JPH06132122A - 超電導電流リード用端子 - Google Patents
超電導電流リード用端子Info
- Publication number
- JPH06132122A JPH06132122A JP28171092A JP28171092A JPH06132122A JP H06132122 A JPH06132122 A JP H06132122A JP 28171092 A JP28171092 A JP 28171092A JP 28171092 A JP28171092 A JP 28171092A JP H06132122 A JPH06132122 A JP H06132122A
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- superconducting current
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導電流リードへの取付けの作業性や信頼
性を向上させる。 【構成】 本発明に係る超電導電流リード用端子６は、
円筒形状の酸化物超電導電流リード導体の両端に設けら
れた電極に、超電導線や銅線を接続するための端子であ
って、電極の外径よりも大きい内径をもつカップ形状を
している。
性を向上させる。 【構成】 本発明に係る超電導電流リード用端子６は、
円筒形状の酸化物超電導電流リード導体の両端に設けら
れた電極に、超電導線や銅線を接続するための端子であ
って、電極の外径よりも大きい内径をもつカップ形状を
している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導磁石に電流を供
給する際に用いられる超電導リードに関し、特に、酸化
物超電導体を用いた中空円筒形状の超電導リードの両端
に取り付けられる超電導リード用端子に関する。
給する際に用いられる超電導リードに関し、特に、酸化
物超電導体を用いた中空円筒形状の超電導リードの両端
に取り付けられる超電導リード用端子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、超電導磁石では液体ヘリウムや
液化窒素などの冷却用冷媒を用いて極低温に冷却されて
おり、このため、超電導磁石に電流を供給する超電導リ
ードには電流リードを通して極低温の冷媒中に多量の熱
が侵入することのないように種々の工夫がなされてい
る。
液化窒素などの冷却用冷媒を用いて極低温に冷却されて
おり、このため、超電導磁石に電流を供給する超電導リ
ードには電流リードを通して極低温の冷媒中に多量の熱
が侵入することのないように種々の工夫がなされてい
る。
【０００３】近年、酸化物超電導体の零抵抗と低熱伝導
という特性を生かして、酸化物超電導体の薄肉円筒形状
の焼結バルク体を、超電導磁石などへ電流を供給するた
めの電流リード導体として用いることが検討されてい
る。
という特性を生かして、酸化物超電導体の薄肉円筒形状
の焼結バルク体を、超電導磁石などへ電流を供給するた
めの電流リード導体として用いることが検討されてい
る。
【０００４】ここで、図４を参照して、酸化物超電導体
電流リードを適用した、伝導冷却型の超電導電磁石の構
成の一例について概説する。
電流リードを適用した、伝導冷却型の超電導電磁石の構
成の一例について概説する。
【０００５】真空容器１１内にはコイル巻枠１２が配設
されている。このコイル巻枠１２には超電導コイル１３
が巻回されている。図示のように、超電導コイル１３の
外周面には外周冷却用銅ブロック１４が装着されてい
る。外周冷却用銅ブロック１４はコイル巻枠１２ととも
にＧＭ冷凍機第２段冷却ステージ１５に装着されてい
る。
されている。このコイル巻枠１２には超電導コイル１３
が巻回されている。図示のように、超電導コイル１３の
外周面には外周冷却用銅ブロック１４が装着されてい
る。外周冷却用銅ブロック１４はコイル巻枠１２ととも
にＧＭ冷凍機第２段冷却ステージ１５に装着されてい
る。
【０００６】さらに、冷却ステージ１５には一対の低温
側電極１７ａ及び１７ｂが絶縁体２４を介して支持され
ている。図示はしないが、これら低温側電極１７ａ及び
