JPS60182673A - 超電導線の接続法 - Google Patents
超電導線の接続法Info
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- JPS60182673A JPS60182673A JP3605284A JP3605284A JPS60182673A JP S60182673 A JPS60182673 A JP S60182673A JP 3605284 A JP3605284 A JP 3605284A JP 3605284 A JP3605284 A JP 3605284A JP S60182673 A JPS60182673 A JP S60182673A
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- wires
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は超電導線の接続法に係り、特に銅、またはアル
ニミューム等の熱的電気的良導性の常電導金属と超電導
心線を単数、もしくは複数本複合化したものに好適な超
電導線の接続法に関するものである。
ニミューム等の熱的電気的良導性の常電導金属と超電導
心線を単数、もしくは複数本複合化したものに好適な超
電導線の接続法に関するものである。
〔発明の背景］
一般に、超電導コイルの発生する磁界を長時間に互って
一定に保持するためには、安定な励磁量−４〜−５ 源が必要となるが、現状の電源技術では１０／ｈｒが限
度とされている。これ以上の安定性が要求される場合（
例えば、理化学用核磁気共鳴装置や医療用核磁気共鳴診
断装置では１０ ／ｈ））には、超電導コイルを永久電
流モードで運転しなければならない。永久電流モードに
するためには最低１ケ所は超電導線どおしを接続し、そ
の接続抵抗を１０−１２〜−１３Ω以下にする必要があ
る１、かかる抵抗値を実現するためには超電導線中の超
電導心線どおしを接続対象としなければならない。
一定に保持するためには、安定な励磁量−４〜−５ 源が必要となるが、現状の電源技術では１０／ｈｒが限
度とされている。これ以上の安定性が要求される場合（
例えば、理化学用核磁気共鳴装置や医療用核磁気共鳴診
断装置では１０ ／ｈ））には、超電導コイルを永久電
流モードで運転しなければならない。永久電流モードに
するためには最低１ケ所は超電導線どおしを接続し、そ
の接続抵抗を１０−１２〜−１３Ω以下にする必要があ
る１、かかる抵抗値を実現するためには超電導線中の超
電導心線どおしを接続対象としなければならない。
従来かかる手法の一つとして超電導心線どおしを重ねて
スポット溶接する方法が採用されてきた。
スポット溶接する方法が採用されてきた。
第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にその典型的な例を示す
。第１図（ａ）は超電導線１として超電導単心複合線ど
おしの場合を示す。心線２の直径が太い場合、例えば≧
２００μｍφ程度のときは互いに交差させて重なったと
ころをスポット溶接機で溶融させて接続していた。心線
径が細い場合〈２００μｍφには互いによじり合せてス
ポット溶接機で重り合う節目の所を数点溶融させて接続
していた。ところが溶接に必要なエネルギー（ジュール
＝ワット×秒）を最適値にえらんでも、超電導心線２ど
うしの接触状態などで必ずしも接続抵抗値を一定に制御
できず、歩留り及び信頼性は極めて悪いのが実情である
。また、溶接したために極めてもろくなり、超電導心＄
２が断線する場合があり、取り扱いが極めて厄介であっ
た。従って、超電導コイル装置の量産品に適用する場合
作業性が悪く、工程上のネックになっていた。第１図（
ｂ）には超電導多心複合線の場合を示す。この種の超電
導線１では超電導フィラメント３の径が≦５０μｍφで
、そのフィラメント数は数〜数千本に及び、超電導単心
複合線に比べ溶接は更に困難である。通常は多数の超電
導フィラメント３を綿状に撚り合せて溶接するわけであ
る。スポット溶接の場合、その電極間に挾みこまれる部
分でも溶接の及ばない超電導フィラメントが必ず残り十
分でなかった。これをさけるために節目のところを数点
溶接する方法がとられていた。しかし、超電導心線径が
細いために溶断する超電導フィラメントもあり、超電導
単心複合線の場合より更に歩留りが悪くなる。第１図（
ｃ）には超電導単心複合線と多心複合線どうしの接続例
を示すが、この場合も第１図（ａ）、（ｂ）と同様な問
