JPS62272502A - 超電導コイル装置 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、超電導コイル装置に係り、特に。

第１の超電導線と第２の超電導線とを直列に接続して超
電導コイル本体を形成するようにした超電導コイルＩＩ
の改良に関する。

（従来の技術） 周知のように、永久電流モードで使用される超電導コイ
ル装置は、第５図に示すようにクライオスタット１内に
冷媒である液体ヘリウムを収容するとともに第１の超電
導線２で形成されたコイル部３を収容し、さらにコイル
部３の両端間に第２の超電導１４で形成された永久電流
スイッチ５を接続したものとなっている。なお０図中６
ａ。

６ｂは励磁時や消磁時に外部電源に接続されるリード線
を示している。

このような超電導コイル装置では９通常、コイル部３を
形成する第１の超電導１！２と永久電流スイッチ５を形
成する第２の超電導ｗＡ４とは異なった構成のものが用
いられている。すなわち、第６図に示すように、コイル
部３を形成する第１の超電導線２としては通常、銅など
のような常電導低抵抗金属材７中にＮｂ−Ｔｉ合金など
で形成された棒状の超電導フィラメント８を複数埋設し
たものが用いられ、また永久電流スイッチ５を形成する
第２の超電導線４としては通常、同図に示すように０Ｌ
Ｉ−Ｎ＋金合金どのような常電導高抵抗金属材９中にＮ
ｂ−Ｔｉ合金などで形成された棒状の超電導フィラメン
ト１ｏを複数本埋設したものが用いられている。そして
、第１の超電導［１２と第２の超電導線４とを接続する
に当たっては、第６因に示すように両超電導線２．３の
先端部同志を突き合わせ、棒状のｆｆ１ｉ！導フイラメ
ント８゜１０の端面同志を互いに圧着させる方式が採用
されている。

しかしながら、上記のように構成された従来の超電導コ
イル装置にあっては、上述した構成の第１および第２の
超電導線２．４を使用し、かつ上述した接続方式を採用
しているので１次のような問題があった。すなわち、接
続作業時に第１および第２の超電導線２，４に埋設され
ている棒状の超電導フィラメント８．１０の端面同志を
完全に一致させて圧着させることが困難で１通常は、第
７図に示すように互いの中心軸がずれた状態で接続され
る。このため、接合面積が減少してコイル部３および永
久電流スイッチ５からなるコイル本体に流し得る電流値
、つまり臨界電流値が大幅に減少してしまう問題があっ
た。また、極端な場合には接合面積の減少に伴なって接
合部の抵抗が大きくなり、永久電流モードを維持できな
くなるなどの問題もあった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如く、何等かの手段で超電導フィラメント間の接
合面のずれを抑制または解消しないかぎり良好な特性の
超電導コイル装置を実現することはできない。

そこで本発明は、構成的に接合面にずれが生じる虞れが
なり、シかも製作の自由度に冨み、良好な性能を発揮し
得る超電導コイル装置を提供することを目的としている
。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の第１の発明に係る超電導コイル装置では、第１
および第２の超電導線の超電導フィラメントがそれぞれ
１本のチューブ状に形成され。

かつ上記第１の超電導線の超電導フィラメントと上記第
２の超電導線の桓電導フィラメントとは両フィラメント
内に共通に挿入された芯材への圧着によって接続されて
いる。

また１本発明の第２の発明に係る超電導コイル装置では
、第１の超電導線の超電導フィラメントが１本のチュー
ブ状に形成され、第２の超電導線の超電導フィラメント
が複数の棒状に形成され。

かつ上記第１の超電導線の超電導フィラメントと上記第
２の超電導線の超電導フィラメントとは上記チューブ状
の超電導フィラメント内へ上記棒状の超電導フィラメン
トを挿入した状態下での圧着によって接続されている。

（作用） チューブ状の超電導フィラメント相互に芯材を共通に挿
入し、この芯材を介しての圧着接続またはチューブ状に
形成された一方の超電導フィラメントへ棒状に形成され
た他方の超電導フィラメントを挿入しての圧着接続構成
を採用しているので、超電導フィラメント間の接合面に
ずれが生じることは全くない。したがって、確実な接続
が実現でき、これによって特性の良好な超電導コイル装
置を実現できる。しかも、超電導線相互が異径の場合で
あっても何等支障なく接続することができる。

