超電導線材の接続構造
【課題】
本発明は、高い電流負荷においても、優れた動作安定性を有する永久電流スイッチに使用される超電導線材の接続構造を提供することにある。
【解決手段】
本発明の超電導線材の接続構造は、複数の超電導フィラメントが金属マトリックスの内部に内蔵された多芯構造の永久電流スイッチ用超電導線材と、金属被覆された超電導線からなる接続用超電導線材と、を接続するものであって、複数の超電導フィラメントの一部を、金属マトリックスから露出させ、複数の超電導フィラメントの端部を部分溶融し、一体化させ、超電導線の一部を、金属被覆から露出させ、一体化した超電導フィラメントの露出部分と前記超電導線の露出部分とを、超電導合金で覆うことを特徴とする。
本発明は、高い電流負荷においても、優れた動作安定性を有する永久電流スイッチに使用される超電導線材の接続構造を提供することにある。
【解決手段】
本発明の超電導線材の接続構造は、複数の超電導フィラメントが金属マトリックスの内部に内蔵された多芯構造の永久電流スイッチ用超電導線材と、金属被覆された超電導線からなる接続用超電導線材と、を接続するものであって、複数の超電導フィラメントの一部を、金属マトリックスから露出させ、複数の超電導フィラメントの端部を部分溶融し、一体化させ、超電導線の一部を、金属被覆から露出させ、一体化した超電導フィラメントの露出部分と前記超電導線の露出部分とを、超電導合金で覆うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導線材の接続構造に係り、特に、多芯構造の永久電流スイッチ用超電導線材と、接続用超電導線材との接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久電流モードで運転される超電導磁石の閉回路上に設けられる永久電流スイッチには、動作状態において外部から作用する機械的あるいは電磁気的な擾乱に対して高い超電導安定性が要求される。
【０００３】
特に、高い外部磁場中や高い運転電流中で動作する超電導磁石に使用される永久電流スイッチには、動作安定性が要求され、この動作安定性を向上する方法としては、特許文献１に記載されるように、複数個の永久電流スイッチを電気的に並列に接続し、一個の永久電流スイッチあたりの電流容量を下げる方法がとられている。
【０００４】
また、超電導線材の接続構造を開示しているものとして、特許文献２又は特許文献３がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２６９３０１号公報
【特許文献２】特開昭６２−２６４５７５号公報
【特許文献３】特開平０９−３２０７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、複数個の永久電流スイッチを用いた場合には、磁石構造のコンパクト化に制約がある。
【０００７】
また、電気配線構造に起因して生じる永久電流スイッチの間のインダクタンス差、あるいは、端子部の接続電気抵抗の差異が生じ、永久電流スイッチに流れる電流値に差異が生じるため、全体的な永久電流スイッチとして、均等に電流を分担させることが困難である。
【０００８】
さらに、従来の超電導線材の接続構造では、永久電流スイッチに使用される超伝導線材の複数の超電導フィラメント（多芯構造）に、電流を均一に流すためには、未だ不十分であった。
【０００９】
そこで、本発明は、高い電流負荷においても、優れた動作安定性を有する永久電流スイッチに使用される超電導線材の接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の超電導線材の接続構造は、複数の超電導フィラメントが金属マトリックスの内部に内蔵された多芯構造の永久電流スイッチ用超電導線材と、金属被覆された超電導線からなる接続用超電導線材と、を接続するものであって、複数の超電導フィラメントの一部を、金属マトリックスから露出させ、複数の超電導フィラメントの端部を部分溶融し、一体化させ、超電導線の一部を、金属被覆から露出させ、一体化した超電導フィラメントの露出部分と超電導線の露出部分とを、超電導合金で覆うことを特徴とする。
【００１１】
なお、金属被覆された超電導線からなる接続用超電導線材は、複数の超電導線が金属被覆された多芯構造の接続用超電導線材であってもよい。
【００１２】
こうした接続構造においては、永久電流スイッチ用超電導線材と接続用超電導線材とに流れる電流の方向が逆向きであり、いわゆる、プレイングハンド型の接続構造である。
【００１３】
また、一体化した超電導フィラメントの露出部分と超電導線の露出部分とを覆う超電導合金はＰｂＢｉ超電導合金であることが好ましい。
【００１４】
そして、端部が一体化された超電導フィラメントの露出部分と露出した超電導線の一部とを、銅スリーブに挿入し、圧着し、固定してもよい。
【００１５】
更には、一体化した超電導フィラメントの露出部分の端部は、銅で覆われている構造でもよい。つまり、一体化した超電導フィラメントの露出部分の端部を、銅スリーブに挿入し、圧着し、固定し、露出した超電導線の一部と共にＰｂＢｉ超電導合金に漬浸し、銅スリーブに挿入された超電導フィラメントの露出部分の端部と、露出した超電導線の一部とを接続してもよい。
【００１６】
また、一体化した超電導フィラメントの露出部分と超電導線の露出部分とは、超電導材料から構成される円筒状の容器に収納されてもよい。
【００１７】
なお、部分溶融は、スポット溶接あるいは超音波溶接によって接合されることが好ましい。
【００１８】
永久電流スイッチと定常磁場コイルとを用いる永久電流回路等のシステムの場合、超電導線材の接続構造の部分は、少ないことが好ましいため、接続用超電導線材を定常磁場コイル用超電導線材として使用することも可能である。
【００１９】
なお、永久電流スイッチは、個別の部品として提供される場合があり、この接続構造を含めて永久電流スイッチと呼称する場合がある。
【００２０】
こうした場合において、永久電流スイッチに使用される超電導線材のフィラメントの超電導材料と、この永久電流スイッチと永久電流回路を構成する定常磁場コイルに使用される超電導線材の超電導線の超電導材料とが異なることがあり、こうした場合に、特に、この接続構造を使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、高い電流負荷においても、優れた動作安定性を有する永久電流スイッチに使用される超電導線材の接続構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の一実施形態を示す。
【実施例１】
【００２３】
