JPS61110976A

JPS61110976A - 超電導導体の接続方法

Info

Publication number: JPS61110976A
Application number: JP59233442A
Authority: JP
Inventors: 正芳和気; 修田口; 今泉　三之
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-11-06
Filing date: 1984-11-06
Publication date: 1986-05-29
Also published as: JPH0319675B2; US4673774A

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〕この発明は、超電導導体に関し、特にその接続部の構造
に関するものである。

〔従来の技術〕

現在、一般に用いられている超電導導体は、極低温にお
ける超電導状態で通電を可能とする超電導線が２例えば
熱的・電気的安定化を目的とした安定化材の中に埋込ん
で形成されている。超電導線の材料としては、　ＮｂＴ
ｉやＮｂＴｉＴａなどの合金系材料とＮｂ３８ｎ　’ｐ
　Ｖ３Ｇａなどの化合物系材料がある。もつとも一般的
な例は、直径５０μ以下の多数のＮｂ　Ｔｉフィラメン
トで超電導線を構成し、無酸素鋼マトリックスで安定化
材を構成したものである。

このような構成の超電導導体の製作方法をＣＵ／Ｎｂ　
Ｔｉ超電導線を例に挙げて説明する。通常、直径ＩＱＱ
ｍｍから２５０　ｔｕｔの銅パイプの中に銅を周囲に複
合した多数のＮｂＴｉ棒を挿入する。これを複合ビレッ
トとして押出加工によシ直径３０朋から８０闘の複合棒
とし、スェージング、引抜き、または圧延などによシ断
面積減少加工を施し、かつ必要な程度のツイスト加工を
施した上でｔ所定寸法に仕上げる。これはＣｕ／ＮｂＴ
ｉ超電導線よシ形成されるものに拘わらず、他の超電導
導体を製作する場合にも類似の方法が操られる。このよ
うに複合ビレットを用いるため、その体積の限界から得
られる超電導導体の長さＫは制限があった。

一方、熱的・電気的安定化を目的として用いられる安に
化材としては２例えばＣｕまたはＡ１が複合されて使用
される。最近では超電導マグネットの実用化に伴い、超
電導線には高電流密度化や小型軽量化が要求され、素粒
子検出器の用途に対しては素粒子の高透過性が要求され
ている。これらの要求に対して、Ａ１．特に高純度λ１
は極低温において高い電気伝導性と熱伝導性を有してお
り。

これに加えて粒子の透過性がよく低比重である。

さらに磁気抵抗効果においても、飽和特性を示すなど、
安定化材としてＣｕに比べて多くの利点を保有している
。

しかしながら、安定化材としてＡ１を用いた超電導導体
を製作する場合、主に高純度Ａ１が機械的性質において
超電導材料と非常に大きな差異がある。このため、複合
加工することは困難であり。

一般的にはＣｕ／ＮｂＴｉ超電導線を製作した後に。

高純度Ａ１を複合している。

このようにして製作された超電導導体の横断面の一例を
第９図に示す。図において、（１）はＣｕ／Ｎｂ　Ｔｉ
　よりなる超電導線、（２）は高純度Ａ１よりなる安定
化材である。Ｃｕ／ＮｂＴｉ超電導線（１）は高純度人
工（２）の中に埋め込まれており、Ｃｕ／ＮｂＴｉ超電
導線（１）と高純度人工（２）の間で高い電気的及び熱
的伝導性を持たせるため、冶金的に接合されている。こ
のような超電導導体を巻回して大型の超電導マグネット
を製作する場合、高純度人工（２）は押出して複合させ
るので、高純度λ１ビレットを押継ぐことで無制限に長
くすることができる。しかしながら、　　Ｃｕ／ＮｂＴ
ｉ超電導線（１）の長さは制限があるため、超電導線を
接続する必要がある。この時、　　Ｃｕ／ＮｂＴｉ超電
導線どうしを、電流特性を損わずに突き合せ接合するこ
とは不可能である。そこで、従来、超電導導体間の接続
は、超電導導体をある長さ部分重ね合わせ、高純変人１
（２）同志を溶接して接続していた。これは１例えば、
特開昭５７−１８５６０５号公報に示されたもので、第
１０図にその接続部を切って断面を示している。この超
電導導体では、高純度λ１（２）を溶接して溶接部（２
ａ）とすることにより接続されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような超電導導体では、接続部において外形が異
なり、厚さが乏倍となるため、超電導マグネットなどに
巻回した時、特に例えば間接冷却型構造の超電導マグネ
ットなどの場合には、ターン間で超電導導体の欠損部が
生じる。このため。

