特開 2023-32076 超電導コイル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023032076

(43)【公開日】2023-03-09

(54)【発明の名称】超電導コイル

(51)【国際特許分類】

   H01F 6/06 20060101AFI20230302BHJP

【ＦＩ】

H01F6/06 110

H01F6/06 120

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021137970

(22)【出願日】2021-08-26

(71)【出願人】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】藤田 真司

(57)【要約】

【課題】励消磁時における発生磁場の遅延を抑制できる超電導コイルを提供する。
【解決手段】超電導コイル１００は、超電導線材１０が巻回された巻線部３０を備える。巻線部３０は、超電導線材１０の少なくとも一方の端を起点として２回以上周回する端部導通領域２１，２２と、端部導通領域２１，２２に連なる絶縁領域２３と、を有する。前記端を含む端領域１０Ａ，１０Ｂは、被接続部２５，３５に接続可能である。端部導通領域２１，２２は、巻線部３０の径方向に隣り合う超電導線材１０が全長にわたって導通可能に互いに接触する。絶縁領域２３は、巻線部３０の径方向に隣り合う超電導線材１０どうしの間に絶縁材が介在している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超電導線材が巻回された巻線部を備え、
前記巻線部は、
前記超電導線材の少なくとも一方の端を起点として２回以上周回する端部導通領域と、
前記端部導通領域に連なる絶縁領域と、を有し、
前記端を含む端領域は、被接続部に電気的に接続可能であり、
前記端部導通領域は、前記巻線部の径方向に隣り合う前記超電導線材が導通可能に互いに接触し、
前記絶縁領域は、前記巻線部の径方向に隣り合う前記超電導線材どうしの間に絶縁材が介在している、
超電導コイル。

【請求項2】

前記超電導線材は、接続端を有する一対の線体どうしが接続された中間接続部を備え、
前記巻線部は、一対の前記線体の接続端を起点としてそれぞれ１回以上周回する中間導通領域をさらに有する、
請求項１記載の超電導コイル。

【請求項3】

前記端部導通領域の前記超電導線材の周回数は５回以下である、
請求項１または２に記載の超電導コイル。

【請求項4】

前記端部導通領域の前記超電導線材の長さは、前記巻線部の前記超電導線材の長さの１％以下である、
請求項１～３のうちいずれか１項に記載の超電導コイル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超電導コイルに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の超電導コイルは、ボビンに巻回された超電導線材を備える。この超電導コイルでは、巻回された超電導線材の間に、部分的に絶縁物質が挿入されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６４９１３３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述の超電導コイルでは、励消磁時に発生磁場の遅延が起きる可能性がある。

【0005】

本発明の一態様は、励消磁時における発生磁場の遅延を抑制できる超電導コイルを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、超電導線材が巻回された巻線部を備え、前記巻線部は、前記超電導線材の少なくとも一方の端を起点として２回以上周回する端部導通領域と、前記端部導通領域に連なる絶縁領域と、を有し、前記端を含む端領域は、被接続部に電気的に接続可能であり、前記端部導通領域は、前記巻線部の径方向に隣り合う前記超電導線材が導通可能に互いに接触し、前記絶縁領域は、前記巻線部の径方向に隣り合う前記超電導線材どうしの間に絶縁材が介在している、超電導コイルを提供する。

【0007】

この構成によれば、径方向に隣り合う超電導線材が導通可能に互いに接触する端部導通領域を備えるため、超電導線材の端末部の超電導層が損傷を受けて超電導特性が低下した場合でも、径方向に隣り合う超電導線材どうしの導通を確保し、過電流をバイパスすることができる。そのため、超電導コイルを保護することができる。超電導コイルは、端部導通領域を備えるため、絶縁領域の超電導線材の長さを十分に確保できる。よって、励消磁時における発生磁場の遅延を抑制できる。