本実施例においては、永久電流スイッチに使用する永久電流スイッチ用超電導線材として、直径２０μｍのＮｂＴｉ超電導フィラメントが１０００本、Ｃｕ−３０Ｎｉマトリックスの内部に多芯配置された直径φ１.０mm の線材を用いた。
【００２４】
この超電導線材を長さ１０ｍ用いて、二つ折りしてボビンに巻線した無誘導構造の永久電流スイッチ（以下「スイッチ」と呼称する）を作製した。スイッチの製作方法は、従来法と同様であるため、その詳細は省略する。
【００２５】
その後、スイッチの口出し部の、この超電導線材の両端部を、長さ５０mmの領域において、超電導線材のＣｕ−３０Ｎｉマトリックスを硝酸にて化学的に溶解除去した。
【００２６】
同様に、スイッチと接続する定常磁場コイルに使用する超電導線材と接続するための接続用超電導線材の両端部も、長さ５０mmの領域において、安定化銅を硝酸で化学的に除去した。なお、接続用超電導線材も、超電導フィラメントがマトリックスの内部に多芯配置された線材を用いた。
【００２７】
つまり、本実施例で適用したスイッチ及び超電導線材の接続構造は、図１に示すように、スイッチ１０１に使用される永久電流スイッチ用超電導線材１０３が、超電導線材の接続構造１０２によって、接続用超電導線材１０４と接続されている構造をとる。
【００２８】
特に、永久電流スイッチ用超電導線材に用いられる超電導フィラメント（超電導材料）と、接続用超電導線材や定常磁場コイル用超電導線材に用いられる超電導線(超電導材料)とは、材料が異なる場合があることから、こうした接続構造が重要となる。
【００２９】
そして、図２に示すように、永久電流スイッチ用超電導線材１０３から露出した超電導フィラメント１０５の束を、撚り合わせた後に、端部をスポット溶接で溶融させて一体化させ、スポット溶接部２を形成した。
【００３０】
このようにして準備された永久電流スイッチ用超電導線材１０３と、接続用超電導線材１０４（定常磁場コイル用超電導線材であってもよい）との、露出している超電導フィラメントを、図３に示すように、相互に撚り合わせた後に、銅スリーブ６に挿入し、その銅スリーブ６をプレスで押し潰すことで圧着し、フィラメント接続部５を形成した。
【００３１】
図３に示した超電導線材の接続構造１０２を用いて、永久電流回路１６を形成した例を図４に示す。
【００３２】
図４に示した永久電流回路１６は、スイッチ１０１と定常磁場コイル３とを備えている。定常磁場コイル３は、励磁電源２５により励磁される。また、定常磁場コイル３を保護する目的でコイル保護抵抗２４が、定常磁場コイル３と並列に接続される。
【００３３】
一方、スイッチ１０１は、永久電流スイッチ用超電導線材１０３を有し、永久電流スイッチ用超電導線材１０３のＯＮ／ＯＦＦを永久電流スイッチ用ヒータ２２にて行う。なお、永久電流スイッチ用加熱ヒータ２２は、ヒータ用電源２３に接続されている。
【００３４】
つまり、スイッチ１０１がＯＦＦ状態（スイッチ１０１を加熱し、常電導とした状態）で、励磁電源２５により、定常磁場コイル３を励磁した後に、スイッチ１０１をＯＮ状態（永久電流スイッチ用加熱ヒータ２２による加熱を停止し、超電導とした状態）として、永久電流回路１６を永久電流モードとした。
【００３５】
永久電流回路１６に流れる電流は５００Ａで、定常磁場コイル３が発生する磁場は、コイル中心で４.０Ｔであった。
【００３６】
この永久電流モードを長期間に渡って保持し、電流の減衰及びクエンチの発生状況を実験的に確認した。
【００３７】
その結果、本実施例により超電導フィラメント１０５の端部を一体化処理した場合は、約１年間（加速試験の結果）の永久電流保持実験においてもスイッチ１０１がクエンチすることはなかった。
【００３８】
比較のために、端部を一体化処理しない場合のものを使用して、同様の永久電流回路を作製して実験した結果、必ずしも一定の結果が得られず、１日でクエンチする場合もあれば、３ヶ月でクエンチする場合もあった。
【００３９】
これらを総合的に比較すると、本実施例のように端部を処理することによって、安定性に優れた超電導線材の接続構造を得られることが確認できた。なお、接続構造を接続部と呼称することもある。
【００４０】
これは永久電流になる条件において、閉ループを構成する複数のフィラメントに均等に電流を流すことができたためと考えられる。
【００４１】
なお、この効果を系統的に調査した結果、超電導線材に流れる電流値が大きいほど、あるいは、永久電流スイッチやその接続構造が受ける外部磁場が大きいほど、端部処理の有無による永久電流保持の安定性向上の差異が顕著であることがわかった。
【００４２】
つまり、永久電流スイッチの動作不安定性は、スイッチがＯＦＦ状態における電気抵抗を高くする必要性から、超電導フィラメントを内蔵する金属マトリックスには、ＮｉあるいはＭｎが添加された銅合金が使用されることが多く、その電気抵抗が高い上に、熱伝導性、即ち冷却特性が悪いことに起因するものである。
【００４３】
永久電流状態（スイッチがＯＮ状態）において、超電導フィラメントに流れる電流に着目すると、超電導フィラメント間に、電流不均一が生じやすい。
【００４４】
この要因として、この超電導フィラメントは、例えば接続用超電導線材の超電導フィラメントと電気的に超電導接続されているが、超電導フィラメント毎に接続電気抵抗が完全に一致することはなく、実際は１本１本で異なる。
【００４５】
従って、永久電流状態に、長期間保持されると、当初は比較的均一であった超電導フィラメント毎の電流が、接続電気抵抗が低い箇所に集中するようになり、結果として、電流が集中した超電導フィラメントがその臨界電流を越え、超電導状態が消失してクエンチする。
【００４６】
このクエンチが生じると、超電導フィラメントに流れていた電流が、他の超電導フィラメントに電磁気的に転流するが、この際に金属マトリックスの電気抵抗が高く、熱伝導性が悪いため、超電導線材全体がクエンチするに至る。
【００４７】
従って、スイッチの安定性を確保するために、超電導線材の臨界電流に対して、スイッチ当りの永久電流の運転電流を小さくする、即ち、永久電流回路に複数個のスイッチを並列配置して、スイッチ当りの電流負荷を下げる等の手法がとられていた。
【００４８】
本実施例で説明したスイッチは、こうした課題を解決できるものである。
【００４９】
また、このような超電導線材の接続構造において、超電導フィラメントの接続面積は、超電導フィラメントの端部を分部溶融させて接続した永久電流スイッチ用超電導線材の方が、接続用超電導線材より小さく、端部にある。
【００５０】
そして、スイッチは、巻線された超電導線材とこれを加熱するヒータとが内蔵された構造を有し、ヒータのＯＮ／ＯＦＦによって超電導線材の常電導／超電導を制御するものである。
【００５１】
