(57)【要約】【課題】中空のフォーマを備えるケーブルコアと常電導部材との接続作業性に優れる超電導ケーブルの接続構造、及び芯出し部材を提供する。【解決手段】中空のフォーマの外周に設けられた超電導導体層を備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアの先端部が挿入される挿入穴が設けられ、挿入された前記ケーブルコアと接続される常電導部材とを備える超電導ケーブルの接続構造であって、前記フォーマの先端部から前記フォーマ内に挿入されて、前記フォーマの直進性を保持する内側矯正部と、前記内側矯正部を前記フォーマの先端部に固定する矯正固定部とを備える超電導ケーブルの接続構造。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のフォーマの外周に設けられた超電導導体層を備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアの先端部が挿入される挿入穴が設けられ、挿入された前記ケーブルコアと接続される常電導部材とを備える超電導ケーブルの接続構造であって、
前記フォーマの先端部から前記フォーマ内に挿入されて、前記フォーマの直進性を保持する内側矯正部と、
前記内側矯正部を前記フォーマの先端部に固定する矯正固定部とを備える超電導ケーブルの接続構造。
【請求項２】
前記内側矯正部は、円筒である請求項１に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項３】
前記内側矯正部の長さは、前記内側矯正部が前記ケーブルコアと共に前記常電導部材の挿入穴に挿入された状態において、前記内側矯正部の端部が前記常電導部材における前記挿入穴の開口縁に至る長さ以上である請求項１又は請求項２に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項４】
前記フォーマは、螺旋状の凹凸が設けられたコルゲート管であり、
前記矯正固定部は、前記コルゲート管に螺合する凹凸部を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項５】
前記矯正固定部は、前記内側矯正部における前記フォーマの先端部側領域の外周に配置されて、この先端部側領域との間に前記フォーマの先端部を介在させる外側壁部と、前記内側矯正部と前記外側壁部とを連結する先端連結部とを備え、
前記外側壁部の内側に前記凹凸部が設けられている請求項４に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項６】
前記外側壁部は、前記内側矯正部を前記常電導部材に位置決めする位置決め部を備える請求項５に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項７】
前記位置決め部は、前記外側壁部の外方に突出して、前記常電導部材の挿入穴を形成する内周面のうち段差部に当接されるフランジ部を含む請求項６に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項８】
前記段差部と前記フランジ部との間に介在されて、前記超電導導体層と前記常電導部材とを接合する接合材を封止するシール部を備える請求項７に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項９】
前記位置決め部は、前記常電導部材の挿入穴の内周面に係合し、前記挿入穴の軸方向に沿って前記内側矯正部を案内する係合部を含む請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項１０】
前記外側壁部の外周に前記常電導部材を固定する締結部材が留め付けられる溝部が設けられている請求項５から請求項９のいずれか１項に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項１１】
前記矯正固定部は、前記常電導部材に圧縮固定される圧縮部を備える請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項１２】
前記内側矯正部と前記矯正固定部とが一体化された部材である請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の超電導ケーブルの接続構造。
【請求項１３】
超電導導体層を支持する中空のフォーマの先端部から前記フォーマ内に挿入されて、前記フォーマの直進性を保持する内側矯正部と、
前記内側矯正部を前記フォーマの先端部に固定する矯正固定部とを備える芯出し部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブルの接続構造、及び芯出し部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルの一つとして、フォーマの外周に超電導導体層を備えるケーブルコアを断熱管に収納した超電導ケーブルがある（特許文献１）。超電導ケーブルと、常温で利用される常電導ケーブルなどの常電導機器の導体とを接続する場合、特許文献１に記載されるように銅などの常電導材料からなる常電導引出部をケーブルコアに接続する。詳しくは、常電導引出部の一端部に設けられた挿入穴に段剥ぎされたケーブルコアの先端部が挿入された状態とし、ケーブルコアの端部を圧縮接続すると共に、超電導導体層と常電導引出部とを半田で接合する（特許文献１の明細書［００３４］〜［００３６］）。特許文献１は、ケーブルコアに備えるフォーマをコルゲート管とし、コルゲート管の端部に圧縮接続用の金具を取り付けることを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９２５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超電導ケーブルに備えるケーブルコアのフォーマが中空体である場合に、このケーブルコアと、上述の常電導引出部や、超電導ケーブル同士の接続に利用される接続スリーブなどといった常電導部材との接続作業性を向上することが望まれている。
【０００５】
超電導ケーブルは、一般に、ドラムに巻き取られた状態で布設現場に搬送されて、布設現場で巻き戻される。布設された超電導ケーブルの端部に常電導部材を取り付け、常電導ケーブルなどとの接続や超電導ケーブル同士の接続を行う。接続前に、超電導ケーブルの端部において、断熱管から露出されたケーブルコアの端部を段剥ぎする。本発明者は、段剥ぎによってケーブルコアの構成要素を順次除去していくと、特にフォーマの端部に曲がりが生じることがある、との知見を得た。この理由は、以下のように考えられる。ケーブルコアにドラムの巻癖がつき、この巻癖に起因する残留応力がフォーマに付与されているが、段剥ぎによってフォーマの外周の上記構成要素を除去することで、上記残留応力が解放されて、フォーマの先端部が曲がる、と考えられる。
【０００６】
上述のようにフォーマが曲がったままでは、常電導部材の挿入穴にケーブルコアの先端部が挿入された状態にする際に、段剥ぎによって露出された超電導導体層が挿入穴をつくる内周面に接触して損傷する恐れがある。ここで、段剥ぎされたケーブルコアと挿入穴の内周面間の隙間をできるだけ小さくすると、半田などの接合材の使用量を低減できる。その結果、ケーブルコアと常電導部材間の接続抵抗を低減し易い。また、接続箇所の外径を小さくできるため、小型化を図ることができる。しかし、上記隙間が小さいと、上述のようにフォーマが曲がったままでは、常電導部材の挿入穴とケーブルコアとを位置合わせし難いだけでなく、上述の超電導導体層の損傷が懸念される。
【０００７】
そこで、中空のフォーマを備えるケーブルコアと常電導部材との接続作業性に優れる超電導ケーブルの接続構造を提供することを目的の一つとする。また、中空のフォーマを備えるケーブルコアと常電導部材との接続作業性の向上に寄与する芯出し部材を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の超電導ケーブルの接続構造は、
中空のフォーマの外周に設けられた超電導導体層を備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアの先端部が挿入される挿入穴が設けられ、挿入された前記ケーブルコアと接続される常電導部材とを備える超電導ケーブルの接続構造であって、
前記フォーマの先端部から前記フォーマ内に挿入されて、前記フォーマの直進性を保持する内側矯正部と、
前記内側矯正部を前記フォーマの先端部に固定する矯正固定部とを備える。
【０００９】
本開示の芯出し部材は、
超電導導体層を支持する中空のフォーマの先端部から前記フォーマ内に挿入されて、前記フォーマの直進性を保持する内側矯正部と、
前記内側矯正部を前記フォーマの先端部に固定する矯正固定部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
