(57)【要約】【課題】複数の超電導線材と電極とを半田を介して容易に直接接続して、確実で好適な通電容量を確保できる超電導ケーブルの端末構造体を製造すること。【解決手段】端末構造体１００は、芯材１１１の周囲に同心円状に複数巻き付けた超電導テープ１１３を有する超電導ケーブル１１０と、超電導テープ１１３が終端接続される筒状電極１２０とを備える。超電導テープ１１３の端部１１３ａ及びこの端部１１３ａが接続される筒状電極１２０の一方に半田メッキ１５１を施す。次いで、筒状電極１２０に、端部１１３ａを、半田メッキ１５１を介して重ねて配置して接続部を形成する。次いで、熱伝導性を有する縮径可能な筒状の縮径部材１３０を、端部１１３ａの外周側から接続部を覆うように配置し、縮径により、端部１１３ａを筒状電極１２０に押圧して固定する。接続部を加熱して、半田メッキ１５１を溶融する。【選択図】図３
2015118803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材の周囲に同心円状に複数巻き付けた超電導線材を有する超電導ケーブルと、前記超電導線材が終端接続される電極とを備える超電導ケーブル端末構造体の製造方法であって、
前記超電導線材の端部及び前記超電導線材の端部が接続される電極の少なくとも一方に半田メッキを施す半田塗布工程と、
前記電極に、前記超電導線材の端部を、前記半田メッキを介して重ねて配置して接続部を形成する配置工程と、
熱伝導性を有する縮径可能な筒状の縮径部材を、前記超電導線材の端部の外周側から前記接続部を覆うように配置し、前記縮径部材の縮径により、前記超電導線材を前記電極に押圧して固定する縮径部材取付工程と、
前記縮径部材により覆われる前記接続部を加熱して、前記半田メッキを溶融する加熱工程と、
を有する、
ことを特徴とする超電導ケーブル端末構造体の製造方法。
【請求項２】
前記配置工程の後で、且つ、前記縮径部材取付工程の前に、熱伝導性を有するテープ材を、前記接続部を形成する前記超電導線材の周囲に巻き付けて、前記超電導線材を位置決め固定する位置決め固定工程を更に有する、
ことを特徴とする請求項１記載の超電導ケーブル端末構造体の製造方法。
【請求項３】
前記テープ材は、銅箔である、
ことを特徴とする請求項２記載の超電導ケーブル端末構造体の製造方法。
【請求項４】
前記位置決め固定工程において、前記超電導線材に巻き付けた前記テープ材は、耐熱性を有する補助テープで固定する、
ことを特徴とする請求項３記載の超電導ケーブルの端末構造体の製造方法。
【請求項５】
芯材の周囲に同心円状に複数巻き付けた超電導線材を有する超電導ケーブルと、前記超電導線材が終端接続される電極とを備える超電導ケーブルの端末構造体であって、
前記超電導線材の端部と前記電極とを半田を介して接続して構成される接続部と、
熱伝導性を有する縮径可能な筒状であり、且つ、前記超電導線材の端部の外周側に前記接続部を覆うように配置され、縮径して前記超電導線材を前記電極に押圧する縮径部材と、
を有する、
ことを特徴とする超電導ケーブルの端末構造体。
【請求項６】
前記接続部は、前記超電導線材の端部を前記電極に位置決め固定し、且つ、熱伝導性を有するテープ材と、
前記テープ材を固定する補助テープと、
を有する、
ことを特徴とする請求項５記載の超電導ケーブルの端末構造体。
【請求項７】
前記テープ材は、銅箔であり、補助テープはポリイミドテープである、
ことを特徴とする請求項６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、超電導ケーブルの端末構造体の製造方法及び超電導ケーブルの端末構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超電導ケーブルにおいては、フォーマ（心材）の外周に超電導テープがスパイラル状に巻回されている。また、大電流送電を可能とするために、超電導テープは、同心円状に多層に配置されている場合が多い。多層配置された超電導テープの層間（すなわち超電導テープの間）には、超電導テープを押えるとともに、超電導テープ間での電気絶縁をとる押えテープが設けられる。このような多層構造の超電導ケーブルを、超電導応用機器に応用する場合、例えば、特許文献１に示すような、超電導ケーブルの超電導テープと、外部電源或いは外部回路に接続される金属端子（電極）とを電気的に接続した端末構造体が用いられる。なお、この超電導ケーブルの端末構造体は、超電導ケーブルの終端部の構成と言うこともできる。