一般的に、スイッチは、超電導磁石と励磁電源とからなる閉回路において、超電導磁石と並列に接続される。超電導磁石の励磁回路を永久電流モードにする手順は次のとおりである。
（１）スイッチのヒータをＯＮとし、スイッチをＯＦＦ（常電導）とする。
（２）励磁電源により超電導磁石に通電する。
（３）スイッチのヒータをＯＦＦとし、スイッチをＯＮ（超電導）にする。超電導磁石とスイッチの永久電流回路（閉回路）に電流が流れる。
（４）励磁電源の電流を下げる。
【００５２】
ここで、超電導磁石への通電速度を早くするためには、並列接続されたスイッチのOFF時の電気抵抗を高くし、スイッチへの分流を小さくする必要があり、永久電流スイッチ用超電導線材の安定化材には高抵抗材が使用されることが多い。
【００５３】
安定化材に高抵抗材を用いることは、永久電流モードの長期間動作における擾乱に対して電磁気的な安定性が小さくなるトレードオフの関係にある。
【００５４】
本実施例では、永久電流状態が長期間保持された状態において、超電導接続された超電導フィラメント毎の接続抵抗が不均一であっても、接続端部において超電導フィラメントの束が一体化して、超電導接続されているため、電気回路的に超電導フィラメント間に電流が均等になるように再配分される。このため、電気抵抗が最も低い超電導フィラメントに電流が集中して、その超電導フィラメントがクエンチすることを回避することができる。
【００５５】
また、本実施例の接続構造の通電特性は、両者の超電導フィラメントの束を接続する面積が大きいほど、大きい電流を流すことができる。
【００５６】
従って、本実施例のように、超電導線材間に大電流を通電できる機能をもたせる電気回路と、超電導フィラメント間に電流配分を均一化させる電気回路と、の２種類を併用させることが好ましい。
【００５７】
ここで、接続構造における重要な構造として、超電導線材の配置がある。超電導線材を重ね合わせるラップ接続は、シェイクハンド型とプレイングハンド型の２種類に大別されるが、本実施例の効果は、プレイングハンド型にて十分に発揮できる。
【００５８】
これは、超電導線材の内部を電流が流れることで生じる自己磁場によって、電流は、超電導フィラメントの外周部に局在する傾向にあるため、対向する超電導フィラメントの束の電流方向を逆にすることで、個々の超電導フィラメントの内部における電流分布を比較的均一にすることができる。
【００５９】
なお、接続構造を超電導材料からなる容器で覆うことで、永久電流で通電される状態において、接続構造が外部から受ける磁場影響を超電導材料で磁気シールドすることができる。
【実施例２】
【００６０】
実施例１と同様の方法で、無誘導構造のスイッチ１０１を作製した。
【００６１】
その後、スイッチ１０１の口出し部の、この超電導線材の両端部を、長さ５０mmの領域において、超電導線材のＣｕ−３０Ｎｉマトリックスを硝酸にて化学的に溶解除去した。
【００６２】
同様に、スイッチと接続する定常磁場コイルに使用する超電導線材と接続するための接続用超電導線材の両端部も、長さ５０mmの領域において、安定化銅を硝酸で化学的に除去した。
【００６３】
そして、図５に示すように、これら露出した超電導フィラメントの束を撚り合わせた後に、これら両方の端部をスポット溶接で溶融させて一体化させた。
【００６４】
このようにして準備された永久電流スイッチ用超電導線材と接続用超電導線材とを銅スリーブに挿入し、その銅スリーブをプレスで押し潰すことで圧着した。
【００６５】
こうした接続構造を有する超電導閉回路に対して、長期間に渡って永久電流を保持し、電流の減衰及びクエンチの発生状況を実験的に確認した。
【００６６】
その結果、実施例１とほぼ同等の効果が得られた。
【００６７】
なお、接続用超電導線材は、金属被覆としての超電導マトリックスが、熱伝導性と電気伝導性とに優れた無酸素銅であるため、実施例１のように、その端部の超電導フィラメントを一体化する接続処理を省略しても、特性が大きく劣化することがなかったものと考えられる。
【００６８】
ただし、接続構造の性能を十分に確保する観点からは、実施例２を採用することが好ましい。
【００６９】
なお、超電導線材の端部における超電導フィラメントの束を一体化する処理は、２種類の超伝導線材の超電導フィラメントをまとめて、一体化処理である部分溶融しても良いし、それぞれの超電導線材の超電導フィラメントを個別に一体化処理である部分溶融しても良い。
【実施例３】
【００７０】
図６に示すように、実施例１と同様の方法で永久電流スイッチ用超電導線材の端部において、露出した超電導フィラメントの束を一体化処理した後、端部における長さ約５０mmの領域を溶融Ｓｎに漬けて銅合金を溶解した後、ＰｂＢｉ超電導合金７に再び漬けて、超電導フィラメントの周囲が超電導のＰｂＢｉ超電導合金７で覆われる構造とした。
【００７１】
同様に、接続用超電導線材の端部においても、ＰｂＢｉ超電導合金７で処理した後に、永久電流スイッチ用超電導線材と接続用超電導線材とを、相互に撚り合わせて、ＰｂＢｉ超電導合金７で半田接続した。
【００７２】
永久電流スイッチ用超電導線材の端部において、一体化処理された超電導フィラメントの束は、超電導合金の内部に埋め込まれている。
【００７３】
このようにして、作製された永久電流スイッチと定常磁場コイルとを有する永久電流回路に対して、実施例１と同様に、永久電流による長期安定性実験を実施した。
【００７４】
結果は、実施例１と同じく、端部処理を施したものは、約１年の長期にわたってクエンチが生じなかった。これに対して、端部処理を施していないものは、永久電流の保持時間にバラツキがあり、１〜２ヶ月でクエンチが生じるものが多かった。
【００７５】
ここで、永久電流の保持日数を比較すると、実施例２より実施例３の方が、長期間の傾向がある。
【００７６】
また、永久電流スイッチ用超電導線材と接続用超電導線材とを接続する方法において、超電導フィラメントの相互の圧着よりも、超電導合金を使用する冶金的処理の方が、フィラメントとフィラメントとの間の接続抵抗が比較的均質であることも明らかになった。
【００７７】
また、図７には、２種類の超伝導線材のフィラメントをまとめて一体化した後、PbBi合金で半田接続したものを示す。こうした構造を採用しても効果は発揮できる。
【実施例４】
【００７８】
また、実施例３で作製した接続構造の内部状態を観察したところ、永久電流スイッチ用超電導線材の超電導フィラメントの束を端部で一体化接続した部位において、超電導合金であるＰｂＢｉと濡れ性が悪いためか十分に結合していなかった。
【００７９】
このような状態では、超電導フィラメントの端部を超電導電流が分流する際に、機械的な固定や冷却性能が不十分となりやすい。
【００８０】
そこで、この超電導フィラメントの束が一体化された端部を銅で固定することで、機械的・熱的な安定化を図った。その手順として、次に示すものが、作業性，接続性能において最も良好であった。