上記の超電導ケーブルの接続構造は、中空のフォーマを備えるケーブルコアと常電導部材との接続作業性に優れる。
【００１１】
上記の芯出し部材は、中空のフォーマを備えるケーブルコアと常電導部材との接続作業性の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１の超電導ケーブルの接続構造を示す概略構成図である。
【図２】実施形態１の芯出し部材を示す平面図である。
【図３】実施形態１の芯出し部材をケーブルコアに取り付ける状態を説明する工程説明図である。
【図４】実施形態１の芯出し部材が取り付けられたケーブルコアに常電導部材を被せる状態を説明する工程説明図である。
【図５】実施形態２の超電導ケーブルの接続構造において、芯出し部材のフランジ部及び常電導部材の段差部近傍を示す概略構成図である。
【図６】実施形態３の芯出し部材が取り付けられたケーブルコアに常電導部材を被せる状態を説明する工程説明図である。
【図７】実施形態４の芯出し部材が取り付けられたケーブルコアが常電導部材の挿入穴に収納された状態を説明する説明図であり、圧縮部近傍を示す。
【図８】超電導ケーブルの一例を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本発明の一態様に係る超電導ケーブルの接続構造は、
中空のフォーマの外周に設けられた超電導導体層を備えるケーブルコアと、前記ケーブルコアの先端部が挿入される挿入穴が設けられ、挿入された前記ケーブルコアと接続される常電導部材とを備える超電導ケーブルの接続構造であって、
前記フォーマの先端部から前記フォーマ内に挿入されて、前記フォーマの直進性を保持する内側矯正部と、
前記内側矯正部を前記フォーマの先端部に固定する矯正固定部とを備える。
【００１４】
上記の超電導ケーブルの接続構造は、中空のフォーマに、ドラムの巻癖などに起因する曲がりが生じていても、フォーマに固定された内側矯正部によってフォーマの先端部を矯正し、直進状態に保持する。そのため、内側矯正部が取り付けられたケーブルコアに常電導部材を被せるなどして、上記ケーブルコアが挿入穴に挿入された状態にする際、ケーブルコアの軸と挿入穴の軸とを精度よくかつ容易に位置合わせできる上に、精度よくかつ容易に挿入状態にできる。ケーブルコアの先端部と挿入穴の内周面間の隙間が小さい場合でも、段剥ぎによって露出された超電導導体層が挿入穴の内周面に接触して損傷することも防止し易い。従って、上記の超電導ケーブルの接続構造は、中空のフォーマを備えるケーブルコアと常電導部材との接続作業性に優れる。
【００１５】
（２）上記の超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記内側矯正部は、円筒である形態が挙げられる。
【００１６】
上記形態は、フォーマの先端部の全周に亘って内側矯正部が存在する上に、円筒は剛性が高い。そのため、内側矯正部によってフォーマの先端部をより確実に矯正できて直進性を保持し易く、上記形態は、ケーブルコアと常電導部材との接続作業性により優れる。
【００１７】
（３）上記の超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記内側矯正部の長さは、前記内側矯正部が前記ケーブルコアと共に前記常電導部材の挿入穴に挿入された状態において、前記内側矯正部の端部が前記常電導部材における前記挿入穴の開口縁に至る長さ以上である形態が挙げられる。ここでの「長さ」とは、ケーブルコアの軸方向に沿った大きさとする。
【００１８】
上記形態における内側矯正部の長さは、ケーブルコアにおいて常電導部材の挿入穴に挿入される領域であって、かつ常電導部材に接続される領域に至る長さ以上である。ケーブルコアにおける上記の領域は、電気絶縁層などのケーブルコアの構成要素が除去されて、フォーマの先端部を含めて、曲がりが生じ易い領域といえ、矯正が望まれる。上記形態は、ケーブルコアにおける矯正が望まれる領域の全長に亘ってフォーマ内に内側矯正部が存在するため、ケーブルコアにおける矯正が望まれる領域の全域を直進状態に保持し易く、ケーブルコアと常電導部材との接続作業性により優れる。
【００１９】
（４）上記の超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記フォーマは、螺旋状の凹凸が設けられたコルゲート管であり、
前記矯正固定部は、前記コルゲート管に螺合する凹凸部を備える形態が挙げられる。
【００２０】
上記形態は、フォーマの先端部に矯正固定部の凹凸部をねじ込むことで、フォーマに内側矯正部を固定でき、溶接などが不要である。そのため、布設現場でも容易にかつ短時間で内側矯正部をフォーマに固定できて、溶接などを行う場合と比較して、布設現場での作業を軽減できる。また、フォーマの凹凸と矯正固定部の凹凸部とをねじ結合によって強固に固定できるため、フォーマの先端部をより確実に矯正できて直進性を保持し易い。従って、上記形態は、ケーブルコアと常電導部材との接続作業性により優れる。
【００２１】
（５）上述（４）の矯正固定部が凹凸部を備える超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記矯正固定部は、前記内側矯正部における前記フォーマの先端部側領域の外周に配置されて、この先端部側領域との間に前記フォーマの先端部を介在させる外側壁部と、前記内側矯正部と前記外側壁部とを連結する先端連結部とを備え、
前記外側壁部の内側に前記凹凸部が設けられている形態が挙げられる。
【００２２】
上記形態では、凹凸部が外側壁部の内側に設けられているため、内側矯正部をフォーマの内周面に接して又は近付けて配置でき、フォーマの先端部をより確実に矯正できて直進性を保持し易い。かつ、上記形態では、凹凸部を含む外側壁部と内側矯正部とがフォーマの径方向に重複しているため、例えば内側矯正部と凹凸部とがフォーマの軸方向に隣り合って並ぶ場合に比較して、内側矯正部と凹凸部とを含む矯正治具の長さを短くできる。従って、上記形態は、フォーマをより確実に矯正できる上に、フォーマの矯正治具を小型、軽量にできる。
【００２３】
（６）上述（５）の外側壁部を備える超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記外側壁部は、前記内側矯正部を前記常電導部材に位置決めする位置決め部を備える形態が挙げられる。
【００２４】
上記形態は、内側矯正部が取り付けられたケーブルコアが常電導部材の挿入穴に挿入された状態にする際、内側矯正部を常電導部材に容易に位置決めできるため、結果としてケーブルコアも常電導部材に容易に位置決めできる。従って、上記形態は、ケーブルコアと常電導部材との接続作業性により優れる。
【００２５】
（７）上述（６）の位置決め部を備える超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記位置決め部は、前記外側壁部の外方に突出して、前記常電導部材の挿入穴を形成する内周面のうち段差部に当接されるフランジ部を含む形態が挙げられる。
【００２６】
上記形態は、内側矯正部が取り付けられたケーブルコアが常電導部材の挿入穴に挿入された状態にする際、挿入穴の段差部がフランジ部に当接するまで常電導部材をケーブルコア側に移動させることで、内側矯正部を、結果としてケーブルコアも常電導部材に容易に位置決めできる。従って、上記形態は、ケーブルコアと常電導部材との接続作業性により優れる。また、フランジ部は、ケーブルコアの超電導導体層と常電導部材とを半田などの接合材で接合する際、流動状態の接合材がフォーマの開口部側に漏出することを防止する遮蔽部材としても利用できる。
【００２７】
（８）上述（７）のフランジ部を備える超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記段差部と前記フランジ部との間に介在されて、前記超電導導体層と前記常電導部材とを接合する接合材を封止するシール部を備える形態が挙げられる。
【００２８】
上記形態は、上述（７）の形態の効果に加えて、シール部によって、上述の半田などの流動状態の接合材がフォーマの開口部側に漏出することをより確実に防止できる。
【００２９】
（９）上述（６）などの位置決め部を備える超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記位置決め部は、前記常電導部材の挿入穴の内周面に係合し、前記挿入穴の軸方向に沿って前記内側矯正部を案内する係合部を含む形態が挙げられる。
【００３０】
上記形態は、内側矯正部が取り付けられたケーブルコアが常電導部材の挿入穴に挿入された状態にする際、常電導部材の挿入穴の軸方向に沿って内側矯正部を案内すると、内側矯正部によって直進状態にあるケーブルコアも、上記挿入穴の軸方向に沿って案内できる。そのため、常電導部材を回転させながらケーブルコアに被せることを防止でき、ひいてはこの回転に伴う、ケーブルコアの露出箇所、特に超電導導体層が常電導部材の挿入穴の内周面に接触して損傷することを防止できる。従って、上記形態は、ケーブルコアと常電導部材とを容易にかつ適切に位置決めできて、ケーブルコアと常電導部材との接続作業性に優れる上に、超電導導体層の損傷も防止できる。上述（７）のフランジ部を備える場合には、段差部とフランジ部とを精度よく当接させることもできる。