（実施例） 以下１本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る超電導コイル装置にお
ける要部だけを取り出して示している。

すなわち、この実施例に係る超電導コイル装置も基本的
には従来の超電導コイル装置と同様に、ｆｆｌ電導線１
１によってコイル部３が形成されており。

またコイル部３の両端間に超電導線１２で形成された永
久電流スイッチ５が接続されている。

コイル部３を形成する超電導線１１は、第２図゛（ｂ）
に示すように、銅のような常電導高抵抗金属材１３内に
Ｎｂ−Ｔｉ合金で形成された１本のチューブ状の超電導
フラメント１４を埋設したものとなっている。一方、永
久電流スイッチ５を形成する超電導線１２は、第２図（
ａ）に示すように、Ｑｕ−Ｎｉ合金のような常電導高抵
抗金属材１７内にＮｂ−Ｔｉ合金で形成された１本のチ
ューブ状の超電導フィラメント１６を埋設したものとな
っている。そして、超電導１１１１と超電導線１２との
接続部は、第１図に示すように１両超電導線における先
端部で超電導フィラメント１４゜１６内に存在する常電
導低抵抗金属材１３および常電導高抵抗金属材１５をそ
れぞれ軸方向に所定長ざだけエツチング等によって除去
し、この除去された部分に超電導フィラメントと同一材
料でそれぞれの内径に合致した形状に形成された芯材１
７を共通に挿入し、この状態で超電導１１゜１２の先端
部外周に圧力を加えて芯材１７に圧着し、ざらに常電導
低抵抗金属材１３と常電導高抵抗金属材１５とを溶接に
よって接続したものとなっている。なお、上記溶接は必
ずしも必要とするものではない。

このようにコイル部３を形成する超電導［１１１の超電
導フィラメント１４をチューブ状に構成するとともに永
久電流スイッチ５を形成する超電導線１２の超電導フィ
ラメント１６もチューブ状に構成し１両超電導フィラメ
ント１４．１５を両フィラメントに共通に挿入された芯
材１７を介して圧着接続するようにしている。したがっ
て、超電導フイラメト同志を突き合わせ接続する場合と
は違って、超電導フィラメント１４．１６同志が位置ず
れして接合面積が減少するのを本質的に防止できる。こ
のため９両超電導フィラメント間の接合面積が減少した
ときに起こる不具合を確実に防止できる。また１両超電
導フィラメント１４゜１６をチューブ状に形成している
ので１両超電導フィラメント１４．１６の径が異なる場
合でも何等支障なく良好に接続でき、製作自由度を向上
させることができる。

第３図は本発明の別の実施例に係る超電導コイル装置に
おける要部だけを示すものである。この実施例において
も、超電導線２１によってコイル部３が形成され、この
コイル部３の両端間に超電導線２２で形成された永久電
流スイッチ５が接続されている。超電導線２１は第４図
（ｂ）に示すように銅のような常電導低抵抗金属材２３
内にＮｂ−Ｔｉ合金で形成された１本のチューブ状の超
電導フィラメント２４を埋設したものとなっている。一
方、超電導線２２は第４図（ａ）に示すように、Ｃｕ−
Ｊｌｉ合金からなる常電導高抵抗金属材２５内にＮｂ−
Ｔｉ合金からなる棒状の超電導フィラメント２６を４本
埋設したものとなっている。そして１両超電導線２１．
２２の接続部は。

第３図に示すように超電導線２１の先端部で超電導フィ
ラメント２４内の常電導抵抗金属材２３を軸方向に所定
長さだけエツチング等によって除去し、また超電導線２
２の先端部の常電導高抵抗金属材２５をエツチング等に
よって除去して超電導フィラメント２６を露出させ、こ
の露出した部分を上記超電導フィラメント２４内へ差込
み、この状、態で超電導線２１の先端部外周に圧力を加
えて圧着し、ざらに外側の常電導低抵抗金属材２３と常
電導高抵抗金属材２５とを溶接接続したものとなってい
る。なお、上記溶接は必ずしも必要とするものではない
。

このように構成しても２両超電導線２１．２２の接続部
における両層電導フィラメント２４゜２６間に位置ずれ
が生じるようなこはない。したがって、良好な接続が実
現できる。また超電導フィラメント２６を挿入できる径
の超電導フィラメント２４でありさえすれば径の違いに
左右されずに良好に接続することができ、結局、前記実
施例と同様な効果を得ることができる。

