(57)【要約】【課題】  長尺な線材と同様の効果を有する超電導テープ線材の製造方法、超電導テープ線材、および超電導機器を提供する。【解決手段】  超電導テープ線材１０の製造方法は、テープ状基板１１を準備する工程（Ｓ１０）と、テープ状基板１１上に中間薄膜層１２を形成する工程（Ｓ２０）と、中間薄膜層１２上に超電導層１３を形成する工程（Ｓ３０）と、超電導層１３は一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで伸び、超電導層１３に一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで延在する少なくとも１つの分割領域１３ａを形成する加工工程とを備えている。分割領域１３ａは、超電導層１３の臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴とする。【選択図】        図１
2007087734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ状基板を準備する工程と、
前記テープ状基板上に中間薄膜層を形成する工程と、
前記中間薄膜層上に超電導層を形成する工程と、
前記超電導層は一方端部から他方端部まで伸び、前記超電導層に前記一方端部から前記他方端部まで延在する少なくとも１つの分割領域を形成する加工工程とを備え、
前記分割領域は、前記超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴とする、超電導テープ線材の製造方法。
【請求項２】
テープ状基板を準備する工程と、
前記テープ状基板上に中間薄膜層を形成する工程と、
前記中間薄膜層は一方端部から他方端部まで伸び、前記中間薄膜層に前記一方端部から前記他方端部まで延在する少なくとも１つの中間層分割領域を形成する加工工程と、
前記中間薄膜層上に超電導層を形成する工程とを備え、
前記中間層分割領域上の超電導層領域は、前記超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴とする、超電導テープ線材の製造方法。
【請求項３】
テープ状基板と、
前記テープ状基板上に形成された中間薄膜層と、
前記中間薄膜層上に形成され、一方端部から他方端部まで伸び、前記一方端部から前記他方端部まで延在する少なくとも１つの分割領域を含む超電導層とを備え、
前記分割領域は、前記超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴とする、超電導テープ線材。
【請求項４】
テープ状基板と、
前記テープ状基板上に形成され、一方端部から他方端部まで伸び、前記一方端部から前記他方端部まで延在する少なくとも１つの中間層分割領域を含む中間薄膜層と、
前記中間薄膜層上に形成された超電導層とを備え、
前記中間層分割領域上の超電導層領域は、前記超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴とする、超電導テープ線材。
【請求項５】
請求項３または４に記載の超電導テープ線材を用いた、超電導機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導テープ線材の製造方法、超電導テープ線材、および超電導機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高磁界コイルにビスマス系高温超電導線材が用いられている。また、最近は、Ｙ（イットリウム）系薄膜テープ高温超電導線材が用いられることもある。また、金属系超電導線材を用いて、周波数９００ＭＨｚ〜９２０ＭＨｚのＮＭＲコイルを作製している。このようなＮＭＲコイルを作製するためには、長尺で均一な線材が必要である。
【０００３】
長尺で均一な特性の線材の製造方法として、特開平６−１２００２５号公報（特許文献１）では、酸化物超電導コイルの製造方法が開示されている。特許文献１には、コイルの中心軸に対してコイルの内径と外形とを結ぶ直線が中心軸に対して回転したときに、その直線と中心軸との交点が、中心軸の上下方向に移動するらせん状の連続面を有する非超電導体製基板を用意し、その基板上に酸化物超電導体を成膜する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１２００２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、周波数１ＧＨｚのＮＭＲコイルを作製するためには、たとえばＢｉ−２２１２組成のＢｉ（ビスマス）系線材では、温度が４．２Ｋ、磁束密度が２５Ｔ、Ｉｃ（臨界電流）＝３００Ａの条件下で、内径１ｍｍの丸線の場合、単長が１６００ｍという長尺な線材が必要となる。また、Ｙ系薄膜線材では、同様の条件下で、幅１ｃｍのテープ線材の場合、単長が５００ｍ必要となる。そのため、超電導線材を用いてコイルを作製するためには、長尺で均一な特性の線材が必要となる。特に高磁界コイルを作製する際には、そのような線材が要求される。
【０００５】
しかし、上記超電導線材では、上述のような長尺の線材を作成することは困難である。また、上記のような長尺な線材を実現した場合であっても、製造するのに非常に高価なものとなるため、工業製品とすることは非常に困難であるという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の酸化物超電導コイルの製造方法では、らせん状の連続面を有する非超電導体製基板上に酸化物超電導体を成膜しているので、長尺な線材を製造することはできる。しかし、この場合も上述したように工業化が困難であるという問題がある。
【０００７】
それゆえ本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、長尺な線材と同様の効果を有する超電導テープ線材の製造方法、超電導テープ線材、および超電導機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の局面における超電導テープ線材の製造方法によれば、テープ状基板を準備する工程と、テープ状基板上に中間薄膜層を形成する工程と、中間薄膜層上に超電導層を形成する工程と、超電導層は一方端部から他方端部まで伸び、超電導層に一方端部から他方端部まで延在する少なくとも１つの分割領域を形成する加工工程とを備える。分割領域は、超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の局面における超電導テープ線材の製造方法によれば、テープ状基板を準備する工程と、テープ状基板上に中間薄膜層を形成する工程と、中間薄膜層は一方端部から他方端部まで伸び、中間薄膜層に一方端部から他方端部まで延在する少なくとも１つの中間層分割領域を形成する加工工程と、中間薄膜層上に超電導層を形成する工程とを備える。中間層分割領域上の超電導層領域は、超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一の局面における超電導テープ線材は、テープ状基板と、テープ状基板上に形成された中間薄膜層と、中間薄膜層上に形成され、一方端部から他方端部まで伸び、一方端部から他方端部まで延在する少なくとも１つの分割領域を含む超電導層とを備える。分割領域は、超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の局面における超電導テープ線材は、テープ状基板と、テープ状基板上に形成され、一方端部から他方端部まで伸び、一方端部から他方端部まで延在する少なくとも１つの分割領域を含む中間薄膜層と、中間薄膜層上に形成された超電導層とを備え、中間層分割領域上の超電導層領域は、超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の超電導機器は、上記超電導テープ線材を用いている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の超電導テープ線材の製造方法によれば、加工工程により分割領域または中間層分割領域を形成する。そのため、幅広の超電導テープ線材を相対的に幅の狭い複数の並列に配置された、または１本の直列に配置された超電導テープ線材に加工することができる。このような並列に配置された複数の、または直列に配置された１本の超電導テープ線材を用いてたとえばコイルなどの機器を製造すれば、上記複数の超電導テープ線材を直列に接続したような長尺のテープ線材を使ってコイルを製造した場合と同様の巻き数のコイルを容易に製造できる。つまり、長尺な線材と同様の効果を有する超電導テープ線材を容易に製造することができる。