【００３１】
（１０）上述の（５）などの外側壁部を備える超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記外側壁部の外周に前記常電導部材を固定する締結部材が留め付けられる溝部が設けられている形態が挙げられる。
【００３２】
上記形態では、内側矯正部が取り付けられたケーブルコアの先端部が常電導部材の挿入穴に挿入された状態で締結部材が留め付けられて、締結部材の先端が外側壁部の溝部に至ることで、外側壁部が常電導部材に強固に固定される。結果として、外側壁部に連結される内側矯正部も常電導部材に強固に固定され、この内側矯正部が取り付けられたフォーマを含むケーブルコアも常電導部材に強固に固定される。上記形態は、このようなケーブルコアと常電導部材との機械的接続によって上述の圧縮接続を省略しても強固に固定できる。従って、上記形態は、ケーブルコアと常電導接続部との接続作業性により優れる上に、上述の圧縮接続の省略によって、圧縮接続用の金具が不要な上に圧縮に伴う伸びも無く、常電導部材を短くでき、常電導部材の熱損失を低減できる。
【００３３】
（１１）上記の超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記矯正固定部は、前記常電導部材に圧縮固定される圧縮部を備える形態が挙げられる。
【００３４】
上記形態は、常電導部材に圧縮固定される内側矯正部を介して、ケーブルコアと常電導部材とを強固に固定できる。上述（４）の凹凸部を含む形態とすると、内側矯正部とケーブルコア（フォーマ）とが強固に固定されるため、ケーブルコアと常電導部材との接続強度もより高められる。このような上記形態は、ケーブルコアと常電導部材との接続強度がより高いことが望まれる場合に好適に利用できる。
【００３５】
（１２）上記の超電導ケーブルの接続構造の一例として、
前記内側矯正部と前記矯正固定部とが一体化された部材である形態が挙げられる。
【００３６】
上記形態では、内側矯正部と矯正固定部とを工場などで一体化しておけば、布設現場ではこの一体化部材をケーブルコアの先端部に取り付けることで、内側矯正部によるフォーマの矯正構造を容易に構築できる。従って、上記形態は、布設現場での作業を軽減でき、ケーブルコアと常電導部材との接続作業性により優れる。この一体化物は上述（４）の凹凸部を含む形態とすると、布設現場での作業を更に軽減できる。
【００３７】
（１３）本発明の一態様に係る芯出し部材は、
超電導導体層を支持する中空のフォーマの先端部から前記フォーマ内に挿入されて、前記フォーマの直進性を保持する内側矯正部と、
前記内側矯正部を前記フォーマの先端部に固定する矯正固定部とを備える。
【００３８】
上記の芯出し部材は、超電導ケーブルの端部において、段剥ぎされたケーブルコアに備える中空のフォーマの先端部に取り付けて使用される。上記の芯出し部材が取り付けられたフォーマは、上述のようにドラムの巻癖などに起因する曲がりが生じていても、その先端部に固定された内側矯正部によって矯正されて直進状態に保持される。上記の芯出し部材が取り付けられたケーブルコアに常電導部材を被せるなどして、上記ケーブルコアが挿入穴に挿入された状態にする際、ケーブルコアの軸と挿入穴の軸とを精度よくかつ容易に位置合わせできる上に、精度よくかつ容易に挿入状態にできる。ケーブルコアの先端部と挿入穴の内周面間の隙間が小さい場合でも、段剥ぎによって露出された超電導導体層が挿入穴の内周面に接触して損傷することも防止し易い。従って、上記の芯出し部材は、中空のフォーマを備えるケーブルコアと常電導部材との接続作業性の向上に寄与する。特に、上記の芯出し部材は、工場などで予め製造しておけば、布設現場では上記の芯出し部材をケーブルコアの先端部に取り付けることで、上記の芯出し部材（特に内側矯正部）によるフォーマの矯正構造を容易に構築できる。従って、上記の芯出し部材は、布設現場での作業の軽減にも寄与する。上記の芯出し部材を上述（４）の凹凸部を含む形態とすると、布設現場での作業の更なる軽減に寄与する。
【００３９】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の具体例を説明する。図において同一符号は同一名称物を意味する。
【００４０】
［実施形態１］
図１〜図４、図８を参照して、実施形態１の超電導ケーブルの接続構造１Ａ及び実施形態１の芯出し部材２Ａを説明する。図１の右半分は、実施形態１の芯出し部材２Ａを備える超電導ケーブルの接続構造１Ａについて、芯出し部材２Ａ、超電導ケーブル１００（図８）に備えるケーブルコア１１０、常電導部材３Ａにおける挿入穴３ｈの形成箇所近傍を、芯出し部材２Ａの軸（ここではケーブルコア１１０の軸に同軸）に平行な面で切断した部分縦断面図である。図１の左半分は、常電導部材３Ａにおける挿入穴３ｈの形成箇所近傍を切り欠いており、芯出し部材２Ａ及びケーブルコア１１０は外観を示す。
【００４１】
（概要）
実施形態１の超電導ケーブルの接続構造１Ａは、超電導ケーブル１００（図８）と常電導ケーブルなどの常電導機器（図示せず）や別の超電導ケーブルとを接続する場合などに、超電導ケーブル１００に備えるケーブルコア１１０の端部に設けられる。この超電導ケーブルの接続構造１Ａは、図１に示すように中空のフォーマ１１１の外周に設けられた超電導導体層１１２を備えるケーブルコア１１０と、ケーブルコア１１０の先端部が挿入される挿入穴３ｈが設けられ、挿入されたケーブルコア１１０と接続される常電導部材３Ａとを備える。常電導部材３Ａを介して、超電導ケーブル１００と常電導機器や別の超電導ケーブルとが接続される。特に、実施形態１の超電導ケーブルの接続構造１Ａは、フォーマ１１１の先端部からフォーマ１１１内に挿入されて、フォーマ１１１の直進性を保持する内側矯正部２０と、内側矯正部２０をフォーマの先端部に固定する矯正固定部２１とを備える。この例では、内側矯正部２０と矯正固定部２１とは一体化された部材であり、超電導ケーブルの接続構造１Ａは、この一体化部材（実施形態１の芯出し部材２Ａ）を備える。
【００４２】
内側矯正部２０は、超電導ケーブル１００の布設現場でケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとを接続する前に、フォーマ１１１の先端部内に挿入されると共にフォーマ１１１に固定されて、ドラムの巻癖などに起因するフォーマ１１１の先端部の曲がりを矯正する。内側矯正部２０によってフォーマ１１１を直進状態に保持することで、内側矯正部２０が取り付けられたケーブルコア１１０に常電導部材３Ａを被せるなどして、ケーブルコア１１０が挿入穴３ｈに挿入された状態を容易に構築できる。
【００４３】
以下、まず、図８を参照して超電導ケーブル１００の一例を説明する。次に、主に図１，図２を参照して芯出し部材２Ａを説明し、次に主に図４を参照して常電導部材３Ａを説明する。最後に、主に図３，図４を参照して超電導ケーブルの接続構造１Ａの組立手順を説明する。
【００４４】
（超電導ケーブル）
超電導ケーブル１００は、図８に示すようにケーブルコア１１０と、ケーブルコア１１０を収納し、冷媒１３２が充填される断熱管１２０とを備える。この例のケーブルコア１１０は、中心から順にフォーマ１１１、介在層１１８、超電導導体層１１２、電気絶縁層１１３、外側導電層１１４、保護層１１５を同軸状に備える。この例の断熱管１２０は、内管１２１と外管１２２とを備える真空断熱管である。この例の超電導ケーブル１００は、一つのケーブルコア１１０が一つの断熱管１２０に収納された単心ケーブルであり、かつ超電導導体層１１２及び電気絶縁層１１３が冷媒１３２に冷却される低温絶縁型のケーブルである。冷媒１３２は、液体窒素などの液体冷媒が代表的である。超電導ケーブル１００は、交流送電路、直流送電路のいずれにも利用できる。
【００４５】
（（フォーマ））
フォーマ１１１は、超電導導体層１１２を支持する部材である。ここでは、フォーマ１１１は中空体とし、内部空間を冷媒１３０の流路に利用する。このフォーマ１１１の構成材料は、液体窒素などの冷媒温度で利用可能であり、薄くても強度に優れる高強度材料、例えばステンレス鋼などの金属が挙げられる。この例のように螺旋状の凹凸が設けられたコルゲート管といった可撓管からなるフォーマ１１１は、上述の高強度材料から構成されていても可撓性に優れ、曲げなどを行い易い。薄肉管であれば、可撓性に更に優れる。
【００４６】
（（介在層））
