(57)【要約】【課題】複数本の超電導線構成体の結合状態を改善して超電導線成分による悪影響を受けることなく比較的簡潔な作業で製造できる超電導線および超電導線の製造方法を提供する。【解決手段】ＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線を銅基金属の内部に配設した複数本の複合体１を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体を互いに接合して構成する超電導において、複合体１からなる超電導線構成体の端部３を銅基金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部３とＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線とを接合部４で溶接等によって接合して超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体をその端部３で連続的に結合するようにした。【選択図】図１
2007173040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導素線を基体金属の内部に配設した複数本の超電導線構成体を互いに接合して構成する超電導線において、前記超電導線構成体の端部を基体金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部を互いに接合して前記複数本の超電導線構成体を連続的に結合することを特徴とする超電導線。
【請求項２】
超電導素線を基体金属の内部に配設した複数本の超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記超電導線構成体の端部を基体金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部を互いに接合することにより、複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工することを特徴とする超電導線の製造方法。
【請求項３】
超電導素線を銅基金属の内部に配設した複数本の超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記超電導線構成体の端部を銅基金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部と前記超電導素線とを溶接して超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工することを特徴とする超電導線の製造方法。
【請求項４】
超電導素線を銅基金属の内部に配設した複数本の超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記超電導線構成体の端部を銅基金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部と前記超電導素線とを冷間圧延によって接合して超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工することを特徴とする超電導線の製造方法。
【請求項５】
超電導素線を銅基金属の内部に配設した複数本の超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記超電導線構成体の端部を銅基金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部と前記超電導素線とをスポット溶接によって接合して超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工することを特徴とする超電導線の製造方法。
【請求項６】
超電導素線を銅基金属の内部に配設した複数本の超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記超電導線構成体の端部を銅基金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部と前記超電導素線とをシート材を溶接することによって接合して超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工することを特徴とする超電導線の製造方法。
【請求項７】
超電導素線を銅基金属の内部に配設した複数本の超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記超電導線構成体の端部を銅基金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部と前記超電導素線とを金属ネジで固定することにより接合して超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工することを特徴とする超電導線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超電導線およびその製造方法、特に、ＮｂＴｉ系あるいはＮｂ３Ｓｎ系等の金属系超電導線における伸線加工技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の金属系超電導線の1つとして知られるＮｂＴｉ合金系超電導線は、通常、ＮｂＴｉロッドを無酸素銅パイプ中に挿入して伸線加工を施し、これを単芯線として所望本数の単芯線を無酸素銅からなる安定化材のパイプに挿入して更に伸線加工を施し、所望の線径に仕上げることで製造されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
