JPH03194866A - 複合超電導線の接続方法及び接続構造 - Google Patents

複合超電導線の接続方法及び接続構造

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JPH03194866A
JPH03194866A JP33537389A JP33537389A JPH03194866A JP H03194866 A JPH03194866 A JP H03194866A JP 33537389 A JP33537389 A JP 33537389A JP 33537389 A JP33537389 A JP 33537389A JP H03194866 A JPH03194866 A JP H03194866A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複合超電導線の接続に係り、特に、複数の常
電導金属が用いられた複合超電導線の良好な接続を得る
に好適な複合超電導線の接続方法及び接続構造に関する
〔従来の技術〕
従来の超電導マグネットの巻線は、超電導体を多数本の
フィラメント状に分割してこれらを常電導金属中に埋め
込んだり、更に別の常電導金属を配置した複合構造を有
する超電導導体で、複合超電導線と呼ばれるものが使用
されている。これは。
超電導フィラメントの小部分が抵抗のある常電導状態に
転移した場合、代わりに局所的な電流のバイパスを形成
すること及び超電導フィラメントに発生した熱を超電導
体よりも熱伝導度の大きい常電導金属によって超電導フ
ィラメントに沿った方向ではなく、それと直交する常電
導金属の方向に逃がすようにすることによって、フラッ
クスジャンプと呼ばれる磁気的な不安定性などを低減す
るためである。それで、?11合超電導線に使用される
常電導金属は安定化材ともいわれて、通常は銅またはア
ルミニウムなどの電気抵抗の小さい金属が使用されてい
る。
一方、超電導線(超電導体)は、超電導線の製造上の制
約から製造可能な長さが制限されるため、結局有限な長
さの超電導線を接続して製作する必要がある。しかし、
この超電導線の接続部において微小な電気抵抗が生じ、
更に常電導導体による安定化性能が低下して、超電導コ
イルの性能を劣化させる。特に、超電導コイルを永久電
流モードで運転する場合、超電導コイルの発生磁場が接
続部の抵抗によって減衰し、更に接続部において超電導
特性が不安定になり電流容量が低下し不都合である。
そこで極めて低い接続抵抗が要求される、永久電流モー
ドで運転する超電導コイルに適用可能な超電導線の接続
方法として種々提案されているが、その内で最も簡便な
接続構造は、第7図に示すように、両複合超電導線1,
2の端部の銅などの常電導金属を除去し、超電導フィラ
メント3同士を綱などの常電導金属のチューブ5に入れ
て圧着したものである。
ところで、第7図に示した接続構造を詳細に調べると、
超電導フィラメント同士を圧着するためプレスできる場
所は、むき出しにされた超電導フィラメントの先端部分
のみであって超電導フィラメントがむき出しにされずに
銅などの常電導金属が残っている部分に近い所は、プレ
スすると常電導金属を除去した所と除去せず残っている
所との境界Aなどで超電導フィラメントが断線するため
プレスできない。その結果として、常電導金属を除去せ
ず残っている所とプレスした所との間はプレスされてい
ないため、超電導フィラメントと常電導金属とが機械的
にも電気的にも接触が良くなく、この部分の超電導フィ
ラメントの安定化がなされていないことがねかる。これ
は、超電導フィラメント同士を接続するため接続部にお
いて複合超電導線の銅、アルミニュウムなどの常電導金
属を除去し、圧着によって超電導フィラメント同士を接
続した後で、接続部分において銅、アルミニュウムなど
の常電導金属が除去する前のように超電導フィラメント
の周囲に十分密着した状態に復帰できていないことによ
って生じている。
従って、第7図に示すような接続構造においては、常電
導金属を除去せず残っている所とプレスした所との間は
、超電導フィラメント周りの安定化のための銅、アルミ
ニュウムなどの常電導金属が超電導フィラメントの周囲
に十分密着した状態でないため、他の部分に比べて、そ
