JPH04291904A - 脆い超伝導体のインライン接続 - Google Patents

脆い超伝導体のインライン接続

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JPH04291904A
JPH04291904A JP3350504A JP35050491A JPH04291904A JP H04291904 A JPH04291904 A JP H04291904A JP 3350504 A JP3350504 A JP 3350504A JP 35050491 A JP35050491 A JP 35050491A JP H04291904 A JPH04291904 A JP H04291904A
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coil
spacer
wound
conductors
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Richard A Ranze
リチャード・アンドリュー・ランゼ
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    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/68—Connections to or between superconductive connectors
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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】
【０００１】
【発明の背景】本発明は、超伝導コイルを保護しかつ超
伝導体とコイル巻心との間に間隙を生み出すための保護
用スペーサ手段および超伝導体同士を固定するための固
定手段を含むような脆い超伝導体用のインライン接続装
置に関するものである。かかる装置によれば、コイルか
らかなりの量を除去したりあるいはコイルに損傷を与え
たりすることなく、導体コイル上において脆い超伝導体
同士をインラインで接続することができる。すなわち、
導体コイル上に予め巻付けられた導体の端部の下方に保
護用スペーサ手段が配置される。次いで、供給用巻枠上
に予め巻付けられた第２の適合した導体の端部が第１の
導体に接触した状態で配置される。その後、２本の導体
同士がはんだ付けによって固定される。このように本発
明は、特異なインライン接続装置およびそれに付随した
固定手段に関するものである。
【０００２】超伝導コイルの回りに巻付けられた導体、
それに適合した導体を繰出すための供給用巻枠、および
はんだ付け手段を含むような超伝導体接続装置は公知で
ある。いずれの場合においても、２本の導体を適切には
んだ付けして実質的に固定するため、コイルおよび供給
用巻枠から引出された導体がオフラインの状態で配置さ
れ、そして両者間にはんだ継手が形成される。しかしな
がら、導体がオフラインの実質的に平坦な状態ではんだ
付けされることは必ずしも満足できるものではなかった
。すなわち、接続後の導体をコイルに巻付ける場合、は
んだ継手は十分に曲がらず、従ってＯリング張力装置ま
たはコイル巻心の外周面に整合しないのである。その結
果、はんだ継手よりも構造的に弱い導体が機械的疲労や
破断を示すことになる。それ故、Ｏリング張力装置およ
びコイル巻心の形状に実質的に整合した幾何学的形状を
成すようにして導体をはんだ付けすることができれば、
一層有利な接続装置が得られることになる。
【０００３】上記の説明から明らかな通り、特異な構成
に基づいて容易に使用することができ、公知の接続装置
に比べて少なくとも同等な安全特性を示し、しかも実質
的に平坦な接続部ではなくＯリング張力装置およびコイ
ル巻心の形状に実質的に整合した接続部を生み出すよう
なインライン接続装置が当業界において要望されている
のである。本発明の目的は当業界におけるこのような要
望を満たすことにあるが、それがいかにして達成される
かは以下の説明から容易に理解されよう。
【０００４】
【発明の概要】本発明に従って一般的に述べれば、少な
くとも２本の脆い導体間に接続部を形成するためのイン
ライン接続装置を提供することによって上記のごとき要
望が満たされる。かかるインライン接続装置は、（ａ）
