特許 6491518 超電導ケーブルの端末構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6491518

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】超電導ケーブルの端末構造体

(51)【国際特許分類】

   H02G 15/34 20060101AFI20190318BHJP

   H01L 39/04 20060101ALI20190318BHJP

   H01B 12/06 20060101ALI20190318BHJP

   H01R 4/68 20060101ALI20190318BHJP

   H01F 6/06 20060101ALI20190318BHJP

【ＦＩ】

   H02G15/34ZAA

   H01L39/04

   H01B12/06

   H01R4/68

   H01F6/06

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-73940(P2015-73940)

(22)【出願日】2015年3月31日

(65)【公開番号】特開2016-195486(P2016-195486A)

(43)【公開日】2016年11月17日

【審査請求日】2018年1月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】306013120

【氏名又は名称】昭和電線ケーブルシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(72)【発明者】

【氏名】足立 和久

(72)【発明者】

【氏名】三堂 信博

(72)【発明者】

【氏名】小泉 勉

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 隆代

【審査官】 木村 励

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭４８−０４２３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平４−７５２９３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｇ １５／３４

Ｈ０１Ｌ ３９／０４

Ｈ０１Ｂ １２／０６

Ｈ０１Ｒ ４／６８

Ｈ０１Ｆ ６／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心側からフォーマ、超電導導体層を順に有し、且つ、波付き管である断熱内管及び断熱外管による二重構造を採る断熱管に囲まれる超電導ケーブルコアの端末部が、冷媒が収容される内部容器及び外部容器を有する二重構造からなる断熱容器に接続される超電導ケーブルの端末構造体であって、
前記断熱内管は、前記外部容器の端面を貫通し、少なくとも前記内部容器の端面近傍まで引き込まれており、
前記断熱内管が接続された内部フランジ部を、前記内部容器の端面に押し付けて保持する内部保持部材を有し、
前記内部保持部材は、前記内部フランジ部に係合する内部係合部と、
前記内部係合部を、前記内部容器の端面に止着することにより、前記内部係合部が係合する前記内部フランジ部を前記内部容器の端面に押し付けて保持する止着部とを有し、
前記内部保持部材は、リング状をなし、前記内部フランジ部において前記内部容器の端面側とは逆側の面で外嵌する前記内部係合部としての本体保持部を有し、
前記止着部は、前記本体保持部を前記内部フランジ部の外側で前記内部容器の端面に固定するボルトであること、
を特徴とする超電導ケーブルの端末構造体。

【請求項2】

前記断熱外管が接続された外部フランジ部を、前記外部容器の端面に押し付けて保持する外部保持部材を有し、
前記外部保持部材は、前記外部フランジ部に係合する外部係合部と、
前記外部係合部を、前記外部容器の端面に止着することにより、前記外部係合部が係合する前記外部フランジ部を前記外部容器の端面に押し付けて保持する第２の止着部とを有し、
前記外部保持部材は、リング状をなし、前記外部フランジ部において前記外部容器の端面側とは逆側の面で外嵌する前記外部係合部としての第２の本体保持部を有し、
前記第２の止着部は、前記第２の本体保持部を前記外部フランジ部の外側で前記外部容器の端面に固定するボルトであること、
を特徴とする請求項１に記載の超電導ケーブルの端末構造体。

【請求項3】

前記内部フランジ部と前記断熱内管は、前記内部フランジ部が前記断熱内管の軸と同軸で前記断熱内管の外周から放射方向に突出するように、接合部を介して気密的に接合されていること、
を特徴とする請求項１に記載の超電導ケーブルの端末構造体。

【請求項4】

前記外部フランジ部と前記断熱外管は、前記外部フランジ部が前記断熱外管の軸と同軸で前記断熱外管の外周から放射方向に突出するように、第２の接合部を介して気密的に接合されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の超電導ケーブルの端末構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超電導ケーブルの終端接続部等の端末構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、極低温で超電導状態になる超電導線材を導体として用いた超電導ケーブルが知られている。超電導ケーブルは、大電流を低損失で送電可能な電力ケーブルとして期待されており、実用化に向けて開発が進められている。

【0003】

超電導ケーブルは、断熱管内にケーブルコアが収容された構造を有するものが知られている。ケーブルコアとしては、例えば中心から順に、フォーマ、超電導導体層、電気絶縁層、ケーブルシールド層、及び保護層等を有する一心のケーブルコアが知られている。また、ケーブルコアとしては、フォーマの外周に、超電導導体層と、電気絶縁層とを交互に同心円状に配置した複数の超電導導体層を同一心で有する同軸型のケーブルコアが知られている。

【0004】

断熱管は、ケーブルコアを収容し内部に冷媒（例えば液体窒素）が充填される内管（以下「断熱内管」）と、断熱内管の外周を覆う外管（以下「断熱外管」）を有する。断熱内管と断熱外管の間は、断熱のために真空状態とされる。

【0005】

超電導ケーブルの終端接続部等に適用される超電導ケーブルの端末構造体においては、低温部となる低温容器に超電導ケーブルの端末部が収容され、超電導ケーブルの導体（例えば超電導導体層）が導体引出部を介して常温部に引き出される。低温容器は、超電導ケーブルの端末部を収容し運転時に液体窒素等の冷媒が充填される冷媒槽と、冷媒槽を収容し運転時に真空状態とされる真空槽とからなる二重構造を有する。

【0006】

超電導ケーブルの端末構造体では、超電導ケーブルを冷媒槽と接続する接続箇所、及び、超電導ケーブルを真空槽と接続する接続箇所は、それぞれ高い密閉性を保持した状態で接続される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】国際公開第２０１２／１０２３４１号

【特許文献2】特開２００５−２３７０６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところが、超電導ケーブルの端末構造体を製造する際に、低温容器である冷媒槽と真空槽のそれぞれに超電導ケーブルの端末部を接続するタイミングとしては、超電導ケーブルを敷設した後となる。つまり、超電導ケーブルを敷設した後、最終工程にて、超電導ケーブルは低温容器である冷媒槽と真空槽に、気密的に接続する互いの接続部分の位置を合わせて接続されることとなる。

【0009】

これにより、敷設により固定された超電導ケーブルを、冷媒槽や真空槽の所定箇所へ無理に接続させると、高い密閉性を得ることができず、適切な冷却状態や真空状態を維持することが出来ない。さらに負荷を掛けて超電導ケーブルと低温容器を接続させると、断熱内管及び断熱外管による二重構造を採る断熱管に負荷がかかり、断熱管の所定箇所に不具合が生じてしまうという課題がある。