【０００３】
この特許文献１では、超電導テープの各層を、これら各層の外径に対応した内径の筒状の金属端子にそれぞれ挿入し、金属端子と、この金属端子に挿入された超電導テープの層との間に半田を流し込むことで両者を接合している。これにより、超電導テープを金属端子に接続する際に、一本ずつ半田付けする手間を省いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２６９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の端末構造体では、金属端子と、金属端子内の超電導ケーブルとの隙間に半田を流し込むことで双方を半田付けする構成であるため、金属端子と超電導ケーブルの隙間を、金属端子に超電導ケーブルが挿入し易い大きさで形成する必要がある。
【０００６】
このため、隙間の中に流し込まれる半田により、超電導ケーブルの外層を構成する複数の超電導テープが自由に移動して、複数の超電導テープと金属端子の内周面との間の距離が均一にならず、超電導テープと金属端子との接続抵抗がばらつくことになる。これにより、各超電導テープ（超電導線材）に均一の電流を流し込むことが出来ず偏流した状態となり、超電導ケーブルに通電できる電流容量が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、複数の超電導線材と電極とを半田を介して容易に直接接続して、確実で好適な通電容量を確保できる超電導ケーブルの端末構造体の製造方法及び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】
【０００８】
本発明の超電導ケーブル端末構造体の製造方法の一つの態様は、芯材の周囲に同心円状に複数巻き付けた超電導線材を有する超電導ケーブルと、前記超電導線材が終端接続される電極とを備える超電導ケーブル端末構造体の製造方法であって、前記超電導線材の端部及び前記超電導線材の端部が接続される電極の少なくとも一方に半田メッキを施す半田塗布工程と、前記電極に、前記超電導線材の端部を、前記半田メッキを介して重ねて配置して接続部を形成する配置工程と、熱伝導性を有する縮径可能な筒状の縮径部材を、前記超電導線材の端部の外周側から前記接続部を覆うように配置し、前記縮径部材の縮径により、前記超電導線材を前記電極に押圧して固定する縮径部材取付工程と、前記縮径部材により覆われる前記接続部を加熱して、前記半田メッキを溶融する加熱工程とを有するようにした。
【０００９】
本発明の超電導ケーブルの端末構造体の一つの態様は、芯材の周囲に同心円状に複数巻き付けた超電導線材を有する超電導ケーブルと、前記超電導線材が終端接続される電極とを備える超電導ケーブルの端末構造体であって、前記超電導線材の端部と前記電極とを半田を介して接続して構成される接続部と、熱伝導性を有する縮径可能な筒状であり、且つ、前記超電導線材の端部の外周側に前記接続部を覆うように配置され、縮径して前記超電導線材を前記電極に押圧する縮径部材とを有する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の超電導線材と電極とを半田を介して容易に直接接続して、確実で好適な通電容量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態の超電導ケーブルの端末構造体の概略構成を示す外観図
【図２】同端末構造体を金属電極の後方から見た要部構成図
【図３】図１に示す超電導ケーブルの端末構造体の要部構成を示す概略断面図
【図４】超電導テープの巻回状態を示す図
【図５】図１の縮径部材を示す図
【図６】本実施の形態の超電導ケーブルの端末構造体の製造方法の説明に供する図
【図７】本実施の形態の超電導ケーブルの端末構造体の製造方法の説明に供する図
【図８】縮径部材の変形例を示す図
【図９】図８に示す縮径部材を用いた超電導ケーブルの端末構造体の変形例の概略構成を示す外観図
