(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、第２の電極を有し、前記第１の電極から電流を導入し、前記第１の電極から導入した電流を前記第２の電極より接続先に供給する電流導入端子において、
前記第１の電極と前記第２の電極とが熱電変換素子を介して接続され、
前記第１の電極と、前記第２の電極がともに棒状部材よりなり、
前記第１の電極と、前記第２の電極のそれぞれの長手方向の少なくとも一部を収容するハウジングを備え、
前記第１の電極及び／又は前記第２の電極は、前記ハウジング内で支持部材を介して支持されており、
前記第１の電極と、前記第２の電極の端部同士が、それぞれ前記熱電変換素子を介して接続され、
前記第１の電極は、前記第２の電極と較べて熱放散特性が大となる構成とされ、常温側の前記ハウジングに熱を伝える、ことを特徴とする電流導入端子。
【請求項２】
第１の電極と、第２の電極を有し、前記第１の電極は、電源に接続され前記電源より電流を導入し、前記第１の電極から導入した電流を、前記第２の電極より電流供給先に供給し、
第３の電極と、第４の電極を有し、前記第４の電極が、前記電流供給先から受けた電流を、前記第３の電極より、前記電源に返す構成とされている電流導入端子において、
前記第１の電極と前記第２の電極とが、第１の導電型の熱電変換素子を介して接続され、
前記第３の電極と前記第４の電極とが、第２の導電型の熱電変換素子を介して接続され、
前記第１の電極と、前記第２の電極がともに棒状部材よりなり、
前記第１の電極と、前記第２の電極のそれぞれの長手方向の少なくとも一部を収容するハウジングを備え、
前記第１の電極及び／又は前記第２の電極は、前記ハウジング内で支持部材を介して支持されており、
前記第１の電極と、前記第２の電極の端部同士が、それぞれ前記熱電変換素子を介して接続され、
前記第１の電極は、前記第２の電極と較べて熱放散特性が大となる構成とされ、常温側の前記ハウジングに熱を伝える、ことを特徴とする電流導入端子。
【請求項３】
第１の電極と、第２の電極を有し、前記第１の電極は、電源に接続され前記電源より電流を導入し、前記第１の電極から導入した電流を、前記第２の電極より電流供給先に供給し、
第３の電極と、第４の電極を有し、前記第４の電極が、前記電流供給先から受けた電流を、前記第３の電極より、前記電源に返す構成とされている電流導入端子において、
前記第１の電極と前記第２の電極とが、第１の導電型の熱電変換素子を介して接続され、
前記第３の電極と前記第４の電極とが、第２の導電型の熱電変換素子を介して接続され、
前記第３の電極と、前記第４の電極がともに棒状部材よりなり、
前記第１の電極と、前記第２の電極のそれぞれの長手方向の少なくとも一部を収容するハウジングを備え、
前記第３の電極及び／又は前記第４の電極は、前記ハウジング内において、支持部材を介して支持されており、
前記第３の電極と、前記第４の電極の端部同士が熱電変換素子を介して接続され、
前記第１の電極は、前記第２の電極と較べて熱放散特性が大となる構成とされ、常温側の前記ハウジングに熱を伝える、ことを特徴とする電流導入端子。
【請求項４】
前記第１の電極は、長手方向の一部で、前記ハウジング内において、熱容量を大きくするために、前記第１の電極よりも径の大きな電極に接続されており、
前記径の大きな電極は、常温側の前記ハウジングに、熱を伝導し且つ電気的に絶縁体の部材を介して接続されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電流導入端子。
【請求項５】
前記径の大きい電極のコネクタ側表面には絶縁層が設けられている、ことを特徴とする請求項４記載の電流導入端子。
【請求項６】
前記絶縁層がセラミクス材料よりなる、ことを特徴とする請求項５記載の電流導入端子。
【請求項７】
前記第３の電極は、前記第４の電極と較べて熱放散特性が大となる構成とされ、常温側の前記ハウジングに熱を伝える、ことを特徴とする請求項３記載の電流導入端子。