欠損部が強度的に不安定になり、かつ磁界均一性を損う
原因になるという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、コイルに巻回した時などにおいても。

その接続部で欠損が生じることなく１機械的及び特性的
に安定な超電導導体を得ることを目的とする。２〔問題点を解決するだめの手段〕この発明に係る超電導導体は、突き合せ接続された第１
．第２超電導線、第１．第２超電導線にまたがって添わ
せ１両超電導線にそれぞれ接合された超電導添え線、及
び長手方向に外形寸法が同じになるように両超電導線と
超電導添え線に添わせた安定化材または補強材を備えた
ものである。

〔作用〕

この発明においては、超電導添え線が、心材として超電
導線に接合して電流の通路になって超電導導体を接続で
き、かつ超電導導体の長手方向に外形寸法が同じである
ため、超電導マグネットなどに巻回しても欠損部が生じ
ない。このだめ２機械的及び特性的に安定である。

〔実施例〕

第１図〜第４図は、この発明の一実施例による超電導導
体をその製作順序に従って示すもので。

第１図、第３図、及び第４図のそれぞれ（イ）は横断面
、（ロ）は縦断面である。図において、（ｔｌ、ａｕは
例えばＣｕ／ＮｂＴ１よシなる第１．第２の超電導線。

（１ａ）は両Ｃｕ／ＮｂＴｉ超電導線（１）、αυの突
き合せ接続部、（２）は例えば高純度肌よりなる安定化
材、　　　　−（３）は例えばｃｕ／ＮｂＴｔよシなる
超電導添え線、（４）は半田層、（５）は高純度Ａｌ　
ｔ２＋に設けた溝を示す。

以下、この一実施例を製作順序に従って説明する。まず
、第２図に示すように接続する第１．第２超電導線（１
）、αυを例えばパッド溶接などによシ突き合せ接続す
る。次に第３図（イ）、（ロ）に示すように、接続した
長尺の超電導線（１）、αυに高純度Ａ１（２）を押出
しにより複合する。この時、第３図（イ）に示すように
超電導導体の横断面において、超電導線（１１，ｆＬυ
の埋設位置を高純度Ａｌ　ｔ２１の中心からずらし、超
電導線（１）、（ｌυと高純度Ａｌ　ｔ２１の外面との
間隔は超電導線（１）の厚さには＃！合せる。この後。

溝切削加工により、超電導線（１）、αυの背面で、接
続部（１ａ）を含む部分の高純変人１（２）を除去する
。

この溝切削加工終了時の断面を第４図（イ）、（ロ）Ｋ
示す。次に第１図に示すように、溝（５）の中に２例え
ば長さ１．５　ｍの超電導添え線（３）を第１．第２超
電線（１１，（ｌυにまたがって添うようにはめ込み１
両超電導線（１１，（１１）に２例えばＰｂ　−Ｓｎ合
金半田によって接合する。

このように構成された超電導導体は、高純度Ａ１（２）
が第１．第２超電導線（１）、αυ及び超電導添え線（
３）に添い、長手方向に外形寸法が同じになるように形
成されている。このため、この超電導導体をコイルに巻
回しても、ターン間の欠損部分を生じることなく、また
、微弱な磁界変化を生じない利点があり、特に間接冷却
型構造の超電導マグネットに用いた場合には機械的に強
固になる。また。

接続部（１ａ）においては人１の接続部はなく、超電導
線が２本重なることから、接続部（１ａ）の軸方向引張
強度は非接続部より劣ることなく、安定して超電導マグ
ネットを製作することができる。さらに、超電導添え線
（３）の長さは充分に長くとることができるため、液体
Ｈｅ中での電気抵抗は、上記実施例ではＱ、８ｎΩと非
常に小さくなる。