【００１４】
本発明の超電導テープ線材によれば、分割領域または中間層分割領域を備えている。そのため、線材を並列に複数枚集めたものと同様の効果を有する幅広の超電導テープ線材とすることができる。
【００１５】
本発明の超電導機器によれば、分割領域または中間層分割領域が形成されている。そのため、長尺な線材を用いた超電導機器と同様の効果を有する超電導機器を、比較的長さの短い、幅広の超電導テープ線材を用いて製造できる。このため、長尺な線材を用いる場合より製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における超電導テープ線材を示す概略斜視図である。図１を参照して、本発明の実施の形態１における超電導テープ線材を説明する。本発明の実施の形態１における超電導テープ線材１０は、図１に示すように、テープ状基板１１と、中間薄膜層１２と、超電導層１３とを備えている。
【００１８】
中間薄膜層１２は、テープ状基板１１上に形成されている。超電導層１３は、中間薄膜層１２上に形成され、一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで伸び、一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで延在する少なくとも１つの分割領域１３ａを含む。分割領域１３ａは、超電導層１３ｂの臨界温度では超電導状態とならない領域である。
【００１９】
詳細には、分割領域１３ａは、超電導層１３の長手方向（図１において一方端部１３ｃから他方端部１３ｄに延びる方向）に１つまたは複数並列に形成されている。実施の形態１では、一方端部１３ｃと他方端部１３ｄとは互いに対向している。
【００２０】
なお、「端部」とは、端である場合、および、端までは達しておらず端近傍である場合の両方を意味する。実施の形態１では、図１に示すように、一方端部１３ｃおよび他方端部１３ｄは、端としている。
【００２１】
分割領域１３ａは、後述する製造方法からも分かるように、超電導層１３にレーザ光を照射するといった手法によりその結晶性が乱された状態（超電導層１３ｂより超電導状態となる臨界温度が低い、あるいは超電導状態にならないような結晶構造の状態）になっている部分、若しくは分割領域１３ａに相当する超電導層そのものの存在が無い状態になっている部分や、テープ状基板１１までの深さ方向において材料がつながらない状態（分割領域１３ａ下の中間薄膜層の一部または全部の存在が無い状態、またはテープ状基板１１の裏面まで達して切断される場合を除き分割領域１３ａ下の中間薄膜層およびテープ状基板の一部の存在が無い状態を含む）になっている部分である。すなわち、分割領域１３ａは、超電導層１３が存在している場合であって超電導層の結晶性が乱された状態になっている部分、分割領域１３ａに相当する超電導層が存在しない状態になっている部分、分割領域１３ａに相当する超電導層とその下の中間薄膜層１２の一部とが存在していない（中間薄膜層１２の残部と基板１１とは存在している）状態になっている部分、分割領域１３ａに相当する超電導層とその下の中間薄膜層１２の全部とが存在していない（基板１１は存在している）状態になっている部分、または分割領域１３ａに相当する超電導層とその下の中間薄膜層１２の全部とその下の基板１１の一部とが存在していない（基板１１の残部は存在している）状態になっている部分である。
【００２２】
実施の形態１では、分割領域１３ａが４列形成されており、分割領域１３ａ以外の部分の超電導層１３ｂが５列形成されている。そのため、分割領域１３ａが形成されていない（長手方向と直交する方向における超電導層１３ｂの幅と同じ幅を有する）超電導テープ線材が５列並列されている場合と同様のものとなる。そのため、超電導テープ線材１０では、分割領域１３ａが形成できる程度の幅広としている。なお、分割領域１３ａは、特にこの構成に限定されない。たとえば、分割領域１３ａは、超電導層１３の短手方向（図１において長手方向と直交する方向、すなわち一方端部１３ｃおよび他方端部１３ｄと平行な方向）に複数並列に形成されていてもよい。
【００２３】
また、テープ状基板１１は、Ｎｉ（ニッケル）またはＮｉ合金系の配向テープを用いている。中間薄膜層１２は、ＣｅＯ2（セリア）およびＹｓＺ（イットリア安定化ジルコニア）の少なくとも一方を含んでいるものを用いている。超電導層１３は、ＨｏＢＣＯ（ホルミウム系高温超電導材料：ＨｏＢａ2Ｃｕ3Ｏx）を用いている。
【００２４】
なお、テープ状基板１１の材料は上述したＮｉまたはＮｉ合金系に限られず他の材料（たとえば他の金属材料、あるいはその他のフレキシブルな材料）を用いてもよい。中間薄膜層１２は、その上に超電導層１３を形成できれば上述した材料に限られない。また、中間薄膜層１２は１層に限らず、２層以上の複数層としてもよい。超電導層１２としては上述したＨｏＢＣＯ以外のレア・アース系超電導材料、若しくは従来の金属系超電導材料や他の酸化物系超電導材料を用いてもよい。
【００２５】
また、超電導層１３の表面保護のために、超電導層１３上にＡｇ（銀）安定化層やＣｕ（銅）安定化層などの表面保護層や安定化層（図示せず）を設けている。分割領域１３ａ上の表面保護層は、分割領域１３ａ以外の部分の超電導層１３ｂ上の表面保護層と同様の状態としてもよいし、分割領域１３ａと同様の状態としてもよい。
【００２６】
次に、図２および図３を参照して、超電導テープ線材１０の製造方法について説明する。図２は、実施の形態１における超電導テープ線材１０の製造方法を示すフローチャートである。図３は、実施の形態１での加工工程を示す概略模式図である。
【００２７】
まず、テープ状基板１１を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。この工程（Ｓ１０）では、上述したテープ状基板１１を準備する。
【００２８】
次に、中間薄膜層１２を形成する工程（Ｓ２０）を実施する。この工程（Ｓ２０）では、中間薄膜層１２は、物理蒸着法や有機金属堆積法などによりテープ状基板１１上に上述した材料を用いて形成される。
【００２９】
次に、超電導層１３を形成する工程（Ｓ３０）を実施する。この工程（Ｓ３０）では、超電導層１３は、中間薄膜層１２上にＰＬＤ（Pulsed Laser Deposition）法またはスパッタ法などの物理蒸着法および有機金属堆積法（ＭＯＤ法）の少なくともいずれか一方を含む方法で形成される。
【００３０】
次に、超電導層１３は一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで伸び、超電導層１３に一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで延在する少なくとも１つの分割領域１３ａを形成する加工工程（Ｓ４０）を実施する。この工程（Ｓ４０）では、分割領域１３ａは、超電導層１３ｂの臨界温度では超電導状態とならない領域となるように行なう。
【００３１】
