特許 6883210 超電導ロータ及び超電導モータ

(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】6883210

(24)【登録日】2021年5月12日

(45)【発行日】2021年6月9日

(54)【発明の名称】超電導ロータ及び超電導モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 55/04 20060101AFI20210531BHJP

   H02K 17/16 20060101ALI20210531BHJP

【ＦＩ】

   H02K55/04

   H02K17/16 B

【請求項の数】7

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2017-147778(P2017-147778)

(22)【出願日】2017年7月31日

(65)【公開番号】特開2019-30128(P2019-30128A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年6月11日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２８年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、戦略的創造研究事業「低炭素社会を支える輸送機器用超伝導回転機システム」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000213

【氏名又は名称】特許業務法人プロスペック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 佳孝

(72)【発明者】

【氏名】吉川 雅章

【審査官】 若林 治男

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７３４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０１５４０５３０（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２１１０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１９７９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１１６２１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００８４５６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ５５／０４

Ｈ０２Ｋ １７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータシャフトと、
磁性体により円筒状に形成されるとともに前記ロータシャフトと一体的に回転するように前記ロータシャフトに同軸的に取り付けられ、且つ、一方の端面から他方の端面にかけて貫通する複数のスロットが周方向に沿って間隔を開けて設けられたロータコアと、
超電導材料により長尺状に形成され、前記複数のスロットのそれぞれに挿通されるとともに、前記スロット内に位置する超電導本体部と、前記スロット外に位置するとともに前記超電導本体部の一方端及び他方端からそれぞれ長手方向に延設された一対の超電導ステップ部と、を有する複数の超電導ロータバーと、
複数の前記超電導ロータバーの前記一対の超電導ステップ部にそれぞれ電気的に接続される一対の超電導エンドリングと、を備え、
前記超電導ステップ部は、前記ロータコアの径外方を向くとともに前記ロータコアの軸方向に沿って段階的に前記ロータコアの中心からの距離により表される径方向位置が変化するように配列された複数段の超電導ステージ面を有し、
複数の前記超電導ロータバーは、それぞれ、前記超電導ステップ部の同一段の超電導ステージ面が、前記ロータコアの周方向に沿って配置するように、前記ロータコアに対して配設され、
前記超電導エンドリングは、超電導材料によりテープ状に形成された超電導テープ線材が、前記ロータコアの周方向に沿って配置された同一段の超電導ステージ面及び前記同一段の超電導ステージ面に隣接する段の超電導ステージ面に巻回されることにより段付環状に形成された複数の超電導エンドリング巻線部を有し、複数の前記超電導エンドリング巻線部が前記ロータコアの軸方向に沿って配設されることにより構成されている、
超電導ロータ。

【請求項2】

請求項１に記載の超電導ロータにおいて、
複数の前記超電導ステージ面は、前記ロータコアの軸方向に沿って前記超電導本体部から離れるほど段階的に前記径方向位置が小さくなるように配列される、
超電導ロータ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の超電導ロータにおいて、
複数段の前記超電導ステージ面の少なくとも一つは、前記ロータコアの軸方向に隣接する複数の前記超電導エンドリング巻線部をそれぞれ構成する複数の超電導テープ線材が巻回される超電導共有ステージ面であり、
前記ロータコアの軸方向における前記超電導共有ステージ面の長さが、それに巻回される前記超電導テープ線材の巻軸方向における長さよりも長い、超電導ロータ。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超電導ロータにおいて、
常電導材料により長尺状に形成され、前記超電導ロータバーとともに前記複数のスロットのそれぞれに挿通されるとともに、前記スロット内に位置する常電導本体部と、前記スロット外に配設されるとともに前記常電導本体部の一方端及び他方端からそれぞれ延設される一対の常電導接続部を有する複数の常電導ロータバーと、
常電導材料により形成され、複数の前記常電導ロータバーの前記一対の常電導接続部にそれぞれ電気的に接続される一対の常電導エンドリングと、を備える、超電導ロータ。

【請求項5】

請求項４に記載の超電導ロータにおいて、
前記常電導エンドリングは、円環状をなし、前記ロータコアの一方端又は他方端にて前記ロータコアに同軸配置されるともに複数の前記常電導ロータバーの前記常電導接続部に電気的に接続された常電導円環部と、前記常電導円環部の周方向に沿って間隔を開けて前記常電導円環部に接続された複数の常電導ステップ部を有し、
複数の前記常電導ステップ部は、それぞれ、前記ロータコアの周方向に隣接する前記超電導ロータバーの前記超電導ステップ部間に配設されるとともに、前記ロータコアの径外方を向き且つ前記ロータコアの軸方向に沿って段階的に前記径方向位置が変化する複数段の常電導ステージ面を有し、
複数段の前記常電導ステージ面は、それぞれ、前記ロータコアの軸方向において、前記複数段の超電導ステージ面と同一位置に設けられ、且つ、前記ロータコアの軸方向における同一位置に設けられた前記常電導ステージ面と前記超電導ステージ面の径方向位置が一致するように形成される、
超電導ロータ。

【請求項6】

請求項５に記載の超電導ロータにおいて、
前記超電導エンドリングの各超電導エンドリング巻線部を構成する超電導テープ線材は、前記常電導ステージ面と熱的又は電気的に接続されている、超電導ロータ。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超電導ロータを含む、超電導モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超電導ロータ及び超電導モータに関する。

【背景技術】

【0002】

超電導材料を用いた籠型導体（超電導籠型導体）を有する超電導モータが開発されている。この種の超電導モータは、超電導籠型導体がステータにより発生される回転磁界の磁束を補足することにより、同期モータとして回転する。超電導籠型導体内の電気抵抗はゼロ又は極めて小さいので、この種の超電導モータは、
１．簡単な構造で、滑りの無い高効率な同期回転が実現される。
２．超電導籠型導体に大電流を流すことができ、そのため高トルクを発生させることができる。
等の作用効果を奏する。

【0003】

特許文献１は、超電導線材により構成された超電導籠型導体と、常電導材料により構成された常電導籠型導体とを備える超電導ロータを開示する。超電導籠型導体は、複数本の超電導ロータバーと一対の超電導エンドリングとからなる。超電導ロータバーは、超電導線材を複数本束ねて長尺状に形成される。一対の超電導エンドリングは、超電導線材を積層することにより円環状に構成される。複数の超電導ロータバーのそれぞれの一端が、一方の超電導エンドリングの周方向に沿って一方の超電導エンドリングに接続され、複数の超電導ロータバーのそれぞれの他端が、他方の超電導エンドリングの周方向に沿って他方の超電導エンドリングに接続される。

【0004】

特許文献１に記載の超電導ロータを用いた超電導モータは、上記１，２に記載の作用効果に加え、
３．超電導籠型導体が非超電導状態であるときには、常電導籠型導体に生じる誘導トルク主導で超電導モータ（超電導ロータ）を回転させることができ、超電導籠型導体が超電導状態であるときには、超電導籠型導体が回転磁界の磁束を捕捉することで生じる同期トルク主導で超電導モータを回転させることができる。
といった作用効果を奏する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２００９／１１６２１９号

【発明の概要】

【0006】

（発明が解決しようとする課題）
超電導ロータを構成する超電導籠導体の超電導エンドリングが超電導線材を巻回することにより円環状に構成されている場合、超電導エンドリング内にて超電導線材の積層方向に流れる電流は、超電導線材どうしの接触界面を横切る。このとき比較的大きな電気抵抗が生じる。よって、超電導線材の積層方向に流れる電流が超電導線材どうしの接触界面を横切る回数が多い場合、電気抵抗が増大する。電気抵抗が増大すると、ジュール損失量が増大して超電導ロータの回転に滑りが生じ、これにより超電導モータの効率が低下する。その結果、超電導モータに上記した作用効果を十分に発揮させることができない。

【0007】

本発明は、電気抵抗ができるだけ小さくなる超電導ロータ及びそれを用いた超電導モータを提供することを目的とする。

【0008】

（課題を解決するための手段）
本発明に係る超電導ロータ（１）は、ロータシャフト（２）と、磁性体により円筒状に形成されるとともにロータシャフトと一体的に回転するようにロータシャフトに同軸的に取り付けられ、且つ、一方の端面から他方の端面にかけて貫通する複数のスロット（３５）が周方向に沿って間隔を開けて設けられたロータコア（３）と、超電導材料により長尺状に形成され、複数のスロットのそれぞれに挿通されるとともに、スロット内に位置する超電導本体部（５２ａ）と、スロット外に位置するとともに超電導本体部の一方端及び他方端からそれぞれ長手方向に延設された一対の超電導ステップ部（５２ｂ）と、を有する複数の超電導ロータバー（５２）と、複数の超電導ロータバーの一対の超電導ステップ部にそれぞれ電気的に接続される一対の超電導エンドリング（６２）と、を備える。

【0009】

超電導ステップ部は、ロータコアの径外方を向くとともにロータコアの軸方向に沿って段階的にロータコアの中心からの距離により表される径方向位置が変化するように配列された複数段の超電導ステージ面（５２１ａ，５２２ａ，５２３ａ，５２４ａ，５２５ａ）を有する。また、複数の超電導ロータバーは、それぞれ、超電導ステップ部の同一段の超電導ステージ面が、ロータコアの周方向に沿って配置するように、ロータコアに対して配設される。そして、超電導エンドリングは、超電導材料によりテープ状に形成された超電導テープ線材が、ロータコアの周方向に沿って配置された同一段の超電導ステージ面及びその同一段の超電導ステージ面に隣接する段の超電導ステージ面に巻回されることにより段付環状に形成された複数の超電導エンドリング巻線部（６２１，６２２，６２３，６２４）を有し、複数の超電導エンドリング巻線部がロータコアの軸方向に沿って配設されることにより構成されている。

【0010】

本発明によれば、超電導エンドリングは、超電導テープ線材が巻回されることにより段付環状に形成された複数の超電導エンドリング巻線部がロータコアの軸方向に沿って配設されることにより構成される。また、各超電導エンドリング巻線部を構成する超電導テープ線材は、隣接する複数段の超電導ステージ面に巻回されることにより、超電導ロータバーに電気的に接続される。このように複数段の超電導ステージ面で超電導エンドリングが超電導ロータバーに電気的に接続されるため、超電導エンドリングと超電導ロータバーとの接触面積が増加し、その結果、接触抵抗（電気抵抗）を小さくすることができる。

【0011】

また、超電導エンドリング巻線部を構成する超電導テープ線材が単一段の超電導ステージ面に積層するように巻回された場合、超電導エンドリングを流れる電流が超電導エンドリングから超電導ロータバーに至るまでに、超電導テープ線材の巻数分（積層数分）の接触界面を横切ることになる。ここで、巻回された超電導テープ線材の積層方向に流れる電流に対する電気抵抗は、超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数（すなわち巻数）に比例して増加する。従って、電流が超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数が多い場合、電気抵抗が増大する。この点に関し、本発明においては、超電導エンドリング巻線部を構成する超電導テープ線材が、ロータの周方向に沿って配置された同一段の超電導ステージ面及びその同一段の超電導ステージ面に隣接する段の超電導ステージ面に巻回される。つまり、本発明によれば、超電導ロータバーの超電導ステップ部が有する複数段の超電導ステージ面のうち、隣接する２つ以上の異なる段の超電導ステージ面に、超電導テープ線材が巻回される。そのため、超電導テープ線材が巻回されて構成される超電導エンドリング巻線部を流れる電流は、より近い（超電導テープ線材の接触界面を横切る回数がより少ない）位置に位置する段の超電導ステージ面を通過する経路を通って超電導ロータバーに流れる。よって、超電導エンドリングを流れる電流が超電導エンドリングから超電導ロータバーに至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数を減じることができる。こうして電流が接触界面を横切る回数を低減することによって、超電導ロータの電気抵抗をさらに小さくすることができる。

【0012】

本発明において、「同一段の超電導ステージ面」とは、ロータコアの周方向に沿って配設されている複数の超電導ロータバーがそれぞれ備える超電導ステップ部に設けられている複数の超電導ステージ面のうち、ロータコアの周方向に沿って配置した同じ段の超電導ステージ面を言う。例えば、超電導ステップ部が５段構成である場合、複数の超電導ロータバーのそれぞれの超電導ステップ部に設けられている３段目の超電導ステージ面は、同一段の超電導ステージ面である。

【0013】

また、本発明において、超電導テープ線材は、長尺薄板形状を呈し、長手方向に直交する二方向のアスペクト比が１：１でないものを言う。この超電導テープ線材を巻回する場合、巻軸方向が長手方向に直交する方向であり、且つ、面積が最も大きい面（テープ面）が積層面（巻き面）となるように、巻回される。

