JPH07297025A

JPH07297025A - 酸化物超電導電流リード装置

Info

Publication number: JPH07297025A
Application number: JP6091776A
Authority: JP
Inventors: Taihiyun Kin; 太▲ヒュン▼ 金; Shoichi Yokoyama; 彰一横山; Kunihiko Egawa; 邦彦江川; Yoshio Imai; 良夫今井; Tsuneaki Minato; 恒明湊
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JP2980808B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電流リードを構成する酸化物超電導体１に加
えられる機械的負荷及び電流リードの熱流量や発熱量を
低減することを目的とする。【構成】低温装置と外部電源とを電気的に接続可能な
酸化物超電導体１の両端に電流端子１７を溶着して電流
リードケース１８内に収納した後に、電流端子１７を電
流リードケース１８の端部に固定して酸化物超電導体１
を電流リードケース１８の壁面に固定せずに電流端子１
７で接触支持した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば超電導マグネ
ット装置や超電導送電装置などの熱的に絶縁された極低
温装置に電流を導入するための酸化物超電導電流リード
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５０は、例えば特開平５−１０９５３
１号公報に示された従来の酸化物超電導電流リードを示
す縦断面図である。図において１は円筒形の酸化物超電
導体、２は接触子バンド、３は金属製接続金物、４は引
っ張りバネ、５は銀シート、６は金属製接続金物３と図
示しない電源装置或いは図示じない低温装置（例えば超
電導コイル）を接続する導体である。酸化物超電導体
１の両端外周に銀シート５が加圧密着され、酸化物超電
導体１と共に焼成密着されている。銀シート５に対し、
接触子バンド２を介して金属製接続金物３が接触してい
る。接触子バンド２は金属製接続金物３にハンダ付けで
接続されている。酸化物超電導体１の両端の金属製接続
金物３には引っ張りバネ４が固定されている。

【０００３】上記のように構成された酸化物超電導電流
リードにおいて、冷却時に酸化物超電導体１と金属製接
続金物３の熱膨張率の差異により作用する両者間の応力
を弾性のある接触子バンド２の嵌入により緩和し、過度
の応力が作用して酸化物超電導体１が破損することを防
止する。これは酸化物超電導体１が歪または応力に対し
て劣化や破損しやすく、例えば歪が約１％で超電導特性
が劣化し、軽く力を加えるだけで破損するのを防止する
ためである。

【０００４】また接触子バンド２は常に一定の圧力で酸
化物超電導体１を締め付けて、良好な電気的・機械的接
続を保つ。また、酸化物超電導体１と接続されている電
流リードの両端の金属製接続金物３を良好な導電性と弾
性を有する引っ張りバネ４により接続し、酸化物超電導
体１と電気的に並列に接続するようにする。

【０００５】引っ張りバネ４の内部に酸化物超電導体を
配置するなどして、衝撃による電流リードの破損を防止
する構成としている。また酸化物超電導体１は従来の金
属系超電導体と比して５０Ｋ以上迄超電導状態を保ち、
同等の常電導電流リードと比して、同一の電流を通電し
た場合の低温側への熱の侵入量が２０％以下に低減でき
る。さらに電流リードは酸化物超電導体１の超電導状態
を保持するために両端で主に伝熱でまたは一部ガスによ
って冷却されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の酸化物超電導電
流リード装置は以上のように酸化物超電導体１の両端は
金属製接続金物３でのみ固定されているので、金属製接
続金物３に接続される導体６の熱収縮振動等により、酸
化物超電導体１と金属製接続金物３が酸化物超電導体１
の電流導通方向に対して垂直な方向に移動することが考
えられる。その場合、酸化物超電導体１に加わる機械的
負荷を接触子バンド２はほとんど吸収できず酸化物超電
導体１が破損するという問題点があった。

【０００７】また、酸化物超電導体１を装置に取り付け
るときにハンドリングが悪いという欠点もあった。ま
た、銀シート５を介しての接触子バンド２と酸化物超電
導体１との接触電気抵抗は一般にハンダ付けと比較して
１０倍以上に大きく、そのため通電時の発熱が大きくな
り、酸化物超電導体１の温度が上昇して常伝導状態に転
移したり焼損したりするという問題点もあった。

【０００８】この発明は係る問題点を解決するためにな
されたものであり、電流リードを構成する酸化物超電導
体に加えられる機械的負荷、磁気的負荷および電流リー
ドの熱流量および発熱量を低減し、更に酸化物超電導電
流リード装置の破損時やメインテナンス時の電流リード
の交換を容易にすると共に、電流リードの動作を安定化
したり電流リードの立ち上げ時間を短縮できる酸化物超
電導電流リード装置を得ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る酸
化物超電導電流リード装置は、極低温装置と外部電源と
を電気的に接続可能な酸化物超電導体の両端に金属端子
を溶着して電流リードケース内に収納した後に、前記金
属端子を電流リードケースの端部に固定して前記酸化物
超電導体を前記電流リードケースの壁面に固定せずに支
持したものである。

【００１０】請求項２の発明に係る酸化物超電導電流リ
ード装置は、請求項１に記載の酸化物超電導電流リード
装置において金属端子が溶着されない酸化物超電導体の
一面と接触する電流リードケースの壁面を低摩擦の物質
で形成もしくはその壁面に摩擦の少ない物質を貼付或い
は塗布したものである。

【００１１】請求項３の発明に係る酸化物超電導電流リ
ード装置は、請求項１に記載の酸化物超電導電流リード
装置において電流リードケース内で、酸化物超電導体と
接続される金属端子とこの金属端子の延長部分である電
流リードケースと接続される金属端子とをを可橈導体で
接続したものである。

【００１２】請求項４の発明に係る酸化物超電導電流リ
ード装置は、請求項１に記載の酸化物超電導電流リード
装置において酸化物超電導体の一面が対向する電流リー
ドケースの内壁面に緩衝材を配置し、この緩衝材を介し
てて酸化物超電導体を電流リードケース内に支持するも
のである。

【００１３】請求項５の発明に係る酸化物超電導電流リ
ード装置は、請求項４の酸化物超電導電流リード装置に
おいて酸化物超電導体を支持する緩衝材を分割して電流
リードケース内に配置したものである。

【００１４】請求項６の発明に係る酸化物超電導電流リ
ード装置は、請求項４に記載の酸化物超電導電流リード
装置において酸化物超電導体を支持する緩衝材と電流リ
ードケースが冷却時に収縮することによって，酸化物超
電導体と緩衝材とが非接触となるようにしたものであ
る。

【００１５】請求項７の発明に係る酸化物超電導電流リ
ード装置は、請求項６に記載の酸化物超電導電流リード
装置において酸化物超電導体を支持する緩衝材と酸化物
超電導体との接触面積が小くなるように、前記緩衝材の
接触面を形成したものである。

【００１６】請求項８の発明に係る酸化物超電導電流リ
ード装置は、請求項１に記載の酸化物超電導電流リード
装置において酸化物超電導体を収納する電流リードケー
スに開口部を設け、この開口部により脱気するようにし
たものである。

【００１７】請求項９の発明に係る酸化物超電導電流リ
ード装置は、請求項１に記載の酸化物超電導電流リード
装置において酸化物超電導体に繊維を被着して複合強化
したものである。

【００１８】請求項１０の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、酸化物超電導体を磁気シールド内に非接
触に内包させ、外部磁界の影響を遮断すると共に、前記
磁気シールドによる熱伝達を遮断するようにしたもので
ある。

【００１９】請求項１１の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項１０に記載の酸化物超電導電流リ
ード装置において磁気シールドに，酸化物超電導体の磁
界に耐性を持つ方向に，開口部を設けたものである。

【００２０】請求項１２の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項１１の酸化物超電導電流リード装
置おいて磁気シールドを酸化物超電導体で構成したもの
である。

【００２１】請求項１３の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項１０の酸化物超電導電流リード装
置おいて酸化物超電導体を磁気的に保護する磁気シール
ドを、前記酸化物超電導体の一方の温度定点で固定した
ものである。

【００２２】請求項１４の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項１０の酸化物超電導電流リード装
置において熱シールドを小型冷凍機に熱的に接触して固
定すると共に、前記熱シールドに磁気シールドを熱的に
接触させたものである。

【００２３】請求項１５の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項１０に記載の酸化物超電導電流リ
ード装置において磁気シールドを酸化物超電導体の磁気
特性に即して形成したものである。

【００２４】請求項１６の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、低温装置収納容器に体して着脱自在な有
蓋筒状容器を形成すると共に前記有蓋筒状容器内の蓋部
に設けた電極に熱シールドを容器の長手方向に沿って固
定し，熱シールド内に配置した酸化物超電導体の高温端
を導体を介して前記電極に接続し、低温端を導体を介し
て着脱自在に低温装置収納容器の収容物に接続したもの
である。

【００２５】請求項１７の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、酸化物超電導体で、同一温度において臨
界電流の高い方の端部を高温側に設置したものである。

【００２６】請求項１８の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、電流端子と酸化物超電導体の接続におい
て，接続抵抗の低い方を高温側に設置したものである。

【００２７】請求項１９の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、複数本の酸化物超電導体を導体によって
並列に接続する場合，各々の酸化物超電導体の臨界電流
の逆数の比となるように，導体と酸化物超電導体との接
続抵抗を接続面積で調整したものである。

【００２８】請求項２０の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項１９に記載の酸化物超電導電流リ
ード装置において複数本の酸化物超電導体を並列に接続
する場合，予め各酸化物超電導体に電流端子を設置して
電流端子部の接続抵抗を測定し，その後，前記各酸化物
超電導体の臨界電流を測定してこの臨界電流の逆数の比
となるように電流端子部の接続部分を切断して接続抵抗
を調整したものである。

【００２９】請求項２１の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項１９に記載の酸化物超電導電流リ
ード装置において酸化物超電導体を複数並列に配置して
電流リードを作成する際、前記複数の酸化物超電導体の
端部付近を熱的に短絡したものである。

【００３０】請求項２２の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、酸化物超電導体の長手方向に初期冷却管
を接合したものである。

【００３１】請求項２３の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項２２に記載の酸化物超電導電流リ
ード装置において酸化物超電導体の長手方向に接合され
る初期冷却管の一部を酸化物超電導体から上方向に所定
間隔後とに離して接合したものである。

【００３２】請求項２４の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、酸化物超電導体を用いた電流リードにお
いて酸化物超電導体を平板状の補強材に接触させて支持
したものである。

【００３３】請求項２５の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項２４に記載の酸化物超電導電流リ
ード装置において電流往復分１対の酸化物超電導体を補
強材の表裏各面に取り付けたものである。

【００３４】請求項２６の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項２４に記載の酸化物超電導電流リ
ード装置において酸化物超電導体の表面を絶縁材で覆っ
たものである。

【００３５】請求項２７の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、酸化物超電導体の高温端を熱シールドに
固定し，低温端側を可橈導体あるいは合金系超電導体を
用いて冷却板に固定して冷却伝熱部材を構成したもので
ある。

【００３６】請求項２８の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項２７に記載の酸化物超電導電流リ
ード装置おいて低温端の冷却伝熱部材を導体あるいは合
金系超電導体と兼用したものである。

【００３７】請求項２９の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、請求項２７又は２８に記載の酸化物超電
導電流リード装置において合金系超電導体をサーマルア
ンカを介して冷却板に接続したものである。

【００３８】請求項３０の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、室温部から高温端までの電流リードとし
て可橈性導体を使用したものである。

【００３９】請求項３１の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、酸化物超電導体の両端を可橈性のある伝
熱・電導部材で保持し、前記伝熱・電導部材を絶縁物を
介して支持材に固定したものである。