なお、上述した各実施例では超電導線としてＮｂ−Ｔｉ
合金で形成された超電導フィラメントを埋設したものを
用いているが、Ｎｂ−Ｚｒ。

Ｎｂ−Ｔａ、Ｎｂ−Ｈｆ合金にＴｉ、Ｔａ、Ｈｆ。

ＭＯ，Ｗ等の第３元素の添加されたフィラメントを使用
してもよい。また、常電導低抵抗金属材としてＡＩ、Ａ
ｕ、Ｐｔ、ＡＱなどの単一金属、もしくはこれらの単一
金属に微量のＡ１．Ｃｕ。

３ｎ、ＡＵ、Ｐｔ、ＡＱ、Ｚｎ、Ｎ　ｉなどの第３元素
が含まれた合金を使用してもよい、さらに。

常電導高抵抗金属材としてはＣｕ−３ｎ、ＣＬＪ−Ｚｎ
、Ｃｕ−Ａｌなどの合金を使用してもよい。

さらに上述した実施例ではコイル部を形成する超電導線
の超電導フィラメントをチューブ状に形成し、・永久電
流スイッチを形成する超電導線の超電導フィラメントを
チューブ状または棒状に形成しているが、この関係は逆
でもよい。また、コイル部の途中位置で接続する場合も
上述した接続方式を採用できることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べたように９本発明によれば、ｆＪ作の自由度に
冨み、しかも良好な特性を発揮する超電導コイル装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る超電導コイル装置にお
ける要部だけを取り出して示す縦断面図。 第２図（ａ）は同装置に組み込まれた一方の超電導線の
横断面図、第２因（ｂ）は同装置に組み込まれた他方の
超電導線の横断面図、第３図は本発明の他の実施例に係
る超電導コイル装置における要部だけを示す縦断面図、
第４図（ａ＞は同装置に組み込まれた一方の超電導線の
横断面図、第４図（ｂ）は同装置に組み込まれた他方の
超電導線の横断面図、第５図は超電導コイル装置の模式
的構成図、第６図は従来の超電導コイル装置に使用され
ている超電導線の構造および接続方式を説明するための
図、第７図は従来装置の問題点を説明するための図であ
る。 ２・・・コイル部、５・・・永久電流スイッチ、１１゜
１２．２１．２２・・・超電導線、１３．２３・・・常
電導低抵抗金属材、１５．２５・・・常電導高抵抗金属
Ｌ１４．１６．２４・・・チューブ状の超電導フィラメ
ント、２６・・・棒状の超電導フィラメント。 １７・・・芯材。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 （ａ）　　　　　（ｂ） 第２図 第３図 （ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第４図 ６ａ　　　　　　　　　１ ｂ 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）常電導金属材中に合金系の超電導フィラメントを
   埋設してなる第１の超電導線と常電導金属材中に合金系
   の超電導フィラメントを埋設してなる第２の超電導線と
   を直列に接続して超電導コイル本体を形成してなる超電
   導コイル装置において、前記第１および第２の超電導線
   の前記超電導フィラメントはそれぞれ１本のチューブ状
   に形成され、かつ上記第１の超電導線のチューブ状超電
   導フィラメントと上記第２の超電導線のチューブ状超電
   導フィラメントとは両フィラメント内に共通に挿入され
   た芯材への圧着によって接続されてなることを特徴とす
   る超電導コイル装置。
2. （２）前記芯材は、何れか一方の超電導フィラメントと
   同一材料で形成されてなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の超電導コイル装置。
3. （３）常電導金属材中に合金系の超電導フィラメントを
   埋設してなる第１の超電導線と常電導金属材中に合金系
   の超電導フィラメントを埋設してなる第２の超電導線と
   を直列に接続して超電導コイル本体を形成してなる超電
   導コイル装置において、前記第１の超電導線の前記超電
   導フィラメントは１本のチューブ状に形成され、前記第
   ２の超電導線の前記超電導フィラメントは複数の棒状に
   形成され、かつ上記第１の超電導線のチューブ状超電導
   フィラメントと上記第２の超電導線の棒状超電導フィラ
   メントとは上記チューブ状超電導フィラメント内へ上記
   棒状超電導フィラメントを挿入した状態下での圧着によ
   って接続されてなることを特徴とする超電導コイル装置
   。