１７ｂは後述する給電用端子を介して超電導コイル１３
に接続されている。冷却ステージ１５の下側のＧＭ冷凍
機第１段冷却ステージ１８には一対の高温側電極１９ａ
及び１９ｂが絶縁体（図示せず）を介して支持されてい
る。低温側電極１７ａと高温側電極１９ａとの間には電
流リードバルク２０ａが装着されており、これら低温側
電極１７ａ、高温側電極１９ａ、及び電流リードバルク
２０ａによって超電導リードが構成される。同様に、低
温側電極１７ｂと高温側電極１９ｂとの間には電流リー
ドバルク２０ｂが装着されており、これら低温側電極１
７ｂ、高温側電極１９ｂ、及び電流リードバルク２０ｂ
によって超電導リードが構成される。
側電極１７ａ及び１７ｂが絶縁体２４を介して支持され
ている。図示はしないが、これら低温側電極１７ａ及び
１７ｂは後述する給電用端子を介して超電導コイル１３
に接続されている。冷却ステージ１５の下側のＧＭ冷凍
機第１段冷却ステージ１８には一対の高温側電極１９ａ
及び１９ｂが絶縁体（図示せず）を介して支持されてい
る。低温側電極１７ａと高温側電極１９ａとの間には電
流リードバルク２０ａが装着されており、これら低温側
電極１７ａ、高温側電極１９ａ、及び電流リードバルク
２０ａによって超電導リードが構成される。同様に、低
温側電極１７ｂと高温側電極１９ｂとの間には電流リー
ドバルク２０ｂが装着されており、これら低温側電極１
７ｂ、高温側電極１９ｂ、及び電流リードバルク２０ｂ
によって超電導リードが構成される。
【０００７】図示のように、超電導コイル１３は冷却ス
テージ１８の外周端に支持された熱シールド板２１によ
って覆われている。高温側電極１９ａ及び１９ｂには銅
製電流リード２２が接続され（図４には高温側電極１９
ａに接続された銅製電流リード２２のみを示す）、この
銅製電流リード２２は真空容器１１外に引き出されてい
る。
テージ１８の外周端に支持された熱シールド板２１によ
って覆われている。高温側電極１９ａ及び１９ｂには銅
製電流リード２２が接続され（図４には高温側電極１９
ａに接続された銅製電流リード２２のみを示す）、この
銅製電流リード２２は真空容器１１外に引き出されてい
る。
【０００８】図５に超電導電流リ−ドとそれに取り付け
られる従来の給電用端子の構造とを示す。図示の超電導
電流リードは円筒形状の超電導電流リード導体１を備え
ている。超電導電流リード導体１は焼結バルク体であ
る。超電導電流リード導体１の両端部の表面には、それ
ぞれ給電用電極２が形成されている。この給電用電極２
としては、酸化物超電導体表面にプラズマ溶射した銀な
どの金属電極が用いられる。このような構造の超電導電
流リードは、図４に示した、超電導コイル１３や銅製電
流リード２２と接続されるが、これらの接続は次のよう
にして行われる。
られる従来の給電用端子の構造とを示す。図示の超電導
電流リードは円筒形状の超電導電流リード導体１を備え
ている。超電導電流リード導体１は焼結バルク体であ
る。超電導電流リード導体１の両端部の表面には、それ
ぞれ給電用電極２が形成されている。この給電用電極２
としては、酸化物超電導体表面にプラズマ溶射した銀な
どの金属電極が用いられる。このような構造の超電導電
流リードは、図４に示した、超電導コイル１３や銅製電
流リード２２と接続されるが、これらの接続は次のよう
にして行われる。
【０００９】超電導電流リードと超電導コイル１３との
接続は、超電導線３を給電用電極２に半田５で半田付け
することによって行われている。一方、超電導電流リー
ドと銅製電流リード２２との接続は、銅製端子板４を給
電用電極２に半田５で半田付けすることによって行われ
ている。銅製端子板４は銅製電流リード２２に図示しな
いビスなどによって電気的に接続される。ここで、銅製
端子板４の代わりに、給電銅線が超電導電流リードと銅
製電流リード２２とを接続するために用いられる場合も
ある。すなわち、従来では、給電用端子として、超電導
線３や銅製端子板４または給電銅線が用いられている。
接続は、超電導線３を給電用電極２に半田５で半田付け
することによって行われている。一方、超電導電流リー
ドと銅製電流リード２２との接続は、銅製端子板４を給
電用電極２に半田５で半田付けすることによって行われ