【0008】

前記超電導線材は、前記超電導線材は、接続端を有する一対の線体どうしが接続された中間接続部を備え、前記巻線部は、一対の前記線体の接続端を起点としてそれぞれ１回以上周回する中間導通領域をさらに有することが好ましい。

【0009】

前記端部導通領域の前記超電導線材の周回数は５回以下であることが好ましい。

【0010】

前記端部導通領域の前記超電導線材の長さは、前記巻線部の前記超電導線材の長さの１％以下であることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様によれば、励消磁時における発生磁場の遅延を抑制できる超電導コイルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態の超電導コイルの正面図である。

【図2】第１実施形態の超電導コイルの第１の端部導通領域を模式的に示す図である。

【図3】第１実施形態の超電導コイルに用いられる酸化物超電導線材の断面図である。

【図4】第１実施形態の超電導コイルの第１の端部導通領域の一部の断面図である。

【図5】第１実施形態の超電導コイルの第２の端部導通領域を模式的に示す図である。

【図6】第１実施形態の超電導コイルの第２の端部導通領域の一部の断面図である。

【図7】第１実施形態の超電導コイルの概略構造を示す斜視図である。

【図8】第２実施形態の超電導コイルの正面図である。

【図9】第２実施形態の超電導コイルの中間導通領域を模式的に示す図である。

【図10】第２実施形態の超電導コイルの中間導通領域の一部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。

【0014】

［超電導コイル］（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の超電導コイル１００の正面図である。図２は、超電導コイル１００の第１の端部導通領域２１を模式的に示す図である。図３は、超電導コイル１００に用いられる酸化物超電導線材１０の断面図である。図４は、超電導コイル１００の第１の端部導通領域２１の一部の断面図である。図５は、超電導コイル１００の第２の端部導通領域２２を模式的に示す図である。図６は、超電導コイル１００の第２の端部導通領域２２の一部の断面図である。図７は、超電導コイル１００の概略構造を示す斜視図である。

【0015】

図１に示すように、超電導コイル１００は、複数の巻線部３０（図７参照）を備える。
巻線部３０は、酸化物超電導線材１０（超電導線材）で構成される。巻線部３０は、酸化物超電導線材１０が、巻芯に複数回、巻回された多層巻きコイルである。「Ｃ」は、巻線部３０の巻回軸である。巻線部３０は、例えば、円環状のパンケーキコイルである。巻回軸Ｃ周りの方向は、巻線部３０の周方向である。巻線部３０は、酸化物超電導線材１０と、絶縁テープとが共巻きされた構成であってもよい。巻線部３０は、エポキシ樹脂などの樹脂が含浸されていてもよい。
複数の巻線部３０は、巻回軸Ｃの方向に積層される（図７参照）。

【0016】

図３に示すように、酸化物超電導線材１０は、超電導積層体５と、安定化層６とを備えている。酸化物超電導線材１０は、「超電導線材」の具体例である。

【0017】

超電導積層体５は、金属基板１と、中間層２と、酸化物超電導層３と、保護層４とを備える。超電導積層体５は、金属基板１上に中間層２を介して酸化物超電導層３および保護層４が形成された構造を有する。すなわち、超電導積層体５は、テープ状の金属基板１の一方の面に、中間層２、酸化物超電導層３、および保護層４がこの順に積層された構成を有する。

【0018】

酸化物超電導線材１０は、テープ状に形成されている。Ｙ方向は、酸化物超電導線材１０の厚さ方向であり、金属基板１、中間層２、酸化物超電導層３、保護層４が積層される方向である。Ｘ方向は、酸化物超電導線材１０の幅方向であり、酸化物超電導線材１０の長さ方向および厚さ方向に直交する方向である。

【0019】

金属基板１は、金属で形成されている。金属基板１を構成する金属の具体例として、ハステロイ（登録商標）などのニッケル合金；ステンレス鋼；ニッケル合金に集合組織を導入した配向Ｎｉ－Ｗ合金などが挙げられる。金属基板１の厚さは、目的に応じて適宜調整すればよく、例えば１０～５００μｍの範囲である。金属基板１の一方の面（中間層２が形成された面）を第１主面１ａといい、第１主面１ａと反対の面を第２主面１ｂという。

