置１６は２つの保持部材を用いて両型流通
路１０の重ね合せ部分を挟み込んで締付は固定する機能
を持ったものである。一方の保持部材は例えば面上に所
定のピッチをもって２つまたは４つのタップ孔１７を設
けた固定台１６ａが使用され、他方の保持部材としては
レーザ光を通す透明１１．６　ｂが使用される。すなわ
ち、この固定台１６ａと透明板１６ｂとで２つの電流通
路１０の重ね合せ部分を挟み込んだ後、ねじを透明板１
６ｂ側の孔１８から通してタップ孔１７に螺入すること
により、２つの電流通路１０の高温超電導層１２を密に
接触させる。しかる後、外部のレーザ光源（図示せず）
から出力されたレーザビーム１９を、レーザ溶接用レン
ズ２０および透明板１６ｂを通して高温超電導層１２に
照射することにより、各電流通路１０の高温超電導層１
２を溶かして溶接により接続する。

次に、第４図（ａ）、（ｂ）は第３図と同様に溶接によ
り２つの電流通路１０を接続するものであり、具体的に
は互いに対向する面側の角部を曲状部とした対をなす下
側圧着保持部材２１ａ。

２１ｂの間に、゛同方向から２つの電流通路１０の高温
超電導層１２を接触させた状態で挿入する。

しかる後、これら下側圧着保持部材２１ａと締付保持部
材２１ｂとをボルト・ナツト２２．２３を用いて締付け
ることにより、両型流通路１０の高温超電導層１２を密
に接触させる。

このようにして２つの電流通路１０を締付保持した後、
各電流通路１０の締付保持部材２１ａ。

２１ｂの曲状部に沿って互いに相反する方向に開くよう
に導出させる。この状態において一ノｊの電流通路１０
上側に上側圧着保持部材２４ａを当てがい、この上側締
付保持部材２４ａから下側圧着保持部材２１ａ側へ当該
電流通路を逃げるようにボルト２５を挿入し、ナツト２
６で締付ける。他方の電流通路１０についても同様に上
側圧着保持部材２４ｂを当てがい、ボルト・ナツト２７
゜２８を用いて締付は保持する。従って、２つの電流通
路１０は各端部の高温超電導層接触部分から上側にＶ字
状部イに開いた状態に固定保持される。

そこで、以上のように２つの電流通路１０を設定したな
らば、そのＶ字状部イにレーザ光を照射するとか、ある
いは接触部分に乾燥した酸素や酸素を含有する窒素ある
いは不活性ガスで包囲しながら溶接を行う。

次に、第５図は筒状高温超電導材３０の両側から突き合
せる如く電流通路１０をそれぞれ挿入した後、高温超電
導材３０の内側面と各電流通路１０の高温超電導層１２
とを溶接し高温超電導通路を形成する。従って、この高
温超電導体３０は電流通路と補強材の両機能を持つこと
になる。

第６図は第４図と同様に２つの電流通路１０を保持した
後、前記Ｖ字状部イの内部に高温超電導材３１を挿入し
、接着ロー付は等にて固着する＋＋’？成である。接着
材としてはエポキシ樹脂、シアノアクリル系樹脂等、ロ
ー付けとしては超音波ハンダゴテを用いてハンダ付は等
をするか、低融点ガラスによるロー付けが望ましい。

従って、以上のような実施例によれば、２つの電流通路
１０の高温超電導層１２を直接または高温超電導材３０
を介して接触部分を溶接することにより、両高温超電導
層１２を確実に接触させて気密性を維持させることがで
き、外部雰囲気の悪い場所でも充分に使用でき、長期間
にわたって安定に超電導特性を保持させることができる
。

次に、請求項２に係わる発明の実施例について説明する
。電流通路の接続装置は、２つの電流通路１０端部の高
温超電導層１２が接触するように重ね合せた後、この高
温超電導層１２の接触部分を高温超電導材による蒸着に
より接続する構成である。

第７図（ａ）、（ｂ）はその一実施例を示す構成図であ
って、２つの電流通路１０の端部を、その高温超電導層
１２側が互いに接触する様に重ね合わせた後、この重ね
合せ部分をそれぞれパツキン３３ａ、３３ｂを介して２
枚の圧着保持部祠３４ａ、３４ｂで挟み込み、ボルト３
５およびナツト３６を用いて締付けることにより、両高
温超電導層１２を接触させる。

