JP6247949B2 - 積層超電導体 - Google Patents

Description

本発明は、複数の超電導線を積層して形成される積層超電導体に関する。

テープ状の超電導線を複数積層して形成される積層超電導体が知られている。
この積層超電導体に通電するにあたり、端部に向かうにつれて内側の超電導線の導体層を順次露出させ、通電のための端子を各超電導線の導体層に接続し、この端子を介して各超電導線に通電しているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、他の例として、積層された超電導線全体の端部にリード線を巻きつけて一体化し、このリード線を通電のための端子として各超電導線に通電しているものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第４３９１０６６号公報 特開平６−３１０１８８号公報

しかし、上記特許文献１，２のいずれにおいても、積層超電導体を形成する超電導線の全てに同じ方向（一方向）のみに通電していた。
そのため、積層超電導体に自己磁界が発生し、例えば、超電導ケーブルとして複数の積層超電導体を一つの管材内に収容する際に、互いに磁界の影響を受けてしまい積層超電導体に流すことができる臨界電流が低下するという問題があった。
このような問題を解決するために、積層超電導体における超電導線の積層方向の上半分と下半分に互いに逆方向となるように通電することも考えられるが、自己磁界を完全に消すことはできず、臨界電流が低下するという問題を解消することはできなかった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、積層超電導体の自己磁界を消して、臨界電流の低下を防止することができる積層超電導体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、基板と、前記基板の一方の面に形成された超電導層とを有する超電導線を厚さ方向に複数積層し、超電導線同士を絶縁体で電気絶縁した積層超電導体であって、積層方向に隣り合う前記超電導線に流す電流の向きが逆方向であることを特徴とする。

この発明の一態様として、積層方向に隣り合う前記超電導線の一方にのみ絶縁処理を施したことが好ましい。

この発明の一態様として、積層超電導体の端部において一方向に電流が流れる超電導線の端部と、他方向に電流が流れる超電導線の端部とを有することが好ましい。

この発明の一態様として、前記一方向に電流が流れる超電導線の端部と前記他方向に電流が流れる超電導線の端部の積層方向の位置が異なることが好ましい。

この発明の一態様として、前記一方向に電流が流れる超電導線の端部は、前記他方向に電流が流れる超電導線の長手方向に対して交差する方向に沿って延在する引出導線部を有することが好ましい。

この発明の一態様として、前記一方向に電流が流れる超電導線の端部は、前記他方向に電流が流れる超電導線から離れる方向に延在する引出導線部を有し、前記他方向に電流が流れる超電導線の端部は、前記一方向に電流が流れる超電導線から離れる方向に延在する引出導線部を有することが好ましい。

この発明の一態様として、前記一方向に電流が流れる超電導線と前記他方向に電流が流れる超電導線のうち、一方の超電導線のみに絶縁処理を施したことが好ましい。

この発明の一態様として、前記一方向に電流が流れる超電導線は、第１の本体部と、前記第１の本体部に接続され、電流を供給する端子に接続される第１の引出導線部とを有し、前記他方向に電流が流れる超電導線は、第２の本体部と、前記第２の本体部に接続され、電流を供給する端子に接続される第２の引出導線部とを有し、前記第１の本体部は、その端部に第１の切欠部を有し、前記第２の本体部は、その端部に第２の切欠部を有し、前記第１の切欠部と前記第２の切欠部は、積層方向に互いに少なくとも一部が重ならない位置にそれぞれ形成され、前記第１の引出導線部は、前記第１の切欠部に前記積層方向に重ならないように、かつ少なくとも一部が前記第２の切欠部に前記積層方向に重なるように前記第１の本体部の端部に接続され、前記第２の引出導線部は、前記第２の切欠部に前記積層方向に重ならないように、かつ少なくとも一部が前記第１の切欠部に前記積層方向に重なるように前記第２の本体部の端部に接続されていることが好ましい。

この発明の一態様として、前記第１の引出導線部と前記第２の引出導線部は、互いに隣接するように本体部に接続されていることが好ましい。

この発明の一態様として、各切欠部は、各本体部の長手方向において幅が変化する変化部を有することが好ましい。

この発明の一態様として、各切欠部は、前記変化部に連続し、各本体部の長手方向において幅が変化しない直線部を有することが好ましい。

この発明の一態様として、前記変化部は、直線状に形成されていることが好ましい。

この発明の一態様として、前記変化部は、曲線状に形成されていることが好ましい。

この発明の一態様として、各変化部の長さは、少なくとも前記本体部の幅よりも長いことが好ましい。

この発明の一態様として、前記直線部の幅は、前記本体部の幅の１／２であることが好ましい。

この発明の一態様として、各引出導線部の幅は、各切欠部の幅よりも大きいことが好ましい。

この発明の一態様として、前記第１の引出導線部は、前記本体部の端部と接触していない第１の引出部を有し、前記第２の引出導線部は、前記本体部の端部と接触していない第２の引出部を有し、積層された第１の引出部同士が溶材によって一体化され、積層された第２の引出部同士が溶材によって一体化されていることが好ましい。

