(57)【要約】【課題】接続強度を向上させる。【解決手段】基材１の片面側に酸化物超電導導体層３が形成された二本の超電導線材１０Ａ，１０Ｂ同士の超電導線材の接続構造１００であって、二本の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの接続端部において、酸化物超電導導体層が向かい合わせで接合されており、超電導線材の厚さ方向について、一方の超電導線材１０Ａから他方の超電導線材１０Ｂに渡って補強用の埋め込み材６が設けられている。  この補強用の埋め込み材６により、接続端部における剪断方向の応力に対して強度が向上し、これに伴い、線材の接続強度が向上する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の片面側に酸化物超電導導体層が形成された二本の超電導線材同士の接続構造であって、
二本の前記超電導線材の接続端部において、
前記酸化物超電導導体層が向かい合わせで接合されており、
前記超電導線材の厚さ方向について、一方の前記超電導線材から他方の前記超電導線材に渡って補強用の埋め込み材が設けられていることを特徴とする超電導線材の接続構造。
【請求項２】
前記補強用の埋め込み材は、少なくとも一方の前記超電導線材の基材の前記酸化物超電導導体層の成膜面とは逆側の背面まで貫通した穴又は切り欠き内に充填されていることを特徴とする請求項１記載の超電導線材の接続構造。
【請求項３】
前記補強用の埋め込み材は、前記背面まで貫通した穴又は切り欠きの内部に充填されており、さらに、前記背面上で前記穴又は切り欠きの周囲に層状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の超電導線材の接続構造。
【請求項４】
前記補強用の埋め込み材は、二本の前記超電導線材の幅方向の両端部に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項５】
前記補強用の埋め込み材は、二本の前記超電導線材の基材平面に対して垂直な方向から見た形状が、前記超電導線材の長手方向に沿って長く、その両端部に向かうにつれて幅が狭くなる形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の超電導線材の接続構造。
【請求項６】
前記超電導線材の長手方向に沿って長く、その両端部に向かうにつれて幅が狭くなる形状の前記補強用の埋め込み材は、前記超電導線材の幅方向の両端部にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項５記載の超電導線材の接続構造。
【請求項７】
前記補強用の埋め込み材は、樹脂又は低融点金属から形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の超電導線材の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導線材の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、臨界温度（Tc）が液体窒素温度(約77Ｋ）よりも高い酸化物超電導体として、例えば、YBCO系（イットリウム系）、Bi系（ビスマス系）などの酸化物超電導体が注目されている。
この高温酸化物超電導線材は、長尺でフレキシブルな金属などの基板上に酸化物超電導膜を成膜して超電導導体層が形成されたものが知られている。また、基板と超電導導体層との間には、必要に応じて中間層が設けられることもある。
【０００３】
上記超電導線材の接続方法として、特許文献１には、接続する二本の超電導線材のシースに含まれる酸化物超電導体を露出させ、ＭＯＤ法(Metal Organic Deposition法/有機金属堆積法)に基づくＭＯＤ液を露出面に塗布し、互いの露出面を貼り合わせて焼成を行うことにより、ＭＯＤ液から形成される超電導膜を介して二本の超電導線材を接続する方法が挙げられている。
【０００４】
特許文献２には、基板の上面に緩衝層を介して超電導導体層が形成された二本の超電導線材の超電導導体層を露出させると共に、超電導導体層同士を互いに密着させた状態で、超電導導体層の溶融点まで加熱し、超電導導体層を溶融拡散して二本の超電導線材を接続する方法が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０１６２５３号公報
【特許文献２】特許第５２１４７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
超電導線材は、コイル等の巻き線状態で使用すると、通電により電磁力がコイルの半径方向外側に働き、超電導線材の長手方向に張力が発生する。また、コイルを形成する際には、緩みが発生しないように超電導線材の長手方向にテンションをかけながら巻いてゆく。
また、超電導線材から超電導ケーブルを製造する場合には、フォーマの周囲でケーブル長手方向に沿った状態或いは螺旋状態で配設され、ケーブルのうねりや撓みによって、超電導線材にはその長手方向に張力が発生する。
【０００７】
従って、超電導線材の接続構造は、その長手方向に沿った張力に対して強度を有する必要があるが、特許文献１と特許文献２の接続構造は、いずれも超電導導体層が接続強度を担保しているので、張力に耐久する十分な強度を得ることができず、接続部分において超電導層が剥離や破壊を生じて、コイルやケーブルとしての利用に耐久できないという問題があった。