しかる後、前記接触部分を可搬形蒸着装置を用いて高温
超電導材を蒸着する。この蒸着手段は、例えば４００’
ｃ〜６００’ｃの温度を保持しつつ真空中でそれぞれ個
別の電子ビームを用いて高温超電導物質としての金属酸
化物系例えばＹ。

Ｂａ、Ｃｕ、Ｏを前記高温超電導層１２の接触部分に蒸
着する。この場合、金属酸化物系の高温超電導材は接触
部分に親和性よく蒸着されて高温超電導通路を形成させ
ることができる。

なお、この蒸着法による２つの電流通路１０の接続は、
上記実施例に限るものではなく、例えば第４図の如く２
つの電流通路１０の高温超電導層１２を接触させた後、
高温超電導材を蒸着させてもよい。

次に、請求項３に係わる発明の実施例について説明する
。この発明は２つの電流通路端部の重ね合せ部分を加圧
接続部材を用いて機械的に押付けることにより、両型流
通路１０の高温超電導層１２を接続する構成である。

第８図はこの発明の一実施例を示す断面図である。同図
において４１は筒状に形成され図示右側内側面にねじ山
を設けたボディ、４２はリング状パツキン、４３はパツ
キン４２の回り止め用スリップ罷金、４４は外周に前記
ボディ４１のねじ山と歯合するねじ山を設けた締付けね
じである。すなわち、この接続手段は、外側に高温超電
導層１２を形成した電線等の電流通路１０の端部をボデ
ィ４１．パツキン４２およびスリップ刑余４３の順序で
挿通する一方、もう１つの電流通路１０の端部を締付け
ねじ４４を通して逆方向からスリップ刑余４３およびパ
ツキン４２の順序で挿通する。しかる後、締付けねじ４
４を回しなからボディ４１の内側に前進螺入させていく
と、締付けねじ４４に押されたパツキン４２による外圧
を受けて２つの電流通路１０は互いに内側に締付けられ
てその外側の各高温超電導層１２は完全に接続される。

この接続装置は２つの電流通路１０が互いに外側から押
圧されるので、高温超電導層１２の接触部分全部が隙間
なく均一、かつ、強力に接触して高温超電導通路を形成
する。

なお、このような機械的な加圧接続手段は前述した第４
図および第７図による接続手段を用いても同様に適用で
きるものである。

次に、請求項４に係わる発明の実施例について説明する
。この発明は、シース内部に超電導材微細物または超電
導線材を収納してなる電線等よりなる２つの電流通路端
部の端面仕上げ１面出しおよび芯合せ等を行うことなく
、各電流通路１０の端部端面間に超電導材微細物等を介
在させて直接面接触させうる接続装置である。

ここで、本発明の詳細な説明するに先立ち超電導材微細
物の製法について説明する。先ず、通常のセラミックス
と同様に未焼成の細い乾燥麺状あるいは粒状のセラミッ
クス材を焼成する。しかる後、焼成されたセラミックス
材を酸素の雰囲気下で熱処理することにより特性向上化
処理を行う。

この処理は高い超電導相を生成するためである。

このようにして特性向上化処理を行った後、前記セラミ
ックス材を寸断、粉砕して微細物に形成する。この状態
において更に特性改善を行う必要があれば再度熱処理を
繰返す。

なお、以上のようにして作られた超電導材微細物は所望
とする形状空間に収容する必要があるが、その形状空間
に適合させるために予め例えば錠剤成型プレスを用いて
前記超電導材微細物をプレスし、高密度化および所定の
形状化を図って超電導接続媒体を作り、２つの電流通路
１０を接続する時に所要する形状の超電導接続媒体を収
納することが考えられる。また、他の使用例として事前
に超電導材微細物をプレスせずに微細物の状態で必要な
空間に充填し、接続時に接続装置等によりプレスしなが
ら２つの電流通路１０を接続する構成である。