【0020】

中間層２は、金属基板１と酸化物超電導層３との間に設けられる。中間層２は、金属基板１の第１主面１ａに形成される。中間層２は、多層構成でもよく、例えば金属基板１側から酸化物超電導層３側に向かう順で、拡散防止層、ベッド層、配向層、キャップ層等を有してもよい。これらの層は必ずしも１層ずつ設けられるとは限らず、一部の層を省略する場合や、同種の層を２以上繰り返し積層する場合もある。なお、中間層２は、酸化物超電導線材１０において必須な構成ではなく、金属基板１自体が配向性を備えている場合は中間層２が形成されていなくてもよい。

【0021】

拡散防止層は、金属基板１の成分の一部が拡散し、不純物として酸化物超電導層３側に混入することを抑制する機能を有する。拡散防止層は、例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ａｌ_２Ｏ_３、ＧＺＯ（Ｇｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７）等から構成される。拡散防止層の厚さは、例えば１０～４００ｎｍである。

【0022】

拡散防止層の上には、金属基板１と酸化物超電導層３との界面における反応を低減し、その上に形成される層の配向性を向上するためにベッド層を形成してもよい。ベッド層の材質としては、例えばＹ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３等が挙げられる。ベッド層の厚さは、例えば１０～１００ｎｍである。

【0023】

配向層は、その上のキャップ層の結晶配向性を制御するために２軸配向する物質から形成される。配向層の材質としては、例えば、Ｇｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３（ＹＳＺ）、ＳｒＴｉＯ_３、ＣｅＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｚｒ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３等の金属酸化物を例示することができる。配向層はＩＢＡＤ（Ion-Beam-Assisted Deposition）法で形成することが好ましい。

【0024】

キャップ層は、上述の配向層の表面に成膜されて、結晶粒が面内方向に自己配向し得る材料からなる。キャップ層の材質としては、例えば、ＣｅＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＹＳＺ、Ｈｏ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、ＬａＭｎＯ_３等が挙げられる。キャップ層の厚さは、５０～５０００ｎｍの範囲が挙げられる。

【0025】

酸化物超電導層３は、酸化物超電導体から構成される。酸化物超電導体としては、特に限定されないが、例えば一般式ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_Ｘ（ＲＥ１２３）で表されるＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系酸化物超電導体（ＲＥＢＣＯ系酸化物超電導体）が挙げられる。希土類元素ＲＥとしては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種又は２種以上が挙げられる。中でも、Ｙ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍの１種か、又はこれら元素の２種以上の組み合わせが好ましい。一般に、Ｘは、７－ｘ（酸素欠損量ｘ：約０～１程度）である。酸化物超電導層３の厚さは、例えば０．５～５μｍ程度である。この厚さは、長手方向に均一であることが好ましい。酸化物超電導層３は、中間層２の主面２ａ（金属基板１側とは反対の面）に形成されている。

【0026】

保護層４は、事故時に発生する過電流をバイパスしたり、酸化物超電導層３と保護層４の上に設けられる層との間で起こる化学反応を抑制する等の機能を有する。保護層４の材質としては、例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、金と銀との合金、その他の銀合金、銅合金、金合金などが挙げられる。保護層４は、少なくとも酸化物超電導層３の主面３ａ（中間層２側とは反対の面）を覆っている。保護層４の厚さは、特に限定されないが、例えば１～３０μｍ程度が挙げられる。