【請求項８】
前記第３の電極は、長手方向の一部で、前記ハウジング内において、熱容量を大きくするために、前記第３の電極よりも径の大きな電極に接続されており、
前記径の大きな電極は、常温側の前記ハウジングに、熱を伝導し且つ電気的に絶縁体の部材を介して接続されている、ことを特徴とする請求項３記載の電流導入端子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一に記載の電流導入端子において、真空を保つシール構造を有する、ことを特徴とする電流導入端子。
【請求項１０】
前記ハウジングには、取り付け用のフランジが設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の電流導入端子。
【請求項１１】
前記フランジが冷却手段を備えている、ことを特徴とする請求項１０記載の電流導入端子。
【請求項１２】
前記冷却手段が空冷フィン又は水冷パイプよりなる、ことを特徴とする請求項１１記載の電流導入端子。
【請求項１３】
前記フランジを構成する部材が、アルミニウムもしくは銅よりなる、ことを特徴とする請求項１０記載の電流導入端子。
【請求項１４】
前記第２の電極が、銅よりなる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電流導入端子。
【請求項１５】
前記第４の電極が、銅よりなる、ことを特徴とする請求項２記載の電流導入端子。
【請求項１６】
前記第１の電極が常温側に配置され、前記第２の電極が低温側に配置され、常温側と低温側と向き合う面に、金属がコーティングされ、熱輻射を低減する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電流導入端子。
【請求項１７】
前記第３の電極が常温側に配置され、前記第４の電極が低温側に配置され、常温側と低温側と向き合う面に、金属がコーティングされ、熱輻射を低減する、ことを特徴とする請求項２又は３記載の電流導入端子。
【請求項１８】
前記熱電変換素子が、対応するそれぞれの前記電極に半田接続され、前記熱電変換素子と前記電極との接続部を支持固定するために設けられる、固定具、支持部材が、いずれも熱伝導率の相対的に低い電気絶縁材料よりなる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電流導入端子。
【請求項１９】
前記第２の電極が、前記電流供給先の一端に、高温超伝導素子を介して接続される、ことを特徴とする請求項１記載の電流導入端子。
【請求項２０】
前記第４の電極が、前記電流供給先の他端に、高温超伝導素子を介して接続される、ことを特徴とする請求項２又は３記載の電流導入端子。
【請求項２１】
前記熱電変換素子を複数段備えていることを特徴とする請求項１記載の電流導入端子。
【請求項２２】
前記第１の電極と前記第２の電極との間に、複数段の熱電変換素子が配設されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電流導入端子。
【請求項２３】
前記第１の電極と前記第２の電極との間に、複数段の第１の導電型の熱電変換素子が配設されており、
前記第３の電極と前記第４の電極との間に、複数段の第２の導電型の熱電変換素子が配設されている、ことを特徴とする請求項２記載の電流導入端子。
【請求項２４】
前記第１の電極と前記第２の電極との間に、１又は複数段の第１の導電型の熱電変換素子が配設されており、前記１又は複数段の第１の導電型の熱電変換素子の端部の熱電変換素子が前記第１及び第２の電極の一方に接続されており、さらに、第２の導電型の熱電変換素子と、別の第１の導電型の熱電変換素子と、を備え、
前記１又は複数段の第１の導電型の熱電変換素子のうちの1つの熱電変換素子と、前記第２の導電型の熱電変換素子とを金属電極でパイ（π）型に接続して第１の熱電素子対を構成し、前記第２の導電型の熱電変換素子と前記別の第１の導電型の熱電変換素子とを金属電極でパイ（π）型に接続して第２の熱電素子対を構成し、前記第２の熱電素子対の前記別の第１の導電型の熱電変換素子の前記金属電極とは反対側の電極が、前記第１及び第２の電極の他方に接続されている、ことを特徴とする請求項１記載の電流導入端子。