なお、前記超電導材微細物を銅等の金属または金属化合
物等のシース内部に高密度に充填すれば超電導電線を製
造することが可能であるが、本発明はかかる超電導材微
細物を充填した電線だけでなく、合金超電導材のワイヤ
状電線等にも適用できることは言うまでもない。以下、
実施例について具体的に説明する第９図および第１０図はこの発明の一実施例を示す図で
ある。すなわち、この接続装置は、逆Ｔ字状接続ボディ
５１の各端面中心部から内部にボディ形状にそって逆Ｔ
字状となる貫通孔、つまり水平方向貫通孔５２およびこ
の貫通孔５２から垂直方向に伸びる貫通孔５３を設ける
と共にそれら貫通孔５２．５３の各出口内面にねじ山が
螺刻されている。

しかして、２つの電流通路１０を接続する場合、前記接
続ボディ５１の水平方向貫通孔５２に超電導材微細物ま
たは第１０図（ａ）に示す形状の超電導接続媒体５４を
挿入する。しかる後、各電流通路１０．１０の端部をそ
れぞれ締付けねじ５５ａ、５５ｂおよび喰付部材５６ａ
、５６ｂを挿通させた後、各締付けねじ５５ａ、５５ｂ
を各水平方向貫通孔５２のねじ山へ螺入する。そうする
と、これら締付けねじ５５ａ、５５ｂに押されて喰付部
材５６ａ、５６ｂが電流通路１０に食込んだ状態で各電
流通路１０を貫通孔５２内部へ前進させ、各電流通路端
面が超電導接続媒体５４を押付けながら締付ける。次に
、垂直方向貫通孔５３に超電導微細物または第１０図（
ｂ）のような超電導接続媒体５７を挿入した後、同様に
垂直側締付けねじ５８を螺入し、前記超電導接続媒体５
７を押付けることにより、前記超電導接続媒体５４を三
方から締付けながら高密度化を図り、各電流通路１０の
高温超電導層１２どうしを接続する。超電導接続媒体５
４、超電導接続媒体５７は焼成あるいは焼成して特性向
上処理をした超電導微細物にバインダを加えプレスした
ものを３００６Ｃ程度の温度でバインダを除去したもの
を用いた。このようにして作ったものは使用時にばらば
らにくずれて粉末と同様な使い易い形に変形する。

次に、第１１図および第１２図は他の実施例を示す図で
あって、これは球状または太鼓状ボディ６０内に多方ま
たは３方から逆Ｖ字状、Ｔ字状等となるように電流通路
１０を挿入した後、ボディ６０に溶接付けにより固定す
る。しかる後、上記逆Ｖ字状、Ｔ状等の接続部分の空間
に超電導接続媒体６１（第１２図参照）を挿入した後、
同様に締付けねじ６２を螺入して超電導接続媒体６１を
押付けることにより、かかる接続媒体６１を介して各電
流通路１０内部の高温超電導層１２どうしを接続する。

さらに、第１３図は開口部内側にねじ山を螺刻した凹状
ボディ６３の底部外側から電流通路ｌＯを挿入してボデ
ィ６３に溶接付けにて固定する。

この状態において前記ボディ６３の凹部内に超電導材微
細物６４または超電導接続媒体を挿入し、その後、他方
の電流通路１０を締付けねじ６５を貫通させてその先端
側部にフランジ６６を溶接付けして固定する。しかる後
、この締付けねじ６５をボディ６３凹部に螺入すること
により、電流通路端面およびフランジ６６にて超電導材
微細物６４または超電導接続媒体を押付けて高密度化を
図ることにより、超電導材微細物６４または超電導接続
媒体を介して２つの電流通路１０の高温超電導層１２を
接続する。

次に、第１４図は電流通路１０の端部を接続端子６７に
接続する例であって、構成的には第９図と類似するので
同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。図
中、６７ａは端子孔である。