　第１の末端を有する第１の脆い導体材料が巻付けられ
ている湾曲した形状の導体コイル巻心、（ｂ）　第２の
末端を有する第２の実質的に適合した脆い導体材料が巻
付けられている供給用巻枠、（ｃ）コイル上に巻付けら
れた材料とコイルとの間において第１の末端に隣接して
配置される保護用スペーサ手段、並びに（ｄ）　第２の
末端が第１の末端から所定の距離だけ離隔した状態で第
１の導体と実質的に接触するように配置されて末端間に
所定の長さを生じさせ、第１および第２の末端間に導体
に沿って第１および第２の導体を実質的に固定すること
により、コイル巻心の形状に実質的に整合した接続部を
形成するための固定手段の諸要素から成ることを特徴と
するものである。
【０００５】特定の好適な実施の態様に従えば、保護用
スペーサ手段はそれを移動させることなしに長手方向に
沿った複数の部位において導体同士をはんだ付けするの
に十分なだけの大きさを有している。
【０００６】別の好適な実施の態様に従えば、超伝導コ
イル巻心の湾曲面に沿って導体同士をインラインで接続
することによって実質的に湾曲した接続部が形成される
。その結果、接続部の形成後に導体をコイル上に巻付け
た場合に導体が破断または機械的疲労を示す恐れは実質
的に排除されることになる。
【０００７】特に好適な実施の態様に従えば、本発明の
インライン接続装置は、超伝導コイルの回りに巻付けら
れた導体材料の第１の末端の下方に最初に配置される一
体型の保護用スペーサ手段、供給用巻枠に予め巻かれた
実質的に適合する導体材料の第２の末端であってコイル
に先に巻付けられた第１の導体の長さに沿いかつ第１の
末端から離隔した部位に隣接しかつ実質的に接触するよ
うに配置される第２の末端、第１および第２の導体を接
触状態に保持するための保持手段（好ましくは粘着テー
プ）、並びに互いに接触した第１および第２の導体に沿
って第１および第２の末端間に接続部を形成するための
はんだ付け手段、好ましくはペンシル形はんだごておよ
びインジゥムはんだ、を含んでいる。
【０００８】本発明に基づく好適なインライン接続装置
は、良好な耐久性、良好な経済性、良好な安定性、良好
な継手の結合性、使用の容易性、および優れた安全特性
のごとき利点を有している。実際、多くの好適な実施の
態様においては、継手の結合性および使用の容易性は従
来公知の接続装置において達成されるものよりも顕著に
優れた程度にまで最適化されている。
【０００９】
【発明の詳しい説明】先ず図１を見ると、脆い超伝導体
を使用する公知の超伝導コイル巻線装置１が示されてい
る。通常の巻心４上に、好ましくはニオブ・スズ（Ｎｂ
３　Ｓｎ）から成る脆い導体６が矢印Ａの方向に沿って
巻付けられる。その際には、好ましくは銅から成る絶縁
体８が導体６と互いに並列した状態で巻付けられる。ニ
オブ・スズ導体に対して所要の絶縁を施すため、超伝導
体巻心４上に導体６を絶縁体８と並列した状態で巻付け
る必要があることは周知の通りである。
【００１０】導体６および絶縁体８がそれぞれの供給用
巻枠１０および１２から繰出される際、これらの巻枠か
らの繰出し量が直立した案内棒１６上に配置された通常
のセンサ１８および２０によって検出される。巻枠１０
または１２から過剰量の導体６または絶縁体８が繰出さ
れたことをセンサ１８または２０が検出した場合には、
巻枠１０または１２に対する適当な制動手段を作動すべ
きことを命じる信号が巻枠１０または１２の駆動機構（
図示せず）に伝送される。
【００１１】導体６および絶縁体８に適当な張力を付与
するため、通常の二重溝形Ｏリング２２および通常の二
重溝バンド式Ｏリング張力装置２４が使用されている。 詳しく述べれば、導体６および絶縁体８がＯリング２２
に接触した場合、導体６および絶縁体８はＯリング２２
に設けられた通常の円周方向の溝（図示せず）に嵌合す
る。また、導体６および絶縁体８が張力装置２４に接触
した場合、張力装置２４は導体６、絶縁体８およびＯリ
ング２２の間に摩擦抵抗力を引起こす。かかる抵抗力は
導体６および絶縁体８の構造にとって有害なものではな
いが、それは巻心４上において巻線方向（矢印Ａの方向
）と反対向きの引張力を生み出す。その結果、通常の巻
線電動機２８（図２）が巻心４の回りに導体６および絶
縁体８を巻付けてコイル３０（図２）を形成する際にお
ける導体６および絶縁体８のたるみは実質的に低減され
ることになる。
【００１２】矢印Ａの方向に沿って巻心４の回りに導体