題がある。
。第１図（ａ）は超電導線１として超電導単心複合線ど
おしの場合を示す。心線２の直径が太い場合、例えば≧
２００μｍφ程度のときは互いに交差させて重なったと
ころをスポット溶接機で溶融させて接続していた。心線
径が細い場合〈２００μｍφには互いによじり合せてス
ポット溶接機で重り合う節目の所を数点溶融させて接続
していた。ところが溶接に必要なエネルギー（ジュール
＝ワット×秒）を最適値にえらんでも、超電導心線２ど
うしの接触状態などで必ずしも接続抵抗値を一定に制御
できず、歩留り及び信頼性は極めて悪いのが実情である
。また、溶接したために極めてもろくなり、超電導心＄
２が断線する場合があり、取り扱いが極めて厄介であっ
た。従って、超電導コイル装置の量産品に適用する場合
作業性が悪く、工程上のネックになっていた。第１図（
ｂ）には超電導多心複合線の場合を示す。この種の超電
導線１では超電導フィラメント３の径が≦５０μｍφで
、そのフィラメント数は数〜数千本に及び、超電導単心
複合線に比べ溶接は更に困難である。通常は多数の超電
導フィラメント３を綿状に撚り合せて溶接するわけであ
る。スポット溶接の場合、その電極間に挾みこまれる部
分でも溶接の及ばない超電導フィラメントが必ず残り十
分でなかった。これをさけるために節目のところを数点
溶接する方法がとられていた。しかし、超電導心線径が
細いために溶断する超電導フィラメントもあり、超電導
単心複合線の場合より更に歩留りが悪くなる。第１図（
ｃ）には超電導単心複合線と多心複合線どうしの接続例
を示すが、この場合も第１図（ａ）、（ｂ）と同様な問
題がある。
本発明の目的は、スポット−溶接機等の方法で超電導心
線同志を接続するものであっても、超電導心線の断線と
溶接のがれをする超電導心線数の低減は勿論、歩留りの
向上を計るとともに、接続抵抗の一層の低減を図った超
電導線の接続法を提供するにある。
線同志を接続するものであっても、超電導心線の断線と
溶接のがれをする超電導心線数の低減は勿論、歩留りの
向上を計るとともに、接続抵抗の一層の低減を図った超
電導線の接続法を提供するにある。
本発明は、接続しようとする超電導線同志の超電導心線
を超電導合金製パイプ中に束ねに挿入し、そのパイプ外
側からスポット溶接機等で溶融せしめ、超電導心線どう
しのみならず超電導合金製との接続を行なうことより、
所期の目的を達成するように成したものである。
を超電導合金製パイプ中に束ねに挿入し、そのパイプ外
側からスポット溶接機等で溶融せしめ、超電導心線どう
しのみならず超電導合金製との接続を行なうことより、
所期の目的を達成するように成したものである。
以下、図面の実施例に基づいて本発明の詳細な説明する
。
。
第２図（ａ） 、（ｂ） 、第３図（ａ）、（ｂ）に本
発明の基本となる実施例を示す。第２図（ａ）。
発明の基本となる実施例を示す。第２図（ａ）。
（ｂ）に示すのは、超電導線１の超電導心線２を真直に
並べ、これに超電導合金でできた平角パイプ４を、第３
図（ａ）、（ｂ）に示すのは、超電導心ｆｉ２を互に撚
って、これに超電導合金でできだ円筒パイプ４をかぶせ
たものである。ここでは超電導線ｌが単心、多心のいづ
れかであるかを問わないことにし、使用する超電導合金
製パイプ４はＮｂとかＮｂ−Ｔｉ合金などが適当である
が、その材料は限定しないことにする。また、超電導心
線２、及び超電導合金製パイプ４の内側表面は極めて清
浄に処理されているものとする。スポット溶接機等でこ
れらを溶接するとき、第２図、第３図いずれの場合でも
超電導心線２が重なる方向に電極を配置するのが普通で
あるが、パイプがかかつているためにそれと垂直な方向
から電極を配置してもよい。つまり溶接方向の自由度が
増え、溶接がし易く′、超電導心線の断線が防止され、
成功の確率、すなわち歩留りは著しく改善される。また
、超電導合金製パイプ中に不活性ガスを流すことによっ
て溶接時の酸化を防ぐ良好な接続が可能となり、接続抵
抗が著しく低減できる。
並べ、これに超電導合金でできた平角パイプ４を、第３
図（ａ）、（ｂ）に示すのは、超電導心ｆｉ２を互に撚
って、これに超電導合金でできだ円筒パイプ４をかぶせ
たものである。ここでは超電導線ｌが単心、多心のいづ
れかであるかを問わないことにし、使用する超電導合金
製パイプ４はＮｂとかＮｂ−Ｔｉ合金などが適当である
が、その材料は限定しないことにする。また、超電導心
線２、及び超電導合金製パイプ４の内側表面は極めて清
浄に処理されているものとする。スポット溶接機等でこ