従って、以上のような実施例の構成によれば、複数の電
流通路１０の端部端面どうしの接続部分間に超電導材微
細物または超電導接続媒体等を介在させ、これら接続媒
体等を締付けて高密度化を図ることにより、これら接続
媒体等を介して複数の電流通路１０の超電導層１２を接
続したので、特に電流通路１０の端面を高精度に仕上げ
たり、両型流通路１０の芯合せを行うことなく、直接面
接触させたと同様の機能を発揮させることができる。高
温超電導セラミックスは結晶の異方性、コヒーレント長
が短く、自由電子密度が低いため超電導材微細物、超電
導接続媒体等の媒体の表面状態が特性上問題となる。こ
のためこれらの媒体の表面は鏡面に近い状態で、超電導
材微細物間に隙間が発生しない様に圧着する必要がある
。超電導材微細物の表面状態を向上させるには溶融寸前
まで温度を上げる方法、薬品で表面を溶解する方法等が
適することが分った。また、超電導材微細物表面に単分
子膜あるいは単分子膜に近い超薄膜状のＡｇ、Ｐｔ、Ｒ
ｈ等を蒸着し表面を活性化したものを用いても超電導を
示す。これは超電導物質部で発生するトンネル効果であ
ると類推される。

また、シース内部に高温超電導微細物を充填させた電線
等の電流通路１０の接続に際し、その電流通路１０端部
のシースを剥がしたときに端部から微細物がくずれ落ち
るために接触が非常に難しくなるが、本装置の場合には
特にシースをｉｌがすことなくそのままの状態で接続す
ることができる。

また、電流通路１０内部の高温超電導層１２が微細物で
ない場合にはシースを剥がした状態で上記実施例を適用
できることは言うまでもない。

なお、上記実施例において２つの電流通路１０を接続後
、熱膨張等で接続媒体等と電流通路端面との間に隙間が
生ずる場合が考えられるが、この場合には予め接続媒体
等を例えば第１４図に示すように弾性部材５９で押し付
けるようにしてもよい。また、ボディ例えば５１と締付
けねじ例えば５５ａ、５８とが完全な気密化を必要とす
る場合にはボディ内面部やあるいは締付けねじ５８と接
続媒体５７との間等にバッキングを挿入するｔＭ成であ
ってもよい。

次に、請求項５に係わる発明の実施例について説明する
。この発明は電流通路としてコイル装置を用いた例であ
る。先ず、セラミックス基板上に形成されたコイルパタ
ーンどうしの接続が難しい理由について述べる。高温超
電導材でコイルを作る場合、高；Ｈ超電導材がセラミッ
クスであるためにガラスファイバのように細くしなけれ
ば＋ｉＪとう性が得られず、また細い線状のものは臨界
電流密度Ｊｃを高くすることが難しい。現在線材を作る
には銀シース中に高温超電導微細物を高密度に充填し、
超電導特性を出すために酸素雰囲気中で熱処理を行い、
その後、銀シースを除去する研究がなされている。この
方法で作ったものは長物ができず、可とう性が良くない
。

しかし、近年、セラミックス系の高温超電導物質による
単結晶薄膜を用いて臨界電流密度Ｊｃを１０７Ａ／Ｃ１
１２近辺まで高めることが見い出されている。従って、
コイルに高温超電導物質による単結晶薄膜を使用すれば
、コイルパターンを形成したコイル基板を作ることがで
きる。そこで、このような複数のコイル基板を重ね合せ
てコイル装置を作るとき、各コイル基板のコイルパター
ンを接続する必要があるが、大電流を流せる接続は難し
く、また金属によるロー付は手段を用いればコイルパタ
ーンとコイルパターンの間に金属が挟まることになり好
ましくない。圧着によりコイルパターン間を接続するこ
とも考えられるが、この場合には圧着面を大きくすると
共に巨大な圧力を加えて圧着しながら使用することは不
便な面が多い。

しかも、圧着装置の大きさ、材質等によりコイルパター
ンの特性が変化し、装置自体のコンパクト化が図れず、
これによって小形の装置に組込むのが不可能となる。

そこで、本発明装置は以上のような問題点を解決しつつ
実現することにあり、以下、具体的に説明する。

先ず、セラミックス基板は、焼成完了後のセラミックス
ボードあるいは未焼成のグリーンボードを用いる。グリ
ーンボードを用いる場合には焼成温度を未焼成の超電導
物質の焼成温度と合せておく必要力する。このグリーン
ボードの主成分は、Ａ１２０３．ＺｒＯ２のように焼成
温度の高い成分を用いる時にはＡｌ２Ｏ３やＺｒＯ２の
中にガラス質成分や低融点セラミックス成分を添加し焼
成温度を調節する。ガラス質の融点は成分を変化させる
ことにより、６００’　ｃ前後から１５００°Ｃを越え
るものまで作ることができる。