ている。銅製端子板４は銅製電流リード２２に図示しな
いビスなどによって電気的に接続される。ここで、銅製
端子板４の代わりに、給電銅線が超電導電流リードと銅
製電流リード２２とを接続するために用いられる場合も
ある。すなわち、従来では、給電用端子として、超電導
線３や銅製端子板４または給電銅線が用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
においては、超電導電流リードと超電導コイルや銅製電
流リードとを接続するための給電用端子として、超電導
線や銅板（銅線）などを用い、これら給電用端子を超電
導電流リードの給電用電極に半田付けしていた。しかし
ながら、超電導線や銅板（銅線）を給電用電極に半田付
けすることは作業性が悪いという問題点がある。また、
超電導線や銅板（銅線）を給電用電極に接続不良などな
く良好に半田付けするには、熟練した技術が要求される
という欠点がある。
においては、超電導電流リードと超電導コイルや銅製電
流リードとを接続するための給電用端子として、超電導
線や銅板（銅線）などを用い、これら給電用端子を超電
導電流リードの給電用電極に半田付けしていた。しかし
ながら、超電導線や銅板（銅線）を給電用電極に半田付
けすることは作業性が悪いという問題点がある。また、
超電導線や銅板（銅線）を給電用電極に接続不良などな
く良好に半田付けするには、熟練した技術が要求される
という欠点がある。
【００１１】したがって、本発明の目的は、超電導電流
リードへの取付けの作業性や信頼性を向上させることが
できる超電導電流リード用端子を提供することにある。
リードへの取付けの作業性や信頼性を向上させることが
できる超電導電流リード用端子を提供することにある。
【００１２】本発明の他の目的は、超電導電流リードの
円筒体内部空間を閉鎖空間とすることなく、外界との通
気性を保つことができる超電導電流リード用端子を提供
することにある。
円筒体内部空間を閉鎖空間とすることなく、外界との通
気性を保つことができる超電導電流リード用端子を提供
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による超電導電流
リード用端子は、円筒形状の酸化物超電導電流リード導
体の両端に設けられた電極に、超電導線や銅線を接続す
るための端子であって、電極の外径よりも大きい内径を
もつカップ形状をしている。
リード用端子は、円筒形状の酸化物超電導電流リード導
体の両端に設けられた電極に、超電導線や銅線を接続す
るための端子であって、電極の外径よりも大きい内径を
もつカップ形状をしている。
【００１４】また、上記カップ形状をした端子は、電極
の外径よりも大きい内径をもつ外側カップと、外側カッ
プの内部に外側カップと略同軸に、電流リード導体の内
径よりも小さい外径をもつ内側カップとを有する２重構
造をしており、内側カップと外側カップとの間に形成さ
れた空間に電流リード導体が挿入可能な構造とし、この
２重構造のカップの略中心部分にガス抜き用の穴を設け
たものが好ましい。
の外径よりも大きい内径をもつ外側カップと、外側カッ
プの内部に外側カップと略同軸に、電流リード導体の内
径よりも小さい外径をもつ内側カップとを有する２重構
造をしており、内側カップと外側カップとの間に形成さ
れた空間に電流リード導体が挿入可能な構造とし、この
２重構造のカップの略中心部分にガス抜き用の穴を設け
たものが好ましい。
【００１５】
【作用】カップ形状の端子の中に溶かした半田の湯を溜
めておき、そこに、超電導電流リードを挿入して、超電
導電流リードにカップ形状の端子を半田付けする。
めておき、そこに、超電導電流リードを挿入して、超電
導電流リードにカップ形状の端子を半田付けする。
【００１６】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１７】図１を参照すると、本発明の一実施例によ
る超電導電流リード用端子は、カップ形状をしたカップ
型端子６である。カップ型端子６は、図５に示したよう
な超電導電流リード、すなわち、円筒体形状の酸化物超
電導バルク電流リード導体１の両端部の表面に銀などの
金属を溶射などの方法によって形成した給電用電極２