【０００８】
一方、接続強度を得るために、強度を有する別の部材により超電導線材の接続部を挟持して接続部の超電導導体層を保護しつつ接続強度を得る方法や、超電導線材の接続部において基材同士を、強度を有する別の部材で連結して接続強度を得る方法も考えられる。
しかしながら、これらの方法は、超電導線材の接続部が他の部分に比べて大型化し、コイルのような巻き線には利用が困難であった。また、超電導ケーブルの場合にも、凹凸を生じさせて、電界集中等のような影響を及ぼすことから利用に適さなかった。
【０００９】
本発明の目的は、小型又は薄型で接続強度を有する超電導線材の接続構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、超電導線材の接続構造において、
基材の片面側に酸化物超電導導体層が形成された二本の超電導線材同士の超電導線材の接続構造であって、
二本の前記超電導線材の接続端部において、
前記酸化物超電導導体層が向かい合わせで接合されており、
前記超電導線材の厚さ方向について、一方の前記超電導線材から他方の前記超電導線材に渡って補強用の埋め込み材が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の超電導線材の接続構造において、
前記補強用の埋め込み材は、少なくとも一方の前記超電導線材の基材の前記酸化物超電導導体層の成膜面とは逆側の背面まで貫通した穴又は切り欠き内に充填されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の超電導線材の接続構造において、
前記補強用の埋め込み材は、前記背面まで貫通した穴又は切り欠きの内部に充填されており、さらに、前記背面上で前記穴又は切り欠きの周囲に層状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の超電導線材の接続構造において、
前記補強用の埋め込み材は、二本の前記超電導線材の幅方向の両端部に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の超電導線材の接続構造において、
前記補強用の埋め込み材は、二本の前記超電導線材の基材平面に対して垂直な方向から見た形状が、前記超電導線材の長手方向に沿って長く、その両端部に向かうにつれて幅が狭くなる形状であることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の超電導線材の接続構造において、
前記超電導線材の長手方向に沿って長く、その両端部に向かうにつれて幅が狭くなる形状の前記補強用の埋め込み材は、前記超電導線材の幅方向の両端部にそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の超電導線材の接続構造において、
前記補強用の埋め込み材は、樹脂又は低融点金属から形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記発明では、上記の構成により、小型又は薄型で接続強度を有する超電導線材の接続構造を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】超電導線材の斜視図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は第一の実施形態である超電導線材の接続構造を形成する接続方法を工程順に示した斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は超電導線材の接続構造の長手方向及び厚さ方向に沿った断面図、図３（Ｂ）は補強用の埋め込み材層を有する超電導線材の接続構造の長手方向及び厚さ方向に沿った断面図である。
【図４】図４（Ａ）は第二の実施形態である超電導線材の接続構造の平面図、図４（Ｂ）は斜視図である。
【図５】図５（Ａ）は第二の実施形態である超電導線材の接続構造であって一部改変した例の平面図、図５（Ｂ）は斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は第二の実施形態である超電導線材の接続構造であって一部改変した例の平面図、図６（Ｂ）は斜視図である。
【図７】図７（Ａ）は第三の実施形態である超電導線材の接続構造の平面図、図７（Ｂ）は第三の実施形態である超電導線材の接続構造であって一部改変した例の平面図である。
【図８】補強用の埋め込み材の形成範囲の他の例(1)を示す長手方向及び厚さ方向に沿った断面図である。
【図９】補強用の埋め込み材の形成範囲の他の例(2)を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第一の実施形態］
以下に、本発明を実施するための好ましい第一の実施の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付し、重複した説明を適宜省略する。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００２０】
［超電導線材］
本実施形態では超電導線材の接続構造について説明する。
図１は接続の対象となる超電導線材１０の構造を示す斜視図である。