【0014】

また、本発明において、超電導ロータバーは、その超電導ステップ部の複数段の超電導ステージ面がロータコアの軸方向に沿って段階的に径方向位置が変化するように配列するように構成されていれば良く、必ずしも超電導ロータバー自身がロータコアの軸方向に沿って配置される必要はない。例えば、ロータコアの軸方向に所定の角度（スキュー）を有して超電導ロータバーが配設されていてもよい。

【0015】

また、超電導ステージ部が備える複数の超電導ステージ面は、ロータコアの軸方向に沿って超電導本体部から離れるほど段階的に径方向位置が小さくなるように配列されるとよい。ここで、径方向位置が小さくなるとは、ロータコアの中心からの距離が短くなるということである。つまり、径方向位置を、高さ位置と言った場合、径方向位置が小さくなるとは、高さ位置が低くなるということである。

【0016】

また、複数段の超電導ステージ面の少なくとも一つは、ロータコアの軸方向に隣接する複数の超電導エンドリング巻線部をそれぞれ構成する複数の超電導テープ線材が巻回される超電導共有ステージ面（５２２ａ，５２３ａ，５２４ａ）であるのがよい。そして、ロータコアの軸方向における超電導共有ステージ面の長さ（軸方向長さ）が、それに巻回される前記超電導テープ線材の巻軸方向における長さ（すなわち幅）よりも長いとよい。これによれば、超電導共有ステージ面に、一つの超電導エンドリング巻線部を構成する超電導テープ線材及びその超電導エンドリング巻線部に隣接する超電導エンドリング巻線部を構成する超電導テープ線材を、ロータコアの軸方向に並べて配置することができる。また、超電導テープ線材（超電導エンドリング）と超電導ロータバーとの接触面積が増加し、これにより、超電導ロータの電気抵抗をさらに小さくすることができる。

【0017】

また、本発明に係る超電導ロータは、常電導材料により長尺状に形成され、超電導ロータバーとともに複数のスロットのそれぞれに挿通されるとともに、スロット内に位置する常電導本体部（５１ａ）と、スロット外に配設されるとともに常電導本体部の一方端及び他方端からそれぞれ延設される一対の常電導接続部（５１ｂ）を有する複数の常電導ロータバー（５１）と、常電導材料により形成され、複数の常電導ロータバーの一対の常電導接続部にそれぞれ電気的に接続される一対の常電導エンドリング（６１）と、を備えるとよい。これによれば、超電導ロータが、上記した超電導ロータバー及び超電導エンドリングから構成される超電導籠型導体に加え、常電導ロータバー及び常電導エンドリングから構成される常電導籠型導体を備えることになる。よって、このような超電導ロータを用いた超電導モータにおいて、超電導籠型導体が非超電導状態であるときには、常電導籠型導体にて生じる誘導トルク主導で超電導モータを回転させることができ、超電導籠型導体が超電導状態であるときには超電導籠型導体にて生じる同期トルク主導で超電導モータを回転させることができる。

【0018】

この場合、常電導ロータバーが、超電導ロータバーに熱的又は電気的に接触しているとよい。常電導ロータバーが超電導ロータバーに熱的に接触している場合、超電導ロータバーにて生じた熱を、常電導ロータバーに伝達させることができる。すなわち、常電導ロータバーの熱容量を利用して、超電導ロータバーにて生じた熱を超電導ロータバーから常電導ロータバーに逃がすことができる。その結果、超電導ロータバーの温度上昇を抑制することができ、十分に超電導ロータバーを冷却することができる。また、常電導ロータバーが超電導ロータバーに電気的に接触している場合、超電導ロータバーに臨界電流Ｉｃを超える過剰な電流が流れようとするときに、常電導ロータバーに電流を分流することができる。つまり、常電導ロータバーが、超電導ロータバーに流れる電流のバイパス経路を構成する。これにより、超電導ロータバーに過剰な電流が流れることによる超電導ロータバーの発熱を抑制することができ、その結果、超電導ロータバーの焼損を防止できる。

【0019】

また、常電導エンドリングが、超電導エンドリングに熱的に又は電気的に接触しているとよい。常電導エンドリングが超電導エンドリングに熱的に接触している場合、超電導エンドリングにて生じた熱を、常電導エンドリングに伝達させることができる。すなわち、常電導エンドリングの熱容量を利用して、超電導エンドリングにて生じた熱を超電導エンドリングから常電導エンドリングに逃がすことができる。その結果、超電導エンドリングの温度上昇を抑制することができ、十分に超電導エンドリングを冷却することができる。また、常電導エンドリングが超電導エンドリングに電気的に接触している場合、超電導エンドリングに臨界電流Ｉｃを超える過剰な電流が流れようとするときに、常電導エンドリングに電流を分流することができる。つまり、常電導エンドリングが、超電導エンドリングに流れる電流のバイパス経路を構成する。これにより、超電導エンドリングに過剰な電流が流れることによる超電導エンドリングの発熱を抑制することができ、その結果、超電導エンドリングの焼損を防止できる。

【0020】

また、常電導エンドリングは、円環状をなし、ロータコアの一方端又は他方端にてロータコアに同軸配置されるともに複数の常電導ロータバーの常電導接続部に電気的に接続された常電導円環部（６１１）と、常電導円環部の周方向に沿って間隔を開けて常電導円環部に接続された複数の常電導ステップ部（６１２）を有するとよい。この場合、複数の常電導ステップ部は、それぞれ、ロータコアの周方向に隣接する超電導ロータバーの超電導ステップ部間に配設されるとともに、ロータコアの径外方を向き且つロータコアの軸方向に沿って段階的に径方向位置が変化する複数段の常電導ステージ面（６１２ａ１，６１２ａ２，６１２ａ３，６１２ａ４，６１２ａ５）を有し、複数の常電導ステージ面は、それぞれ、ロータコアの軸方向において、複数の超電導ステージ面と同一位置に設けられ、且つ、ロータコアの軸方向における同一位置に設けられた常電導ステージ面と超電導ステージ面の径方向位置が一致するように形成されるとよい。

【0021】

複数の超電導ロータバーはロータコアの周方向に間隔を開けて設けられる。そのため、ロータコアの周方向に沿って複数の超電導ステップ部の超電導ステージ面に超電導テープ線材を巻回する場合、隣接する超電導ステージ面間の超電導テープ線材が直線状になり、その結果、超電導テープ線材が多角形状に巻回される虞がある。超電導線材が多角形状に巻回された場合において、曲げ角度（曲げ量）が大きいと、超電導テープ線材の内部構造が変形して、超電導特性が悪化する（例えば超電導臨界電流Ｉｃが低下する）虞がある。この点に関し、本発明では、同一段の超電導ステージ面間に常電導ステージ面が位置することになり、且つ、同一段の超電導ステージ面及び常電導ステージ面の径方向位置（ロータコアの中心からの距離）が一致する。このため、超電導テープ線材が多角形状に巻回された場合であっても曲げ角度を小さくすることができる。その結果、超電導テープ線材の曲げ角度が大きいことに起因する超電導特性の悪化を防止することができる。

【0022】

なお、上記において、「常電導ステージ面と超電導ステージ面の径方向位置が一致する」とは、常電導ステージ面と超電導ステージ面の径方向位置が完全に一致する必要はない。常電導ステージ面が存在しない場合（常電導ステップ部が設けられていない場合）における超電導テープ線材の曲げ角度をθ１とし、常電導ステージ面が存在する場合における超電導テープ線材の曲げ角度をθ２とすると、θ２がθ１以下となるような径方向位置に常電導ステージ面が位置する場合、常電導ステージ面と超電導ステージ面の径方向位置が一致すると言うことができる。特に、ロータコアの軸方向から見て、隣接する超電導ステージ面間に配設される常電導ステージ面が、上記隣接する超電導ステージ面（厳密には上記隣接する超電導ステージ面の互いに対面する辺）を直線状に結ぶ線分と、上記隣接する超電導ステージ面のそれぞれの延長線とによって囲まれる三角形状の領域に位置する場合を、その常電導ステージ面の径方向位置が超電導ステージ面の径方向位置に一致すると定義することができる。上記三角形状の領域に常電導ステージ面が位置する場合、超電導テープ線材の曲げ角度が、常電導ステージ面が存在しない場合における超電導テープ線材の曲げ角度以下にされる。

【0023】

この場合、超電導エンドリングの各超電導エンドリング巻線部を構成する超電導線材は、常電導ステージ面と熱的又は電気的に接続されているとよい。これによれば、それぞれの超電導エンドリング巻線部を構成する超電導線材が常電導エンドリングの常電導ステージ面に熱的又は電気的に接続されるので、いずれの超電導エンドリング巻線部にて発生した熱も、常電導エンドリングに逃がすことができ、また、いずれの超電導エンドリング巻線部に流れる電流も、常電導エンドリングに分流させることができる。よって、超電導エンドリングの発熱に起因する不具合の発生を防止することができる。

【0024】

また、本発明は、上記構成を備える超電導ロータを含む、超電導モータを提供する。これによれば、上記した作用効果を奏する超電導モータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施形態に係る超電導モータの概略断面図である。

【図2】超電導ロータの概略断面図である。

【図3】ロータコアの斜視図である。

【図4A】籠型導体の概略断面図である。

【図4B】籠型導体の斜視図である。

【図5】ロータバーの概略断面図である。

【図6】ロータバーがロータコアのスロットに挿通された状態を示す概略断面図である。

【図7】超電導ステップ部付近の拡大断面図である。

【図8】常電導エンドリングの斜視図である。

【図9】一対の常電導エンドリングとロータバーとの組み付け体を示す斜視図である。

【図10】一対の常電導エンドリングとロータバーとの組み付け体の概略断面図である。

【図11】常電導エンドリング付近の拡大断面図である。

【図12】第一超電導エンドリング巻線部を超電導ステップ部に取り付ける手順を示す図である。

【図13】第二超電導エンドリング巻線部を超電導ステップ部に取り付ける手順を示す図である。

【図14】第三超電導エンドリング巻線部を超電導ステップ部に取り付ける手順を示す図である。

【図15】第四超電導エンドリング巻線部を超電導ステップ部に取り付ける手順を示す図である。

【図16】超電導モータが同期モータとして回転している場合に、超電導籠型導体内を流れる電流の経路を模式的に示す図である。

【図17】巻き位置をずらすことなく、１つの超電導ステージ面上に１本の超電導テープ線材を巻回して構成された超電導エンドリングを示す図である。

【図18】超電導共有ステージ面に３本の超電導テープ線材が巻回される例を示す図である。

【図19】常電導ステップ部を備えない常電導エンドリングの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る超電導モータ１００の概略断面図である。この断面図は、超電導モータ１００が備える後述するロータシャフト２及びロータコア３の回転中心軸を通る平面で切断した超電導モータ１００の断面を示す。なお、以下において、「断面図」と言ったとき、特に明記しない限り、その断面図は、上記した平面で切断した断面図を表す。図１に示すように、超電導モータ１００は、超電導ロータ１と、ステータ８０と、モータケース９０とを備える。

【0027】

図２は、超電導ロータ１の概略断面図である。図２に示すように、超電導ロータ１は、ロータシャフト２と、ロータコア３と、籠型導体４とを有する。ロータシャフト２は棒状に形成される。ロータシャフト２は超電導モータ１００の出力軸として機能する。ロータコア３は磁性体により形成される。

【0028】

図３は、ロータコア３の斜視図である。図３に示すように、ロータコア３は、内周面３１と、外周面３２と、内周面３１の一方端と外周面３２の一方端との間に形成される一方端面３３と、内周面３１の他方端と外周面３２の他方端との間に形成される他方端面３４（図２参照）とを有し、円筒状に形成される。ロータコア３は、鉄やケイ素鋼等の高透磁率材料からなる薄板を軸方向に積層して成形するのが良い。

【0029】

円筒状のロータコア３の内周面３１に囲まれる空間が、ロータコア３の軸方向に沿ってロータコア３を貫通したシャフト挿通孔を構成する。このシャフト挿通孔にロータシャフト２が図１に示されるように挿通されるとともに、シャフト挿通孔に挿通されたロータシャフト２がロータコア３の内周面３１に固定される。このようにしてロータコア３とロータシャフト２が固定されることにより、ロータコア３がロータシャフト２と一体回転するようにロータシャフト２に同軸的に取り付けられる。

【0030】

また、図３に良く示すように、ロータコア３には、複数のスロット３５が設けられる。複数のスロット３５は、ロータコア３の一方端面３３から他方端面３４にかけて貫通する貫通孔であり、スロット３５の長手方向における一方端がロータコア３の一方端面３３に開口し他方端がロータコア３の他方端面３４に開口する。また、複数のスロット３５は、ロータコア３の周方向に沿って等間隔に設けられる。本実施形態では、複数のスロット３５の開口形状及び長手方向に直交する断面の形状は、ロータコア３の径内方から径外方に向かって長く且つ周方向に短い長方形状である。