に、超電導線（図４の超電導コイル１３）や銅線（図４
の銅製電流リード２２）を接続するための端子である。
カップ型端子６は、円形の底板と、この底板の周端から
底板に対して垂直方向に延びる円筒形状の筒部とを有す
る。カップ型端子６の内径は給電用電極２の外形よりも
若干大きく、カップ型端子６の深さ（高さ）は給電用電
極２の長さ（幅）よりも若干長い。また、カップ型端子
６は、銅や銀などの電気伝導度の高い金属やそれらの合
金によって作られている。
る超電導電流リード用端子は、カップ形状をしたカップ
型端子６である。カップ型端子６は、図５に示したよう
な超電導電流リード、すなわち、円筒体形状の酸化物超
電導バルク電流リード導体１の両端部の表面に銀などの
金属を溶射などの方法によって形成した給電用電極２
に、超電導線（図４の超電導コイル１３）や銅線（図４
の銅製電流リード２２）を接続するための端子である。
カップ型端子６は、円形の底板と、この底板の周端から
底板に対して垂直方向に延びる円筒形状の筒部とを有す
る。カップ型端子６の内径は給電用電極２の外形よりも
若干大きく、カップ型端子６の深さ（高さ）は給電用電
極２の長さ（幅）よりも若干長い。また、カップ型端子
６は、銅や銀などの電気伝導度の高い金属やそれらの合
金によって作られている。
【００１８】次に、図２（ａ）および（ｂ）を参照し
て、図１に示したカップ型端子６を、図５に示した超電
導電流リードへ取り付ける方法について説明する。
て、図１に示したカップ型端子６を、図５に示した超電
導電流リードへ取り付ける方法について説明する。
【００１９】まず、図２（ａ）に示すように、カップ型
端子６の中に溶かした半田５の湯を溜めておく。そこ
に、あらかじめ給電用電極２の部分に半田鍍金を施して
暖めておいた超電導電流リードを、図２（ａ）の矢印Ａ
で示すように、入れる。これによって、図２（ｂ）に示
すように、超電導電流リードの給電用電極２にカップ型
端子６が半田付けされる。したがって、超電導電流リー
ドへの取付けの作業性や信頼性を向上させることができ
る。
端子６の中に溶かした半田５の湯を溜めておく。そこ
に、あらかじめ給電用電極２の部分に半田鍍金を施して
暖めておいた超電導電流リードを、図２（ａ）の矢印Ａ
で示すように、入れる。これによって、図２（ｂ）に示
すように、超電導電流リードの給電用電極２にカップ型
端子６が半田付けされる。したがって、超電導電流リー
ドへの取付けの作業性や信頼性を向上させることができ
る。
【００２０】ところで、図１に示したようなカップ型端
子６によって両端部を接続した円筒型超電導電流リード
の内部空間は閉鎖された空間となる。そのため、この閉
鎖された内部空間と外界との間で気体や液体の行き来が
できなくなる。その結果、カップ型端子６で両端部を接
続した円筒型超電導電流リードは、それを液体窒素など
の冷媒中に入れたときの冷媒の流れや、ガス冷却リード
として使用する際の冷却ガスの流れ、さらには伝導冷却
で使用する際に断熱のために真空引きするときのガスの
流れを遮断してしまうという問題点がある。また、カッ
プ型端子６の構造では、円筒型超電導電流リードの内部
に多量の無駄な半田が残ってしまう。
子６によって両端部を接続した円筒型超電導電流リード
の内部空間は閉鎖された空間となる。そのため、この閉
鎖された内部空間と外界との間で気体や液体の行き来が
できなくなる。その結果、カップ型端子６で両端部を接
続した円筒型超電導電流リードは、それを液体窒素など
の冷媒中に入れたときの冷媒の流れや、ガス冷却リード
として使用する際の冷却ガスの流れ、さらには伝導冷却
で使用する際に断熱のために真空引きするときのガスの
流れを遮断してしまうという問題点がある。また、カッ
プ型端子６の構造では、円筒型超電導電流リードの内部
に多量の無駄な半田が残ってしまう。
【００２１】図３を参照して、本発明の別の実施例によ
る超電導電流リード用端子は２重カップ構造をしてい
る。すなわち、図示の超電導電流リード用端子は、図１
に示したカップ型端子６と実質的に同形状、同構造の外
側カップ１１を有する。但し、この外側カップ１１は、
その底板の略中心部にガス抜き用の穴７があけられてい
る点で、カップ型端子６（図１）と相違している。さら