図１に示すように、超電導線材１０は、超電導成膜用基材１（以下、「基材１」とする）の厚み方向の一方の主面（以下、成膜面１１という）に、中間層２、酸化物超電導導体層３及び内部保護層４がこの順に積層され、また、基材１の成膜面１１とは反対側の面（以下、「背面１２」（図３参照）とする）にも内部保護層４ａが形成されている。即ち、超電導線材１０は、内部保護層４、基材１、中間層２、酸化物超電導導体層３（以下、「超電導導体層３」とする）、内部保護層４ａによる積層構造を有しており、さらに、この積層構造の周囲全体を被覆する外部保護層５（安定化層）を有している。
なお、上記図１以外では、超電導線材１０の内部保護層４，４ａ及び外部保護層５の図示は省略する。
【００２１】
基材１は、テープ状の低磁性の金属基板が用いられる。金属基板の材料としては、例えば、強度及び耐熱性に優れた、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｇ等の金属又はこれらの合金が用いられる。特に、耐食性及び耐熱性が優れているという観点からハステロイ（登録商標）、インコネル（登録商標）等のＮｉ基合金、またはステンレス鋼等のＦｅ基合金を用いることが好ましい。
また、これら各種金属材料上に各種セラミックスを配してもよい。
基材１の厚さは、例えば、50μm程度である（なお、厚さの数値は一例でありこれに限定されない。ＲＥ系超電導線材１０の他の各層の厚さについて言及する場合も同様である）。
【００２２】
成膜面１１は、略平滑な面とされており、例えば成膜面１１の表面粗さが10nm以下とされていることが好ましい。
なお、表面粗さとは、JISB-0601-2001において規定する表面粗さパラメータの「高さ方向の振幅平均パラメータ」における算術平均粗さＲａである。
【００２３】
中間層２は、超電導導体層３において例えば高い２軸配向性を実現するための層である。このような中間層２は、例えば、熱膨張率や格子定数等の物理的な特性値が基材１と超電導導体層３を構成する超電導導体との中間的な値を示す。
また、中間層２は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。多層構造の場合、その層数や種類は限定されないが、非晶質のＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７−δ（δは酸素不定比量）やＡｌ２Ｏ３或いはＹ２Ｏ３等を含むベッド層と、結晶質のＭｇＯ等を含みＩＢＡＤ（Ion Beam Assisted Deposition）法により成形された強制配向層と、ＬａＭｎＯ３＋δ（δは酸素不定比量）を含むＬＭＯ層と、を順に積層した構成となっていてもよい。また、ＬＭＯ層の上にＣｅＯ2等を含むキャップ層をさらに設けてもよい。
上記各層の厚さは、ＬＭＯ層を３０ｎｍ、強制配向層のＭｇＯ層を４０ｎｍ、ベッド層のＹ２Ｏ３層を７ｎｍ、Ａｌ２Ｏ３層を８０ｎｍとする。なお、これらの数値はいずれも一例である。
また、中間層２は、単層構造と多層構造のいずれの場合であってもＡｌ２Ｏ３（アルミナ）層を有することが望ましい。
【００２４】
この中間層２の表面には、超電導導体層３が積層している。超電導導体層３は、酸化物超電導体、特に銅酸化物超電導体を含んでいることが好ましい。銅酸化物超電導体としては、高温超電導体としてのＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−δ（以下、ＲＥ系超電導体と称す）が好ましい。なお、ＲＥ系超電導体中のＲＥは、Ｙ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，ＹｂやＬｕなどの単一の希土類元素又は複数の希土類元素であり、これらの中でもＢａサイトと置換が起き難い等の理由でＹであることが好ましい。また、δは、酸素不定比量であって、例えば０以上１以下であり、超電導転移温度が高いという観点から０に近いほど好ましい。なお、酸素不定比量は、オートクレーブ等の装置を用いて高圧酸素アニール等を行えば、δは０未満、すなわち、負の値をとることもある。
超電導導体層３の厚さは、例えば、1μm程度である。
【００２５】
内部保護層４，４ａは、超電導導体層３の表面と基材１の背面１２とを覆っているが、基材１と中間層２と超電導導体層３の周囲全体を覆っていることがより好ましい。
この内部保護層４，４ａは、単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。多層構造の場合、その層数や種類は限定されないが、銀からなる銀保護層と、銅からなる銅保護層を順に積層した構成となっていてもよい。
単層構造の場合は、良導体の金属層であり、Ａｇ，Ａｕ又はＣｕの内の少なくとも一つを含む金属が望ましい。ここでは、内部保護層４，４ａがＡｇである場合を例示する。
また、本実施形態では、内部保護層４，４ａは超電導導体層３の表面と基材１の背面１２とを覆っているが、これに限られず、超電導導体層３の表面のみを覆っている場合もある。
超電導導体層３側の内部保護層４は、例えば、厚さ2μm程度、基材１側の内部保護層４ａは、例えば、厚さ1.8μm程度であり、基材１側の内部保護層４ａの方が薄く形成されている。なお、内部保護層４と内部保護層４ａとは同じ厚さでも良い。
【００２６】
外部保護層５は、内部保護層４、基材１、中間層２、超電導導体層３、内部保護層４ａからなる積層体の図１における上下の面及び左右の面をＲＥ系超電導線材１０の全長に渡って被覆するように形成されている。
この外部保護層５は、例えば、上下左右それぞれの厚さが20μm程度で形成される。