【0031】

図２に示すように、籠型導体４は、複数のロータバー５と、一対のエンドリング６とを備える。各ロータバー５は、図３に示すロータコア３の各スロット３５に挿通される。従って、複数のロータバー５は、ロータコア３の周方向に沿って配設される。また、ロータバー５の個数は、スロット３５の個数に等しい。

【0032】

図４Ａは、籠型導体４の概略断面図である。また、図４Ｂは、籠型導体４の斜視図である。なお、図４Ａには、ロータコア３の断面外径が破線により表され、ロータコア３の中心軸線が一点鎖線により表される。図４Ａに示すように、籠型導体４が備える複数のロータバー５は、それぞれ、常電導ロータバー５１及び超電導ロータバー５２を有する。常電導ロータバー５１は、常電導材料により長尺角棒状に形成される。常電導ロータバー５１は、熱伝導率の良好な導電性材料、例えば銅により構成される。

【0033】

超電導ロータバー５２は、超電導材料により長尺状に形成される。超電導ロータバー５２は、例えば、超電導線材、超電導バルク材、超電導薄膜、などにより構成することができる。例えば、超電導ロータバー５２は、高温超電導材料からなる複数の超電導線材を束ねてはんだなどを介して電気的に並列接続することにより長尺状に形成することができる。

【0034】

図５は、図４Ａに示す断面のうちロータバー５のみを示す概略断面図である。図５に示すように、ロータバー５が備える常電導ロータバー５１の表面のうち長手方向に沿った一表面上に、超電導ロータバー５２が載置される。また、超電導ロータバー５２は、長さの異なる複数本（本実施形態では五本）のバー（第一バー５２１、第二バー５２２、第三バー５２３、第四バー５２４、第五バー５２５）により構成される。第五バー５２５が、常電導ロータバー５１の上記一表面上に積層状態（長手方向を一致させた状態）で載置される。

【0035】

第五バー５２５の長さは常電導ロータバー５１の長さに等しく、第四バー５２４の長さは第五バー５２５の長さよりも短く、第三バー５２３の長さは第四バー５２４の長さよりも短く、第二バー５２２の長さは第三バー５２３の長さよりも短く、第一バー５２１の長さは第二バー５２２の長さよりも短い。そして、常電導ロータバー５１の上記一表面上に第五バー５２５が積層され、第五バー５２５上に第四バー５２４が積層され、第四バー５２４上に第三バー５２３が積層され、第三バー５２３上に第二バー５２２が積層され、第二バー５２２上に第一バー５２１が積層される。つまり、長いバーの上に、それよりも短いバーが積層される。積層方向に隣接するバーは、はんだなどの導電性接続部材により接合される。これにより超電導ロータバー５２が構成される。このとき、長手方向における中心位置が積層方向に沿って一致するように、これらのバーが積層される。従って、図５に示すように、超電導ロータバー５２の長手方向における両端部分には、階段状をなす部分が形成される。また、超電導ロータバー５２の第五バー５２５が、常電導ロータバー５１に積層された状態で、はんだなどの導電性接続部材により常電導ロータバー５１に接合される。これにより、超電導ロータバー５２が常電導ロータバー５１に熱的及び電気的に接続される。

【0036】

上記構成を有する複数のロータバー５が、ロータコア３に設けられている複数のスロット３５のそれぞれに挿通される。図６は、一つのロータバー５がロータコア３のスロット３５に挿通された状態を示す概略断面図である。図６において、ロータコア３の断面外形が破線で示される。また、図６の左右方向が、ロータコア３の軸方向であり、図６の上下方向がロータコア３の径方向であり、上方が径外方、下方が径内方である。ここで、径外方とは、ロータコア３の径方向のうちロータコア３の中心から外方に向かう方向であり、径内方とは、ロータコア３の径方向のうちロータコア３の中心に向かう方向である。以下において、ロータコア３の軸方向を単に軸方向と言う場合があり、ロータコア３の径方向を単に径方向と言う場合がある。

【0037】

図６に示すように、常電導ロータバー５１は、超電導ロータバー５２とともにスロット３５に挿通される。このとき、常電導ロータバー５１が超電導ロータバー５２よりも径内方に位置するように、ロータバー５がスロット３５に挿通される。常電導ロータバー５１は、ロータコア３のスロット３５内に位置する常電導本体部５１ａと、スロット３５外に位置するとともに常電導本体部５１ａの一方端及び他方端からそれぞれ長手方向に延設される一対の常電導接続部５１ｂを有する。また、超電導ロータバー５２は、ロータコア３のスロット３５内に位置する超電導本体部５２ａと、スロット３５外に位置するとともに超電導本体部５２ａの一方端及び他方端からそれぞれ長手方向に延設される一対の超電導ステップ部５２ｂを有する。上記した、超電導ロータバー５２の長手方向における両端部分に形成された階段状をなす部分が、超電導ステップ部５２ｂである。

【0038】

図７は、超電導ステップ部５２ｂ付近の拡大断面図である。図７において左右方向が軸方向であり、上下方向が径方向であり上方が径外方、下方が径内方である。図７に示すように、超電導ステップ部５２ｂは、複数段の超電導ステージ面（一段目超電導ステージ面５２１ａ、二段目超電導ステージ面５２２ａ、三段目超電導ステージ面５２３ａ、四段目超電導ステージ面５２４ａ、五段目超電導ステージ面５２５ａ）と、複数の超電導段差面（第一超電導段差面５２１ｂ、第二超電導段差面５２２ｂ、第三超電導段差面５２３ｂ、第四超電導段差面５２４ｂ、第五超電導段差面５２５ｂ）とを有する。

【0039】

五段目超電導ステージ面５２５ａは、第五バー５２５のうち超電導ステップ部５２ｂを構成する部分の表面であって、ロータコア３の径外方（図７においては上方）を向き且つ第四バー５２４が積層されていない面により構成される。四段目超電導ステージ面５２４ａは、第四バー５２４のうち超電導ステップ部５２ｂを構成する部分の表面であって、ロータコア３の径外方を向き且つ第三バー５２３が積層されていない面により構成される。三段目超電導ステージ面５２３ａは、第三バー５２３のうち超電導ステップ部５２ｂを構成する部分の表面であって、ロータコア３の径外方を向き且つ第二バー５２２が積層されていない面により構成される。二段目超電導ステージ面５２２ａは、第二バー５２２のうち超電導ステップ部５２ｂを構成する部分であって、ロータコア３の径外方を向き且つ第一バー５２１が積層されていない面により構成される。一段目超電導ステージ面５２１ａは、第一バー５２１のうち超電導ステップ部５２ｂを構成する部分の表面であって、ロータコア３の径外方を向く面により構成される。

【0040】

また、図７からわかるように、一段目超電導ステージ面５２１ａの径方向位置、二段目超電導ステージ面５２２ａの径方向位置、三段目超電導ステージ面５２３ａの径方向位置、四段目超電導ステージ面５２４ａの径方向位置、五段目超電導ステージ面５２５ａの径方向位置は、それぞれ異なる。そして、これらの径方向位置が異なる複数段の超電導ステージ面が、ロータコア３の軸方向に沿って配列される。従って、複数段の超電導ステージ面は、ロータコア３の軸方向に沿って段階的に径方向位置（ロータコア３の中心からの距離）が変化するように配列されることになる。

【0041】

具体的には、一段目超電導ステージ面５２１ａの径方向位置は、二段目超電導ステージ面５２２ａの径方向位置よりも大きく、二段目超電導ステージ面５２２ａの径方向位置は、三段目超電導ステージ面５２３ａの径方向位置よりも大きく、三段目超電導ステージ面５２３ａの径方向位置は、四段目超電導ステージ面５２４ａの径方向位置よりも大きく、四段目超電導ステージ面５２４ａの径方向位置は、五段目超電導ステージ面５２５ａの径方向位置よりも大きい。そして、ロータコア３の軸方向に沿って、超電導本体部５２ａに近い方から順に、一段目超電導ステージ面５２１ａ、二段目超電導ステージ面５２２ａ、三段目超電導ステージ面５２３ａ、四段目超電導ステージ面５２４ａ、五段目超電導ステージ面５２５ａが、この順で配列されている。ここで、「径方向位置が大きい」とは、ロータコア３の中心軸からの径方向距離が長いことを表す。なお、「径方向位置が小さい」とは、ロータコア３の中心軸からの径方向距離が短いことを表す。従って、複数段の超電導ステージ面は、ロータコア３の軸方向に沿って超電導本体部５２ａから離れるほど、段階的に径方向位置が小さくなる（すなわちロータコア３の中心軸からの径方向距離が段階的に短くなる）ように配列される。

【0042】

第一超電導段差面５２１ｂは第一バー５２１の長手方向端面により構成され、第二超電導段差面５２２ｂは第二バー５２２の長手方向端面により構成され、第三超電導段差面５２３ｂは第三バー５２３の長手方向端面により構成され、第四超電導段差面５２４ｂは第四バー５２４の長手方向端面により構成され、第五超電導段差面５２５ｂは第五バー５２５の長手方向端面により構成される。

【0043】

図７からわかるように、第一超電導段差面５２１ｂは、一段目超電導ステージ面５２１ａと二段目超電導ステージ面５２２ａとを接続し、第二超電導段差面５２２ｂは、二段目超電導ステージ面５２２ａと三段目超電導ステージ面５２３ａとを接続し、第三超電導段差面５２３ｂは、三段目超電導ステージ面５２３ａと四段目超電導ステージ面５２４ａとを接続し、第四超電導段差面５２４ｂは、四段目超電導ステージ面５２４ａと五段目超電導ステージ面５２５ａとを接続する。従って、これらの段差面は、隣接する超電導ステージ面を接続する。また、各超電導段差面は、ロータコア３の径方向に平行な面であって且つロータコア３の軸方向に垂直な面である。各段差面をこのように形成することにより、超電導ステップ部５２ｂの軸方向長さの短縮化を図ることができる。

【0044】

超電導ステップ部５２ｂは、上記した複数段の超電導ステージ面及び複数の超電導段差面を有し、複数段の超電導ステージ面及び複数の超電導段差面がそれぞれ上記したように配置していることによって、図７に示すような階段状に形成される。

【0045】

また、図５からわかるように、常電導ロータバー５１には、その一対の常電導接続部５１ｂの端部から延設された一対の突起部５１１が設けられている。この一対の突起部５１１を介して、ロータバー５の両端が、それぞれ、一対のエンドリング６に接続される。一対のエンドリング６は、図２に示すように、常電導エンドリング６１と超電導エンドリング６２を有する。

【0046】

図８は、常電導エンドリング６１の斜視図である。図８に示すように、常電導エンドリング６１は、常電導円環部６１１と、複数の常電導ステップ部６１２とを有する。

【0047】

常電導円環部６１１は、例えば銅のような熱伝導率が良好な常電導材料により円環状に構成される。常電導円環部６１１には、その軸方向に貫通する複数の貫通孔６１１ａが形成される。複数の貫通孔６１１ａは、常電導円環部６１１の周方向に沿って等間隔に設けられる。

【0048】

図８に示すように、複数の常電導ステップ部６１２は、常電導円環部６１１の周方向に沿って間隔を開けて、常電導円環部６１１の一方の端面に接続される。それぞれの常電導ステップ部６１２は、常電導円環部６１１に設けられている隣接する貫通孔６１１ａ間にそれぞれ取り付けられる。従って、常電導ステップ部６１２の個数は、貫通孔６１１ａの個数に等しい。また、複数の貫通孔６１１ａは、常電導円環部６１１の周方向に沿って等間隔に設けられているので、複数の常電導ステップ部６１２も常電導円環部６１１の周方向に沿って等間隔に設けられることになる。

【0049】

一対の常電導エンドリング６１は、それらがそれぞれ備える常電導ステップ部６１２を対向させた状態で、軸方向に沿って離間して同軸状に配置される。このとき、一方の常電導エンドリング６１の常電導円環部６１１に設けられているそれぞれの貫通孔６１１ａと他方の常電導エンドリング６１の常電導円環部６１１に設けられているそれぞれの貫通孔６１１ａが同軸配置するように、一対の常電導エンドリング６１の回転位置が調整される。こうして離間配置された一対の常電導エンドリング６１間に、複数のロータバー５が配設される。そして、一対の常電導エンドリング６１の貫通孔６１１ａに、ロータバー５が備える常電導ロータバー５１の両端（一対の常電導接続部５１ｂの端）に設けられた突起部５１１が挿通される。これにより、常電導円環部６１１（常電導エンドリング６１）とロータバー５（常電導ロータバー５１）が、電気的及び熱的に接続される。常電導エンドリング６１及び常電導ロータバー５１によって、常電導籠型導体４Ａが形成される。