【請求項２５】
前記第１の電極と前記第２の電極との間に、１又は複数段の第１の導電型の熱電変換素子が配設されており、前記１又は複数段の第１の導電型の熱電変換素子の端部の熱電変換素子が前記第１及び第２の電極の一方に接続されており、
さらに、第２の導電型の熱電変換素子と、別の第１の導電型の熱電変換素子と、を備えて第１群の熱電変換素子を構成し、前記１又は複数段の第１の導電型の熱電変換素子のうちの1つの熱電変換素子と、前記第２の導電型の熱電変換素子とを金属電極でパイ（π）型に接続して第１の熱電素子対を構成し、前記第２の導電型の熱電変換素子と前記別の第１の導電型の熱電変換素子とを金属電極でパイ（π）型に接続して第２の熱電素子対を構成し、前記第２の熱電素子対の前記別の第１の導電型の熱電変換素子の前記金属電極とは反対側の電極が、前記第１及び第２の電極の他方に接続されており、
前記第３の電極と前記第４の電極との間に、１又は複数段の第２の導電型の熱電変換素子が配設されており、前記１又は複数段の第２の導電型の熱電変換素子の端部の熱電変換素子が前記第３及び第４の電極の一方に接続されており、
さらに、第１の導電型の熱電変換素子と、別の第２の導電型の熱電変換素子と、を備えて第２群の熱電変換素子を構成し、前記１又は複数段の第２の導電型の熱電変換素子のうちの1つの熱電変換素子と、前記第１の導電型の熱電変換素子とを金属電極でパイ（π）型に接続して第３の熱電素子対を構成し、前記第１の導電型の熱電変換素子と前記別の第２の導電型の熱電変換素子とを金属電極でパイ（π）型に接続して第４の熱電素子対を構成し、前記第４の熱電素子対の前記別の第２の導電型の熱電変換素子の前記金属電極とは反対側の電極が、前記第３及び第４の電極の他方に接続されている、ことを特徴とする請求項２又は３記載の電流導入端子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流導入端子に関し、特に電源と低温側の装置との接続に好適とされる電流導入端子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電流導入端子（current  terminal）としては、例えば図４に示すような構成が知られている。図４を参照すると、従来の電流導入端子において電極（２３Ａと２５Ａ、２３Ｂと２５Ｂ）が、例えばセラミックよりなるハウジング２２に収容されており、ハウジング２２には取りつけ用のフランジ２９が設けられており、フランジ２９に設けられた取り付け用の穴３０にネジ等で装置に固定される。図４には２芯の構成が示されているが、１芯構成としては、例えば図５に示すようなソケットコンタクト型のものが知られている。図４及び図５は、日立原町電子工業株式会社製の電流導入端子（製品名C102GL101、C201CK101）を模式的に示す図である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる電流導入端子を、常温側の電源に接続される電極から低温側への電流供給に用いた場合、低温側への熱侵入が問題となる。
【０００４】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、電源から電流を導入する電流導入端子において、熱侵入を抑止する端子を提供することにある。また本発明が解決しようとする課題は、熱放散を抑止する端子を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題の少なくとも１つを解決するための手段を提供する本発明に係る電流導入端子は、一端の電極から導入された電流を、他端の電極から接続先に供給する導電部材の前記の一端と他端の間に、熱電変換素子を備えている。
【０００６】