この外部保護層５はＡｇからなる銀安定化層である。また、この安定化層は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。多層構造の場合、その層数や種類は限定されない。
また、この外部保護層５は、銅から形成した銅安定化層としても良いし、銀安定化層の上に銅安定化層を順に積層した構成となっていてもよい。
【００２７】
［超電導線材の接続構造］
図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は超電導線材の接続構造１００を形成する超電導線材の接続方法を工程順に示した斜視図であり、図３（Ａ）は接続構造１００における超電導線材の長手方向及び厚さ方向に平行な断面を示した断面図である。
なお、以下の説明において、超電導線材１０の長手方向をＬ、厚さ方向をＴ、幅方向（短手方向）をＷとする。
【００２８】
本実施形態である超電導線材の接続構造１００は、図２（Ｄ）及び図３（Ａ）に示すように、第一の超電導線材１０Ａと第二の超電導線材１０Ｂの接続端部における内部保護層４，４ａ及び外部保護層５が除去されており、露出した超電導導体層３同士が互いに向かい合わせで接合されている。
さらに、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの互いの接続端部において、第一の超電導線材１０Ａから第二の超電導線材１０Ｂに渡って厚さ方向Ｔに補強用の埋め込み材６が設けられている。
なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、説明上、補強用の埋め込み材６の長手方向Ｌの幅が厚さ方向Ｔの幅よりも小さく図示されているが、実際には、補強用の埋め込み材６の長手方向Ｌの幅が厚さ方向Ｔの幅よりも大きくなっている。
【００２９】
より詳細に説明すると、第一の超電導線材１０Ａと第二の超電導線材１０Ｂの接続端部には、それぞれ、基材１、中間層２及び超電導導体層３を貫通する複数の貫通孔３１が形成されている。各貫通孔３１の形状は任意だが、ここでは円形である場合を例示する。
また、複数の貫通孔３１は、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの幅方向Ｗの両端部において、長手方向Ｌに沿って並んで形成されている。
なお、第一の超電導線材１０Ａと第二の超電導線材１０Ｂは、超電導導体層３同士を互いに向かい合わせにした状態で、各貫通孔３１の配置が個々に一致するように形成されている。
【００３０】
そして、補強用の埋め込み材６は、図３（Ａ）に示すように、互いに大きさ及び配置が一致する第一の超電導線材１０Ａの貫通孔３１から第二の超電導線材１０Ｂの貫通孔３１にかけて内部に余剰な隙間が生じないように充填されている。また、補強用の埋め込み材６は、各超電導線材１０Ａ，１０Ｂの基材１の背面１２において、当該背面１２とほぼ面一となるように貫通孔３１に充填されている。
【００３１】
この補強用の埋め込み材６は、少なくとも超電導導体層３の形成材料よりも剪断応力が高い樹脂又は低融点金属からなる。超電導線材１０Ａ，１０Ｂが極低温下で使用されることから、補強用の埋め込み材６を樹脂から形成する場合には、低温に耐久性があり、強度を有するエポキシ樹脂、アミド樹脂等がより好適である。また、補強用の埋め込み材６を低融点金属で形成する場合には、充填の際の加熱温度を低く抑えるために、はんだがより好適である。
【００３２】
［超電導線材の接続方法］
上記の接続構造１００を形成する超電導線材の接続方法について、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）に基づいて説明する。なお、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、第二の超電導線材１０Ｂの図示を省略している。
【００３３】
まず、第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの接続端部において、図２（Ａ）に示すように、複数の貫通孔３１を形成する（貫通孔形成工程）。
各貫通孔３１の形成は、エッチング又はレーザー加工により行う。貫通孔形成工程をエッチングで行う場合には、第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂにおける各貫通孔３１以外の部分を残すためのマスク形成工程と、マスクに従って各貫通孔３１の形成位置の各層の除去を行う除去工程とが工程中に含まれる。
【００３４】
次に、第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの接続端部において、図２（Ｂ）に示すように、外部保護層５及び内部保護層４，４ａの除去を行い、超電導導体層３，３を露出させる（保護層除去工程）。外部保護層５及び内部保護層４，４ａの除去は、機械的研磨、化学的研磨又はこれらの組み合わせにより行う。
また、内部保護層４の剥離によって露出した超電導導体層３は、超電導導体層同士の接合を良好に行うために、その表面粗さをより小さくすることが望ましい（例えば、10nm程度）。
【００３５】
次に、図２（Ｃ）に示すように、第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの超電導導体層３，３の露出された平面を向かい合わせにして、各貫通孔３１の位置が一致するように配置して超電導導体層３，３同士を接合する（接合工程）。
