JPS63285879A - 超電導線の接続構造 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、超電導マグネットなど超電導機器に利用され
る酸化物系超電導材料からなる超電導線を接続するため
の接続構造に関する。

「従来の技術」 近来、常電導状態から超電導状態へ遷移する臨界温度（
Ｔｃ）が液体窒素温度以上の高い値を示す酸化物系の超
電導材料が種々発見されつつある。

そして、従来、この種の超電導材料からなる超電導体の
中でもＹ　−Ｂ　ａ−Ｃ゛ａ−０系、Ｌ　ａ−９ｒ−Ｃ
ｕ−０系等のいわゆるＡ　−Ｂ　−Ｃｕ−０系（ただし
、ＡはＬａ。

Ｃｅ、Ｙ、Ｙｂ、Ｓｃ等のＩ［［ａ族金属元素を示し、
ＢはＳｒ、Ｂａ等のアルカリ土類金属元素を示す）の超
電導材料を製造するには、上記ＩＩ［ａ族金属元素の化
合物粉末と上記アルカリ土類金属元素の化合物粉末と酸
化銅粉末を混合して得た混合粉末を、所定形状に成形し
、更に熱処理して超電導材料を得るようにしている。

また、上記Ａ　−Ｂ　−Ｃ，ｕ−０系超電導体などの酸
化物系超電導体を超電導マグネットなどの超電導機器に
適用させるために、酸化物系超電導材料を線材化する試
みもなされている。

「発明が解決しようとする問題点」 上記のような酸化物系超電導材料からなる超電導線を超
電導機器に適用させるには、こうした酸化物系超電導線
どうしを接続させる接続操作が必要となる。

しかし、酸化物系超電導材料からなる超電導線は、材料
の特性上、脆く、加工性に乏しいために接続が困難な問
題があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、酸化物系
の超電導材料からなる超電導線を接続するための接続構
造の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、酸化物系超電導導体を金属の安定化層で被覆
してなる超電導線の接続構造であって、接続すべき一対
の超電導線の各超電導導体が安定化層の端部から所要長
さ突出され、突出された各超電導導体が、超電導線と同
一外径の良導電金属材料製の接続パイプに挿入され、接
続パイプの内部には接続パイプに挿入された超電導原料
粉末を焼結して形成され、超電導導体どうしを接続した
超電導接続部が形成される一方、接続パイプの各端部が
各超電導線の安定化層の端部に接合された構成とし、問
題解決の手段とした。

「作用　」 接続する超電導線の各々の超電導導体に接触させた状態
で設けた超電導接続部が、各々の超電導線を接続し、こ
の超電導接続部を囲む接続パイプが各超電導素線のずれ
、曲がりを防止する。

「実施例」 第１図はこの発明の接続構造の一実施例を示すもので、
この接続構造は、２本の超電導線１．　１の各々の超電
導導体２．２と、これらを接続する超電導接続部３と、
この超電導接続部３を囲むように設けられた金属管体４
とから構成される。

上記超電導線１は、Ａ　−Ｂ　−Ｃｕ−０系（ただし、
ＡはＬａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｙｂ、Ｓｃ等のｌｌ１ａ族金属元
素を示し、ＢはＢａ、Ｓｒなどのアルカリ土類金属元素
を示す）の酸化物系超電導材料の１つである（Ｙ、Ｂａ
）Ｃｕ−０系の超電導材料からなる超電導導体２を、銅
の安定化層５で被覆してなるものである。なお、この実
施例においては、超電導導体２の材料として、（Ｙ　、
Ｂ　ａ）Ｃｕ−０系超電導材料を用いたが、この発明は
これに限定されることなく、超電導導体２の材料として
、Ｙの代わりにＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ。

Ｐ＋ａ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、
Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ。

Ｓｃ等のｍａ族金属元素を用い、Ｂａの代わりにＳｒ。

Ｍｇ、Ｃａ、Ｒａ、Ｂｅ等のアルカリ土類金属元素を用
いたＡ　−Ｂ　−Ｃｕ−０系超電導材料を用いても良く
、また、Ａ　−Ｂ　−Ｃｕ−０系超電導材料以外の酸化
物系超電導材料を用いた超電導導体２にも適用すること
ができる。また、この実施例では安定化層５の材料に銅
を用いたが、銀、銅合金、ステンレス、鋼−銀クラツド
など銅以外の金属被覆を用いても良い。