【図１０】同変形例の要部構成を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、実施の形態の超電導ケーブルの端末構造体の概略構成を示す外観図である。実施の形態では、説明を簡単化するために、超電導ケーブルが１層構造すなわち１層の超電導テープを有する場合を例示するが、２層構造以上すなわち２層以上の超電導テープを有する場合でも、本発明を適用可能である。図２は、端末構造体を後方側（つまり図１の右側）から見た要部構成図である。図３は、図１に示す超電導ケーブルの端末構造体１００の要部構成を示す概略断面図である。
【００１４】
端末構造体１００は、超電導ケーブル１１０と、筒状の引出用電極（以下、筒状電極と称する）１２０と、縮径部材１３０と、を有する。
【００１５】
筒状電極１２０は、超電導テープの層数分だけ設けられている。本実施の形態の例では、超電導ケーブル１１０の超電導テープの層数が１層なので、１個の筒状電極１２０が設けられている。
【００１６】
筒状電極１２０には、リードケーブル１４０が電気的に接続されている。実際の使用時には、超電導ケーブル１１０および筒状電極１２０は、液体窒素などの極低温の液体に浸される。そして、超電導ケーブル１１０の電流が、筒状電極１２０を介してリードケーブル１４０によって常温部に引き出されるようになっている。例えば、リードケーブル１４０は、ポリマー套管（図示せず）などを介して気中に導出される。
【００１７】
図３に示すように、超電導ケーブル１１０は、芯材（フォーマ）１１１、押えテープ１１２、超電導テープ１１３を有する。芯材１１１は、円筒形状であり、銅の撚線から構成されている。この芯材１１１の外周には、不織布からなる押えテープ１１２が巻回されている。押えテープ１１２の外周には、超電導テープ層を構成する超電導テープ１１３が、図４に示すように、周方向で各テープ間に若干の所定間隔Ｇを空けて、それぞれスパイラル状に巻回されている。なお、超電導テープが２層以上の場合は、超電導テープ１１３の外周に、不織布からなる押えテープ、超電導テープを、押さえテープ１１２及び超電導テープ１１３と同様に順に層状に巻回することで形成される。
【００１８】
本実施の形態の例では、１２本の超電導テープがスパイラル状に所定間隔を空けて巻回されることで、超電導テープ層の１層を構成している。
【００１９】
超電導テープ１１３の材料としては、従来提案されている種々の超電導材料を用いることができる。ここでは、超電導テープ１１３は、ＲＥＢａｙＣｕ３Ｏｚ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。また、超電導テープ１１３は、必ずしもテープ状でなくてもよく、超電導線材であればよい。
【００２０】
実際には、超電導ケーブル１１０は、超電導テープ１１３の外周側に、電気絶縁層や、超電導シールド層、外部安定化層、コルゲート管などが設けられている。しかしながら、これらの部材は、超電導テープ１１３が筒状電極１２０に接続される端末箇所では取り除かれるため、図１、図３及び図４では、これらは省略して示している。
【００２１】
筒状電極１２０は、全体として筒状であり、円筒部１２１とテーパー部１２２とを有する。筒状電極１２０は、図２及び図３から明らかなように、超電導ケーブル１１０が内部を貫通できる中空構造となっている。
【００２２】
この筒状電極１２０内には、図３に示すように、超電導ケーブル１１０が通され、止着されている。
【００２３】
超電導テープ１１３のそれぞれの端部１１３ａは、筒状電極１２０の円筒部１２１の外面に重ならないように配置され、縮径部材１３０により円筒部１２１の外面に押し付けられた状態で、半田１５０によって接続されている。
【００２４】
縮径部材１３０は、熱伝導性を有する筒状体であり、拡縮可能に構成されている。縮径部材１３０は、超電導テープ１１３の外周側で、超電導テープ１１３と筒状電極１２０とによる接続部分の外周に配置されている。
【００２５】
ここでは、縮径部材１３０は、図３に示すように、円筒部１２１の外面に半田１５０を介して接続された超電導テープ１１３の端部１１３ａを外周側から覆うように、筒状電極１２０（詳細には円筒部１２１）に対して螺旋状に巻き付けられている。
【００２６】
図５は、図１の縮径部材１３０を示す図である。
【００２７】