の部分の超電導フィラメントについて電流及び熱の迂回
路をつくるようになっていない。それに伴って、常電導
金属を除去せず残っている所とプレスした所との間は、
常電導金属の安定化の効果が低下して超電導特性が不安
定になるという欠点を有している。
なお、この種の接続方法として関連するものには例えば
特公昭61−21387号公報等が挙げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の複合超電導線の接続方法にあっては、第1の常電
導金属を除去した所と除去しない所の境界などで、超電
導フィラメントと常電導金属との間の接触が不十分で超
電導特性が不安定になる問題点があった。
本発明の目的は、超電導フィラメントの接続部を第2の
常電導金属と十分接触させ、超電導特性を安定化させる
複合超電導線の接続方法及び接続構造を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
前記の目的を達成するため1本発明に係る複合超電導線
の接続方法は、超電導フィラメントを少くとも一種の第
1の常電導金属に埋め込み、少くとも一種の第2の常電
導金属を内蔵した複合超電導線の接続方法において、互
に接続するそれぞれの端部の第1の常電導金属を除去し
、超電導フィラメントのそれぞれの端部を直結するとと
もに、第2の常電導金属のそれぞれの端部を直結するよ
うに構成されている。
そして超電導フィラメントを少くとも一種の第1の常電
導金属に埋め込み、少くとも一種の第2の常電導金属を
内蔵した複合超電導線の接続方法において、互に接続す
るそれぞれの端部の第1の常電導金属を除去し、超電導
フィラメントのそれぞれの端部を直結するとともに、第
2の常電導金属のそれぞれの端部を直結し、第2の常電
導金属及び超電導フィラメントのそれぞれの接続部を、
内面の軟金属と外面の硬金属とからなる2重管で覆い、
かつ該2重管の外面をプレス加工する構成でも良い。
また超電導フィラメントのそれぞれの端部を、スポット
溶接して直結するとともに第2の常電導金属のそれぞれ
の端部を冷間圧接する構成でも良い。
さらに超電導フィラメントのそれぞれの端部を、拡散接
合又は超音波接合して直結するとともに第2の常電導金
属のそれぞれの端部を冷間圧接する構成でも良い。
そして永久電流モード運転の超電導マグネットにおいて
は、請求項1〜4のいずれか1項記載の複合超電導線の
接続方法により、コイル導体と永久電流スイッチ導体と
を接続した構成とする。
また超電導フィラメントを少くとも一種の第1の常電導
金属に埋め込み、少くとも一種の第2の常電導金属を内
蔵した複合超電導線の接続構造においては、互に接続す
るそれぞれの端部の第1の常電導金属を除去して直結し
た超電導フィラメントの接続部と、第2の常電導金属の
それぞれの端部を直結した接続部とからなる構成である
そして超電導フィラメントを少くとも一種の第1の常電
導金属に埋め込み、少くとも一種の第2の常電導金属を
内蔵した複合超電導線の接続構造において、互いに接続
するそれぞれの端部の第1の常電導金属を除去して直結
した超電導フィラメントの接続部と、第2の常電導金属
のそれぞれの端部を直結した接続部と、第2の常電導金
属及び超電導フィラメントのそれぞれの接続部を覆う2
重管とからなり、2重管を内面の軟金属と外面の硬金属
とにより形成した構成でも良い。
また超電導フィラメントの接続部に、挿通されかつ圧着
される小径の軟金属管を設けるとともに。
軟金属管の一端を第1の常電導金属の端面より離間させ
である構成である。
また第1の常電導金属は、銅で形成されるとともに、第
2の常電導金属は、アルミニウムで形成されである構成
とする。
さらに2重管の内面の軟金属は、アルミニウム又はイン
ジウムで形成されである構成である。
〔作用〕
本発明の複合超電導線の接続方法によれば、超電導フィ
ラメント同士を直接接続したため、接続抵抗が非常に小
さくなる。また第2の常電導金属同士を直接接続してい
るため、超電導フィラメントの接続部の小部分が抵抗の
ある常電導状態に転移した場合、安定化のために第2の
常電導金属が代わりに電流のバイパスを形成し、電気抵
抗が格段に小さいことからバイパス電流による発熱も小
さく接続部の不安定性が低減する。