この超電導線ｌの端部６は、安定化層５が除去されて超
電導導体２の外周面が露出した状態になっている。

上記超電導接続部３は、対向しかつ近接した状態で配置
された２本の超電導線１．ｌの各々の超電導導体２．２
間に介在された状態で設けられ、各々の超電導導体２．
２を接続している。この超電導接続部３は、超電導導体
２に用いられる酸化物系超電導材料と同じ材料が好適に
使用されるが、それ以外の酸化物系超電導材料を用いて
構成しても良い。

上記金属管体４は、２本の超電導接続部３を囲むように
２本の超電導線１１　ｔの端部６．６に露出した超電導
導体２．２に嵌着された銅製の円筒体であって、その両
端部は、２本の超電導線ｌ、ｌの安定化層５．５の各々
の端面７．７に溶接されている。この金属管体４は、外
径寸法が超電導線１の外径寸法と等しく、かつその内部
に超電導導体２．２を挿入できるようになっている。な
お、この実施例では銅製の金属管体４を用いたが、金属
管体４の材質は、銅合金など銅以外の良導電性金属を用
いても良く、特に超電導線ｌの安定化層５と同一材質の
ものが望ましい。

次に、２本の超電導線１、ｌの接合操作の一例を説明す
る。

まず、超電導導体２を所要長さ露出させた超電導線１、
ｌを用意するとともに、一方の超電導線１の超電導導体
２に金属管体４を嵌着し、更に安定化層５の端面７と、
金属管体４の一方の端面を溶接する。この溶接は、ＭＩ
Ｇ溶接やＴＩＧ溶接などにより行なうことができる。。

また、超電導線ｌと金属管体４との接合方法は溶接に限
定されることなく、例えば、ろう付接合などの接合方法
を用いても良い。次に、金属管体４内に、焼成された酸
化物系超電導材料の粉末あるいは酸化物系超電導材料の
原料粉末の混合粉末を接合に必要な量だけ入れる。次に
、金属管体４の他方側から、接続すべき超電導線ｌの超
電導導体２を挿入し、一方の超電導導体２と他方の超電
導導体２とを上記混合粉末を介して当接させる。このと
き、他方の超電導線ｌの安定化層５の端面７と金属管体
４の他方の端面とは接触状態になっている。次に、接触
状態にある安定化層５の端面７と金属管体４の他方の端
面とを、溶接などの接合方法を用いて接合する。次に、
金属管体４を加熱し、その内部にある混合粉末に８００
〜１３００℃、１〜３０時間の熱処理を施して焼結する
。これにより、各々の超電導導体２．２間に超電導接続
部３が形成され、２本の超電導線１．１が接続される。

なお、この実施例では金属管体４として銅製の円筒状の
ものを用いて構成したが、本発明はこれに限定されず、
例えば銅などの金属板を管状に折り曲げて超電導接続部
３を囲み、超電導線１の外径寸法と等しい外径寸法を有
する管体とし、その両端部を２本の超電導線ｌ、１の各
々の安定化層５．５に溶接すると共に、管体の切れ目に
当たる部分を溶接して金属管体４を形成しても良い。こ
の場合には、まず２本の超電導線１，１の超電導導体２
．２間に酸化物系超電導材料の粉末あるいはその原料粉
末を配し、これに熱処理を施して超電導接続部３を形成
し、次いで金属板を管状に折り曲げて超電導接続部３を
囲み、その両端部を各々の安定化層５．５に溶接すると
共に、管体の切れ目部分を溶接して金属管体４を形成し
、２本の超電導線１．ｔを接続するようにしても良い。

この例の接続構造では、２本の超電導線１．　１の各々
の超電導導体２．２間に、超電導導体２と同様の酸化物
系超電導材料からなる超電導接続部３を設けると共に、
この超電導接続部３を囲む金属管体４を設けたので、酸
化物系超電導材料で作られた超電導導体２．２間を容易
に接続することができ、また、金属管体４によって、各
々の超電導導体２．２間のずれ、曲がり等による超電導
接続部３の破壊損傷を防止することができる。

また、超電導接続部３を囲む金属管体４の外径寸法を超
電導線ｌの外径寸法と等しくしたので、例えば超電導線
ｌを、超電導ケーブルや超電導コイルなどに適用させた
ときに、接続部が膨出してしまう不都合を防ぐことがで
きる。