６および絶縁体８を巻付けてコイル３０を形成する操作
は、巻心４の外周面のほぼ全体が包囲されるまで継続さ
れる。
【００１３】コイル３０の巻線に際しては、公知のスズ
破裂効果またはその他何らかの有害な原因のため導体６
が製造時に損傷を受けていたことが発見される場合があ
る。また、導体６が連続した材料である必要がない場合
もある。このような場合には、コイル３０の末端４０と
導体６の末端４２との間において、導体６およびコイル
３０が互いに接触する部分の全長にわたって接続部３８
（図３）を形成しなければならない。
【００１４】導体６中に損傷が認められた場合、あるい
は（特に導体６が損傷を有するために）導体６が切断し
た場合には、かかる損傷の各々の側から５０フィート分
の導体６が除去され、それによって損傷を受けた部分が
完全に排除される。このような技術は公知のものである
。
【００１５】所要量の導体６を除去した後、コイル３０
を導体６に接続することが必要となる。約６０インチ分
のコイル３０が矢印Ｂの方向に沿って巻心４から巻戻さ
れる。コイル３０のかかる部分は、図３中に末端４０と
点Ｚとの間の部分として示されている。他方、約６０イ
ンチ分の導体６が巻枠１０から繰出される。導体６のか
かる部分は、図３中に末端４２と点Ｙとの間の部分とし
て示されている。これら２つの部分をそれぞれの全長に
わたって互いに接続することにより、長さ約６０インチ
の接続部３８が形成されることになる。なお、所要の長
さとして６０インチを選定する技術も公知である。かか
る所要の長さを有する２つの部分を準備した後、接続操
作が開始される。
【００１６】図２および３について説明すれば、コイル
３０の最後の巻線の下方に保護用のスペーサ３２が配置
される。その際には、スペーサ３０の下端が点Ｚに近接
して位置するようにすればよい。スペーサ３２はマイラ
（Ｍｙｌａｒ）から成ることが好ましいが、その他適宜
の材料から成っていてもよい。また、スペーサ３２は任
意適宜の寸法を有し得るが、好適な寸法は０．０１０イ
ンチ（厚さ）×１インチ（幅）×８インチ（長さ）であ
る。 スペーサ３２の縁端が導体６またはコイル３０を強く摩
擦し、それによって導体６またはコイル３０の構造特性
または電気的性質に悪影響を及ぼすことがないようにす
るため、スペーサ３２の縁端は丸くしておくことが好ま
しい。スペーサ３２はまた、通常の融剤塗布、はんだ付
けまたは洗浄操作の悪影響から巻心４およびコイル３０
を保護するためにも役立つ。
【００１７】コイル３０の最後の巻線の下方にスペーサ
３２を配置した後、導体６の末端４２がコイル３０の点
Ｚと実質的に接触するようにして配置される。次いで、
好ましくはキムワイプ（Ｋｉｍｗｉｐｅ）　を含む通常
の粘着テープの断片３４が末端４２と点Ｚとの接触部に
隣接して接着される。
【００１８】次いで、末端４２と導体６との間における
（好ましくは長さ３〜４インチの）はんだ付けすべき部
分に、通常の綿棒形アプリケータ（図示せず）を用いて
融剤（好ましくは通常の赤色融剤）が塗布される。
【００１９】融剤を塗布した後、通常のはんだごて（好
ましくはペンシル形のはんだごて）を用いてはんだ（好
ましくは９９．９９％のインジウムはんだ）を付加する
ことにより、予め融剤を塗布した区域全体にわたっては
んだ継手３６が形成される。なお、はんだ継手３６は約
３〜４インチの長さを有すると共に、コイル３０と導体
６との間にはんだのたまりを形成することが好ましい。 そうすれば、一部のはんだはコイル３０と導体６との接
触部を通って下方に浸透し、そしてコイル３０と導体６
との接触部の両側にはんだ継手３６を形成することにな
る。
【００２０】はんだ継手３６が完成した後、はんだ継手
３６は通常の融剤洗浄液（図示せず）を用いて洗浄され
る。そのためには、水およびイソプロピルアルコールか
ら成る融剤洗浄液を使用することが好ましい。
【００２１】こうして得られた第１のはんだ継手３６は
コイル３０の最後の巻線と導体６とを実質的に固定され
た状態に保つのに十分なだけの結合力をもたらすから、
粘着テープ３４が除去される。次いで、上記の場合と同
じ手順に従い、３〜４インチの長さを有する第２のはん
だ継手３６が第１のはんだ継手３６の上方に形成される
。
【００２２】第２のはんだ継手３６が完成した後、スペ
ーサ３２の下端が第２のはんだ継手３６の上端に隣接し
て位置するようになるまで、スペーサ３２が矢印Ｃの方
向に移動される。更に２つのはんだ継手３６が形成され