さらに境界で、2重管の内面を形成する軟金属が2重管
を外面からプレスすることにより、超電導フィラメント
の周りに密着し、超電導フィラメントが断線されないと
ともに、接続部の電気容量が大きくなる。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図及び第2図を参照しながら説
明する。
第1図及び第2図に示すように、超電導フィラメント3
を少なくとも一種の第1の常電導金属8に埋め込み、少
くとも一種の第2の常電導金属4を内蔵した複合超電導
線の接続方法において、互いに接続するそれぞれの端部
の第1の常超電導金属8を除去し、超電導フィラメント
3の端部を直結するとともに、例えばアルミニウムの第
2の常電導金属4のそれぞれの端部を直結し、第2の常
電導金属4及び超電導のフィラメントのそれぞれの接続
部を、内面の軟金属6と外面の硬金属7とからなる2重
管で覆い、かつ2重管の外面をプレスするように構成さ
れている。
なお、永久電流モード運転の超電導マグネットにおいて
は、コイル導体と永久電流スイッチ(PCS)導体とを
前記接続方法を用いて接続する構成になっている。
次に、第3図〜第6図を参照しながら本実施例の製作手
順を説明する。まず第3図に示すように、接続する複合
超電導線1,2のそれぞれの端部において、超電導フィ
ラメント3が埋め込まれた第1の常電導金属例えば綱を
化学的溶解によって除去する。ここで別の安定化材であ
る第2の常電導金属4例えばアルミニウムは、複合超電
導線の中心部に配置した構造であるが、これは除去しな
いで残しておく。次に第4図に示すように、超電導フィ
ラメント3同士を完全な超電導性の接合を形成するよう
に小径の軟金属管5例えば銅チューブに挿通して圧着や
スポット溶接、拡散接合又は超音波接合などで直結する
。この時、軟金属管5の一端は、銅の除去された所と除
去されない所との境界Aより所定寸法Qだけ離間されて
いる。ついで第5図に示すように、残しておいた第2の
常電導金属4を冷間圧接により直結する。さらに第6図
に示すように、内面が例えば高純度アルミニウム又はイ
ンジウムの軟金属6と、外面が例えば銅の硬金属7で形
成された2重管を接続部の周囲に配置し、その2重管を
外面からプレス加工することによって、最終的に第1図
に示すように、軟金属管5に挿通して圧着又はスポット
溶接で直結された接続部と境界Aの部分の超電導フィラ
メント3及び冷間圧延された第2の常電導金属4のそれ
ぞれの周囲が更に軟金属6で覆われ、かつその外面がよ
り硬い硬金属7で覆われた複合超電導線の接続構造が完
成する。軟金属管5が境界AでΩ寸法離間しているため
、その部分に軟金属6が入り込み、超電導フィラメント
3との接触が良くなるとともに、断線し難い構造になっ
ている。
このような接続方法により作製した複合超電導線の接続
構造を実験したところ、超電導特性に対する不定性が小
さくなり、また超電導フィラメントの断線もなくなって
接続部の電流容量が約20%向上した。
〔発明の効果〕
本発明の複合超電導の接続方法によれば、超電導フィラ
メント同士と第2の常電導金属同士のそれぞれが直結さ
れるため、超電導フィラメントとその周囲の安定化材で
ある第2の常電導金属とが機械的にも電気的にも接触が
良くなり、また超電導フィラメントの断線も防止できて
、超電導特性が安定し、かつ電流容量の大きい超電導線
の接続構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第2図は第
1図の■−■線の断面図、第3図〜第6図は本実施例の
製作手段を示す断面図、第7図は従来の技術を示す断面
図である。 1.2・・・複合電導線、3・・・超電導フィラメント
、4・・・第2の常電導金属、5・・・軟金属管、6・
・・軟金属、      7・・・硬金属、8・・・第
1の常電導金属。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、超電導フィラメントを少くとも一種の第1の常電導
    金属に埋め込み、少くとも一種の第2の常電導金属を内
    蔵した複合超電導線の接続方法において、互に接続する
    それぞれの端部の前記第1の常電導金属を除去し、前記