【0050】

図９は、一対の常電導エンドリング６１とロータバー５との組み付け体を示す斜視図である。この組み付け体は、常電導籠型導体４Ａに、超電導ロータバー５２を組み付けたものである。図９に示すように、超電導ロータバー５２の超電導ステップ部５２ｂと、常電導エンドリング６１の常電導ステップ部６１２は、周方向に沿って、交互に等間隔で配置している。

【0051】

図１０は、一対の常電導エンドリング６１とロータバー５との組み付け体の概略断面図である。この断面図は、上記組み付け体に組み付けられるロータコア３の中心軸線及び常電導エンドリング６１を通る平面で、上記組み付け体を切断した場合における断面図である。図１０において、ロータコア３の断面外形が破線で示され、ロータコア３の中心軸線が一点鎖線で示される。図１０に示すように、常電導エンドリング６１の常電導円環部６１１は、ロータコア３の一方端又は他方端に位置し、ロータコア３に同軸配置される。また、常電導エンドリング６１の常電導ステップ部６１２は、常電導円環部６１１の一方の面から、ロータコア３に近づく方向に延設される。

【0052】

図１１は、図１０に示す断面のうち常電導エンドリング６１付近の拡大断面図である。図１１において左右方向が軸方向であり、上下方向が径方向、上方が径外方、下方が径内方である。図１１に示すように、常電導エンドリング６１の常電導ステップ部６１２は、複数段の常電導ステージ面（一段目常電導ステージ面６１２ａ１、二段目常電導ステージ面６１２ａ２、三段目常電導ステージ面６１２ａ３、四段目常電導ステージ面６１２ａ４、五段目常電導ステージ面６１２ａ５）と、複数の常電導段差面（第一常電導段差面６１２ｂ１、第二常電導段差面６１２ｂ２、第三常電導段差面６１２ｂ３、第四常電導段差面６１２ｂ４）とを有する。

【0053】

各常電導ステージ面は、いずれも、ロータコア３の径外方（図１１においては上方）を向く。また、一段目常電導ステージ面６１２ａ１の径方向位置、二段目常電導ステージ面６１２ａ２の径方向位置、三段目常電導ステージ面６１２ａ３の径方向位置、四段目常電導ステージ面６１２ａ４の径方向位置、五段目常電導ステージ面６１２ａ５の径方向位置は、それぞれ異なる。そして、これらの径方向位置が異なる複数段の常電導ステージ面が、ロータコア３の軸方向に沿って配列される。従って、複数段の超電導ステージ面は、ロータコア３の軸方向に沿って段階的に径方向位置（ロータコア３の中心からの距離）が変化するように配列されることになる。

【0054】

具体的には、一段目常電導ステージ面６１２ａ１の径方向位置は、二段目常電導ステージ面６１２ａ２の径方向位置よりも大きく、二段目常電導ステージ面６１２ａ２の径方向位置は、三段目常電導ステージ面６１２ａ３の径方向位置よりも大きく、三段目常電導ステージ面６１２ａ３の径方向位置は、四段目常電導ステージ面６１２ａ４の径方向位置よりも大きく、四段目常電導ステージ面６１２ａ４の径方向位置は、五段目常電導ステージ面６１２ａ５の径方向位置よりも大きい。そして、ロータコア３の軸方向に沿って、超電導本体部５２ａに近い方から順に、一段目常電導ステージ面６１２ａ１、二段目常電導ステージ面６１２ａ２、三段目常電導ステージ面６１２ａ３、四段目常電導ステージ面６１２ａ４、五段目常電導ステージ面６１２ａ５が、この順で配列されている。従って、複数段の常電導ステージ面は、ロータコア３の軸方向に沿って超電導本体部５２ａから離れるほど、段階的に径方向位置が小さくなる（すなわちロータコア３の中心軸からの径方向距離が段階的に短くなる）ように配列される。

【0055】

また、第一常電導段差面６１２ｂ１は、一段目常電導ステージ面６１２ａ１と二段目常電導ステージ面６１２ａ２とを接続し、第二常電導段差面６１２ｂ２は、二段目常電導ステージ面６１２ａ２と三段目常電導ステージ面６１２ａ３とを接続し、第三常電導段差面６１２ｂ３は、三段目常電導ステージ面６１２ａ３と四段目常電導ステージ面６１２ａ４とを接続し、第四常電導段差面６１２ｂ４は、四段目常電導ステージ面６１２ａ４と五段目常電導ステージ面６１２ａ５とを接続する。従って、これらの段差面は、隣接する常電導ステージ面を接続する。

【0056】

常電導ステップ部６１２は、上記した複数段の常電導ステージ面及び複数の常電導段差面を有し、複数段の常電導ステージ面及び複数の常電導段差面がそれぞれ上記したように配置していることによって、階段状に形成される。

【0057】

また、ロータコア３の軸方向に沿った一段目常電導ステージ面６１２ａ１の長さ（一段目常電導ステージ面６１２ａ１の軸方向長さ）は、一段目超電導ステージ面５２１ａの軸方向長さに等しく、二段目常電導ステージ面６１２ａ２の軸方向長さは二段目超電導ステージ面５２２ａの軸方向長さに等しく、三段目常電導ステージ面６１２ａ３の軸方向長さは三段目超電導ステージ面５２３ａの軸方向長さに等しく、四段目常電導ステージ面６１２ａ４の軸方向長さは四段目超電導ステージ面５２４ａの軸方向長さに等しく、五段目常電導ステージ面６１２ａ５の軸方向長さは五段目超電導ステージ面５２５ａの軸方向長さに等しい。

【0058】

また、ロータコア３の軸方向における一段目常電導ステージ面６１２ａ１の形成位置（一段目常電導ステージ面６１２ａ１の軸方向位置）は、一段目超電導ステージ面５２１ａの軸方向位置に一致し、二段目常電導ステージ面６１２ａ２の軸方向位置は二段目超電導ステージ面５２２ａの軸方向位置に一致し、三段目常電導ステージ面６１２ａ３の軸方向位置は三段目超電導ステージ面５２３ａの軸方向位置に一致し、四段目常電導ステージ面６１２ａ４の軸方向位置は四段目超電導ステージ面５２４ａの軸方向位置に一致し、五段目常電導ステージ面６１２ａ５の軸方向位置は五段目超電導ステージ面５２５ａの軸方向位置に一致する。つまり、同一段の超電導ステージ面と常電導ステージ面の軸方向位置は、一致する。別言すれば、同一段の超電導ステージ面と常電導ステージ面は、ロータコア３の周方向に沿って配置する。

【0059】

さらに、一段目常電導ステージ面６１２ａ１の径方向位置は一段目超電導ステージ面５２１ａの径方向位置に一致し、二段目常電導ステージ面６１２ａ２の径方向位置は二段目超電導ステージ面５２２ａの径方向位置に一致し、三段目常電導ステージ面６１２ａ３の径方向位置は三段目超電導ステージ面５２３ａの径方向位置に一致し、四段目常電導ステージ面６１２ａ４の径方向位置は四段目超電導ステージ面５２４ａの径方向位置に一致し、五段目常電導ステージ面６１２ａ５の径方向位置は五段目超電導ステージ面５２５ａの径方向位置に一致する。つまり、同一段の超電導ステージ面と常電導ステージ面の径方向位置は、一致する。

【0060】

また、第一超電導段差面５２１ｂと第一常電導段差面６１２ｂ１の軸方向位置は一致し、第二超電導段差面５２２ｂと第二常電導段差面６１２ｂ２の軸方向位置は一致し、第三超電導段差面５２３ｂと第三常電導段差面６１２ｂ３の軸方向位置は一致し、第四超電導段差面５２４ｂと第四常電導段差面６１２ｂ４の軸方向位置は一致する。

【0061】

また、二段目常電導ステージ面６１２ａ２の軸方向長さ、三段目常電導ステージ面６１２ａ３の軸方向長さ、四段目常電導ステージ面６１２ａ４の軸方向長さは、いずれも、同一の長さであり、且つ、後述する超電導エンドリング６２に用いられる超電導テープ線材の幅よりも長い。同様に、二段目超電導ステージ面５２２ａの軸方向長さ、三段目超電導ステージ面５２３ａの軸方向長さ、四段目超電導ステージ面５２４ａの軸方向長さは、いずれも、同一の長さであり、且つ、超電導エンドリング６２に用いられる超電導テープ線材の幅よりも長い。また、五段目常電導ステージ面６１２ａ５の軸方向長さ及び五段目超電導ステージ面５２５ａの軸方向長さは、いずれも、超電導エンドリング６２に用いられる超電導テープ線材の幅と等しいかそれよりも長い。また、一段目常電導ステージ面６１２ａ１の軸方向長さ及び一段目超電導ステージ面５２１ａの軸方向長さは、超電導エンドリング６２に用いられる超電導テープ線材の幅よりも短くても良い。好ましくは、一段目常電導ステージ面６１２ａ１の軸方向長さ及び一段目超電導ステージ面５２１ａの軸方向長さは、二段目、三段目、四段目常電導ステージ面（二段目、三段目、四段目超電導ステージ面）の軸方向長さと、超電導エンドリング６２に用いられる超電導テープ線材の幅との差分程度の長さであるのがよい。

【0062】

超電導エンドリング６２は、図４Ａに示すように、常電導エンドリング６１に取り付けられた複数のロータバー５の径外方側、具体的には、超電導ロータバー５２の超電導ステップ部５２ｂの径外方側に取り付けられる。本実施形態において、超電導エンドリング６２は、第一超電導エンドリング巻線部６２１と、第二超電導エンドリング巻線部６２２と、第三超電導エンドリング巻線部６２３と、第四超電導エンドリング巻線部６２４とを有する。各エンドリング巻線部は、それぞれ、超電導材料によりテープ状に形成された超電導テープ線材が超電導ステップ部５２ｂに巻回されることにより、段付円環状に形成される。各超電導エンドリング巻線部を構成する超電導テープ線材の幅は、同一である。

【0063】

以下に、超電導エンドリング６２を超電導ロータバー５２の超電導ステップ部５２ｂに取り付ける手順について説明する。図１２は、第一超電導エンドリング巻線部６２１を超電導ステップ部５２ｂに取り付ける手順を示す図、図１３は、第二超電導エンドリング巻線部６２２を超電導ステップ部５２ｂに取り付ける手順を示す図、図１４は、第三超電導エンドリング巻線部６２３を超電導ステップ部５２ｂに取り付ける手順を示す図、図１５は、第四超電導エンドリング巻線部６２４を超電導ステップ部５２ｂに取り付ける手順を示す図である。

【0064】

まず、第一超電導エンドリング巻線部６２１が、超電導ステップ部５２ｂに取り付けられる。この場合、まず、第一超電導エンドリング巻線部６２１を構成する第一超電導テープ線材６２１ａの一方端を、二段目超電導ステージ面５２２ａ（又は二段目常電導ステージ面６１２ａ２）に載置し、その位置にて、第一超電導テープ線材６２１ａの一方端をはんだなどの導電性接合材により固定する。そして、固定した一方端を始点として、ロータコア３の周方向に沿って、複数の超電導ステップ部５２ｂの二段目超電導ステージ面５２２ａに第一超電導テープ線材６２１ａを巻回する（図１２（ａ））。このとき、第一超電導テープ線材６２１ａの一方側面（第一超電導段差面５２１ｂに対面する側面）が、第一超電導段差面５２１ｂに接するように、第一超電導テープ線材６２１ａが巻回される。なお、以下の説明において、超電導テープ線材が巻回される場合、超電導テープ線材は、巻回する対象（超電導ステージ面、常電導ステージ面、超電導テープ線材）及び巻回時に隣接する部材との間にはんだ付けしながら巻回される。例えば上記のように第一超電導テープ線材６２１ａが巻回される場合、最初の一周目の巻回では第一超電導テープ線材６２１ａが二段目超電導ステージ面５２２ａにはんだ付けしながら巻回され、二周目以降の巻回では既に二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回されている直下の第一超電導テープ線材６２１ａにはんだ付けしながら巻回される。また、第一超電導テープ線材６２１ａの側面と、それに接する第一超電導段差面５２１ｂとの間にも、はんだ付けされる。つまり、超電導テープ線材が巻回された場合、同一の又は異なる超電導テープ線材どうしの隙間、並びに超電導テープ線材とその他の部材との隙間が、はんだにより埋められる。これにより電気抵抗が最小化される。