介在層１１８は、超電導導体層１１２の機械的保護、事故電流の流路などを目的として設けられる。この例の介在層１１８は、銅やアルミニウム、その合金などの常電導材料からなる編組材、テープ、線材などからなる金属層と、金属層の上下を挟み、クラフト紙などの絶縁材からなるテープなどを巻回してなるクッション層とを備える。下側のクッション層は、コルゲート管からなるフォーマ１１１の直上に設けられて、コルゲート管の凹凸を平滑化し、その外周を円筒状に保形すると共に、フォーマ１１１と金属層間の電気的絶縁などを行う。金属層は、事故電流の流路に利用できる。上側のクッション層は、超電導導体層１１２の機械的保護（金属層などとの擦れ合いによる損傷からの保護）、金属層と超電導導体層１１２間の電気的絶縁などを行う。これらのクッション層は、金属層を含む金属部材の熱収縮も吸収できる。介在層１１８の厚さは適宜選択できる。介在層１１８を例えばクッション層のみとすることもできる。
【００４７】
（（超電導導体層））
超電導導体層１１２は、フォーマ１１１の外周（この例では介在層１１８上）に超電導線材をヘリカル巻きして形成される１層以上の線材層を備える。超電導線材は、酸化物超電導体を備えるテープ状線材、例えばＢｉ２２２３などのビスマス酸化物系銀シース線材や、ＲＥ１２３などの希土類酸化物系薄膜線材などが挙げられる。線材数や線材層の数は適宜選択できる。図１では４層の線材層を備える場合を例示する。線材層間には、絶縁紙などを巻回した層間絶縁層（図示せず）を設けることができる。
【００４８】
超電導導体層１１２とその外部との電気的絶縁を確保する電気絶縁層１１３、電界遮蔽や接地に利用される外側導電層１１４（超電導材料でも常電導材料でもよい）、超電導導体層１１２などを機械的に保護する保護層１１５、断熱管１２０、断熱管１２０の外周に設けられる防食層１２４などについては公知の構成を利用できる。そのため、詳細な説明は省略する。
【００４９】
（（端末処理））
超電導ケーブル１００の布設現場などにおいて、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとを接続する前、断熱管１２０の端部から露出されたケーブルコア１１０の端部は段剥ぎされて、図１に示すようにフォーマ１１１、介在層１１８、超電導導体層１１２、電気絶縁層１１３、…が順に露出される。ドラムの巻癖などがついたケーブルコア１１０を段剥ぎすることで、フォーマ１１１に付与されていた上記巻癖などに起因する残留応力が解放されて、ケーブルコア１１０の段剥ぎ箇所、特にフォーマ１１１に曲がりが生じることがある。フォーマ１１１が曲がったまま、ケーブルコア１１０の先端部に常電導部材３Ａを被せるなどすると、超電導導体層１１２が挿入穴３ｈの内周面に接触して損傷する恐れがある。そこで、挿入穴３ｈへの挿入前に、ケーブルコア１１０の先端部に内側矯正部２０（芯出し部材２Ａ）を取り付けて、内側矯正部２０によって、フォーマ１１１の先端部を矯正して直進状態を保持する。
【００５０】
（芯出し部材）
以下の説明では、図１に示す超電導ケーブルの接続構造１Ａが構築された状態において、図１〜図４に示す上側を常電導側、下側をケーブル側と呼ぶことがある。
実施形態１の芯出し部材２Ａは、図２に示すように内側矯正部２０と矯正固定部２１とを備える。この例の内側矯正部２０は円筒である。この例の矯正固定部２１は、内側矯正部２０におけるフォーマ１１１の先端部側領域の外周に配置されて、この先端部側領域との間にフォーマ１１１の先端部を介在させる外側壁部２１２と、内側矯正部２０と外側壁部２１２とを連結する先端連結部２１３とを備える。即ち、この例の芯出し部材２Ａは、内側矯正部２０における常電導側の領域と、外側壁部２１２とが部分的に重複する。また、この例では、外側壁部２１２の内側に、フォーマ１１１であるコルゲート管の凹凸に螺合する凹凸部２１０が設けられている。
【００５１】
（（内側矯正部））
内側矯正部２０は、フォーマ１１１の先端部の曲がりを矯正可能な程度の剛性を有する材料であって、かつフォーマ１１１内に収納されて冷媒１３０に接触するため、冷媒温度で利用可能な材料で構成されることが好ましい。この例の内側矯正部２０は、ステンレス鋼などの高強度な金属からなる円筒である。円筒（ストレート管）からなる内側矯正部２０は、フォーマ１１１の先端部に挿入されると、フォーマ１１１の内周の全周に亘って存在できるため、フォーマ１１１の先端部をより確実に矯正できて直進性を保持し易い。また、円筒からなる内側矯正部２０は、例えば複数の分割片の組物からなる内側矯正部２０（後述の実施形態６参照）などと比較して剛性が高いことからも、フォーマ１１１の先端部を矯正し易い。更に、円筒からなる内側矯正部２０は、その内周面及び外周面が平滑であり、フォーマ１１１への挿入時にフォーマ１１１の内周面に接触してもフォーマ１１１を損傷し難い上に、内側矯正部２０の挿入に伴う冷媒１３０の流通抵抗の増大を招き難く、良好な流通を確保し易い。円筒以外の筒体（例えば多角形の筒など）とすることもできるが、コルゲート管からなるフォーマ１１１は概ね円筒状であるため、内側矯正部２０も円筒であると、フォーマ１１１の先端部を矯正し易い。
【００５２】
内側矯正部２０の厚さｔ２０が厚いほど（例えば１．０ｍｍ以上）、剛性に優れてフォーマ１１１の直進性を保持し易い。厚さｔ２０がある程度薄いと（例えば５ｍｍ以下）、内側矯正部２０の挿入に伴う、フォーマ１１１の先端部における冷媒１３０の流通空間の低減を小さくし易く、冷媒１３０の良好な流通を確保し易い。この例の内側矯正部２０は、ストレート管であるため、厚さｔ２０は内側矯正部２０の全長に亘って一様である。
【００５３】
内側矯正部２０の長さＬ２０（ケーブルコア１１０の軸方向に沿った大きさ、この例では内側矯正部２０である円筒の軸方向に沿った大きさに等しい）は、内側矯正部２０がフォーマ１１１に装着された状態において、段剥ぎされたケーブルコア１１０における矯正が望まれる領域に至る長さ以上であることが好ましい。ここで、ケーブルコア１１０の段剥ぎ箇所において電気絶縁層１１３が除去された領域は曲がりが生じ易く、特にフォーマ１１１の先端部の曲がりが顕著である、との知見を得た。上記電気絶縁層１１３が除去された領域は、超電導導体層１１２の露出箇所を含み、常電導部材３Ａの挿入穴３ｈに挿入されて常電導部材３Ａに接続される領域であり、上記矯正が望まれる領域といえる。そのため、内側矯正部２０の長さＬ２０は、ケーブルコア１１０の段剥ぎ箇所のうち、フォーマ１１１の開口部から超電導導体層１１２の露出箇所までの領域（図１参照）の全域に至る長さであることが好ましい。この例の長さＬ２０は、内側矯正部２０がケーブルコア１１０と共に常電導部材３Ａの挿入穴３ｈに挿入された状態において、内側矯正部２０の端部（図２，図１では下端部）が常電導部材３Ａにおける挿入穴３ｈの開口縁（図１では下端縁）に至る長さ以上である。長さＬ２０が上述のように常電導部材３Ａの開口縁に至る長さと同等であれば、又は同等を超えていれば、フォーマ１１１内の内側矯正部２０によってケーブルコア１１０における上述の矯正が望まれる領域の全域を直進状態に保持できる。内側矯正部２０における常電導部材３Ａの開口縁から突出する長さは、適宜選択できるが、長過ぎると内側矯正部２０の長大化、ひいては芯出し部材２Ａの長大化を招くことから、例えば１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度とすることが挙げられる。
【００５４】
内側矯正部２０の外径Ｒ２０は、フォーマ１１１の最小内径に近いほど、内側矯正部２０をフォーマ１１１に沿わせて配置できて、フォーマ１１１をより確実に矯正できる。また、フォーマ１１１と内側矯正部２０間の隙間を小さくでき、この隙間に起因する冷媒１３０の流通抵抗の増大を低減し易い。従って、外径Ｒ２０はフォーマ１１１の最小内径と実質的に等しいことが好ましい。より具体的には外径Ｒ２０と上記最小内径との差を、内側矯正部２０の挿入作業性を確保するための微小な隙間程度にすることが挙げられる。内側矯正部２０の内径ｒ２０は、外径Ｒ２０及び厚さｔ２０に応じて適宜選択するとよい。
【００５５】
その他、図１に示すように内側矯正部２０におけるケーブル側の端部の角部（図１では下側角部）を面取りすることができる。こうすることで、芯出し部材２Ａをフォーマ１１１内に挿入し易い上に、上記角部がフォーマ１１１の内周面に接触してもこの内周面を損傷し難い。
【００５６】
（（矯正固定部））
この例の矯正固定部２１は、外側壁部２１２と先端連結部２１３とを備える。この例の外側壁部２１２は円筒状である。詳しくは、外側壁部２１２は、その内周に凹凸部２１０が設けられ、その外周に締結部材４（図１）が留め付けられる溝部２１４（後述）が設けられ、内外に凹凸を有する円筒状体である。この例の先端連結部２１３は、内側矯正部２０における常電導側の周縁から径方向外方に延設された円環状のフランジである。フランジ付き円筒を利用すれば、内側矯正部２０と先端連結部２１３とを構成できる。このフランジの外側面と外側壁部２１２の常電導側の周縁とが溶接などによって接合されて（図３参照）、内側矯正部２０と矯正固定部２１とが一体化されている。内側矯正部２０の常電導側の領域と外側壁部２１２間にはフォーマ１１１の先端部が介在可能な程度の隙間ｇが設けられる。所定の隙間ｇが設けられるように、上述のフランジの突出量などを調整する。
【００５７】