（１）永久電流スイッチ用超電導線材の端部、約１００mmの安定化超電導マトリックスをＳｎ浴に漬けて、超電導マトリックスを置換除去する。
（２）Ｓｎに置換された超電導フィラメントの束の端部、約２５mmを、硝酸等の酸に漬けて、内部の超電導フィラメントを露出させる。
（３）露出した超電導フィラメントの束の領域で、最も安定化超電導マトリックスに近い部位をスポット溶接で溶融一体化する。
（４）一体化された部位が完全に隠れるように銅スリーブ６に挿入し、プレスで圧着する。
（５）このように処理された永久電流スイッチ用超伝導線材と、Ｓｎ置換された接続用超伝導線材とをならべ、ＰｂＢｉ合金で接続する。
【００８１】
このような手順で接続すると、端部を固定する銅スリーブ６をＳｎ浴に漬けることがないので、超電導フィラメントの端部が、銅スリーブ６でしっかりと固定できることがわかった。作成した接続部の構造を図８に示す。
【実施例５】
【００８２】
実施例１で説明した定常磁場コイルを上下に対向配置し、その間隙部に均一磁場を発生させた。図９を用いて、本発明を利用した核磁気共鳴イメージング装置について説明する。
【００８３】
この核磁気共鳴イメージング装置は、一対の傾斜磁場印加コイル２０１、高周波磁場を被検体１０６に対して送信すると共に被検体１０６からの磁気共鳴信号を受信する高周波送受信手段としての送信コイル２０２及び受信コイル２０３、送信コイル２０２及び受信コイル２０３と傾斜磁場印加コイル２０１とに接続され、高周波磁場と傾斜磁場とを制御すると共に核磁気共鳴信号の取込みを制御し画像処理を行うＣＰＵ２０４を有する。
【００８４】
なお、図９において、傾斜磁場印加コイルと高周波送受信手段としての送信コイルや受信コイルの詳細は、超電導磁石と一体構造であるため図示していない。
【００８５】
本実施例により、対向配置された超電導磁石の中央部に発生させた均一空間に、約2.0Ｔの磁場が永久電流状態で、擾乱に対して高安定に保持することができた。
【００８６】
これにより、磁気共鳴原理を利用したイメージング撮影が繰り返される作業が長期間にわたって安定して実施できるようになった。
【００８７】
つまり、実施例１で説明した超電導線材の接続構造は、永久電流スイッチと、傾斜磁場コイルと、高周波磁場コイルとを含み、検査体の磁気共鳴現象を応用して化学情報や形態情報を取得する核磁気共鳴装置や核磁気共鳴イメージング装置に使用できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の超電導線材の接続構造は、核磁気共鳴装置や核磁気共鳴イメージング装置などの超電導線材を永久電流モードで運転するために、永久電流スイッチを使用するような装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本実施例に係わる永久電流スイッチと接続構造の簡略図。
【図２】本実施例に係わる超電導線材に内蔵される超電導フィラメントの先端を一体化した簡略図。
【図３】本実施例に係わる超電導線材の接続構造を示す構造図。
【図４】本実施例に係わる永久電流回路を示す回路図。
【図５】本実施例２に係わる超電導線材の接続構造を示す構造図。
【図６】本実施例３に係わる超電導線材の接続構造を示す構造図。
【図７】本実施例４に係わる超電導線材の接続構造を示す構造図。
【図８】本実施例５に係わる超電導線材の接続構造を示す構造図。
【図９】本実施例に係わる永久電流スイッチを備えた核磁気共鳴イメージング装置の構成図。
【符号の説明】
【００９０】
２ スポット溶接部
６ 銅スリーブ
７ ＰｂＢｉ超電導合金
１０１ 永久電流スイッチ
１０２ 接続構造
１０３ 永久電流スイッチ用超電導線材
１０４ 接続用超電導線材
１０５ 超電導フィラメント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導線材の接続構造に係り、特に、多芯構造の永久電流スイッチ用超電導線材と、接続用超電導線材との接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久電流モードで運転される超電導磁石の閉回路上に設けられる永久電流スイッチには、動作状態において外部から作用する機械的あるいは電磁気的な擾乱に対して高い超電導安定性が要求される。
【０００３】
特に、高い外部磁場中や高い運転電流中で動作する超電導磁石に使用される永久電流スイッチには、動作安定性が要求され、この動作安定性を向上する方法としては、特許文献１に記載されるように、複数個の永久電流スイッチを電気的に並列に接続し、一個の永久電流スイッチあたりの電流容量を下げる方法がとられている。
【０００４】
また、超電導線材の接続構造を開示しているものとして、特許文献２又は特許文献３がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２６９３０１号公報
【特許文献２】特開昭６２−２６４５７５号公報
【特許文献３】特開平０９−３２０７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、複数個の永久電流スイッチを用いた場合には、磁石構造のコンパクト化に制約がある。
【０００７】
また、電気配線構造に起因して生じる永久電流スイッチの間のインダクタンス差、あるいは、端子部の接続電気抵抗の差異が生じ、永久電流スイッチに流れる電流値に差異が生じるため、全体的な永久電流スイッチとして、均等に電流を分担させることが困難である。
【０００８】
さらに、従来の超電導線材の接続構造では、永久電流スイッチに使用される超伝導線材の複数の超電導フィラメント（多芯構造）に、電流を均一に流すためには、未だ不十分であった。
【０００９】
そこで、本発明は、高い電流負荷においても、優れた動作安定性を有する永久電流スイッチに使用される超電導線材の接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の超電導線材の接続構造は、複数の超電導フィラメントが金属マトリックスの内部に内蔵された多芯構造の永久電流スイッチ用超電導線材と、金属被覆された超電導線からなる接続用超電導線材と、を接続するものであって、複数の超電導フィラメントの一部を、金属マトリックスから露出させ、複数の超電導フィラメントの端部を部分溶融し、一体化させ、超電導線の一部を、金属被覆から露出させ、一体化した超電導フィラメントの露出部分と超電導線の露出部分とを、超電導合金で覆うことを特徴とする。
【００１１】
なお、金属被覆された超電導線からなる接続用超電導線材は、複数の超電導線が金属被覆された多芯構造の接続用超電導線材であってもよい。