ここでは、縮径部材１３０は、図５に示すように、テープ状の熱伝導性を有するバネ材をロール状に巻回し、且つ、ロールの軸方向にスパイラル状で延在させた形状を有する。縮径部材１３０はロールスプリングと称することもある。
【００２８】
この縮径部材１３０の内径は、筒状電極１２０上に配置された超電導テープ１１３の端部１１３ａからなる層の外径よりも小さい。縮径部材１３０は、端部１１３ａからなる層に、拡径して被せている。これにより、縮径部材１３０は、縮径して、端部１１３ａを周方向で、且つ、軸方向で、被覆する部分（端部１１３ａ）を全面的に円筒部１２１の外面側に押し付けている。
【００２９】
また、縮径部材１３０は、バネ材を軸方向にスパイラル状に延在させることで構成されていることから、端部１１３ａの外周側で配置される形状に対応して変形した状態となっている。これにより、縮径部材１３０は、覆う部分を全面的に、縮径部材１３０の軸（筒状電極１２０の軸）に向かって押圧している。
【００３０】
なお、超電導テープ１１３の端部１１３の外周側には、熱伝導性を有する位置決めテープ（金属箔）１６０が巻き付けられている。
【００３１】
この位置決めテープ１６０は、熱伝導金属箔であり、且つ、可撓性を有し、円筒部１２１の外面に配置される超電導テープ１１３の端部１１３ａの接続位置を、円筒部１２１の外面上で位置決め保持する。
【００３２】
この位置決めテープ１６０は、例えば、長尺の熱伝導金属体（熱導電性を有する金属）であり、ここでは、長尺の銅箔である。
【００３３】
位置決めテープ１６０により超電導テープ１１３は円筒部１２１の外面上で軸方向、主方向への移動は勿論のこと、円筒部１２１の半径方向外方への移動も規制されている。位置決めテープ１６０は、固定用補助テープ１７０で円筒部１２１に固定される。
【００３４】
固定用補助テープ１７０は、位置決めテープ１６０を固定して、位置決めテープ１６０による超電導テープ１１３の位置決めを補助する。固定用補助テープ１７０は、半田１５０の溶融温度に耐えられる耐熱性を有した耐熱テープであり、例えば、ポリイミドテープが用いられる。
【００３５】
次に、図６及び図７を参照して、本実施の形態の超電導ケーブルの端末構造体１００の製造方法を説明する。
【００３６】
図６（ａ）に示すように、筒状電極１２０におけるテーパー部１２２側の開口部と、超電導ケーブル１１０の端末とを対向させる。そして、超電導テープ１１３が筒状電極１２０よりも外側に位置するようにして、図６（ｂ）に示すように、超電導ケーブル１１０の芯材１１１を、筒状電極１２０におけるテーパー部１２２側の開口部から、筒状電極１２０内に挿入する。ここでは、芯材１１１とともに芯材１１１の外周で接して巻き付けられた押さえテープ１１２も筒状電極１２０内に挿入する。芯材１１１の挿入深さは、筒状電極１２０に対して超電導ケーブル１１０が接続される際の所望の長さである。また、この挿入深さに対応して、超電導テープ１１３の長さを、端部１１３ａが筒状電極１２０との接続部分に位置するように、調整しておく。なお、超電導ケーブル１１０では、筒状電極１２０に挿入される前に、端末における超電導テープ１１３の外周側に設けられている電気絶縁層、超電導シールド層及び外部安定化層を剥いでおく等して、超電導テープ１１３を芯材１１１から離間可能にしておく。これにより、芯材１１１と押さえテープ１１２とを筒状電極１２０に挿入する作業を容易に行うことができる。
【００３７】
また、図６（ｂ）に示すように、超電導テープ１１３の端部１１３ａを、筒状電極１２０の外面における接続位置、ここでは、円筒部１２１の外面に配置する（配置工程）。超電導テープ１１３と筒状電極１２０の接続面の少なくとも一方に半田メッキが施されている。本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、芯材１１１を筒状電極１２０に挿入する前に、又は、配置工程の前に、超電導テープ１１３の端部１１３ａと、円筒部１２１の外面の双方に、半田１５０を構成する半田メッキ１５１、１５２をそれぞれ施している（半田塗布工程）。
【００３８】
よって、図６（ｂ）では、筒状電極１２０における接続位置、つまり、円筒部１２１の外面に超電導テープ１１３の端部１１３ａを載置する際には、双方の半田メッキ１５１、１５２が重なるように、超電導テープ１１３を筒状電極１２０に載置する。これにより筒状電極１２０に、超電導テープ１１３の端部１１３ａが、半田１５０（半田メッキ１５１，１５２）を介して重なる接続部を形成する。