第２図は、先の実施例の応用例を示す図で、この例は、
先の実施例の接合構造を超電導ケーブルに適用した例を
示すものである。この超電導ケーブル８は、多数本の超
電導線ｌ・・・を束ねたもので、２つの超電導ケーブル
８．８間を接続するには、一方の超電導ケーブル８の超
電導線ｌ・・・と他方の超電導ケーブル８の超電導線１
・・・を第２実施例と同様の接続構造に上り接続するが
、各々の超電導線ｌ・・・の接続位置は、重なり合わな
いように位置をずらせて設置されている。こうしたケー
ブル状の接続では、先の実施例のような接続構造を用い
ても、金属管体４の溶接部分などがわずかながら外方に
膨出しており、このため接続部分が重なり合うように各
超電導ケーブル８．８を接続すると、溶接部分をはじめ
接続部分が大きく膨出してしまう問題があるが、この例
による接続ではこうした問題を防止し、超電導ケーブル
８に膨出部分を生じさせないで接続を行なうことができ
る。

第３図はこの発明の他の実施例を示す図である。

この図において第１図に示す構成要素と同一の構成要素
には同一符号を付しその説明を省略する。

ここで説明する超電導線の接続構造が第１図に示す接続
構造と異なる点は、１つ以上の小孔９が形成された金属
管体４ａを用いて構成した点である。

この金属管体４ａの材質は、先の例と同様に銅、銀など
の金属が好適に使用される。

この接続構造では、上記金属管体４ａ内に超電導線１、
ｌの超電導導体２．２を挿入し、次いで金属管体４内に
、小孔９から各超電導材料の原料となる混合粉末を充填
して各超電導導体２．２間の混合粉末を介在させた後、
熱処理を施して混合粉末を焼結させて、各超電導導体２
．２の接続を行なう。

二の例の接続構造は、先の例と同様の効果が得られる他
、金属管体４ａに小孔９を設けたので、金属管体４ａ内
に混合粉末を充填し、これを熱処理する際に、小孔９よ
り金属管体４ａ内の混合粉末に充分酸素を供給すること
ができ、超電導接続部３に酸素不足を生じることがなく
、超電導特性の優れた超電導接続部３を形成することが
できる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明では、各超電導線の各々
の超電導導体に接触させて酸化物系超電導材料からなる
超電導接続部を設けると共に、この超電導接続部を囲む
接続パイプを設けたので、酸化物系超電導材料で作られ
た超電導導体を容易に接続することができ、また、接続
パイプによりて各超電導線間のずれや曲がりによる超電
導接続部の破壊損傷を防止することができる。

また、各超電導導体の間に、酸化物系超電導材料の粉末
と酸化物系超電導材料の原料粉末の少なくとも一方から
なる粉末を配し、焼結して接続できるために、接続時に
超電導導体を曲げたり重ねる必要がなく、超電導導体に
負荷をかけることなく接続できる効果がある。

また、超電導接続部を囲む接続パイプの外径寸法を超電
導線の外径寸法と等しくしたので、例えば超電導線を超
電導ケーブルや超電導コイルなどに適用させたときに、
接続部分が膨出してしまう不都合を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の接続構造の一実施例を示す接続部分
の側断面図、第２図は第１図に示す接続構造の応用例を
示すケーブルの側面図、第３図はこの発明の接続構造の
他の実施例を示す接続部分の側断面図である。 ｌ・・・超電導線、２・・・超電導導体、３・・・超電
導接続部、４．４ａ・・・金属管体（接続パイプ）、５
・・・安定化層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 酸化物系超電導導体を金属の安定化層で被覆してなる超
   電導線の接続構造であって、 接続すべき一対の超電導線の各超電導導体が安定化層の
   端部から所要長さ突出され、突出された超電導導体が、
   超電導線と同一外径の良電導性金属材料製の接続パイプ
   に挿入され、接続パイプの内部には接続パイプに挿入さ
   れた超電導原料粉末を焼結して形成され、超電導導体ど
   うしを接続した超電導接続部が形成される一方、接続パ
   イプの各端部が各超電導線の安定化層の端部に接合され
   てなることを特徴とする超電導線の接続構造。