また、本発明は、上記の積層超電導体と、電流を前記積層超電導体に流すための通電端子とが接続された直流超電導ケーブルである。

本発明によれば、積層超電導体の自己磁界を消して、臨界電流の低下を防止することができる。

（ａ）は実施形態１における積層超電導体の一部の分解斜視図であり、（ｂ）は積層した状態の斜視図である。 積層超電導体の端部における積層手順を説明する図である。 図１において、引出導線部を折り曲げた状態を示す積層超電導体の斜視図である。 （ａ）は実施形態２における積層超電導体の一部の分解斜視図であり、（ｂ）は積層した状態の斜視図である。 （ａ）は実施形態３における積層超電導体の一部の分解斜視図であり、（ｂ）は積層した状態の斜視図である。 （ａ）は実施形態４における積層超電導体の一部の分解斜視図であり、（ｂ）は積層した状態の斜視図である。

この発明の好ましい実施形態１〜４について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施形態は一つの例示であり、本発明の範囲において、種々の実施形態をとり得る。

［実施形態１］
＜積層超電導体＞
図１に示すように、積層超電導体１００は、テープ状の超電導線１，２を当該超電導線１，２の厚さ方向に複数積層することによって形成されている。
超電導線１，２は、金属材料から形成された基板と、この基板の一方の面に形成された超電導層とを有している。超電導層は、中間層を介して基板に設けられており、超電導層における中間層と反対側の面には、保護層が形成されている。
各超電導線１，２は、例えば、絶縁材料によって被覆されることで、超電導線１，２同士が互いに電気的に絶縁されている。なお、各超電導線１，２を全て絶縁材料で被覆してもよいが、材料の節約、通電のための端子接続時の被覆の剥離作業を軽減するため、積層された超電導線の積層方向に隣接する超電導線１，２の一方にのみ絶縁被覆を施してもよい。

図１は、積層方向に隣接する超電導線１，２の端部を拡大した斜視図である。
積層超電導体１００は、積層方向に隣接する超電導線１，２に流す電流の向きが逆方向となっている。

（積層方向上側に位置する超電導線）
積層方向上側に位置する超電導線１は、超電導線１の端部に接続される通電用の端子を介して一方向に電流が流される。
超電導線１は、本体部１１と、引出導線部１２とを有している。
本体部１１は、一方向に長尺なテープ状に形成されており、その端部に切欠部１３が形成されている。
切欠部１３は、本体部１１の長手方向に直交する幅方向の一方の側縁部１１ａから端縁部１１ｂにわたって切り欠かれている。切欠部１３は、本体部１１の長手方向において幅が変化する変化部１４と、この変化部１４に連続して形成され、本体部１１の長手方向において幅が変化しない直線部１５とを有している。
変化部１４は、本体部１１の端部において、一方の側縁部１１ａから徐々に幅が広くなるように形成されており、本体部１１の幅方向のほぼ中間位置まで切り欠かれている。変化部１４の変化は、直線的（一次関数的）に幅が広がっている。すなわち、変化部１４を形成する縁部は、本体部１１の一方の側縁部１１ａから他方の側縁部１１ｃに向かって直線状に形成されている。
直線部１５は、変化部１４において最も広い幅となる位置から連続するように形成されており、本体部１１の端縁部１１ｂまで一定の幅で切り欠かれている。すなわち、直線部１５を形成する縁部は、本体部１１の一方の側縁部１１ａに対して平行となるよう直線状に形成されている。直線部１５は、その幅が本体部１１の幅の１／２程度となるように形成されている。