【００３９】
このとき、超電導テープ１１３の端部１１３ａは、円筒部１２１の外面でそれぞれ重ならないように載置する。
【００４０】
次いで、超電導テープ１１３の外周側から位置決めテープ１６０を巻き付けて、超電導テープ１１３を円筒部１２１の外面上に位置決した状態で保持する（図６（ｃ）参照）。
【００４１】
次いで、図７（ａ）に示すように、超電導テープ１１３を円筒部１２１上に位置決め固定した位置決めテープ１６０が外れないように、固定用補助テープ１７０で固定する。
【００４２】
そして、図７（ｂ）に示すように、超電導テープ１１３の外周側、つまり、超電導テープ１１３と筒状電極１２０との接続部分の外周側に、複数の超電導テープ１１３を囲むように、縮径部材１３０を設置する。言い換えれば、縮径部材１３０は、超電導テープ１１３の端部１１３ａの外周側（複数の超電導テープ１１３の周囲）から、接続部を覆うように配置する。このとき、縮径部材１３０は、縮径方向への付勢力に抗して拡径させつつ、設置される。
【００４３】
そして、縮径部材１３０を、筒状電極１２０と超電導テープ１１３との接続部分上（接続部分の外周側）で縮径させて、円筒部１２１上において位置決めテープ１６０及び固定用補助テープ１７０により位置決めされた超電導テープ１１３上に設置する（図７（ｃ）参照）。
【００４４】
このとき、縮径部材１３０は、縮径することで、超電導テープ１１３を円筒部１２１の全周に亘って、筒状電極１２０側に押圧する。超電導テープ１１３は半田１５１、１５２を介して円筒部１２１の外面に押し付けられた状態となり、円筒部１２１に固定される。
【００４５】
このように縮径部材１３０は、縮径することで、内周側に位置する超電導テープ１１３を円筒部１２１の外面に半田１５０を介して固定する。特に、縮径部材１３０は、テープ状のバネ材により構成されているため、位置決めテープ１６０で位置決めされた超電導テープ１１３を外面側から、超電導テープ１１３の外面全面を筒状電極１２０側に押圧して固定する。
【００４６】
次いで、超電導テープ１１３と筒状電極１２０の円筒部１２１との接続部分を図示しないヒータ等の熱源により加熱して（加熱工程）、半田１５０を介して電気的に接続する。例えば、縮径部材１３０の外周から加熱して、縮径部材１３０、位置決めテープ１６０、超電導テープ１１３、半田１５０（半田メッキ１５１、１５２）の順に熱が伝導して、好適に半田１５０は溶融する。半田１５０が溶融している間も常に、縮径部材１３０は、接続部分の全周に亘って、超電導テープ１１３を全面的に円筒部１２１の外面に押し付ける。これにより、半田１５０による層を、複数の超電導テープ１１３と円筒部１２１との接続部分の外周に亘って薄くでき、接続部分の層を、外周に亘って均一に薄くできる。
【００４７】
また、超電導テープ１１３と筒状電極１２０の内周面との間の距離が均一となる。これにより、超電導テープ１１３と筒状電極１２０との接続抵抗を低く抑えることが可能で、接続部分におけるジュール熱の発生を低減でき、さらに、ばらつくことがないため偏流が起きにくく、超電導ケーブル１１０に通電できる電流容量は低下することがない。
【００４８】
例えば、超電導ケーブル１１０の超電導テープ１１３を１本ずつ筒状電極１２０にはんだ付けを行う作業と異なり、互いの接続部分の接続抵抗値が作業によって大きくばらつくことがない。
【００４９】
このように、複数の超電導テープ１１３と筒状電極１２０とを半田１５０を介して、容易に直接接続して、確実で好適な通電容量を確保できる。
【００５０】
なお、本実施の形態の端末構造体１００では、縮径部材１３０を、図５に示すように、テープ状の熱伝導性を有するバネ材をロール状に巻回し、且つ、ロールの軸方向にスパイラル状で延在させた形状としたが、縮径する構成であれば、これに限らない。
【００５１】
縮径部材１３０は、筒状電極１２０の円筒部１２１に対して螺旋状に巻き付けられた形状をなすが、円筒部１２１に対して、長尺のバネ材を直角に巻いた形状で構成されてもよい。
【００５２】
例えば、図８に示す縮径部材２３０のように、テープ状の熱伝導性を有するバネ材をロール状で、複層となるように巻回して構成してもよい。