に、外側カップ１１の内側には、中心軸を共通にして、
内側カップ１０が配置されている。内側カップ１０は円
筒形状の筒部から成り、外側カップ１１の高さ（筒部の
長さ）よりも高く、挿入される超電導電流リード（図５
参照）の内径よりも小さい外径をもつ。換言すれば、内
側カップ１０と外側カップ１１とは、それらの間に超電
導電流リードが挿入可能な円筒状の空間が形成されるよ
うに、配置されている。
る超電導電流リード用端子は２重カップ構造をしてい
る。すなわち、図示の超電導電流リード用端子は、図１
に示したカップ型端子６と実質的に同形状、同構造の外
側カップ１１を有する。但し、この外側カップ１１は、
その底板の略中心部にガス抜き用の穴７があけられてい
る点で、カップ型端子６（図１）と相違している。さら
に、外側カップ１１の内側には、中心軸を共通にして、
内側カップ１０が配置されている。内側カップ１０は円
筒形状の筒部から成り、外側カップ１１の高さ（筒部の
長さ）よりも高く、挿入される超電導電流リード（図５
参照）の内径よりも小さい外径をもつ。換言すれば、内
側カップ１０と外側カップ１１とは、それらの間に超電
導電流リードが挿入可能な円筒状の空間が形成されるよ
うに、配置されている。
【００２２】また、外側カップ１１の底板からは、その
筒部の延在方向とは逆方向に平板状のターミナル８が延
びている。このターミナル８は、超電導線や銅線を接続
するためのものである。このターミナル８には圧着用の
ボルト穴９が２つあけられている。図示のターミナル８
は、外側カップ１１の底板に設けられているが、外側カ
ップ１１の側面部もしくは角部に設けても良い。また、
ターミナル８にボルト穴９をあける代わりに、半田付け
用の穴や溝をあけてもよい。
筒部の延在方向とは逆方向に平板状のターミナル８が延
びている。このターミナル８は、超電導線や銅線を接続
するためのものである。このターミナル８には圧着用の
ボルト穴９が２つあけられている。図示のターミナル８
は、外側カップ１１の底板に設けられているが、外側カ
ップ１１の側面部もしくは角部に設けても良い。また、
ターミナル８にボルト穴９をあける代わりに、半田付け
用の穴や溝をあけてもよい。
【００２３】このような構造の超電導電流リード用端子
を、図５に示した超電導電流リードに取り付けるのは、
次のようにして行われる。まず、内側カップ１０と外側
カップ１１との間に形成された空間に半田を溶かし込
む。そこに、図５に示した超電導電流リードを挿入して
半田付けする。
を、図５に示した超電導電流リードに取り付けるのは、
次のようにして行われる。まず、内側カップ１０と外側
カップ１１との間に形成された空間に半田を溶かし込
む。そこに、図５に示した超電導電流リードを挿入して
半田付けする。
【００２４】尚、内側カップ１０の高さを外側カップ１
１のものよりも高くしているので、２重カップの間の空
間に溶かしこんだ半田が超電導電流リードを挿入したと
きに外側に溢れ出る。その為、半田が内側カップ１０の
内部に溢れ出でガス抜き穴７に流れ込み、ガス抜き穴７
がつまるのを防止できる。
１のものよりも高くしているので、２重カップの間の空
間に溶かしこんだ半田が超電導電流リードを挿入したと
きに外側に溢れ出る。その為、半田が内側カップ１０の
内部に溢れ出でガス抜き穴７に流れ込み、ガス抜き穴７
がつまるのを防止できる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、給電用端
子がカップ形状をしているので、給電用端子を超電導電
流リードに取り付ける際の作業性、信頼性を向上させる
ことができる。また、２重カップ構造の端子の底板にガ
ス抜き穴を設けることにより、超電導電流リードの円筒
体内部空間を閉鎖空間とすることなく、外界との通気性
を保つことができるという利点もある。
子がカップ形状をしているので、給電用端子を超電導電
流リードに取り付ける際の作業性、信頼性を向上させる
ことができる。また、２重カップ構造の端子の底板にガ
ス抜き穴を設けることにより、超電導電流リードの円筒
体内部空間を閉鎖空間とすることなく、外界との通気性
を保つことができるという利点もある。
【図１】本発明の一実施例による超電導電流リード用端