引出導線部１２は、本体部１１の端部に半田を介して接合されており、超電導線１に電流を供給する端子に電気的に接続される。引出導線部１２は、本体部１１の切り欠かれた端部の幅よりも大きい幅を有するように形成されており、本体部１１に接合した際に幅方向の一端部が本体部１１よりも外側（他方の側縁部１１ｃ側）に張り出すように形成されている。引出導体部１２は、本体部１１と同じ厚さに形成されている。
引出導線部１２は、本体部１１に接合される接合部１６と、接合部１６と本体部１１の端部とが接合された際に、本体部１１の端部と接触することなく、本体部１１の他方の側縁部１１ｃから外側に張り出す引出部１７とを有している。
接合部１６は、切欠部１３の直線部１５が形成された本体部１１の幅とほぼ等しい幅を有するように形成されている。接合部１６の角は、直線状に切り落とされており、この切落部１６ａの直線の長さは本体部１１の幅よりも長くなるように、好適には、本体部１１の幅の５倍程度の長さとなるように形成されている。
引出部１７は、超電導線１に通電するための端子と接続される部分であり、接合部１６と一体に形成されている。積層された各超電導線１の引出部１７は、溶材としての半田によって一体化されている。

（積層方向下側に位置する超電導線）
積層方向下側に位置する超電導線２は、超電導線２の端部に接続される通電用の端子を介して、超電導線１とは逆方向に電流が流される。
超電導線２は、本体部２１と、引出導線部２２とを有している。
本体部２１は、本体部１１と同様の構成であり、一方向に長尺なテープ状に形成されており、その端部に切欠部２３が形成されている。
切欠部２３は、本体部２１の長手方向に直交する幅方向の一方の側縁部２１ａとは反対側の他方の側縁部２１ｃから端縁部２１ｂにわたって切り欠かれている。切欠部２３は、本体部２１の長手方向において幅が変化する変化部２４と、この変化部２４に連続して形成され、本体部２１の長手方向において幅が変化しない直線部２５とを有している。
変化部２４は、本体部２１の端部において、他方の側縁部２１ｃから徐々に幅が広くなるように形成されており、本体部２１の幅方向のほぼ中間位置まで切り欠かれている。変化部２４の変化は、直線的（一次関数的）に幅が広がっている。すなわち、変化部２４を形成する縁部は、本体部２１の他方の側縁部２１ｃから一方の側縁部２１ａに向かって直線状に形成されている。
直線部２５は、変化部２４において最も広い幅となる位置から連続するように形成されており、本体部２１の端縁部２１ｂまで一定の幅で切り欠かれている。すなわち、直線部２５を形成する縁部は、本体部２１の他方の側縁部２１ｃに対して平行となるよう直線状に形成されている。直線部２５は、その幅が本体部２１の幅の１／２程度となるように形成されている。
ここで、変化部２４は、変化部１４と同じ長さに形成されており、直線部２５は、直線部１５と同じ長さに形成されている。すなわち、切欠部１３と切欠部２３は同じ大きさとなるように形成されている。

引出導線部２２は、本体部２１の端部に半田を介して接合されており、超電導線２に電流を供給する端子に電気的に接続される。引出導線部２２は、本体部２１の切り欠かれた端部の幅よりも大きい幅を有するように形成されており、本体部２１に接合した際に幅方向の一端部が本体部２１よりも外側（一方の側縁部側）に張り出すように形成されている。引出導線部２２は、本体部２１と同じ厚さに形成されている。
引出導線部２２は、本体部２１に接合される接合部２６と、接合部２６と本体部２１の端部とが接合された際に、本体部２１の端部と接触することなく、本体部２１の一方の側縁部２１ａから外側に張り出す引出部２７とを有している。
接合部２６は、切欠部２３の直線部２５が形成された本体部２１の幅とほぼ等しい幅を有するように形成されている。接合部２６の角は、直線状に切り落とされており、この切落部２６ａの直線の長さは本体部２１の幅よりも長くなるように、好適には、本体部２１の幅の５倍程度の長さとなるように形成されている。
引出部２７は、超電導線２に通電するための端子と接続される部分であり、接合部２６と一体に形成されている。積層された各超電導線２の引出部２７は、溶材としての半田によって一体化されている。
引出導線部２２は、引出導線部１２と表面積及び厚さが同じになるように形成されている。

（隣接する超電導線の端部の接続構造）
図１に示すように、隣接する超電導線１，２の端部は、互いに逆の側縁部に切欠部１３，２３が形成されており、超電導層１，２を積層した際に、切欠部１３，２３が積層方向に互いに重ならないように形成されている。
引出導線部１２は、接合部１６が本体部１１の切欠部１３に積層方向に重ならないように、かつ、接合部１６が本体部２１の切欠部２３に積層方向に重なるように、本体部１１に接合されている。接合部１６の一部は、切欠部２３の形状に対して相補的に形成されている。
引出導線部２２は、接合部２６が本体部２１の切欠部２３に積層方向に重ならないように、かつ、接合部２６が本体部１１の切欠部１３に積層方向に重なるように、本体部１１に接合されている。接合部２６の一部は、切欠部１３の形状に対して相補的に形成されている。