【００５３】
図９は、図８に示す縮径部材２３０を適用した超電導ケーブルの端末構造体の変形例の概略構成を示す外観図であり、図１０は同変形例の要部構成を示す概略断面図である。
【００５４】
図９に示す端末構造体１００Ａにおいて、縮径部材２３０以外の構成要素は、端末構造体１００の構成要素と同様であるため、説明を省略する。
【００５５】
図９に示す端末構造体１００Ａは、超電導ケーブル１１０と、筒状の引出用電極（筒状電極）１２０と、縮径部材２３０と、を有する。
【００５６】
端末構造体１００Ａでは、図１０に示すように、筒状電極１２０内に、芯材１１１、押さえテープ１１２を挿入されている。また、筒状電極１２０の円筒部１２１の外面には、複数の超電導テープ１１３の端部１１３ａを周方向で重ならないように、位置決めテープ１６０、固定用補助テープ１７０を介して保持されている。
【００５７】
これら端部１１３ａの外周に、縮径部材１３０と同様の機能を有する縮径部材２３０が配置されている。ここでは、超電導テープ１１３の端部１１３ａと円筒部１２１の外面との接続部分の軸方向での両端部をそれぞれ囲むことで覆うように、２つの縮径部材２３０、２３０が配置されている。縮径部材２３０は、熱伝導性を有する縮径可能な筒状である。
【００５８】
すなわち、接続部分では、２つの縮径部材２３０、２３０の縮径作用により、超電導テープ１１３の外周側から、超電導テープ１１３を筒状電極１２０の円筒部１２１側に押圧した状態で、半田１５０を介して電気的に接続されている。
【００５９】
この構成によれば、端末構造体１００と同様の効果を得ることができる。また、端末構造体１００Ａの製造方法は、端末構造体１００と同様であり、端末構造体１００の製造方法における作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
また、上記実施の形態の端末構造体１００において、超電導テープ１１３は、位置決めテープ１６０及び固定用補助テープ１７０を介して筒状電極１２０に対して位置決め固定される構成としたが、位置決めテープ１６０及び固定用補助テープ１７０を用いなくてもよい。すなわち、上記端末構造体１００において、筒状電極１２０上に半田１５０を介して超電導テープ１１３を配置した接続部分に対して、超電導テープ１１３上に縮径部材１３０を直接被せて縮径させた構成としてもよい。
【００６１】
なお、本実施の形態では、縮径部材１３０、２３０は、図５、図９に示すように、テープ状の熱伝導性を有するバネ材をロール状に巻回したものとしたが、これに限らず、線状材で形成されたコイルとしてもよい。
【００６２】
また、超電導テープの層数が２層以上の場合、層数と同じ数の筒状電極１２０に、超電導ケーブル１１０を通して挿入し、筒状電極には、超電導ケーブルの端末側に向かって、超電導ケーブルの内層の超電導テープを順に接続する構成となる。
【００６３】
すなわち、超電導ケーブル１１０の超電導テープのうち、最外周側に設けられた超電導テープは、最も終端側から遠くに設けられた筒状電極１２０の外面に半田１５０によって接続される。最外周から２番目の層を構成する超電導テープは、最も終端側から遠くに設けられた筒状電極１２０の次に終端側に位置する筒状電極１２０の外面に半田１５０によって接続される。つまり、終端側に向かって超電導ケーブル１１０を順次複数の筒状電極を貫通させつつ、終端側に向かって外周側の超電導テープから順に１つずつ筒状電極の外面に接続される構成となる。
【実施例】
【００６４】
＜実施例１＞
端末構造体１００を、芯材に厚さ０．１２［ｍｍ］×幅５［ｍｍ］の超電導線材（以下、「ＹＢＣＯ線材」という）を１２本巻き付けた超電導ケーブルと、筒状電極と、縮径部材であるロールスプリングとを用いて製造した。筒状電極（端子）は、銅で作製した外径３０［ｍｍ］の円筒状をなす。筒状電極の表面に半田メッキを施し、この半田メッキを介してＹＢＣＯ線材を配置し、これらＹＢＣＯ線材を、位置決めテープとしての銅箔及び固定用補助テープとしてのポリイミドテープを用いて位置決めして保持した。その上から、ステンレスのロールスプリングを筒状電極に対して直角に巻き付けて固定した。すなわち、実施例１は、筒状電極、半田、超電導線材、銅箔＋ポリイミドテープ、ロールスプリングを備える。そして、接続部分をヒータで加熱して（加熱工程）、半田接続して、半田接続した端末構造体を、液体窒素中（＠７７Ｋ）に浸漬した状態で各ＹＢＣＯ線材と筒状電極との接続抵抗を、直流４端子法で測定した。