本発明の一のアスペクトに係る電流導入端子は、第１の電極と、第２の電極を有し、前記第１の電極から電流を導入し、前記第１の電極から導入した電流を前記第２の電極より接続先に供給する電流導入端子において、前記第１の電極と前記第２の電極とが熱電変換素子を介して接続される。
【０００７】
本発明の他のアスペクトに係る電流導入端子は、第１の電極と、第２の電極を有し、前記第１の電極は、電源に接続され前記電源より電流を導入し、前記第１の電極から導入した電流を、前記第２の電極より電流供給先に供給し、第３の電極と、第４の電極を有し、前記第４の電極が、前記電流供給先から受けた電流を、前記第３の電極より、前記電源に返す構成とされている電流導入端子において、前記第１の電極と前記第２の電極とが、第１の導電型の熱電変換素子を介して接続され、前記第３の電極と前記第４の電極とが、第２の導電型の熱電変換素子を介して接続されている。
【０００８】
本発明において、前記第２の電極と、電流供給先機器との間に高温超伝導素子を備えるか、あるいは、前記第４の電極と、電流供給先機器との間に、高温超伝導素子を備えた構成としてもよい。
【０００９】
本発明においては、電極の間に挿入される前記熱電変換素子を複数段備えた構成としてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。本発明に係る電流導入端子は、その好ましい実施の形態において、図４又は図５に示した電流導入端子において、一端の電極から導入された電流を、他端の電極から接続先に供給する導電部材の、前記一端と他端の間に、熱電変換素子を配設したものである。より詳細には、図１を参照すると、第１の電極（３Ａ）から電流を導入し第２の電極（５Ａ）より第１の電極（３Ａ）から導入した電流を、電流供給先に対して供給する電流導入端子において、第１の電極（３Ａ）と第２の電極（５Ａ）との間に、第１の熱電変換素子（１Ａ）を備え、第１の電極（３Ａ）と第２の電極（５Ａ）とは第１の熱電変換素子（１Ａ）を介して電気的に接続される。２芯の場合には、上記構成の電極構造を２本備える。すなわち、第３の電極（３Ｂ）と第４の電極（５Ｂ）との間に第２の熱電変換素子（１Ｂ）を備え、第３の電極（３Ｂ）と第４の電極（５Ｂ）とが第２の熱電変換素子（１Ｂ）を介して電気的に接続される。
【００１１】
かかる本発明の実施の形態は、電流導入端子から低温系への熱侵入を熱電変換素子を用いて抑制するものである。例えば、図示されない直流電源の高位側電源端子（＋）を第１の電極（３Ａ）に接続し、直流電源の低位側電源端子（−）を第３の電極（３Ｂ）に接続し、第２の電極（５Ａ）と第４の電極（５Ｂ）に、電流供給先の機器（負荷）を接続すると、ペルチェ効果により、第１の熱電変換素子（１Ａ）では低温側から常温側への吸熱が行われ、第２の熱電変換素子（１Ｂ）では低温側からの熱の常温側への放熱が生じ、低温側の第２、第４の電極側が冷却される。電流の向きを逆向きに変えると、第１、第２の熱電変換素子（１Ａ、１Ｂ）で、低温側への熱の供給が行われる。熱電変換素子としては、好ましくは、熱電半導体素子が用いられる。
【００１２】
計測用の電流導入端子に接続するケーブルは、一例としての下記の仕様からなる。
【００１３】
長さ：１．５ｍ
径：  １  φ
材質：銅
電流値：２Ａ（アンペア）
銅の熱伝導率は、常温で、３５０Ｗ／（ｍＫ）程度であり、低温になるにしたがい熱伝導率は高くなり、３０Ｋ程度で１２００Ｗ／（ｍＫ）までに上昇する。ちなみに、ＲＲＲが大きな値の銅であるほど、熱伝導率は高くなり、ＲＲＲ＝１０００で３０Ｋ程度で１２００Ｗ／（ｍＫ）、ＲＲＲ＝１０００では、１０、０００Ｗ／（ｍＫ）に達する。
【００１４】
本発明においては、好ましくは、図４等に示した電流導入端子の電極間に熱電半導体を接続して熱侵入を低減している。熱電半導体としては、例えばビスマス・テレル系（ＢｉＴｅ）を用いる。
【００１５】
長さ：５ｍｍ
太さ：１．８ｍｍ
材質：ビスマス・テレル系（ＢｉＴｅ）
電流値：２Ａ