次に、他の金属系超電導線として、Ｎｂ３Ｓｎ系，Ｎｂ３Ｇｅ系，Ｖ３Ｇａ系，Ｎｂ３Ａｌ系などのＡ１５型化合物系超電導線が知られている。
これらの中で代表的なものとして知られるＮｂ３Ｓｎ系超電導線は、通常、内部錫拡散法，外部錫拡散法，ブロンズ法，チューブ法，インサイチュー法などの方法により製造されている。
このうち、内部錫拡散法は、Ｎｂロッドを無酸素銅パイプ中に挿入して伸線加工を施し、これを単芯線として所望本数の単芯線を得た後、無酸素銅管の内部に錫ロッドが挿入された部材の周りに所望本数の単芯線を配置し無酸素銅パイプ中に複合し、更に伸線加工を必要回数繰り返し、これを複合線として所望本数の複合線を無酸素銅からなる安定化材のパイプに挿入して更に伸線加工を施し、最後に熱処理により銅への錫の拡散（ブロンズ化）、および、Ｎｂと錫の反応を行なって多数のＮｂ３Ｓｎ超電導フィラメントをブロンズマトリックス中に生成させる方法である。
他のＮｂ３Ｓｎ系超電導線の製造方法も、銅またはブロンズマトリックス中にＮｂフィラメントを埋設し、最終的にＮｂと錫の反応を行なって、多数のＮｂ３Ｓｎ超電導フィラメントをブロンズマトリックス中に生成させている。
【０００４】
従って、これらの各方法で得られるいずれの系の超電導線にあっても、その内部構造は、外周部に安定化材を備え、その内部の銅やブロンズなどからなるマトリックスの内部に、ＮｂＴｉや熱処理によりＮｂ３Ｓｎなどの超電導体となるＮｂロッドなどが多数埋設された構造になっており、伸線加工により所望の線径に仕上げることを特徴としている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１０６１１号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
伸線加工は、スエージングマシンと呼ばれる装置で超電導線の先端部分を叩くことで細くし（以下、口打ち作業と呼ぶ）、次にその超電導線をダイスと呼ばれる入口よりも出口の直径が小さい孔を有する金属治具に通し、ダイスから出た超電導線をチャックで掴み、引き抜くことで行われる。一般的な断面減少率は１０〜３０％程度であり、所望の線径になるまで、通常、この工程は数１０回繰り返されるため、口打ち作業やダイス交換作業に多くの時間が割かれるという問題点があった。
また、ダイス交換作業の時間を短縮するため、複数ダイスによる連続伸線加工も行われているが、この場合、超電導線の先端を連続的に複数のダイスに通す作業が必要となり、連続的な口打ち作業によりその部分が無駄になったり、その作業時間が長くなったりするという問題が新たに生じた。
【０００７】
そこで、ダミー銅線と超電導線を溶接することで無駄になる部分を無くしたり、複数本の超電導線同士を溶接することで連続的に伸線加工したりすることも試みられたが、溶接の際、内部のＮｂＴｉやＮｂ成分が溶け出し、ダイスを傷つけ、伸線加工ができなくなるという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数本の超電導線構成体の結合状態を改善して超電導線成分による悪影響を受けることなく比較的簡潔な作業で製造できる超電導線および超電導線の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る超電導線では、超電導素線を基体金属の内部に配設した複数本の超電導線構成体を互いに接合して構成する超電導線において、前記超電導線構成体の端部を基体金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部を互いに接合して前記複数本の超電導線構成体を連続的に結合するものである。
【００１０】
この発明に係る超電導線の製造方法では、超電導素線を基体金属の内部に配設した複数本の超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記超電導線構成体の端部を基体金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部を互いに接合することにより、前記複数本の超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、複数本の超電導線構成体の結合状態を改善して超電導線成分による悪影響を受けることなく比較的簡潔な作業で製造できる超電導線および超電導線の製造方法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】
【００１２】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図３までに基づいて説明する。図１は実施の形態１におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体の構成を示す縦断面図である。図２は図１のII−II線における横断面図である。図３は図１のIII−III線における横断面図である。
【００１３】