凹凸部２１０は、フォーマ１１１を構成するコルゲート管の凹凸に対応した螺旋状の凹凸を有する。凹凸部２１０を上記コルゲート管にねじ込むことで、フォーマ１１１の先端部に芯出し部材２Ａ（内側矯正部２０）を容易に固定できる。また、コルゲート管の凹凸と凹凸部２１０とをねじ結合によって強固に固定でき、フォーマ１１１から芯出し部材２Ａが外れ難い。凹凸部２１０は、フォーマ１１１と芯出し部材２Ａとを機械的に接続することから、この接続に必要な強度を有するように形成長さＬ２１０（凹凸部２１０におけるケーブルコア１１０の軸方向に沿った大きさ）などを選択するとよい。凹凸部２１０は、螺旋状の凹凸を有する部材を別途作製し、円筒状の外側壁部２１２に溶接などで固定することが挙げられる。
【００５８】
外側壁部２１２の長さＬ２１２（ケーブルコア１１０の軸方向に沿った大きさ、この例では外側壁部２１２をつくる円筒状体の軸方向に沿った大きさに等しい）は、凹凸部２１０の形成長さＬ２１０などに応じて適宜選択するとよく、内側矯正部２０の長さＬ２０よりも短くてよい（Ｌ２１０≦Ｌ２１２＜Ｌ２０）。外側壁部２１２の外径Ｒ２１や厚さは、フォーマ１１１の内径や外径、常電導部材３Ａの挿入穴３ｈの開口径、上記隙間ｇなどに応じて適宜選択するとよい。特に、フォーマ１１１に芯出し部材２Ａを取り付けた状態において、フォーマ１１１の内周面（最小内径の部分）と内側矯正部２０の外周面とが実質的に接するように、内側矯正部２０の内径ｒ２０、外側壁部２１２の外径Ｒ２１や厚さ、隙間ｇなどを調整するとよい。隙間ｇが大き過ぎると、フォーマ１１１に内側矯正部２０を固定できても、フォーマ１１１と内側矯正部２０間の間隔が大きく、内側矯正部２０によるフォーマ１１１の矯正を適切に行い難い。図１では、フォーマ１１１に芯出し部材２Ａを取り付けた状態において、フォーマ１１１の内周面（最小内径の部分）と内側矯正部２０の外周面とが実質的に接する場合を例示する。
【００５９】
この例の外側壁部２１２は、その外周面におけるフォーマ１１１の軸方向の中間部に、その周方向に連続する円環状の溝部２１４を備える。溝部２１４には、図１に示すように外側壁部２１２に常電導部材３Ａを固定する締結部材４が留め付けられる。締結部材４の端部が溝部２１４に係止されることで、外側壁部２１２と常電導部材３Ａとは機械的に強固に固定される。その結果、外側壁部２１２に連結される内側矯正部２０と常電導部材３Ａとが機械的に強固に固定され、ひいては内側矯正部２０が取り付けられたフォーマ１１１を備えるケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとが機械的に強固に固定される。そのため、この例では、従来、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとの機械的接続に利用していた圧縮接続を省略できる。
【００６０】
この例の溝部２１４は、連続する一つの円環溝であり、かつ帯状の溝である。溝部２１４は、常電導部材３Ａに設けられた締結部材４の締結孔３４（図１）の形成位置及び個数に対応して複数の溝群とすることができる。この例のように円環溝とする場合、更に溝幅を締結孔３４の開口径よりも若干大きくすれば（図１の右半分参照）、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０に常電導部材３Ａを被せるなどして、ケーブルコア１１０が挿入穴３ｈに挿入された状態にすると、締結孔３４の形成位置に溝部２１４を容易に配置できる。そのため、高精度な位置決めが不要であり、作業性に優れる。
【００６１】
更に、この例の外側壁部２１２は、内側矯正部２０を常電導部材３Ａに位置決めする位置決め部を備える。詳しくは、この例の外側壁部２１２は、そのケーブル側の周縁から径方向外方に突出する円環状のフランジ部２１６が設けられている。フランジ部２１６は、図１に示すように芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０が常電導部材３Ａに挿入された状態において、常電導部材３Ａの挿入穴３ｈを形成する内周面のうち段差部３１に当接する（詳細は後述）。この例の位置決め部は、この段差部３１に当接されるフランジ部２１６を含む。芯出し部材２Ａ及び常電導部材３Ａに互いの位置決め部を備えることで、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０を常電導部材３Ａに対して適切に位置決めできる。この例のフランジ部２１６は、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０に常電導部材３Ａを被せる際などの当たり止めとしても機能して、上述の位置決めを容易に行えて作業性にも優れる。
【００６２】
更に、この例のフランジ部２１６は、超電導導体層１１２と常電導部材３Ａとを半田やロウ材などの接合材によって接続する場合に、接合材が常電導側に漏れ出ることを防止する遮蔽部材としても機能する（詳細は後述）。そのため、フランジ部２１６における上述のケーブル側の周縁からの突出高さは、上述のように段差部３１に当接すると共に、接合材の漏出を防止できるように調整する。この例では、図４に示すように、フランジ部２１６の外径が介在層１１８の外径に概ね対応した大きさとなるように、突出高さを調整している。
【００６３】
矯正固定部２１の構成材料は、内側矯正部２０と同様に冷媒温度で使用可能であり、かつ上述の機械的接続に対する強度を有するような高強度な材料、例えばステンレス鋼などの高強度な金属などが挙げられる。
【００６４】
（常電導部材）
この例の常電導部材３Ａは、超電導ケーブル１００と常電導機器との接続に用いられるものであり、図１に示すように常電導側が棒状であり、ケーブル側が開口して筒状となった部材である。常電導側の棒状部分は、常電導材料からなるリード導体（図示せず）が更に接続されるリード接続部３ａである。ケーブル側の筒状部分は、挿入穴３ｈが設けられ、ケーブルコア１１０が挿入配置されると共に、超電導導体層１１２が接続されるコア接続部３ｂである。なお、リード接続部３ａとリード導体とが一体化された常電導部材３Ａとすることができる。この例のようにリード導体を別部材とすると、ケーブルコア１１０に直接接続する部材を小型にできて取り扱い易く、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとの接続作業性に優れる。
【００６５】
この例の挿入穴３ｈは、図４に示すように、常電導側（リード接続部３ａ側）に向かって、内径が段階的に小さくなる円筒状の穴である。即ち、挿入穴３ｈを形成する内周面は、常電導側に向かって高い段となる階段状に設けられている。階段状の内周面のうち、ケーブル側（開口端側）の各段の内径は、図１に示すように超電導導体層１１２の各線材層の外径に対応し、常電導側の段の内径は、介在層１１８の外径に対応するように設けられている。コア接続部３ｂのケーブル側には、半田などの接合材を充填する接合孔３９が段ごとに設けられている。階段状の内周面のうち、介在層１１８に対応する箇所とそれよりも常電導側の箇所との間の段差部３１には、上述のように芯出し部材２Ａのフランジ部２１６が当接する（図４の仮想線（二点鎖線）、図１参照）。コア接続部３ｂの常電導側には、芯出し部材２Ａと常電導部材３Ａとを留め付ける締結部材４がねじ込まれる締結孔３４が設けられている。挿入穴３ｈの底部近傍には、フォーマ１１１内を流通する冷媒１３０を常電導部材３Ａの内外で流通させるための冷媒孔３７が設けられている。
【００６６】
挿入穴３ｈの各段の内径は、挿入穴３ｈの内周面と、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０の先端部間に若干の隙間（挿入作業上に必要な隙間）が設けられる程度に調整すると、この隙間に充填される半田などの接合材量を低減できる。芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０の先端部は、上述のようにフォーマ１１１の直進性が保持されているため、上記隙間が小さくても、上記内周面との接触による超電導導体層１１２の損傷を生じることなく、ケーブルコア１１０の先端部が挿入穴３ｈに挿入された状態を容易に構築できる。従って、上記隙間を、接合材量を低減可能な大きさにすることができる。
【００６７】
（超電導ケーブルの端末構造の組立手順）
実施形態１の超電導ケーブルの接続構造１Ａは、例えば、以下のようにして構築する。
予め工場などで芯出し部材２Ａを作製しておく。
布設現場では、超電導ケーブル１００の端部において、断熱管１２０から露出されたケーブルコア１１０を段剥ぎして、フォーマ１１１の先端部などを露出させる。
【００６８】
図３に示すように、フォーマ１１１の先端部に芯出し部材２Ａを取り付ける。詳しくは、内側矯正部２０のケーブル側の端部をフォーマ１１１の開口部からフォーマ１１１内に挿入していく（白抜き矢印参照）。内側矯正部２０は、その外周面がフォーマ１１１における最小内径の部分に沿って挿入される。そのため、フォーマ１１１の先端部は、挿入前に曲がっていても、内側矯正部２０の挿入に伴って直進状態に矯正されていく。
【００６９】