【0027】

５ａは超電導積層体５の第１主面（保護層４の主面４ａ）である。第１主面５ａは、超電導積層体５の、酸化物超電導層３が形成された側の面である。５ｂは超電導積層体５の側面（金属基板１の側面、中間層２の側面、酸化物超電導層３の側面、および保護層４の側面）である。５ｃは、第１主面５ａとは反対の面であって、超電導積層体５の第２主面（金属基板１の第２主面１ｂ）である。第２主面５ｃは、超電導積層体５の、金属基板１が形成された側の面である。

【0028】

安定化層６は、超電導積層体５の第１主面５ａ、側面５ｂ，５ｂおよび第２主面５ｃを覆う。安定化層６は、超電導積層体５を囲んで形成されている。安定化層６は、酸化物超電導層３が常電導状態に転移した時に発生する過電流を転流させるバイパス部としての機能を有する。
安定化層６の構成材料としては、銅、銅合金（例えばＣｕ－Ｚｎ合金、Ｃｕ－Ｎｉ合金等）、アルミニウム、アルミニウム合金、銀等の金属が挙げられる。安定化層６の厚さは、例えば１０～３００μｍ程度である。安定化層６は、めっき（例えば電解めっき）によって形成することができる。

【0029】

巻線部３０（図１参照）は、酸化物超電導線材１０が、金属基板１を外周側に向け、酸化物超電導層３を内周側に向けた姿勢で巻回されていることが望ましい。

【0030】

図１に示すように、巻線部３０は、ｎ回（ｎは、例えば６以上の整数）にわたって巻回された酸化物超電導線材１０で構成される。巻線部３０は、ｎ個の周回部分を有する。これらの周回部分を、内周側から外周側にかけて、第１周回部分３１、第２周回部分３２、第３周回部分３３（図４参照）、・・・第ｎ－２周回部分４３（図６参照）、第ｎ－１周回部分４２、第ｎ周回部分４１と呼ぶ。

【0031】

巻線部３０は、第１の端部導通領域２１と、第２の端部導通領域２２と、絶縁領域２３とを備える。第１の端部導通領域２１および第２の端部導通領域２２は「端部導通領域」の具体例である。絶縁領域は非導通領域ともいう。

【0032】

図１および図２に示すように、第１の端部導通領域２１は、酸化物超電導線材１０の内周端１０ａを含む領域である。内周端１０ａは、巻線部３０を構成する酸化物超電導線材１０の一方の端である。

【0033】

図２に示すように、第１の端部導通領域２１は、例えば、内周端１０ａを起点として２周回する酸化物超電導線材１０からなる。第１の端部導通領域２１は、第１周回部分３１と、第２周回部分３２とを有する。第１周回部分３１は、内周端１０ａから延出し、１周回して、径方向から見て内周端１０ａと重なる第１中間点３１ａに至る部分である。第２周回部分３２は、第１中間点３１ａから延出し、１周回して、径方向から見て第１中間点３１ａと重なる第２中間点３２ａに至る部分である。第２周回部分３２は、第１周回部分３１の外周面に重ねられる。第１周回部分３１と第２周回部分３２とは、巻線部３０の径方向に隣り合う。

【0034】

第１周回部分３１のうち、内周端１０ａを含む端領域１０Ａには、シート状の被接続部２５が接続可能である。被接続部２５は、他の巻線部３０に接続された接続体、または電極である。被接続部２５は、金属などの導電体によって形成されている。端領域１０Ａの内周面は、被接続部２５の一方の面に、半田などの接合材２６（図４参照）によって接合され、被接続部２５と電気的に接続されている。

【0035】

図４に示すように、第１周回部分３１の酸化物超電導線材１０と、第２周回部分３２の酸化物超電導線材１０とは、全長にわたって接触している。第１周回部分３１と第２周回部分３２とは電気的に導通可能である。

【0036】

図１および図５に示すように、第２の端部導通領域２２は、酸化物超電導線材１０の外周端１０ｂを含む領域である。外周端１０ｂは、巻線部３０を構成する酸化物超電導線材１０の他方の端である。