この発明による実施の形態１におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体１の構成を示す図１において、複数本のＮｂＴｉ単芯線２の両端にそれぞれＮｂＴｉ単芯線２と同本数の銅基金属棒３が接合部４で溶接されており、それらが無酸素銅管５中に複合されている。
【００１４】
また、前記複合体１の端部以外の横断面構成を示す図２において、複数本のＮｂＴｉ単芯線２が無酸素銅管５中に複合されている。
【００１５】
また、前記複合体１の端部の横断面構成を示す図３において、複数本の銅基金属棒３が無酸素銅管５中に複合されている。図２および図３において、図１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００１６】
無酸素銅の中心にＮｂＴｉロッドが埋設された形状を有する直径３ｍｍ、長さ９６０ｍｍのＮｂＴｉ単芯線２を６１本と、ＮｂＴｉ単芯線２と同じ直径を有する長さ２０ｍｍの銅基金属棒３を１２２本用意する。
次に、ＮｂＴｉ単芯線２の両端に銅基金属棒３を接合部４を形成するようにバット溶接機により溶接し、長さ約１０００ｍｍの連続棒とした。溶接の際に生じた溶接塊はヤスリによる手作業で除去した。この作業をすべてのＮｂＴｉ単芯線２と銅基金属棒３について施し、６１本の連続棒を製作した。
これらを丁寧に束ねた後、外径４０ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの無酸素銅管５中に挿入することで、図１〜図３に示す断面形状を有するＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体１を得た。同様な方法で、合計５個の複合体１を製作した。
次に、複合体１のそれぞれを直径６ｍｍになるまで断面減少率２０％（１７パス）で伸線加工し、長さ約４４ｍの中間線５本を得た。これら５本の中間線は、スエージングマシンによる口打ち作業、ダイスによる伸線作業において、接合部４で断線を生じることなく、加工性は非常に良好であった。なお、これら５本の中間線のうち、両端部それぞれ約８０ｃｍが銅基金属のみの部分であった。
【００１７】
この中間線を６ｍｍ〜２．７５ｍｍ（断面減少率２０％：７パス）の伸線加工が連続して行える７パス連続伸線機により、次の通り加工した。
まず、直径６ｍｍ，長さ２０ｍのダミー銅線をスエージングマシンで口打ちを行い、各ダイスに順番に通した後、その後端部に中間線のうちの１本を溶接により接続した。両者は銅基金属同士の溶接となるため、超電導線内部のＮｂＴｉ成分が溶け出すことなく、接続状態は非常に良好であった。溶接の際に生じた溶接塊をヤスリにより除去し、表面を滑らかにした後、連続伸線機を動作させ、伸線作業を開始した。接合部の断線を生じることなく、伸線加工が進行し、１本目の中間線の加工が終わる直前（約３０５ｍ）で、いったん装置を停止し、後端部に２本目の中間線を溶接した。この場合も、両者は銅基金属同士の溶接となるため、超電導線内部のＮｂＴｉ成分が溶け出すことなく、接続状態は非常に良好であった。溶接の際に生じた溶接塊をヤスリによる手作業で除去し、表面を滑らかにした後、連続伸線機を動作させ、伸線作業を継続した。これらの作業を繰り返し、５本の中間線を連続で加工した。５本の中間線の加工性は良好であり、直径２．７５ｍｍ，総長約１１５０ｍの連続中間線が得られた。この連続中間線のうち、先端部約１００ｍ，接続部約８ｍ、後端部約４ｍが銅基金属のみの部分であった。
【００１８】
次に、この連続中間線を２．７５ｍｍ〜１．２６ｍｍ（断面減少率２０％：７パス）の伸線加工が連続して行える７パス連続伸線機により加工した。この際、上記同様、まず、直径２．７５ｍｍ、長さ２０ｍのダミー銅線をスエージングマシンで口打ちを行い、各ダイスに順番に通した後、その後端部に連続中間線を溶接により接続した。両者は銅基金属同士の溶接となるため、超電導線内部のＮｂＴｉ成分が溶け出すことなく、接続状態は非常に良好であった。溶接の際に生じた溶接塊をヤスリによる手作業で除去し、表面を滑らかにした後、連続伸線機を動作させ、伸線作業を開始した。接合部の断線を生じることなく、伸線加工が進行し、直径１．２６ｍｍ、長さ約５５９０ｍの連続中間線が得られた。この連続中間線のうち、先端部約１１５ｍ，接続部約４０ｍ，後端部約４７０ｍが銅基金属のみの部分であった。
【００１９】
連続中間線の後端部の銅基金属のみの部分４７０ｍのうち不要となる３７０ｍを切り落とした後、最後に、この連続中間線にツイスト伸線加工、仕上げ伸線加工を施し、直径１．０１ｍｍ、長さ約８１７０ｍの最終線を得た。接合部の断線を生じることなく、加工性は非常に良好であった。この最終線のうち、先端部約１８０ｍ，接続部約６０ｍ，後端部約１６０ｍが銅基金属のみの部分であり、これらを除去することで、最終的に１５７０ｍのＮｂＴｉ超電導線を５本得ることができた。
【００２０】
この発明による実施の形態１では、ＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体１として、複数本のＮｂＴｉ単芯線２それぞれの両端に銅基金属棒３を接合部４で溶接し、それらを無酸素銅管５中に挿入したものを用いた。