    超電導フィラメントのそれぞれの端部を直結するととも
    に、前記第2の常電導金属のそれぞれの端部を直結する
    ことを特徴とする複合超電導線の接続方法。 2、超電導フィラメントを少くとも一種の第1の常電導
    金属に埋め込み、少くとも一種の第2の常電導金属を内
    蔵した複合超電導線の接続方法において、互に接続する
    それぞれの端部の前記第1の常電導金属を除去し、前記
    超電導フィラメントのそれぞれの端部を圧着して直結す
    るとともに、前記第2の常電導金属のそれぞれの端部を
    冷間圧接して直結し、該第2の常電導金属及び前記超電
    導フィラメントのそれぞれの接続部を、内面の軟金属と
    外面の硬金属とからなる2重管で覆い、かつ該2重管の
    外面をプレス加工することを特徴とする複合超電導線の
    接続方法。 3、超電導フィラメントのそれぞれの端部を、スポット
    溶接して直結するとともに第2の常電導金属のそれぞれ
    の端部を冷間圧接することを特徴とする請求項1又は2
    記載の複合超電導線の接続方法。 4、超電導フィラメントのそれぞれの端部を、拡散接合
    又は超音波接合して直結するとともに第2の常電導金属
    のそれぞれの端部を冷間圧接することを特徴とする請求
    項1又は2記載の複合超電導線の接続方法。 5、請求項1〜4のいずれか1項記載の複合超電導線の
    接続方法により、コイル導体と永久電流スイッチ導体と
    を接続したことを特徴とする永久電流モード運転の超電
    導マグネット。 6、超電導フィラメントを少くとも一種の第1の常電導
    金属に埋め込み、少くとも一種の第2の常電導金属を内
    蔵した複合超電導線の接続構造において、互に接続する
    それぞれの端部の前記第1の常電導金属を除去して直結
    した前記超電導フィラメントの接続部と、前記第2の常
    電導金属のそれぞれの端部を直結した接続部とからなる
    ことを特徴とする複合超電導線の接続構造。 7、超電導フィラメントを少くとも一種の第1の常電導
    金属に埋め込み、少くとも一種の第2の常電導金属を内
    蔵した複合超電導線の接続構造において、互いに接続す
    るそれぞれの端部の前記第1の常電導金属を除去して直
    結した前記超電導フィラメントの接続部と、前記第2の
    常電導金属のそれぞれの端部を直結した接続部と、該第
    2の常電導金属及び前記超電導フィラメントのそれぞれ
    の接続部を覆う2重管とからなり、該2重管を内面の軟
    金属と外面の硬金属とにより形成したことを特徴とする
    複合超電導線の接続構造。 8、超電導フィラメントの接続部に、挿通されかつ圧着
    される小径の軟金属管を設けるとともに、該軟金属管の
    一端を第1の常電導金属の端面より離間させてあること
    を特徴とする請求項6又は7記載の複合超電導線の接続
    構造。 9、第1の常電導金属は、銅で形成されるとともに、第
    2の常電導金属は、アルミニウムで形成されてあること
    を特徴とする請求項6又は7記載の複合超電導線の接続
    構造。 10、2重管の内面の軟金属は、アルミニウム又はイン
    ジウムで形成されてあることを特徴とする請求項7記載
    の複合超電導線の接続構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008159404A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Hitachi Ltd 超電導線材の接続構造
US8641286B2 (en) 2008-11-19 2014-02-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Composite bearing member, manufacturing method of composite bearing member, bearing device and rotary electrical machine

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