芯出し部材２Ａのフランジ部２１６がフォーマ１１１の開口部を過ぎると、内側矯正部２０をフォーマ１１１内に挿入させつつ、内側矯正部２０と外側壁部２１２間にフォーマ１１１を挿入させる。フォーマ１１１の開口部近傍は、内側矯正部２０が既に存在して直進状態に保持されている。また、内側矯正部２０の外周面と外側壁部２１２の内周面間の隙間ｇにおいてフランジ部２１６近傍は、フォーマ１１１が挿入可能な程度の大きさを有する（最大内径がフォーマ１１１の最大外径よりも若干大きい）。そのため、隙間ｇにフォーマ１１１の開口部近傍を容易に挿入できる。
【００７０】
隙間ｇにフォーマ１１１が入ったぐらいから、芯出し部材２Ａを回転させながらフォーマ１１１への挿入を行う。こうすることで、フォーマ１１１の先端部側領域のうち、開口部近傍の凹凸と芯出し部材２Ａの凹凸部２１０とを螺合させられる。完全にねじ込めた状態では、フォーマ１１１の開口部は、先端連結部２１３に当接する（図１）。このねじ込み作業によって、フォーマ１１１に芯出し部材２Ａ（特に内側矯正部２０）を固定できる。フォーマ１１１において内側矯正部２０が存在する箇所は、内側矯正部２０によって矯正されて直進性が保持される。ここでは、図１に示すように、ケーブルコア１１０において常電導部材３Ａの挿入穴３ｈに挿入される領域、即ちフォーマ１１１の常電導側の開口部から、露出された超電導導体層１１２に至るまでの領域に内側矯正部２０が存在し、この領域の全域に亘って直進性が保持される。
【００７１】
図４に示すように、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０に常電導部材３Ａを被せるなどして、ケーブルコア１１０が挿入穴３ｈに挿入された状態とする。ケーブルコア１１０の先端部は、上述のように矯正されて直進状態となっているため挿入穴３ｈに入り易い。また、挿入穴３ｈの軸とケーブルコア１１０の軸とを容易に位置決めでき、ケーブルコア１１０を常電導部材３Ａの適切な位置に挿入配置できる。ケーブルコア１１０の構成要素が挿入穴３ｈの内周面に接触して損傷することも無い。
【００７２】
図４の仮想線に示すように、芯出し部材２Ａのフランジ部２１６が挿入穴３ｈの内周面の段差部３１に当接するまで、常電導部材３Ａをケーブルコア１１０側に移動する。この当接によって、芯出し部材２Ａ、及びケーブルコア１１０の介在層１１８、超電導導体層１１２の各線材層は、常電導部材３Ａの挿入穴３ｈを形成する内周面の各段に位置決めされる（図１）。常電導部材３Ａの締結孔３４の形成位置には、芯出し部材２Ａの溝部２１４が配置され、各接合孔３９の形成位置には、介在層１１８、各線材層が配置される。この状態で、締結部材４を締結孔３４及び溝部２１４に留め付ける。こうすることで、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０を常電導部材３Ａに機械的に接続できる。
【００７３】
図１，図４では、締結部材４を一つのみ示すが、コア接続部３ｂの周方向に複数の締結孔３４を備えて、複数の締結部材４が留め付けられる構成とすると、外側壁部２１２と常電導部材３Ａとをより強固に固定できる。ひいては、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとを強固に固定できる。この場合でも、溝部２１４を外側壁部２１２の周方向に連続する円環溝とすることで、各締結孔３４の形成位置に溝部２１４を確実に配置できる。複数の締結孔３４は、コア接続部３ｂの周方向に等間隔に設けられることが好ましい。
【００７４】
次に、各接合孔３９に半田などの接合材を流し込み、介在層１１８と常電導部材３Ａ、超電導導体層１１２の各線材層と常電導部材３Ａを接合材で固定して電気的に接続する。接合材は、接合孔３９から、介在層１１８の外周面や各線材層の外周面と挿入穴３ｈの内周面間の隙間に充填される。この例では、段差部３１に芯出し部材２Ａのフランジ部２１６が当接しており、流動状態の接合材がフランジ部２１６を経てより常電導側に漏れ出ようとしても、フランジ部２１６によって堰き止められる。そのため、挿入穴３ｈの内周面と、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０の先端部間の隙間に応じた少量の接合材であっても、超電導導体層１１２と常電導部材３Ａとを適切に接合できる。接合材量の低減によって、接合材に起因する接続抵抗の増大も低減できる。
【００７５】
以上の工程により、内側矯正部２０及び矯正固定部２１を含む矯正治具（ここでは芯出し部材２Ａ）を備える実施形態１の超電導ケーブルの接続構造１Ａを構築できる。常電導部材３Ａにリード導体を接続したり、終端接続構造を構築したりする手順や構成などは、公知の技術を参照するとよい。
【００７６】
（効果）
実施形態１の超電導ケーブルの接続構造１Ａは、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとの接続前に、ケーブルコア１１０のフォーマ１１１の先端部に内側矯正部２０が取り付けられることで、中空のフォーマ１１１にドラムの巻癖などに起因する曲がりが生じていても、フォーマ１１１の先端部を直進状態に保持できる。特に、この例の内側矯正部２０は円筒であり、剛性に優れる上に、その外径Ｒ２０がコルゲート管からなるフォーマ１１１の最小内径に実質的に等しいため、フォーマ１１１の先端部をより確実に矯正できる。また、この例の内側矯正部２０の長さＬ２０は、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０が常電導部材３Ａの挿入穴３ｈに挿入された状態において、内側矯正部２０のケーブル側の端部が挿入穴３ｈの開口縁に至る長さ以上である（図１）。ケーブルコア１１０において挿入穴３ｈに挿入されるために直進性が求められる領域、即ち矯正が望まれる領域のフォーマ１１１内に内側矯正部２０が存在することで、ケーブルコア１１０における矯正が望まれる領域の全域を矯正でき、直進状態に保持できる。このような内側矯正部２０を備えるケーブルコア１１０が常電導部材３Ａの挿入穴３ｈに挿入された状態にする際、ケーブルコア１１０の軸と挿入穴３ｈの軸とを精度よくかつ容易に位置合わせできる上に精度よくかつ容易に挿入状態にできる。また、ケーブルコア１１０の先端部と挿入穴３ｈの内周面間の隙間を小さくしても、ケーブルコア１１０の先端部において露出された超電導導体層１１２が挿入穴３ｈの内周面に接触して損傷することも防止できる。従って、実施形態１の超電導ケーブルの接続構造１Ａは、中空のフォーマ１１１を備えるケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとの接続作業性に優れる。実施形態１の芯出し部材２Ａは、中空のフォーマ１１１を備えるケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとの接続作業性の向上に寄与する。
【００７７】
特に、この例では、内側矯正部２０と矯正固定部２１とが一体化された芯出し部材２Ａとする上に、矯正固定部２１はフォーマ１１１であるコルゲート管の凹凸に螺合する凹凸部２１０を備える。このような凹凸部２１０を備える芯出し部材２Ａを工場などで予め製造しておけば、布設現場では、芯出し部材２Ａをフォーマ１１１の先端部にねじ込むことで、フォーマ１１１の先端部に内側矯正部２０を容易に固定できる。そのため、この形態は、フォーマ１１１に内側矯正部２０を溶接などによって固定する場合に比較して、布設現場での作業性に優れる。芯出し部材２Ａは、布設現場での作業性の向上に寄与する。また、ねじ結合によって、フォーマ１１１と内側矯正部２０とを強固に固定できる上に両者が外れ難く、フォーマ１１１の先端部などの直進状態をより確実に保持できる。更に、この例では、外側壁部２１２の内側に凹凸部２１０を備えるため、内側矯正部２０をフォーマ１１１の内周面に接して又は近付けて配置でき、フォーマ１１１の先端部などをより確実に矯正して直進状態を保持できる。その上、凹凸部２１０を含む外側壁部２１２と内側矯正部２０とがフォーマ１１１の径方向に重複して存在し、この重複領域では、フォーマ１１１を矯正しつつ、フォーマ１１１への固定を行う。このような芯出し部材２Ａは、例えば、内側矯正部２０と凹凸部２１０とがフォーマ１１１の軸方向に隣り合って並ぶ場合（後述の実施形態５参照）に比較して長さを短くでき、より小型、軽量な矯正治具とすることができる。
【００７８】
その他、この例の超電導ケーブルの接続構造１Ａは以下の効果も奏する。
（１）外側壁部２１２の外周に締結部材４が留め付けられる溝部２１４を備えることで、上述のように外側壁部２１２、芯出し部材２Ａ、フォーマ１１１を介して、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとを機械的に接続できる。その結果、この形態は、圧縮接続が不要であり、施工現場での作業性に優れる。また、この形態は、圧縮接続箇所の省略により、常電導部材３Ａを短くでき、小型である上に常電導部材３Ａでの熱損失を低減できる。従って、この例の超電導ケーブルの接続構造１Ａは、小型で、低損失な終端構造などの構築に寄与する。