ここでは、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの超電導導体層３，３の間に、ＭＯＤ法(Metal Organic Deposition法/有機金属堆積法)によって図示しない超電導導体を形成することにより接合する。
このため、上記接合工程は、第一の超電導線材１０Ａの超電導導体層３の表面と第二の超電導線材１０Ｂの超電導導体層３の表面のいずれか一方又は両方に、ＭＯＤ法に基づいて超電導導体の前駆体となるＭＯＤ液を塗布する工程を含んでいる。
上記ＭＯＤ液は、例えば、ＲＥ（Ｙ（イットリウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｓｍ（サマリウム）及びＨｏ（ホルミウム）等の希土類元素）とＢａとＣｕとが約１：２：３の割合で含まれているアセチルアセトナート系ＭＯＤ溶液が使用される。
【００３６】
また、上記接合工程は、第一の超電導線材１０Ａと第二の超電導線材１０Ｂのいずれか一方又は両方に塗布されたＭＯＤ液に含まれる有機成分を除去するための仮焼成工程と、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの超電導導体層３，３の界面にエピタキシャル成長させて超電導導体層３，３を接合するための本焼成工程を含んでいる。
上記仮焼成工程については、第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの接合部分を10〜100MPaの範囲で加圧しながら、400℃以上500℃以下の温度範囲で熱処理が行なわれる。
また、本焼成工程では、第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの接合部分を10〜100MPaの範囲で加圧しながら、780℃以上830℃以下の温度範囲で熱処理が行なわれる。
なお、これらの圧力条件と温度条件はいずれも一例であってこれらの数値範囲限定されるものではない。
【００３７】
次に、図２（Ｄ）に示すように、第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの各貫通孔３１に対して、硬化前の状態の補強用の埋め込み材６を充填する（充填工程）。
補強用の埋め込み材６としてエポキシ樹脂、アミド樹脂を使用する場合には、材料の硬化剤を加えて硬化が進行する前の状態で充填が行われる。また、補強用の埋め込み材６としてはんだを使用する場合には、加熱して溶解させた状態ではんだを充填する。
【００３８】
各貫通孔３１に充填された補強用の埋め込み材６は、各超電導線材１０Ａ，１０Ｂの基材１の背面１２において、当該背面１２とほぼ面一となるように、余分な形成材料を除去しても良い。
また、図３（Ｂ）に示すように、補強用の埋め込み材６の余分な形成材料は、各超電導線材１０Ａ，１０Ｂの基材１の背面１２上で層状に延ばして、各貫通孔３１の周囲で埋め込み材層６１を形成しても良い。
【００３９】
なお、上記超電導線材の接続方法では、貫通孔形成工程を最初に行う場合を例示したが、貫通孔形成工程を保護層除去工程の次又は接合工程の次に行っても良い。
【００４０】
［第一の実施形態の技術的効果］
上記超電導線材の接続構造１００は、第一の超電導線材１０Ａと第二の超電導線材１０Ｂの各々超電導導体層３が向かい合わせで接合されており、第一の超電導線材１０Ａから第二の超電導線材１０Ｂに渡って厚さ方向Ｔに補強用の埋め込み材６が設けられている。
このため、各超電導線材１０Ａ，１０Ｂの長手方向に張力が加えられた場合に、補強用の埋め込み材６に剪断応力が加わり、超電導導体層３同士の接合部への剪断応力を低減することができるので、超電導導体層３同士の接合部の接続強度を高く維持することが可能となる。
従って、超電導コイルや超電導ケーブルの製造時或いは通電時に超電導線材１０に張力が加わる場合でも、接続構造１００の分断を抑止して、良好な超電導接続状態を維持することが可能となる。
【００４１】
また、第一の超電導線材１０Ａから第二の超電導線材１０Ｂに渡って補強用の埋め込み材６が埋め込まれているので、超電導線材の接続構造１００の大型化や厚さ増加を抑えることができ、通電時の電界集中の発生を抑えることができる。また、超電導線材の接続構造１００を有する超電導線材１０によりコイルの巻き線を行った場合でも、接続構造１００のない超電導線材１０と同様に巻き線を行うことが可能となる。
【００４２】
また、補強用の埋め込み材６は、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの各基材１の背面１２まで貫通した貫通孔３１に充填されているので、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの接続強度をより高く維持することが可能となる。
また、補強用の埋め込み材６が、基材１の背面１２上で各貫通孔３１の周囲に層状に形成された埋め込み材層６１を有する構成とした場合には、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの接続強度をさらに高く維持することが可能となる。
【００４３】
また、超電導線材の接続構造１００では、補強用の埋め込み材６を各超電導線材１０Ａ，１０Ｂの幅方向Ｗにおける両端部に配置している。