実施の形態１では、工程（Ｓ４０）は、レーザにより行なっている。具体的には、図３に示すように、レーザ（図３において矢印）は、超電導層１３の長手方向に複数（図３において４列）並列に照射している。レーザを照射した部分は、分割領域１３ａとなる。つまり、レーザが照射された部分では、超電導層１３が局所的に溶融・凝固することによって、当該部分の結晶性が乱れた状態（他の部分と対比するとその結晶構造に乱れが発生した状態）となる。このような結晶性が乱れた部分は、他の部分（超電導層１３ｂ）より超電導状態に遷移する臨界温度が低い、あるいは超電導状態にならないというようにその超電導特性が他の部分より劣化している。あるいはレーザ照射によって、超電導層の超電導材料そのものが飛散されて材料が無くなっている。そのため、このようにレーザが照射された部分が分割領域１３ａとなる。
【００３２】
なお、工程（Ｓ４０）は、分割領域１３ａを形成できれば、レーザにより行なわれることに特に限定されない。たとえば、分割領域１３ａは、当該部分に機械的な応力を加える（たとえば分割領域１３ａの平面形状に対応するブレード状の治具を押圧する）ことにより、超電導層１３において結晶性を変更することにより形成してもよい。または、（テープ状基板１１は切断せずに残存させる一方）超電導層１２における分割領域１３ａを形成すべき部分を切断、除去、あるいは切削加工することにより、工程（Ｓ２０）を実施することもできる。
【００３３】
最後に、超電導層１３上に表面保護層を形成する工程を実施する。この工程では、分割領域１３ａを形成した後に表面保護層を形成する。この場合は、分割領域１３ａ上の表面保護層は、分割領域１３ａ以外の部分の超電導層１３ｂ上の表面保護層と同様の状態となる。
【００３４】
なお、表面保護層を形成する工程は、超電導層１３を形成する工程（Ｓ３０）の後に実施してもよい。この場合は、表面保護層が形成されたのちに、加工工程（Ｓ４０）を実施する。この場合は、分割領域１３ａ上の表面保護層は、分割領域１３ａと同様の状態となる。
【００３５】
上記工程（Ｓ１０〜Ｓ４０）を行なうことにより、実施の形態１における超電導テープ線材１０を製造することができる。
【００３６】
次に、実施の形態１における超電導テープ線材１０の動作について説明する。超電導テープ線材１０において一方端部１３ｃと他方端部１３ｄとの間に電圧を印加して電流を流すと、一定の条件（たとえば超電導層１３ｂが超電導状態になる温度にまで超電導テープ線材１０を冷却した状態）では、分割領域１３ａ以外の部分の超電導層１３ｂに超電導状態で電流を流すことができる。このとき、複数の超電導層１３ｂは互いに電気的に独立した導電線とみなすことができるので、複数の超電導線が並列に配置された状態と等価な状態となる。
【００３７】
また、超電導テープ線材１０の動作については、上述した動作に限られない。たとえば、分割領域１３ａ以外の部分の５の超電導層１３ｂを直列に接続することもできる。具体的にはそれぞれの超電導層１３ｂの端部で近接の他の超電導層１３ｂと電気的に接続する。そして、電流を流すと、１本の導電線とみなすことができるので、１本の長尺な線材と等価な状態となる。
【００３８】
以上説明したように、本発明の実施の形態１における超電導テープ線材１０の製造方法によれば、テープ状基板１１を準備する工程（Ｓ１０）と、テープ状基板１１上に中間薄膜層１２を形成する工程（Ｓ２０）と、中間薄膜層１２上に超電導層１３を形成する工程（Ｓ３０）と、超電導層１３は一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで伸び、超電導層１３に一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで延在する少なくとも１つの分割領域１３ａを形成する加工工程（Ｓ４０）とを備えている。分割領域１３ａは、超電導層１３ｂの臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴とする。そのため、分割領域１３ａを形成することにより、１の超電導テープ線材１０で、分割領域１３ａ以外の部分の超電導層１３ｂを構成する領域数の超電導テープ線材を集めたものと同様の効果を有する超電導テープ線材１０を容易に製造することができる。また、幅広の超電導テープ線材１０を用いれば、たとえ長尺でなくてもその長さの領域数の超電導テープ線材を集めたのと同様の効果を有する超電導テープ線材１０を製造することができる（そのトータル長さが、（幅広の超電導テープ線材１０の長手方向の長さ）×（超電導層１３ｂの領域数）となる、複数の超電導テープ線材が並列に配置された構造体を製造できる）。よって、長尺な線材を用いずに、幅広の超電導テープ線材１０を分割して、並列な複数の幅の狭い超電導テープ線材からなる構造体を形成できる。このような構造体では分割数を増やすことによって超電導テープ線材のトータル長さを長くすることができるので、長尺な超電導テープ線材と同様に用いることができる超電導テープ線材１０を工業化することは可能となる。
【００３９】
上記超電導テープ線材１０の製造方法において好ましくは、加工工程（Ｓ４０）は、レーザにより行なわれる。これにより、分割領域１３ａを容易に形成することができる。また、レーザの照射領域の幅、位置、または深さを変更することで、分割領域１３ａの幅、位置、または深さを容易に変更できる。このため、並列に配置された超電導テープ線材とみなせる超電導層１３ｂの幅や分割数を容易に変更できる。
【００４０】
上記超電導テープ線材１０の製造方法において好ましくは、加工工程（Ｓ４０）は、超電導層１３の長手方向に１つまたは複数並列に分割領域１３ａを形成するように行なわれる。これにより、分割領域１３ａ以外の部分の複数の超電導層１３ｂにおいて、複数本の電流パスを確保できる。または、超電導層１３ｂを直列に接続して電流を流すことによって、１本の長尺な線材と等価な線材を実現することができる。よって、安価で高性能な超電導テープ線材１０を製造できるので、工業化が可能となる。
【００４１】
上記超電導テープ線材１０の製造方法において好ましくは、中間薄膜層１２は物理蒸着法により形成されている。物理蒸着法としては、ＰＬＤ法やスパッタ法などの特性に優れた膜を形成できる手法を用いることができるので、優れた膜質の中間薄膜層１２を容易に形成することができる。
【００４２】
上記超電導テープ線材１０の製造方法において好ましくは、超電導層１３は、物理蒸着法および有機金属堆積法の少なくともいずれか一方を含む方法により形成される。物理蒸着法（たとえばＰＬＤ法など）は超電導層の特性に優れ、ＭＯＤ法は、低コストという点で優れている。そのため、超電導テープ線材１０の工業化が可能となる。
【００４３】
また、本発明の実施の形態１における超電導テープ線材１０は、テープ状基板１１と、テープ状基板１１上に形成された中間薄膜層１２と、中間薄膜層１２上に形成され、一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで伸び、一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで延在する少なくとも１つの分割領域１３ａを含む超電導層１３とを備え、分割領域１３ａは、超電導層１３ｂの臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴としている。そのため、分割領域１３ａを形成することにより、１の超電導テープ線材１０は、分割領域１３ａ以外の部分の超電導層１３ｂを構成する領域数の超電導テープ線材を集めたものと同様の効果を有する。
【００４４】
また、幅広の超電導テープ線材１０を用いれば、たとえ長尺でなくてもその長さの領域数の超電導テープ線材を集めたものと同様の効果を有する。そのため、超電導テープ線材１０は、長尺である必要がない。よって、超電導テープ線材１０の工業化は容易となる。
【００４５】