【００４０】請求項３２の発明に係る酸化物超電導電流
リード装置は、酸化物超電導体を用いて装置外部と極低
温部を電気的に接続可能な電流リードにおいて、前記装
置外部と前記装置内部を隔離する壁面の一部を構成する
板材と、この板材を通って前記装置外部から前記装置内
部を電気的に接続する金属導体と、この金属導体に電気
的に接続された酸化物超電導体と，この酸化物超電導体
の両端付近においてこの酸化物超電導体と接する良熱伝
導体である電気絶縁体と、この電気絶縁体に接する熱伝
導体を備え、前記板材、金属導体、酸化物超電導体、電
気絶縁体および熱伝導体を一体化して電流リードを構成
したものである。

【００４１】

【作用】請求項１の発明における酸化物超電導電流リー
ド装置は、板状の酸化物超電導体を電流リードケース内
に収納してその両端に金属端子に溶着すると共に、金属
端子を電流リードケースに固定し、酸化物超電導体の一
面を電流リードケース壁面に固着せず金属端子によって
電流リードケース内に支持されているので、酸化物超電
導体に加わる外力を低減できる。

【００４２】請求項２の発明における酸化物超電導電流
リード装置は、酸化物超電導体と接触する電流リードケ
ース本体を低摩擦の物質で形成、もしくは接触する電流
リードケースの内壁面に摩擦の少ない物質を貼付或いは
塗布しているので、酸化物超電導体と電流リードケース
壁面の摩擦によって生じる摩擦熱を低減できる。

【００４３】請求項３の発明における酸化物超電導電流
リード装置は、電流リードケース内において金属端子間
の一部を可橈性導体で接続しているので、電流リードケ
ースと酸化物超電導体の熱収縮量の差によって生じる応
力を低減できる。

【００４４】請求項４の発明における酸化物超電導電流
リード装置は、電流リードケース壁面に緩衝材を配置
し、緩衝材を介して酸化物超電導体を電流リードケース
内に支持する構造を持つので、酸化物超電導体に加わる
力を緩衝材が吸収できる。

【００４５】請求項５の発明における酸化物超電導電流
リード装置は、請求項４において、酸化物超電導体を支
持する緩衝材を分割して配置するので、酸化物超電導電
流リード上の熱流量を低減できる。

【００４６】請求項６の発明における酸化物超電導電流
リード装置は、請求項４において、酸化物超電導体を支
持する緩衝材と電流リードケースとは冷却時に収縮する
ことによって酸化物超電導体と緩衝材が非接触となるよ
うに構成したので、冷却時に硬化した緩衝材によって酸
化物超電導体に力が加わることがない。

【００４７】請求項７の発明における酸化物超電導電流
リード装置は、上記請求項６において、酸化物超電導体
を支持する緩衝材を酸化物超電導体との接触面積が小さ
くなる形状で構成したので酸化物超電導電流リード装置
を小さくできる。

【００４８】請求項８の発明における酸化物超電導電流
リード装置は、酸化物超電導体を収納する電流リードケ
ースにガス抜き用の開口部を設けたので、電流リードケ
ース内の気体の排気が容易になる。

【００４９】請求項９の発明における酸化物超電導電流
リード装置は、酸化物超電導体を繊維で複合強化するの
で電流リードケースを通して酸化物超電導体に外力が印
加されても、外力は繊維に吸収されるため酸化物超電導
体の強度が上昇する。

【００５０】請求項１０の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、酸化物超電導電流リードを磁気的に保
護する磁気シールドを、酸化物超電導電流リードと熱的
に非接触としたので磁気シールドの熱伝導率は酸化物超
電導体への熱伝導率に寄与しなくなる。

【００５１】請求項１１の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、上記請求項１０において、磁気シール
ドに、酸化物超電導体の磁界に耐性を持つ方向に、開口
部を設けたので、磁気シールドへの酸化物超電導体の取
り付け、取り外し作業が容易になる。

【００５２】請求項１２の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、上記磁気シールドを酸化物超電導体で
構成したので磁気遮蔽効果が上昇する。

【００５３】請求項１３の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、酸化物超電導体を磁気的に保護する磁
気シールドを電流リードの一方の温度定点側で固定した
ので、電流リードの熱伝導断面積が増加する距離は磁気
シールドが固定された一点だけになる。

【００５４】請求項１４の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、酸化物超電導体を熱シールドに収納
し、熱シールドを小型冷凍機に熱的に接触して固定し真
空容器内に収納するとき、熱シールドに磁気シールドを
熱的に接触したものを１枚あるいは複数枚設置したの
で、酸化物超電導体の熱伝導断面積は増加しないので、
低温装置への熱侵入量が低減できる。

【００５５】請求項１５の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、酸化物超電導体の磁気シールドを酸化
物超電導体の磁気特性に即して形成したので、磁気シー
ルドを軽量にできる。

【００５６】請求項１６の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、低温装置収納容器に対して着脱自在な
有蓋筒状容器を形成すると共に前記有蓋筒状容器内の蓋
部に設けた電極に熱シールドを容器の長手方向に沿って
固定し，熱シールド内に配置した酸化物超電導体の高温
端を導体を介して前記電極に接続し、低温端を導体を介
して着脱自在に低温装置収納容器の収容物に接続できる
ように有蓋筒状容器をリードポート化したので、酸化物
超電導電流リード装置の取り付け、取り外し作業が容易
になる。

【００５７】請求項１７の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、酸化物超電導体の同一温度において臨
界電流の高い方の端部を高温側に設置したので、電流リ
ードが安定に動作する。

【００５８】請求項１８の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、金属端子と酸化物超電導体との接続の
接続の際に接続抵抗の低い方を高温側に設置したので、
電流リード全体の発熱量が低減できる。

【００５９】請求項１９の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、複数の酸化物超電導体を並列に接続す
る場合、酸化物超電導体の各々の臨界電流の逆数の比と
なるように接続抵抗を接続面積で調整したので電流リー
ドの性能に応じた電流の分流ができる。

【００６０】請求項２０の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、酸化物超電導体に電流端子となる金属
端子を設置して電流端子部の接続抵抗を測定し、その
後、酸化物超電導体の臨界電流を測定し、この臨界電流
の逆数の比となるように電流端子部の接続部分を切断し
て接続抵抗を調整するので作業が容易になる。

【００６１】請求項２１の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、複数本の酸化物超電導体の端部付近を
熱的に短絡したので、いずれの酸化物超電導体にも温度
分布の片寄りが生じず電流リードが安定に動作する。

【００６２】請求項２２の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、酸化物超電導体の長手方向に初期冷却
管を接合したので、酸化物超電導体を迅速に冷却でき、
酸化物超電導電流リード装置の立ち上げ時間が短い。

【００６３】請求項２３の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、酸化物超電導体と長手方向に接合する
初期冷却管を一部を酸化物超電導体から離して接合した
ので、酸化物超電導体と初期冷却管との熱膨張率の差異
によって酸化物超電導体に加わる応力を緩和できる。

【００６４】請求項２４の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、酸化物超電導体を補強材に接触させて
支持しているので酸化物超電導体の強度が上昇する。

【００６５】請求項２５の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、一対の酸化物超電導体を補強材の表裏
面に取り付けているので、酸化物超電導電流リード装置
の断面積が増加し、酸化物超電導体の強度を上昇でき
る。

【００６６】請求項２６の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、酸化物超電導体の表面全体を板材で覆
っているので、酸化物超電導体の絶縁を確保することが
できる。

【００６７】請求項２７の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、高温端を熱シールドに固定し、低温端
子側に断面積の可橈性導体を使用しているので、室温部
から侵入熱を熱シールドで吸収し、しかも低温装置への
熱侵入は断面積の大きな可橈性導体で発散することがで
きるため熱侵入量を低減できる。

【００６８】請求項２８の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、低温端の冷却伝熱部材を電導体と兼用
しているので構造を簡略化できると共に、発熱を低減で
きる。

【００６９】請求項２９の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、伝熱・電導部材をサーマルアンカ及び
絶縁部材を介して低温端の冷却板に接続されているため
冷却板への熱伝達が効率良く行われ、低温装置への熱侵
入を低減できる。

【００７０】請求項３０の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、室温部から高温端までの電流リードと
して、可橈性導体を使用しているので、室温部と熱シー
ルドとの間の熱収縮差を吸収できる。

【００７１】請求項３１の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、電流リードの両端を可橈性の伝熱・電
導部材で高温端側の冷却板および低温端側の冷却板に絶
縁材を介して保持し、なた伝熱・電導部材に金属導体を
接続することで電気的及び熱的接続が確実に維持でき
る。

【００７２】請求項３２の発明における酸化物超電導電
流リード装置は、装置外部と極低温部を電気的に接続可
能な電流リードであって、装置外部と装置内部を隔離す
る壁面の一部を構成する板材と、上記板材を通って装置
外部から装置内部を電気的に接続する金属導体と、その
金属導体に電気的に接続された酸化物超電導体と、この
酸化物超電導体の両端付近において酸化物超電導体と接
する良熱伝導体である電気絶縁体と、この電気絶縁体に
接する熱伝導体を一体化して電流リードを構成したもの
であるので酸化物超電導電流リード装置部の低温装置へ
の脱着が容易になる。

【００７３】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例による酸化物超電
導電流リード装置を使用した超電導マグネットを示す図
である。図において、１は電流リードを構成する酸化物
超電導体であって液体窒素温度部（熱シールド１１内）
に設置されている。７は室温部から液体窒素温度部（熱
シールド１１）に設置された酸化物超電導体１の高温端
までに電流を導く銅リードである。８は極低温環境で動
作する低温装置である超電導コイルであって酸化物超電
導体１の低温端に接続されている。

【００７４】９は熱シールド１１内の酸化物超電導電流
リード装置および低温装置を冷却するＧＭ冷凍機であ
る。１０はＧＭ冷凍機９の１段ステージであって熱シー
ルド１１を冷却し、酸化物超電導体１の高温端を液体窒
素温度程度に冷却している。１２はＧＭ冷凍機９の２段
ステージであって伝導冷却部材１３を冷却して超電導コ
イル８を極低温に維持している。１４は各装置を収める
真空層である。

【００７５】上記のような構成で、超電導コイル８に電
流を流した時に電流リード（銅リード７）を伝わって室
温部から超電導コイル８部まで熱が伝わる。ここで電流
リードの一部を酸化物高温超電導体１で形成した。酸化
物超電導体１は一般に熱伝導率が低く、最適化された銅
リード７の熱侵入量の２０％以下に熱侵入量を低減する
ことができる。このため超電導コイル８に加わる熱負荷
が小さくなるので超電導コイル８は安定に動作する。さ
らにＧＭ冷凍機９の出力も小さくて済む。

【００７６】図２はこの超電導マグネットに電流を流す
時に使用される酸化物超電導電流リード装置を示す断面
図である。図において、１は酸化物超電導体、１５は酸
化物超電導体１にハンダ付けで溶着されて接続された電
流端子（金属端子）１７をスペーサ１６を介して載置し
た板材、１８は電流端子１７と共に酸化物超電導体１を
収納した電流リードケースであり、この電流リードケー
ス１８の各端部より電流端子１７の先端を外部に突出さ
せて固定している。また、酸化物超電導体１両端の接続
部は銀等でメタライズされた後に、ハンダ付け等で電流
端子１７が溶着されている。酸化物超電導体１を支持す
る板材１７が電流リードケース１８の壁面を形成するよ
うに構成されている。

【００７７】尚、酸化物超電導体１としてＢｉ、Ｓｒ、
Ｃａ、Ｃｕ、Ｏから構成される超電導体を使用してい
る。板材１５は酸化物超電導体１と接するように構成さ
れているが、酸化物超電導体１を直接板材１５に固着せ
ず接触支持している。実際には酸化物超電導体１より若
干の厚みを持つスペーサ１６を介して電流端子１７は板
材１５の上に固定されているため、酸化物超電導体１は
スペーサ１６と酸化物超電導体１の厚みの差だけ板材１
５の内面より離れている。従って、本構成では酸化物超
電導体１と直接固定されているのは電流端子１７のみで
ある。