【0010】

本発明の目的は、超電導ケーブルと、冷媒槽及び真空槽を有する低温容器としての断熱容器、特に冷媒槽とが密閉性を損なうことなく接続できる超電導ケーブルの端末構造体を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係る超電導ケーブルの端末構造体は、中心側からフォーマ、超電導導体層を順に有し、且つ、波付き管である断熱内管及び断熱外管による二重構造を採る断熱管に囲まれる超電導ケーブルコアの端末部が、冷媒が収容される内部容器及び外部容器を有する二重構造からなる断熱容器に接続される超電導ケーブルの接続構造体であって、
前記断熱内管は、前記外部容器の端面を貫通し、少なくとも前記内部容器の端面近傍まで引き込まれており、
前記断熱内管が接続された内部フランジ部を、前記内部容器の端面に押し付けて保持する内部保持部材を有し、
前記内部保持部材は、前記内部フランジ部に係合する内部係合部と、
前記内部係合部を、前記内部容器の端面に止着することにより、前記内部係合部が係合する前記内部フランジ部を前記内部容器の端面に押し付けて保持する止着部とを有し、
前記内部保持部材は、リング状をなし、前記内部フランジ部において前記内部容器の端面側とは逆側の面で外嵌する前記内部係合部としての本体保持部を有し、
前記止着部は、前記本体保持部を前記内部フランジ部の外側で前記内部容器の端面に固定するボルトである、構成を採る。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、超電導ケーブルと、冷媒槽及び真空槽を有する低温容器としての断熱容器、特に、冷媒槽とが密閉性を損なうことなく接続できる超電導ケーブルの端末構造体を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施の形態に係る端末構造体を示す図

【図2】本発明の一実施の形態に係る端末構造体における超電導ケーブルの概略構成を示す断面図

【図3】本発明の一実施の形態に係る端末構造体のがい管部を含む要部構成を示す図

【図4】本発明の一実施の形態に係る端末構造体のリード部の接続電極部の要部構成を示す後方斜視図

【図5】本発明の一実施の形態に係る端末構造体のリード部の接続電極部の要部構成を示す先端側斜視図

【図6】本発明の一実施の形態に係る端末構造体において低温容器と超電導ケーブルの断熱管との接続部分を示す図

【図7】本発明の一実施の形態に係る端末構造体における内部保持部材の要部構成を示す斜視図

【図8】本発明の一実施の形態に係る端末構造体の接続電極部の変形例１を示す斜視図

【図9】本発明の一実施の形態に係る端末構造体の接続電極部の変形例２を示す斜視図

【図10】本発明の一実施の形態に係る端末構造体の接続電極部の変形例３を示す斜視図

【図11】本発明の一実施の形態に係る端末構造体の接続電極部の変形例４を示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0015】

図１は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体１を示す図である。説明の便宜上、超電導ケーブル１０が導入される側を後端側（図１では右側）、反対側を先端側（図１では左側であり挿入方向側ともいう）として説明する。

【0016】

図１に示すように、端末構造体１は、超電導ケーブル１０の端末部と、接続電極部１３と、電界緩和部１５と、冷媒槽２１及び真空槽２２を有する低温容器２０と、リード部３０と、シールド通電部４０と、支持脚部（支持部）２８を有する。低温容器２０（詳細には冷媒槽２１）に超電導ケーブル１０の端末部が所定の状態で水平方向に延在するように収容され、接続電極部１３及びリード部３０を介して超電導ケーブル１０の導体電流が電力機器等の実系統側に引き出される。また、シールド通電部４０を介して、超電導ケーブル１０のケーブルシールド層１１４が接地される。本実施の形態の超電導ケーブル１０は、複層の超電導導体層を有し、端末構造体１において、略水平方向に配置した超電導ケーブル１０から超電導導体層毎に、水平方向で所定間隔を空けて、接続電極部１３及びリード部３０を介して導体電流を引き出される。

【0017】

図２は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体における超電導ケーブルの概略構成を示す断面図である。

【0018】

図１及び図２に示すように、超電導ケーブル１０は、断熱管１２内に、電気絶縁層（導体絶縁層）１１３（１１３−１、１１３−２、１１３−３）を介して超電導導体層１１２（１１２−１、１１２−２、１１２−３）を同心円状に複数備えるケーブルコア１１が収容された超電導ケーブルである。超電導ケーブル１０は、各超電導導体層で位相の異なる電流を流す多相超電導ケーブルとしてもよい。ここでは、超電導導体層を、中心から、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流を流す導体として３層で同軸上に有する三相超電導ケーブルとしている。

【0019】

ケーブルコア１１は、例えば中心から順に、フォーマとして機能するＮ_２冷却管である中央冷却管１１１、第１超電導導体層１１２−１、第１電気絶縁層（導体絶縁層）１１３−１、第２超電導導体層１１２−２、第２電気絶縁層（導体絶縁層）１１３−２、第３超電導導体層１１２−３、第３電気絶縁層（導体絶縁層）１１３−３、ケーブルシールド層１１４、及び保護層１１５等を有する。

【0020】

各超電導導体層１１２及びケーブルシールド層１１４は、例えば、下層の外面に螺旋状に巻き付けた多数本の超電導テープ（テープ状の超電導線材）により構成されるものとした。超電導導体層を構成する各超電導テープは、互いに重ならずに配置されている。

【0021】

超電導テープは、ここでは、ＲＥＢａ_ｙＣｕ_３Ｏ_ｚ系（ＲＥは、Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ及びＨｏから選択された１種以上の元素を示し、ｙ≦２及びｚ＝６．２〜７である。）の高温超電導薄膜を備える酸化物超電導材である。この超電導テープは、テープ状の金属基板上に成膜された中間層上に、テープ状の超電導薄膜である酸化物超電導層（以下、「超電導層」と称する）、安定化層が順に積層されることによって作製される。なお、超電導テープの金属基板としては、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、ステンレス鋼又は銀（Ａｇ）である。また、中間層は、例えば、金属基板上に、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）層、ガリウムドープ酸化亜鉛層（Ｇｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７：ＧＺＯ）、或いはイットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）等による第１層、Ｙ_２Ｏ_３又はＬａＭｎＯ_３等の層である第２層、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等から成る第３層、酸化ランタンマンガン（ＬａＭｎＯ_３）等の層である第４層、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）層である第５層を、順に積層することによって構成される。

【0022】

超電導層は、有機金属酸塩あるいは有機金属化合物を原料とし、真空プロセスを使用せずに、ＭＯＤ法（Metal Organic Deposition Processes：有機酸塩堆積法）により中間層上に成膜される。ＭＯＤ法は、金属基板上に中間層を設けた複合基板上の金属有機酸塩を加熱して熱分解することによって複合基板上に超電導層である薄膜を形成する。
このように構成される超電導テープを、複合基板上において、下層の中央冷却管１１１、電気絶縁層１１３（１１３−１、１１３−２）の外周に、超電導層（超電導薄膜）が内周側、複合基板（基板）が外周側となるように、螺旋状に巻回することによって、各超電導導体層１１２は構成される。