れらを溶接するとき、第２図、第３図いずれの場合でも
超電導心線２が重なる方向に電極を配置するのが普通で
あるが、パイプがかかつているためにそれと垂直な方向
から電極を配置してもよい。つまり溶接方向の自由度が
増え、溶接がし易く′、超電導心線の断線が防止され、
成功の確率、すなわち歩留りは著しく改善される。また
、超電導合金製パイプ中に不活性ガスを流すことによっ
て溶接時の酸化を防ぐ良好な接続が可能となり、接続抵
抗が著しく低減できる。
第４図（ａ）、（ｂ）に本発明の他の実施例を示す。核
間に示す実施例は、第２図、第３図に示した方法では、
超電導合金パイプ４中に空隙が残リ、溶接時超電導心線
２が逃げやすくなるため、その空隙部に他の補助的な超
電導心線２′を隙間なく配置して、溶接方法の改善を計
ったものである。補助的な超電導心線２′を隙間なく配
置することによって本来の超電導心線２同志の接続だけ
でなく、補助的な超電導心線２′を介して互いに接続さ
れる場合があり、接合面積の増大になり抵抗値の低減の
みならず、接続部の電流部の電流容量も増大し、特性の
よい接続が可能となる。
間に示す実施例は、第２図、第３図に示した方法では、
超電導合金パイプ４中に空隙が残リ、溶接時超電導心線
２が逃げやすくなるため、その空隙部に他の補助的な超
電導心線２′を隙間なく配置して、溶接方法の改善を計
ったものである。補助的な超電導心線２′を隙間なく配
置することによって本来の超電導心線２同志の接続だけ
でなく、補助的な超電導心線２′を介して互いに接続さ
れる場合があり、接合面積の増大になり抵抗値の低減の
みならず、接続部の電流部の電流容量も増大し、特性の
よい接続が可能となる。
第５図（ａ）、（ｂ）に本発明のもう一つの他に実施例
を示す。これは第２図、第３図、及び第４図において、
超電導線１の端部、すなわち超電導心線２が裸になるつ
け根部分の機械的強度を上げ、接続部分の安定性を改善
するためになされたものである。すなわち、超電導合金
製パイプの外側に密着して銅、またはアルミニューム製
の常電導パイプ５を配置し、荷パイプ５の他端を超電導
線１を覆うようにかけハンダ等の手段で接合し、空隙に
ハンダ材６を充填し接続部分と超電導線１を一体化した
ものである。接続部の超電導特性（安定性と機械による
強度）が改善され、接続作業時、接続部の取扱いが極め
て容易になるなど実用的利点が多い。
を示す。これは第２図、第３図、及び第４図において、
超電導線１の端部、すなわち超電導心線２が裸になるつ
け根部分の機械的強度を上げ、接続部分の安定性を改善
するためになされたものである。すなわち、超電導合金
製パイプの外側に密着して銅、またはアルミニューム製
の常電導パイプ５を配置し、荷パイプ５の他端を超電導
線１を覆うようにかけハンダ等の手段で接合し、空隙に
ハンダ材６を充填し接続部分と超電導線１を一体化した
ものである。接続部の超電導特性（安定性と機械による
強度）が改善され、接続作業時、接続部の取扱いが極め
て容易になるなど実用的利点が多い。
本発明によれば、接続部分に超電導合金製パイプをかけ
ることによって、溶接時の超電導心線の断線がなく、ま
た溶接されない超電導心線の数が著るしく減少し、歩留
りが向上するばかりでなく、超電導特性、すなわち、接
続抵抗の低減、安定性の向上、機械的強度の向上が達成
され、極めて作業性のよい実用的な超電導線の接続が可
能となる。
ることによって、溶接時の超電導心線の断線がなく、ま
た溶接されない超電導心線の数が著るしく減少し、歩留
りが向上するばかりでなく、超電導特性、すなわち、接
続抵抗の低減、安定性の向上、機械的強度の向上が達成
され、極めて作業性のよい実用的な超電導線の接続が可
能となる。
第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は従来の超電導線の接続
方法を示す正面図、第２図（ａ）、（ｂ）及び第３図（
ａ）、（ｂ）は本発明にかかる基本となる超電導線の接
続方法を示し、第２図（、）、第３図（、）は断面図、
第２図（ｂ）は第２図（ａ）の■−■断面図、第３図（
ｂ）は第３図（ａ）の■−面断面図、第４図（ａ）は本
発明の他−ρ実施例である超電導線の接続方法を示す断
面図、第４図（ｂ）はその■−■断面図、第５図（ａ）
は更に他の実施例を示す断面図、第５図（ｂ）はそのＶ
−Ｖ断面図である。 １・・・超電導線、２・・・超電導心線、３・・・超電
導フィラメント、４・・・超電導合金製パイプ、５・・
・銅、又はアルミニューム製パイプ、６・・・ハンダ材