このような構成を採用することにより、図２に示すように、本体部１１と本体部２１とが積層された際に、超電導線１の切欠部１３によって超電導線２の端部の上面に引出導線部２２を接合するスペースができ、このスペースに引出導線部２２が嵌り込むように引出導線部２２を本体部２１に接合する。一方、超電導線２の切欠部２３によって、超電導線２の積層方向下側に位置する超電導線１の端部の下面に引出導線部１２を接合するスペースができ、このスペースに引出導線部１２が嵌り込むように引出導線部１２を本体部１１に接合する。また、引出導線部１２と引出導線部２２は、本体部１１と本体部２１を積層した際に、互いに隣接して配置される。これにより、引出導線部１２，２２を本体部１１，２１に積層方向に重ねて接合しても、引出導線部１２，２２の厚さがそのまま超電導線１，２の厚さを増加させることにならず、超電導線１，２を薄型化することができる。
なお、図３に示すように、超電導線１，２が積層された積層超電導体１００において、半田で一体化された引出導線部１２の引出部１７を治具によって積層方向上方向に折り曲げ、半田で一体化された引出導線部２２の引出部２７を治具によって積層方向下方向に折り曲げてもよい。これにより、通電のための端子同士をより遠くに離すことで、超電導線１と超電導線２の絶縁効果を高めることができる。

以上のように、積層超電導体１００によれば、交互に積層された超電導線１，２に対して、互いに逆方向に電流を流すことにより、各超電導線１，２に発生する自己磁界は隣接する自己磁界によって打ち消し合う。これにより、積層超電導体１００は、通電によって発生する自己磁界の影響によって臨界電流が低下することを防止できる。
また、同じ方向に電流を流す超電導線１，２を一つにまとめて超電導線１，２の幅方向に分岐させることができるので、従来のように、超電導線の導体層を順次段階的に露出させる必要がなくなり、端子接続の際の導体層の引き出し構造を簡易かつ小型化することができる。
また、従来のように段階的に導体層を露出させると、その露出部分については、超電導線の層が薄くなり、強度が低下するが、実施形態１によれば、各超電導線１，２の導体層を段階的に露出させる必要がないため、強度の低下を防止でき、熱応力やねじり応力に対する耐性を低下させることがない。
また、電流を流す方向毎に分けて一括して端子に接続することができるため、施工性の低下を防止できる。
また、切欠部１３，２３の変化部１４，２４の長さは、本体部１１，２１の幅よりも長いので、引出導体部１２，２２と本体部１１，２１との接続部分で電流の流れを阻害することがなくなり、臨界電流の低下を防止できる。

［実施形態２］
次に、実施形態２について説明する。
図４は、積層方向に隣接する超電導線３，４の端部を拡大した斜視図である。
積層超電導体１０１は、積層方向に隣接する超電導線３，４に流す電流の向きが逆方向となっている。

（積層方向上側に位置する超電導線）
積層方向上側に位置する超電導線３は、超電導線３の端部に接続される通電用の端子を介して一方向に電流が流される。
超電導線３は、本体部３１と、引出導線部３２とを有している。
本体部３１は、一方向に長尺なテープ状に形成されており、その端部に切欠部３３が形成されている。
切欠部３３は、本体部３１の長手方向に直交する幅方向の一方の側縁部３１ａから端縁部３１ｂにわたって切り欠かれている。切欠部３３は、本体部３１の長手方向において幅が変化する変化部３４と、を有している。
変化部３４は、本体部３１の端部において、一方の側縁部３１ａから徐々に幅が広くなるように形成されており、本体部３１の幅方向のほぼ中間位置まで切り欠かれている。変化部３４の変化は、直線的（一次関数的）に幅が広がっている。すなわち、変化部３４を形成する縁部は、本体部３１の一方の側縁部３１ａから他方の側縁部３１ｃに向かって直線状に形成されており、端縁部３１ｂまで連続している。