【0023】

電気絶縁層１１３は、それぞれ下層の超電導導体層１１２の外周に、例えば、半合成絶縁紙を巻回して構成される。

【0024】

保護層１１５は、例えば、ケーブルシールド層１１４の外周にクラフト紙等を巻回して構成される。

【0025】

超電導ケーブル１０の端末部においては、図１に示すように、ケーブルコア１１に段剥ぎ加工が施され、先端側から順に各層が露出する。各超電導導体層１１２（１１２−１、１１２−２、１１２−３）には、各超電導導体層１１２（１１２−１、１１２−２、１１２−３）に電気的に接続される接続電極部１３（１３−１、１３−２、１３−３）が接続されている。ここでは、接続電極部１３は、超電導導体層１１２の外周に配置される。ケーブルシールド層１１４の外周には、ケーブルシールド層１１４に電気的に接続されるシールド接続端子１４が配置される。超電導導体層１１２（１１２−１、１１２−２、１１２−３）の外周に配置される電気絶縁層１１３（１１３−１、１１３−２、１１３−３）の外周には、ストレスコーン等の電界緩和部１５（１５−１、１５−２、１５−３）が配置される。具体的には、接続電極部１３−１と接続電極部１３−２との間に位置する電気絶縁層１１３−１の外周には、電界緩和部１５−１が配置される。接続電極部１３−２と絶続電極部１３−３との間に位置する電気絶縁層１１３−２の外周には、電界緩和部１５−２が配置される。接続電極部１３−３とシールド接続端子１４の間に位置する電気絶縁層１１３−３の外周には電界緩和部１５−３が配置される。

【0026】

断熱管１２は、内側の断熱内管１２１と外側の断熱外管１２２とからなる二重管構造を有する。断熱内管１２１及び断熱外管１２２は、コルゲート状を有することが好ましい。断熱内管１２１及び断熱外管１２２は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のコルゲート管（波付き管）によりそれぞれ構成される。

【0027】

断熱内管１２１は、ケーブルコア１１を収容し、運転時には冷媒（例えば液体窒素）が充填される。これにより、超電導導体層１１２は、超電導状態に維持される。断熱内管１２１と断熱外管１２２の間は、断熱のために、運転時に真空状態に保持される。

【0028】

このように超電導ケーブル１０は、フォーマの外周側に、超電導導体層と、波付き管である断熱内管と断熱外管とによる二重構造を採る断熱管とを順に有する構成となっている。

【0029】

低温容器２０は、内側の冷媒槽２１と外側の真空槽２２とからなる二重構造を有する。

【0030】

冷媒槽２１は、例えば中空円筒形状を有し、超電導ケーブル１０の端末部を収容する。 冷媒槽２１は、エポキシ樹脂や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）等の絶縁材料により構成される絶縁管である。すなわち、超電導ケーブル１０の端末部は、冷媒槽２１である絶縁管に収容される。冷媒槽２１は、リード部３０を導入する内側の導体貫通部（「内側貫通部」という）２１４（２１４−１、２１４−２、２１４−３）及びシールド通電部４０を導入するシールド内側貫通部２１６を有する。冷媒槽２１は、例えば真空槽２２内に配置された架台（図示略）に載置してもよい。

【0031】

冷媒槽２１には後端側から超電導ケーブル１０の端末部が導入される。冷媒槽２１の後端部の後端面２１２には、超電導ケーブル１０の断熱内管１２１が接続される。また、冷媒槽２１内には、断熱内管１２１内のケーブルコア１１が挿入される。冷媒槽２１には、運転時に冷媒循環装置（図示略）により冷媒が循環供給される。冷媒槽２１に連通する断熱内管１２１の内部も冷媒で充填される。なお、本実施の形態では、断熱内管１２１は、その先端部に取り付けられる内部フランジ部７４を介して、後端部（後端面２１２）に接続されている。この冷媒槽２１の後端面２１２と超電導ケーブル１０における断熱管１２の断熱内管１２１との接続については、真空槽２２の後端部（後端側管部）と超電導ケーブル１０の断熱外管１２２との接続構造と共に、低温容器２０と断熱管１２の接続構造として詳細に後述する。

【0032】

冷媒槽２１の内側貫通部２１４には、リード部３０の導体中継部３２（図３参照）が取り付けられている。導体中継部３２は、内側貫通部２１４に、例えばエポキシ樹脂やＦＲＰ等の絶縁材料で構成される絶縁スペ−サーを介して気密的に取り付けられている。すなわち、絶縁スペーサー及び導体中継部３２により冷媒槽２１と真空槽２２とが仕切られており、冷媒槽２１は気密かつ水密に封止される。

【0033】

真空槽２２は、例えば中空円筒形状を有し、冷媒槽２１を収容する。真空槽２２は、冷媒槽２１を囲むように配置されている。真空槽２２は、電界緩和部１５（１５−１、１５−２、１５−３）に対応する位置に、超電導ケーブル１０と同軸上に配置されるがい管部２３（２３−１、２３−２、２３−３）と、外側の導体貫通部（「外側貫通部」という）２２４（２２４−１、２２４−２、２２４−３）とを有する。外側貫通部２２４は、がい管部２３の軸方向先端側に接続される。

【0034】

図３は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体１のがい管部２３を含む要部構成を示す図である。なお、各がい管部２３−１、２３−２、２３−３は、それぞれ同様に構成されるのでがい管部２３として説明する。また、がい管部２３−１、超電導導体層１１２−１、接続電極部１３−１、電気絶縁層１１３−１及び電界緩和部１５−１の関係と、がい管部２３−２、超電導導体層１１２−２、接続電極部１３−２、電気絶縁層１１３−２及び電界緩和部１５−２の関係と、がい管部２３−３、超電導導体層１１２−３、接続電極部１３−３、電気絶縁層１１３−３及び電界緩和部１５−３との関係はそれぞれ同様である。よって、以下では、がい管部２３とともに、超電導導体層１１２、接続電極部１３、電気絶縁層１１３及び電界緩和部１５を用いて説明する。

【0035】

がい管部２３（２３−１、２３−２、２３−３）は、例えば、ポリマーがい管または磁器がい管により構成される。ここでは、がい管部２３をポリマーがい管で構成したものとして説明する。

【0036】

図３に示すように、がい管部２３は、絶縁筒２３２と、ポリマー被覆体２３４と、を有する。絶縁筒２３２は、機械的強度の高いＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で構成され、冷媒槽２１内の超電導ケーブル１０に取り付けられる電界緩和部１５の周囲に、電界緩和部１５を囲む位置に配置される。ポリマー被覆体２３４は、電気絶縁性能に優れる材料、例えばシリコーンポリマー（シリコーンゴム）などの高分子材料で構成される。ポリマー被覆体２３４は、絶縁筒２３２の外周に設けられており、ポリマー被覆体２３４の外周面には、複数個の傘状の襞部が長手方向に離間して形成される。がい管部２３の内部（絶縁筒２３２の内部）は中空となっている。

【0037】

がい管部２３の内部は、運転時には真空引きされて真空状態となる。本実施の形態では、がい管部２３は、絶縁管である冷媒槽２１内のケーブルコア１１（詳細には電気絶縁層１１３の外周）に設けられた電界緩和部１５を囲む位置で、冷媒槽２１の外側に配置されていることから、真空断熱部を大きく確保できる。これにより、リード部３０を介して外部から冷媒槽２１内へ侵入する熱侵入を低減することができる。