ビスマス・テレル（ＢｉＴｅ）の熱伝導率は、常温（３００Ｋ）で１．５−０．９Ｗ／（ｍＫ）であり、２００Ｋでもあまり変化しない。そこで、熱伝導率はほぼ一定として扱ってもよい。これは、電気抵抗率の測定、Ｗｉｅｄｍａｎｎ−Ｆｒａｎｚ則によって、電子分の熱伝導率が求められ、フォノンの熱伝導率は通常の半導体の熱伝導率の温度依存性（κはＴの−０．５乗に比例）から、常温から低温までの半導体の熱伝導率の温度依存性が求められる。以下では、非通電時、通電時の熱侵入の見積もりを説明する。
【００１６】
熱抵抗（非通電時）：
銅ワイヤケーブル部分（電流リード）に、電流導入端子の熱電半導体（ビスマス・テレル）を接続した構成において、電流を流さないときの熱侵入の一例について説明する。熱伝導率を４００Ｗ／（ｍＫ）、１．２Ｗ／（ｍＫ）として熱計算する。
【００１７】
銅ワイヤケーブル部分（電流リード）の熱抵抗は、
Ｒ銅＝４．７７×１０＋３  Ｋ／Ｗ
ビスマス・テレル（ＢｉＴｅ）部分の熱抵抗は、
ＲＢｉＴｅ＝１．６４×１０＋３  Ｋ／Ｗ
１φの銅リード（電流リード）に対して、熱抵抗が３４％増大し、この分、熱侵入が低減する。
【００１８】
通電時の熱侵入：
銅ワイヤケーブル部分（電流リード）に、電流導入端子の熱電半導体（ビスマス・テレル）を接続した構成において、通電時の熱侵入の一例について説明する。通電時の熱侵入は、超伝導コイル等の電流リードの設計と同様に見積もることができる。なお、電流リードに、熱電半導体、高温超伝導体（ＨＴＳ）を組み込み、熱侵入が最小となるように最適化を施した計算例については、文献（K.Sato, H.Okumura, S.Yamaguchi, "Numerical calculation for Peltier current lead designing", Cryogenics, 41(2001) PP.497-503）の記載が参照される。
【００１９】
電流リードの単位電流あたりの熱侵入の計算結果の一例を、図２に示す。図２において、ＴＥは、熱電半導体を利用した場合であり、ＨＴＳは、高温超伝導体であり、Ｃｕは、銅リードを表している。なお、電流の単位はｋＡである。
【００２０】
また図２において、
Ｃｕは、銅で作成された電流リード、
Ｃｕ＋ＴＥは、銅と熱電半導体を組合せた電流リード、
Ｃｕ＋ＨＴＳは、銅リードと高温超伝導体を組合せた電流リード、
Ｃｕ＋ＨＴＳ＋ＴＥは、銅リードと高温超伝導体と熱電半導体を組合せた電流リードをそれぞれ表している。
【００２１】
極低温に配置される超伝導コイルと、常温側の電源端子とを接続する電流リードは、ガス冷却を用いて熱侵入を低減するシステムが採用される場合が多い。この場合、低温ガスとの熱交換率が熱侵入に大きな影響を与える。図２では、冷却ガスとの熱交換率ｆで表している。
【００２２】
計測用の電流リードでは、冷却用ガスが電流リードに沿って流れることはないので、冷却用ガスとの熱交換がない電流リード、すなわちｆ＝０として見積もってよい。なお、図２には、電流リードを構成するそれぞれの材料に対して、熱侵入を最小とするように最適化を施した結果が示されている。
【００２３】
計測用の電流リードについて、図２を着目すると、ＣｕとＣｕ＋ＴＥ（ｆ＝０．０）とが比較対象となり、ヘリウム（４．２Ｋ）に対して、Ｃｕでは、４３．５３、Ｃｕ＋ＴＥでは、３０．４３と、熱侵入はＣｕ＋ＴＥで３０％減少している。
【００２４】
また液体窒素（７７Ｋ）に対して、Ｃｕでは、４２．５１、Ｃｕ＋ＴＥでは、２７．８４と、熱侵入はＣｕ＋ＴＥで３５％減少している。
【００２５】
クライオスタット内部で用いられるＨＴＳとの組合せは、Ｃｕ＋ＨＴＳ＋ＴＥ構成で、熱侵入を低減している。ＨＴＳは、液体窒素ガスで冷却される電流リード（超伝導コイルと電流導入端子を接続するリード）の一部に挿入される。なお、低温側の電流リードに、ＨＴＳを挿入する構成については、特開平０８−１５３５４７号公報等が参照される。
【００２６】