【００６５】
筒状電極と１２本の各ＹＢＣＯ線材（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２）との接触抵抗値［μΩ］を表１として示す。
【表１】
2015118803.tif 000003
【００６６】
＜実施例２＞
実施例１の端末構造体において、位置決めテープとしての銅箔及び固定用補助テープとしてのポリイミドテープを用いずに、ロールスプリングで、ＹＢＣＯ線材と筒状電極とを固定した構成とした。すなわち、実施例２は、筒状電極、半田、超電導線材、ロールスプリングを備える。そして、実施例１と同様に、接続部分をヒータで加熱して（加熱工程）、半田接続した後、実施例１と同様に、各ＹＢＣＯ線材と筒状電極との接続抵抗を、直流４端子法で測定した。
【００６７】
筒状電極と１２本の各ＹＢＣＯ線材（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２）との接触抵抗値［μΩ］を表２として示す。
【表２】
2015118803.tif 000004
【００６８】
＜比較例１＞
実施例１の端末構造体においてロールスプリングを用いない構成の端末構造体を、ＹＢＣＯ線材を１本ずつ、筒状電極に半田接続して製造した。そして、実施例１と同様に、接続部分をヒータで加熱して（加熱工程）、半田接続した後、実施例１と同様に、各ＹＢＣＯ線材と筒状電極との接続抵抗を、直流４端子法で測定した。
【００６９】
筒状電極と１２本の各ＹＢＣＯ線材（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２）との接触抵抗値［μΩ］を表３として示す。
【表３】
2015118803.tif 000005
【００７０】
表１〜３から判るように、比較例１としてのロールスプリング無しの端末構造体におけるＹＢＣＯ線材と電極との接続部分の接触抵抗値は、５〜８［μΩ］（＠７７Ｋ、液体窒素中）であった。これに対し、ロールスプリングを備える実施例１、実施例２の端末構造体におけるＹＢＣＯ線材と電極との接続部分の接触抵抗は、０．１〜０．２７であり、比較例と比較して、数十分の１（平均の比較では約１／３０）であり、ばらつきも小さいことがわかった。
【００７１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る超電導ケーブルの端末構造体の製造方法及び超電導ケーブルの端末構造体は、複数の超電導線材と端子とを半田を介して容易に直接接続して、確実で好適な通電容量を確保する効果を有し、多層構造の超電導線材を有する超電導線材の端末構造体として有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１００、１００Ａ  超電導ケーブルの端末構造体
１１０  超電導ケーブル
１１１  芯材
１１２  押さえテープ
１１３  超電導テープ（超電導線材）
１１３ａ  超電導テープの端部
１２０  筒状電極
１２１  円筒部
１２２  テーパー部
１３０、２３０  縮径部材
１４０  リードケーブル
１５０  半田
１５１、１５２  半田メッキ
１６０  位置決めテープ（テープ材）
１７０  固定用補助テープ（補助テープ）
【図１】
2015118803.tif 000006
【図２】
2015118803.tif 000007
【図３】
2015118803.tif 000008
【図４】
2015118803.tif 000009
【図５】
2015118803.tif 000010
【図６】
2015118803.tif 000011
【図７】
2015118803.tif 000012
【図８】
2015118803.tif 000013
【図９】
2015118803.tif 000014
【図１０】
2015118803.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月20日(2015.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材の周囲に同心円状に複数巻き付けた超電導線材を有する超電導ケーブルと、前記超電導線材が終端接続される電極とを備える超電導ケーブル端末構造体の製造方法であって、