【0038】

真空槽２２の外側貫通部２２４には、リード部３０の外部端子部３４が取り付けられている。外部端子部３４は、外側貫通部２２４に、例えばエポキシ樹脂やＦＲＰ等の絶縁材料で構成される絶縁スペ−サーを介して気密的に取り付けられている。すなわち、絶縁スペーサー及び外部端子部３４により真空槽２２は気密かつ水密に封止される。

【0039】

真空槽２２の内部には、外側貫通部２２４の下方に内側貫通部２１４が位置し、シールド外側貫通部２２６の下方にシールド内側貫通部２１６が位置する（図１参照）ように位置決めされた状態で、冷媒槽２１が配置される。真空槽２２の後端面２２２（図１参照）には、超電導ケーブル１０の断熱外管１２２が接続される。なお、後端面２２２は、真空槽２２の後端側の壁部により構成される。本実施の形態では、断熱外管１２２は、その先端部に取り付けられる外部フランジ部８４（図１参照）を介して真空槽２２の後端面２２２に接続されている。

【0040】

冷媒槽２１の内側貫通部２１４及びシールド内側貫通部２１６が真空槽２２に収容されるので、熱伝達経路となる接続電極部１３、リード部３０及びシールド通電部４０は真空槽２２の内部まで導入される。これにより、熱侵入を低減するための熱伝達経路長を確保しやすくなるので、接続電極と外部端子部の長さを最小限にすることができ、端末構造体１の小型化を図ることができる。

【0041】

真空槽２２は、運転時に真空ポンプ（図示略）により真空引きされ、真空状態に保持される。真空槽２２に連通する断熱内管１２１と断熱外管１２２の間の空間が真空状態に保持される。

【0042】

リード部３０は、超電導ケーブル１０、具体的には、端末構造体１から実系統に電流を引き出すための導体である。リード部３０は、超電導ケーブル１０の超電導導体層１１２に接続される接続電極部１３に接続されるものであり、内部中間導体３１、導体中継部３２、外部中間導体３３、外部端子部３４を有する。

【0043】

なお、本実施の形態では、内部中間導体３１及び外部中間導体３３を、例えば、平編銅線等のフレキシブル導体等の可撓性を有するように構成し、内部中間導体３１及び外部中間導体３３が、冷却時における冷媒槽２１の熱収縮を吸収する収縮吸収部として機能する。

【0044】

外部端子部３４及び導体中継部３２は、例えば、導電性を有する材料、例えば、銅で構成される。外部端子部３４は、真空槽２２を気密に貫通して真空槽２２に固定される。外部端子部３４の一端３４ａは、外部に引き出され、他端３４ｂは真空槽２２の内部で導体中継部３２に、外部中間導体３３を介して電気的に接続される。導体中継部３２は、冷媒槽２１を気密に貫通して冷媒槽２１に固定される。導体中継部３２は、冷媒槽２１の外部に位置する一端３２ａで外部中間導体３３に接続され、冷媒槽２１内の他端３２ｂで、内部中間導体３１を介して、接続電極部１３に接続される。内部中間導体３１は、外部中間導体３３と同様に可撓性を有するので、冷却時における冷媒槽２１の熱収縮（特に水平方向の熱収縮）を容易に吸収できる。

【0045】

図４及び図５は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体の接続電極部１３の要部構成を示す斜視図である。

【0046】

図４及び図５に示す接続電極部１３は、冷媒槽２１中の超電導導体層１１２（具体的には超電導テープ１１２０）の端末に電気的に接続される。

【0047】

接続電極部１３は、常温側の機器と接続するための常電導導体であるリード部３０に電気的に接続される。接続電極部１３は、超電導ケーブル１０の超電導導体層１１２と、外部端子部３４とを接続する。

【0048】

接続電極部１３は、銅等の導電部材により形成されており、円環板状の電極本体１３２を有する。電極本体１３２には、接続片部１３４が突設されており、この接続片部１３４に内部中間導体３１（図３参照）が接続されている。

【0049】

電極本体１３２を貫通する中央の開口には、冷媒槽２１内の超電導ケーブル１０が挿通されている。電極本体１３２には、段剥ぎされて外周側で露出する超電導導体層１１２を構成する複数の超電導テープ（テープ状の超電導線材）１１２０が接続されている。なお、電極本体１３２に接続される超電導テープ１１２０は、ケーブルコア１１において、電極本体１３２を挿通させることが可能な超電導導体層のうち最も外周側に位置する超電導導体層１１２を構成する複数の超電導テープ１１２０であることが好ましい。

【0050】

ここでは、ケーブルコア１１において、最も外側に位置する超電導導体層１１２を構成する複数の超電導テープ１１２０の端部１１２０１以外の部分、つまり最も外側に位置する超電導導体層１１２より中心側に位置する部位を、電極本体１３２の開口に挿入されている。そして、最も外側に位置する超電導導体層１１２を構成する複数の超電導テープ１１２０の端部１１２０１は、電極本体１３２の開口を通過せずに、電極本体１３２において開口する表裏面のうち挿通方向逆側の面（後端側の面）１３２ａで、半田を介して電気的に接続している。ここでは各超電導テープ１１２０を、電極本体１３２（後端側の面１３２ａ）に、周方向に等間隔を空けて接続されている。

【0051】

また、電極本体１３２に対して複数の超電導テープ１１２０は、互い同士や他の部材に接触しないように、それぞれ撓ませた状態で接続されている。これにより冷却時において超電導テープ１１２０自体が収縮（特に水平方向の熱収縮）しても容易に吸収して電極本体１３２自体、ひいては、内部中間導体３１、内部中間導体３１も含む他のリード部自体に負荷がかかることがない。また、超電導テープ１１２０は、電極本体１３２を挿通するケーブルコア１１の延在方向に配置されている状態から立ち上げて、電極本体１３２の後端側の面１３２ａに接続している。これにより、可撓性を有する超電導テープ１１２０は、ケーブルコア１１の延在方向に沿った元の位置に戻ろうとするので、戻る方向に位置する後端側の面１３２ａに対して密着した状態で接触する。これにより、超電導テープ１１２０と電極本体１３２とを半田を介してより確実に安定して電気的に接続できる。