【0065】

ロータコア３の周方向に沿って二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回された第一超電導テープ線材６２１ａの最外周の径方向位置が、図１２（ｂ）に示すように一段目超電導ステージ面５２１ａの径方向位置に達した場合、第一超電導テープ線材６２１ａの巻き位置を、一段目超電導ステージ面５２１ａに近づくように軸方向にわずかにずらす。そして、巻き位置をずらした状態で、さらに、ロータコア３の周方向に沿って、第一超電導テープ線材６２１ａの巻回を継続する。この場合、第一超電導テープ線材６２１ａの巻き位置を一段目超電導ステージ面５２１ａに近づく方向にずらしたことにより、第一超電導テープ線材６２１ａは、その幅方向における一方側の部分にて一段目超電導ステージ面５２１ａに巻回され、その幅方向における他方側の部分にて二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回されることになる（図１２（ｃ））。このように、第一超電導テープ線材６２１ａは、ロータコア３の周方向に沿って、一段目超電導ステージ面５２１ａ及び二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回される。なお、一段目超電導ステージ面５２１ａにはんだ付けしながら巻回される第一超電導テープ線材６２１ａは、同時に、一段目超電導ステージ面５２１ａと同じ軸方向位置に位置する一段目常電導ステージ面６１２ａ１にもはんだ付けしながら巻回される。同様に、二段目超電導ステージ面５２２ａにはんだ付けしながら巻回される第一超電導テープ線材６２１ａは、同時に、二段目超電導ステージ面５２２ａと同じ軸方向位置に位置する二段目常電導ステージ面６１２ａ２にもはんだ付けしながら巻回される。

【0066】

一段目超電導ステージ面５２１ａに近づくように巻き位置をずらした後に所定の巻数だけ第一超電導テープ線材６２１ａを巻回し、その後、第一超電導テープ線材６２１ａの他端部をその直下に位置する部分にはんだなどの導電性接合材により接合する。これにより、第一超電導テープ線材６２１ａの巻回が完了して、第一超電導エンドリング巻線部６２１が超電導ステップ部５２ｂに取り付けられる（図１２（ｃ））。図１２（ｃ）に示すように、第一超電導エンドリング巻線部６２１は、二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回される円環状の部分と、一段目超電導ステージ面５２１ａに巻回される円環状の部分とを有する段付円環状に形成される。

【0067】

次に、第二超電導エンドリング巻線部６２２が、超電導ステップ部５２ｂに取り付けられる。この場合、まず、第二超電導エンドリング巻線部６２２を構成する第二超電導テープ線材６２２ａの一方端を、三段目超電導ステージ面５２３ａ（又は三段目常電導ステージ面６１２ａ３）に載置し、その位置にて、第二超電導テープ線材６２２ａの一方端をはんだなどの導電性接合材により固定する。そして、固定した一方端を始点として、ロータコア３の周方向に沿って、複数の超電導ステップ部５２ｂの三段目超電導ステージ面５２３ａに第二超電導テープ線材６２２ａを巻回する（図１３（ａ））。このとき、第二超電導テープ線材６２２ａの一方側面（第二超電導段差面５２２ｂに対面する側面）が、第二超電導段差面５２２ｂに接するように、第二超電導テープ線材６２２ａが巻回される。

【0068】

ロータコア３の周方向に沿って三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回された第二超電導テープ線材６２２ａの最外周の径方向位置が、図１３（ｂ）に示すように二段目超電導ステージ面５２２ａの径方向位置に達した場合、第二超電導テープ線材６２２ａの巻き位置を、二段目超電導ステージ面５２２ａに近づくように軸方向にわずかにずらす。そして、巻き位置をずらした状態で、さらに、ロータコア３の周方向に沿って、第二超電導テープ線材６２２ａの巻回を継続する。この場合、第二超電導テープ線材６２２ａの巻き位置を二段目超電導ステージ面５２２ａに近づく方向にずらしたことにより、第二超電導テープ線材６２２ａは、その幅方向における一方側の部分にて二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回され、その幅方向における他方側の部分にて三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回されることになる（図１３（ｃ））。ここで、上記したように、二段目超電導ステージ面５２２ａには、既に第一超電導エンドリング巻線部６２１を構成する第一超電導テープ線材６２１ａが巻回されている。しかし、二段目超電導ステージ面５２２ａの軸方向長さは、第一超電導テープ線材６２１ａの幅（巻き軸方向の長さ）よりも長く、且つ、二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回されている第一超電導テープ線材６２１ａは、その一方側面にて第一超電導段差面５２１ｂに接している。従って、図１３（ｂ）からわかるように、二段目超電導ステージ面５２２ａのうち、第二超電導段差面５２２ｂに近い領域には第一超電導テープ線材６２１ａが巻回されていない。第二超電導テープ線材６２２ａは、二段目超電導ステージ面５２２ａのうち、第一超電導テープ線材６２１ａが巻回されていない領域に巻回される（図１３（ｃ））。

【0069】

このように、第二超電導テープ線材６２２ａは、ロータコア３の周方向に沿って、二段目超電導ステージ面５２２ａ及び三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回される。なお、二段目超電導ステージ面５２２ａにはんだ付けしながら巻回される第二超電導テープ線材６２２ａは、同時に、二段目超電導ステージ面５２２ａと同じ軸方向位置に位置する二段目常電導ステージ面６１２ａ２にもはんだ付けしながら巻回される。同様に、三段目超電導ステージ面５２３ａにはんだ付けしながら巻回される第二超電導テープ線材６２２ａは、同時に、三段目超電導ステージ面５２３ａと同じ軸方向位置に位置する三段目常電導ステージ面６１２ａ３にもはんだ付けしながら巻回される。

【0070】

また、二段目超電導ステージ面５２２ａは、第一超電導エンドリング巻線部６２１を構成する第一超電導テープ線材６２１ａに巻回される部分と、第二超電導エンドリング巻線部６２２を構成する第二超電導テープ線材６２２ａに巻回される部分とを有することになる。つまり、二段目超電導ステージ面５２２ａは、複数の超電導テープ線材に巻回される超電導共有ステージ面である。また、この二段目超電導ステージ面５２２ａでは、第一超電導テープ線材６２１ａに巻回される部分と、第二超電導テープ線材６２２ａに巻回される部分が、軸方向に隣接して配置する。なお、隣接配置した第一超電導テープ線材６２１ａと第二超電導テープ線材６２２ａの対面する側面どうしははんだ付けされる。

【0071】

二段目超電導ステージ面５２２ａ側に巻き位置をずらした後に二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回された第二超電導テープ線材６２２ａの最外周の径方向位置が、一段目超電導ステージ面５２１ａの径方向位置に達した場合（図１３（ｄ））、第二超電導テープ線材６２２ａの巻き位置を、一段目超電導ステージ面５２１ａに近づくように軸方向にわずかにずらす。そして、巻き位置をずらした状態で、ロータコア３の周方向に沿ってさらに第二超電導テープ線材６２２ａの巻回を継続する。ここで、第二超電導テープ線材６２２ａの巻き位置を一段目超電導ステージ面５２１ａ側にずらしたことにより、第二超電導テープ線材６２２ａは、二段目超電導ステージ面５２２ａに既に巻回されている第一超電導テープ線材６２１ａ、すなわち第一超電導エンドリング巻線部６２１に巻回されることになる。

【0072】

一段目超電導ステージ面５２１ａ側に巻き位置をずらした後に所定の巻数だけ第二超電導テープ線材６２２ａを巻回した後に、第二超電導テープ線材６２２ａの他端部をその直下に位置する部分にはんだなどの導電性接合材により接合する。これにより、第二超電導テープ線材６２２ａの巻回が完了して、第二超電導エンドリング巻線部６２２が超電導ステップ部５２ｂに取り付けられる（図１３（ｅ））。図１３（ｅ）に示すように、第二超電導エンドリング巻線部６２２は、三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回される円環状の部分と、二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回される円環状の部分と、第一超電導エンドリング巻線部６２１に巻回される円環状の部分とを有する段付円環状に形成される。

【0073】

次に、第三超電導エンドリング巻線部６２３が、超電導ステップ部５２ｂに取り付けられる。この場合、まず、第三超電導エンドリング巻線部６２３を構成する第三超電導テープ線材６２３ａの一方端を、四段目超電導ステージ面５２４ａ（又は四段目常電導ステージ面６１２ａ４）に載置し、その位置にて、第三超電導テープ線材６２３ａの一方端をはんだなどの導電性接合材により固定する。そして、固定した一方端を始点として、ロータコア３の周方向に沿って、複数の超電導ステップ部５２ｂの四段目超電導ステージ面５２４ａに第三超電導テープ線材６２３ａを巻回する（図１４（ａ））。このとき、第三超電導テープ線材６２３ａの一方側面（第三超電導段差面５２３ｂに対面する側面）が、第三超電導段差面５２３ｂに接するように、第三超電導テープ線材６２３ａが巻回される。

【0074】

ロータコア３の周方向に沿って四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回された第三超電導テープ線材６２３ａの最外周の径方向位置が、図１４（ｂ）に示すように三段目超電導ステージ面５２３ａの径方向位置に達した場合、第三超電導テープ線材６２３ａの巻き位置を、三段目超電導ステージ面５２３ａに近づくように軸方向にわずかにずらす。そして、巻き位置をずらした状態で、さらに、ロータコア３の周方向に沿って、第三超電導テープ線材６２３ａの巻回を継続する。この場合、第三超電導テープ線材６２３ａの巻き位置を三段目超電導ステージ面５２３ａに近づく方向にずらしたことにより、第三超電導テープ線材６２３ａは、その幅方向における一方側の部分にて三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回され、その幅方向における他方側の部分にて四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回されることになる（図１４（ｃ））。ここで、上記したように、三段目超電導ステージ面５２３ａには、既に第二超電導エンドリング巻線部６２２を構成する第二超電導テープ線材６２２ａが巻回されている。しかし、三段目超電導ステージ面５２３ａの軸方向長さは、第二超電導テープ線材６２２ａの幅よりも長く、且つ、三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回されている第二超電導テープ線材６２２ａは、その一方側面にて第二超電導段差面５２２ｂに接している。従って、図１４（ｂ）からわかるように、三段目超電導ステージ面５２３ａのうち、第三超電導段差面５２３ｂに近い領域には第二超電導テープ線材６２２ａが巻回されていない。第三超電導テープ線材６２３ａは、三段目超電導ステージ面５２３ａのうち、第二超電導テープ線材６２２ａが巻回されていない領域に巻回される（図１４（ｃ））。

【0075】

このように、第三超電導テープ線材６２３ａは、三段目超電導ステージ面５２３ａ及び四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回される。なお、三段目超電導ステージ面５２３ａにはんだ付けしながら巻回される第三超電導テープ線材６２３ａは、同時に、三段目超電導ステージ面５２３ａと同じ軸方向位置に位置する三段目常電導ステージ面６１２ａ３にもはんだ付けしながら巻回される。同様に、四段目超電導ステージ面５２４ａにはんだ付けしながら巻回される第三超電導テープ線材６２３ａは、同時に、四段目超電導ステージ面５２４ａと同じ軸方向位置に位置する四段目常電導ステージ面６１２ａ４にもはんだ付けしながら巻回される。

【0076】

また、三段目超電導ステージ面５２３ａは、第二超電導エンドリング巻線部６２２を構成する第二超電導テープ線材６２２ａに巻回される部分と、第三超電導エンドリング巻線部６２３を構成する第三超電導テープ線材６２３ａに巻回される部分とを有することになる。つまり、三段目超電導ステージ面５２３ａは、複数の超電導テープ線材に巻回される超電導共有ステージ面である。また、この三段目超電導ステージ面５２３ａでは、第二超電導テープ線材６２２ａに巻回される部分と、第三超電導テープ線材６２３ａに巻回される部分が、軸方向に隣接して配置する。なお、隣接配置した第二超電導テープ線材６２２ａと第三超電導テープ線材６２３ａの対面する側面どうしははんだ付けされる。

【0077】

三段目超電導ステージ面５２３ａ側に巻き位置をずらした後に三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回された第三超電導テープ線材６２３ａの最外周の径方向位置が、二段目超電導ステージ面５２２ａの径方向位置に達した場合（図１４（ｄ））、第三超電導テープ線材６２３ａの巻き位置を、二段目超電導ステージ面５２２ａに近づくように軸方向にわずかにずらす。そして、巻き位置をずらした状態で、ロータコア３の周方向に沿ってさらに第三超電導テープ線材６２３ａの巻回を継続する。ここで、第三超電導テープ線材６２３ａの巻き位置を二段目超電導ステージ面５２２ａ側にずらしたことにより、第三超電導テープ線材６２３ａは、二段目超電導ステージ面５２２ａ及び三段目超電導ステージ面５２３ａに既に巻回されている第二超電導テープ線材６２２ａ、すなわち第二超電導エンドリング巻線部６２２に巻回されることになる（図１４（ｅ））。