【００７８】板材１５は酸化物超電導体に接触支持され
ているのみなので、電流リードケース１８に外力が加わ
っても外力によって酸化物超電導体１が反ったりするこ
とがない。それは電流リードケース１８は外力を吸収
し、酸化物超電導体１にかかる力は電流端子に接続され
たことによって加わる力のみで、酸化物超電導体１に加
わる力を小さくする事に外ならい。本実施例による板材
１５は例えば絶縁体などの熱伝導度の低い材料を使用
し、例えばＧＦＲＰ（グラスファイバー強化プラスチッ
ク）や他の合成樹脂等である。電流端子１７は導電性物
質であり、例えば金、銀、銅等の金属または金属系超電
導体である。電流リードケース１８は板材１５と同様な
熱伝導度の低い材料を使用し、例えばＧＦＲＰや他の合
成樹脂等で構成される。

【００７９】実施例２．上記、実施例１では酸化物超電
導体１より若干厚みのあるスペーサを介して電流端子１
７を板材１５に載置して酸化物超電導１が板材１５に直
接固定されないようにしたが、図３に示すように各電流
端子１７の一端を実施例１のように酸化物超電導体１に
接続したならば、各端子１７の他端を板材１５方向に折
曲した後に板材１５に沿って平行に電流リードケース１
８の端面方向に折り返して外部に突出させて電流リード
ケース１８の端面に固定する。

【００８０】この時、電流端子１７を折曲する地点より
折り返す地点までの長さは酸化物超電導体１の厚みより
若干長くする。この結果、酸化物超電導１は板材に固定
されずに電流端子１７に固定することができる。従っ
て、酸化物超電導体１は電流リードケース１８に加えら
れる外力の影響を低減できる。

【００８１】実施例３．上記、実施例１，２では板材１
５を用いて酸化物超電導体１を接触支持したため、例え
ば酸化物超電導１と板材１５とが長手方向に熱収縮した
場合に両者の熱膨張率の差により酸化物超電導体１と板
材１５との間の摩擦によって発熱が生じ、酸化物超電導
体１は常伝導状態に陥ることがある。

【００８２】そこで、板材１５と酸化物超電導体１の間
に図４のように低摩擦材料１９を貼付すると、酸化物超
電導体１と板材１５の間の摩擦が抑制され、発熱量を抑
制することができる。この低摩擦材料１９は、例えばフ
ロン系シートであってもポリイミドシートでも良い。ま
た潤滑材等を酸化物超電導体１と板材１５の摩擦面に塗
布しても良い。さらに板材１５自身を低摩擦材料で構成
しても良い。

【００８３】実施例４．上記、実施例２〜３では図２、
図３、図４の構成で明らかなように、酸化物超電導体１
の両端を電流端子１７を介して電流リードケース１５に
固定している。しかし酸化物超電導体１と板材１５、電
流リードケース１８の間には熱膨張率に差がある。この
ため電流リードを冷却すると熱膨張率の差によって酸化
物超電導体１と板材１５、電流リードケース１８の間に
収縮量に差が生じる。

【００８４】従って、酸化物超電導体１の両端は電流端
子１７を介して電流リードケース１８に固定されている
ので、上記収縮量の差により、冷却したときに酸化物超
電導体１に負荷が加わわり酸化物超電導体１が変形する
という不具合が発生する。そこで、本実施例では、図５
に示すように酸化物超電導体１の両端（片側でも良い）
に接続される電流端子１７の中間部を金、銀、銅などで
形成された編組線、バネなどの可橈性もしくは弾性のあ
る軟導電性金属で形成すると、収縮量の差による変位量
を軟導電性金属が吸収し、酸化物超電導体１には負荷が
加わらず酸化物超電導体１は変形しにくい。

【００８５】しかしながら、同程度の形状でバルク金属
導体と編組線やバネなどを比較すると、編組線やバネな
どは実質的な電導断面積が小さいので抵抗が大きく電流
を流すと発熱量が大きくなる。そこで図５のように電流
端子１７の一部を可橈性導体２１で構成し、可橈性導体
２１の実質長を短くすることによって抵抗を小さくでき
発熱量は抑制される。

【００８６】実施例５．上記、実施例４のように電流端
子１７の一部を編組線にした場合、酸化物超電導体１を
電流端子１７に固定することができない。そのため、酸
化物超電導電流リード装置全体に力が加わり加速度が生
じた時には、酸化物超電導体１は慣性力により酸化物超
電導電流リード装置全体の動きより遅延して動揺が生じ
て電流リードケース１８内で電流リードケース１８壁面
と酸化物超電導体１が衝突する。または酸化物超電導体
１自身にも応力がかかることになり、変形の危険があ
る。

【００８７】このような不具合を防ぐために、図６に示
すように電流リードケース１８の内壁面を酸化物超電導
体１に向けて突出させ、凸部で酸化物超電導体１を接触
支持することにより、酸化物超電導体１の電流リードケ
ース１８内での可動範囲が小さくなり、加速度による力
が酸化物超電導体１に加わわっても酸化物超電導体１が
大きな衝撃力で電流リードケース１８の内壁面に衝突す
ることを防ぐことができる。

【００８８】実施例６．上記、実施例５では電流リード
ケース１８の突出した壁面のみ酸化物超電導体１を接触
支持する構造を採ったが、この構造では完全に酸化物超
電導体１と電流リードケース１８壁面の間隙を無くすこ
とは困難であるので微小な間隙が残る。このため装置の
運搬等の作業時に酸化物超電導電流リード装置に振動等
の負荷が加えられた時、酸化物超電導体１が変形して振
動することを完全に抑制することはできない。従って、
微小な振動が生じるため酸化物超電導体１と電流リード
ケース１８壁面が衝突しあうことになる。

【００８９】そこで、図７に示されるように、電流端子
１７が接続されていない酸化物超電導体１の全面に沿っ
て緩衝材２６があてがわれるように、電流リードケース
１８の底面に緩衝材２６を設置する。酸化物超電導体１
の片方の面を板材１５で支持し、もう一方の面を緩衝材
２６によって押さえつけることによって、緩衝材２６が
振動や衝撃力などの外力を吸収する。この結果、酸化物
超電導体１の変形量を低減すると共に、運搬時の取扱い
が容易になる。緩衝材２６は冷却時には収縮してしまう
ため、低温装置稼働時には酸化物超電導体１とは非接触
となるため摩擦は発生しない。尚、緩衝材２６は弾性物
質であり、例えば天然ゴム、ウレタン、バネなどで構成
されている。

【００９０】実施例７．上記、実施例６では図７に示さ
れるように電流リードケース内の片方の面だけに緩衝材
２６を設置し、酸化物超電導体１を片面のみから緩衝材
２６で支持した。しかし図８に示すように両面から酸化
物超電導体１を緩衝材２６で挟み込み支持することで、
運搬時の振動等の力をうけても酸化物超電導体１には負
荷が加わらず変形量をより低減し、取扱いを容易にする
ことができる。この場合、各電流端子１７を板材１５に
固定するスペーサの厚みは酸化物超電導体１と緩衝材２
６の厚みの合計とする。

【００９１】実施例８．上記、実施例６、７では緩衝材
２６の長手方向の幅を酸化物超電導体１の長手方向の幅
に合わせ、この幅の緩衝材２６を電流リードケース１８
の内壁面および板材１５に設置したが、この場合、緩衝
材２６の量だけ熱伝導断面積が増加することになる。す
なわち熱流量が増加して低温側への熱侵入量が増える。

【００９２】そこで、図９に示すように、緩衝材２６
を、酸化物超電導体１を必要最小限支持できる量だけ使
用するように分割する。緩衝材２６を分割したことによ
って実質的な熱伝導断面積が減少し、熱流量を低減する
ことができる。

【００９３】実施例９．図１０は酸化物超電導体１、電
流リードケース１８の材料になりうるＧＦＲＰ、緩衝材
２６の材料になり得るウレタンおよび天然ゴムの熱膨張
率を示すものである。図１１は冷却時の酸化物超電導電
流リード装置を示す断面図である。上記実施例で緩衝材
２６は極低温環境におかれると弾性を失い硬化する。硬
化した緩衝材２６が酸化物超電導体１に接触していた場
合、緩衝材２６が酸化物超電導体１を変形させる可能性
がある。

【００９４】この変形を防ぐために、図１０で示された
ようなデータをもとに、常温では図７のように緩衝材２
６が酸化物超電導体１と接触して酸化物超電導体１を保
護するように構成し、冷却されたとき緩衝材２６と酸化
物超電導体１が非接触となるように酸化物超電導電流リ
ード装置を構成する。この結果、酸化物超電導電流リー
ド装置が冷却されて緩衝材２６が硬化しても、図１１の
ように酸化物超電導体１と緩衝材２６は接触していない
ので酸化物超電導体は変形しない。

【００９５】実施例１０．上記、実施例９では酸化物超
電導電流リード装置が冷却された時に、緩衝材２６が硬
化して酸化物超電導体１と接触しないようにしたが、緩
衝材２６の材料によっては熱収縮量が小さく、極低温で
緩衝材２６と酸化物超電導体１を非接触状態にすること
が困難である。

【００９６】そこで図１２のように緩衝材２６の酸化物
超電導体１に対する接触部分を球形や錐形にすると、常
温では接触面積が大きく緩衝材２６が酸化物超電導体を
支持する効果が大きい。極低温では緩衝材２６が収縮す
る事により、緩衝材２６と酸化物超電導体１の接触面積
が小さくなる。その結果、緩衝材２６が酸化物超電導体
１に加える外力を小さくでき、更に硬化した緩衝材２６
が酸化物超電導体１を変形させる量を低減することでき
る。

【００９７】実施例１１．上記、実施例１０は、酸化物
超電導体１は先端の接触部が球形等の緩衝材２６によっ
て支持されるだけであったが、図１３に示すように板材
１５の表面に低摩擦材料１９を敷設し、この低摩擦材料
１９を介して酸化物超電導体１の他面を板材１５に接触
支持させる構成を採っても良い。この構成によれば、緩
衝材２６の収縮量が少なくても酸化物超電導体１と板材
１５との間の摩擦が抑制されると共に、酸化物超電導電
流リード装置内部での酸化物超電導体１の変形を抑制す
ることができる。

【００９８】実施例１２．今までの各実施例では酸化物
超電導体１をほぼ密閉状態にして電流リードケース１８
に収納して保護していたが、このような構成では真空中
で酸化物超電導電流リード装置を使用する時、電流リー
ドケース１８内から気体を排出するのが困難であり、装
置の立ち上げ時の真空引きに時間がかかるという不具合
が生じることもある。

【００９９】この実施例はこのような不具合を解消する
ためのものであり、図１４の電流リードケース１８の斜
視図に示されるように電流リードケース１８の表面にガ
ス抜き穴３６を設けると、気体がガス抜き穴３６から出
入りするので気体の排出が容易になり、装置の立ち上げ
時の真空びきの時間が短縮できる。

【０１００】実施例１３．上記、各実施例では酸化物超
電導体１に対する外力の影響を低減するために、酸化物
超電導を緩衝材２６等を敷き詰めた電流リードケース１
８に収納するだけであったが、図１５の酸化物超電導体
１の斜視図に示すように、酸化物超電導体１の表面に
紙、布などの織った繊維４１を貼付して支持すると、繊
維４１と酸化物超電導体１が補強しあって、酸化物超電
導体１の強度が上昇する。また繊維４１は酸化物超電導
体に過度の応力を加えないので冷却時の熱収縮量による
変形が生じにくい。