た後、スペーサ３２は再び矢印Ｃの方向に前回と同じ距
離だけ移動される。このようなスペーサ３２の移動およ
びはんだ継手の形成は、コイル３０の最後の巻線と導体
６との間における長さ６０インチの接触部のほぼ全体が
固定されるまで繰返される。
【００２３】スペーサ３２の長さは８インチであること
が好ましいが、巻心４に対する十分な保護並びにコイル
３０、導体６、粘着テープ３４およびはんだ継手３６に
対する十分な支持をもたらす限り、スペーサ３２は任意
適宜の長さを有し得ることを理解すべきである。たとえ
ば、作業員がスペーサ３２を頻繁に移動することを望ま
なければ、スペーサ３２をより長くすることもできる。 そうすれば、長さ３〜４インチのはんだ継手３６をより
多く形成した後にスペーサ３２を移動すればよいことに
なる。
【００２４】また、作業員が好適な３〜４インチのはん
だ継手よりも大きいはんだ継手３６を形成することを望
む場合があることも理解すべきである。そうすれば、２
個のはんだ継手を形成した後に作業員がスペーサ３２を
移動しなければならない点は上記の場合と同様であるが
、完全な接続部３８を得るために作業員がスペーサ３２
を移動する回数は減少することになる。
【００２５】接続部３８が完成した後、かかる接続部３
８が一様であり、かつコイル３０の最後の巻線と導体６
との間における長さ６０インチの接触部の全体にわたっ
て両者が実質的に固定されていることが（好ましくは視
覚的に）検査される。その後、作業員は矢印Ａの方向に
沿って巻心４の回りに導体６および絶縁体８を巻付ける
操作を継続することができる。
【００２６】上記の説明においては導体６のみに着目し
て記載が行われたが、導体６およびコイル３０を互いに
接続した場合、それらの接続部３８に接触するようにし
て絶縁体８が配置されることは勿論である。
【００２７】上記の説明に基づけば、本発明の範囲内に
おいて数多くの変更態様が可能であることが認められよ
う。それ故、本発明の範囲はもっぱら前記特許請求の範
囲によって規定されるものと解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく超伝導コイル巻線装置の側面図
である。
【図２】図１中の線２−２の方向から見た正面図である
。
【図３】図２に示された接続部３８の拡大図である。
【符号の説明】
１　　超伝導コイル巻線装置 ４　　巻心 ６　　導体 ８　　絶縁体 １０　　供給用巻枠 １２　　供給用巻枠 １６　　案内棒 １８　　センサ ２０　　センサ ２２　　Ｏリング ２４　　Ｏリング張力装置 ２８　　巻線電動機 ３０　　コイル ３２　　スペーサ ３４　　粘着テープの断片 ３６　　はんだ継手 ３８　　接続部 ４０　　コイルの末端 ４２　　導体の末端

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　第１の末端を有する第１の脆い導体材
    料が巻付けられている湾曲した形状の導体コイル巻心、
    第２の末端を有する第２の実質的に適合した脆い導体材
    料が巻付けられている供給用巻枠、前記コイル上に巻付
    けられた前記材料と前記コイルとの間に前記第１の末端
    に隣接して配置される保護用スペーサ手段、前記第２の
    末端が前記第１の末端から所定の距離だけ離隔した状態
    で前記第１の導体と実質的に接触して前記末端間に所定
    の長さを生じるように配置され、前記第１および第２の
    末端間において前記導体に沿って前記第１および第２の
    導体を実質的に接続することにより、前記コイル巻心の
    形状に実質的に整合した接続部を形成するための固定手
    段の諸要素から成ることを特徴とする、少なくとも２本
    の脆い導体間に接続部を形成するためのインライン接続
    装置。
  2. 【請求項２】　　前記脆い導体がニオブ・スズ（Ｎｂ３
    　Ｓｎ）から成る請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】　　前記スペーサがマイラから成る請求項
    １記載の装置。
  4. 【請求項４】　　前記固定手段が接着手段およびはんだ
    付け手段から成る請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】　　前記接着手段が粘着テープから成る請