【0037】

図５に示すように、第２の端部導通領域２２は、例えば、外周端１０ｂを起点として２周回する酸化物超電導線材１０からなる。第２の端部導通領域２２は、第ｎ周回部分４１と、第ｎ－１周回部分４２とを有する。第ｎ周回部分４１は、外周端１０ｂから延出し、１周回して、径方向から見て外周端１０ｂと重なる第１中間点４１ａに至る部分である。第ｎ－１周回部分４２は、第１中間点４１ａから延出し、１周回して、径方向から見て第１中間点４１ａと重なる第２中間点４２ａに至る部分である。第ｎ－１周回部分４２は、第ｎ周回部分４１の内周面に重ねられる。第ｎ周回部分４１と第ｎ－１周回部分４２とは、巻線部３０の径方向に隣り合う。

【0038】

第ｎ周回部分４１のうち、外周端１０ｂを含む端領域１０Ｂには、シート状の被接続部３５が接続可能である。被接続部３５は、他の巻線部３０に接続された接続体、または電極である。被接続部３５は、金属などの導電体によって形成されている。端領域１０Ｂの外周面は、被接続部３５の一方の面に、半田などの接合材２６（図６参照）によって接合され、被接続部３５と電気的に接続されている。

【0039】

図６に示すように、第ｎ周回部分４１の酸化物超電導線材１０と、第ｎ－１周回部分４２の酸化物超電導線材１０とは、全長にわたって接触している。そのため、第ｎ周回部分４１と第ｎ－１周回部分４２とは電気的に導通可能である。

【0040】

第１の端部導通領域２１および第２の端部導通領域２２の酸化物超電導線材１０の長さは、巻線部３０を構成する酸化物超電導線材１０の長さの１％以下であることが望ましい。
酸化物超電導線材１０に対する端部導通領域２１，２２の酸化物超電導線材１０の長さ比率が１％以下であると、絶縁領域２３の酸化物超電導線材１０の長さを十分に確保できるため、励消磁時における発生磁場の遅延を抑制できる。

【0041】

図４および図６に示すように、絶縁領域２３は、第３周回部分３３から第ｎ－２周回部分４３までの酸化物超電導線材１０からなる。第３周回部分３３～第ｎ－２周回部分４３のうち、隣り合う周回部分の間には、絶縁材６０（スペーサ）が介在する。絶縁材６０は、例えば、シート状に形成され、ポリイミド等の樹脂などの絶縁材料で形成される。

【0042】

図４に示すように、第３周回部分３３と第４周回部分３４との間には、周回部分３３，３４の全長にわたって絶縁材６０が介在する。図６に示すように、第ｎ－３周回部分４４と第ｎ－２周回部分４３との間には、周回部分４３，４４の全長にわたって絶縁材６０が介在する。そのため、絶縁領域２３では、巻線部３０の径方向に隣り合う酸化物超電導線材１０は、径方向については導通していない。

【0043】

図４に示すように、第１の端部導通領域２１の最外周の周回部分（第２周回部分３２）と、絶縁領域２３の最内周の周回部分（第３周回部分３３）との間には、周回部分３２，３３の全長にわたって絶縁材６０が介在する。そのため、第２周回部分３２と第３周回部分３３とは、径方向については導通していない。
図６に示すように、絶縁領域２３の最外周の周回部分（第ｎ－２周回部分４３）と、第２の端部導通領域２２の最内周の周回部分（第ｎ－１周回部分４２）との間には、周回部分４２，４３の全長にわたって絶縁材６０が介在する。そのため、第ｎ－２周回部分４３と第ｎ－１周回部分４２とは、径方向については導通していない。

【0044】

絶縁領域２３は、第１の端部導通領域２１および第２の端部導通領域２２から連なる酸化物超電導線材１０によって形成されている。

【0045】

被接続部２５，３５が他の巻線部３０に接続された接続体である場合には、酸化物超電導線材１０は、被接続部２５，３５を介して他の巻線部３０（例えば、図７において積層方向に隣接する巻線部３０）と接続される。被接続部２５，３５が電極である場合には、酸化物超電導線材１０は、この電極を介して通電可能となる。