子の構造を示す図である。
子の構造を示す図である。
【図２】図１に示す超電導電流リード用端子を超電導電
流リードに取り付ける方法を説明するための断面図であ
り、（ａ）は超電導電流リードを挿入する前の状態を示
し、（ｂ）は超電導電流リードを挿入した後の状態を示
す。
流リードに取り付ける方法を説明するための断面図であ
り、（ａ）は超電導電流リードを挿入する前の状態を示
し、（ｂ）は超電導電流リードを挿入した後の状態を示
す。
【図３】本発明の別の実施例による超電導電流リード用
端子の構造を示す図である。
端子の構造を示す図である。
【図４】超電導磁石装置の一例を概略的に示す図であ
る。
る。
【図５】超電導電流リードとそれに取り付けられる従来
の給電用端子の構造とを示す図である。
の給電用端子の構造とを示す図である。
６ カップ型端子 ７ ガス抜き穴 ８ ターミナル ９ ボルト穴 １０ 内側カップ １１ 外側カップ
Claims (9)
- 【請求項１】 円筒形状の酸化物超電導電流リード導体
の両端に設けられた電極に、超電導線や銅線を接続する
ための端子であって、前記電極の外径よりも大きい内径
をもつカップ形状をした超電導電流リード用端子。 - 【請求項２】 前記端子は銅や銀などの電気伝導度の高
い金属やそれらの合金によって作られている、請求項１
記載の超電導電流リード用端子。 - 【請求項３】 前記端子に前記超電導線や前記銅線を接
続するためのターミナルが設けられている、請求項１記
載の超電導電流リード用端子。 - 【請求項４】 前記ターミナルが前記端子の底部に設け
られている、請求項３記載の超電導電流リード用端子。 - 【請求項５】 前記ターミナルが前記端子の側面部に設
けられている、請求項３記載の超電導電流リード用端
子。 - 【請求項６】 前記ターミナルが前記端子の角部に設け
られている、請求項３記載の超電導電流リード用端子。 - 【請求項７】 前記カップ形状をした端子は、前記電極
の外径よりも大きい内径をもつ外側カップと、該外側カ
ップの内部に前記外側カップと略同軸に、前記電流リー
ド導体の内径よりも小さい外径をもつ内側カップとを有
する２重構造をしており、前記内側カップと前記外側カ
ップとの間に形成された空間に前記電流リード導体が挿
入可能な、請求項１、２または３記載の超電導電流リー
ド用端子。 - 【請求項８】 前記２重構造のカップの略中心部分にガ
ス抜き用の穴が設けられている、請求項７記載の超電導
電流リード用端子。 - 【請求項９】 前記内側カップの高さが前記外側カップ
のそれよりも高い、請求項８記載の超電導電流リード用
端子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28171092A JP3163462B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 超電導電流リード用端子 |
| US08/114,173 US5623240A (en) | 1992-10-20 | 1993-09-01 | Compact superconducting magnet system free from liquid helium |
| EP97121654A EP0837478B1 (en) | 1992-10-20 | 1993-09-30 | Current lead for a superconducting magnet system free from liquid helium |
| EP93115827A EP0596249B1 (en) | 1992-10-20 | 1993-09-30 | Compact superconducting magnet system free from liquid helium |
| DE69333128T DE69333128T2 (de) | 1992-10-20 | 1993-09-30 | Stromzuleitung für supraleitendes Magnetsystem ohne flüssiges Helium |
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