上記超電導テープ線材１０において好ましくは、テープ状基板１１は、ＮｉまたはＮｉ合金系の配向金属テープであり、中間薄膜層はＣｅＯ2およびＹｓＺの少なくとも一方を含んでおり、超電導層１２は、ＨｏＢＣＯを含んでいる。これにより、テープ状基板１１の配向性を生かす構造とすることができる。そのため、超電導テープ線材１０は、実用上必要とされる大きな臨界電流値（Ｉｃ）および臨界電流密度（Ｊｃ）を得ることができる。さらに、テープ状基板１１として用いる材料の選択の自由度を大きくできる。よって、超電導テープ線材１０の工業化が可能となる。
【００４６】
次に、図４を参照して、実施の形態１の超電導テープ線材１０の変形例について説明する。図４は、実施の形態１の変形例における超電導テープ線材を示す概略斜視図である。変形例における超電導テープ線材２０の構成は、基本的には本発明の実施の形態１における超電導テープ線材１０と同様の構成を備えるが、分割領域１３ａの形状において、図１に示した超電導テープ線材１０と異なる。
【００４７】
詳細には、分割領域１３ａは、端までは達しておらず端近傍である一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで延在している。変形例では、端近傍である分割領域１３ａの先端とその近傍である端との幅Ｗは、５ｃｍ〜２０ｃｍとしている。なお、幅Ｗは超電導テープ線材２０の長さや分割領域１３ａの形成される長さによらず、５ｃｍ〜２０ｃｍとすることが好ましい。
【００４８】
なお、変形例の超電導テープ線材２０における分割領域１３ａは、実施の形態１の超電導テープ線材１０における分割領域１３ａの場合に加えて、分割領域１３ａに相当する超電導層、その下の中間薄膜層１２および基板１１が、レーザ加工や機械加工などで切れ目を入れる手法により存在していない状態を含む。すなわち、端までは達していない場合の分割領域１３ａは、超電導層１３が存在している場合であって超電導層の結晶性が乱された状態になっている部分、分割領域１３ａに相当する超電導層が存在しない状態になっている部分、分割領域１３ａに相当する超電導層とその下の中間薄膜層１２の一部とが存在していない（中間薄膜層１２の残部と基板１１とは存在している）状態になっている部分、分割領域１３ａに相当する超電導層とその下の中間薄膜層１２の全部とが存在していない（基板１１は存在している）状態になっている部分、分割領域１３ａに相当する超電導層とその下の中間薄膜層１２の全部とその下の基板１１の一部とが存在していない（基板１１の残部は存在している）状態になっている部分、または分割領域１３ａに相当する超電導とその下の中間薄膜層１２とその下の基板１１とが存在していない（切れ目が入った）状態になっている部分である。
【００４９】
また、超電導テープ線材２０の製造方法の構成は、基本的には本発明の実施の形態１における超電導テープ線材１０の製造方法と同様の構成を備えるが、加工工程（Ｓ４０）において、図２に示した超電導テープ線材１０の製造方法と異なる。
【００５０】
詳細には、実施の形態１における超電導テープ線材１０の製造方法における加工工程（Ｓ４０）で、分割領域１３ａを、図４に示すように、端近傍（端から幅Ｗ）まで延在するように形成する。上記工程を行なうことにより、実施の形態１の変形例における超電導テープ線材２０を製造することができる。
【００５１】
超電導テープ線材２０を動作させるときには、幅Ｗに相当するテープ状基板１１、中間薄膜層１２、および超電導層１３を切断する。これにより、実施の形態１の超電導テープ線材１０と同様の動作となる。なお、幅Ｗに相当するテープ状基板１１、中間薄膜層１２、および超電導層１３を切断することに特に限定されない。たとえば、一方端部または両端部を切断せずに、分割領域１３ａで２の領域に区分された領域の先端を接続することにより、１本の長尺な超電導テープ線材を製造することもできる。
【００５２】
以上説明したように、実施の形態１の変形例における超電導テープ線材２０によれば、幅Ｗを残して分割領域１３ａを形成する。そのため、実用性を向上することができる。
【００５３】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２における超電導テープ線材を示す概略斜視図である。図５を参照して、本発明の実施の形態２における超電導テープ線材を説明する。本発明の実施の形態２における超電導テープ線材３０は、図５に示すように、テープ状基板３１と、中間薄膜層３２と、超電導層３３とを備えている。
【００５４】
中間薄膜層３２は、テープ状基板３１上に形成され、一方端部３２ｃから他方端部３２ｄまで伸び、一方端部３２ｃから他方端部３２ｄまで延在する少なくとも１つの中間層分割領域３２ａを含む。中間薄膜層３２は、１層または２層以上としている。超電導層３３は、中間薄膜層３２上に形成される。
【００５５】
中間層分割領域３２ａ上の超電導層領域３３ａは、超電導層３３ｂの臨界温度では超電導状態とならない領域としている。すなわち、中間層分割領域３２ａは、中間層分割領域３２ａ以外の部分の中間薄膜層３２ｂ上の超電導層３３ｂが超電導状態となるとき、中間層分割領域３２ａ上の超電導層領域３３ａが超電導状態とならないような構造としている。
【００５６】
詳細には、中間層分割領域３２ａは、超電導層３３の長手方向に複数並列に形成されている。実施の形態２では、中間層分割領域３２ａが４列形成されており、中間層分割領域３２ａ以外の部分の中間薄膜層３２ｂが５列形成されている。
【００５７】
中間層分割領域３２ａ上の超電導層領域３３ａは、中間層分割領域３２ａの長手方向に複数並列に形成されている。実施の形態２では、中間層分割領域３２ａ上の超電導層領域３３ａが４列形成されており、中間層分割領域３２ａ以外の領域上の超電導層３３ｂが５列形成されている。そのため、中間層分割領域３２ａが形成されていない同じ長さの超電導テープ線材が５列並列されている場合と同様のものとなる。
【００５８】
実施の形態２では、テープ状基板３１、中間薄膜層３２、超電導層３３は、実施の形態１におけるテープ状基板１１、中間薄膜層１２、超電導層１３と同様の材料を用いているが、特にこの構成に限定されない点についても実施の形態１と同様である。なお、図示していないが、超電導テープ線材３０は表面保護層を含む点においても実施の形態１と同様である。
【００５９】
次に、図６を参照して、超電導テープ線材３０の製造方法について説明する。図６は、実施の形態２における超電導テープ線材３０の製造方法を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、テープ状基板３１を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。次に、テープ状基板３１上に中間薄膜層３２を形成する工程（Ｓ２０）を実施する。この工程（Ｓ１０，Ｓ２０）は、実施の形態１の製造方法における工程（Ｓ１０，Ｓ２０）と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００６１】
次に、中間薄膜層３２は一方端部３２ｃから他方端部３２ｄまで伸び、中間薄膜層３２に一方端部３２ｃから他方端部３２ｄまで延在する少なくとも１つの中間層分割領域３２ａを形成する加工工程（Ｓ５０）を実施する。この工程（Ｓ５０）では、中間層分割領域３２ａ上の超電導層領域３３ａは、超電導層３３ｂの臨界温度では超電導状態とならない領域となるように実施する。
【００６２】
実施の形態２では、工程（Ｓ５０）は、実施の形態１における工程（Ｓ４０）と同様に、レーザにより行なっているが、レーザにより行なわれることに特に限定されず、実施の形態１における工程（Ｓ４０）に関する説明で述べた機械的加工法など任意の方法を用いることができる。
【００６３】
また、中間薄膜層３２が２層以上の複数層からなる場合、少なくとも最上層（テープ状基板３１から最も離れた位置に形成された層）に中間層分割領域３２ａが形成されていればよい。中間層分割領域３２ａは、中間薄膜層３２ｂ上に形成される超電導層３３ｂより結晶性の劣る（超電導特性の劣る、あるいは超電導特性を発揮しない結晶構造である）超電導層領域３３ａをその上に形成できれば、どのような構造であってもよい。たとえば、中間層分割領域３２ａはその上部表面（超電導層３３側の表面）の膜質が、中間薄膜層３２ｂの上部表面の膜質と異なっていてもよい。また、中間薄膜層３２が複数の層からなる場合、超電導層３３に接触する最上層または当該最上層の超電導層３３側の表面に中間層分割領域３２ａが形成されていてもよいし、中間層分割領域３２ａは上述した複数の層を貫通するように形成されていてもよい。