電流リードをなす銅リードの常温端（電流導入端子に接続する端部）を３００Ｋ、低温側を４．２Ｋとした場合の熱侵入を最小化するために、１．５ｍの長さの電流リードに対して、０．８φの銅線（ＲＲＲ＝１００、ｆ＝０．０）が最適とされた断面とされる。このため、径１  φの電流リードは好ましいといえる。また、液体窒素（７７Ｋ）を利用する場合にも、径１φの電流リードが好ましい。
【００２７】
低温側への熱侵入について、まとめると、図３のようになる。電流値が２Ａ（アンペア）の通電であるため、図３（Ａ）の欄の数値を２倍すると、そのときの熱侵入が計算できる。通電時と、非通電時では、約２倍の熱侵入の違いがある。計測用の電流導入端子の場合、計測時以外、通常は通電しないため、熱電半導体によって熱侵入が低減する効果が大となる。
【００２８】
【実施例】
本発明を実施した電流導入端子の具体的な例について説明する。図１は、本発明の一実施例の電流導入端子の構成を示す図である。なお、図１には、二芯の構成が示されているが、単芯の構成にも適用できることは勿論である。
【００２９】
熱電半導体としてはＰ型とＮ型の２種の半導体が用いられる。単芯の構成において、電流導入端子の場合、Ｎ型の熱電半導体、電流を電源側に出力する端子の場合、Ｐ型の熱電半導体が用いられる。
【００３０】
図１において、１Ａ、１ＢはＮ型、Ｐ型熱電半導体であり、２は本体（ハウジング）、３Ａ、３Ｂは電流導入端子の常温側の電極、５Ａ、５Ｂは電流導入端子の低温側の電極である。６は支持部材（サポート）、７は絶縁体（電気的に絶縁、熱伝導体）、８はボルト、９は、電流導入端子取りつけ用のフランジであり、１０は、フランジ９をクライオスタット等（不図示）へ取りつけるためのボルト用の穴である。フランジ９は、空冷フィン又は水冷パイプ等の冷却手段を備え、放熱効果の増大を図るようにしてもよい。
【００３１】
電極５Ａ、５Ｂにゲーブルの一端を接続し、ケーブルの他端を低温側の機器（不図示）に接続する。また電極３Ａ、３Ｂには電源（不図示）の高位側電源端子と低位側電源端子（＋、−）にそれぞれ接続する。電流が常温側から低温側に導入される場合、電極３Ａには、Ｎ型熱電半導体１Ａを接続する。また低温側から常温側に電流が流れる場合、電極３Ｂには、Ｐ型熱電半導体１Ｂを接続する。かかる構成とすることで、低温側への熱侵入を低減する。逆に、電流が導入される電極３Ａに、Ｐ型熱電半導体１Ｂを接続し、電流が流れ出す電極３Ｂに、Ｎ型熱電半導体１Ｂを接続した場合（あるいは図１において電流の流れる向きを逆にした場合）、低温側の機器に熱が多く入るため、電源から電流導入端子を介して電流供給を受ける機器の昇温に有効である。
【００３２】
二つの熱電半導体１Ａ、１Ｂは、二芯の電極のそれぞれに設けられ、導電型（極性）が相違している。熱電半導体１Ａ、１Ｂは、電流２Ａ（アンペア）を流す場合、例えば長さ５ｍｍ、直径１．８ｍｍとされ、電極３Ａと５Ａの間、電極３Ｂと５Ｂの間に配設されている。熱電半導体１Ａ、１Ｂの両端は電気的なコンタクト部材１１Ａ、１２Ａと１１Ｂ、１２Ｂが設けられている。
【００３３】
熱電半導体１Ａ、１Ｂは、長さ５ｍｍにおいて、熱絶縁を行うものであり、運転条件によって変わるが、端部の温度差は、例えば５０℃〜１００℃程度になる。このため、電極低温側が、他の常温部分に接触しないような構成とされる。
【００３４】
電流導入端子において、常温側と、低温側と向き合う表面に、例えばアルミニウムをコーティングすることで、熱輻射を低減する構成としてもよい。アルミニウム板（熱輻射板）をハウジング２内の常温側と低温側の間に設け、電極（３Ａ、３Ｂ、５Ａ、５Ｂ）と電気的に絶縁させて設けてもよい。
【００３５】
また熱電半導体１Ａ、１Ｂは、電極３Ａ、３Ｂ、電極５Ａ、５Ｂに半田付け等で接続するため、接続部分に応力が加わって接続不良とならないように支持される。図１に示す例では、ハウジング２、フランジ９に対して支持ボルト６で固定されるサポート８に設けられた穴に、電極５Ａ、５Ｂが挿通されて支持されている。支持ボルト６としては例えばステンレス、サポート８は、ガラス材等、いずれも、熱伝導率が低く、且つ電気的絶縁部材が用いられる。