引出導線部３２は、本体部３１の端部に半田を介して接合されており、超電導線３に電流を供給する端子に電気的に接続される。引出導線部３２は、本体部３１の端縁部３１ｂの幅よりも大きい幅を有するように形成されており、本体部３１に接合した際に幅方向の一端部が本体部３１よりも外側（他方の側縁部３１ｃ側）に張り出すように形成されている。引出導線部３２は、本体部３１と同じ厚さに形成されている。
引出導線部３２は、本体部３１に接合される接合部３６と、接合部３６と本体部３１の端部とが接合された際に、本体部３１の端部と接触することなく、本体部３１の他方の側縁部３１ｃから外側に張り出す引出部３７とを有している。
接合部３６は、本体部３１の端縁部３１ｂの幅とほぼ等しい幅を有するように形成されている。接合部３６の角は、直線状に切り落とされており、この切落部３６ａの直線の長さは本体部３１の幅よりも長くなるように、好適には、本体部３１の幅の５倍程度の長さとなるように形成されている。
引出部３７は、超電導線３に通電するための端子と接続される部分であり、接合部３６と一体に形成されている。積層された各超電導線３の引出部３７は、溶材としての半田によって一体化されている。

（積層方向下側に位置する超電導線）
積層方向下側に位置する超電導線４は、超電導線４の端部に接続される通電用の端子を介して、超電導線３とは逆方向に電流が流される。
超電導線４は、本体部４１と、引出導線部４２とを有している。
本体部４１は、一方向に長尺なテープ状に形成されており、その端部に切欠部４３が形成されている。
切欠部４３は、本体部４１の長手方向に直交する幅方向の一方の側縁部４１ａとは反対側の他方の側縁部４１ｃから端縁部４１ｂにわたって切り欠かれている。切欠部４３は、本体部４１の長手方向において幅が変化する変化部４４を有している。
変化部４４は、本体部４１の端部において、他方の側縁部４１ｃから徐々に幅が広くなるように形成されており、本体部４１の幅方向のほぼ中間位置まで切り欠かれている。変化部４４の変化は、直線的（一次関数的）に幅が広がっている。すなわち、変化部４４を形成する縁部は、本体部４１の他方の側縁部４１ｃから一方の側縁部４１ａに向かって直線状に形成されており、端縁部４１ｂまで連続している。
ここで、変化部４４は、変化部３４と同じ長さに形成されている。すなわち、切欠部３３と切欠部４３は同じ大きさとなるように形成されている。

引出導線部４２は、本体部４１の端部に半田を介して接合されており、超電導線４に電流を供給する端子に電気的に接続される。引出導線部４２は、本体部４１の端縁部４１ｂの幅よりも大きい幅を有するように形成されており、本体部４１に接合した際に幅方向の一端部が本体部４１よりも外側（一方の側縁部４１ａ側）に張り出すように形成されている。引出導線部４２は、本体部４１と同じ厚さに形成されている。
引出導線部４２は、本体部４１に接合される接合部４６と、接合部４６と本体部４１の端部とが接合された際に、本体部４１の端部と接触することなく、本体部４１の一方の側縁部４１ａから外側に張り出す引出部４７とを有している。
接合部４６は、本体部４１の端縁部４１ｂの幅とほぼ等しい幅を有するように形成されている。接合部４６の角は、直線状に切り落とされており、この切落部４６ａの直線の長さは本体部４１の幅よりも長くなるように、好適には、本体部４１の幅の５倍程度の長さとなるように形成されている。
引出部４７は、超電導線４に通電するための端子と接続される部分であり、接合部４６と一体に形成されている。積層された各超電導線４の引出部４７は、溶材としての半田によって一体化されている。
引出導線部４２は、引出導線部３２と表面積及び厚さが同じになるように形成されている。

（隣接する超電導線の端部の接続構造）
図４に示すように、隣接する超電導線３，４の端部は、互いに逆の側縁部に切欠部３３，４３が形成されており、超電導層３，４を積層した際に、切欠部３３，４３が積層方向に互いに重ならないように形成されている。
引出導線部３２は、接合部３６が本体部３１の切欠部３３に積層方向に重ならないように、かつ、接合部３６が本体部４１の切欠部４３に積層方向に重なるように、本体部４１に接合されている。接合部３６の一部は、切欠部４３の形状に対して相補的に形成されている。
引出導線部４２は、接合部４６が本体部４１の切欠部４３に積層方向に重ならないように、かつ、接合部４６が本体部３１の切欠部３３に積層方向に重なるように、本体部３１に接合されている。接合部４６の一部は、切欠部３３の形状に対して相補的に形成されている。