第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂは、基材１，中間層２及び超電導導体層３が層状に形成されているため、各層の形成材料の膨張率の違いにより、幅方向の両端部に対して中央部が凹状（又は凸状）となるように湾曲する。このため、超電導線材の接続構造１００では、幅方向Ｗの両端部で剥離やヒビなどが生じ易くなるが、当該幅方向Ｗの両端部に補強用の埋め込み材６を設けているので、超電導線材間の剥離やヒビの発生を効果的に低減し、良好な接続状態を維持することが可能となる。
【００４４】
また、補強用の埋め込み材６をエポキシ樹脂やアミド樹脂等の樹脂から形成した場合には、常温又は比較的低温で補強用の埋め込み材６の形成を行うことができ、形成が容易であると共に各超電導線材１０Ａ，１０Ｂへの加熱の影響を回避することが可能となる。
また、補強用の埋め込み材６をはんだ等の低融点金属から形成した場合にも、比較的低温で補強用の埋め込み材６の形成を行うことができ、形成が容易であると共に各超電導線材１０Ａ，１０Ｂへの加熱の影響を低減することが可能となる。
また、これらは、超電導線材の接続構造１００における接続強度を高く維持することが可能である。
【００４５】
［第二の実施形態］
超電導線材の接続構造１００では、補強用の埋め込み材６の厚さ方向Ｔから見た形状が円形である場合を例示したが形状はこれに限定されない。
例えば、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す超電導線材の接続構造１００Ａの補強用の埋め込み材６Ａのように、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの基材平面に対して垂直な方向から見た形状が、超電導線材の長手方向Ｌに沿って長く、その両端部に向かうにつれて幅が狭くなる形状としても良い。
なお、この補強用の埋め込み材６Ａは、前述した補強用の埋め込み材６と形成材料や形成方法は同じである。
【００４６】
補強用の埋め込み材６Ａを、長手方向Ｌにおける中央部を幅方向Ｗについて最大幅とし、長手方向Ｌの両端部に向かうにつれて幅が漸減した形状とすると、補強用の埋め込み材６Ａの長手方向Ｌについて、その中央部が最も曲げ剛性が高くなり、両端部に向かうにつれて曲げ剛性が漸減する。
このため、超電導線材の接続構造１００Ａにおいて、その長手方向Ｌが湾曲又は屈曲するように曲げ応力が加えられた場合に、補強用の埋め込み材６Ａの長手方向Ｌの両端部で曲げを生じさせることで、中央部に生じる曲げ量を低減することが可能となる。
従って、超電導線材の接続構造１００Ａに曲げが生じた場合でも、補強用の埋め込み材６Ａの長手方向中央部周辺において、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの超電導導体層３の接続強度を高く維持することができ、良好な超電導接続状態を維持することが可能である。
【００４７】
特に、上記補強用の埋め込み材６Ａを幅方向Ｗに二つ並べて設けることにより、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの超電導導体層３における二つの補強用の埋め込み材６Ａの長手方向Ｌの中央部の間となる領域Ｒにおいて、特に、線材曲げに対する接続強度を高く維持することができ、領域Ｒにおける良好な超電導接続状態を維持することが可能である。
第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの超電導導体層３同士の接合面は、その全体が良好な超電導接続状態を維持することが望ましいが、線材曲げが生じた場合でも、上記領域Ｒのように、少なくとも一部の範囲について、良好な超電導接続状態を維持することができれば、超電導線材の接続構造１００Ａは、長期に渡って安定的に良好な超電導接続状態を維持することができ、信頼性を向上させることが可能である。
【００４８】
また、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、超電導線材の接続構造１００Ａの長手方向Ｌの中央部に一対の補強用の埋め込み材６Ａを設け、その長手方向Ｌの両側には、補強用の埋め込み材６Ａより小さな補強用の埋め込み材６Ｂを複数分散させて設ける構成として良い。
なお、この補強用の埋め込み材６Ｂも、前述した補強用の埋め込み材６と形成材料や形成方法は同じである。
【００４９】
この場合、補強用の埋め込み材６Ｂは補強用の埋め込み材６Ａの形状に合わせつつも、その長手方向を補強用の埋め込み材６Ａとは異なる方向（例えば、幅方向）に向けて形成しても良い。これにより、補強用の埋め込み材６Ａとは異なる方向の撓み対して超電導導体層３の接続強度を持たせる構造となる。
また、補強用の埋め込み材６Ｂについては、上記形状ではなく、任意の形状にすることも可能である。その場合でも、超電導線材の接続構造１００Ａの各部において接続強度が高い領域が点在した状態となるので、補強用の埋め込み材６Ａとは種々の方向の撓み対していずれかの補強用の埋め込み材６Ｂが超電導導体層３の超電導接続状態を維持することができ、信頼性を向上させることが可能である。
【００５０】
また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、超電導線材の接続構造１００Ａの長手方向Ｌの複数箇所（例えば、二箇所）に一対の補強用の埋め込み材６Ａを設け、その長手方向Ｌについて一対の補強用の埋め込み材６Ａ以外の範囲に補強用の埋め込み材６Ｂを複数分散させて設ける構成として良い。