【０１０１】実施例１４．図１７の酸化物超電導体の臨
界電流密度−磁場強度特性から明らかなように、酸化物
超電導体に磁場が印加されると急速に臨界電流値が低下
することがわかる。このため超電導マグネットなどの磁
場発生装置で酸化物超電導電流リードを使用する場合に
は酸化物超電導体部を磁気的に保護するために磁気シー
ルドをすることが必要である。しかし、酸化物超電導電
流リードに直接磁気シールドを設置すると磁気シールド
を伝導する熱が酸化物超電導電流リードの熱流量に寄与
するので熱流量が増加することになる。

【０１０２】この結果、極低温装置に熱が侵入する量が
増加し、低温を維持することが困難になる。これを解決
するために、磁気シールドを酸化物超電導電流リードか
ら熱的に隔離して設置することにより、酸化物超電導電
流リードの低温側への熱侵入の影響がない磁気シールド
が形成できる。

【０１０３】図１６はこのような目的で構成された酸化
物超電導電流リード装置の磁気シールド部の断面図であ
る。図において、４５は酸化物超電導電流リード、４６
は装置全体を真空状態に保つチャンバである。４７は小
型冷凍機であり例えば２段式ＧＭ冷凍機である。４８は
例えば金、銀、銅などで構成されている伝導冷却部材で
あり、小型冷凍機４７とは熱的に、例えばインジウムシ
ートやハンダ付けによって短絡されている。４９は電流
リード及び低温装置（例えば、超電導コイル）を熱遮断
する熱シールドであって小型冷凍機４７とは熱的に、例
えばインジウムシートやハンダ付けによって短絡されて
いる。

【０１０４】５０は酸化物超電導電流リード４５を磁気
的に保護する磁気シールドであり、電流リード部とは熱
的には接触していない。このように磁気シールド５０を
酸化物超電導電流リード４５から熱的に隔離して設置す
ることにより、酸化物超電導電流リード４５の低温側へ
の熱侵入量が影響がない磁気シールドが形成できる。

【０１０５】実施例１５．上記、実施例１４では酸化物
超電導電流リード４５の周囲を磁気シールド５０で囲む
構成にしたが、この構成であると磁気シールド５０の存
在は酸化物超電導電流リード４５の交換や点検を妨げ
る。このため、磁気シールド５０に開口部を設ける必要
がある。そこで、本実施例では、酸化物超電導体１には
磁場印加方向によって臨界電流値が変化する性質がある
ことを利用して酸化物超電導電流リード４５の交換や点
検に便利なように磁気シールド５０の開口部を設けるよ
うにする。

【０１０６】次に、磁気シールド５０の開口部の位置を
設定する方法について説明する。電流Ｉは図１８におい
て紙面の表から裏方向に流れているとする。この時、酸
化物超電導体１に印加される磁場Ｂの方向θと臨界電流
値との関係を図１９より考察すると、印加磁場方向が０
度のときに酸化物超電導体１の臨界電流値が最大にな
る。

【０１０７】従って、図２０に示すように磁気シールド
５０内に設置された酸化物超電導体１に対して磁場Ｂが
０度の方向から印加されるように開口部５１を設けるこ
とで、酸化物超電導リードは安定に動作し、酸化物超電
導電流リード４５の交換、点検が容易になる。尚、図に
おいて磁気シールド５０は熱シールド４９内に設置され
ている。

【０１０８】実施例１６．上記、実施例１５では磁気シ
ールド５０を強磁性体で構成したが、酸化物超電導体で
構成しても磁気遮断効果は向上する。ここで、磁気シー
ルドに強磁性体を使用した場合と酸化物超電導体を使用
した場合のシールド効果について説明する。

【０１０９】図２１は磁気シールド５２に強磁性体を使
用した場合であり、磁気シールド５２の開口部５１は磁
力線の透過方向に向けて設けてあるため、磁場を印加す
ると磁力線は磁気シールド部材内を通過するので酸化物
超電導体１に磁場は加わらない。しかし、図２２に示す
ように磁気シールド５２に対して垂直方向に磁場を印加
すると、磁力線は磁気シールド５２を透過するため磁気
シールド５２内に設置した酸化物超電導体１に磁場が加
わる。従って、磁気シールド５２を強磁性体で構成する
場合は、その開口部を磁場の印加方向に設けるのが好ま
しい。

【０１１０】しかし、磁気シールド５３を酸化物超電導
体を使用して構成した場合、磁場を磁気シールドに対し
て垂直に印加すると酸化物超電導体は磁力線を外側に押
し出す性質を有するため、磁力線は図２３に示すように
磁気シールドを透過せずに、磁気シールド５３に沿って
流れるため磁気シールド５３内に設置した酸化物超電導
体１に磁場は加わらない。

【０１１１】だが、図２４に示すように磁気シールド５
３に対して開口部５１の方向から磁場を印加すると、磁
力線は磁気シールド５３の外がに排除されるために磁場
印加方向に通過する。そのため、開口部５１より磁気シ
ールド５３内の酸化物超電導体１に磁場が加わる。以上
の図２１、図２２、図２３、図２４で説明したように強
磁性体の磁気シールド５２と酸化物超電導体の磁気シー
ルド５３とでは磁力線を遮蔽する方向が異なるので、酸
化物超電導体の磁気シールド５３では磁力線に対して平
行に開口部５１を設け、強磁性体磁気シールド５２では
磁力線に対して垂直に開口部５１を設ける必要がある。

【０１１２】実施例１７．上記、各実施例では酸化物超
電導電流リード４５を磁気シールド５０内に非接触で設
置したが、磁気シールドを酸化物超電導電流リード４５
の高温端に接続した電流端子に熱的に接触させて固定し
ても良い。図２５は本実施例による酸化物超電導電流リ
ード装置を断面図である。図において、５４は電源側に
電気的に接続された高温端の電流端子、５５は低温装置
側に電気的に接続された低温端の電流端子である。磁気
シールド５０は酸化物超電導電流リード４５を接続する
電流端子５４に固定されている。

【０１１３】このような構成であると、磁気シールド５
０が高温端の電流端子５４に熱的に接触していても、接
触しているのは電流端子５４だけであるので、低温装置
に侵入する熱量は酸化物超電導電流リード４５の分だけ
となる。この結果、磁気シールド５０を酸化物超電導電
流リード４５に固定しても低温装置へ侵入する熱量は増
加しない。

【０１１４】実施例１８．上記実施例では高温端の電流
端子５４に磁気シールド５０を固定したが、図２６に示
す断面図のように磁気シールド５０を低温端の電流端子
５５に固定して、高温端の方向には非接触となるように
構成しても磁気シールド５０による熱侵入の影響を無く
すことができ、低温装置への熱侵入量を減らすことがで
きる。

【０１１５】実施例１９．上記実施例１８，１９では高
温端の電流端子５４あるいは低温端の電流端子５５に磁
気シールド５０を固定したが、図２７の断面図に示すよ
うに磁気シールド５０を酸化物超電導電流リード４５の
一部に固定して、高温端および低温端の方向には非接触
となるように構成する。本構成でも、磁気シールド５０
による熱侵入の影響は、接触部分の熱伝導に寄与する断
面積が若干増加する程度のものである。このため磁気シ
ールド５０による熱侵入の影響を無くすことができ、低
温装置への熱侵入量を減らすことができる。

【０１１６】実施例２０．上記、実施例１７〜１９では
磁気シールド５０は熱が直接流入する構成でないため酸
化物超電導電流リード４５に磁気シールド５０を熱的に
接触させることができたが、磁気シールドが熱を流入す
る場合は、図２８の断面図に示すように磁気シールド５
０を熱シールド４９に熱的に接触し、磁気シールド５０
を熱シールド４９によって包括する状態にしても良い。
この結果、磁気シールド５０に対する熱侵入は熱シール
ド４９によって遮断されるため、酸化物超電導電流リー
ド４５の熱侵入に対して磁気シールドは全く寄与せず低
温装置への熱侵入の影響が無い磁気シールドが形成でき
る。

【０１１７】実施例２１．実施例１７の図２５において
は磁気シールド２５の長手方向、即ち酸化物超電導１の
高温端から低温端に向けての厚みは一様であるが、図２
９の酸化物超電導体の臨界電流密度−温度特性を見る
と、低温になるほど酸化物超電導体の臨界電流密度が上
昇している。また低温では磁場強度が増加しても臨界電
流密度の低下量は小さい。このため、図３０のように、
酸化物超電導電流リード４５を保護する磁気シールド５
０を高温端側で厚くして電流端子に固定する際の機械的
強度を保つようにし、低温端側に向かうに連れて薄くす
る。この結果、磁場の影響を受け易くしても酸化物超電
導電流リード４５は安定に動作する。また、磁気シール
ド５０を薄くできるので、磁気シールド５０の全重量を
軽くできる。

【０１１８】実施例２２．例えば、図２０に示すように
冷凍機が熱的に接触した熱シールド４９によって包括さ
れた磁気シールドにおいても、磁気シールドの厚みを低
温側に向かうに連れて薄くしても良い。図３１は本実施
例に於ける酸化物超電導電流リード装置の断面図であ
る。図において、４５Ａ，４５Ｂは酸化物超電導電流リ
ードであって高温端と低温端のそれぞれに電流端子５
４、５５が接続されている。４６は図示しない低温装置
および酸化物超電導電流リード４５を真空状態で収容す
るチャンバ、４９はチャンバ４６内に設置され、酸化物
超電導電流リード４５の熱侵入を遮断する熱シールド、
５０は熱シールド４９内に設置された磁気シールドであ
る。

【０１１９】磁気シールド５０は熱シールド４９内で酸
化物超電導電流リード４５の低温端に向かうに連れて厚
さが薄くなるため全重量が軽くなる。従って、図２０に
示すように冷凍機４７によって熱シールド４９をチャン
バ４６に宙づり状態にした場合でも冷凍機４７へ加わる
荷重が小さくなる。

【０１２０】実施例２３．図３２は低温装置に対して酸
化物超電導電流リードの交換を容易にした酸化物超電導
電流リード装置の構成を示す断面図である。図におい
て、６０は酸化物超電導電流リード４５等を収納したリ
ードポートであり、このリードポート６０は低温装置に
対して５８の部分（接続部５８）で着脱自在に接続され
る。

【０１２１】リードポート６０の形状は全体として上面
が閉鎖された筒状を成しており、筒内の上面には電極５
７の一部が外部に貫通して固定されている。そして電極
５７には酸化物超電導電流リード４５の高温端に接続さ
れた電流端子５２からの導体５６（金、銀、銅等で構成
されている）が接続されている。また、酸化物超電導電
流リード４５の低温端側の電流端子５３からは導体５９
（金、銀、銅等の金属または金属系超電導体で構成され
ている）が低温装置に向けて着脱自在に接続されてい
る。更に、筒内には電極に固定された熱シールド４９が
酸化物超電導電流リード４５を包括するように低温装置
に向けて配置されている。

【０１２２】尚、リードポート６０を構成する筒の開放
部の周囲にはフランジが形成され、且つ、低温装置のリ
ードポート６０接続部分にもフランジが形成され双方の
フランジ部分でリードポート６０と低温装置が着脱自在
に接続される。従って、接続部５８で低温装置から酸化
物超電導リード４５部がリードポート６０に収容された
まま切り放せる。このため酸化物超電導電流リード４５
の交換が容易になり、リードポート部単位で酸化物超電
導電流リード４５のスペアを用意すれば故障時に迅速な
交換ができる。

【０１２３】実施例２４．酸化物超電導体１は図２９に
示されるように、温度が低下すると臨界電流値が上昇す
る。温度勾配のある状態で酸化物超電導体１を使用する
とき、酸化物超電導体１が最も高温になる点の臨界電流
に制限されることになる。同一温度で図３３に示される
酸化物超電導体１のＩｃ₁とＩｃ₂部の臨界電流を測定す
る。同一温度で例えば臨界電流値がＩｃ₁＞Ｉｃ₂であっ
た時、高温端がＩｃ₁となるように電流リードに設置す
ると、冷却後はＩｃ₁＜Ｉｃ₂となる。高温端がＩｃ₂と
なるように電流リードに設置すると、冷却後はＩｃ₂＜
Ｉｃ₁となる。さらに、臨界電流の低いところで酸化物
超電導体１全体の臨界電流は制限される。この結果、電
流リードの高温端に酸化物超電導体１の臨界電流値の高
い端部Ｉｃ₁を持ってくる方が全体の臨界電流値が上昇
し、電流リードの安定動作が得られる。