その結果、引出導線部３２が接合された本体部３１と引出導線部４２が接合された本体部４１とが積層された際に、超電導線３の切欠部３３によって超電導線４の端部の上面に引出導線部４２を接合するスペースができ、このスペースに引出導線部４２が嵌り込み、超電導線４の切欠部４３によって、超電導線４の積層方向下側に位置する超電導線３の端部の下面に引出導線部３２を接合するスペースができ、このスペースに引出導線部３２が嵌り込む。また、引出導線部３２と引出導線部４２は、本体部３１と本体部４１を積層した際に、互いに隣接して配置される。これにより、引出導線部３２，４２を本体部３１，４１に積層方向に重ねて接合しても、引出導線部３２，４２の厚さがそのまま超電導線３，４の厚さを増加させることにならず、超電導線３，４を薄型化することができる。
なお、実施形態２においては、互いに逆方向に電流を流す引出導線部３２，４２の隣接部分が省かれているため、絶縁は十分にされており、実施形態１のように、超電導線３，４が積層された積層超電導体１０１において、半田で一体化された引出部３７及び引出部４７を治具によって積層方向に折り曲げる必要がない。

以上のように、積層超電導体１０１によれば、実施形態１の積層超電導体１００によって奏する効果はもちろんのこと、実施形態１の積層超電導体１００における直線部１５，２５が省かれているため、互いに逆方向に電流を流す引出導線部３２，４２の隣接部分がなく、絶縁が十分に行われている。よって、通電のための端子との接続領域は小さくなるものの、絶縁に関しては実施形態１の積層超電導体１００よりもより効果的である。

［実施形態３］
次に、実施形態３について説明する。
図５は、積層方向に隣接する超電導線５，６の端部を拡大した斜視図である。
積層超電導体１０２は、積層方向に隣接する超電導線５，６に流す電流の向きが逆方向となっている。

（積層方向上側に位置する超電導線）
積層方向上側に位置する超電導線５は、超電導線５の端部に接続される通電用の端子を介して一方向に電流が流される。
超電導線５は、超電導線１の本体部のみで形成されており、一方向に長尺なテープ状に形成されている。また、超電導線５は、上記実施形態１，２の超電導線１〜４のように、引出導線部を有しておらず、切欠部も形成されていない。

（積層方向下側に位置する超電導線）
積層方向下側に位置する超電導線６は、超電導線６の端部に接続される通電用の端子を介して、超電導線５とは逆方向に電流が流される。
超電導線６は、本体部６１と、引出導線部６２とを有している。
本体部６１は、一方向に長尺なテープ状に形成されている。
引出導線部６２は、本体部６１の下面側における端部に接合されており、その端部が本体部６１の長手方向に対して交差する方向に沿って、本体部６１の一方の側縁部６１ａから外側に向けて延びている。引出導線部６２は、超電導線６に電流を供給する端子に電気的に接続される。引出導線部６２は、積層方向に重なる本体部６１から端子に接続するための引出線として機能すればよいため、本体部６１よりも短く、本体部６１と同じ幅に形成されている。
本体部６１の一方の側縁部６１ａが引出導線部６２の上面と交差する直線の長さは、本体部６１の幅よりも長くなるように、好適には、本体部６１の幅の５倍程度の長さとなるように形成されている。
引出導線部６２のうち、本体部６１から外側に向けて引き出されている部分は、超電導線６に通電するための端子と接続される部分であり、溶材としての半田によって一体化されている。
ここで、引出導線部６２は、超電導線６のみが有しているため、超電導線５だけに絶縁被膜等の絶縁処理を施し、超電導線６には絶縁処理を行わないことも可能である。

（隣接する超電導線の端部の接続構造）
図５に示すように、一方向に電流が流れる超電導線５と超電導線５とは逆方向に電流が流れる超電導線６とを交互に積層することにより、超電導線５の端部と超電導線６の端部（引出導線部６２の端部）とが互いに離間されると共に、それぞれが一つにまとめられる。