【0052】

図１に示すシールド通電部４０は、超電導ケーブル１０のケーブルシールド層１１４を接地するための導体である。シールド通電部４０は、例えば、銅製の棒材からなるシールド引出棒を有する等、公知の構成を適用することができる。ここでは、シールド通電部４０は、リード部３０と同様に構成され、超電導ケーブル１０のシールド層１１４に接続されるシールド接続端子１４に接続されるものであり、内部中間導体３１と同様に構成される内部中間導体（図示省略）、導体中継部３２と同様に構成されるシールド中継部４２、外部中間導体３３と同様に構成される外部中間導体（図示省略）、外部端子部３４と同様に構成されるシールド外部端子部（図示省略）を有する。シールド通電部４０では、シールド外部端子部は、真空槽２２におけるシールド外側貫通部２２６を気密に貫通して外部に引き出されるように固定される。シールド外部端子部は、内部中間導体（図示省略）を介して、真空槽２２の内部で、シールド中継部４２の一端に電気的に接続される。シールド中継部４２は、冷媒槽２１を気密に貫通して冷媒槽２１に固定される。具体的には、シールド中継部４２は、シールド内側貫通部２１６に、冷媒槽２１を貫通して、且つ、気密的に固定されている。シールド中継部４２は、シールド接続端子１４に接続される。シールド通電部４０は、シールド接続端子１４を介して超電導ケーブル１０のケーブルシールド層１１４と電気的に接続する。シールド通電部４０における内部中間導体、外部中間導体は、例えば平編銅線等のフレキシブル導体（図示略）により構成される。これにより、超電導ケーブル１０の熱伸縮によりシールド接続端子１４の位置が水平方向に（図１の左右方向）に移動しても、容易に追従することができるので、真空槽２２のシールド外側貫通部２２６等の損傷を防止できる。本実施の形態では、シールド中継部４２において冷媒槽２１内に配置される部位をフレキシブル導体で構成して、このフレキシブル導体を介してシールド接続端子１４に接続している。

【0053】

図１に示す支持脚部２８は、真空槽２２（詳細にはがい管部２３）を他の機器、ここでは、設置面から離間して支持する。ここでは、支持脚部２８は、真空槽２２の前端側及び後端側の下面から下方に突出して設けられ、真空槽２２を、超電導ケーブル１０の軸方向に沿って、水平方向に延在するように支持している。

【0054】

支持脚部２８において先端側の脚部２８−１には、真空槽２２の先端側で高電圧が印可されるため、その外面には複数の襞部を有する電界緩和部２８２が設けられている。

【0055】

図６は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体１において低温容器２０と超電導ケーブル１０の断熱管１２との接続部分を示す図である。

【0056】

図６に示すように、超電導ケーブル１０における低温容器２０の後端部では、断熱内管１２１は、真空槽２２の後端面２２２を貫通し、少なくとも冷媒槽２１の後端面２１２近傍まで引き込まれている。本実施の形態では、断熱内管１２１の先端部は、冷媒槽２１の後端面２１２において、真空槽２２中で、且つ、ケーブルコア１１が挿入される開口２１２ａの縁部に位置する内部フランジ部７４の内部筒部７６内に挿入されている。内部筒部７６は、後端面２１２の開口２１２ａの開口縁部に密着する内部フランジ部７４に、後端側に突出するように形成されている。

【0057】

内部フランジ部７４は、冷媒槽２１の後端面２１２と断熱内管１２１とを密閉性を損なうことなく、真空槽２２内で、気密的に接続している。

【0058】

内部フランジ部７４は、冷媒槽２１の後端面２１２と真空槽２２の後端面２２２側の面（具体的には、後端面２２２を後端側の壁部の表面とすると、後端側の壁部の裏面）との間で、断熱内管１２１の一端部（先端部）に連続して設けられている。内部フランジ部７４の内部は、内部筒部７６を介して断熱内管１２１の内部に連続しており、ケーブルコア１１が挿通されている。

【0059】

内部フランジ部７４は、円環板状部を有し、ケーブルコア１１の外周を囲むように配置されている。内部フランジ部７４は、一端部側の円環状の面（内部フランジ部７４の一端部）が冷媒槽２１の後端面２１２に当接し、他端部（後端部）側に形成された内部筒部７６で断熱内管１２１の一端部（先端部）に接続されている。

【0060】

ここでは、内部フランジ部７４は、内部筒部７６の内周面で断熱内管１２１が接合部９０を介して気密的に接合されている。なお、内部筒部７６の外周面で接合部９０介して絶縁内管１２１に気密的に接合されてもよい。接合部９０は溶接により構成された溶接部であり、内部フランジ部７４と断熱内管１２１とは溶接により一体的に接合されている。すなわち、内部フランジ部７４は、断熱内管１２１に対して溶接されることにより、負荷を与えること無く、断熱内管１２１に対して、外周側に突出するように固定されている。内部フランジ部７４では、一端部側の円環状の面（内部フランジ部７４の一端部）が、冷媒槽２１の後端面２１２に押し付けられ、内部フランジ部７４は、後端面２１２と内部保持部材５０とで挟持されることにより固定されている。なお、内部筒部７６の外周面で接合部９０介して絶縁内管１２１に気密的に接合されてもよい。

【0061】

内部保持部材５０は、内部フランジ部７４に、内部フランジ部７４の他端部側（後端面側）から係合可能な係合部を有する保持部本体５２と、保持部本体５２を冷媒槽２１の後端面２１２に止着して固定する止着部５４と、を有する。

【0062】

図７は、本発明の一実施の形態に係る端末構造体１における内部保持部材５０の要部構成を示す斜視図である。

【0063】

保持部本体５２は、ここでは、内部フランジ部７４に対して、後端側から係合可能なリング状をなしている。言い換えれば、保持部本体５２は、内部フランジ部７４の他端部（後端部）側でフランジ状に配置されるものである。保持部本体５２の内径は、内部フランジ部７４の内径よりも大きく、且つ、内部筒部７６の外径よりも大きい。また、保持部本体５２の外径は、内部フランジ部７４の外径よりも大きく、且つ、冷媒槽２１の開口２１２ａの内径よりも大きい。なお、保持部本体５２を、内部フランジ部７４の後端面側に配置する場合には、内部フランジ部７４と断熱内管１２１とを接続する前に両部材の間に介在させておく。また、円環状の保持部本体５２を、その軸心を通る面で複数に分割した分割体により構成したものでもよい。この場合、内部フランジ部７４と断熱内管１２１とを組み付けた後で、分割体を内部フランジ部７４の後端面側に配置できる。なお、保持部本体５２において内部フランジ部７４の後端面に当接する面に、内部フランジ部７４の外縁に係合する段差部を設けても良い。これにより、保持部本体５２を内部フランジ部７４に係合する際に、段差部分を内部フランジ部７４の外縁に合わせて配置できるので、保持部本体５２の位置決めが容易となる。なお、段差を設けた際には、フランジ部７４と後端面２１２とで気密的に接続される構成であれば、どのような長さでもよい。

【0064】

止着部５４は、例えば、ボルトであり、保持部本体５２の外周縁部で厚み方向に後端側から挿入され、後端側の面で頭部が掛止し、先端側の面から突出する軸部を冷媒槽２１の後端面２１２に螺合する。この止着部５４により、保持部本体５２は、外周縁側で冷媒槽２１の後端面２１２に止着される（図６参照）。

【0065】

これにより、止着部（ボルト）５４を締めることにより保持部本体５２が後端面２１２側に変位し、保持部本体５２の先端側の面５２ａで係合する内部フランジ部７４が全周に亘って均等に後端面２１２に押圧される（図１及び図６参照）。すなわち、保持部本体５２は、後端面２１２とともに内部フランジ部７４を挟持した状態で保持する。また、内部フランジ部７４と後端面２１２との間には、ガスケット（Ｏリング）等の気密部材１８が設けられ、内部フランジ部７４は、気密部材１８を挟み後端面２１２に、一層気密的に固定される。