具体的にはセラミックス微粉末の中に焼成温度調整用と
しての適量のガラス質粉末を添加した後、ポリビニルア
ルコール水溶液、ポリ酢酸ビニル水溶液等でねって成型
し乾燥させることにより、所定長さの柱状固定物を得る
。しかる後、切削加工を行って所定厚みのセラミックス
基板を作る。

そして、以上のようにして得られたセラミックボードま
たはグリーンボードの面部に未焼成の高温超電導物質を
シルク印刷または筆書きまたは種々の方法でコイルパタ
ーンを形成する。このときの未焼成高温超電導物質のコ
イルパターンを作るためのインキはＹ、Ｂａ、Ｃｕ系の
ナフテン酸金属塩を例えばＹ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３
の比率で混合し石油系の溶媒で金属濃度６　ｗ　ｔ％の
溶液にしたものもの、あるいはメチル・エチル・ケトン
にポリビニル・ブチラールを溶解した有機溶媒を用いて
高温超電導物質の微粉末をねり、印刷インク程度の粘度
にしたものを用いる。コイルパターンを形成した後に溶
媒を飛ばす。

しかして、以上のようにしてセラミックス基板面にコイ
ルパターンを形成するに際し、そのコイルパターンのコ
イル端部、つまり接続部分は第１５図に示すように形成
する。すなわち、例えば一方のセラミックス基板７１面
に施した平坦なコイルパターン７２（第１６図参照）の
接続部分７３ａに対し、他方のセラミックス基板７１に
施したコイルパターン７２の接続部分７３ｂは、はぼコ
イルパターン幅の半分に相当する長さＬ】を密接部とし
、他の残り部分に相当する長さし２部分を非密接部とす
ることにより、焼成後に酸素雰囲気下で特性改善処理を
行ったときにコイルパターン内部に酸素が容易に侵入さ
せることにより、超電導特性を作り、かつ、その臨界電
流密度Ｊｅを高めることにある。酸素の当りにくい部分
は臨界電流密度Ｊｃが低く、大電流を流すための超電導
材とならない。

なお、前記焼成後のセラミックボードで焼成；晶度が１
５００’ｃ以上のアルミナＡｌ２Ｏ３やジルコニアＺｒ
Ｏ２等を用いる場合にはコイルパターンの熱処理温度で
ある９００″Ｃ内外の温度では各基板間が融着しないた
めに結合剤をコイルパターン上に塗布する必要がある。

この結合剤はガラス質を主体とするガラスフリットとし
て市販されているものをコイル端部の接続部分を除く基
板密告部分に塗布し、未焼成超電導物質の焼成時に基板
間も同時に融着させるようにしてもよい。なお、コイル
端部の接続部分は必要により面積を大きくするとか、あ
るいは未焼成超電導物質を厚塗りしてもよい。また、セ
ラミックス基板にレコード盤の如く溝を掘削し、その部
分に超電導物質を充填する方法、あるいは筒状または非
筒状柱体の如くセラミックス基体の周上にコイルパター
ンを形成し、あるいは円錐形のセラミックス基体の周上
にコイルパターンを形成してもよい。

第１６図はセラミックス基板７１にコイルパターン７２
を施したコイル基板７４を複数枚重ね合せ、これらコイ
ル基板７４．・・・を両側から端子板７５．７５で挟み
込んだコイル装置である。このようなコイル装置におい
て第１７Ａ図は第１６図のＡ−Ａ’矢印方向から見た図
である。同図において７３ａは接続部分、７６は支持部
材等を挿入する中空部である。７６ａはコイル基板７４
裏面側とのコイルパターン７２ａとパスさせる溝部であ
る。なお、セラミックボードの場合には上述したように
接続部分７３ａを除いて結合剤７７を塗布して使用する
。第１７Ｂ図は第１６図のＢＢ′矢印方向から見た図で
ある。第１７Ｃ図は第１６図のｃ−ｃ’矢印方向から見
た図である。同図において８０は端子導出孔、８１はコ
イル装置の出力端子である。