【００１２】
こうした接続構造においては、永久電流スイッチ用超電導線材と接続用超電導線材とに流れる電流の方向が逆向きであり、いわゆる、プレイングハンド型の接続構造である。
【００１３】
また、一体化した超電導フィラメントの露出部分と超電導線の露出部分とを覆う超電導合金はＰｂＢｉ超電導合金であることが好ましい。
【００１４】
そして、端部が一体化された超電導フィラメントの露出部分と露出した超電導線の一部とを、銅スリーブに挿入し、圧着し、固定してもよい。
【００１５】
更には、一体化した超電導フィラメントの露出部分の端部は、銅で覆われている構造でもよい。つまり、一体化した超電導フィラメントの露出部分の端部を、銅スリーブに挿入し、圧着し、固定し、露出した超電導線の一部と共にＰｂＢｉ超電導合金に漬浸し、銅スリーブに挿入された超電導フィラメントの露出部分の端部と、露出した超電導線の一部とを接続してもよい。
【００１６】
また、一体化した超電導フィラメントの露出部分と超電導線の露出部分とは、超電導材料から構成される円筒状の容器に収納されてもよい。
【００１７】
なお、部分溶融は、スポット溶接あるいは超音波溶接によって接合されることが好ましい。
【００１８】
永久電流スイッチと定常磁場コイルとを用いる永久電流回路等のシステムの場合、超電導線材の接続構造の部分は、少ないことが好ましいため、接続用超電導線材を定常磁場コイル用超電導線材として使用することも可能である。
【００１９】
なお、永久電流スイッチは、個別の部品として提供される場合があり、この接続構造を含めて永久電流スイッチと呼称する場合がある。
【００２０】
こうした場合において、永久電流スイッチに使用される超電導線材のフィラメントの超電導材料と、この永久電流スイッチと永久電流回路を構成する定常磁場コイルに使用される超電導線材の超電導線の超電導材料とが異なることがあり、こうした場合に、特に、この接続構造を使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、高い電流負荷においても、優れた動作安定性を有する永久電流スイッチに使用される超電導線材の接続構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の一実施形態を示す。
【実施例１】
【００２３】
本実施例においては、永久電流スイッチに使用する永久電流スイッチ用超電導線材として、直径２０μｍのＮｂＴｉ超電導フィラメントが１０００本、Ｃｕ−３０Ｎｉマトリックスの内部に多芯配置された直径φ１.０mm の線材を用いた。
【００２４】
この超電導線材を長さ１０ｍ用いて、二つ折りしてボビンに巻線した無誘導構造の永久電流スイッチ（以下「スイッチ」と呼称する）を作製した。スイッチの製作方法は、従来法と同様であるため、その詳細は省略する。
【００２５】
その後、スイッチの口出し部の、この超電導線材の両端部を、長さ５０mmの領域において、超電導線材のＣｕ−３０Ｎｉマトリックスを硝酸にて化学的に溶解除去した。
【００２６】
同様に、スイッチと接続する定常磁場コイルに使用する超電導線材と接続するための接続用超電導線材の両端部も、長さ５０mmの領域において、安定化銅を硝酸で化学的に除去した。なお、接続用超電導線材も、超電導フィラメントがマトリックスの内部に多芯配置された線材を用いた。
【００２７】
つまり、本実施例で適用したスイッチ及び超電導線材の接続構造は、図１に示すように、スイッチ１０１に使用される永久電流スイッチ用超電導線材１０３が、超電導線材の接続構造１０２によって、接続用超電導線材１０４と接続されている構造をとる。
【００２８】
特に、永久電流スイッチ用超電導線材に用いられる超電導フィラメント（超電導材料）と、接続用超電導線材や定常磁場コイル用超電導線材に用いられる超電導線(超電導材料)とは、材料が異なる場合があることから、こうした接続構造が重要となる。
【００２９】
そして、図２に示すように、永久電流スイッチ用超電導線材１０３から露出した超電導フィラメント１０５の束を、撚り合わせた後に、端部をスポット溶接で溶融させて一体化させ、スポット溶接部２を形成した。
【００３０】
このようにして準備された永久電流スイッチ用超電導線材１０３と、接続用超電導線材１０４（定常磁場コイル用超電導線材であってもよい）との、露出している超電導フィラメントを、図３に示すように、相互に撚り合わせた後に、銅スリーブ６に挿入し、その銅スリーブ６をプレスで押し潰すことで圧着し、フィラメント接続部５を形成した。
【００３１】
図３に示した超電導線材の接続構造１０２を用いて、永久電流回路１６を形成した例を図４に示す。
【００３２】
図４に示した永久電流回路１６は、スイッチ１０１と定常磁場コイル３とを備えている。定常磁場コイル３は、励磁電源２５により励磁される。また、定常磁場コイル３を保護する目的でコイル保護抵抗２４が、定常磁場コイル３と並列に接続される。
【００３３】
一方、スイッチ１０１は、永久電流スイッチ用超電導線材１０３を有し、永久電流スイッチ用超電導線材１０３のＯＮ／ＯＦＦを永久電流スイッチ用ヒータ２２にて行う。なお、永久電流スイッチ用加熱ヒータ２２は、ヒータ用電源２３に接続されている。
【００３４】
つまり、スイッチ１０１がＯＦＦ状態（スイッチ１０１を加熱し、常電導とした状態）で、励磁電源２５により、定常磁場コイル３を励磁した後に、スイッチ１０１をＯＮ状態（永久電流スイッチ用加熱ヒータ２２による加熱を停止し、超電導とした状態）として、永久電流回路１６を永久電流モードとした。
【００３５】
永久電流回路１６に流れる電流は５００Ａで、定常磁場コイル３が発生する磁場は、コイル中心で４.０Ｔであった。
【００３６】
この永久電流モードを長期間に渡って保持し、電流の減衰及びクエンチの発生状況を実験的に確認した。
【００３７】
その結果、本実施例により超電導フィラメント１０５の端部を一体化処理した場合は、約１年間（加速試験の結果）の永久電流保持実験においてもスイッチ１０１がクエンチすることはなかった。
【００３８】
比較のために、端部を一体化処理しない場合のものを使用して、同様の永久電流回路を作製して実験した結果、必ずしも一定の結果が得られず、１日でクエンチする場合もあれば、３ヶ月でクエンチする場合もあった。
【００３９】
これらを総合的に比較すると、本実施例のように端部を処理することによって、安定性に優れた超電導線材の接続構造を得られることが確認できた。なお、接続構造を接続部と呼称することもある。
【００４０】
これは永久電流になる条件において、閉ループを構成する複数のフィラメントに均等に電流を流すことができたためと考えられる。
【００４１】