【0066】

このように、保持部本体５２にボルト等の止着部５４をねじ込むことにより内部フランジ部７４を冷媒槽２１に固定する場合、ねじ込む際の荷重は、保持部本体５２にかかる。よって、内部フランジ部７４に、止着部５４をねじ込んで固定する際の荷重（螺合方向（捻れ方向）の荷重）がかかることがなく、内部フランジ部７４（具体的には、内部フランジ部７４の一端部側の面）を、超電導ケーブル１０の軸方向に沿って、後端面２１２側に変位して、後端面２１２に押し付けて、挟持した状態で保持できる。よって、内部保持部材５０は、他端部側が断熱内管１２１に接続された内部フランジ部７４の一端部（内部フランジ部７４）を、内部フランジ部７４を変形させることなく、好適に冷媒槽２１に固定することができる。すなわち、断熱内管１２１に負荷をかけることなく、断熱内管１２１に接続される内部フランジ部７４を、所定箇所、つまり、冷媒槽２１の後端面２１２における開口部２１２ａの開口縁部に、密閉性を損なうことなく接続できる。

【0067】

図６に示すように、真空槽２２の後端面２２２と断熱外管１２２は、外部フランジ部８４を介して気密的に接続されている。

【0068】

外部フランジ部８４は、断熱外管１２２の先端側で接続（ここでは、断熱外管１２２の先端部に接続）されており、断熱外管１２２とともに内部には、ケーブルコア１１及び断熱内管１２１が挿通されている。

【0069】

外部フランジ部８４は、内部フランジ部７４と同様に構成されており、ここでは、円環板状部を有し、ケーブルコア１１の外周を囲むように配置されている。外部フランジ部８４は、一端部側の円環状の面（内部フランジ部７４の一端部）が真空槽２２の後端面２２２に当接し、他端部（後端部）側に形成された外部筒部８２で断熱外管１２２の一端部（先端部）に連続して形成されている。

【0070】

ここでは、外部フランジ部８４は、外部筒部８２の内周面で断熱外管１２２が接合部９０を介して気密的に接合されている。なお、外部筒部８２の外周面で接合部９０介して絶縁外管１２２に気密的に接合されてもよい。接合部９０は溶接により構成された溶接部であり、外部フランジ部８４と断熱外管１２２とは溶接により一体的に接合されている。すなわち、外部フランジ部８４は、断熱外管１２２に対して溶接されることにより、負荷を与えること無く、断熱外管１２２に対して、外周側に突出するように固定されている。

【0071】

外部フランジ部８４の外径（円環板状部分の外径）は、真空槽２２の後端面２２２の開口２２２ａよりも大きく、外部フランジ部８４の外周縁の先端側の面は、開口２２２ａの縁部に対向する位置に位置される。外部フランジ部８４（具体的には外部フランジ部８４の外周縁の先端側の面）は、外部保持部材６０により、真空槽２２の後端面２２２に押し付けられ、後端面２２２とで挟持されることにより保持されている。

【0072】

外部保持部材６０は、外部フランジ部８４に、外部フランジ部８４の他端部側（後端面側）から係合する係合部を有する保持部本体６２と、保持部本体６２を真空槽２２の後端面２２２に止着して固定する止着部６４とを有する。

【0073】

外部保持部材６０は、例えば、内部保持部材５０と比較して外径及び内径の寸法が異なり、内部保持部材５０と同様にリング状に形成される。

【0074】

すなわち、保持部本体６２は、外部フランジ部８４に対して、後端側から係合可能なリング状をなしている。

【0075】

止着部６４は、例えばボルトであり、保持部本体６２の外周縁部で、厚み方向に後端側から挿入され、後端側の面で頭部が掛止し、先端側の面から突出する軸部が、真空槽２２の後端面２１２に螺合する。この止着部６４により、保持部本体６２は、外周縁側で真空槽２２の後端面２２２における開口２２２ａの縁部に止着される。止着部（ボルト）６４を締めることにより保持部本体６２が後端面２２２側に変位し、これに係合する外部フランジ部８４が全周に亘って均等に後端面２１２に押圧される。すなわち、保持部本体６２は、後端面２２２とともに外部フランジ部８４を挟持した状態で保持する。また、外部フランジ部８４と後端面２２２との間には、ガスケット（Ｏリング）等の気密部材１８が設けられ、外部フランジ部８４は、気密部材１８を挟み後端面２２２に、一層気密的に固定される。

【0076】

このように、保持部本体６２にボルト等の止着部６４をねじ込むことにより外部フランジ部８４を真空槽２２に固定する場合、ねじ込む際の荷重は、保持部本体６２にかかる。

【0077】

よって、外部フランジ部８４に、止着部６４をねじ込んで固定する際の荷重（螺合方向（捻れ方向）の荷重）がかかることがなく、外部フランジ部８４（具体的には、外部フランジ部８４の一端部側の面）を、超電導ケーブル１０の軸方向に沿って、後端面２２２側に略平行移動させることができる。これにより、外部フランジ部８４（具体的には、外部フランジ部８４の一端面）を後端面２２２に押し付けて保持できる。したがって、外部保持部材６０は、他端部側が断熱外管１２２に接続された外部フランジ部８４を変形させることなく、好適に真空槽２２に固定することができる。すなわち、断熱外管１２２に負荷をかけることなく、断熱外管１２２に接続される外部フランジ部８４を、所定箇所、つまり、真空槽２２の後端面２２２における開口部２２２ａの開口縁部に、密閉性を損なうことなく接続できる。

【0078】

端末構造体１では、冷却時における冷媒槽２１の収縮、超電導ケーブル１０のケーブルコア１１における各層の収縮を吸収するために、平編銅線等のフレキシブル導体で構成する内部中間導体３１及び外部中間導体３３、或いは、超電導テープ１１２０を撓ませて接続電極部１３に接続するようにしている。これにより、冷却時において冷媒槽２１、超電導ケーブル１０が熱収縮しても、リード部３０等が損傷することを防止できる。

【0079】

なお、図４に示す接続電極部１３において、超電導テープ１１２０が接続される電極本体１３の挿入方向逆側（後端側）の面１３２ａに、超電導テープ１１２０を押さえる押え部を設けた構成としてもよい。

【0080】

図８は、接続電極部の変形例１を示す図である。

【0081】

図８に示す接続電極部１３Ａは、図４、図５に示す接続電極部１３の構成において、超電導テープ１１２０が接続された電極本体１３２の挿入方向逆側（後端側）の面１３２ａに、当該面１３２ａを覆うように、押え部１３６を取り付けている。