これにより、複合体１の両端部は銅基金属のみで構成されることになり、その後の伸線加工時において、ダミー銅線と前記複合体１との接続、複数本の前記複合体１同士の接合は銅基金属間同士での溶接となるので、超電導線内部のＮｂＴｉ成分が溶け出すことなく、接合状態は非常に良好となった。また、溶接の際に生じた溶接塊はヤスリにより簡単に除去でき、表面が滑らかな状態で、ダイスを通過することになるので、ダイスを傷つけることなく、伸線加工が行えた。これらの理由により、接合した複数本の前記複合体１は所望線径まで無断線で伸線加工が行えることになり、複数本のＮｂＴｉ超電導線を連続的に得ることができた。
【００２１】
（１Ａ）この発明による実施の形態１によれば、ＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線を銅基金属からなる基体金属の内部に配設した複数本の複合体１を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体を互いに接合して構成する超電導線において、前記複合体１を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体の端部を銅基金属からなる基体金属のみで構成し、前記複合体１からなる超電導線構成体の端部と前記ＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線とを接合して超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体の端部を互いに接合して複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合するようにしたので、複数本の超電導線構成体の相互結合状態を改善して超電導線成分による悪影響を受けることなく比較的簡潔な作業で製造できる超電導線を提供することができる。
【００２２】
（１Ｂ）この発明による実施の形態１によれば、ＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線を銅基金属からなる基体金属の内部に配設した複数本の複合体１を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記複合体１からなる超電導線構成体の端部を銅基金属からなる基体金属のみで構成し、前記複合体１からなる超電導線構成体の端部と前記ＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線とを接合部４で溶接して超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体の端部を溶接により互いに接合し複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工するようにしたので、超電導線構成体の端部と超電導素線とを溶接した複数本の超電導線構成体により超電導線成分による悪影響を受けることなく比較的簡潔な作業で製造できる超電導線の製造方法を提供することができる。
【００２３】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を説明する。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００２４】
上記実施の形態１と同様な方法によりＮｂＴｉ超電導線を製造した。ただし、実施の形態２では、それぞれのＮｂＴｉ単芯線２と銅基金属棒３とを接合部４を形成するように冷間圧接により接合した点のみ異なる。実施の形態２でも、最終的に１５７０ｍのＮｂＴｉ超電導線を５本得ることができた。
【００２５】
この発明による実施の形態２によれば、ＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体１として、複数本のＮｂＴｉ単芯線２それぞれの両端に銅基金属棒３を接合部４で冷間圧接し、それらを無酸素銅管５中に挿入したものを用いた。
これにより、実施の形態１同様、複合体１の両端部は銅基金属のみで構成されることになり、その後の伸線加工時において、ダミー銅線と前記複合体１との接続、複数本の前記複合体１同士の接合は銅基金属間同士での溶接となるので、超電導線内部のＮｂＴｉ成分が溶け出すことなく、相互結合状態は非常に良好となった。また、溶接の際に生じた溶接塊はヤスリにより簡単に除去でき、表面が滑らかな状態で、ダイスを通過することになるので、ダイスを傷つけることなく、伸線加工が行えた。これらの理由により、接合した複数本の前記複合体１は所望線径まで無断線で伸線加工が行えることになり、複数本のＮｂＴｉ超電導線を連続的に得ることができた。
また、上記実施の形態２では、ＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体１として、複数本のＮｂＴｉ単芯線２それぞれの両端に銅基金属棒３を接合部４で冷間圧接することにより連続棒を製造したので、実施の形態１で必要であったＮｂＴｉ単芯線２と銅基金属棒３とをそれぞれ両端で接合するためのバット溶接工程が不要となり、作業時間を短縮することが可能となった。
【００２６】