【０１２４】実施例２５．酸化物超電導体１の臨界電流
の高い方の端部を電流リードの高温側に配置することに
よって，複数本の酸化物超電導体を用いた酸化物超電導
電流リードにおいても実施例２４の効果が得られる。

【０１２５】実施例２６．酸化物超電導体１と電流端子
１７の接続抵抗の低い方を電流リードの高温側に設置す
ることで酸化物超電導電流リード装置の全発生熱量を低
減できる。これは、即ち、酸化物超電導体１の臨界電流
はその温度が５Ｋの時と６０Ｋのときを比較すると、臨
界電流は５Ｋの時の方が６０Ｋ時の約１／１０となるか
らである。

【０１２６】次に、本実施例を図３４を用いて具体的に
説明する。接続部６２の接続抵抗が６０Ｋで１×１０^-6
Ω，５Ｋで１×１０^-7Ωであり，接続部６３の接続抵抗
が６０Ｋで１×１０^-7Ω，５Ｋで１×１０^-8であったと
する。いま，酸化物超電導電流リードの定格が１００Ａ
であり，電流端子１７と酸化物超電導体１の接続部の温
度が高温側で６０Ｋ，低温側で５Ｋとなるようにする。

【０１２７】接続部６２が高温側になるように酸化物超
電導電流リードを設置すると，高温側にある接続部６２
の発熱量はＰ＝ＲＩ²により１０ｍＷとなり，低温側に
ある接続部６３の発熱量は０．１ｍＷとなり，合わせて
１０．１ｍＷ発熱することになる。接続部６３が高温側
になるように酸化物超電導電流リードを設置すると，高
温側にある接続部６３の発熱量は１ｍＷとなり，低温側
にある接続部６２の発熱量は１ｍＷとなり，あわせて２
ｍＷ発熱することになる。この結果、酸化物超電導体１
と電流端子１７の接続抵抗の低い方を電流リードの高温
側に設置することで酸化物超電導電流リード装置の全発
生熱量を低減できる。

【０１２８】実施例２７．上記の効果は複数本の酸化物
超電導体１を使用した時にも同様に得られる。

【０１２９】実施例２８酸化物超電導体１を複数本導体によって図３５のように
並列接続して酸化物超電導電流リードを構成した場合、
各酸化物超電導体１の固有抵抗の違いにより各酸化物超
電導体１に流れる電流はランダムである。そのため、い
ずれか。１本の酸化物超電導体１に流れる電流が最初に
臨界電流値を越えた点で電流リードの安定動作が制限さ
れる。このため，他の酸化物超電導体の性能を活用する
ことができない。

【０１３０】そこで、各酸化物超電導体１の臨界電流の
逆数の比になるよう接続抵抗を、酸化物超電導体１と図
示しない電流端子とを接続した際の接続面積より決定す
る。回路の配線よりも接続部６６の接続抵抗の方が１×
１０^-6Ω程度と大きいので，接続部６６の接続抵抗を調
整することによって各酸化物超電導体１に流れる電流を
酸化物超電導体の臨界電流値に比例した電流を流すこと
ができるため酸化物超電導体の性能を完全に活用でき
る。

【０１３１】また，上記実施例２６で述べたように接続
抵抗は酸化物超電導電流リードの低温端側は高温端側よ
りも小さいので，高温端側の接続抵抗を調整することで
電流を十分に各電流リードに分流させることができる。

【０１３２】実施例２９．上記、実施例２８において酸
化物超電導体１の接続部６６の接続抵抗の調整は困難で
ある。そこで，あらかじめ酸化物超電導体１に電流端子
１７を接続し、電流端子１７部の接続抵抗を測定する。
その後，酸化物超電導体１の臨界電流を測定して臨界電
流の逆数の比となるように電流端子１７部の接続部分を
切断して接続抵抗を調整すると容易に接続抵抗を調整で
きる。

【０１３３】実施例３０．複数の酸化物超電導体１に電
流端子を接続し、各電流端子を導体によって接続して複
数の酸化物超電導体１を並列接続した場合、いずれかの
酸化物超電導体に発熱の片寄りが生じて温度分布が生じ
ることがある。本実施例はいずれかの酸化物超電導体１
に発熱の片寄りが生じても温度分布が生じないようにし
て温度分布による電流リードの動作の不安定性を取り除
き、酸化物超電導体１を並列に使用した電流リードの動
作の安定性を高めることにようにするものである。

【０１３４】図３６は本実施例による酸化物超電導電流
リードの構成を示す断面図である。図において、７１は
回路に並列に接続された酸化物超電導体１を熱的に短絡
するための熱伝導体で，例えばインジウムで形成されて
いる。７２は電流端子に接続された導体であり、この導
体７２によって複数本の酸化物超電導１を並列接続して
いる。

【０１３５】図のように複数本の酸化物超電導体１を電
流リードとして使用したときの高温端および低温端を熱
的に短絡することによって，いずれかの酸化物超電導体
１に発熱の片寄りが生じても温度分布が生じないように
する。この結果、温度分布が生じることによる電流リー
ドの動作の不安定性を取り除き，酸化物超電導体１を並
列に使用した電流リードの動作の安定性を高めることに
なる。

【０１３６】実施例３１．上記、実施例３０では並列接
続された複数の酸化物超電導体１に温度分布を生じさせ
ないようにするために、酸化物超電導１の低温端と高温
端のそれぞれを熱伝導体７１によって熱的に短絡した
が、熱伝導体が良熱伝導体でありしかも絶縁体であるこ
とに注目して電源より低温装置へ電流を供給する酸化物
超電導電流リードの温度分布を取り去るのにも熱伝導体
を使用することができる。

【０１３７】図３７は本実施例の構成を示す断面図であ
る。図において、１Ａ、１Ｂはそれぞれ酸化物超電導体
であり、これら酸化物超電導体１Ａ，１Ｂはそれぞれ高
温端と低温端に電流端子が接続されて並列接続されてい
る。

【０１３８】酸化物超電導体１Ａは電源の＋端子より低
温装置に接続され、もう一方の酸化物超電導体１Ｂは電
源の−端子より低温装置に接続されている。このよう
に、複数本の酸化物超電導体１Ａ，１Ｂを電流リードと
して使用したとき，電源の＋端子及び−端子に接続され
た酸化物超電導体１Ａ，１Ｂの高温端および低温端を熱
伝導体７３で熱的に短絡する。

【０１３９】熱伝導体７３は絶縁体であるので回路の短
絡は生じない。このためいずれかの酸化物超電導体１
Ａ，１Ｂに発熱の片寄りが生じても温度分布が生じない
ようにすることができる。従って、温度分布が生じるこ
とによる電流リードの動作の不安定性を取り除き，酸化
物超電導体１を並列に使用した電流リードの動作の安定
性を高めることになる。

【０１４０】実施例３２．酸化物超電導１は熱伝導率が
悪いため熱シールドを介してチャンバに収容しても、酸
化物超電導１を冷却して安定させるまでに時間がかか
る。そこで、この実施例はこのような不具合を解消する
ためになされたものである。図３８は本実施例の構成を
示す斜視図である。図において、７６は酸化物超電導体
１に接触して併設された初期冷却管であり，この初期冷
却管７６は例えば薄肉のステンレスパイプ等の金属で構
成されている。

【０１４１】酸化物超電導体１を迅速に冷却するには、
超電導マグネット等の低温装置を使用時に冷却するため
の冷媒である液体Ｈｅが蒸発して発生する気体Ｈｅを、
初期冷却管７６に通過させることにより酸化物超電導体
１を迅速に冷却できる。その結果、酸化物超電導体１は
図２９に示すように早期に必要臨界電流値を得て、装置
の立ち上げ時間を短縮できる。また装置稼動後は初期冷
却管内を真空にすることによって，気体の対流を防ぎ，
低温装置に侵入する熱侵入量を減らす。

【０１４２】実施例３３．上記、実施例３２では酸化物
超電導１に対して初期冷却管７６の全面を接触させて接
続したが、初期冷却管７６と酸化物超電導体１との間の
熱膨張率の差により初期冷却管７６を冷却した時に接続
面に熱歪みが生じて初期冷却管７６が酸化物超電導体１
より離脱したり、酸化物超電導体１に機械的な負荷がか
かることがある。

【０１４３】そこで、図３９に示すように初期冷却管７
６を接続する酸化物超電導体１の表面に対して垂直方向
に波形に初期冷却管７６をたわませ、その谷部でもって
初期冷却管７６を酸化物超電導１に接続する。この結
果、初期冷却管７６を冷却した際に、初期冷却管７６と
酸化物超電導体１との間に熱膨張率の差によって発生す
る熱歪を初期冷却管７６のたわみが緩和して初期冷却管
７６が酸化物超電導体１より離脱したり、酸化物超電導
体１に機械的な負荷がかかることがない。

【０１４４】実施例３４．上記、実施例３２，３３にお
いては酸化物超電導電流リード４５を構成する酸化物超
電導体１に金属性の初期冷却管７６が直接接続されてい
たため、初期冷却管７６の延長部分が装置に接触すると
短絡事故を起こす恐れがある。そこで、本実施例では図
４０のように初期冷却管７６の一部を絶縁体７７で構成
することにより，酸化物超電導体１が初期冷却管７７を
介して装置の構成要素，例えばチャンバ等に短絡するこ
とを防ぐことができる。

【０１４５】実施例３５．実施例１３では、酸化物超電
導体１の複合強化を図るために酸化物超電導体１に周囲
に繊維を被着したが、より強度を高めるために長手方向
の熱膨張率が酸化物超電導体１と同様な材質のＧＦＲＰ
材を補強材として用いても良い。

【０１４６】図４１は本実施例による補強材を用いて構
成した酸化物超電導電流リード４５の斜視図である。図
において、７９は補強材であって長手方向に向けて酸化
物超電導体１を嵌入させることのできる溝が掘られてい
る。酸化物超電導体１の各端部には電流端子１７が接続
されているため、酸化物超電導体１を溝に嵌入した後に
各電流端子１７を絶縁ボルト８１で補強材７９に螺合す
ることで酸化物超電導体１は補強材７９に固定され強度
が増加する。

【０１４７】実施例３６．上記、実施例３５では補強材
７９の一面のみを使用したが、補強材７９の裏表面に酸
化物超電導体１を埋没させる長溝を形成して２本の酸化
物超電導体１の補強材７９として用いても良い。図４２
は本実施例による補強材７９を用いて構成した酸化物超
電導電流リード４５の斜視図である。図において、７９
は本実施例による補強材であってその裏表面の双方に長
手方向に沿って酸化物超電導体１を嵌入できる溝が形成
されている。

【０１４８】酸化物超電導体１の各端部には電流端子１
７が接続されて酸化物超電導体１を溝に嵌入した後に各
電流端子１７を絶縁ボルト８１で補強材７９に螺合する
ことで酸化物超電導体１は補強材７９に固定することが
できる。酸化物超電導体１を溝内に固定した後、溝部の
縁に沿って接着剤を塗布し板材１５を補強材７９に接着
して酸化物超電導体１を覆うことにより電気的な絶縁を
確保できると共に、超電導電流リード装置の断面積が増
加し強度が上昇する。