次に、第１８Ａ図はセラミックス基板上に２系統のコイ
ルパターンを設けた図、第１８Ｂ図は第１８Ａ図と同様
に２系統のコイルパターンを設けたものであるが、裏面
のコイルパターンヘパスさせる溝位置を異にしたもの、
第１８Ｃ図はセラミックス基板上に多系統のコイルパタ
ーンを形成した図、第１８Ｄ図は各コイル基板上に十字
状の凸部８２を設け、かつ、この凸部８２でのコイルパ
ターン通路部分に通気溝８３を形成した図である。

従って、以上のような実施例のコイル装置によれば、セ
ラミックス基板上に未焼成超電導粉末を溶剤等と混合し
てコイルパターンを形成してコイル基板を作ると共にこ
れら複数のコイル基板を重ね合せたときに、相対する２
つの基板のコイルパターン接続部分の一部に酸素の入り
込みを容易にする非密接部を作ることにより、焼成時ま
たは酸素雰囲気下の特性向上処理時にその接続部分に酸
素が入って超電導特性を生成すると共にその超電導特性
の臨界電流密度を高めることができる。

［発明の効果コ従って、以上詳記したように本発明によれば、次に述べ
るように種々の効果を奏する。

先ず、請求項１，２．３については、２つの電流通路の
高温超電導層を重ね合せる等を行った後、その高温超電
導層の接触部分を溶接、蒸管または機械的な力で接続す
ることにより、高温超電導電流通路の接続部分の気密性
を高めることができ、長期間にわたって超電導特性を安
定に維持できる電流通路の接続装置を提供できる。

また、請求項４においては、複数の電流通路の突合わせ
端面または端子との接続部分の空間部分に超電導材微細
物または超電導接続媒体を介在させ、圧着部材等で圧着
しながら超電導材微細物または超電導接続媒体の高密度
化を図り、かつ、両型流通路端部に押付けることにより
、複数の電流通路の端面仕上げ１面出しおよび芯出し等
を行うことなく直接接触させたと同様の接続を行うこと
ができる。