【0082】

押え部１３６は、電極本体１３２を軸方向で見た形状と同様の外形を有する円環板状をなしている。押え部１３６は、絶縁材料でも導電材料でもいずれの材料により形成されてもよい。電極本体１３２の後端側の面１３２ａと、押え部１３６とを超電導テープ１１２０とともに半田を挟む等して密着させた構成にすることが好ましい。このような接続電極部１３Ａの構成によれば、周方向で等間隔に接続される複数の超電導テープ１１２０とより確実に電気的に接続できる。

【0083】

また、図９に示す変形例２としての接続電極部１３Ｂのように、超電導電流リード１３７を介して、超電導ケーブル１０の超電導導体層１１２（具体的には超電導テープ１１２０）と接続するようにしてもよい。

【0084】

接続電極部１３Ｂは、銅等の導電部材により形成された円環板状の電極本体１３２Ｂを有し、電極本体１３２Ｂの外周の一部には、内部中間導体３１（図３参照）が接続される接続片部１３４が半径方向に突設されている。

【0085】

電極本体１３２Ｂにおける後端側の面１３２Ｂａには、複数の超電導テープ１１２０が、超電導テープ（酸化物超電導線材）にて形成された超電導電流リード１３７を介してそれぞれ接続されている。なお、超電導電流リード１３７における超電導テープは、超電導テープ１１２０と同様の超電導テープにより構成してもよい。すなわち、超電導電流リード１３７の超電導テープは、複合基板（超電導テープ１１２０の複合基板と同様）上にＴＦＡ−ＭＯＤ法により形成された超電導薄膜を有する。この超電導薄膜中には、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｅのうち少なくとも１つを含む５０ｎｍ以下の酸化物粒子が磁束ピンニング点として分散している。このとき、超電導テープ１１２０は、超電導電流リード１３７に、超電導層側の面で半田接続されることが望ましい。

【0086】

端末構造体１において、接続電極部１３に替えて接続電極部１３Ｂを用いた構造によれば、超電導ケーブル１０の各超電導導体層１１２を構成する超電導テープ１１２０は、熱を伝達しにくい超電導電流リード１３７を介して、接続電極部１３Ｂに電気的に接続される。これにより、外部から冷媒槽２１内へ熱が伝達される際に、超電導電流リードを通ることとなるので、接続電極部１３と比較して、一層、熱侵入しにくい。

【0087】

また、図１０に示す変形例３としての接続電極部１３Ｃのように、超電導テープとは異なる常電導線（常電導テープ１３８）を介して、超電導ケーブル１０の超電導導体層１１２（具体的には超電導テープ１１２０）と接続するようにしてもよい。

【0088】

図１０に示す接続電極部１３Ｃは、銅等の導電部材により形成された円環板状の電極本体１３２Ｃを有し、電極本体１３２Ｃの外周の一部には、内部中間導体３１（図３参照）が接続される接続片部１３４が半径方向に突設されている。

【0089】

電極本体１３２Ｃにおける後端側の面１３２Ｃａには、超電導ケーブル１０の超電導導体層１１２を各層で構成する複数の超電導テープ１１２０が、それぞれ常導電テープ（常導電線）１３８を介して電気的に接続されている。ここでは、常導電テープ１３８は、常導電性を有する線材であればどのような線材でもよく、例えば、銅テープが用いられる。

【0090】

なお、銅テープ１３８等の常電導テープ１３８を介して超電導テープ１１２０と接続電極部１３Ｃとを電気的に接続（例えば半田接続）する際に、銅テープ（常導電テープ１３８）と接続電極部１３Ｃとの接続に使用する半田と、銅テープ（常導電テープ１３８）と超電導テープ１１２０との接続に使用する半田とを、融点の異なる半田を用いるようにしてもよい。さらに常電導線を介することによって超電導テープ１１２０を撓ませて接続電極部１３Ｃに接続できるため、冷却時における冷媒槽２１の収縮を吸収できる。

【0091】

また、図９に示す接続電極部１３Ｂにおいて、超電導電流リード１３７と、超電導テープ１１２０との間に、図１０で示す常導電テープ１３８を介在させてもよい。この構成の場合、超電導電流リード１３７と、超電導テープ１１２０と、常導電テープ１３８とはそれぞれ半田により電気的に接続される。なお、この構成においても、超電導テープ１１２０は、接続対象としての常電導テープ１３８に対して、超電導テープ１１２０の超電導層側の面で半田接続されることが望ましい。

【0092】

また、端末構造体１において、接続電極部１３に替えて、図１１に示す変形例４の接続電極部１３Ｄを用いても良い。

【0093】

図１１に示す接続電極部１３Ｄは、銅等の導電部材により形成された円環板状の電極本体１３２Ｄを有し、電極本体１３２Ｄの外周の一部には、内部中間導体３１（図３参照）が接続される接続片部１３４が半径方向に突設されている。

【0094】

また、電極本体１３２Ｄ内には、銅等の導電部材により形成され、且つ、中央の開口に超電導ケーブル１０が挿通される円環板部１３９が配置されている。電極本体１３２Ｄと、円環板部１３９は、超電導電流リード１３７を介して接続されている。円環板部１３９には、開口方向に位置する表裏面のうち一方の面（後端側の面）１３９ａに、超電導導体層１１２を各層毎に構成する複数の超電導テープ１１２０が、半田を介して電気的に接続されている。この構成における超電導テープ１１２０は、接続対象としての円環板部１３９に対して、超電導層側の面で半田接続されることが望ましい。

【0095】

この構成により、複数の超電導テープ１１２０が接続された円環板部１３９と、電極本体１３２とは、熱伝導しにくい超電導電流リード１３７を介して電気的に接続されているので、超電導テープ１１２０が配置される冷媒槽２１への熱侵入を防止できる。

【0096】

本実施の形態の超電導ケーブルの端末構造体１によれば、中心側からフォーマ、超電導導体層１１２を順に有し、波付き管である断熱内管１２１及び断熱外管１２２による二重構造を採る断熱管１２により囲まれる超電導ケーブルコア（ケーブルコア１１）の端末部が、冷媒が収容されてなる冷媒槽（内部容器）２１及び真空槽（外部容器）２２による二重構造からなる低温容器（断熱容器）２０に接続されてなる超電導ケーブルの接続構造体である。

【0097】

断熱内管１２１は、真空槽２２の後端面（面）２２２を貫通し、少なくとも冷媒槽２１の後端面２１２近傍まで引き込まれている。また、断熱内管１２１が接続された内部フランジ部７４を、冷媒槽２１の後端面２１２に押し付けて保持する内部保持部材５０を有する。内部保持部材５０は、内部フランジ部７４を、内部容器２１の端面２１２とで挟持する。また、断熱外管１２２が接続された外部フランジ部８４を、真空槽２２の後端面２２２に押し付けて保持する外部保持部材６０を有してもよい。外部保持部材６０は、外部フランジ部８４を、真空槽２２の後端面２２２とで挟持する。

【0098】

また、内部保持部材５０は、内部フランジ部７４に係合する保持部本体（内部係合部）５２と、保持部本体５２を冷媒槽（内部容器）２１の後端面（端面）２１２に止着することにより保持部本体５２が係合する内部フランジ部７４を後端面２１２に押し付けて保持する止着部５４と、を有するようにしてもよい。止着部５４を後端面２１２に止着するだけで内部フランジ部７４を挟持した状態で冷媒槽２１に保持できる。