【００６４】
次に、中間薄膜層３２上に超電導層３３を形成する工程（Ｓ３０）を実施する。この工程（Ｓ３０）を行なうと、中間層分割領域３２ａ上の超電導層領域３３ａの結晶性は、中間層分割領域３２ａ以外の部分の中間薄膜層３２ｂ上の超電導層３３ｂの結晶性と異なる。
【００６５】
次に、表面保護層を形成する工程を実施する。上記工程（Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ５０，Ｓ３０）を行なうことにより、実施の形態２における超電導テープ線材３０を製造することができる。
【００６６】
超電導テープ線材３０の動作は、実施の形態１における超電導テープ線材１０の動作と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００６７】
以上説明したように、本発明の実施の形態２における超電導テープ線材３０の製造方法によれば、テープ状基板３１を準備する工程（Ｓ１０）と、テープ状基板３１上に中間薄膜層３２を形成する工程（Ｓ２０）と、中間薄膜層３２は一方端部から他方端部まで伸び、中間薄膜層３２に一方端部から他方端部まで延在する少なくとも１つの中間層分割領域３２ａを形成する加工工程（Ｓ５０）と、中間薄膜層３２上に超電導層３３を形成する工程（Ｓ３０）とを備え、中間層分割領域３２ａ上の超電導層領域３３ａは、超電導層３３ｂの臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴としている。中間層分割領域３２ａを形成することにより、１の超電導テープ線材３０で、中間層分割領域３２ａ以外の中間薄膜層３２ｂ上の超電導層３３ｂの領域数の超電導テープ線材を集めた（直列に配置した）ものと同様の効果を有する超電導テープ線材３０を容易に製造することができる。よって、長尺な線材を用いずに、幅広の超電導テープ線材３０を用いることができるので、超電導テープ線材３０を工業化することは可能となる。
【００６８】
本発明の実施の形態２における超電導テープ線材３０によれば、テープ状基板３１と、テープ状基板３１上に形成され、一方端部から他方端部まで伸び、一方端部から他方端部まで延在する少なくとも１つの中間層分割領域３２ａを含む中間薄膜層３２と、中間薄膜層３２上に形成された超電導層３３とを備え、中間層分割領域３２ａ上の超電導層３３ａは、超電導層３３ｂの臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴としている。中間層分割領域３２ａを形成することにより、１の超電導テープ線材３０は、中間層分割領域３２ａにより区分された中間薄膜層３２ｂ上の超電導層３３ｂを構成する領域数の超電導テープ線材を集めたものの効果と同様の効果を有する。
【００６９】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における超電導機器を示す概略斜視図である。図７を参照して、本発明の実施の形態３における超電導機器を説明する。本発明の実施の形態３における超電導機器は超電導コイルとしている。実施の形態３における超電導コイル４０は、実施の形態１における超電導テープ線材１０を用いて製造されている。
【００７０】
超電導コイル４０は、図７に示すように、分割領域１３ａが形成された超電導層１３とテープ状基板１１とを含む超電導テープ線材１０（図１参照）が巻かれることにより巻き形状体４１，４２，４３が構成され、分割領域１３ａは、分割領域１３ａ以外の部分の超電導層１３ｂが超電導状態となるとき、超電導状態とならないような構造としている。
【００７１】
なお、上記「巻き形状体」とは、筒状または中空でない棒体であり、その断面形状は丸、多角形、一部凹の形状など任意の形状であることを意味する。
【００７２】
実施の形態３では、超電導コイル４０は、３枚の超電導テープ線材１０からそれぞれが構成される巻き形状体４１〜４３を備えている。超電導テープ線材１０は、らせん状に巻かれることにより円筒となる巻き形状体４１〜４３を構成する。そして、超電導コイル４０の内側から順に巻き形状体４１，４２，４３が配置されており、最外層には超電導テープ線材１０からなる巻き形状体４３が配置されている３層コイルとしている。なお、超電導コイル４０を構成する巻き形状体４１〜４３は、超電導コイル４０の内周側に位置するものほどその外径が小さくなっている。
【００７３】
巻き形状体４１，４２，４３を構成する超電導テープ線材１０は、それぞれ、分割領域１３ａにより区分された２以上の領域がらせん状になるように、分割領域１３ａが形成された超電導層１２とテープ状基板１１とを含む超電導テープ線材１０が円筒状に巻かれている。これにより、巻き形状体４１〜４３を形成している。
【００７４】
実施の形態３では、図７に示すように、最外層である超電導テープ線材１０からなる巻き形状体４３において、４列の分割領域１３ａが形成されて区分された５列の領域の超電導層１３ｂのうち、任意の領域１３Ｂに着目する。巻き形状体４３の任意の領域１３Ｂは、巻き形状体４２の領域１３Ｂに相当する領域と、たとえばはんだで接続されている。同様に、巻き形状体４２の領域１３Ｂに相当する領域は、巻き形状体４１の領域１３Ｂに相当する領域と、たとえばはんだで接続されている。このようにして、巻き形状体４１〜４３におけるそれぞれの領域が接続されている。
【００７５】
なお、上記の構成に特に限定されず、たとえばコイルは１層であってもよい（１つの巻き形状体から構成されていてもよい）。また、分割領域１３ａは２以上であれば、形成可能な数の領域に分割してもよい。また、コイルを構成する巻き形状体４１〜４３のそれぞれは、１枚ではなく２枚以上（たとえば３枚）の超電導テープ線材１０を組合せて形成してもよい。たとえば、３枚の超電導テープ線材１０のそれぞれの一方端部１３ｃについて所定の加工（らせん状に巻くため端部を斜めに切断するなどの加工）を行なったあと、当該加工後の端面の端を互いに接続して、巻き形状体の端部の円形開口部を構成する。そして、３つの超電導テープ線材をらせん状に巻きながら接続して１つのコイルを形成する（つまり、１つのコイルの外周側面を複数（たとえば３つ）の超電導テープ線材１０により構成する）。このようにすれば、複数の超電導テープ線材１０を用いて大口径のコイルを形成することができる。
【００７６】
なお、図示していないが、超電導コイル４０は、表面保護層を超電導層１３上に備えている。
【００７７】
次に、図８〜図１０を参照して、超電導コイル４０の製造方法について説明する。図８は、実施の形態３における超電導コイル４０の製造方法を示すフローチャートである。図９は、１枚の超電導テープ線材１０を用いて製造された１層のコイルの模式図である。図１０は、３枚の超電導テープ線材からそれぞれ形成された巻き形状体４１〜４３を用いて３層のコイルを製造する模式図である。
【００７８】
まず、超電導テープ線材１０の製造方法により最内層である巻き形状体４１である超電導コイルを製造する工程を実施する。実施の形態３では、超電導コイルは、実施の形態１における超電導テープ線材１０を用いている。そのため、具体的には、図８に示すように、まず、テープ状基板１１を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。次に、テープ状基板１１上に中間薄膜層を形成する工程（Ｓ２０）を実施する。次に、超電導層１３を形成する工程（Ｓ３０）を実施する。次に、超電導層１３は一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで伸び、超電導層１３に一方端部１３ｃから他方端部１３ｄまで延在する少なくとも１つの分割領域１３ａを形成する加工工程（Ｓ４０）を実施する。これらの工程（Ｓ１０〜Ｓ４０）は、実施の形態１における工程（Ｓ１０〜Ｓ４０）と同様であるため、その説明は繰り返さない。
