JPH07263045A - 超電導導体の接続部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固相拡散により超電導導体を接続する接続部
において、外乱に起因する磁束の侵入による発熱量を抑
制し、臨界電流の低下の小さい接続を提供する。 【構成】 複数の超電導線からなる２つの導体（１，
２）の端部をエッチングし、素線のフィラメント（３）
を露出させて櫛形に成形した銅ハウジング（10）の個々
の溝に、素線数本分づつをフィラメント（３）を配分し
て納め、同じく櫛形の押し治具（７）を前記銅ハウジン
グ（10）と噛み合わせ、加圧加熱してフィラメント
（３）同士を固相拡散により一括接続する接続部におい
て、溝に収納する素線数を内側から外側に向かって徐々
に減らすか、溝と溝の間隔を内側から外側に向かって徐
々に広げるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超電導導体の接続部に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超電導導体の接続部を図４をもと
に説明する。多数の超電導線からなる２つの超電導導体
の端部を接続する方法としては、半田による接続、固相
拡散による接続等がある。半田によって接続する方法
は、一般に導体端部を銅板に半田上げし、銅板同士を半
田で接着する。この方法によると、接続部において電流
が一方の導体から他方の導体に渡る際、半田の抵抗や接
触抵抗でジュール発熱したり、電流減衰の原因になる。

【０００３】接続部における発熱や電流減衰が許されな
い場合は、固相拡散による接続が行われる。図４は固相
拡散による接続部を示す。最初に、超電導導体１と超電
導導体２の端部をエッチングし、超電導線の母材を溶か
して超電導体のフィラメント３をむき出しにする。バン
ドル導体は多数の素線から成っているが、一般に、素線
をまとめて接合する場合、素線数が多いほど超電導特性
が劣化する事が分かっている。そこで、導体の接続治具
および安定化銅として作用する銅ハウジング４には、い
くつかの溝を設け、導体１および２の端部フィラメント
３を溝の数に応じて均等分割して収納する。導体１と導
体２の端部を銅ハウジング４に収納した後、真空雰囲気
中において押し治具５で矢印６の方向に加圧し、ヒータ
ーで加熱して素線同士を固相拡散させて接続する。この
方法によると、フィラメント間の接触抵抗はゼロであ
り、超電導体同士が直接接合されるので発熱の無い接続
部が形成できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様な
方法によって固相拡散で接続を行うと、接続部は素線の
臨界電流を素線本数倍した値に満たない電流で常電導転
移してしまう。これは、接続する素線が多数であるた
め、接続部の寸法が大きくなり、磁気的な不安定性が発
生しやすくなることが原因であると考えられる。

【０００５】そこで本発明は、固相拡散によって超電電
導導体を接続する接続部において、外乱に起因する磁束
の侵入による発熱量を抑制し、臨界電流の低下が小さい
接続部を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】複数の超電導素線から成
る２つの導体の端部をエッチングし素線のフィラメント
を露出させ櫛形に成形した銅ハウジングの個々の溝に、
素線数本分づつをフィラメントを配分して納め、同じく
櫛形の押し治具を前記銅ハウジングと噛み合わせ、加圧
加熱してフィラメント同士を固相拡散により一括接続す
る超電導導体の接続部において、溝に収納する素線数を
内側から外側へ向かって徐々に減らすか、または、溝と
溝の間隔を内側から外側へ向かって徐々に広げたことを
特徴とする。

【０００７】

【作用】上述の様に素線を銅ハウジングの溝に配分し、
固相拡散によって接続すると、外乱入熱によって磁束が
侵入する際、接続部の外側の発熱量を抑制できる。従っ
て、外乱を契機にした磁束跳躍が発生しにくくなり、臨
界電流の低下を抑えることが可能になる。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）本発明を図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示されるように、櫛形の銅ハウジング４におい
て、内側の溝から外側の溝へ向かって収納する素線数を
減らしてゆく。この様に導体１と２のフィラメント３を
配置した後、各々のフィラメント３に均等な面圧が加え
られる様に歯の長さを調節した押し治具７で加圧し、加
熱してフィラメント３同士を固相拡散で接続する。

【０００９】従来法の様に素線を等分配した接続法によ
る場合（図４）、接続部を超電導体と銅が一様に混在し
たバルクであると考えると、外乱入熱によって臨界電流
が低下して磁束が侵入した場合、接続部の各部分の発熱
密度は図２の実線８の様になる。発熱密度は外側へゆく
に従って二次関数的に増大する。

【００１０】一方、本実施例の様に、溝に収納する素線
数を外側へ向かって一次関数的に減らした場合、磁束の
侵入による各部分の発熱密度は図２の点線９の様にな
る。この様に、外側の電流密度が小さいので発熱密度が
下がり、接続部全体の発熱量は、従来例の場合の３／５
に低減される。

【００１１】従って、本実施例の様に構成することによ
り、外乱を契機に磁束が侵入しても、発熱を抑制できる
ので、磁束跳躍が発生しにくく、臨界電流の低下が小さ
い接続部を構成する事が可能になる。

【００１２】（実施例２）図３に示される様に、櫛形の
銅ハウジング１０を、溝と溝の銅の間隔を内側から外側
へ向かって徐々に広がった構造にする。この銅ハウジン
グ１０に、フィラメントを剥き出しにした２つの導体を
配置した後、各々の溝のフィラメントを押し治具１１で
加圧し、加熱してフィラメント同士を固相拡散で接続す
る。

【００１３】上記の様に構成すると、外側へゆくに従っ
て超電導体の占積率が小さくなり、電流密度が下がる。
よって、外乱で磁束が侵入する際、外側の発熱密度を低
減することができ、また銅による除熱能力が向上する。
従って、磁束跳躍が発生しにくく、臨界電流の低下が小
さい接続部を構成する事が可能になる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、複数の超電導素線から
成る２つの導体の端部を接続する際、外乱を契機に磁束
が侵入しても、発熱を抑制できるので、磁束跳躍が発生
しにくく、臨界電流の低下が小さい接続部を構成する事
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例を示す概念図

【図２】接続部の発熱密度分布

【図３】本発明による他の実施例を示す概念図

【図４】従来の固相拡散による超電導導体の接続部の概
念図

【符号の説明】

１…超電導導体、 ２…超電導導体 ３…フィラメント、 ４，10…銅ハウジング ５，７，11…押し治具

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の超電導素線から成る２つの導体の
   端部をエッチングし素線のフィラメントを露出させ、櫛
   形に成形した銅ハウジングの個々の溝に、素線数本分づ
   つをフィラメントを配分して納め、同じく櫛形の押し治
   具を前記銅ハウジングと噛み合わせ、加圧加熱してフィ
   ラメント同士を固相拡散により一括接続する超電導導体
   の接続部において、溝に収納する素線数を内側から外側
   へ向かって徐々に減らしたことを特徴とする超電導導体
   の接続部。
2. 【請求項２】 複数の超電導素線から成る２つの導体の
   端部をエッチングし素線のフィラメントを露出させ櫛形
   に成形した銅ハウジングの個々の溝に、素線数本分づつ
   をフィラメントを配分して納め、同じく櫛形の押し治具
   を前記銅ハウジングと噛み合わせ、加圧加熱してフィラ
   メント同士を固相拡散により一括接続する超電導導体の
   接続部において、溝と溝の間隔を内側から外側へ向かっ
   て徐々に広げたことを特徴とする超電導導体の接続部。
3. 【請求項３】 銅ハウジングの溝と溝の間隔を内側から
   外側へ向かって徐々に広げたことを特徴とする請求項１
   記載の超電導導体の接続部。