。 代理人 弁理士 高橋明夫 （ｂ） （０） Δ 筋４ｆＪ （（１） （ｂ） 手続補正書（自発） 昭和５鉾６月゛几 特許庁長官若杉和夫殿 事件の表示 昭 ＋［Ｊ５９年特許願第 ３６０５２ 号発 明 の
名 称 超電導線の接続法補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称（５１０）株式会社 日 立 ’Ｍ （乍 所代
理 人 居 所（〒１００１東京都千代田区丸の内−丁目５番１
号℃表） ５ （ つ欄 補正の 内容 別紙の通り １、第２頁第６行目の「アルミニーム」とあるを［アル
ミニューム」とする。 ２、同第１６行目）ｒ−’ｔ”は１０−’／ｈ）’）
に」とあるを「・・・では１０””／ｈ ｒ）に」とす
る６３、第６頁第１７行目の「・・・が著しく低減でき
る。」の後に「更に重要な点は、超電導接続部を高い磁
界の中に設置しても、超電導合金製バイμのもつ磁気遮
蔽能力までは接続部を外部磁界から遮蔽することができ
、接続部の臨界電流を高めることができる。ちなみに超
電導合金製パイプにＮｂ−Ｔ、ｉを用いたとき、パイプ
肉厚さを〜ｌａｍ程度にすれば、〜３Ｔの外部磁界を十
分遮蔽しうる能力をもつ。いうまでもなく磁界の印加さ
れる方向によって、この能力はほとんど変化しない。従
って、従来方式の接続法で作られた接続部に比べ、本発
明による接続部は、そのコイル内における設置場所にも
自由度があり、コイル設計、製作に極めて都合がよい。 」を加入する。 ４、第７頁第６行目から第７行目の「補助的な・・・の
増大になり」とあるを「補助的な超電導心線２′や超電
導合金パイプ４を介して互いに接続される場合があり、
接合面積の増大につながり」とする。 以上
方法を示す正面図、第２図（ａ）、（ｂ）及び第３図（
ａ）、（ｂ）は本発明にかかる基本となる超電導線の接
続方法を示し、第２図（、）、第３図（、）は断面図、
第２図（ｂ）は第２図（ａ）の■−■断面図、第３図（
ｂ）は第３図（ａ）の■−面断面図、第４図（ａ）は本
発明の他−ρ実施例である超電導線の接続方法を示す断
面図、第４図（ｂ）はその■−■断面図、第５図（ａ）
は更に他の実施例を示す断面図、第５図（ｂ）はそのＶ
−Ｖ断面図である。 １・・・超電導線、２・・・超電導心線、３・・・超電
導フィラメント、４・・・超電導合金製パイプ、５・・
・銅、又はアルミニューム製パイプ、６・・・ハンダ材
。 代理人 弁理士 高橋明夫 （ｂ） （０） Δ 筋４ｆＪ （（１） （ｂ） 手続補正書（自発） 昭和５鉾６月゛几 特許庁長官若杉和夫殿 事件の表示 昭 ＋［Ｊ５９年特許願第 ３６０５２ 号発 明 の
名 称 超電導線の接続法補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称（５１０）株式会社 日 立 ’Ｍ （乍 所代
理 人 居 所（〒１００１東京都千代田区丸の内−丁目５番１
号℃表） ５ （ つ欄 補正の 内容 別紙の通り １、第２頁第６行目の「アルミニーム」とあるを［アル
ミニューム」とする。 ２、同第１６行目）ｒ−’ｔ”は１０−’／ｈ）’）
に」とあるを「・・・では１０””／ｈ ｒ）に」とす
る６３、第６頁第１７行目の「・・・が著しく低減でき
る。」の後に「更に重要な点は、超電導接続部を高い磁
界の中に設置しても、超電導合金製バイμのもつ磁気遮
蔽能力までは接続部を外部磁界から遮蔽することができ
、接続部の臨界電流を高めることができる。ちなみに超
電導合金製パイプにＮｂ−Ｔ、ｉを用いたとき、パイプ
肉厚さを〜ｌａｍ程度にすれば、〜３Ｔの外部磁界を十
分遮蔽しうる能力をもつ。いうまでもなく磁界の印加さ
れる方向によって、この能力はほとんど変化しない。従
って、従来方式の接続法で作られた接続部に比べ、本発
明による接続部は、そのコイル内における設置場所にも
自由度があり、コイル設計、製作に極めて都合がよい。 」を加入する。 ４、第７頁第６行目から第７行目の「補助的な・・・の
増大になり」とあるを「補助的な超電導心線２′や超電
導合金パイプ４を介して互いに接続される場合があり、
接合面積の増大につながり」とする。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、常電導金属と超電導単心線、もしくは多心複合線の
超電導心線とから形成される超電導線同志を接続する際
、前記超電導心線のみを露出させ、接続する両者の超電
導心線を平行、もしくは撚って束ね、その束を超電導合
金製パイプ中に挿入し、該パイプの外周からスポット溶