この場合、超電導線材の接続構造１００Ａの複数箇所（二箇所）で線材曲げに対する接続強度を高く維持することが可能な領域Ｒを形成することができ、さらに安定的に良好な超電導接続状態を維持することができ、信頼性をさらに向上させることが可能である。
また、分散配置された補強用の埋め込み材６Ｂについては、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の例と同じ効果を得ることが出来る。
【００５１】
［第三の実施形態］
超電導線材の接続構造１００では、補強用の埋め込み材６を貫通孔３１に設ける場合を例示しているが、これに限定されない。
例えば、図７（Ａ）に示す超電導線材の接続構造１００Ｃのように、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの幅方向Ｗの両側の側縁部に形成された、形状及び大きさが一致し、配置が合致する複数の切り欠き３１Ｃに補強用の埋め込み材６Ｃを形成しても良い。
各切り欠き３１Ｃは、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの幅方向Ｗの両側の側縁部に沿って並んで形成され、超電導導体層３の接合面から基材１の背面１２まで貫通している。
【００５２】
これらの切り欠き３１Ｃに形成された補強用の埋め込み材６Ｃも、補強用の埋め込み材６と同様に、超電導導体層３同士の接合部の接続強度を高く維持することができ、良好な超電導接続状態を維持することが可能となる。
また、超電導線材の接続構造１００Ｃの大型化や厚さ増加を抑えることができる。
また、各補強用の埋め込み材６Ｃを各超電導線材１０Ａ，１０Ｂの幅方向Ｗにおける両端部に配置したことにより、幅方向の中央部の湾曲による超電導線材間の剥離やヒビを抑制して良好な接続状態を維持することが可能となる。
なお、この補強用の埋め込み材６Ｃは、前述した補強用の埋め込み材６と形成材料や形成方法は同じである。
【００５３】
また、図７（Ｂ）に示す超電導線材の接続構造１００Ｄのように、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの幅方向Ｗの両側の側縁部に形成された、配置が合致する切り欠き３１Ｄに補強用の埋め込み材６Ｄを設け、切り欠き３１Ｄ及び補強用の埋め込み材６Ｄの、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの基材平面に対して垂直な方向から見た形状を、長手方向Ｌに沿って長く、その両端部に向かうにつれて幅が狭くなる形状としても良い。
二つの切り欠き３１Ｄ及び補強用の埋め込み材６Ｄは、長手方向Ｌについて配置及び長さが一致しており、切り欠き３１Ｄの内縁部の形状は角がない曲線状であることが望ましい。
【００５４】
これらの切り欠き３１Ｄに形成された補強用の埋め込み材６Ｄも、補強用の埋め込み材６Ｃと同様の効果を得ると共に、超電導線材の接続構造１００Ｄに曲げが生じた場合でも、補強用の埋め込み材６Ｄの長手方向中央部周辺において、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの超電導導体層３の接続強度を高く維持することができ、良好な超電導接続状態を維持することが可能である。
特に、幅方向Ｗの両側に二つの補強用の埋め込み材６Ｄを設けた場合、その長手方向Ｌの中央部の間となる領域Ｒにおける良好な超電導接続状態を維持することが可能である。
また、二つの補強用の埋め込み材６Ｄは、角がない曲線形状で形成されているので、角部における電界集中も生じない。
なお、この補強用の埋め込み材６Ｄは、前述した補強用の埋め込み材６と形成材料や形成方法は同じである。
【００５５】
［補強用の埋め込み材の形成範囲の他の例(1)］
前述した各超電導線材の接続構造１００〜１００Ｄでは、いずれも、接合した第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの一方の基材１の背面１２から他方の基材１の背面１２まで貫通した貫通孔３１又は切り欠き３１Ｃ，３１Ｄ内に補強用の埋め込み材６〜６Ｄが充填される構造を例示したが、これに限られない。
補強用の埋め込み材は、厚さ方向Ｔについて、第一の超電導線材１０Ａから第二の超電導線材１０Ｂに渡って設けられていればよい。
例えば、図８に示すように、一方の超電導線材（図では第二の超電導線材１０Ｂを例示）では超電導導体層３の露出面から基材１の背面１２まで貫通した貫通孔３１が形成されており、他方の超電導線材（図では第一の超電導線材１０Ａを例示）では超電導導体層３の露出面から基材１の背面１２に到る途中までしか形成されていない有底穴３１Ｅが形成されている。そして、これら貫通孔３１と有底穴３１Ｅは形状と大きさが一致し、配置が合致しており、超電導線材の接合時に一体の有底穴を形成することができ、当該一体となった有底穴に補強用の埋め込み材６Ｅが充填されている。
このように、第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂのいずれかの基材１の背面１２側が開口していれば、その内部に補強用の埋め込み材６Ｅの形成材料を充填することができるので、第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの基材１の背面１２の両方が開口してなくとも良い。