【００３６】
常温側に露出する電極３Ｂは、熱電半導体１Ｂによって低温側から熱が運びこまれるため、好ましくは、熱放散を考慮した構造とする。例えば棒状の電極３には、その外周を覆って、電極３Ａ、３Ｂよりも大きな径の電極４Ａ、４Ｂが取り付けられており、熱容量を大きくしている。そして、電極４Ａ、４Ｂは、電極３Ａ、３Ｂより電極４Ａ、４Ｂに伝達された熱をハウジング２に伝え、さらにフランジ９に容易に伝達する構成とされる。
【００３７】
常温側電極（３Ａ、３Ｂ）と低温側電極（５Ａ、５Ｂ）は電気的に絶縁されるため、互いに電気的絶縁物を介して接合され、本体（ハウジング）２（後述するようにアルミよりなる）と間にも、電気的絶縁層７が介在している。この電気的絶縁層７は、ベリリア、窒化アルミニウム等の熱伝導率の良好なセラミック材よりなり、できるだけ薄く設けられている。
【００３８】
フランジ９は、通常はステンレス製とされるが、この実施例では、熱放散を考慮して、熱伝導率の良好なアルミニウムよりなる。あるいは、電気的な絶縁を図る構成として上で、フランジ９は銅で構成してもよい。
【００３９】
上記のような構成により、電流の向きと、熱電半導体との組み合わせにより、熱を常温側に放散させ（冷却作用）、低温側への熱進入を抑制する電流導入端子を実現できた。
【００４０】
また図１において、電流を流す方向を反対とすることで、低温側へ通常よりも多くの熱を運ぶことができ、昇温時間を短縮することができる。
【００４１】
なお、図１では示されていないが、図１の電流導入端子の低温側を、電流リードを介して、超伝導コイルに接続する場合、低温側の電流リードの一部を、高温超伝導体（ＨＴＳ）で構成してもよい。
【００４２】
また図１では、二芯構成の電流導入端子の構成を例に本発明を説明したが、１芯の電極の構成も、同様にして構成される。すなわち、図１において、１対の常温側電極３Ａ、３Ｂと、一対の低温側電極５Ａ、５Ｂの代わりに、一つの常温側電極３Ａと一つの低温側電極５Ａの一芯構造とし、その間に熱電半導体１Ａを備えて構成される。あるいは、一つの常温側電極３Ｂと一つの低温側電極５Ｂで構成し、その間に熱電半導体１Ｂを備えて構成される。フランジ９、サポート８、ボルト６、絶縁物７等は、図１に示した構成と同様とされる。
【００４３】
本発明は、２芯に限定されず、さらに多芯の電極の電流導入端子にも適用可能である。また、熱電半導体はビスマス・テレル系にのみ限定されるものではない。
【００４４】
図６は、本発明の一実施例の変形例を示す図であり、図１（Ｂ）の断面図をよりわかりやすく示すとともに、熱の伝達経路を模式的に示したものである。図６において、電極４Ａ、４Ｂのコンタクト表面側には、セラミクス材料等の絶縁層１５が設けられている。この部在の室温側表面には反射膜をコーティングしてもよい。棒状の電極３Ａ、３Ｂの各一端が、電極３Ａ、３Ｂよりも大きな径の電極４Ａ、４Ｂに接続されており、熱容量を大きくしている。そして、電極４Ａ、４Ｂは、電極３Ａ、３Ｂより電極４Ａ、４Ｂに伝達された熱を、電気的絶縁層７を介してハウジング２に伝え、さらにフランジ９に容易に伝達する構成とされる。すなわち、図６に矢線で示す方向に熱が放散される。
【００４５】
棒状の電極５Ａ、５Ｂの各一端は、支持ボルト６でハウジング２及びフランジ９に固定されるサポート８に設けられた穴に挿通されて支持されている。電極３Ａ、３Ｂは、より大きな径の電極４Ａ、４Ｂを介して熱電半導体１Ａ、１Ｂに接続されており、電極４Ａ、４Ｂは、電極３Ａ、３Ｂより電極４Ａ、４Ｂに伝達された熱をハウジング２に伝え、さらにフランジ９に容易に伝達する構成とされる。図１及び図６の構成において、電流導入端子は真空を保つシール構造（ハーメチックシール構造）とされている。
【００４６】