なお、この効果を系統的に調査した結果、超電導線材に流れる電流値が大きいほど、あるいは、永久電流スイッチやその接続構造が受ける外部磁場が大きいほど、端部処理の有無による永久電流保持の安定性向上の差異が顕著であることがわかった。
【００４２】
つまり、永久電流スイッチの動作不安定性は、スイッチがＯＦＦ状態における電気抵抗を高くする必要性から、超電導フィラメントを内蔵する金属マトリックスには、ＮｉあるいはＭｎが添加された銅合金が使用されることが多く、その電気抵抗が高い上に、熱伝導性、即ち冷却特性が悪いことに起因するものである。
【００４３】
永久電流状態（スイッチがＯＮ状態）において、超電導フィラメントに流れる電流に着目すると、超電導フィラメント間に、電流不均一が生じやすい。
【００４４】
この要因として、この超電導フィラメントは、例えば接続用超電導線材の超電導フィラメントと電気的に超電導接続されているが、超電導フィラメント毎に接続電気抵抗が完全に一致することはなく、実際は１本１本で異なる。
【００４５】
従って、永久電流状態に、長期間保持されると、当初は比較的均一であった超電導フィラメント毎の電流が、接続電気抵抗が低い箇所に集中するようになり、結果として、電流が集中した超電導フィラメントがその臨界電流を越え、超電導状態が消失してクエンチする。
【００４６】
このクエンチが生じると、超電導フィラメントに流れていた電流が、他の超電導フィラメントに電磁気的に転流するが、この際に金属マトリックスの電気抵抗が高く、熱伝導性が悪いため、超電導線材全体がクエンチするに至る。
【００４７】
従って、スイッチの安定性を確保するために、超電導線材の臨界電流に対して、スイッチ当りの永久電流の運転電流を小さくする、即ち、永久電流回路に複数個のスイッチを並列配置して、スイッチ当りの電流負荷を下げる等の手法がとられていた。
【００４８】
本実施例で説明したスイッチは、こうした課題を解決できるものである。
【００４９】
また、このような超電導線材の接続構造において、超電導フィラメントの接続面積は、超電導フィラメントの端部を分部溶融させて接続した永久電流スイッチ用超電導線材の方が、接続用超電導線材より小さく、端部にある。
【００５０】
そして、スイッチは、巻線された超電導線材とこれを加熱するヒータとが内蔵された構造を有し、ヒータのＯＮ／ＯＦＦによって超電導線材の常電導／超電導を制御するものである。
【００５１】
一般的に、スイッチは、超電導磁石と励磁電源とからなる閉回路において、超電導磁石と並列に接続される。超電導磁石の励磁回路を永久電流モードにする手順は次のとおりである。
（１）スイッチのヒータをＯＮとし、スイッチをＯＦＦ（常電導）とする。
（２）励磁電源により超電導磁石に通電する。
（３）スイッチのヒータをＯＦＦとし、スイッチをＯＮ（超電導）にする。超電導磁石とスイッチの永久電流回路（閉回路）に電流が流れる。
（４）励磁電源の電流を下げる。
【００５２】
ここで、超電導磁石への通電速度を早くするためには、並列接続されたスイッチのOFF時の電気抵抗を高くし、スイッチへの分流を小さくする必要があり、永久電流スイッチ用超電導線材の安定化材には高抵抗材が使用されることが多い。
【００５３】
安定化材に高抵抗材を用いることは、永久電流モードの長期間動作における擾乱に対して電磁気的な安定性が小さくなるトレードオフの関係にある。
【００５４】
本実施例では、永久電流状態が長期間保持された状態において、超電導接続された超電導フィラメント毎の接続抵抗が不均一であっても、接続端部において超電導フィラメントの束が一体化して、超電導接続されているため、電気回路的に超電導フィラメント間に電流が均等になるように再配分される。このため、電気抵抗が最も低い超電導フィラメントに電流が集中して、その超電導フィラメントがクエンチすることを回避することができる。
【００５５】
また、本実施例の接続構造の通電特性は、両者の超電導フィラメントの束を接続する面積が大きいほど、大きい電流を流すことができる。
【００５６】
従って、本実施例のように、超電導線材間に大電流を通電できる機能をもたせる電気回路と、超電導フィラメント間に電流配分を均一化させる電気回路と、の２種類を併用させることが好ましい。
【００５７】
ここで、接続構造における重要な構造として、超電導線材の配置がある。超電導線材を重ね合わせるラップ接続は、シェイクハンド型とプレイングハンド型の２種類に大別されるが、本実施例の効果は、プレイングハンド型にて十分に発揮できる。
【００５８】
これは、超電導線材の内部を電流が流れることで生じる自己磁場によって、電流は、超電導フィラメントの外周部に局在する傾向にあるため、対向する超電導フィラメントの束の電流方向を逆にすることで、個々の超電導フィラメントの内部における電流分布を比較的均一にすることができる。
【００５９】
なお、接続構造を超電導材料からなる容器で覆うことで、永久電流で通電される状態において、接続構造が外部から受ける磁場影響を超電導材料で磁気シールドすることができる。
【実施例２】
【００６０】
実施例１と同様の方法で、無誘導構造のスイッチ１０１を作製した。
【００６１】
その後、スイッチ１０１の口出し部の、この超電導線材の両端部を、長さ５０mmの領域において、超電導線材のＣｕ−３０Ｎｉマトリックスを硝酸にて化学的に溶解除去した。
【００６２】
同様に、スイッチと接続する定常磁場コイルに使用する超電導線材と接続するための接続用超電導線材の両端部も、長さ５０mmの領域において、安定化銅を硝酸で化学的に除去した。
【００６３】
そして、図５に示すように、これら露出した超電導フィラメントの束を撚り合わせた後に、これら両方の端部をスポット溶接で溶融させて一体化させた。
【００６４】
このようにして準備された永久電流スイッチ用超電導線材と接続用超電導線材とを銅スリーブに挿入し、その銅スリーブをプレスで押し潰すことで圧着した。
【００６５】
こうした接続構造を有する超電導閉回路に対して、長期間に渡って永久電流を保持し、電流の減衰及びクエンチの発生状況を実験的に確認した。
【００６６】
その結果、実施例１とほぼ同等の効果が得られた。
【００６７】
なお、接続用超電導線材は、金属被覆としての超電導マトリックスが、熱伝導性と電気伝導性とに優れた無酸素銅であるため、実施例１のように、その端部の超電導フィラメントを一体化する接続処理を省略しても、特性が大きく劣化することがなかったものと考えられる。
【００６８】
ただし、接続構造の性能を十分に確保する観点からは、実施例２を採用することが好ましい。
【００６９】
なお、超電導線材の端部における超電導フィラメントの束を一体化する処理は、２種類の超伝導線材の超電導フィラメントをまとめて、一体化処理である部分溶融しても良いし、それぞれの超電導線材の超電導フィラメントを個別に一体化処理である部分溶融しても良い。