【0099】

また、外部保持部材６０は、外部フランジ部８４に係合する保持部本体（外部係合部）６２と、保持部本体６２を外部容器（真空槽２２）の後端面２２２に止着することにより保持部本体６２が係合する外部フランジ部８４を真空槽２２の後端面２２２に押し付けて保持する止着部６４と、を有するようにしてもよい。止着部６４を後端面２２２に止着するだけで外部フランジ部８４を挟持した状態で真空槽２２に保持できる。

【0100】

また、内部保持部材５０及び外部保持部材６０は、リング状をなし、内部フランジ部７４及び外部フランジ部８４において断熱容器２０（冷媒槽２１、真空槽２２）側とは逆側の面で外嵌する係合部としての本体保持部５２、６２を有するようにしてもよい。止着部５４、６４は、本体保持部５２、６２を外周側で断熱容器２０（冷媒槽２１、真空槽２２）の後端面（端面）２１２、２２２に固定するボルトであってもよい。

【0101】

このような超電導ケーブル１０の端末構造体１は、液体窒素を充填する冷媒槽２１と、これを覆うように配置される真空槽２２とを有する低温容器２０を有する構成において、超電導ケーブル１０のコルゲート管である断熱内管１２１を冷媒槽２１の端面２１２に差し込むように構成される。内部フランジ部７４、外部フランジ部８４は、他端側（後端側）で断熱内管１２１、断熱外管１２２に接合部９０を介して接合された後であっても、内部保持部材５０、外部保持部材６０を介して、断熱内管１２１、断熱外管１２２に負荷をかけることなく、冷媒槽２１、真空槽２２の後端面２１２、２２２に固定できる。

【0102】

具体的には、内部フランジ部７４、外部フランジ部８４は、他端部側（後端側）の内部筒部７６、外部筒部８２において、接合部９０で溶接して断熱内管１２１、断熱外管１２２に連結する。その後で、内部フランジ部７４、外部フランジ部８４は、一端部側の面で冷媒槽２１、真空槽２２の後端面２１２、２２２に押し付けられて、後端面２１２、２２２と内部保持部材５０、外部保持部材６０とにより挟持して固定される。

【0103】

従来、端末構造体の組み立て時においては、超電導ケーブル１０を敷設した後、最終工程にて、超電導ケーブル１０は低温容器２０である冷媒槽２１と真空槽２２に、気密的に接続する互いの接続部分の位置を合わせて接続することになる。このとき、敷設により固定された超電導ケーブル１０を、冷媒槽２１や真空槽２２の所定箇所へ無理に接続させると、高い密閉性を得ることができず、適切な冷却状態や真空状態を維持することが出来ない。さらに、互いの接続位置が合致していないにかかわらず、負荷を掛けて無理に超電導ケーブル１０と低温容器２０を接続させると、断熱内管１２１及び断熱外管１２２に断熱管１２に負荷がかかり、断熱管１２の所定箇所に不具合が生じてしまうことがある。

【0104】

しかしながら、本実施の形態では、内部フランジ部７４、外部フランジ部８４は、それぞれ内部保持部材５０、外部保持部材６０を介して冷媒槽１２、真空槽２２に挟持されることで固定される。このため、冷媒槽１２、真空槽２２への超電導ケーブル１０の取り付けに際し、断熱内管１２１及び断熱外管１２２に負荷がかかることがない。これにより、超電導ケーブルと、冷媒槽及び真空槽を有する低温容器としての断熱容器、特に冷媒槽とが密閉性を損なうことなく接続でき、信頼性の高い極低温ケーブルの終端接続部としての超電導ケーブルの端末構造体を実現できる。

【0105】

また、本実施の形態の端末構造体１においては、複数層の超電導導体層を有する超電導ケーブル１０、特に３相超電導ケーブルとしたが、これに限らず、超電導導体層が一層で一相の超電導ケーブル１０を用いた構成としてもよい。

【0106】

なお、本実施の形態では、複数の超電導導体層１１２―３、１１２−２、１１２−３と、これらを絶縁するがい管部２３−１、２３−２、２３−３を直線上に並べた状態で、それぞれの超電導導体層１１２―３、１１２−２、１１２−３を流れる電流を、接続電極部１３、電極部リード部３０を介して、端末構造体１の外部に引き出すようにしている。よって、従来と異なり、上方に筒状部と絶縁管の設置領域を確保する必要がなく、低温容器をより小さくして端末構造体自体のコンパクト化を図ることができ、設置スペースを小さくできるとともに、熱侵入を低減できる。

【0107】

また、本実施の形態の超電導ケーブルの端末構造体１は、複数の超電導導体層１１２―３、１１２−２、１１２−３と、これらを絶縁するがい管部２３−１、２３−２、２３−３を真空槽２２において電界緩和部１５−１、１５−２、１５−３に対応する位置に設けて、直線上に並べた構成したが、これに限らない。すなわち、液体窒素を充填する冷媒槽２１と、これを覆うように配置される真空槽２２とを有する低温容器２０を有する構成に、２重断熱管構造の超電導ケーブル１０を接続する構造であれば、どのような容器を有する端末構造体に適用しても良い。真空槽２２を、超電導ケーブル１０を収容する冷媒槽２１を内部に配置した真空槽本体部の上部から、導体引出部を挿通する筒状部を垂設した構成とし、この冷媒槽２１と真空槽２２とに超電導ケーブル１０を接続する構成に用いても良い。この場合、低温容器２０において冷媒槽２１及び真空槽２２の後端面２１２、２２２に、内部保持部材５０、外部保持部材６０により押し付けられ、挟まれた状態で保持される。これにより、本実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0108】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

【0109】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0110】

１ 端末構造体
１０ 超電導ケーブル
１１ ケーブルコア
１２ 断熱管
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ 接続電極部
１４ シールド接続端子
１５ 電界緩和部
２０ 低温容器
２１ 冷媒槽
２２ 真空槽
２３、２３−１、２３−２、２３−３ がい管部
３０ リード部（常電導導体）
３１ 内部中間導体（常電導導体）
３２ 導体中継部（常電導導体）
３３ 外部中間導体（常電導導体）
３４ 外部端子部（常電導導体）
５０ 内部保持部材
５２、６２ 保持部本体
５４、６４ 止着部
６０ 外部保持部材
７４ 内部フランジ部
７６ 内部筒部
８２ 外部筒部
８４ 外部フランジ部
１１１ 中央冷却管(フォーマ)
１１２、１１２−１、１１２−２、１１２−３ 超電導導体層
１１３、１１３−１、１１３−２、１１３−３ 電気絶縁層
１１４ ケーブルシールド層
１１５ 保護層
１２１ 断熱内管
１２２ 断熱外管
２１２ａ、２２２ａ 開口
２３２ 絶縁筒
２３４ ポリマー被覆体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】