図７は、本発明のさらに別の実施例の構成を示す図である。この実施例では、熱電半導体を複数段接続して構成したものであり、放熱効果、あるいは発熱効果を高めている。図７を参照すると、常温側と低温側の二つの電極（第１、第２の電極）との間に、複数段（図では２段）のＰ型の熱電変換素子（Ｐ）が配設されており、複数段の第１の導電型の熱電変換素子の端部の熱電変換素子（Ｐ）が低温側の電極に接続されており、さらに、Ｎ型の熱電変換素子（Ｎ）と、別のＰ型の熱電変換素子（Ｐ）と、を備えて第１群の（計４つ）熱電変換素子を構成しており（図７の右側）、複数段のＰ型の熱電変換素子のうちの常温側の端部にある1つの熱電変換素子（Ｐ）とＮ型の熱電変換素子（Ｎ）とを銅電極でπ型に接続して第１の熱電素子対を構成し、第１の熱電素子対を構成するＮ型の熱電変換素子（Ｎ）と別のＰ型の熱電変換素子（Ｐ）とを銅電極でπ型に接続して第２の熱電素子対を構成し、第２の熱電素子対のＰ型の熱電変換素子（Ｐ）のπ接続用の銅電極とは反対側の銅電極が、電源側の電極に接続されている。
【００４７】
さらに常温側と低温側の二つの電極（第３、第４の電極）との間に、複数段（２段）のＮ型の熱電変換素子（Ｎ）が配設されており、複数段のＮ型の熱電変換素子の端部の熱電変換素子（Ｎ）が低温側の電極に接続されており、さらに、Ｐ型の熱電変換素子（Ｐ）と、別のＮ型の熱電変換素子（Ｎ）と、を備えて第２群の（計４つ）熱電変換素子を構成しており（図７の左側）、複数段のＮ型の熱電変換素子のうちの常温側の端部にある1つの熱電変換素子（Ｎ）とＰ型の熱電変換素子（Ｐ）とを銅電極でπ型に接続して第３の熱電素子対を構成し、第３の熱電素子対を構成するＰ型の熱電変換素子（Ｐ）と別のＮ型の熱電変換素子（Ｎ）とを銅電極でπ型に接続して第４の熱電素子対を構成し、第４の熱電素子対のＮ型の熱電変換素子（Ｎ）のπ接続用の銅電極とは反対側の銅電極が、電源側（常温側）の電極に接続されている。第１、第３の熱電素子対の銅電極の表面、第２、第４の熱電素子対の銅電極の表面は、第１、第２のプレート（ＡｌＮ  Ｐｌａｔｅ−１、ＡｌＮ  Ｐｌａｔｅ−２）で覆われており、電気的に絶縁されている。窒化アルミニウム（ＡｌＮ）は高い電気的絶縁性と熱導電率を有し、ヒートシンクとしての用途を有する。
【００４８】
以上本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は、上記実施例にのみ限定されるものでなく、特許請求の範囲の各請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、熱電半導体を備えたことにより、低温側への熱進入を抑制するとともに、熱を常温側に放散させる、電流導入端子を実現することができる。
【００５０】
また、本発明によれば、電流を流す方向を反対とすることで、低温側へ通常よりも多くの熱を運ぶことができ、昇温時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は横断面図である。
【図２】本発明の原理を説明するための図である。
【図３】本発明の原理を説明するための図である。
【図４】従来の電流導入端子の例を示す図である。
【図５】従来の電流導入端子の例を示す図である。
【図６】本発明の一実施例の変形例の構成を示す図である。
【図７】本発明の別の実施例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ  熱電半導体
２  本体（ハウジング）
３Ａ、３Ｂ  電極（常温側電極）
４Ａ、４Ｂ  電極
５Ａ、５Ｂ  電極（低温側電極）
６  支持ボルト
７  絶縁物
８  電気絶縁サポート
９  フランジ
１０  取り付け穴
１１、１２  コンタクト部材
１５  絶縁部材
【図１】
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【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】
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【図７】
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