接等の手段で部分的に溶融し接続することを特徴とする
超電導線の接続法。 ２、前記超電導合金製パイプ中に形成される空隙部分に
第三の超電導心線を充填し、該パイプの外周からスポッ
ト溶接等の手段で部分的に溶融し接続することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の超電導線の接続法。 ３、前記超電導合金製パイプの外周で、がっ、前記超電
導心線の裸になる付根部分に常電４製のパイプを配置し
、該超電導心線の裸になる付根部分を含む個所に半田材
を充填して接続部分と超電導線とを一体化したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項、又は第２項記載の超電
導線の接続法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3605284A JPS60182673A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 超電導線の接続法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3605284A JPS60182673A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 超電導線の接続法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182673A true JPS60182673A (ja) | 1985-09-18 |
Family
ID=12458941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3605284A Pending JPS60182673A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 超電導線の接続法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60182673A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019228698A1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | Siemens Healthcare Limited | Superconducting joints |
| JP2020161282A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 三菱電機株式会社 | 超電導線の接続構造および超電導線の接続方法 |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP3605284A patent/JPS60182673A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019228698A1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | Siemens Healthcare Limited | Superconducting joints |
| JP2021526296A (ja) * | 2018-05-30 | 2021-09-30 | シーメンス ヘルスケア リミテッドＳｉｅｍｅｎｓ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 超電導接続部 |
| GB2574210B (en) * | 2018-05-30 | 2022-09-28 | Siemens Healthcare Ltd | Superconducting joints |
| US11769615B2 (en) | 2018-05-30 | 2023-09-26 | Siemens Healthcare Limited | Superconducting joints |
| JP2020161282A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 三菱電機株式会社 | 超電導線の接続構造および超電導線の接続方法 |
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