【0046】

［第１実施形態の超電導コイルが奏する効果］
超電導コイル１００に大きな電流を流すと、超電導コイル１００に径方向外側への電磁力が加えられ、酸化物超電導線材１０に引張力が作用することがある。そのため、被接続部２５，３５と酸化物超電導線材１０とが接続された端末部では、酸化物超電導線材１０の酸化物超電導層３に大きな応力がかかる可能性がある。

【0047】

超電導コイル１００は、径方向に隣り合う酸化物超電導線材１０が導通可能に互いに接触する第１の端部導通領域２１および第２の端部導通領域２２を備える。そのため、前述の引張力によって端末部の酸化物超電導層３が損傷を受けて酸化物超電導線材１０の超電導特性が低下した場合でも、径方向に隣り合う酸化物超電導線材１０どうしの導通を確保し、過電流をバイパスすることができる。そのため、超電導コイル１００を保護することができる。
超電導コイル１００は、端部導通領域２１，２２を備えるため、絶縁領域２３の酸化物超電導線材１０の長さを十分に確保できる。よって、励消磁時における発生磁場の遅延を抑制できる。

【0048】

第１の端部導通領域２１（図２参照）、および第２の端部導通領域２２（図５参照）は、それぞれ、２周回する酸化物超電導線材１０で形成されているが、端部導通領域を構成する超電導線材の周回数は特に限定されない。端部導通領域を構成する超電導線材の周回数は、２回以上、５回以下であることが好ましい。周回数が２回以上であることによって、端部導通領域において隣り合う超電導線材の間の十分な導通を確保できる。周回数が５回以下であることによって、絶縁領域２３の酸化物超電導線材１０に十分な長さを与えることができる。よって、発生磁場の遅延を抑制できる。

【0049】

［超電導コイル］（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の超電導コイル２００の正面図である。図９は、超電導コイル２００の中間導通領域２４を模式的に示す図である。図１０は、超電導コイル２００の中間導通領域２４の一部の断面図である。第１実施形態との共通構成については同じ符号を付して説明を省略する。

【0050】

図８に示すように、超電導コイル２００は、巻線部３０（図１参照）に代えて、巻線部１３０を備える。巻線部１３０は、酸化物超電導線材１１０（超電導線材）で構成される。

【0051】

巻線部１３０は、第１の端部導通領域２１と、第２の端部導通領域２２と、絶縁領域２３と、中間導通領域２４とを備える。巻線部１３０は、中間導通領域２４を有する点で、図１に示す巻線部３０と異なる。

【0052】

酸化物超電導線材１１０は、２つの線体１１１（一対の線体）どうしが接続体１１２を介して互いに接続されている。線体１１１どうしが接続体１１２を介して接続された箇所を中間接続部１１３という。線体１１１および接続体１１２は、例えば、酸化物超電導線材１０（図３参照）と同様の構成であってよい。２つの線体１１１は、接続端１１１ａどうしを向かい合わせて配置されている。接続体１１２は、２つの線体１１１の一方の面にそれぞれ接合され、これらの線体１１１と電気的に接続されている。そのため、２つの線体１１１は、接続体１１２を介して互いに電気的に接続されている。２つの線体１１１のうち内周側の線体１１１を第１線体１１１Ａという。２つの線体１１１のうち外周側の線体１１１を第２線体１１１Ｂという。

【0053】

図９に示すように、中間導通領域２４は、第１線体１１１Ａの接続端１１１ａを起点として内周側に１周回する酸化物超電導線材１１０と、第２線体１１１Ｂの接続端１１１ａを起点として外周側に１周回する酸化物超電導線材１１０とからなる。