【0078】

第二超電導エンドリング巻線部６２２に巻回された第三超電導テープ線材６２３ａの最外周の径方向位置が一段目超電導ステージ面５２１ａの径方向位置に達した場合、第三超電導テープ線材６２３ａの巻き位置を、一段目超電導ステージ面５２１ａに近づくように軸方向にわずかにずらす。そして、巻き位置をずらした状態で、ロータコア３の周方向に沿って所定の巻数だけ第三超電導テープ線材６２３ａを巻回した後に、第三超電導テープ線材６２３ａの他端部をその直下に位置する部分にはんだなどの導電性接合材により接合する。これにより、第三超電導テープ線材６２３ａの巻回が完了して、第三超電導エンドリング巻線部６２３が超電導ステップ部５２ｂに取り付けられる（図１４（ｆ））。図１４（ｆ）に示すように、第三超電導エンドリング巻線部６２３は、四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回される円環状の部分と、三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回される円環状の部分と、第二超電導エンドリング巻線部６２２に巻回される段付円環状の部分と、を有する段付円環状に形成される。

【0079】

次に、第四超電導エンドリング巻線部６２４が、超電導ステップ部５２ｂに取り付けられる。この場合、まず、第四超電導エンドリング巻線部６２４を構成する第四超電導テープ線材６２４ａの一方端を、五段目超電導ステージ面５２５ａ（又は五段目常電導ステージ面６１２ａ５）に載置し、その位置にて、第四超電導テープ線材６２４ａの一方端をはんだなどの導電性接合材により固定する。そして、固定した一方端を始点として、ロータコア３の周方向に沿って、複数の超電導ステップ部５２ｂの五段目超電導ステージ面５２５ａに第四超電導テープ線材６２４ａを巻回する（図１５（ａ））。このとき、第四超電導テープ線材６２４ａの一方側面（第四超電導段差面５２４ｂに対面する側面）が、第四超電導段差面５２４ｂに接するように、第四超電導テープ線材６２４ａが巻回される。

【0080】

ロータコア３の周方向に沿って五段目超電導ステージ面５２５ａに巻回された第四超電導テープ線材６２４ａの最外周の径方向位置が、図１５（ｂ）に示すように四段目超電導ステージ面５２４ａの径方向位置に達した場合、第四超電導テープ線材６２４ａの巻き位置を、四段目超電導ステージ面５２４ａに近づくように軸方向にわずかにずらす。そして、巻き位置をずらした状態で、さらに、ロータコア３の周方向に沿って、第四超電導テープ線材６２４ａの巻回を継続する。この場合、第四超電導テープ線材６２４ａの巻き位置を四段目超電導ステージ面５２４ａに近づく方向にずらしたことにより、第四超電導テープ線材６２４ａは、その幅方向における一方側の部分にて四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回され、その幅方向における他方側の部分にて五段目超電導ステージ面５２５ａに巻回されることになる（図１５（ｃ））。ここで、上記したように、四段目超電導ステージ面５２４ａには、既に第三超電導エンドリング巻線部６２３を構成する第三超電導テープ線材６２３ａが巻回されている。しかし、四段目超電導ステージ面５２４ａの軸方向長さは、第三超電導テープ線材６２３ａの幅よりも長く、且つ、四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回されている第三超電導テープ線材６２３ａは、その一方側面にて第三超電導段差面５２３ｂに接している。従って、図１５（ｂ）からわかるように、四段目超電導ステージ面５２４ａのうち、第四超電導段差面５２４ｂに近い領域には第三超電導テープ線材６２３ａが巻回されていない。第四超電導テープ線材６２４ａは、四段目超電導ステージ面５２４ａのうち、第三超電導テープ線材６２３ａが巻回されていない領域に巻回される（図１５（ｃ））。

【0081】

このように、第四超電導テープ線材６２４ａは、四段目超電導ステージ面５２４ａ及び五段目超電導ステージ面５２５ａに巻回される。なお、四段目超電導ステージ面５２４ａにはんだ付けしながら巻回される第四超電導テープ線材６２４ａは、同時に、四段目超電導ステージ面５２４ａと同じ軸方向位置に位置する四段目常電導ステージ面６１２ａ４にもはんだ付けしながら巻回される。同様に、五段目超電導ステージ面５２５ａにはんだ付けしながら巻回される第四超電導テープ線材６２４ａは、同時に、五段目超電導ステージ面５２５ａと同じ軸方向位置に位置する五段目常電導ステージ面６１２ａ５にもはんだ付けしながら巻回される。

【0082】

また、四段目超電導ステージ面５２４ａは、第三超電導エンドリング巻線部６２３を構成する第三超電導テープ線材６２３ａに巻回される部分と、第四超電導エンドリング巻線部６２４を構成する第四超電導テープ線材６２４ａに巻回される部分とを有することになる。つまり、四段目超電導ステージ面５２４ａは、複数の超電導テープ線材に巻回される超電導共有ステージ面である。また、この四段目超電導ステージ面５２４ａでは、第三超電導テープ線材６２３ａに巻回される部分と、第四超電導テープ線材６２４ａに巻回される部分が、軸方向に隣接して配置する。なお、隣接配置した第三超電導テープ線材６２３ａと第四超電導テープ線材６２４ａの対面する側面どうしははんだ付けされる。

【0083】

四段目超電導ステージ面５２４ａ側に巻き位置をずらした後に四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回された第四超電導テープ線材６２４ａの最外周の径方向位置が、三段目超電導ステージ面５２３ａの径方向位置に達した場合（図１６（ｄ））、第四超電導テープ線材６２４ａの巻き位置を、三段目超電導ステージ面５２３ａに近づくように軸方向にわずかにずらす。そして、巻き位置をずらした状態で、ロータコア３の周方向に沿ってさらに第四超電導テープ線材６２４ａの巻回を継続する。ここで、第四超電導テープ線材６２４ａの巻き位置を三段目超電導ステージ面５２３ａ側にずらしたことにより、第四超電導テープ線材６２４ａは、三段目超電導ステージ面５２３ａ及び四段目超電導ステージ面５２４ａに既に巻回されている第三超電導テープ線材６２３ａ、すなわち第三超電導エンドリング巻線部６２３に巻回されることになる（図１５（ｅ））。

【0084】

第三超電導エンドリング巻線部６２３に巻回された第四超電導テープ線材６２４ａの最外周の径方向位置が、二段目超電導ステージ面５２２ａの径方向位置に達した場合、第四超電導テープ線材６２４ａの巻き位置を、二段目超電導ステージ面５２２ａに近づくように軸方向にわずかにずらす。そして、巻き位置をずらした状態で、ロータコア３の周方向に沿って第四超電導テープ線材６２４ａの巻回を継続していき、継続して巻回された第四超電導テープ線材６２４ａの最外周の径方向位置が一段目超電導ステージ面５２１ａの径方向位置に達した場合、第四超電導テープ線材６２４ａの巻き位置を、一段目超電導ステージ面５２１ａに近づくように軸方向にわずかにずらす。そして、巻き位置をずらした状態で、ロータコア３の周方向に沿って第四超電導テープ線材６２４ａの巻回をさらに継続する。所定の巻数だけ第四超電導テープ線材６２４ａの巻回を継続した後に、第四超電導テープ線材６２４ａの他端部をその直下に位置する部分にはんだなどの導電性接合材により接合する。これにより、第四超電導テープ線材６２４ａの巻回が完了して、第四超電導エンドリング巻線部６２４が超電導ステップ部５２ｂに取り付けられる（図１６（ｆ））。図１６（ｆ）に示すように、第四超電導エンドリング巻線部６２４は、五段目超電導ステージ面５２５ａに巻回される円環状の部分と、四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回される円環状の部分と、第三超電導エンドリング巻線部６２３に巻回される段付円環状の部分と、を有する段付円環状に形成される。

【0085】

以上のようにして、４本の超電導テープ線材が順に巻回されることにより、超電導エンドリング６２がロータバー５（具体的には超電導ロータバー５２の超電導ステップ部５２ｂ）に取り付けられる。また、こうして超電導エンドリング６２の各超電導エンドリング巻線部を構成するそれぞれの超電導テープ線材が超電導ステップ部５２ｂに巻回されることにより、それぞれの超電導エンドリング巻線部（６２１，６２２，６２３，６２４）を構成するそれぞれの超電導テープ線材（６２１ａ，６２２ａ，６２３ａ，６２４ａ）が、ロータコア３の周方向に沿って配置された複数の超電導ステップ部５２ｂの同一段の超電導ステージ面及びそれに隣接する超電導ステージ面に巻回される。具体的には、第一超電導エンドリング巻線部６２１を構成する第一超電導テープ線材６２１ａが、ロータコア３の周方向に沿って配置した複数の超電導ステップ部５２ｂのそれぞれの二段目超電導ステージ面５２２ａ及びそれに隣接するそれぞれの一段目超電導ステージ面５２１ａに巻回され、第二超電導エンドリング巻線部６２２を構成する第二超電導テープ線材６２２ａが、ロータコア３の周方向に沿って配置した複数の超電導ステップ部５２ｂのそれぞれの三段目超電導ステージ面５２３ａ及びそれに隣接するそれぞれの二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回され、第三超電導エンドリング巻線部６２３を構成する第三超電導テープ線材６２３ａが、ロータコア３の周方向に沿って配置した複数の超電導ステップ部５２ｂのそれぞれの四段目超電導ステージ面５２４ａ及びそれに隣接するそれぞれの三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回され、第四超電導エンドリング巻線部６２４を構成する第四超電導テープ線材６２４ａが、ロータコア３の周方向に沿って配置した複数の超電導ステップ部５２ｂのそれぞれの五段目超電導ステージ面５２５ａ及びそれに隣接するそれぞれの四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回される。

【0086】

また、超電導ステップ部５２ｂの二段目超電導ステージ面５２２ａ、三段目超電導ステージ面５２３ａ、四段目超電導ステージ面５２４ａには、複数の超電導テープ線材が巻回されることになる。具体的には、二段目超電導ステージ面５２２ａには、第一超電導テープ線材６２１ａ及び第二超電導テープ線材６２２ａが巻回され、三段目超電導ステージ面５２３ａには、第二超電導テープ線材６２２ａ及び第三超電導テープ線材６２３ａが巻回され、四段目超電導ステージ面５２４ａには、第三超電導テープ線材６２３ａ及び第四超電導テープ線材６２４ａが巻回される。

【0087】

また、超電導エンドリング６２が備える複数の超電導エンドリング巻線部（第一超電導エンドリング巻線部６２１、第二超電導エンドリング巻線部６２２、第三超電導エンドリング巻線部６２３、第四超電導エンドリング巻線部６２４）は、図２及び図３に良く示すように、ロータコア３の軸方向に沿って配設される。超電導エンドリング６２及び超電導ロータバー５２により、超電導籠型導体４Ｂが構成される。

【0088】

再び図１を参照する。超電導モータ１００が備えるステータ８０は、周知のように、ステータコア及びコイルを備え、所定のパターンでコイルに通電することにより、回転磁界を発生する。また、モータケース９０は、両端が開口した略円筒状に形成される胴体部９１と、胴体部９１の一方の開口を塞ぐ前蓋部９２と、胴体部９１の他方の開口を塞ぐ後蓋部９３とを備える。胴体部９１、前蓋部９２、後蓋部９３に囲まれた空間によりモータケース９０の内部空間が形成され、この内部空間内に、超電導ロータ１及びステータ８０が配設される。ステータ８０は、モータケース９０の胴体部９１の内周壁面に固定される。また、超電導ロータ１は、ステータ８０の内側空間に配設される。

【0089】

また、前蓋部９２及び後蓋部９３に、それぞれ、同軸配置したベアリング９４が取り付けられる。このベアリング９４にロータシャフト２が回転可能に支持される。ロータシャフト２の一方端は、前蓋部９２の中央に形成された孔部９２ａから外部に突出する。

【0090】

上記構成の超電導モータ１００の動作について、次に説明する。まず、超電導モータ１００を、それに使用されている超電導材料の超電導遷移温度以下の温度に冷却する。次いで、ステータ８０のコイルに交流電圧を印加させる。これにより、ステータ８０が回転磁界を発生する。ステータ８０が回転磁界を発生すると、ステータ８０の内側に配設された超電導ロータ１の籠型導体４に回転磁界が印加される。

【0091】

このとき、籠型導体４の超電導ロータバー５２及び超電導エンドリング６２は超電導状態にされており、これらの内部には、上記回転磁界に対する遮蔽電流が流れる。斯かる遮蔽電流により回転磁界が超電導ロータバー５２及び超電導エンドリング６２に進入することが妨げられる（磁束遮蔽状態）。よって、超電導ロータバー５２及び超電導エンドリング６２により構成される超電導籠型導体４Ｂに鎖交する磁束はゼロであり、それ故に、超電導モータ１００は回転しない。