    求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】　　前記はんだ付け手段がインジウムはん
    だおよびペンシル形はんだごてから成る請求項４記載の
    装置。
  7. 【請求項７】　　第１の末端を有する第１の脆い導体を
    所定形状の巻心上に巻付けて成る導体コイルと、第２の
    末端を有する第２の実質的に適合した脆い導体が巻付け
    られている供給用巻枠とを含む導体コイル巻線装置にお
    いて脆い導体材料のインライン接続を行うための方法に
    おいて、（ａ）　前記コイルから第１の所定の長さの前
    記第１の導体を巻き戻し、（ｂ）　前記第１の長さにほ
    ぼ等しい第２の長さの前記第２の導体を前記巻枠から繰
    出して、前記第２の末端で始まり、該第２の末端から前
    記第２の導体の長さ方向に沿って伸びる個所に前記第２
    の長さを前記第１の導体に沿って配置し、（ｃ）　前記
    第１の導体の前記第１の末端から離隔した第１の位置に
    おいて前記第１の導体と前記コイルとの間にスペーサを
    配置し、（ｄ）　前記第２の導体の前記第２の末端が前
    記スペーサの前記第１の位置に隣接するようにしながら
    前記第２の導体を前記第１の導体と実質的に接触した状
    態で配置し、次いで（ｅ）　導電性手段を用いて前記第
    １および第２の導体を固定することにより、前記巻心の
    形状と実質的に整合した接続部を形成する諸工程から成
    ることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】　　前記所定の長さのほぼ全体にわたって
    接続部が形成されるまで前記所定の長さに沿って前記ス
    ペーサが移動される請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】　　前記固定工程が、前記第１の末端から
    離隔した前記第１の導体の第１の部位および前記第２の
    導体の前記第２の末端を前記スペーサに接着し、次いで
    前記第２の導体の前記第２の末端を前記第１の導体の前
    記第１の末端から離隔した前記第１の部位にはんだ付け
    してはんだ継手を形成する両工程を含む請求項７記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】　　互いに接触した前記第１および第２
    の導体に沿って前記スペーサを次の位置に移動し、そし
    て前記第１の導体と前記第２の導体とをはんだ付けする
    操作を繰返すことによって実質的に完全な接続部が形成
    される請求項７記載の方法。
JP3350504A 1990-12-14 1991-12-11 脆い超伝導体のインライン接続 Pending JPH04291904A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US627,472 1990-12-14
US07/627,472 US5104030A (en) 1990-12-14 1990-12-14 Inline splicing of brittle superconductors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04291904A true JPH04291904A (ja) 1992-10-16

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ID=24514770

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3350504A Pending JPH04291904A (ja) 1990-12-14 1991-12-11 脆い超伝導体のインライン接続

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5104030A (ja)
EP (1) EP0495297A1 (ja)
JP (1) JPH04291904A (ja)
CA (1) CA2048739A1 (ja)
IL (1) IL100234A0 (ja)

Cited By (2)

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