【実施例３】
【００７０】
図６に示すように、実施例１と同様の方法で永久電流スイッチ用超電導線材の端部において、露出した超電導フィラメントの束を一体化処理した後、端部における長さ約５０mmの領域を溶融Ｓｎに漬けて銅合金を溶解した後、ＰｂＢｉ超電導合金７に再び漬けて、超電導フィラメントの周囲が超電導のＰｂＢｉ超電導合金７で覆われる構造とした。
【００７１】
同様に、接続用超電導線材の端部においても、ＰｂＢｉ超電導合金７で処理した後に、永久電流スイッチ用超電導線材と接続用超電導線材とを、相互に撚り合わせて、ＰｂＢｉ超電導合金７で半田接続した。
【００７２】
永久電流スイッチ用超電導線材の端部において、一体化処理された超電導フィラメントの束は、超電導合金の内部に埋め込まれている。
【００７３】
このようにして、作製された永久電流スイッチと定常磁場コイルとを有する永久電流回路に対して、実施例１と同様に、永久電流による長期安定性実験を実施した。
【００７４】
結果は、実施例１と同じく、端部処理を施したものは、約１年の長期にわたってクエンチが生じなかった。これに対して、端部処理を施していないものは、永久電流の保持時間にバラツキがあり、１〜２ヶ月でクエンチが生じるものが多かった。
【００７５】
ここで、永久電流の保持日数を比較すると、実施例２より実施例３の方が、長期間の傾向がある。
【００７６】
また、永久電流スイッチ用超電導線材と接続用超電導線材とを接続する方法において、超電導フィラメントの相互の圧着よりも、超電導合金を使用する冶金的処理の方が、フィラメントとフィラメントとの間の接続抵抗が比較的均質であることも明らかになった。
【００７７】
また、図７には、２種類の超伝導線材のフィラメントをまとめて一体化した後、PbBi合金で半田接続したものを示す。こうした構造を採用しても効果は発揮できる。
【実施例４】
【００７８】
また、実施例３で作製した接続構造の内部状態を観察したところ、永久電流スイッチ用超電導線材の超電導フィラメントの束を端部で一体化接続した部位において、超電導合金であるＰｂＢｉと濡れ性が悪いためか十分に結合していなかった。
【００７９】
このような状態では、超電導フィラメントの端部を超電導電流が分流する際に、機械的な固定や冷却性能が不十分となりやすい。
【００８０】
そこで、この超電導フィラメントの束が一体化された端部を銅で固定することで、機械的・熱的な安定化を図った。その手順として、次に示すものが、作業性，接続性能において最も良好であった。
（１）永久電流スイッチ用超電導線材の端部、約１００mmの安定化超電導マトリックスをＳｎ浴に漬けて、超電導マトリックスを置換除去する。
（２）Ｓｎに置換された超電導フィラメントの束の端部、約２５mmを、硝酸等の酸に漬けて、内部の超電導フィラメントを露出させる。
（３）露出した超電導フィラメントの束の領域で、最も安定化超電導マトリックスに近い部位をスポット溶接で溶融一体化する。
（４）一体化された部位が完全に隠れるように銅スリーブ６に挿入し、プレスで圧着する。
（５）このように処理された永久電流スイッチ用超伝導線材と、Ｓｎ置換された接続用超伝導線材とをならべ、ＰｂＢｉ合金で接続する。
【００８１】
このような手順で接続すると、端部を固定する銅スリーブ６をＳｎ浴に漬けることがないので、超電導フィラメントの端部が、銅スリーブ６でしっかりと固定できることがわかった。作成した接続部の構造を図８に示す。
【実施例５】
【００８２】
実施例１で説明した定常磁場コイルを上下に対向配置し、その間隙部に均一磁場を発生させた。図９を用いて、本発明を利用した核磁気共鳴イメージング装置について説明する。
【００８３】
この核磁気共鳴イメージング装置は、一対の傾斜磁場印加コイル２０１、高周波磁場を被検体１０６に対して送信すると共に被検体１０６からの磁気共鳴信号を受信する高周波送受信手段としての送信コイル２０２及び受信コイル２０３、送信コイル２０２及び受信コイル２０３と傾斜磁場印加コイル２０１とに接続され、高周波磁場と傾斜磁場とを制御すると共に核磁気共鳴信号の取込みを制御し画像処理を行うＣＰＵ２０４を有する。
【００８４】
なお、図９において、傾斜磁場印加コイルと高周波送受信手段としての送信コイルや受信コイルの詳細は、超電導磁石と一体構造であるため図示していない。
【００８５】
本実施例により、対向配置された超電導磁石の中央部に発生させた均一空間に、約2.0Ｔの磁場が永久電流状態で、擾乱に対して高安定に保持することができた。
【００８６】
これにより、磁気共鳴原理を利用したイメージング撮影が繰り返される作業が長期間にわたって安定して実施できるようになった。
【００８７】
つまり、実施例１で説明した超電導線材の接続構造は、永久電流スイッチと、傾斜磁場コイルと、高周波磁場コイルとを含み、検査体の磁気共鳴現象を応用して化学情報や形態情報を取得する核磁気共鳴装置や核磁気共鳴イメージング装置に使用できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の超電導線材の接続構造は、核磁気共鳴装置や核磁気共鳴イメージング装置などの超電導線材を永久電流モードで運転するために、永久電流スイッチを使用するような装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本実施例に係わる永久電流スイッチと接続構造の簡略図。
【図２】本実施例に係わる超電導線材に内蔵される超電導フィラメントの先端を一体化した簡略図。
【図３】本実施例に係わる超電導線材の接続構造を示す構造図。
【図４】本実施例に係わる永久電流回路を示す回路図。
【図５】本実施例２に係わる超電導線材の接続構造を示す構造図。
【図６】本実施例３に係わる超電導線材の接続構造を示す構造図。
【図７】本実施例４に係わる超電導線材の接続構造を示す構造図。
【図８】本実施例５に係わる超電導線材の接続構造を示す構造図。
【図９】本実施例に係わる永久電流スイッチを備えた核磁気共鳴イメージング装置の構成図。
【符号の説明】
【００９０】
２ スポット溶接部
６ 銅スリーブ
７ ＰｂＢｉ超電導合金
１０１ 永久電流スイッチ
１０２ 接続構造
１０３ 永久電流スイッチ用超電導線材
１０４ 接続用超電導線材
１０５ 超電導フィラメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超電導フィラメントが金属マトリックスの内部に内蔵された多芯構造の永久電流スイッチ用超電導線材と、金属被覆された超電導線からなる接続用超電導線材と、を接続する超電導線材の接続構造において、
前記複数の超電導フィラメントの一部を、前記金属マトリックスから露出させ、前記複数の超電導フィラメントの端部を部分溶融し、一体化させ、