【００７９】
次に、超電導テープ線材１０を巻く工程（Ｓ６０）を実施する。この工程（Ｓ６０）では、巻き形状体４１を形成する。
【００８０】
実施の形態３では、図９に示すように、分割領域１３ａにより区分された２以上の領域がらせん状になるように、分割領域１３ａが形成された超電導テープ線材１０を円筒状に巻く。この際に、超電導テープ線材１０の長手方向の辺である境界線４１ａが重ならず、かつ隙間ができないようにらせん状に巻いている。
【００８１】
そして、図１０に示すように、３つの超電導テープ線材１０について工程（Ｓ６０）を実施することにより、それぞれ巻き形状体４１，４２，４３を形成する。次いで、図１０に示すように、巻き形状体４１，４２，４３を順に重ねる（同心円状に配置する、あるいは巻き形状体４１の外周を覆うように巻き形状体４２を配置し、さらに巻き形状体４２の外周を覆うように巻き形状体４３を配置する）。なお、巻き形状体４１，４２，４３を重ねることができるように、その円筒の内径をその順に大きくしている。
【００８２】
上記工程（Ｓ１０〜Ｓ６０）を行なうことにより、実施の形態３における超電導コイル４０を製造することができる。そして、上述したように各巻き形状体４１〜４３の対応する領域（超電導層１３ｂ）が互いに電気的に接続される。
【００８３】
次に、図７を参照して、超電導コイル４０の動作について説明する。超電導コイル４０に電流を流すために、電源を接続する。超電導コイル４０は、各巻き形状体４１，４２，４３において分割領域１２ａが形成されて区分された領域ごとに接続されている。領域ごとに接続された巻き形状体４１、４２，４３において、接続された先端と電源とを接続する。
【００８４】
実施の形態３では、巻き形状体４３における４列の分割領域１３ａが形成されて区分された５の領域の超電導層１３ｂのうち任意の領域１３Ｂの端部（図７においてたとえば下側）と、巻き形状体４２における領域１３Ｂの端部（図７においてたとえば下側）とを接続している。同様に、巻き形状体４２における領域１３Ｂの他方の端部（図７においてたとえば上側）と、巻き形状体４１における領域１３Ｂの端部（図７においてたとえば上側）とを接続している。これにより、巻き形状体４１〜４３は、電気的に接続される。
【００８５】
そして、接続されてなる超電導コイル４０において、電源をＯＮにすると、巻き形状体４１の領域１３Ｂ（図７においてたとえば上方向）、巻き形状体４２の領域１３Ｂ（図７においてたとえば下方向）、巻き形状体４３の領域１３Ｂ（図７においてたとえば上方向）を電流が流れる。このようにして、５列の領域それぞれに電流を流し、一定の条件下で超電導状態とすることができる。
【００８６】
なお、上記構成に特に限定されず、たとえば巻き形状体４１，４２，４３のそれぞれの超電導テープ線材１０において分割領域１３ａ以外の部分の５の超電導層１３ｂの端部で近接の他の超電導層１３ｂを直列に接続する。そして、巻き形状体４１，４２，４３を接続すると、１本の導電線とみなすことができる。すなわち、１本の長尺な線材と等価な状態となる。そして、電源をその先端に接続すると、必要な電源は１つとなる。これにより、電源の数を減らすことができるので、安価な超電導コイルを製造することができる。この超電導コイルに電流を流すと、一定の条件下、１の流路において超電導状態とすることができる。
【００８７】
以上説明したように、本発明の実施の形態３における超電導機器の一例である超電導コイル４０によれば、実施の形態１における超電導テープ線材１０を用いた超電導機器としている。そのため、分割領域１３ａを形成することにより、１の超電導テープ線材１０は、分割領域１３ａ以外の部分の超電導層１３ｂを構成する領域数の超電導テープ線材を集めたものと同様の効果を有する超電導テープ線材となり、当該超電導テープ線材を用いて超電導コイル４０を容易に製造できる。
【００８８】
また、本発明の実施の形態３における超電導機器の一例である超電導コイル４０の製造方法によれば、実施の形態１における超電導テープ線材１０の製造方法により超電導テープ線材１０を製造する工程（Ｓ１０〜Ｓ４０）と、超電導テープ線材１０を巻く工程（Ｓ６０）とを備えている。そのため、分割領域１３ａを形成することにより、１の超電導テープ線材１０で、分割領域１３ａ以外の部分の超電導層１３ｂを構成する領域数の超電導テープ線材を集めたものと同様の効果を有する超電導テープ線材１０を用いて超電導コイル４０を容易に製造することができる。よって、長尺な線材を用いずに、幅広の超電導テープ線材１０を用いることができるので、超電導コイル４０を工業化することは可能となる。
【００８９】
次に、実施の形態３の超電導コイル４０の変形例について説明する。変形例における超電導機器の一例である超電導コイルの構成は、基本的には本発明の実施の形態３における超電導コイル４０と同様の構成を備えるが、中間薄膜層において中間層分割領域が形成されている点において、図７に示した超電導コイル４０と異なる。
【００９０】
詳細には、実施の形態２における超電導テープ線材３０を用いている。具体的には、図５に示すように、超電導テープ線材３０は、テープ状基板３１と、中間薄膜層３２と、超電導層３３とを備えている。超電導テープ線材３０を中間層分割領域３２ａ上の超電導層３３ａにより区分された２以上の領域がらせん状になるように、中間層分割領域３２ａが形成された超電導テープ線材３０を円筒状に巻かれた巻き形状体として、変形例における超電導コイルを形成している。
【００９１】
次に、図１１を参照して、実施の形態３の変形例における超電導コイルの製造方法について説明する。図１１は、変形例における超電導コイルの製造方法を示すフローチャートである。
【００９２】
実施の形態３の変形例における超電導コイルの製造方法の構成は、基本的には本発明の実施の形態３における超電導コイル４０の製造方法と同様の構成を備えるが、実施の形態２における超電導テープ線材を用いて製造している点において、図８に示した超電導コイル４０の製造方法と異なる。
【００９３】
まず、実施の形態２における超電導テープ線材３０の製造方法により超電導テープ線材３０を製造する工程を実施する。具体的には、図１１に示すように、テープ状基板３１を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。次に、テープ状基板３１上に中間薄膜層３２を形成する工程（Ｓ２０）を実施する。次に、中間薄膜層３２は一方端部から他方端部まで伸び、中間薄膜層３２に一方端部から他方端部まで延在する少なくとも１つの中間層分割領域３２ａを形成する加工工程（Ｓ５０）を実施する。次に、中間薄膜層３２上に超電導層３３を形成する工程（Ｓ３０）を実施する。これらの工程（Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ５０，Ｓ３０）は、実施の形態２の製造方法における工程（Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ５０，Ｓ３０）と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００９４】
次に、超電導テープ線材３０を巻く工程（Ｓ６０）を実施する。この工程（Ｓ６０）は、実施の形態３の製造方法における工程（Ｓ６０）と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００９５】
上記工程（Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ５０，Ｓ３０，Ｓ６０）を行なうことにより、各巻き形状体４１〜４３を形成し、これらの巻き形状体４１〜４３を組合せることによって実施の形態３の変形例における超電導コイルを製造することができる。