前記超電導線材の端部及び前記超電導線材の端部が接続される電極の少なくとも一方に半田メッキを施す半田塗布工程と、
前記電極に、前記超電導線材の端部を、前記半田メッキを介して重ねて配置して接続部を形成する配置工程と、
熱伝導性を有する縮径可能な筒状の縮径部材を、前記超電導線材の端部の外周側から前記接続部を覆うように配置し、前記縮径部材の縮径により、前記超電導線材を前記電極に押圧して固定する縮径部材取付工程と、
前記縮径部材により覆われる前記接続部を加熱して、前記半田メッキを溶融する加熱工程と、
を有し、
前記配置工程の後で、且つ、前記縮径部材取付工程の前に、熱伝導性を有するテープ材を、前記接続部を形成する前記超電導線材の周囲に巻き付けて、前記超電導線材を位置決め固定する位置決め固定工程を更に有する、
ことを特徴とする超電導ケーブル端末構造体の製造方法。
【請求項２】
前記テープ材は、銅箔である、
ことを特徴とする請求項１記載の超電導ケーブル端末構造体の製造方法。
【請求項３】
前記位置決め固定工程において、前記超電導線材に巻き付けた前記テープ材は、耐熱性を有する補助テープで固定する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の超電導ケーブルの端末構造体の製造方法。
【請求項４】
芯材の周囲に同心円状に複数巻き付けた超電導線材を有する超電導ケーブルと、前記超電導線材が終端接続される電極とを備える超電導ケーブルの端末構造体であって、
前記超電導線材の端部と前記電極とを半田を介して接続して構成される接続部と、
熱伝導性を有する縮径可能な筒状であり、且つ、前記超電導線材の端部の外周側に前記接続部を覆うように配置され、縮径して前記超電導線材を前記電極に押圧する縮径部材と、
を有し、
前記接続部は、前記超電導線材の端部を前記電極に位置決め固定し、且つ、熱伝導性を有するテープ材と、
前記テープ材を固定する補助テープと、
を有する、
ことを特徴とする超電導ケーブルの端末構造体。
【請求項５】
前記テープ材は、銅箔であり、補助テープはポリイミドテープである、
ことを特徴とする請求項４記載の超電導ケーブルの端末構造体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の超電導ケーブル端末構造体の製造方法の一つの態様は、芯材の周囲に同心円状に複数巻き付けた超電導線材を有する超電導ケーブルと、前記超電導線材が終端接続される電極とを備える超電導ケーブル端末構造体の製造方法であって、前記超電導線材の端部及び前記超電導線材の端部が接続される電極の少なくとも一方に半田メッキを施す半田塗布工程と、前記電極に、前記超電導線材の端部を、前記半田メッキを介して重ねて配置して接続部を形成する配置工程と、熱伝導性を有する縮径可能な筒状の縮径部材を、前記超電導線材の端部の外周側から前記接続部を覆うように配置し、前記縮径部材の縮径により、前記超電導線材を前記電極に押圧して固定する縮径部材取付工程と、前記縮径部材により覆われる前記接続部を加熱して、前記半田メッキを溶融する加熱工程とを有し、前記配置工程の後で、且つ、前記縮径部材取付工程の前に、熱伝導性を有するテープ材を、前記接続部を形成する前記超電導線材の周囲に巻き付けて、前記超電導線材を位置決め固定する位置決め固定工程を更に有するようにした。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の超電導ケーブルの端末構造体の一つの態様は、芯材の周囲に同心円状に複数巻き付けた超電導線材を有する超電導ケーブルと、前記超電導線材が終端接続される電極とを備える超電導ケーブルの端末構造体であって、前記超電導線材の端部と前記電極とを半田を介して接続して構成される接続部と、熱伝導性を有する縮径可能な筒状であり、且つ、前記超電導線材の端部の外周側に前記接続部を覆うように配置され、縮径して前記超電導線材を前記電極に押圧する縮径部材とを有し、前記接続部は、前記超電導線材の端部を前記電極に位置決め固定し、且つ、熱伝導性を有するテープ材と、前記テープ材を固定する補助テープとを有する構成を採る。