【００５６】
そして、このような補強用の埋め込み材６Ｅの場合も、補強用の埋め込み材６と同様に、超電導導体層３同士の接合部の接続強度を高く維持することができ、良好な超電導接続状態を維持することが可能となる。
また、超電導線材の接続構造の大型化や厚さ増加を抑えることができる。
【００５７】
なお、この補強用の埋め込み材６Ｅは、前述した補強用の埋め込み材６と形成材料や形成方法は同じである。
また、図８では、補強用の埋め込み材が充填されるのが、貫通孔３１及び当該貫通孔３１と同じ大きさ、形状で形成される有底穴３１Ｅを例示したが、その形状は任意であり、例えば、図４〜図６に示す貫通孔及び当該貫通孔と同じ大きさ、形状で形成される有底穴に補強用の埋め込み材を充填しても良いし、切り欠き３１Ｃ，３１Ｄ及び当該切り欠き３１Ｃ，３１Ｄと同じ大きさ、形状で形成される有底の切り欠きに補強用の埋め込み材を充填しても良い。
【００５８】
［補強用の埋め込み材の形成範囲の他の例(2)］
前述した各超電導線材の接続構造１００Ｃ，１００Ｄでは、いずれも、接合した第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの一方の基材１の背面１２から他方の基材１の背面１２まで貫通した切り欠き３１Ｃ，３１Ｄ内に補強用の埋め込み材６Ｃ，６Ｄが充填される構造を例示したが、これに限られない。
前述したように、補強用の埋め込み材は、厚さ方向Ｔについて、第一の超電導線材１０Ａから第二の超電導線材１０Ｂに渡って設けられていればよい。
従って、例えば、図９に示すように、第一及び第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂはいずれも、超電導導体層３の露出面から基材１の背面１２に到る途中までしか形成されていない有底の切り欠き３１Ｆが形成されている。そして、これらの有底の切り欠き３１Ｆは形状と大きさが一致し、配置が合致しており、超電導線材の接合時に、厚さ方向の両端部が閉塞され、幅方向Ｗの一端部のみが開口した凹部３１１Ｆを形成することができ、当該一体となった凹部３１１Ｆに補強用の埋め込み材６Ｆが充填されている。
このように、切り欠きに補強用の埋め込み材を形成する場合には、第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂの両方の基材１の背面１２は開口してなくともよく、幅方向Ｗの一方が開口しているので、凹部３１１Ｆの内部に補強用の埋め込み材６Ｆの形成材料を充填することができる。
【００５９】
そして、このような補強用の埋め込み材６Ｆの場合も、補強用の埋め込み材６と同様に、超電導導体層３同士の接合部の接続強度を高く維持することができ、良好な超電導接続状態を維持することが可能となる。
また、超電導線材の接続構造の大型化や厚さ増加を抑えることができる。
【００６０】
なお、この補強用の埋め込み材６Ｆは、前述した補強用の埋め込み材６と形成材料や形成方法は同じである。
また、図９では、補強用の埋め込み材が充填されるのが、同じ大きさ、形状で形成される切り欠き３１Ｆからなる凹部３１１Ｆを例示したが、その形状は任意であり、例えば、切り欠き３１Ｃ，３１Ｄと同じ大きさ、形状で形成される凹部に補強用の埋め込み材を充填しても良い。
【００６１】
［その他］
上記各実施形態では、中間層２を有する第一と第二の超電導線材１０Ａ，１０Ｂを例示したが、中間層２を備えていない超電導線材の場合にも補強用の埋め込み材の形成は可能である。
【００６２】
また、補強用の埋め込み材は、超電導導体層３の表面から中間層２の超電導導体層３側の面よりも深くなる範囲まで設けることが望ましく、基材１の成膜面１１よりも深くなる範囲まで設けることがより望ましい。
【００６３】
また、上記各実施形態では、超電導導体層３同士の接合をＭＯＤ法で行う場合を例示したが、これに限定されない。例えば、化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）、レーザー蒸着法（ＰＬＤ法）、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により接合を行っても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１  基材（超電導成膜用基材）
２  中間層
３  超電導導体層（酸化物超電導導体層）
４，４ａ  内部保護層
５  外部保護層
６〜６Ｄ  補強用の埋め込み材
１０  超電導線材
１０Ａ  第一の超電導線材
１０Ｂ  第二の超電導線材
１１  成膜面
１２  背面
３１  貫通孔
３１Ｅ  有底穴
３１Ｃ，３１Ｆ  切り欠き
３１１Ｆ  凹部
６１  埋め込み材層
１００〜１００Ｄ  超電導線材の接続構造
Ｌ  長手方向
Ｒ  領域
Ｔ  厚さ方向
Ｗ  幅方向
【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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【図８】
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【図９】
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