次に、請求項５においては、セラミックス基板面に未焼
成の超電導物質でコイルパターンを施したコイル基板を
得、これらコイル基板を重ね合せてコイル装置を作るが
、このとき相対するコイルパターンの接続部分の一部に
酸素を容易に侵入させる非密接部を設けたので、焼成後
の酸素雰囲気下で特性向上化処理を行ったときに非密接
部を通して接続部分の密接部に容易に酸素を侵入させる
ことができ、よってコイルの臨界電流密度を十分高くす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図ないし第６図は請求項１に係わる電流通路の接
続装置を説明するために示したもので、第１Ａ図〜第２
Ｂ図は電流通路の各種の構成例を示す図、第３図ないし
第ヰ図はそれぞれ接続装置の実施例を示す構成図、第７
図は請求項２に係わる発明の詳細な説明するもので、同
図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は側面図、第８図は請求
項３に係わる電流通路の接続装置の一実施例を示す断面
図、第９図ないし第１４図は請求項４に係わる発明の詳
細な説明するために示したもので、第９図はその一実施
例を示す断面図、第１０図は第９図の接続装置に使用す
る超電導接続媒体を示す図、第１１図は他の実施例を示
す断面図、第１２図は第１１図の接続装置に使用する超
電導接続媒体を示す図、第１３図および第１４図は同じ
く他の実施例を示す断面図、第１５図（ａ）、（ｂ）な
いし第１８Ｄ図は請求項５に係わる発明の詳細な説明す
るために示したもので、第１５図（ａ）、（ｂ）、はコ
イルパターンの接続部分の接触状態を説明する図、第１
６図はコイル基板を重ね合せたコイル装置の一部切欠き
側面図、第１７Ａ図は第１６図のＡ−Ａ’矢視図、第１
７Ｂ図は第１６図のＢ−Ｂ’矢視図、第１７Ｃ図は第１
６図のｃ−ｃ’矢゛印方向から見た一部の図、第１８Ａ
図ないし第１８Ｄ図はそれぞれ他の実施例を示すコイル
基板の表面図、第１９図は従来の電流通路の接続手段を
説明する図である。１０・・・電流通路、１１・・・セラミックス繊維体、
１２−・・高温超電導層、１６　（１６ａ　、　　１６
　ｂ　）　・−・保持装置、２１ａ、２１ｂ・・・下側
圧着保持部材、２４ａ、２４ｂ・・・上側圧着保持部材
、３０・・・筒状超電導材、３４ａ、３４ｂ・・・圧着
保持部材、４１・・・ボディ、４２・・・パツキン、４
４・・・締付けねじ、５１・・・逆Ｔ字状接続ボディ、
５２．５３・・・貫通孔、５４．５７・・・超電導接続
媒体、５５ａ。５５ｂ、５８，６２．６５−・・締付けねじ、５６ａ・
・・噴込部材、６０・・・ボディ、６３・・・凹状ボデ
ィ、６４・超電導微細物、７１・・・セラミックス基板
、７２・・・コイルパターン、７３ａ、７３ｂ・・・接
続部分、７４・・・コイル基板、７５・・・端子板。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦（ａ）第２Ｂ図第３図（ｂ）第７図第図第図（ａ）（ｂ）第図第図第図ぐｔ〜区ｒｏｃｖ′１ｒｗ′）Ｃ”’＝＼ｊ ζＮ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミックス繊維または高温下で高温超電導材と
反応しにくい物質で構成された紐状、平板状等の電流通
路基体の面部に蒸着法により高温超電導層を形成してな
るそれぞれの電流通路を接続する装置において、これら
２つの電流通路の高温超電導層を互いに向き合うように
重ね合せて圧着保持し、または前記２つの電流通路を突
き合せた状態で外側から筒状高温超電導材で保持する保
持装置と、この保持装置によって保持された２つの電流
通路の高温超電導層に外部から熱を加えて溶接により接
続する溶接接続手段とを備えたことを特徴とする電流通
路の接続装置。
（２）セラミックス繊維または高温下で高温超電導材と
反応しにくい物質で構成された紐状、平板状等の電流通
路基体の面部に蒸着法により高温超電導層を形成してな
るそれぞれの電流通路を接続する装置において、これら
２つの電流通路の高温超電導層を互いに向き合うように
重ね合せて圧着保持する圧着保持部材と、この圧着保持
部材で圧着保持された２つの電流通路の高温超電導層の
接触部分を高温酸素雰囲気下で蒸着法により接続する蒸
着接続手段とを備えたことを特徴とする電流通路の接続
装置。
（３）セラミックス繊維または高温下で高温超電導材と
反応しにくい物質で構成された紐状、平板状等の電流通
路基体の面部に蒸着法により高温超電導層を形成してな
るそれぞれの電流通路を接続する装置において、これら
２つの電流通路の高温超電導層を互いに向き合うように
重ね合せた状態で外部から機械的に圧着して接続する加
圧接続部材とを備えたことを特徴とする電流通路の接続
装置。
（４）セラミックス繊維または高温下で高温超電導材と
反応しにくい物質で構成された紐状、平板状等の電流通
路基体の面部に蒸着法により高温超電導層を形成してな
るそれぞれの電流通路を接続する装置において、これら
２つの電流通路の突き合わせ部分または電流通路と接続
端子との接続部分に超電導材微細物またはこの超電導材
微細物をプレスして所定の形状に形成し超電導接続媒体
を介在させ、これら超電導材微細物または超電導接続媒
体を締付けて２つの電流通路の高温超電導層を接続する
締付接続部材を備えたことを特徴とする電流通路の接続
装置。
（５）電流通路としてコイル装置を用いた場合、セラミ
ックス基板上に未焼成の高温超電導材を用いてコイルパ
ターンを形成し、かつ、このコイルパターンの接続部分
に酸素の入り込める空間ギャップを設けたコイル基板と
、これら各コイル基板の相対するコイルパターンの接続
部分を互いに接触させ、焼成及び酸素雰囲気下で熱処理
を行って互いの接続部分を融合させて接続する融合接続
手段とを備えたことを特徴とする電流通路の接続装置。