（２Ａ）この発明による実施の形態２によれば、ＮｂＴｉ単芯線２（図１参照）からなる超電導素線を銅基金属の内部に配設した複数本の複合体１（図１参照）を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記複合体１からなる超電導線構成体の端部を銅基金属のみで構成し、前記複合体１からなる超電導線構成体の端部と前記ＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線とを接合部４（図１参照）で冷間圧延によって互いに接合して超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体の端部を溶接により互いに接合することにより複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工するようにしたので、超電導線構成体の端部と超電導素線とを冷間圧延により接合した複数本の超電導線構成体により超電導線成分による悪影響を受けることなく比較的簡潔な作業で製造できる超電導線の製造方法を提供することができる。
【００２７】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図４から図６までに基づいて説明する。図４は実施の形態３におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体の構成を示す縦断面図である。図５は図４のＶ−Ｖ線における横断面図である。図６は図４のVI−VI線における横断面図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２８】
この発明による実施の形態３におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体６の構成を示す図４において、複数本のＮｂＴｉ単芯線２の両端にそれぞれ銅基金属棒７が接合部８で溶接されており、それらが無酸素銅管５中に複合されている。
【００２９】
この発明による実施の形態３における前記複合体６の端部以外の横断面構成を示す図５において、複数本のＮｂＴｉ単芯線２が無酸素銅管５中に複合されている。
【００３０】
この発明による実施の形態３における前記複合体６の端部の横断面構成を示す図６において、銅基金属棒７が無酸素銅管５中に複合されている。銅基金属棒７と無酸素銅管５の隙間から奥に見える丸棒は複数本のＮｂＴｉ単芯線２の一部である。図４〜図６において、図１〜図３と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００３１】
無酸素銅の中心にＮｂＴｉロッドが埋設された形状を有する直径３ｍｍ，長さ９６０ｍｍのＮｂＴｉ単芯線２を６１本と、直径２４ｍｍ，長さ２０ｍｍの銅基金属棒７を２本用意する。次に、６１本のＮｂＴｉ単芯線２を丁寧に束ねた後、接合部８を形成するように、一方の端部に銅基金属棒３７を押し付け、両者の境界部を全周に渡りスポット溶接機により溶接した。この溶接作業を、もう一方の端部にも施し、長さ約１０００ｍｍの連続棒とした。溶接の際に生じた溶接塊はヤスリによる手作業で除去した。この連続棒を外径４０ｍｍ，内径３０ｍｍ，長さ１０００ｍｍの無酸素銅管５中に挿入することで、図４〜図６に示す断面形状を有するＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体６を得た。同様な方法で、合計５個の複合体６を製作した。これ以降は、上記実施の形態１と全く同様な方法により複合体６を加工し、ＮｂＴｉ超電導線を製造した。実施の形態３でも、最終的に１５７０ｍを５本得ることができた。
【００３２】
この発明による実施の形態３では、ＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体６として、複数本のＮｂＴｉ単芯線２の両端に銅基金属棒７を接合部８で溶接し、それらを無酸素銅管５中に挿入したものを用いた。
これにより、実施の形態１および実施の形態２同様、複合体６の両端部は銅基金属のみで構成されることになり、その後の伸線加工時において、ダミー銅線と前記複合体６との接続、複数本の前記複合体６同士の接合は銅基金属間同士での溶接となるので、超電導線内部のＮｂＴｉ成分が溶け出すことなく、接合状態は非常に良好となった。また、溶接の際に生じた溶接塊はヤスリによる手作業で簡単に除去でき、表面が滑らかな状態で、ダイスを通過することになるので、ダイスを傷つけることなく、伸線加工が行えた。これらの理由により、接合した複数本の前記複合体６は所望線径まで無断線で伸線加工が行えることになり、複数本のＮｂＴｉ超電導線を連続的に得ることができた。
また、上記実施の形態３では、ＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体６として、複数本のＮｂＴｉ単芯線２を束ねた後、その両端に銅基金属棒７を接合部８で全周に渡りスポット溶接することにより連続棒を製造した。これにより、実施の形態１で必要であった複数のＮｂＴｉ単芯線２と複数の銅基金属棒３とをそれぞれ１本ずつ両端で接合するためのバット溶接工程が不要となり、かつ実施の形態２で必要であった冷間圧接する工程が不要となり、作業時間を大幅に短縮することが可能となった。
【００３３】
なお、実施の形態３においても、実施の形態２同様、ＮｂＴｉ単芯線２と銅基金属棒７とを冷間圧接により接合しても、実施の形態３と同様な効果を得ることができる。
【００３４】