【0092】

ステータ８０のコイルへの印加電圧及び／又は印加電圧の周波数を増加させると、超電導籠型導体４Ｂに作用する磁束の状態が、上記した磁束遮蔽状態から、超電導籠型導体４Ｂに磁束が通過する磁束フロー状態に移行する。超電導籠型導体４Ｂに作用する磁束の状態が磁束フロー状態である場合、超電導籠型導体４Ｂ内に有限の電気抵抗が発生し、超電導籠型導体４Ｂに磁束が鎖交する。これにより、超電導モータ１００が誘導モータとして回転し始める。

【0093】

超電導モータ１００の回転速度（超電導ロータ１の回転速度）が上昇し、回転磁界と超電導ロータ１との相対回転速度が減少すると、超電導籠型導体４Ｂに流れる電流が減少する。そして、超電導籠型導体４Ｂに流れる電流が臨界電流Ｉｃを下回った場合に、超電導籠型導体４Ｂに鎖交磁束が補足される（磁束捕捉状態）。超電導籠型導体４Ｂに作用する磁束の状態が磁束捕捉状態である場合、捕捉した磁束を維持するようなループ状の超電導電流（永久電流）が、超電導籠型導体４Ｂに流れる。これにより超電導籠型導体４Ｂが着磁されて、超電導籠型導体４ＢにＮ極とＳ極が形成される。つまり、籠型導体４が磁石として機能する。このため、超電導籠型導体４Ｂに作用する磁束の状態が磁束捕捉状態である場合、超電導モータ１００は、同期モータとして回転する。このとき、超電導籠型導体４Ｂには直流電流が流れる。また、超電導籠型導体４Ｂの電気抵抗がゼロである（或いは極めて小さい）ので、熱損失が極めて小さく、それ故に、高い効率で超電導モータ１００を回転させることができる。また、大電流を流すことができるため、高いトルクを発生させることができる。

【0094】

また、超電導籠型導体４Ｂが超電導状態ではない場合にステータ８０が回転磁界を発生した場合、常電導ロータバー５１及び常電導エンドリング６１により構成される常電導籠型導体４Ａに誘導電流が流れる。このため、常電導籠型導体４Ａが生じる誘導トルク主導で、超電導モータ１００が回転する。

【0095】

図１６は、超電導モータ１００が同期モータとして回転している場合（超電導籠型導体４Ｂに作用する磁束の状態が磁束補足状態である場合）に、超電導籠型導体４Ｂ内を流れる電流、具体的には、超電導エンドリング６２から、超電導ロータバー５２の各バー（５２１，５２２，５２３，５２４，５２５）に流れる電流の経路を模式的に示す図である。図１６に示すように、超電導エンドリング６２の各超電導エンドリング巻線部（６２１，６２２，６２３，６２４）を構成する４本の超電導テープ線材（６２１ａ，６２２ａ，６２３ａ，６２４ａ）のうち、第一超電導テープ線材６２１ａを流れる電流は、第一超電導テープ線材６２１ａから、第一超電導テープ線材６２１ａに接触している（巻回されている）一段目超電導ステージ面５２１ａ及び二段目超電導ステージ面５２２ａを経由して、第一バー５２１及び第二バー５２２に流れる。また、第二超電導テープ線材６２２ａを流れる電流は、第二超電導テープ線材６２２ａから、第二超電導テープ線材６２２ａに接触している（巻回されている）二段目超電導ステージ面５２２ａ及び三段目超電導ステージ面５２３ａを経由して、第二バー５２２及び第三バー５２３に流れる。また、第三超電導テープ線材６２３ａを流れる電流は、第三超電導テープ線材６２３ａから、第三超電導テープ線材６２３ａに接触している（巻回されている）三段目超電導ステージ面５２３ａ及び四段目超電導ステージ面５２４ａを経由して、第三バー５２３及び第四バー５２４に流れる。また、第四超電導テープ線材６２４ａを流れる電流は、第四超電導テープ線材６２４ａから、第四超電導テープ線材６２４ａに接触している（巻回されている）四段目超電導ステージ面５２４ａ及び五段目超電導ステージ面５２５ａを経由して、第四バー５２４及び第五バー５２５に流れる。

【0096】

このように、各超電導テープ線材を流れる電流は、複数段の超電導ステージ面を経由して、超電導ロータバー５２に流れる。超電導エンドリング６２の各超電導テープ線材が超電導ロータバー５２の複数段の超電導ステージ面に接触することにより、両者間の接触面積を増大させることができる。このため、超電導エンドリング６２から超電導ロータバー５２に流れる電流の接触抵抗（電気抵抗）が低減される。

【0097】

また、本実施形態の構成によれば、超電導エンドリング６２を構成する各超電導テープ線材を流れる電流が、超電導ロータバー５２に至るまでに、積層された超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数を低減することもできる。このことについて説明を簡素化するために、各超電導テープ線材が一つの超電導ステージ面を巻回する巻き数を１と仮定する。また、各超電導テープ線材は、１巻きごとに巻き位置を軸方向にずらして巻回を継続すると仮定する。この場合、第一超電導テープ線材６２１ａは、１巻き目で二段目超電導ステージ面５２２ａを巻回し、１巻き目から巻き位置をずらした２巻き目で一段目超電導ステージ面５２１ａを巻回する。第二超電導テープ線材６２２ａは、１巻き目で三段目超電導ステージ面５２３ａを巻回し、１巻き目から巻き位置をずらした２巻き目で二段目超電導ステージ面５２２ａを巻回し、２巻き目から巻き位置をずらした３巻き目で第一超電導テープ線材６２１ａの１巻き目の部分を巻回する。第三超電導テープ線材６２３ａは、１巻き目で四段目超電導ステージ面５２４ａを巻回し、１巻き目から巻き位置をずらした２巻き目で三段目超電導ステージ面５２３ａを巻回し、２巻き目から巻き位置をずらした３巻き目で第二超電導テープ線材６２２ａの１巻き目の部分を巻回し、３巻き目から巻き位置をずらした４巻き目で第二超電導テープ線材６２２ａの２巻き目の部分を巻回する。第四超電導テープ線材６２４ａは、１巻き目で五段目超電導ステージ面５２５ａを巻回し、１巻き目から巻き位置をずらした２巻き目で四段目超電導ステージ面５２４ａを巻回し、２巻き目から巻き位置をずらした３巻き目で第三超電導テープ線材６２３ａの１巻き目の部分を巻回し、３巻き目から巻き位置をずらした４巻き目で第三超電導テープ線材６２３ａの２巻き目の部分を巻回し、４巻き目から巻き位置をずらした５巻き目で第三超電導テープ線材６２３ａの３巻き目の部分を巻回する。

【0098】

この場合、第一超電導テープ線材６２１ａの１巻き目の部分は二段目超電導ステージ面５２２ａに直接接触し、２巻き目の部分は一段目超電導ステージ面５２１ａに直接接触する。また、第二超電導テープ線材６２２ａの１巻き目の部分は三段目超電導ステージ面５２３ａに直接接触し、２巻き目の部分は二段目超電導ステージ面５２２ａに直接接触する。また、第三超電導テープ線材６２３ａの１巻き目の部分は四段目超電導ステージ面５２４ａに直接接触し、２巻き目の部分は三段目超電導ステージ面５２３ａに直接接触する。また、第四超電導テープ線材６２４ａの１巻き目の部分は五段目超電導ステージ面５２５ａに直接接触し、２巻き目の部分は四段目超電導ステージ面５２４ａに直接接触する。超電導ステージ面に直接接触している部分を流れる電流は、超電導テープ線材どうしの接触界面を横切ることなく、超電導ロータバー５２に流れる。よって、上記した部分について、超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数は、０回である。

【0099】

また、第二超電導テープ線材６２２ａの３巻き目の部分は、第一超電導テープ線材６２１ａの１巻き目の部分に巻回される。第一超電導テープ線材６２１ａの１巻き目の部分は二段目超電導ステージ面５２２ａに直接接触している。よって、第二超電導テープ線材６２２ａの３巻き目の部分を流れる電流は、第一超電導テープ線材６２１ａとの接触界面を横切って、第一超電導テープ線材６２１ａの１巻き目の部分に流れ、さらに、そこから二段目超電導ステージ面５２２ａを経由して第二バー５２２（超電導ロータバー５２）に流れる。よって、第二超電導テープ線材６２２ａの３巻き目の部分を流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数は１回である。

【0100】

また、第三超電導テープ線材６２３ａの３巻き目の部分は、第二超電導テープ線材６２２ａの１巻き目の部分に巻回される。第二超電導テープ線材６２２ａの１巻き目の部分は三段目超電導ステージ面５２３ａに直接接触している。よって、第三超電導テープ線材６２３ａの３巻き目の部分を流れる電流は、第二超電導テープ線材６２２ａとの接触界面を横切って、第二超電導テープ線材６２２ａの１巻き目の部分に流れ、さらに、そこから三段目超電導ステージ面５２３ａを経由して第三バー５２３（超電導ロータバー５２）に流れる。よって、第三超電導テープ線材６２３ａの３巻き目の部分を流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数は１回である。

【0101】

上記のように、超電導ステージ面に直接接触している部分を巻回する部分を流れる電流が、超電導ロータバー５２に至るまでに超電導線材どうしの接触界面を横切る回数は１回である。よって、二段目超電導ステージ面５２２ａに直接接触している第二超電導テープ線材６２２ａの２巻き目の部分を巻回する第三超電導テープ線材６２３ａの４巻き目の部分を流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数は１回である。同様に、四段目超電導ステージ面５２４ａに直接接触している第三超電導テープ線材６２３ａの１巻き目の部分を巻回する第四超電導テープ線材６２４ａの３巻き目の部分を流れる電流、及び、三段目超電導ステージ面５２３ａに直接接触している第三超電導テープ線材６２３ａの２巻き目の部分を巻回する第四超電導テープ線材６２４ａの４巻き目の部分を流れる電流が、超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数は、共に、１回である。

【0102】

また、第四超電導テープ線材６２４ａの５巻き目の部分は、第三超電導テープ線材６２３ａの３巻き目の部分を巻回する。よって、第四超電導テープ線材６２４ａの５巻き目の部分を流れる電流は、第三超電導テープ線材６２３ａとの接触界面を横切って、第三超電導テープ線材６２３ａの３巻き目の部分に流れる。また、第三超電導テープ線材６２３ａの３巻き目の部分を流れる電流が超電導ロータバーに至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数は１回である。よって、第四超電導テープ線材６２４ａの５巻き目の部分を流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数は２回である。

【0103】

図１６に示す各超電導テープ線材の各部分には、そこを流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数が、表示されている。これらの回数の合計が、超電導エンドリング６２を流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る総数である。図１６に示す例では、総数は、７である。つまり、超電導エンドリング６２を流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る総数は、７回である。

【0104】

図１７は、比較のために、巻き位置をずらすことなく、１つの超電導ステージ面上に１本の超電導テープ線材を巻回して構成された超電導エンドリングＥを示す図である。この例では、各超電導テープ線材は、それぞれ、単一の超電導ステージ面のみに巻回されている。具体的には、超電導テープ線材Ａが、二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回され、超電導テープ線材Ｂが、三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回され、超電導テープ線材Ｃが、四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回され、超電導テープ線材Ｄが、五段目超電導ステージ面５２５ａに巻回される。従って、それぞれの超電導テープ線材を流れる電流は、その超電導テープ線材が巻回する単一の超電導ステージ面を経由して超電導ロータバー５２に至ることになる。図１７には、各超電導テープ線材の各部分を流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数が表示されている。図１７に示す例によれば、超電導エンドリングＥを流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る総数は、２０回である。このことから、本実施形態によれば、超電導エンドリング６２を流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数を減じることができる。よって、本実施形態によれば、より電気抵抗の小さい超電導ロータ１及び超電導モータ１００を提供することができる。

【0105】

以上のように、本実施形態に係る超電導ロータ１は、超電導ロータバー５２及び超電導エンドリング６２を備える。超電導ロータバー５２がその両端に備える超電導ステップ部５２ｂは、径外方を向き且つ径方向位置が異なる複数段の超電導ステージ面（５２１ａ，５２２ａ，５２３ａ，５２４ａ，５２５ａ）を有する。これらの複数段の超電導ステージ面は、ロータコア３の軸方向に沿って、段階的に径方向位置が変化するように配列されている。具体的には、複数段の超電導ステージ面は、ロータコア３の軸方向に沿って、超電導本体部５２ａから離れるにつれて、段階的に径方向位置が小さくなるように、配列されている。このような複数段の超電導ステージ面を有する超電導ステップ部５２ｂが、ロータコア３の周方向に沿って、配置されている。また、超電導エンドリング６２は、超電導材料によりテープ状に形成された超電導テープ線材（６２１ａ、６２２ａ、６２３ａ、６２４ａ）が、ロータコア３の周方向に沿って配置された複数の超電導ステップ部５２ｂの同一段の超電導ステージ面及びその同一段の超電導ステージ面に隣接する段の超電導ステージ面に巻回されることにより段付環状に形成された複数の超電導エンドリング巻線部（６２１，６２２，６２３，６２４）を有する。そして、複数の超電導エンドリング巻線部がロータコア３の軸方向に沿って配設されることにより、超電導エンドリング６２が構成される。