【０１４９】実施例３７．尚、実施例３５では酸化物超
電導体１を補強材７９に嵌入させて固定することで酸化
物超電導体１の強度の向上を図るのみであったが、実施
例３６のように酸化物超電導体１を溝内に固定した後、
溝部の縁に沿って接着剤を塗布し板材１５を補強材７９
に接着して酸化物超電導体１を覆うことにより電気的な
絶縁を確保できる。

【０１５０】実施例３８．酸化物超電導電流リードを低
温装置に接続する際には室温部から低温装置への熱侵入
を低減させる必要がある。図４４は本実施例による酸化
物超電導電流リード装置の構成図である。図に示すよう
に、補強材７９に固定された酸化物超電導体１の高温端
に接続された電流端子１７は、図示しない電源に一端が
接続された金属導体９０と共に絶縁板９６を介して絶縁
ボルト８１により冷却板８６に螺合されている。

【０１５１】一方。酸化物超電導体１の低温端に接続さ
れた電流端子１７には、一端が図示しない低温装置に接
続される合金系超電導導体９８と可橈導体８７の一端が
接続されている。この可橈導体８７の他端は絶縁板９６
を介して絶縁ボルト８１により冷却板８８に螺合されて
いる。このように、高温側の電流端子１７を冷却板(高
温側)８６に固定することで高温側の熱接続が強固にな
る。しかも、低温側を可橈導体８７で冷却板(低温側)８
８に接続することで室温部からの金属導体９０を介した
熱侵入は冷却板（低温側）８８に吸収されて低温装置へ
の熱侵入を低減させることができる。

【０１５２】実施例３９．上記、実施例３８では可橈導
体８７を低温側伝熱部材と使用して冷却板８８に接続し
たが、可橈導体８７を低温側伝熱部材と低温装置へ電流
を流す電導体とに兼用しても良い。図４５は本実施例に
よる酸化物超電導電流リード装置の構成図である。図
中、図４４と同一符号は同一又は相当部分を示す。酸化
物超電導体１の低温側の電流端子１７に一端が接続され
た可橈導体８７の他端は、低温装置に一端が接続された
合金系超電導導体９８と共に絶縁板９６を介して絶縁ボ
ルト８１により冷却板８８に螺合されている。このよう
な構成によれば、可橈導体８７が低温側伝熱部材と電導
体とを兼用し低温装置への熱侵入を低減できると共に、
電流端子の端末処理が容易になる。

【０１５３】実施例４０．上記、実施例３９では低温端
側の電流端子１７と冷却板８８との接続に可橈導体８７
を用いたが、可橈導体８７の代わりに合金系超電導導体
を用いても良い。図４６は本実施例による酸化物超電導
電流リード装置の構成図である。図中、図４４と同一符
号は同一又は相当部分を示す。図において、ＴＡはサー
マルアンカであり、このサーマルＴＡは冷却板８８上に
絶縁部材９６を介して載置されている。酸化物超電導体
１の低温端側の電流端子１７に接続され、低温装置に導
出される合金系超電導導体９８は途中一端サーマルアン
カＴＡ上に載置され、絶縁部材９６を介して冷却板９６
に絶縁ボルト８１によって螺合される。

【０１５４】このように、サーマルアンカＴＡを介して
合金系超電導導体９８を冷却板８８に螺合することで合
金系超電導導体９８は冷却板８８と熱的に強固に接続さ
れる。その結果、熱はサーマルアンカＴＡ、絶縁部材９
６を経出して効率良く冷却板８８に伝達される。

【０１５５】実施例４１．上記、実例４０では酸化物超
電導１の高温端側の電流端子１７と図示しない室温部と
を剛性に高い金属導体で接続していた。そのため、冷却
時における室温部の金属導体接続部と高温端側の電流端
子１７を接続する冷却板８６との熱収縮差により、いず
れか一方に機械的負荷がかかる不具合があった。本実施
例はこのような不具合を解消するためのものである。図
４７は本実施例による酸化物超電導電流リード装置の構
成図である。

【０１５６】図中、図４６と同一符号は同一又は相当部
分を示す。図において、８７は可橈導体であって一端は
冷却板８６を経由して酸化物超電導１の高温側の電流端
子１７に、他端は室温部の室温端子Ｔに接続されてい
る。このように、可橈導体８７で室温端子１０４と高温
側の電流端子１７とを接続することで、冷却板(高温側)
８６と室温端子１０４との間の熱収縮差は可橈導体８７
により吸収される。

【０１５７】実施例４２．上記、実施例３８，３９では
酸化物超電導１の低温端側の電流端子１７と低温端側の
冷却板８８との間の接続に可橈導体８７を使用して低温
装置への熱侵入を低減させた。しかし、図４８に示すよ
うに酸化物超電導体１の高温端側の電流端子１７と冷却
板８６との接続、および低温端側の各電流端子１７と冷
却板８８との接続のそれぞれに可橈導体８７を使用して
も良い。

【０１５８】各冷却板８６，８８においては、電流端子
１７より延設された可橈導体８７の一端を絶縁部材９６
を介して冷却板８６，８８に載置したならば、可橈導体
８７と共に、金属導体９０を絶縁ボルト８１にて絶縁部
材８６，８８に螺合する。これにより酸化物超電導電流
リードと電源および低温装置との電気的接続、及び酸化
物超電導電流リードと冷却板８６，８８との熱的接続が
確実に維持できる。

【０１５９】実施例４３．上記、実施例２３ではチャン
バをリードポート構成にし、このリードポート内に熱シ
ールドと共に、酸化物超電導電流リードを内蔵して酸化
物超電導電流リードの交換時にはリードポートごと交換
したが、実際に交換が必要な酸化物超電導電流リードの
みを容易に交換できるようにしても良い。

【０１６０】図４９は本実施例による酸化物超電導電流
リード装置の構成を示す断面図である。図において、１
００はチャンバ１０１の開口部Ｈ１を覆うフランジであ
って、上面には下面に向かってリードＬが挿通された２
個の電流端子１０２が固定され、下面には酸化物超電導
体１を支持する電気的および熱的に絶縁体である例えば
ＧＦＰＲより構成される支持材１０３が下方に向けて固
定されると共に、挿通されたリードＬに例えば銅でなる
金属導体１０４が下方に向けて接続されている。また、
金属導体１０４には下方に向けて高温側電流端子１０５
が接続されている。尚、フランジ１００はチャンバ１０
１にボルトＢによって固定されている。

【０１６１】２００は熱シールド２０１の開口部Ｈ２を
覆う中空のフランジであり、このフランジ２００の上面
において中空部Ｈ３の周囲には内周面に良熱伝導体でな
る例えば窒化アルミの電気絶縁材２０３が設けられた熱
伝達材２０２（例えば良熱伝導体である銅）が立設され
ている。そして、電気絶縁材２０３に沿って高温側電流
端子１０５がチャンバ１０１よりフランジ２００の中空
部Ｈ３に挿入されている。尚、フランジ２００はチャン
バ２０１にボルトＢによって固定されいる。

【０１６２】チャンバ２０１内においては、フランジ１
００より降ろされた支持材１０３とチャンバ１０１より
延設された高温側電流端子１０５との間に酸化物超電導
体１が接続されている。３００は銅でなる伝導冷却部材
３０１の開口部Ｈ４を覆う中空のフランジであり、この
フランジ３００の上面において中空部Ｈ５の周囲には内
周面に電気絶縁材３０３が設けられた熱伝達材３０２が
立設されている。そして、電気絶縁材３０３に沿って酸
化物超電導体１に接続された例えばＣｕ／ＮｂＴｉ線の
低温側電流端子３０５がフランジ２００の中空部Ｈ５に
挿入されている。

【０１６３】尚、フランジ３００は伝導冷却材３０１に
ボルトＢによって固定されいる。また、低温側電流端子
３０５は図示しない低温装置に着脱自在に接続されてい
る。更に、各開口部はＨ１＞Ｈ２＞Ｈ４の順に大きくな
っているため各フランジ１００，２００，３００のボル
トＢを取り外すことで酸化物超電導電流リードをフラン
ジ１００，２００，３００ごとチャンバ１０１より取り
出すことができる。

【０１６４】ここで各部の接続関係を詳細に述べるなら
ば、酸化物超電導体１は支持材１０３に固定されてい
る。酸化物超電導体１と高温側電流端子１０５は電気的
に接続されている。酸化物超電導体１の高温端部は高温
側電流端子１０５，電気絶縁体２０３，熱伝達材２０２
を介して熱シールド２０１に熱的に接続されている。電
気絶縁体２０３および熱伝達材２０２は良熱伝導体であ
るので，酸化物超電導体１の高温端部は熱シールド２０
１によって効率的に冷却される。また電気絶縁体２０３
は絶縁体でもあるので酸化物超電導体１と熱シールド２
０１は電気的に短絡することがない。

【０１６５】またフランジ１００に支持材１０３と電流
端子１０２は固定され，さらに支持材１０３に酸化物超
電導体１が固定されている。そして電流端子１０２に金
属導体１０４が接続され，金属導体１０４に高温側電流
端子１０５が接続され，その高温側電流端子１０５は酸
化物超電導体１に接続されている。また高温側電流端子
１０５には電気絶縁体２０３を介して熱伝達材２０２が
固定されている。

【０１６６】さらに酸化物超電導体１には低温側電流端
子３０５が接続され，その低温側電流端子３０５に電気
絶縁体３０３を介して熱伝達材３０２が固定されてい
る。上記のような構成で酸化物超電導電流リード装置を
一体化する。そして伝導冷却部材３０１に熱伝達材３０
２を固定し，熱シールド２０１に熱伝達材２０２を固定
してフランジ２０２を固定する。上記の構成のように電
流リードを一体化しているので，酸化物超電導電流リー
ド装置を低温装置から容易に取り外すことができ，取り
替えが容易になる。

【０１６７】実施例４４．上記実施例では往復導体を一
体化したが，片側を別々に一体化しても良く，また複数
本の導体を一体化しても同様の効果が得られる。

【０１６８】実施例４５．上記実施例では，熱伝達材２
０２および３０２はボルトＢで固定したが，コネクター
等を用いた脱着部材を用いれば，さらに交換が容易にな
る。

【０１６９】ところで上記説明では，この発明を超電導
装置の電流リードに利用する場合について述べたが，そ
の他の低温装置に利用できることはいうまでもない。例
えば，極低温で測定実験を行う場合，電流リードから侵
入してくる熱による熱擾乱によって測定精度が悪くなる
場合がある。このときこの酸化物超電導電流リード装置
を使用すると熱侵入量が低減でき，熱擾乱を低減でき
る。また酸化物超電導体としてＢｉ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｃ
ｕ，Ｏから構成される超電導体について述べてきたが，
例えばＹ系など他の酸化物超電導体であっても良い。

【０１７０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、極低温装置と
外部電源とを電気的に接続可能な酸化物超電導体の両端
に金属端子を溶着して電流リードケース内に収納した後
に、前記金属端子を電流リードケースの端部に固定して
前記酸化物超電導体を前記電流リードケース壁面に固定
せずに前記金属端子で接触支持したので、酸化物超電導
体に加わる外力を低減できるという効果がある。

【０１７１】請求項２の発明によれば、請求項１の酸化
物超電導電流リード装置において酸化物超電導体と接触
する電流リードケース本体を低摩擦の物質で形成もしく
はその壁面に摩擦の少ない物質を貼付或いは塗布してい
るので、請求項１の効果に加えて酸化物超電導体と電流
リードケース壁面の摩擦によって生じる摩擦熱を低減で
きるという効果がある。

【０１７２】請求項３の発明によれば、請求項１の酸化
物超電導電流リード装置おいて電流リードケース内で、
酸化物超電導体と接続される金属端子と金属端子の延長
部である電流リードケースと接続される金属端子を可橈
導体で接続しているので、請求項１の効果に加えて電流
リードケースと酸化物超電導体の熱収縮量の差によって
生じる応力を低減できるという効果がある。