（３Ａ）この発明による実施の形態３によれば、ＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線を銅基金属の内部に配設した複数本の複合体６を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記複合体６を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体の端部を複数本のＮｂＴｉ単芯線２に対して共通の単体として構成される銅基金属棒７からなる銅基金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部とＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線とを接合部８でスポット溶接によって互いに接合して超電導線構成体を構成し、前記複数本の超電導線構成体の端部を溶接により互いに接合することにより前記複数本の超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工するようにしたので、超電導線構成体の端部と超電導素線とをスポット溶接により接合した複数本の超電導線構成体により超電導線成分による悪影響を受けることなく比較的簡潔な作業で製造できる超電導線の製造方法を提供することができる。
【００３５】
実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図７に基づいて説明する。図７は実施の形態４におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体の縦断面図である。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００３６】
この発明による実施の形態４におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための連続棒９の縦断面構成を示す図７において、複数本のＮｂＴｉ単芯線２の両端にそれぞれ銅基金属棒７が銅基金属棒シート１０を介し接合部１１で溶接されている。
【００３７】
無酸素銅の中心にＮｂＴｉロッドが埋設された形状を有する直径３ｍｍ，長さ９６０ｍｍのＮｂＴｉ単芯線２を６１本と、直径２４ｍｍ，長さ２０ｍｍの銅基金属棒７を２本と、幅２０ｍｍ，厚さ０．３ｍｍ，長さ８５ｍｍの銅基金属シート１０を２枚用意する。
次に、６１本のＮｂＴｉ単芯線２を丁寧に束ねた後、一方の端部に銅基金属棒７を押し付けた状態で、接合部１１を形成するために、両者の接続部を被うように銅基金属シート１０を巻き付け、ＮｂＴｉ単芯線２と銅基金属棒７の境界部の銅基金属シート１０上を全周に渡りスポット溶接機により溶接した。
この溶接作業を、もう一方の端部にも施し、長さ約１０００ｍｍとすることで、図７に示す縦断面形状を有するＮｂＴｉ超電導線を製造するための連続棒９を得た。
この連続棒を溶接した際生じた溶接塊をヤスリによる手作業で除去し、外形４０ｍｍ，内径３０ｍｍ，長さ１０００ｍｍの無酸素銅管中に挿入することで、ＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体を得た。
同様な方法で、合計５個の複合体を製作した。これ以降は、上記実施の形態１と全く同様な方法により複合体を加工し、ＮｂＴｉ超電導線を製造した。実施の形態４でも、最終的に１５７０ｍのＮｂＴｉ超電導線を５本得ることができた。
【００３８】
この発明による実施の形態４では、ＮｂＴｉ超電導線を製造するための連続棒９として、複数本のＮｂＴｉ単芯線２の両端に銅基金属棒７を、銅基金属シート１０を介し接合部１１で溶接したものを用いた。
次に、それを無酸素銅管５中に挿入することで複合体とし、その複合体を伸線加工することでＮｂＴｉ超電導線を製造した。
この方法により、実施の形態１〜３同様、複合体の両端部は銅基金属のみで構成されることになり、その後の伸線加工時において、ダミー銅線と前記複合体との接続、複数本の前記複合体同士の接合は銅基金属間同士での溶接となるので、超電導線内部のＮｂＴｉ成分が溶け出すことなく、接合状態は非常に良好となった。また、溶接の際に生じた溶接塊はヤスリにより簡単に除去でき、表面が滑らかな状態で、ダイスを通過することになるので、ダイスを傷つけることなく、伸線加工が行えた。これらの理由により、接合した複数本の前記複合体は所望線径まで無断線で伸線加工が行えることになり、複数本のＮｂＴｉ超電導線を連続的に得ることができた。
また、上記実施の形態４では、ＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体として、複数本のＮｂＴｉ単芯線２を束ねた後、その両端に銅基金属棒７を押し付けた状態で両者の接続部を被うように銅基金属シート１０を巻き付け、ＮｂＴｉ単芯線２と銅基金属棒７の境界部の銅基金属シート１０上を全周に渡りスポット溶接することにより連続棒を製造した。これにより、実施の形態１で必要であった複数のＮｂＴｉ単芯線２と複数の銅基金属棒３とをそれぞれ１本ずつ両端で接合するためのバット溶接工程が不要となり、作業時間を大幅に短縮することが可能となった。
さらに、ＮｂＴｉ単芯線２と銅基金属棒７とを銅基金属シート１０を介してスポット溶接したので、実施の形態３に比べ、接合強度が増し、伸線加工中の断線が無くなり信頼性が向上した。
【００３９】