【0054】

第１線体１１１Ａの接続端１１１ａから内周側に１周回する周回部分を「第ｋ周回部分５１」という（ｋは、例えば４以上、ｎ－４以下の整数）。第２線体１１１Ｂの接続端１１１ａから外周側に１周回する周回部分を「第ｋ＋１周回部分５２」という。中間導通領域２４を構成する酸化物超電導線材１１０の周回数は合計で２である。

【0055】

第ｋ＋１周回部分５２は、第ｋ周回部分５１の外周面に重ねられる。第ｋ周回部分５１と第ｋ＋１周回部分５２とは、巻線部１３０の径方向に隣り合う。第ｋ周回部分５１の酸化物超電導線材１１０と、第ｋ＋１周回部分５２の酸化物超電導線材１１０とは、全長にわたって接触している。第ｋ周回部分５１と第ｋ＋１周回部分５２とは電気的に導通可能である。

【0056】

図１０に示すように、中間導通領域２４の最内周の周回部分である第ｋ周回部分５１と、第ｋ周回部分５１の内周側に隣り合う第ｋ－１周回部分５０との間には、周回部分５０，５１の全長にわたって絶縁材６０が介在する。そのため、第ｋ－１周回部分５０と第ｋ周回部分５１とは、径方向については導通していない。
中間導通領域２４の最外周の周回部分である第ｋ＋１周回部分５２と、第ｋ＋１周回部分５２の外周側に隣り合う第ｋ＋２周回部分５３との間には、周回部分５２，５３の全長にわたって絶縁材６０が介在する。そのため、第ｋ＋１周回部分５２と第ｋ＋２周回部分５３とは、径方向については導通していない。

【0057】

［第２実施形態の超電導コイルが奏する効果］
超電導コイル２００は、第１の端部導通領域２１および第２の端部導通領域２２を備えるため、前述の引張力によって端末部において酸化物超電導線材１１０の超電導特性が低下した場合でも、超電導コイル２００を保護することができる。
超電導コイル２００は、端部導通領域２１，２２を備えるため、絶縁領域２３の酸化物超電導線材１０の長さを十分に確保できる。よって、励消磁時における発生磁場の遅延を抑制できる。

【0058】

超電導コイル２００は、中間導通領域２４を備えるため、中間接続部１１３において、前述の引張力によって酸化物超電導層３が損傷を受けて酸化物超電導線材１１０の超電導特性が低下した場合でも酸化物超電導線材１１０どうしの導通を確保し、過電流をバイパスすることができる。よって、超電導コイル２００を保護することができる。

【0059】

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
例えば、図１に示す超電導コイル１００は、第１の端部導通領域２１および第２の端部導通領域２２を備えるが、超電導コイルは、第１の端部導通領域２１および第２の端部導通領域２２のうちいずれか一方のみを有していてもよい。
端部導通領域を構成する超電導線材の周回数は、２回以上であればよい。中間導通領域を構成する超電導線材の周回数は、２回以上であればよい。

【0060】

図８に示す超電導コイル２００は、線体１１１どうしが接続された中間接続部１１３を含む中間導通領域２４を備えるが、実施形態の超電導コイルの構成はこれに限定されない。実施形態の超電導コイルは、酸化物超電導線材が中間接続部を備える場合でも、中間導通領域が形成されていなくてもよい。
超電導線材の超電導積層体の構造は、前述の構造に限定されない。超電導積層体は、保護層を備えていなくてもよい。超電導積層体には、金属基板、中間層、酸化物超電導層、および保護層以外の層が含まれていてもよい。

【符号の説明】

【0061】

１０…酸化物超電導線材（超電導線材）、１０Ａ，１０Ｂ…端領域、２１…第１の端部導通領域、２２…第２の端部導通領域、２３…絶縁領域、２４…中間導通領域、２５，３５…被接続部、３０，１３０…巻線部、１００，２００…超電導コイル、１１１…線体、１１１ａ…接続端、１１３…中間接続部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】