以上のように、積層超電導体１０２によれば、交互に積層された超電導線５，６に対して、互いに逆方向に電流を流すことにより、各超電導線５，６に発生する自己磁界は隣接する自己磁界によって打ち消し合う。これにより、積層超電導体１０２は、通電によって発生する自己磁界の影響によって臨界電流が低下することを防止できる。
また、同じ方向に電流を流す超電導線３，４を一つにまとめて超電導線３，４の幅方向に分岐させることができるので、従来のように、超電導線の導体層を順次段階的に露出させる必要がなくなり、端子接続の際の導体層の引き出し構造を簡易かつ小型化することができる。
また、従来のように段階的に導体層を露出させると、その露出部分については、超電導線の層が薄くなり、強度が低下するが、実施形態３によれば、各超電導線３，４の導体層を段階的に露出させる必要がないため、強度の低下を防止でき、熱応力やねじり応力に対する耐性を低下させることがない。
また、電流を流す方向毎に分けて一括して端子に接続することができるため、施工性の低下を防止できる。
また、積層超電導体１００と同じ層数を形成した場合に、積層超電導体１０２の厚さは増すものの、実施形態１，２のように、本体部及び引出導線部の形状を簡易化することができ、積層超電導体の構造をより簡易なものとすることができる。
また、積層方向に隣接する超電導線の一方にのみ絶縁被覆等の絶縁処理を施すことにより、同じ方向に電流を流す超電導線と逆方向に電流を流す超電導線とを区別することができ、接続ミスを防止できる。また、一方だけに絶縁処理を施せばよいので、絶縁処理の手間、絶縁被覆を除去する際の手間を軽減することができる。

［実施形態４］
次に、実施形態４について説明する。
図６は、積層方向に隣接する超電導線７，８の端部を拡大した斜視図である。
積層超電導体１０３は、積層方向に隣接する超電導線７，８に流す電流の向きが逆方向となっている。

（積層方向上側に位置する超電導線）
積層方向上側に位置する超電導線７は、超電導線７の端部に接続される通電用の端子を介して一方向に電流が流される。
超電導線７は、本体部７１と、引出導線部７２とを有している。
本体部７１は、一方向に長尺なテープ状に形成されている。
引出導線部７２は、本体部７１の下面側における端部に接合されており、その端部が本体部７１の一方の側縁部７１ａから外側に向けて延びている。引出導線部７２は、超電導線７に電流を供給する端子に電気的に接続される。引出導線部７２は、積層方向に重なる本体部７１から端子に接続するための引出線として機能すればよいため、本体部７１よりも短く、本体部７１と同じ幅に形成されている。
本体部７１の一方の側縁部７１ａが引出導線部７２の上面と交差する直線の長さは、本体部７１の幅よりも長くなるように、好適には、本体部７１の幅の５倍程度の長さとなるように形成されている。
引出導線部７２のうち、本体部７１から外側に向けて引き出されている部分は、超電導線７に通電するための端子と接続される部分であり、溶材としての半田によって一体化されている。

（積層方向下側に位置する超電導線）
積層方向下側に位置する超電導線８は、超電導線８の端部に接続される通電用の端子を介して、超電導線７とは逆方向に電流が流される。
超電導線８は、本体部８１と、引出導線部８２とを有している。
本体部８１は、一方向に長尺なテープ状に形成されている。
引出導線部８２は、本体部８１の下面側における端部に接合されており、その端部が本体部８１の一方の側縁部８１ａとは反対側の側縁部８１ｂから引出導線部７２に対して反対方向となる外側に向けて延びている。超電導線８に電流を供給する端子に電気的に接続される。引出導線部８２は、積層方向に重なる本体部８１から端子に接続するための引出線として機能すればよいため、本体部８１よりも短く、本体部８１と同じ幅に形成されている。
本体部８１の一方の側縁部８１ａが引出導線部８２の上面と交差する直線の長さは、本体部８１の幅よりも長くなるように、好適には、本体部８１の幅の５倍程度の長さとなるように形成されている。
引出導線部８２のうち、本体部８１から外側に向けて引き出されている部分は、超電導線８に通電するための端子と接続される部分であり、溶材としての半田によって一体化されている。
ここで、引出導線部８１と引出導線部８２は、引き出されている方向が異なるため、一方の引出導線部だけに絶縁被膜等の絶縁処理を施し、他方の引出導線部には絶縁処理を行わないことも可能である。

（隣接する超電導線の端部の接続構造）
図６に示すように、一方向に電流が流れる超電導線７と超電導線７とは逆方向に電流が流れる超電導線８とを交互に積層することにより、超電導線７の端部と超電導線８の端部（引出導線部８２の端部）とが互いに離間されると共に、それぞれが一つにまとめられる。