（４Ａ）この発明による実施の形態４によれば、ＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線を銅基金属の内部に配設した複数本の複合体１を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記複合体１を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体の端部を銅基金属のみで構成し、接合部１１を形成するように前記超電導線構成体の端部とＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線とを銅基金属シート１０からなるシート材を溶接することによって接合することにより超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体の端部を互いに溶接することにより複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工するようにしたので、超電導線構成体の端部と超電導素線とをシート材を溶接することによって接合した複数本の超電導線構成体により超電導線成分による悪影響を受けることなく比較的簡潔な作業で製造できる超電導線の製造方法を提供することができる。
【００４０】
実施の形態５．
この発明による実施の形態５を図８に基づいて説明する。図８は実施の形態５におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体の縦断面図である。
この実施の形態５において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４１】
この発明による実施の形態５におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体１２の縦断面構成を示す図８において、複数本のＮｂＴｉ単芯線２が、両端にネジ孔を有する無酸素銅管１３中に挿入されて、両端がそれぞれ銅基金属製ネジ１４で固定され、複数本のＮｂＴｉ単芯線２と銅基金属製ネジ１４との間に接合部１５が形成されている。
【００４２】
無酸素銅の中心にＮｂＴｉロッドが埋設された形状を有する直径３ｍｍ，長さ９６０ｍｍのＮｂＴｉ単芯線２を６１本と、長さ２０ｍｍの銅基金属製Ｍ３４ネジ１４を２個用意する。
次に、６１本のＮｂＴｉ単芯線２を丁寧に束ねた後、両端部に長さ２２ｍｍのＭ３４用のネジ孔を有する外径４０ｍｍ，内径３０ｍｍ，長さ１０００ｍｍの無酸素銅管１３中に挿入する。無酸素銅管１３の両端から銅基金属製Ｍ３４ネジ１４によりＮｂＴｉ単芯線２の束を締め付けることで、複数本のＮｂＴｉ単芯線２と銅基金属製ネジ１４との間に接合部１５を形成して、図８に示す断面形状を有するＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体１２を得た。
同様な方法で、合計５個の複合体１２を製作した。これ以降は、上記実施の形態１と全く同様な方法により複合体１２を加工し、ＮｂＴｉ超電導線を製造した。実施の形態５でも、最終的に１５７０ｍのＮｂＴｉ超電導線を５本得ることができた。
【００４３】
この発明による実施の形態５では、ＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体１２として、複数本のＮｂＴｉ単芯線２が、両端にネジ孔を有する無酸素銅管１３中に挿入され、両端がそれぞれ銅基金属製ネジ１４で固定されたものを用いた。
これにより、実施の形態１〜４同様、複合体１２の両端部は銅基金属のみで構成されることになり、その後の伸線加工時において、ダミー銅線と前記複合体１２との接続、複数本の前記複合体１２同士の接合は銅基金属間同士での溶接となるので、超電導線内部のＮｂＴｉ成分が溶け出すことなく、接合状態は非常に良好となった。
また、溶接の際に生じた溶接塊はヤスリにより簡単に除去でき、表面が滑らかな状態で、ダイスを通過することになるので、ダイスを傷つけることなく、伸線加工が行えた。これらの理由により、接合した複数本の前記複合体１２は所望線径まで無断線で伸線加工が行えることになり、複数本のＮｂＴｉ超電導線を連続的に得ることができた。
そして、上記実施の形態５では、ＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体１２として、複数本のＮｂＴｉ単芯線２が両端にネジ孔を有する無酸素銅管中に挿入され、両端がそれぞれ銅基金属製ネジ１４で固定されたものを用いた。これにより、実施の形態１で必要であった複数のＮｂＴｉ単芯線２と複数の銅基金属棒３とをそれぞれ１本ずつ両端で接合するためのバット溶接工程が不要となり、作業時間を大幅に短縮することが可能となった。
また、実施の形態３で必要であった複数本のＮｂＴｉ単芯線２とその両端に１本ずつの銅基金属棒７とを接合するためのスポット溶接工程が不要となり、作業時間を大幅に短縮することが可能となった。
また、実施の形態４で必要であった複数本のＮｂＴｉ単芯線２とその両端に配した銅基金属棒７とを銅基金属シート１０を介し接合するためのスポット溶接工程が不要となり、作業時間を大幅に短縮することが可能となった。
さらに、複数本のＮｂＴｉ単芯線２の両端をそれぞれ銅基金属製ネジ１４で無酸素銅管１３中にネジ止め固定したので、実施の形態２に比べ、接合強度が増し、伸線加工中の断線が無くなり信頼性が向上した。
【００４４】