【００７９】
（２）外側壁部２１２のケーブル側の端部に、常電導部材３Ａの挿入穴３ｈの段差部３１に当接するフランジ部２１６を備えるため、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０が常電導部材３Ａの挿入穴３ｈに挿入された状態にする際にフランジ部２１６を当て止めに利用でき、作業性に優れる。このフランジ部２１６は、挿入穴３ｈにおける半田などの接合材が充填される領域（図１では、挿入穴３ｈの開口端から介在層１１８の存在位置まで）と、接合材が不要な領域（図１では、挿入穴３ｈの段差部３１よりも常電導側の領域）との間に介在される。そのため、フランジ部２１６は、接合材が上記不要な領域に漏出することを防止することにも寄与する。
【００８０】
（３）内側矯正部２０が取り付けられたケーブルコア１１０の先端部は、上述のように直進状態に保持されるため、ケーブルコア１１０の先端部と挿入穴３ｈの内周面間の隙間をより小さくできる。上記隙間（但し、段差部３１までの領域）に充填される接合材量を低減でき、接合材に起因する接続抵抗の増大を低減できる。
【００８１】
図５〜図７を参照して、実施形態２〜４の超電導ケーブルの接続構造１Ｂなどを説明する。実施形態２〜４の超電導ケーブルの接続構造１Ｂなどの基本的構成は、実施形態１と同様であり、段剥ぎされたケーブルコア１１０においてフォーマ１１１の先端部に芯出し部材２Ａ，２Ｃ，２Ｄ（内側矯正部２０）が矯正固定部２１を介して取り付けられて直進状態に保持される。以下、実施形態１との相違点を中心に説明し、重複する構成及び効果は詳細な説明を省略する。
【００８２】
［実施形態２］
図５は、実施形態２の超電導ケーブルの接続構造１Ｂにおいて、芯出し部材２Ａのフランジ部２１６及び常電導部材３Ａの段差部３１近傍を示し、図５の左半分は縦断面図であり、図５の右半分は常電導部材３Ａの外観を示す。
【００８３】
実施形態２の超電導ケーブルの接続構造１Ｂは、芯出し部材２Ａのフランジ部２１６と常電導部材３Ａの挿入穴３ｈの段差部３１との間に介在されて、超電導導体層１１２と常電導部材３Ａとを接合する上述の半田などの接合材（図示せず）を封止するシール部２２を備える。
【００８４】
実施形態１で説明したようにフランジ部２１６と段差部３１とを当接させることで、上記接合材における常電導側への流出を防止できる。しかし、構成部材の製造誤差や施工誤差などによって、フランジ部２１６と段差部３１とがフランジ部２１６の全周に亘って当接できない可能性がある。上述の全周に亘って当接できない場合、フランジ部２１６と段差部３１との間に隙間が生じて、流動状態の接合材が常電導側に流出する可能性がある。これに対し、シール部２２を備えることで、上述の隙間を無くすことができ、流動状態の接合材が常電導側に流出することをより確実に防止できる。
【００８５】
シール部２２には、冷媒及び流動状態の接合材に対する耐熱性を備える種々の材料が利用できる。シール部２２の構成材料の一例として、ケイ酸塩を含む接着剤などが挙げられる。シール部２２には、公知の耐熱性接着剤などを利用できる。シール部２２は、例えば、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０に常電導部材３Ａを被せる前に、フランジ部２１６における段差部３１との当接面の全周に亘って上述の接着剤を塗布することで設けられる。シール部２２の厚さは、上述の接合材の流出を防止できる範囲で選択するとよい。図５では、シール部２２が分かり易いように厚く示す。
【００８６】
［実施形態３］
図６は、実施形態３の芯出し部材２Ｃを備える実施形態３の超電導ケーブルの接続構造１Ｃにおいて、常電導部材３Ｃの挿入穴３ｈの形成箇所近傍を切り欠いており、芯出し部材２Ｃ及びケーブルコア１１０は外観を示す。実線は、実施形態３の芯出し部材２Ｃが取り付けられたケーブルコア１１０に常電導部材３Ｃを被せる途中工程を示し、仮想線（二点鎖線）は、被せられた後の超電導ケーブルの接続構造１Ｃを示す。
【００８７】
実施形態３の芯出し部材２Ｃは、外側壁部２１２に内側矯正部２０を常電導部材３Ｃに位置決めする位置決め部を備える。この位置決め部は、常電導部材３Ｃの挿入穴３ｈの内周面に係合し、挿入穴３ｈの軸方向（図６では上下方向）に沿って内側矯正部２０を案内する係合部２１８を含む。この例では、挿入穴３ｈの内周面に挿入穴３ｈの軸方向に沿った縦溝部３８が設けられており、係合部２１８は縦溝部３８に嵌る突片である。
【００８８】
実施形態１で説明したように、芯出し部材２Ａが取り付けられたケーブルコア１１０は直進状態に保持されるため、常電導部材３Ａを被せる際にケーブルコア１１０の軸と挿入穴３ｈの軸とを容易にかつ精度よく位置決めできる。しかし、円筒状のケーブルコア１１０に対して常電導部材３Ａを回転させて被せる可能性がある。上述の構成部材の製造誤差や施工誤差などによっては、この回転に伴って、ケーブルコア１１０における超電導導体層１１２が常電導部材３Ａの挿入穴３ｈの内周面に接触して損傷する可能性がある。これに対し、実施形態３の芯出し部材２Ｃは、挿入穴３ｈの軸方向に案内する係合部２１８を備えるため、以下のように上述の回転を防止できる。
【００８９】
図６の下向き矢印に示すように常電導部材３Ｃを芯出し部材２Ｃが取り付けられたケーブルコア１１０に被せていき、挿入穴３ｈの底部が芯出し部材２Ｃの先端部に近付くにつれて、露出された超電導導体層１１２と挿入穴３ｈの内周面との間の間隔が狭くなる。そのため、仮に常電導部材３Ｃを回転させると超電導導体層１１２と挿入穴３ｈの内周面とが接触し得る。しかし、実施形態３の芯出し部材２Ｃを備えることで、係合部２１８が縦溝部３８に嵌め込まれて、常電導部材３Ｃの移動方向を縦溝部３８に沿った方向、即ち挿入穴３ｈの軸方向に規制して、上述の回転を防止できる。常電導部材３Ｃにおける縦溝部３８に沿った方向の移動は、図６の仮想線に示すように係合部２１８が縦溝部３８の常電導側端部に当接するまで維持される。この間、超電導導体層１１２は、挿入穴３ｈの内周面との間の間隔が狭くても内周面に接触せず、この接触による損傷を防止できる。また、この例のようにフランジ部２１６と段差部３１とを当接させる構成では、上述のように常電導部材３Ｃの移動方向を挿入穴３ｈの軸方向に規制するため、段差部３１をフランジ部２１６の全周に亘って精度よく当接できる。フランジ部２１６と段差部３１との当接によって、実施形態２で説明したシール部２２を備える場合は勿論、備えていない場合（実施形態１参照）でも、上述の半田などの接合材における常電導側への漏出を防止し易い。即ち、係合部２１８と縦溝部３８とは、フランジ部２１６と段差部３１との当接に対するガイド部として機能する。
【００９０】
この例の係合部２１８は、図６に示すように外側壁部２１２から外方に突出し、外側壁部２１２の長手方向（図６では上下方向、芯出し部材２Ｃの軸方向に相当）に沿った形成長さが比較的小さい柱状の突片とする。また、この例では、外側壁部２１２の長手方向にみて突片を一つのみ備え、周方向にみて複数の突片を備える。係合部２１８の形状、大きさ、外側壁部２１２の長手方向にみた個数、周方向にみた個数などは適宜変更できる。例えば、係合部２１８は、外側壁部２１２の長手方向に離間して配置される複数の突片群とすることができる。この場合、外側壁部２１２の長手方向に複数の係合部２１８を備える。又は、外側壁部２１２の長手方向に連続する突条（上記形成長さが比較的長いもの）とすることができる。この場合、例えば外側壁部２１２の長手方向に一つのみ係合部２１８を備えてもよい。突片群や突条を備える形態は、挿入穴３ｈ内における芯出し部材２Ｃの位置がより安定し易く、上述の回転をより確実に防止し易い。一方、この例のように係合部２１８を外側壁部２１２の長手方向に一つのみの突片とすると、上述の構成部材の製造誤差や施工誤差などが有る場合でも、挿入穴３ｈの係合部（ここでは縦溝部３８）に係合し易い。上述の突片群や突条では、外側壁部２１２の長手方向に一様な突出高さを有する形態の他、突出高さが常電導側に向かって順次小さくなる形態などとすることができる。係合部２１８における常電導側の突出高さがより小さいことで、縦溝部３８に嵌め込み易く作業性に優れる。
【００９１】
また、この例では、外側壁部２１２の周方向に等間隔に複数の係合部２１８を備える。詳しくは、外側壁部２１２の周方向に９０°ずつずれた位置に合計四つの係合部２１８を備える（図６では二つのみ示す）。この例のように外側壁部２１２の周方向に複数の係合部２１８を備えると、好ましくは外側壁部２１２の均等位置に備えると、挿入穴３ｈの軸方向に沿って内側矯正部２０を精度よく案内できる。なお、外側壁部２１２の周方向に一つのみ、係合部２１８を備えることもできる。
【００９２】
この例の芯出し部材２Ｃのように係合部２１８を突片などとし、フランジ部２１６を備える場合には、突片などの突出高さはフランジ部２１６の突出高さよりも小さい範囲で選択することが好ましい。
【００９３】