【００９６】
以上説明したように、実施の形態３の変形例における超電導機器の一例である超電導コイルによれば、実施の形態２における超電導テープ線材３０を用いている。これにより、中間層分割領域３２ａを有する中間薄膜層３２を備える超電導コイルとなる。
【００９７】
以上説明したように、実施の形態３の変形例における超電導機器の一例である超電導コイルの製造方法によれば、実施の形態２における超電導テープ線材３０の製造方法により超電導テープ線材３０を製造する工程（Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ５０，Ｓ３０）と、製造する工程（Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ５０，Ｓ３０）により製造された超電導テープ線材３０を巻く工程（Ｓ６０）とを備えている。そのため、中間層分割領域３２ａを有する中間薄膜層３２を備える超電導コイルを容易に製造することができる。
【００９８】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、超電導機器の一例である超電導コイルである。本発明の実施の形態４における超電導コイルは、基本的には図７に示す実施の形態３における超電導コイル４０と同様の構成であるが、製造方法が異なる。そのため、実施の形態４における超電導コイルについてその説明は繰り返さない。
【００９９】
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の実施の形態４における超電導コイルの製造方法について説明する。図１２は、本発明の実施の形態４における超電導コイルの製造方法を示すフローチャートである。図１３は、実施の形態４における加工工程を示す概略模式図である。
【０１００】
まず、テープ状基板を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。次に、テープ状基板上に中間薄膜層を形成する工程（Ｓ２０）を実施する。次に、中間薄膜層３２上に超電導層３３を形成する工程（Ｓ３０）を実施する。これらの工程（Ｓ１０〜Ｓ３０）は、実施の形態１の製造方法における工程（Ｓ１０〜Ｓ３０）と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１０１】
次に、超電導テープ線材を巻く工程（Ｓ６０）を実施する。この工程（Ｓ６０）は、実施の形態３の製造方法における工程（Ｓ６０）と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１０２】
次に、巻いた超電導テープ線材の超電導層において、一方の端部に位置する一方端部から他方の端部に位置する他方端部まで伸び、超電導層を一方端部から他方端部まで延在する２以上の領域に区分する分割領域を形成する加工工程（Ｓ４０）を実施する。この工程（Ｓ４０）では、分割領域は、超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域となるように行なわれる。
【０１０３】
実施の形態４における工程（Ｓ４０）では、たとえば、工程（Ｓ６０）により形成された巻き形状体の両端を固定する。固定するために、固定部材を設けてもよい。固定部材を設けることにより、超電導コイルの形状を維持しやすくなる。なお、この工程（Ｓ２０）では、巻き形状体に分割領域を形成できれば、特にこれに限定されない。たとえば、超電導テープ線材を巻いた状態を維持できれば、分割領域を形成できる。
【０１０４】
そして、図１３に示すように、たとえば超電導テープ線材の超電導層５３をレーザで照射して分割領域５３ａを形成している。具体的には、レーザは、巻き形状体の超電導層５３をらせん状に照射して、分割領域５３ａを形成する。実施の形態４では、分割領域５３ａは４列並列に形成している。これにより、分割領域５３ａにより区分された５の領域の超電導層５２ｂがらせん状になるように円筒状に巻かれる巻き形状体を製造することができる。
【０１０５】
上記工程（Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ６０，Ｓ４０）を行なうことにより、巻き形状体を製造でき、当該巻き形状体を組合せることによって実施の形態４における超電導コイルを製造することができる。
【０１０６】
実施の形態４における超電導コイルの動作は、実施の形態３における超電導コイル４０と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１０７】
以上説明したように、実施の形態４における超電導機器の一例である超電導コイルの製造方法によれば、テープ状基板を準備する工程（Ｓ１０）と、テープ状基板上に中間薄膜層を形成する工程（Ｓ２０）と、中間薄膜層３２上に超電導層３３を形成する工程（Ｓ３０）と、超電導テープ線材を巻く工程（Ｓ６０）と、巻いた超電導テープ線材の超電導層５３において、一方の端部に位置する一方端部から他方の端部に位置する他方端部まで伸び、超電導層５３を一方端部から他方端部まで延在する２以上の領域に区分する分割領域５３ａを形成する加工工程（Ｓ４０）とを備え、加工工程（Ｓ４０）は、超電導層５３のうち分割領域５３ａとなるべき部分を、分割領域以外の部分の超電導層５３ｂが超電導状態となるとき、超電導状態とならないような構造に加工する工程を含む。これにより、超電導テープ線材を巻き形状体とした後に、加工工程（Ｓ４０）を実施することができる。そのため、分割領域５３ａを形成することにより、１の超電導テープ線材で、分割領域５３ａ以外の部分の超電導層５３ｂを構成する領域数の超電導テープ線材を集めたもののと同様の効果を有する超電導テープ線材を用いて超電導コイルを容易に製造することができる。よって、超電導コイルを工業化することは可能となる。
【０１０８】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、超電導機器の一例である超電導コイルである。本発明の実施の形態５における超電導コイルは、基本的には図７に示す実施の形態３における超電導コイル４０と同様の構成であるが、中間薄膜層を備えている点および製造方法が異なる。
【０１０９】
実施の形態５における超電導コイルは、テープ状基板と、中間薄膜層と、超電導層とを備えている。中間薄膜層は、テープ状基板上に形成され、一方端部から他方端部まで伸び、一方端部から他方端部まで延在する少なくとも１つの中間層分割領域を含む。超電導層は、中間薄膜層上に形成されている。中間層分割領域が形成された中間薄膜層とテープ状基板と超電導層とを含む超電導テープ線材が巻かれることにより巻き形状体が構成されている。中間層分割領域上の超電導層領域は、超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域としている。
【０１１０】
そして、テープ状基板と、中間層分割領域により区分された２以上の領域がらせん状になるように中間層分割領域が形成された中間薄膜層と、超電導層とを含む超電導テープ線材により円筒状に巻かれた巻き形状体が構成されている。
【０１１１】
次に、本発明の実施の形態５における超電導コイルの製造方法について説明する。図１４は、本発明の実施の形態５における超電導コイルの製造方法を示すフローチャートである。
【０１１２】
図１４に示すように、まず、テープ状基板を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。次に、テープ状基板上に中間薄膜層を形成する工程（Ｓ２０）を実施する。この工程（Ｓ１０，Ｓ２０）は、実施の形態２の製造方法における工程（Ｓ１０，Ｓ２０）と同様であるのでその説明は繰り返さない。
【０１１３】
次に、テープ状基材を巻く工程（Ｓ７０）を実施する。この工程（Ｓ７０）では、テープ状基板と中間薄膜層とを備えたテープ状基材がらせん状になるように、テープ状基材を円筒状に巻く。