【０１７３】請求項４の発明によれば、請求項１の酸化
物超電導電流リード装置おいて酸化物超電導体の一面が
対向する電流リードケースの壁面に緩衝材を配置し、こ
の緩衝材を介して酸化物超電導体電流リードを電流リー
ドケースに支持するようにしたので、請求項１の効果に
加えて酸化物超電導体に加わる力を緩衝材が吸収できる
という効果がある。

【０１７４】請求項５の発明によれば、請求項４の酸化
物超電導電流リード装置おいて酸化物超電導体を支持す
る緩衝材を分割して電流リードケース内に配置したの
で、請求項４の効果に加えて酸化物超電導電流リード上
の熱流量を低減できるという効果がある。

【０１７５】請求項６の発明によれば、請求項４の酸化
物超電導電流リード装置おいて酸化物超電導体を支持す
る緩衝材と電流リードケースが冷却時に収縮することに
よって、酸化物超電導体と緩衝材が非接触となるように
構成したので、請求項４の効果に加えて冷却時に硬化し
た緩衝材によって酸化物超電導体に力が加わることがな
いという効果がある。

【０１７６】請求項７の発明によれば、請求項４ないし
請求項６のいずれかの酸化物超電導電流リード装置おい
て酸化物超電導体を支持する緩衝材を酸化物超電導体と
の接触面積が小さい形状で構成したので、請求項４ない
し請求項６のいずれかの効果に加えて酸化物超電導電流
リード装置を小さくできるという効果がある。

【０１７７】請求項８の発明によれば、酸化物超電導体
を収納する電流リードケースに開口部を設け、この開口
部より脱気するようにしたので電流リードケース内の気
体の排気が容易になるという効果がある。

【０１７８】請求項９の発明によれば、酸化物超電導体
を繊維で複合強化するので、酸化物超電導体の強度が上
昇するという効果がある。

【０１７９】請求項１０の発明によれば、酸化物超電導
体を磁気シールド内に非接触に内包させ、外部磁界の影
響を遮断すると共に、前記磁気シールドによる前記酸化
物超電導体への熱伝達を遮断するようにしたので、磁気
シールドの熱伝導率は酸化物超電導電流リード装置の熱
伝導率に寄与しないという効果がある。

【０１８０】請求項１１の発明によれば、請求項１０の
酸化物超電導電流リード装置において、磁気シールド
に、酸化物超電導体の磁界に耐性を持つ方向に開口部を
設けたので、請求項１０の効果に加えて磁気シールド内
への酸化物超電導体の取り付け、取り外し作業が容易に
なるという効果がある。

【０１８１】請求項１２の発明によれば、請求項１１の
酸化物超電導電流リード装置おいて磁気シールドを酸化
物超電導体で構成したので、請求項１１の効果に加えて
極低温下における磁気シールド効果がより向上するとい
う効果がある。

【０１８２】請求項１３の発明によれば、請求項１０の
酸化物超電導電流リード装置おいて電流リードを磁気的
に保護する磁気シールドを一方の温度定点側で固定した
ので、電流リードの熱伝導断面積が増加する距離は磁気
シールドが固定された一点だけになるという効果があ
る。

【０１８３】請求項１４の発明によれば、熱シールドを
小型冷凍機に熱的に接触して固定すると共に、前記熱シ
ールドに磁気シールドを熱的に接触させる構成としたの
で、電流リードの熱伝導断面積は増加せず、低温装置へ
の熱侵入量が低減できるという効果がある。

【０１８４】請求項１５の発明によれば、請求項１０の
酸化物超電導電流リード装置おいて磁気シールドを酸化
物超電導体の磁気特性に即して形成したので、請求項１
０の効果に加えて磁気シールドを軽くできるという効果
がある。

【０１８５】請求項１６の発明によれば、低温装置収納
容器に対して着脱自在な有蓋筒状容器を形成すると共に
前記有蓋筒状容器内の蓋部に設けた電極に熱シールドを
長手方向に沿って固定し、熱シールド内に配置した酸化
物超電導体の高温端を導体を介して前記電極に接続し、
前記酸化物超電導体の低温部を導体を介して着脱自在に
前記低温装置収納容器の収納物に接続にしたので、酸化
物超電導電流リード装置の取り付け、取り外し作業が容
易になるという効果がある。

【０１８６】請求項１７の発明によれば、酸化物超電導
体の同一温度において臨界電流の高い方の端部を高温側
に設置したので、電流リードが安定に動作するという効
果がある。

【０１８７】請求項１８の発明によれば、電流端子と酸
化物超電導体の接続において接続抵抗の低い方を高温側
に設置したので電流リード全体の発熱量が低減できると
いう効果がある。

【０１８８】請求項１９の発明によれば、複数の酸化物
超電導体を導体によって並列に接続する場合、各々の酸
化物超電導体の臨界電流の逆数の比となるように、導体
と酸化物超電導体との接続抵抗を接続面積で調整したの
で、各酸化物超電導体の性能に応じた電流を各酸化物超
電導体に分流ができるという効果がある。

【０１８９】請求項２０の発明によれば、複数の酸化物
超電導体を導体によって並列に接続する場合、予め各酸
化物超電導体に電流端子を設置して電流端子部の接続抵
抗を測定し、その後、酸化物超電導体の臨界電流を測定
して臨界電流の逆数の比となるように電流端子部の接続
部分を切断して接続抵抗を調整するので作業が容易にな
る効果がある。

【０１９０】請求項２１の発明によれば、請求項１９の
酸化物超電導電流リード装置におい酸化物超電導体を複
数並列に配置して電流リードを作成する際、前記複数の
酸化物超電導体の端部付近を熱的に短絡したので、請求
項１９の効果に加えていずれかの酸化物超電導体に温度
分布の片寄りが生じず、電流リードが安定に動作すると
いう効果がある。

【０１９１】請求項２２の発明によれば、酸化物超電導
体の長手方向に初期冷却管を接合したので、酸化物超電
導体を迅速に冷却でき、酸化物超電導電流リード装置の
立ち上げ時間が短くなるという効果がある。

【０１９２】請求項２３の発明によれば、請求項２２の
酸化物超電導電流リード装置おいて酸化物超電導体の長
手方向に接続された上記初期冷却管の一部を、前記酸化
物超電導電体の初期冷却管の接合面から上方向に離して
接合したので余裕をもって初期冷却を接合できるので、
請求項２２の効果に加えて酸化物超電導体に加わる応力
を緩和できるという効果がある。

【０１９３】請求項２４の発明によれば、酸化物超電導
体を平板状の補強材に接触して支持させたことで、酸化
物超電導体の機械的な強度が上昇するという効果があ
る。

【０１９４】請求項２５の発明によれば、請求項２４の
酸化物超電導電流リード装置おいて電流往復分の１対の
酸化物超電導体を平板状の補強材の表裏面に取り付けて
いるので、請求項２４の効果に加えて超電導電流リード
装置の断面積が増加し、酸化物超電導体の機械的強度を
上昇させることができるという効果がある。

【０１９５】請求項２６の発明によれば、請求項２４ま
たは請求項２５の酸化物超電導電流リード装置おいて補
強した酸化物超電導体の表面全体を絶縁材で覆っている
ので、請求項２４または２５の効果に加えて酸化物超電
導体の絶縁を確保することができると共に、機械的強度
が確保できるという効果がある。

【０１９６】請求項２７の発明によれば、高温端を熱シ
ールドに固定し、低温端側を可橈導体或いは合金系超電
導導体を用いて冷却板に固定して冷却伝熱部材を構成し
たので室温部から侵入熱を熱シールドで吸収し、低温装
置への熱侵入量を低減できるという効果がある。

【０１９７】請求項２８の発明によれば、低温端の導体
を冷却伝熱部材と合金系超電導導体とを兼用させたので
電流端子の端末構造を簡略化できと共に、発熱を低減で
きるという効果がある。

【０１９８】請求項２９の発明によれば、請求項２８又
は２９に記載の酸化物超電導電流リード装置おいて合金
系超電導導体をサーマルアンカを介して冷却板に接続し
たので、請求項２８又は２９の構成に加えて低温装置へ
の伝熱をより効果的に低減させることができるという効
果がある。

【０１９９】請求項３０の発明によれば、室温部から高
温端までの電流リードとして、可橈性導体を使用してい
るので、室温部と熱シールドとの間の熱収縮差を効果的
に吸収できるという効果がある。

【０２００】請求項３１の発明によれば、酸化物超電導
体の両端を可橈性のある伝熱・電導部材で保持し、伝熱
・電導部材を絶縁物を介して各冷却板に固定しているの
で、電気的及び熱的接続が確実に維持できる。

【０２０１】請求項３２の発明によれば、酸化物超電導
体を用いて装置外部と極低温部を電気的に接続可能な酸
化超電導電流リードにおいて、前記装置外部と前記装置
内部を隔離する壁面の一部を構成する板材と、この板材
を通って前記装置外部から前記装置内部を電気的に接続
する金属導体と、この金属導体に電気的に接続された酸
化物超電導体と、この酸化物超電導体の両端付近におい
てこの酸化物超電導体と接する良熱伝導体である電気絶
縁体と、この電気絶縁体に接する熱伝導体を備え、前記
板材、金属導体、酸化物超電導体、電気絶縁体および熱
伝導体を一体化して電流リードを構成したので酸化物超
電導電流リード装置部の低温装置への脱着が容易になる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による酸化物超電導電流リ
ード装置を組み込んだ超電導マグネットの全体の構成を
示す断面図である。

【図２】この発明の実施例１である酸化物超電導電流リ
ード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図３】この発明の実施例２である酸化物超電導電流リ
ード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図４】この発明の実施例３である酸化物超電導電流リ
ード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図５】この発明の実施例４である酸化物超電導電流リ
ード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図６】この発明の実施例５である酸化物超電導電流リ
ード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図７】この発明の実施例６である酸化物超電導電流リ
ード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図８】この発明の実施例７である酸化物超電導電流リ
ード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図９】この発明の実施例８である酸化物超電導電流リ
ード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図１０】この発明の実施例９における酸化物超電導体
と電流リードケースと緩衝材の熱膨張率を示すグラフで
ある。

【図１１】この発明の実施例９である酸化物超電導電流
リード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図１２】この発明の実施例１０である酸化物超電導電
流リード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図１３】この発明の実施例１１である酸化物超電導電
流リード装置の電流リード部を示す断面図である。