以上のように、積層超電導体１０２によれば、上記実施形態３と同様の効果を奏することができるのはもちろんのこと、両超電導線７，８が引出導線部７２，８２を有し、互いに離れる方向に延びているため、超電導線７，８間の絶縁効果を実施形態３よりも向上させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、切欠部を形成する変化部は、直線状に形成されているものに限らず、曲線状に形成されているものであってもよい。これにより、引出導線部と本体部の接続断面がより大きくなり、臨界電流の低下を防止できる。
また、切欠部は、超電導線の積層方向に完全に重ならないように積層されているものに限らず、少なくとも一部が重ならないように形成されていてもよく、その場合、重なっていない領域において引出導線部が本体部と接続されていればよい。すなわち、本体部に引出導線部を接続しても、全体として本体部の層数分の厚さであればよい。

１，２，３，４，５，６，７，８ 超電導線
１１，２１，３１，４１，６１，７１，８１ 本体部
１２，２２，３２，４２，６２，７２，８２ 引出導線部
１３，２３，３３，４３ 切欠部
１４，２４ 変化部
１５，２５ 直線部
１７，２７，３７，４７ 引出部
１００，１０１，１０２，１０３ 積層超電導体

Claims (16)

1. 基板と、前記基板の一方の面に形成された超電導層とを有する超電導線を厚さ方向に複数積層し、超電導線同士を絶縁体で電気絶縁した積層超電導体であって、
   積層方向に隣り合う前記超電導線に流す電流の向きが逆方向であり、
   前記積層超電導体は、端部において一方向に電流が流れる超電導線の第１の端部と、他方向に電流が流れる超電導線の第２の端部とを有し、前記第１の端部と前記第２の端部の積層方向の位置が異なることを特徴とする積層超電導体。
2. 積層方向に隣り合う前記超電導線の一方にのみ絶縁処理を施したことを特徴とする請求項１に記載の積層超電導体。
3. 前記第１の端部は、前記他方向に電流が流れる超電導線の長手方向に対して交差する方向に沿って延在する引出導線部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の積層超電導体。
4. 前記第１の端部は、前記他方向に電流が流れる超電導線から離れる方向に延在する引出導線部を有し、前記第２の端部は、前記一方向に電流が流れる超電導線から離れる方向に延在する引出導線部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の積層超電導体。
5. 前記一方向に電流が流れる超電導線と前記他方向に電流が流れる超電導線のうち、一方の超電導線のみに絶縁処理を施したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層超電導体。
6. 前記一方向に電流が流れる超電導線は、第１の本体部と、前記第１の本体部に接続され、電流を供給する端子に接続される第１の引出導線部とを有し、
   前記他方向に電流が流れる超電導線は、第２の本体部と、前記第２の本体部に接続され、電流を供給する端子に接続される第２の引出導線部とを有し、
   前記第１の本体部は、その端部に第１の切欠部を有し、
   前記第２の本体部は、その端部に第２の切欠部を有し、
   前記第１の切欠部と前記第２の切欠部は、積層方向に互いに少なくとも一部が重ならない位置にそれぞれ形成され、
   前記第１の引出導線部は、前記第１の切欠部に前記積層方向に重ならないように、かつ少なくとも一部が前記第２の切欠部に前記積層方向に重なるように前記第１の本体部の端部に接続され、
   前記第２の引出導線部は、前記第２の切欠部に前記積層方向に重ならないように、かつ少なくとも一部が前記第１の切欠部に前記積層方向に重なるように前記第２の本体部の端部に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層超電導体。
7. 前記第１の引出導線部と前記第２の引出導線部は、互いに隣接するように本体部に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の積層超電導体。
8. 各切欠部は、各本体部の長手方向において幅が変化する変化部を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の積層超電導体。
9. 各切欠部は、前記変化部に連続し、各本体部の長手方向において幅が変化しない直線部を有することを特徴とする請求項８に記載の積層超電導体。
10. 前記変化部は、直線状に形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の積層超電導体。
11. 前記変化部は、曲線状に形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の積層超電導体。
12. 各変化部の長さは、少なくとも前記本体部の幅よりも長いことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の積層超電導体。
13. 前記直線部の幅は、前記本体部の幅の１／２であることを特徴とする請求項９に記載の積層超電導体。
14. 各引出導線部の幅は、各切欠部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項６〜１３のいずれか一項に記載の積層超電導体。
15. 前記第１の引出導線部は、前記本体部の端部と接触していない第１の引出部を有し、
    前記第２の引出導線部は、前記本体部の端部と接触していない第２の引出部を有し、
    積層された第１の引出部同士が溶材によって一体化され、積層された第２の引出部同士が溶材によって一体化されていることを特徴とする請求項６〜１４のいずれか一項に記載の積層超電導体。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の積層超電導体と、電流を前記積層超電導体に流すための通電端子とが接続された直流超電導ケーブル。

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