なお、上記実施例では、突き合せ接続した第１゜第２超
電導線（１）、　（１１）と超電導添え線（３）を接合
するために、一般的に接合信頼度の高いＰｂ　−Ｓｎ合
金半田を用いたが、接合性及び電気伝導性の良い他の金
属ロー材を用いて接合しても、上記実施例と同様の効果
を奏する。また、超電導添え線（３）は電流の直接通路
となる第１．第２超電導線（１）、　ｆＩυ側のみ接合
しているが、側面の高純度人工（２）と接合すれば２強
度及び熱伝導性がさらに高くなり、超電導導体として高
い信頼性をそなえた。より好ましいものとなる。また、
超電導添え線（３）の長さを１、５　ｍとしたが、この
長さは自由に選択できる。

１、５　ｍとすると電気抵抗７Ｅ　Ｑ、　ｌｌ　ｎΩと
なり、もつと長くすることにより、接続部の電気抵抗を
極めて小さい値に抑制することができる。

また、第１．第２超電導線＋１１．　（１１）及び超電
導添え線（３）の断面形状及び添わせる方向は上記実施
例に限るものではなく、第５図にその接続部の断面を示
すように、第１．第２超電導線（１）、αＤ及び超電導
添え線（３）の断面において短い辺どうしを添わせて接
合してもよい。また、超電導線（１１，（１１）及び超
電導添え線（３）の断面形状が円の場合にも、第６図の
ように添わせて接続部を形成できる。もちろん、高純度
λ１（２）の断面形状が変化しても、この発明を適用す
ることができる。

さらに、上記実施例ではＣｕ／ＮｂＴ１超電導線の場合
について説明したが、　　Ｎｂ５８ｎ　’ｐ　Ｖ３Ｇａ
　などよりなる超電導線の場合にも適用できる。同様に
安定化材として高純度人工を使用した場合について述べ
たが、Ｃｕｔたけその他の高い熱的及び電気的伝導性の
金属の場をや、ＳＵＳなどの補強材を超電導線及び超電
導添え線に添わせた場合にも。

同様の効果を奏する。

さらに、上記実施例では、超電導線＋１１が中心からず
れた位置になるように安定化材（２）を添わせているが
、これに限るものではない。例えばＮｂ５３ｎ化合物に
よる超電導線（１）の場合のように超電導導体を曲げた
時の超電導線（１）の変形が、その電流容量に影響する
時には、第７図のように安定化材（２）の中央付近に超
電導線（１）を配置すればよい。この場合は超電導添え
線（３）を超電導線（１）に接合した後。

さらに安定化材（６）をはめ込んで接合して、安定化材
Ｔ２１．　（６）で超電導線（１１及び超電導添え線（
３）を取り囲むように構成してもよい。また、第８図に
示すように、超電導添え線（３）の厚さを増して構成す
ることもできる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、突き合せ接続された第
１．第２超電導線、第１．第２超電導線にまたがって添
わせ１両超電導線にそれぞれ接合された超電導添え線、
及び長手方向に外形寸法が同じになるように両超電導線
と超電導添え線に添わせた安定化材または補強材を備え
ることにより。

超電導マグネットなどに巻回した時にも２巻線部分の欠
損を生じることなく１機械強度的及び特性的に安定なも
のを得ることができる超電導導体を提供できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）及び（ロ）はそれぞれこの発明の一実施例
による超電導導体を示す横断面図及び縦断面図。第２図〜第４図はそれぞれこの発明の一実施例を製作過
程に従って示す断面図で、第２図は縦断面図、第３図及
び第４図のそれぞれにおいて、（イ）は横断面図、（ロ
）は縦断面図、第５図〜第８図はそれぞれこの発明の他
の実施例による超電導導体の接続部の横断面図、第９図
は超電導導体の非接続部の一例を示す横断面図、第１０
図は従来の超電導導体の接続部を切って断面を示す斜視
図である。（旧・・第１超電導線、（２）・・・安定化材、または
補強材、（３）・・・超電導添え線、αυ・・・第２超
電導線。なお９図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）突き合せ接続された第１、第２超電導線、第１、
第２超電導線にまたがつて添わせ、上記両超電導線にそ
れぞれ接合された超電導添え線、及び長手方向に外形寸
法が同じになるように上記両超電導線と上記超電導添え
線に添わせた安定化材または補強材を備えた超電導導体
。
（２）安定化材または補強材は、第１、第２超電導線と
超電導添え線を取り囲むように形成した特許請求の範囲
第１項記載の超電導導体。