（５Ａ）この発明による実施の形態５によれば、ＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線を銅基金属の内部に配設した複数本の複合体１を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体を互いに接合して超電導線を製造する方法において、前記複合体１を伸線加工した中間線からなる超電導線構成体の端部を銅基金属のみで構成し、前記超電導線構成体の端部と前記ＮｂＴｉ単芯線２からなる超電導素線とを前記超電導線構成体の端部として形成された金属ネジで固定することによって接合部１５で互いに接合することにより超電導線構成体を構成し、複数本の前記超電導線構成体の端部を互いに溶接することにより複数本の前記超電導線構成体を連続的に結合して、この結合された複数本の超電導線構成体を伸線加工するようにしたので、超電導線構成体の端部と超電導素線とを金属ネジで固定することによって接合した複数本の超電導線構成体により超電導線成分による悪影響を受けることなく比較的簡潔な作業で製造できる超電導線の製造方法を提供することができる。
【００４５】
上記実施の形態１〜５では、複数本のＮｂＴｉ超電導線が連続的に製造できるため、超電導線をそれぞれ１本ずつ別々に製造する場合に比べ、ダイス交換回数が減らせることになり、製造時間と製造コストの低減が達成できた。
【００４６】
さらに、上記実施の形態１〜５では、単に複数本のＮｂＴｉ超電導線が連続的に製造できるばかりでなく、スエージングマシンによる口打ち作業は最初の１本の超電導線のみに施すことになり２本目以降の超電導線では、スエージングマシンによる口打ち作業が必要なくなるため、製造時間と製造コストの大幅な低減が達成できた。このことは、特に、複数パスを連続して行う連続伸線機による伸線加工の場合により大きな効果が期待できる。
【００４７】
また、一般に、スエージングマシンによる口打ち作業は線材を周囲から叩くことで線材を細く変形させる方式のため、叩かれた部分の線材の内部はダメージを受け、超電導線としては使用できず不良部分となる。そこで、上記実施の形態１〜５によるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体として、複数本のＮｂＴｉ単芯線２のそれぞれの両端に位置する銅基金属材料（上記実施の形態１と２では銅基金属棒３、上記実施の形態３と４では銅基金属棒７、上記実施の形態５では銅基金属製ネジ１４）のうちの一方の長さを２００ｍｍ程度に長くすることで、銅基金属のみの部分の長さが増え、その側を口打ち作業側とすることで、同作業時に生じる不良部分を低減することができるという新たな効果も生じた。
【００４８】
なお、上記実施の形態１〜５では、６１本のＮｂＴｉ単芯線２を用いＮｂＴｉ超電導線を製造する場合について説明したが、６１本のＮｂＴｉ単芯線２を１本のＮｂＴｉ棒で置き換えてもよく、この場合はＮｂＴｉ単芯線２の製造方法として上記実施の形態１〜５と同様の効果を奏する。
【００４９】
さらに、上記実施の形態１〜５で用いた各構成物を複合する際の直径、外径、内径、長さ、複合数等を変化させ、さらに最終径を変化させても、上記実施の形態１〜５と同様の効果を奏するのはいうまでもない。また、複合体の接続数も５本に制限されることはない。
【００５０】
この発明ではＮｂＴｉ超電導線を製造する場合について説明したが、ＮｂＴｉ超電導線の製造方法に限定されることなく、Ｎｂ３Ｓｎ系、Ｎｂ３Ｇｅ系、Ｖ３Ｇａ系、Ｎｂ３Ａｌ系などのＡ１５型化合物系超電導線等のいずれかの系の超電導線の製造方法にも適用できる。
【００５１】
なお、この発明において、銅基金属とは、純銅、または、加工性を阻害しない程度の少量のＳｎ等の添加元素を含む銅をいう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明による実施の形態１におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線における横断面図である。
【図３】図１のIII−III線における横断面図である。
【図４】この発明による実施の形態３におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体の構成を示す縦断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における横断面図である。
【図６】図４のVI−VIにおける横断面図である。
【図７】この発明による実施の形態４におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体の縦断面図である。
【図８】この発明による実施の形態５におけるＮｂＴｉ超電導線を製造するための複合体の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  複合体、２  ＮｂＴｉ単芯線、３  銅基金属棒、４  接合部、５  無酸素銅管、６  複合体、７  銅基金属棒、８  接合部、９  連続棒、１０  銅基金属シート、１１  接合部、１２  複合体、１３  無酸素銅管、１４  銅基金属製ネジ、１５  接合部。
【図１】
2007173040.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007173040.tif 000008
【図７】
2007173040.tif 000009
【図８】
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