その他、芯出し部材２Ｃに備える係合部２１８を縦溝部とし、常電導部材３Ｃに備える係合部を突片や突条とすることもできる。芯出し部材２Ｃ（内側矯正部２０）に備える係合部２１８及び常電導部材３Ｃに備える係合部は、キー及びキー溝として利用される種々の形状のものが利用できる。
【００９４】
［実施形態４］
図７は、実施形態４の芯出し部材２Ｄを備える実施形態４の超電導ケーブルの接続構造の組立途中において、常電導部材３Ｄの挿入穴３ｈの形成箇所近傍を切り欠いており、芯出し部材２Ｄ及びケーブルコア１１０は外観を示す。
【００９５】
実施形態４の芯出し部材２Ｄは、矯正固定部２１が常電導部材３Ｄに圧縮固定される圧縮部２３を備える。この例の圧縮部２３は筒状の部材であり、矯正固定部２１の端部（先端連結部２１３の端面）に溶接されて、内側矯正部２０及び矯正固定部２１に一体化されている。常電導部材３Ｄは、圧縮部２３を圧縮固定する引留め部３３を備える。図７は、圧縮前の状態を示す。
【００９６】
実施形態１で説明したように外側壁部２１２の外周に締結部材４が留め付けられる溝部２１４を備えることで、芯出し部材２Ａを介して、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとを機械的に接続できる（図１）。しかし、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ａとの接続強度がより高いことが望まれる場合が有る。これに対し、実施形態４の芯出し部材２Ｄは溝部２１４に代えて（省略して）、圧縮部２３を備え、常電導部材３Ｄは締結部材４の締結孔３４に代えて（省略して）、引留め部３３を備える。常電導部材３Ｄに圧縮固定される芯出し部材２Ｄ（内側矯正部２０）を介して、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ｄとを強固に固定できる。この例の芯出し部材２Ｄは凹凸部２１０（図１参照）を含み、内側矯正部２０とケーブルコア１１０（フォーマ１１１）とが強固に固定されることからも、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ｄとの接続強度をより高められる。従って、実施形態４の芯出し部材２Ｄを備える実施形態４の超電導ケーブルの接続構造は、ケーブルコア１１０と常電導部材３Ｄとの接続強度により優れる。
【００９７】
圧縮部２３には、例えばステンレス鋼などの鉄合金などからなる筒状の金具などが利用できる。圧縮部２３を矯正固定部２１とは独立した金具とする場合、例えば、矯正固定部２１や内側矯正部２０よりも、より高強度な材料からなる筒材などを利用できる。このような圧縮部２３は、特許文献１に圧縮接続用の金具として記載される固定金具など公知の構成のものが利用できる。圧縮部２３と矯正固定部２１との接続には、各種の溶接などが利用できる。又は、圧縮部２３は、切削加工や鋳造などによって、矯正固定部２１や内側矯正部２０に一体に成形されたものとすることもできる。圧縮部２３の外周面を凹凸形状とすると（図７では簡略化して示す）、引留め部３３が噛み合い易く、圧縮接続による接続強度をより高められる。なお、圧縮部２３の貫通孔（図７の破線参照）の内部空間は、内側矯正部２０の貫通孔及びフォーマ１１１の貫通孔の内部空間に連通して、冷媒１３０（図８）の流路に利用される。
【００９８】
常電導部材３Ｄの挿入穴３ｈの長さは、実施形態１で説明した常電導部材３Ａの挿入穴３ｈの長さに対して、圧縮部２３の収納長さを加えた大きさを有する。引留め部３３は、芯出し部材２Ｄが取り付けられたケーブルコア１１０が挿入穴３ｈに挿入された状態において、圧縮部２３の収納位置に対応して設けるとよい。
【００９９】
実施形態４の超電導ケーブルの接続構造において、実施形態２で説明したシール部２２及び実施形態３で説明した係合部２１８の少なくとも一方を備えることができる。
【０１００】
その他の形態として、例えば、以下が挙げられる。
［実施形態５］
芯出し部材２Ａを、円筒と、凹凸部２１０とを円筒の軸方向に隣り合って並べられた管体とする。
この場合、円筒が内側矯正部２０に該当する。凹凸部２１０は、別途作製して上記円筒に溶接などによって接合したり、円筒の一端部側を凹凸形状に成形したりすることで設けられる。後者の場合、溶接が不要である。実施形態１と同様に、コルゲート管からなるフォーマ１１１の先端部に凹凸部２１０を螺合させることで、ケーブルコア１１０の先端部に芯出し部材２Ａを取り付けられる。この形態の凹凸部２１０は、実施形態１とは異なり、フォーマ１１１の内側に螺合する。この形態の芯出し部材２Ａは、実施形態１と同様に工場などで製造可能であり、布設現場での作業性の向上に寄与する。但し、ねじ込み作業性を考慮すると、実施形態１のように外側壁部２１２に凹凸部２１０を設けることが好ましい。
【０１０１】
［実施形態６］
内側矯正部２０を、複数の分割片を円筒状に並べて一体化した組物とする。
各分割片は、断面円弧状の湾曲板片、断面半円弧状の樋状片などであって、ステンレス鋼板などの金属板に曲げ加工などを施して製造することが挙げられる。また、各分割片はフランジ付きとし、分割片を円筒状に並べた状態で、各フランジに円環体を固定して、円筒状体を構成することが挙げられる。固定は、ボルトやねじなどの締結部材を用いたり、溶接したりするなどが挙げられる。円環体に外側壁部２１２や凹凸部２１０を接続することもできる。分割片の組物とすれば、分割片間の隙間や分割片の形状、個数などを調整することで、種々の大きさの円筒状体を構築でき、種々の大きさのフォーマ１１１に対応できる。
【０１０２】
［実施形態７］
内側矯正部２０を溶接などによってフォーマ１１１に直接接続する。
この場合、図１に示す凹凸部２１０が設けられた外側壁部２１２を省略して、内側矯正部２０に相当する円筒と、先端連結部２１３に相当するフランジとを備えるフランジ付き円筒を用いる。上記フランジには、その周方向に離間して複数の貫通孔を設ける。フォーマは、その開口部近傍を部分的に切り欠いて、周縁から突出する爪部を備える形状などとする。フランジの各貫通孔にそれぞれフォーマの爪部を挿入した後に折り曲げて、フランジに爪部を係止させた状態で溶接などして固定する。この形態は、内側矯正部２０をフォーマ１１１に固定するために、布設現場において溶接などが必要であるものの、外側壁部２１２を省略できる。
【０１０３】
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、上述の実施形態１〜７において以下の少なくとも一つの変更が可能である。
（１）超電導ケーブルの接続構造１Ａなどや芯出し部材２Ａなどを、超電導ケーブル同士を接続する中間接続構造に用いる。
この場合、常電導部材として、常電導材料からなる棒状体であって、両端部に挿入穴３ｈが設けられた接続スリーブ（図示せず）を用いる。接続する各超電導ケーブルに備えるケーブルコアの端部において、中空のフォーマに芯出し部材２Ａなどをそれぞれ取り付け、芯出し部材２Ａなどが取り付けられたケーブルコアが接続スリーブの各挿入穴に挿入された状態とし、接続スリーブを介してケーブルコア同士を接続する。この接続スリーブは、実施形態１のように圧縮接続箇所を省略すると、ケーブルコア同士の接続箇所の長さを短くできる。
（２）フォーマ１１１を円筒などのストレート管とする。
この場合、曲げなどが行い易いように薄肉管としたり、構成材料をアルミニウムやその合金といった比較的柔らかい金属としたりすることなどが挙げられる。
（３）三心一括型ケーブルなどの多心ケーブルに適用する。
この場合、ケーブルコア数に応じた芯出し部材２Ａなどを用意して、各ケーブルコアに芯出し部材２Ａなどを取り付けるとよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  超電導ケーブルの接続構造
２Ａ，２Ｃ，２Ｄ  芯出し部材
２０  内側矯正部
２１  矯正固定部
２１０  凹凸部
２１２  外側壁部
２１３  先端連結部
２１６  フランジ部
２１４  溝部
２１８  係合部
２２  シール部
２３  圧縮部
３Ａ，３Ｃ，３Ｄ  常電導部材
３ｈ  挿入穴
３ａ  リード接続部
３ｂ  コア接続部
３１  段差部
３３  引留め部
３４  締結孔
３７  冷媒孔
３８  縦溝部
３９  接合孔
４  締結部材
１００  超電導ケーブル
１１０  ケーブルコア
１１１  フォーマ
１１２  超電導導体層
１１３  電気絶縁層
１１４  外側導電層
１１５  保護層
１１８  介在層
１２０  断熱管
１２１  内管
１２２  外管
１２４  防食層
１３０，１３２  冷媒
ｇ  隙間
【図１】
2018185946.tif 000003
【図２】
2018185946.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018185946.tif 000007
【図６】
2018185946.tif 000008
【図７】
2018185946.tif 000009
【図８】
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