前記超電導線の一部を、前記金属被覆から露出させ、
前記一体化した超電導フィラメントの露出部分と前記超電導線の露出部分とを、超電導合金で覆うことを特徴とする超電導線材の接続構造。
【請求項２】
前記金属被覆された超電導線からなる接続用超電導線材が、複数の超電導線が金属被覆された多芯構造の接続用超電導線材であることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項３】
前記永久電流スイッチ用超電導線材と前記接続用超電導線材とに流れる電流の方向が、逆向きであることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項４】
前記一体化した超電導フィラメントの露出部分と前記超電導線の露出部分とを覆う超電導合金が、ＰｂＢｉ超電導合金であることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項５】
前記端部が一体化された超電導フィラメントの露出部分と前記露出した超電導線の一部とを、銅スリーブに挿入し、圧着し、固定することを特徴とする請求項１の超電導線材の接続構造。
【請求項６】
前記一体化した超電導フィラメントの露出部分の端部を、銅スリーブに挿入し、圧着し、固定し、前記露出した超電導線の一部と共にＰｂＢｉ超電導合金に漬浸し、前記銅スリーブに挿入された超電導フィラメントの露出部分の端部と、前記露出した超電導線の一部とを接続することを特徴とする請求項１の超電導線材の接続構造。
【請求項７】
前記一体化した超電導フィラメントの露出部分と前記超電導線の露出部分とが、超電導材料から構成される円筒状の容器に収納されることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項８】
前記部分溶融が、スポット溶接あるいは超音波溶接によって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項９】
前記接続用超電導線材が、定常磁場コイル用超電導線材であることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項１０】
請求項１に記載の超電導線材の接続構造を備えたことを特徴とする永久電流スイッチ。
【請求項１１】
請求項１に記載の超電導線材の接続構造を備えたことを特徴とする永久電流回路。
【請求項１２】
請求項１に記載の超電導線材の接続構造を備え、時間安定な磁場を発生させることを特徴とする超電導磁石。
【請求項１３】
請求項１に記載の超電導線材の接続構造と、永久電流スイッチと、傾斜磁場コイルと、高周波磁場コイルとを含み、検査体の磁気共鳴現象を応用して化学情報や形態情報を取得することを特徴とする核磁気共鳴装置。
【請求項１】
複数の超電導フィラメントが金属マトリックスの内部に内蔵された多芯構造の永久電流スイッチ用超電導線材と、金属被覆された超電導線からなる接続用超電導線材と、を接続する超電導線材の接続構造において、
前記複数の超電導フィラメントの一部を、前記金属マトリックスから露出させ、前記複数の超電導フィラメントの端部を部分溶融し、一体化させ、
前記超電導線の一部を、前記金属被覆から露出させ、
前記一体化した超電導フィラメントの露出部分と前記超電導線の露出部分とを、超電導合金で覆うことを特徴とする超電導線材の接続構造。
【請求項２】
前記金属被覆された超電導線からなる接続用超電導線材が、複数の超電導線が金属被覆された多芯構造の接続用超電導線材であることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項３】
前記永久電流スイッチ用超電導線材と前記接続用超電導線材とに流れる電流の方向が、逆向きであることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項４】
前記一体化した超電導フィラメントの露出部分と前記超電導線の露出部分とを覆う超電導合金が、ＰｂＢｉ超電導合金であることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項５】
前記端部が一体化された超電導フィラメントの露出部分と前記露出した超電導線の一部とを、銅スリーブに挿入し、圧着し、固定することを特徴とする請求項１の超電導線材の接続構造。
【請求項６】
前記一体化した超電導フィラメントの露出部分の端部を、銅スリーブに挿入し、圧着し、固定し、前記露出した超電導線の一部と共にＰｂＢｉ超電導合金に漬浸し、前記銅スリーブに挿入された超電導フィラメントの露出部分の端部と、前記露出した超電導線の一部とを接続することを特徴とする請求項１の超電導線材の接続構造。
【請求項７】
前記一体化した超電導フィラメントの露出部分と前記超電導線の露出部分とが、超電導材料から構成される円筒状の容器に収納されることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項８】
前記部分溶融が、スポット溶接あるいは超音波溶接によって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項９】
前記接続用超電導線材が、定常磁場コイル用超電導線材であることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項１０】
請求項１に記載の超電導線材の接続構造を備えたことを特徴とする永久電流スイッチ。
【請求項１１】
請求項１に記載の超電導線材の接続構造を備えたことを特徴とする永久電流回路。
【請求項１２】
請求項１に記載の超電導線材の接続構造を備え、時間安定な磁場を発生させることを特徴とする超電導磁石。
【請求項１３】
請求項１に記載の超電導線材の接続構造と、永久電流スイッチと、傾斜磁場コイルと、高周波磁場コイルとを含み、検査体の磁気共鳴現象を応用して化学情報や形態情報を取得することを特徴とする核磁気共鳴装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１５９４０４（Ｐ２００８−１５９４０４Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４６９０６（Ｐ２００６−３４６９０６）
【出願日】平成１８年１２月２５日（２００６．１２．２５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２５日（２００６．１２．２５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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