【0106】

本実施形態に係る超電導ロータ１によれば、超電導エンドリング６２の各超電導エンドリング巻線部を構成する各超電導テープ線材が、複数段の超電導ステージ面に巻回されるので、超電導エンドリング６２と超電導ロータバー５２との接触面積が増大する。これにより、電気抵抗（接触抵抗）が低減される。また、本実施形態の構成によれば、超電導エンドリング６２を流れる電流が超電導ロータバー５２に至るまでに、超電導テープ線材どうしの接触界面を横切る回数を減じることができる。従って、電気抵抗をさらに小さくすることができる。

【0107】

また、複数段の超電導ステージ面のうち、二段目超電導ステージ面５２２ａ、三段目超電導ステージ面５２３ａ、四段目超電導ステージ面５２４ａは、ロータコア３の軸方向に隣接する複数の超電導エンドリング巻線部を構成する超電導テープ線材が巻回される超電導共有ステージ面である。この超電導共有ステージ面の軸方向長さは、それに巻回される超電導テープ線材の巻軸方向における長さ（幅）よりも長い。よって、超電導共有ステージ面に、一つの超電導エンドリング巻線部を構成する超電導テープ線材及びその超電導エンドリング巻線部に隣接する超電導エンドリング巻線部を構成する超電導テープ線材を、ロータコア３の軸方向に並べて配置することができる。また、超電導テープ線材（超電導エンドリング６２）と超電導ロータバー５２との接触面積が増加するので、超電導ロータ１の電気抵抗をさらに小さくすることができる。

【0108】

また、本実施形態に係る超電導ロータ１は、超電導エンドリング６２及び超電導ロータバー５２により構成される超電導籠型導体４Ｂに加え、常電導エンドリング６１及び常電導ロータバー５１により構成される常電導籠型導体４Ａを有する。よって、超電導籠型導体４Ｂが非超電導状態であるときには、常電導籠型導体４Ａにて生じる誘導トルク主導で超電導モータ１００を回転させることができる。

【0109】

また、本実施形態によれば、常電導ロータバー５１が、超電導ロータバー５２に熱的に接触している。このため、超電導ロータバー５２にて生じた熱を、常電導ロータバー５１に逃がすことができる。よって、十分に超電導ロータバー５２を冷却することができる。また、本実施形態によれば、常電導ロータバー５１が超電導ロータバー５２に電気的に接触している。このため、超電導ロータバー５２に臨界電流Ｉｃを超える過剰な電流が流れようとするときに、常電導ロータバー５１に電流を分流することができる。つまり、常電導ロータバー５１が、超電導ロータバー５２に流れる電流のバイパス経路を構成する。これにより、超電導ロータバー５２に臨界電流Ｉｃを超える過剰な電流が流れることによる超電導ロータバー５２の発熱を抑制することができ、その結果、超電導ロータバー５２の焼損を防止できる。

【0110】

また、本実施形態によれば、常電導エンドリング６１の常電導ステップ部６１２に、超電導エンドリング６２を構成する超電導テープ線材がはんだ付けしながら巻回されることにより、常電導エンドリング６１が超電導エンドリング６２に熱的に及び電気的に接触している。このため、超電導エンドリング６２にて生じた熱を、常電導エンドリング６１に逃がすことができる。よって、十分に超電導エンドリング６２を冷却することができる。また、超電導エンドリング６２に臨界電流Ｉｃを超える過剰な電流が流れようとするときに、常電導エンドリング６１に電流を分流することができる。これにより、超電導エンドリング６２に過剰な電流が流れることによる超電導エンドリング６２の発熱を抑制することができ、その結果、超電導エンドリングの焼損を防止できる。

【0111】

また、常電導エンドリング６１は、常電導円環部６１１及び複数の常電導ステップ部６１２を有する。常電導円環部６１１は円環状をなし、ロータコア３の一方端又は他方端にてロータコア３に同軸配置されるともに複数の常電導ロータバー５１の常電導接続部５１ｂに電気的に接続される。複数の常電導ステップ部６１２は、常電導円環部６１１の周方向に沿って間隔を開けて常電導円環部６１１に接続される。また、複数の常電導ステップ部６１２は、それぞれ、ロータコア３の周方向に隣接する超電導ロータバー５２の超電導ステップ部５２ｂ間に配設されるとともに、ロータコア３の径外方を向き且つロータコア３の軸方向に沿って段階的に径方向位置が変化する（本実施形態では段階的に径方向位置が小さくなる）複数段の常電導ステージ面（６１２ａ１，６１２ａ２，６１２ａ３，６１２ａ４，６１２ａ５）を有する。そして、複数段の常電導ステージ面は、それぞれ、ロータコア３の軸方向において、複数段の超電導ステージ面と同一位置に設けられ、且つ、ロータコアの軸方向における同一位置に設けられた常電導ステージ面と超電導ステージ面の径方向位置が一致するように形成される。

【0112】

これによれば、同一段の超電導ステージ面間に常電導ステージ面が位置することになり、且つ、同一段の超電導ステージ面及び常電導ステージ面の径方向位置（ロータコアの中心からの距離）が一致する。このため、超電導エンドリングを構成する超電導テープ線材が超電導ステージ面に巻回されたとき、同時に、その超電導ステージ面と同一段の常電導ステージ面にも巻回される。これにより超電導ステージ面に巻回される超電導テープ線材の支持点（接触点）が周方向（巻回方向）に増加する。よって、超電導テープ線材が巻回される際において超電導テープ線材の曲げ角度を小さくすることができる。その結果、超電導テープ線材の曲げ角度が大きいことに起因する超電導特性の悪化を防止することができる。

【0113】

また、本実施形態に係る超電導モータ１００によれば、超電導ロータ１の電気抵抗が低減されているので、効率を向上させることができる。また、大電流を流すことができるため、モータの高トルク化を図ることができる。

【0114】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態では、超電導エンドリングを構成する複数の超電導テープ線材のそれぞれが、２つの隣接する段の超電導ステージ面に巻回される例について説明したが、複数の超電導テープ線材のそれぞれは、３つ以上の隣接する段の超電導ステージ面に巻回されるように構成されていてもよい。

【0115】

また、上記実施形態では、二段目超電導ステージ面５２２ａ、三段目超電導ステージ面５２３ａ、四段目超電導ステージ面５２４ａ、すなわち超電導共有ステージ面に、２本の超電導テープ線材が巻回される例について説明したが、超電導共有ステージ面に巻回される超電導テープ線材の本数は、３本以上であってもよい。図１８は、超電導共有ステージ面に３本の超電導テープ線材が巻回される例を示す図である。図１８に示すように、この例では、超電導エンドリング６２が７本の超電導テープ線材（第一超電導テープ線材６２１ｂ、第二超電導テープ線材６２２ｂ、第三超電導テープ線材６２３ｂ、第四超電導テープ線材６２４ｂ、第五超電導テープ線材６２５ｂ、第六超電導テープ線材６２６ｂ、第七超電導テープ線材６２７ｂ）により構成される。

【0116】

また、第一超電導テープ線材６２１ｂ及び第二超電導テープ線材６２２ｂは、二段目超電導ステージ面５２２ａ及び一段目超電導ステージ面５２１ａに巻回される。第三超電導テープ線材６２３ｂは、三段目超電導ステージ面５２３ａ及び二段目超電導ステージ面５２２ａに巻回される。第四超電導テープ線材６２４ｂは、三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回される。第五超電導テープ線材６２５ｂは、四段目超電導ステージ面及び三段目超電導ステージ面５２３ａに巻回される。第六超電導テープ線材６２６ｂは、四段目超電導ステージ面５２４ａに巻回される第七超電導テープ線材６２７ｂは、五段目超電導ステージ面５２５ａに巻回される。

【0117】

従って、二段目超電導ステージ面５２２ａには、第一超電導テープ線材６２１ｂ、第二超電導テープ線材６２２ｂ、第三超電導テープ線材６２３ｂが巻回され、三段目超電導ステージ面５２３ａには、第三超電導テープ線材６２３ｂ、第四超電導テープ線材６２４ｂ、第五超電導テープ線材６２５ｂが巻回され、四段目超電導ステージ面５２４ａには、第五超電導テープ線材６２５ｂ、第六超電導テープ線材６２６ｂ、第七超電導テープ線材６２７ｂが巻回される。つまり、二段目超電導ステージ面５２２ａ、三段目超電導ステージ面５２３ａ、四段目超電導ステージ面５２４ａが、超電導共有ステージ面であり、これらの超電導共有ステージ面には、３本の超電導テープ線材が巻回される。

【0118】

このように、超電導共有ステージ面に３本の超電導テープ線材を巻回した場合でも、上記した作用効果を奏する。加えて、超電導テープ線材（超電導エンドリング６２）と超電導ロータバー５２との接触面積がより大きくされるので、接続抵抗（電気抵抗）を更に小さくすることができる。なお、この例において、超電導エンドリング６２内を流れる電流の経路が、図１８中の矢印で示される。

【0119】

また、上記実施形態では、常電導エンドリング６１が常電導ステップ部６１２を備えた構成を示したが、常電導エンドリング６１がこのような常電導ステップ部６１２を備えなくても良い。図１９は、常電導ステップ部６１２を備えない常電導エンドリング６１Ａの斜視図である。このような常電導エンドリング６１Ａを用いた場合においても、従来の超電導モータ及び超電導ロータと比較して、電気抵抗を十分に小さくすることができる。

【0120】

また、上記実施形態では、５段の超電導ステージ面が形成されている例を示したが、超電導ステージ面の段数は、二段以上の任意の段数に設定することができる。また、上記実施形態では、超電導ロータバー５２を複数本のバーを積層させることにより形成する例を示したが、例えばバルク状の超電導体によって一体的に超電導ロータバー５２を成形してもよい。また、上記実施形態では、複数段の超電導ステージ面が、ロータコア３の軸方向に沿って超電導本体部５２ａから離れるほど段階的に径方向位置が小さくなる（径方向距離が短くなる）ように配列される例を示したが、複数段の超電導ステージ面は、ロータコア３の軸方向に沿って超電導本体部５２ａから離れるほど段階的に径方向位置が大きくなる（径方向距離が長くなる）ように配列していてもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。

【符号の説明】

【0121】

１…超電導ロータ、２…ロータシャフト、３…ロータコア、３３…一方端面、３４…他方端面、３５…スロット、４…籠型導体、４Ａ…常電導籠型導体、４Ｂ…超電導籠型導体、５…ロータバー、５１…常電導ロータバー、５１ａ…常電導本体部、５１ｂ…常電導接続部、５２…超電導ロータバー、５２ａ…超電導本体部、５２ｂ…超電導ステップ部、５２１…第一バー、５２１ａ…一段目超電導ステージ面、５２１ｂ…第一超電導段差面、５２２…第二バー、５２２ａ…二段目超電導ステージ面、５２２ｂ…第二超電導段差面、５２３…第三バー、５２３ａ…三段目超電導ステージ面、５２３ｂ…第三超電導段差面、５２４…第四バー、５２４ａ…四段目超電導ステージ面、５２４ｂ…第四超電導段差面、５２５…第五バー、５２５ａ…五段目超電導ステージ面、５２５ｂ…第五超電導段差面、６…エンドリング、６１，６１Ａ…常電導エンドリング、６１１…常電導円環部、６１２…常電導ステップ部、６１２ａ１…一段目常電導ステージ面、６１２ａ２…二段目常電導ステージ面、６１２ａ３…三段目常電導ステージ面、６１２ａ４…四段目常電導ステージ面、６１２ａ５…五段目常電導ステージ面、６１２ｂ１…第一常電導段差面、６１２ｂ２…第二常電導段差面、６１２ｂ３…第三常電導段差面、６１２ｂ４…第四常電導段差面、６２…超電導エンドリング、６２１…第一超電導エンドリング巻線部、６２１ａ，６２１ｂ…第一超電導テープ線材、６２２…第二超電導エンドリング巻線部、６２２ａ，６２２ｂ…第二超電導テープ線材、６２３…第三超電導エンドリング巻線部、６２３ａ，６２３ｂ…第三超電導テープ線材、６２４…第四超電導エンドリング巻線部、６２４ａ，６２４ｂ…第四超電導テープ線材、６２５ｂ…第五超電導テープ線材、６２６ｂ…第六超電導テープ線材、６２７ｂ…第七超電導テープ線材、８０…ステータ、９０…モータケース、１００…超電導モータ、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】