【図１４】この発明の実施例１２である酸化物超電導電
流リード装置の電流リード部を示す斜視図である。

【図１５】この発明の実施例１３である酸化物超電導電
流リード装置の酸化物超電導体部の斜視図である。

【図１６】この発明の実施例１４である酸化物超電導電
流リード装置の磁気シールド部を示す断面図である。

【図１７】この発明の実施例１４における酸化物超電導
体の臨界電流密度−磁場強度特性を示すグラフである。

【図１８】この発明の実施例１５における酸化物超電導
体に印加する磁場の方向を定義する略図である。

【図１９】この発明の実施例１５における酸化物超電
導体の臨界電流−磁場印加方向特性を示すグラフであ
る。

【図２０】この発明の実施例１５である酸化物超電導電
流リード装置の磁気シールド部を示す断面図である。

【図２１】この発明の実施例１６である酸化物超電導電
流リード装置の強磁性体磁気シールド部に印加された磁
場の様子を示す模式図である。

【図２２】この発明の実施例１６である酸化物超電導電
流リード装置の強磁性体磁気シールド部に印加された磁
場の様子を示す模式図である。

【図２３】この発明の実施例１６である酸化物超電導電
流リード装置の酸化物超電導体磁気シールド部に印加さ
れた磁場の様子を示す模式図である。

【図２４】この発明の実施例１６である酸化物超電導電
流リード装置の酸化物超電導体磁気シールド部に印加さ
れた磁場の様子を示す模式図である。

【図２５】この発明の実施例１７である酸化物超電導電
流リード装置の磁気シールド部を示す断面図である。

【図２６】この発明の実施例１８である酸化物超電導電
流リード装置の磁気シールド部を示す断面図である。

【図２７】この発明の実施例１９である酸化物超電導電
流リード装置の磁気シールド部を示す断面図である。

【図２８】この発明の実施例２０である酸化物超電導電
流リード装置の磁気シールド部を示す断面図である。

【図２９】この発明の実施例２１、２４における酸化物
超電導体の臨界電流密度−温度特性である。

【図３０】この発明の実施例２１である酸化物超電導電
流リード装置の磁気シールド部を示す断面図である。

【図３１】この発明の実施例２２である酸化物超電導電
流リード装置の磁気シールド部を示す断面図である。

【図３２】この発明の実施例２３である酸化物超電導電
流リード装置のリードポート部を示す断面図である。

【図３３】この発明の実施例２４である酸化物超電導電
流リード装置の酸化物超電導体を示す図である。

【図３４】この発明の実施例２６である酸化物超電導電
流リード装置の酸化物超電導体と電流端子の接続部を示
す断面図である。

【図３５】この発明の実施例２８である酸化物超電導電
流リード装置の酸化物超電導体と電流端子の接続部を示
す略図である。

【図３６】この発明の実施例３０である酸化物超電導電
流リード装置の電流リードの要部を示す断面図である。

【図３７】この発明の実施例３１である酸化物超電導電
流リード装置の電流リードの要部を示す断面図である。

【図３８】この発明の実施例３２である酸化物超電導電
流リード装置の電流リードの要部を示す斜視図である。

【図３９】この発明の実施例３３である酸化物超電導電
流リード装置の電流リードの要部を示す斜視図である。

【図４０】この発明の実施例３４である酸化物超電導電
流リード装置の電流リードの要部を示す斜視図である。

【図４１】この発明の実施例３５である高温超電導電流
リード装置の電流リードの要部を示す斜視図である。

【図４２】この発明の実施例３６である高温超電導電流
リード装置の電流リードの要部を示す図である。

【図４３】この発明の実施例３７である高温超電導電流
リード装置の電流リードの要部を示す斜視図である。

【図４４】この発明の実施例３８である高温超電導電
流リード装置の電流リードの要部を示す図である。

【図４５】この発明の実施例３９である高温超電導電流
リード装置の電流リードの要部を示す図である。

【図４６】この発明の実施例３９である高温超電導電流
リード装置の電流リードの要部を示す図である。

【図４７】この発明の実施例４０である高温超電導電流
リード装置の電流リードの要部を示す図である。

【図４８】この発明の実施例４１である高温超電導電流
リード装置の電流リードの要部を示す図である。

【図４９】この発明の実施例４２である高温超電導電流
リード装置の断面図を示す図である。

【図５０】従来の酸化物超電導電流リード装置を示す断
面図である。

【符号の説明】

１酸化物超電導体、８超電導コイル、９ＧＭ冷凍
機、１１熱シールド、１３伝導冷却部材、１４真空
層、１５板材、１６スペーサ、１７電流端子、１
８電流リードケース、１９低摩擦材料、２１、８７
可橈導体、２６緩衝材、３６ガス抜き穴、４１繊
維、４５酸化物超電導電流リード、４９熱シール
ド、５０磁気シールド、５１開口部、５２強磁性
体磁気シールド、５３酸化物超電導体磁気シールド、
５４電流端子、５５電流端子、５６導体、５７
電極、５８接続部、５９導体、６０リードポー
ト、６２、６３、６６接続部、７１熱伝導体、７２
導体、７３熱伝導体、７６初期冷却管、７７絶縁
体、７９補強材、８１絶縁ボルト、８６冷却板
（高温側）、８８冷却板（低温側）、９０金属導
体、９６絶縁板、９８合金系超電導導体、１０２サ
ーマルアンカ、１０４室温端子、１０３支持材、１
０５高温側電流端子、２０３電気絶縁体、２０２
熱伝達材、２０１熱シールド、３０５低温側電流端
子、３０３電気絶縁体、３０２熱伝達材、３００
伝導冷却部材、１０４金属導体。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 39/04 ＺＡＡ (72)発明者今井良夫神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号三菱電機株式会社神戸製作所内 (72)発明者湊恒明神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号三菱電機株式会社神戸製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】極低温装置と外部電源とを電気的に接続
可能な酸化物超電導体の両端に金属端子を溶着して電流
リードケース内に収納した後に、前記金属端子を電流リ
ードケースの端部に固定して前記酸化物超電導体を前記
電流リードケースの壁面に固定せずに前記金属端子で支
持したことを特徴とする酸化物超電導電流リード装置。
【請求項２】金属端子が溶着されない酸化物超電導体
の一面と接触する電流リードケースの壁面を低摩擦の物
質で形成もしくはその壁面に摩擦の少ない物質を貼付或
いは塗布したことを特徴とする請求項１に記載の酸化物
超電導電流リード装置。
【請求項３】電流リードケース内で、酸化物超電導体
と接続される金属端子とこの金属端子の延長部分である
前記電流リードケースと接続される金属端子とをを可橈
導体で接続したことを特徴とする請求項１に記載の酸化
物超電導電流リード装置。
【請求項４】酸化物超電導体の一面が対向する電流リ
ードケースの壁面に緩衝材を配置し、この緩衝材を介し
てて酸化物超電導体を電流リードケース内に支持するこ
とを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導電流リー
ド装置。
【請求項５】酸化物超電導体を支持する緩衝材を分割
して電流リードケース内に配置することを特徴とする請
求項４の酸化物超電導電流リード装置。
【請求項６】酸化物超電導体を支持する緩衝材と電流
リードケースが冷却時に収縮することによって、酸化物
超電導体と緩衝材とが非接触となるようにしたことを特
徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の酸
化物超電導電流リード装置。
【請求項７】酸化物超電導体を支持する緩衝材と酸化
物超電導体との接触面積が小くなるように前記緩衝材の
接触面を形成したことを特徴とする請求項６に記載の酸
化物超電導電流リード装置。
【請求項８】酸化物超電導体を収納する電流リードケ
ースに開口部を設け、この開口部により脱気することを
特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導電流リード装
置。
【請求項９】酸化物超電導体を用いた電流リードにお
いて、前記酸化物超電導体に繊維を被着して複合強化し
たことを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導電流
リード装置。
【請求項１０】酸化物超電導体を磁気シールド内に非
接触に内包させ、外部磁界の影響を遮断すると共に、前
記磁気シールドによる前記酸化物超電導体への熱伝達を
遮断することを特徴とする酸化物超電導電流リード装
置。
【請求項１１】磁気シールドに、酸化物超電導体の磁
界に耐性を持つ方向に開口部を設けたことを特徴とする
請求項１０に記載の酸化物超電導電流リード装置。
【請求項１２】磁気シールドを酸化物超電導体で構成
したことを特徴とする請求項１１に記載の酸化物超電導
電流リード装置。
【請求項１３】酸化物超電導体を磁気的に保護する磁
気シールドを、前記酸化物超電導体の一方の温度定点で
固定したことを特徴とする請求項１０に記載の酸化物超
電導電流リード装置。
【請求項１４】熱シールドを小型冷凍機に熱的に接触
して固定すると共に、前記熱シールドに磁気シールドを
熱的に接触させたことを特徴とする請求項１０に記載の
酸化物超電導電流リード装置。
【請求項１５】磁気シールドを酸化物超電導体の磁気
特性に即して形成したことを特徴とする請求項１０に記
載の酸化物超電導電流リード装置。
【請求項１６】低温装置収納容器に対して着脱自在な
有蓋筒状容器を形成すると共に前記有蓋筒状容器内の蓋
部に設けた電極に熱シールドを容器の長手方向に沿って
固定し、熱シールド内に配置した酸化物超電導体の高温
端を導体を介して前記電極に接続し、低温端を導体を介
して着脱自在に低温装置収納容器の収容物に接続したこ
とを特徴とする酸化物超電導電流リード。
【請求項１７】酸化物超電導体で、同一温度において
臨界電流の高い方の端部を高温側に設置したことを特徴
とする酸化物超電導電流リード装置。
【請求項１８】電流端子と酸化物超電導体の接続にお
いて、接続抵抗の低い方を高温側に設置したことを特徴
とする酸化物超電導電流リード装置。
【請求項１９】複数本の酸化物超電導体を導体によっ
て並列に接続する場合、各々の酸化物超電導体の臨界電
流の逆数の比となるように、導体と酸化物超電導体との
接続抵抗を接続面積で調整したことを特徴とする酸化物
超電導電流リード装置。
【請求項２０】複数本の酸化物超電導体を並列に接続
する場合、予め各酸化物超電導体に電流端子を設置して
電流端子部の接続抵抗を測定し、その後、前記各酸化物
超電導体の臨界電流を測定してこの臨界電流の逆数の比
となるように電流端子部の接続部分を切断して接続抵抗
を調整したことを特徴とする請求項１９に記載の酸化物
超電導電流リード装置。
【請求項２１】酸化物超電導体を複数並列に配置して
電流リードを作成する際、前記複数の酸化物超電導体の
端部付近を熱的に短絡したことを特徴とする請求項１９
に記載の酸化物超電導電流リード装置。
【請求項２２】酸化物超電導体の長手方向に初期冷却
管を接合したことを特徴とする酸化物超電導電流リー
ド。
【請求項２３】酸化物超電導体の長手方向に接合され
た初期冷却管の一部を、前記酸化物超電導体の初期冷却
管の接合面から上方向に離して接合したことを特徴とす
る請求項２２に記載の酸化物超電導電流リード装置。
【請求項２４】酸化物超電導体を用いた電流リードに
おいて酸化物超電導体を平板状の補強材に接触させて支
持したことを特徴とする酸化物超電導電流リード装置。
【請求項２５】電流往復分の１対の酸化物超電導体を
補強材の表裏各面に取り付けたことを特徴とする請求項
２４に記載の酸化物超電導電流リード装置。
【請求項２６】酸化物超電導体の表面を絶縁材で覆っ
たことを特徴とする請求項２４に記載の酸化物超電導電
流リード装置。
【請求項２７】酸化物超電導体の高温端を熱シールド
に固定し、低温端側を可橈導体あるいは合金系超電導体
を用いて冷却板に固定して冷却伝熱部材を構成したこと
を特徴とする酸化物超電導電流リード装置。
【請求項２８】低温端の導体を冷却伝熱部材あるいは
合金系超電導体と兼用したことを特徴とする請求項２７
に記載の酸化物超電導電流リード装置。
【請求項２９】合金系超電導体をサーマルアンカを介
して冷却板に接続したことを特徴とする請求項２７又は
２８に記載の酸化物超電導電流リード装置。
【請求項３０】室温部から高温端までの電流リードと
して可橈性導体を使用したことを特徴とする酸化物超電
導電流リード装置。
【請求項３１】酸化物超電導体の両端を可橈性のある
伝熱・電導部材で保持し、前記伝熱・電導部材を絶縁物
を介して冷却板に固定したことを特徴とする酸化物超電
導電流リード装置。
【請求項３２】酸化物超電導体を用いて装置外部と極
低温部を電気的に接続可能な酸化超電導電流リードにお
いて、前記装置外部と前記装置内部を隔離する壁面の一
部を構成する板材と、この板材を通って前記装置外部か
ら前記装置内部を電気的に接続する金属導体と、この金
属導体に電気的に接続された酸化物超電導体と、この酸
化物超電導体の両端付近においてこの酸化物超電導体と
接する良熱伝導体である電気絶縁体と、この電気絶縁体
に接する熱伝導体を備え、前記板材、金属導体、酸化物
超電導体、電気絶縁体および熱伝導体を一体化して電流
リードを構成したことを特徴とする酸化物超電導電流リ
ード装置。