【０１１４】
次に、巻いたテープ状基材の中間薄膜層において一方端部に位置する一方端部から他方の端部に位置する他方端部まで伸び、中間薄膜層を一方端部から他方端部まで延在する２以上の領域に区分する中間層分割領域を形成する加工工程（Ｓ５０）を実施する。この工程（Ｓ５０）では、基本的には実施の形態４の工程（Ｓ５０）と同様の工程であるが、巻き形状体に形成されたテープ状基材の中間薄膜層に中間層分割領域を形成する。具体的には、実施の形態４の工程（Ｓ４０）と同様に、巻き形状体の両端を固定し、中間薄膜層にレーザで照射することにより、中間層分割領域を形成する。
【０１１５】
その後、中間薄膜層上に超電導層を形成する工程（Ｓ３０）を行なう。この工程（Ｓ３０）では、実施の形態２の製造方法における工程（Ｓ３０）と同様の方法を用いることができる。そして、超電導層が形成された巻き形状体を複数用意し、それらの巻き形状体を組合せることによって、超電導コイルを製造する。
【０１１６】
上記工程（Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ７０，Ｓ５０，Ｓ３０）を行なうことにより、実施の形態５における超電導コイルを製造することができる。
【０１１７】
実施の形態５における超電導コイルの動作は、実施の形態３における超電導コイル４０と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１１８】
以上説明したように、実施の形態５における超電導機器の一例である超電導コイルの製造方法によれば、テープ状基板を準備する工程（Ｓ１０）と、テープ状基板上に中間薄膜層を形成する工程（Ｓ２０）と、テープ状基材を巻く工程（Ｓ７０）と、巻いたテープ状基材の中間薄膜層において一方端部に位置する一方端部から他方の端部に位置する他方端部まで伸び、中間薄膜層を一方端部から他方端部まで延在する２以上の領域に区分する中間層分割領域を形成する加工工程（Ｓ５０）と、中間薄膜層上に超電導層を形成する工程（Ｓ３０）とを備え、中間層分割領域上の超電導層領域は、超電導層の臨界温度では超電導状態とならない領域であることを特徴としている。これにより、テープ状基材を巻き形状体とした後に、加工工程（Ｓ５０）を実施することができる。そのため、中間層分割領域を形成することにより、１の超電導テープ線材で、中間層分割領域以外の領域上の超電導層を構成する領域数の超電導テープ線材を集めたものの効果と同様の効果を有する超電導テープ線材を備えた超電導コイルを容易に製造することができる。よって、超電導コイルを工業化することは可能となる。
【０１１９】
（実施の形態６）
図１５（Ａ）は、実施の形態６における超電導コイルを示す概略上面図であり、図１５（Ｂ）は、実施の形態６における超電導コイルを示す概略正面図である。図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）を参照して、本発明の実施の形態６における超電導機器を説明する。本発明の実施の形態６における超電導機器は超電導コイルとしている。実施の形態６における超電導コイル６０は、実施の形態１における超電導テープ線材１０を用いて巻き形状体が構成されている。
【０１２０】
詳細には、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）に示すように、超電導コイル６０は、テープ状基板１１と、中間薄膜層１２と、超電導層１３とを備えている。超電導層１３は、５の領域の超電導層１３ｂに区分するように４列並列に形成された分割領域１２ａを含んでいる。
【０１２１】
そして、分割領域１３ａが形成された超電導層１３と、テープ状基板１１を含む超電導テープ線材１０が短手方向の一方の辺を軸として、中心を中空としてその周囲を渦巻状に囲むように、超電導テープ線材１０が円筒状に巻かれることにより巻き形状体が構成されている。図１５では、１つの巻き形状体により超電導コイルが構成されている。
【０１２２】
次に、実施の形態６における超電導コイルの製造方法について説明する。当該超電導コイルの製造方法は、実施の形態１における超電導テープ線材１０を製造する工程（Ｓ１０〜Ｓ４０）と、実施の形態３における超電導テープ線材を巻く工程（Ｓ６０）とを備える。
【０１２３】
詳細には、まず、実施の形態１における超電導テープ線材１０を製造する工程（Ｓ１０〜Ｓ４０）を実施する。
【０１２４】
次に、巻く工程（Ｓ６０）を実施する。この工程（Ｓ６０）では、分割領域１３ａにより区分された２以上の領域が渦巻状になるように、分割領域１３ａが形成された超電導テープ線材１０を円筒状に巻く。実施の形態６では、超電導テープ線材１０を渦巻状に巻くことにより、分割領域１３ａが渦巻状になるように超電導テープ線材１０を円筒状に巻くこととなる。
【０１２５】
上記工程（Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０，Ｓ６０）を行なうことにより、実施の形態６における超電導コイルを製造することができる。
【０１２６】
実施の形態６における超電導コイルの動作は、実施の形態３における超電導コイル４０と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１２７】
以上説明したように、実施の形態６における超電導機器の一例である超電導コイルの製造方法によれば、巻く工程（Ｓ６０）において巻き方を渦巻状としている。そのため、所望の形状のコイルに製造することが容易となる。
【０１２８】
また、実施の形態６における超電導機器の一例である超電導コイルによれば、巻き形状体を渦巻状に円筒状となるように巻くことにより構成されている。そのため、所望の形状のコイルとすることが可能となる。
【０１２９】
なお、上記実施の形態３〜６は、超電導機器として、超電導コイルを例に挙げて説明したが、特に超電導コイルに限定されない。超電導機器として、たとえば、超電導ケーブル、電力貯蔵装置とすることもできる。また、超電導コイルまたは巻き形状体の断面形状については、円形状の例を示したが、当該断面形状は円形状に限定されず、他の形状（三角形や四角形などの多角形状、あるいは曲面状部と直線状部とを組合せた形状など）であってもよい。
【実施例１】
【０１３０】
本発明による超電導機器の製造方法の効果を確認するべく、表１の下段に示す超電導テープ線材を用いて、以下の実施例１および比較例１，２のような、表１上段に示す超電導コイルを製造した。なお、実施例１および比較例１，２の超電導コイルは、１ＧＨｚのＮＭＲコイルに適用するものとして製造した。
【０１３１】
（実施例１における超電導コイルの製造）
実施例１では、実施の形態１の製造方法にしたがって超電導コイルを製造した。具体的には、まず、テープ状基板を準備する工程（Ｓ１０）を実施した。テープ状基板は、Ｎｉ合金系配向テープであるＮｉ−Ｗ（タングステン）配向金属テープを用いた。次に、テープ状基板上に中間薄膜層を形成する工程（Ｓ２０）を実施した。この工程（Ｓ２０）では、中間薄膜層は、テープ状基板上にＲＦスパッタ法によりＣｅＯ2層を、ＰＬＤ法によりＹＳＺ層を形成させ、３層構造中間層（ＣｅＯ／ＹＳＺ／ＣｅＯ2）を形成させた。次に、中間薄膜層上に超電導層を形成する工程（Ｓ３０）を実施した。この工程（Ｓ３０）では、超電導層は、中間薄膜層上にＰＬＤ法により厚みが約１．０μｍのＨｏＢＣＯ膜をエピタキシャル成長させた。
【０１３２】
この超電導テープ線材は、膜厚が１μｍのときＪｃ（臨界電流密度）＝１ＭＡ／ｃｍ2（７７Ｋ，０Ｔ）と仮定すると、Ｉｃ（７７Ｋ，０Ｔ）＝１００Ａとなり、１ＧＨｚのＮＭＲコイルでの適用条件である温度が４．２Ｋ，磁束密度が２５Ｔの磁場環境下では、Ｉｃ（４．２Ｋ，２５Ｔ）＝１０００Ａに相当する。
【０１３３】
また、超電導層上に５μｍの銀からなる膜と２０μｍの銅めっきを形成した超電導テープ線材は、厚みが０．１ｍｍで幅が５ｃｍである幅広の寸法とした。
【０１３４】
次に、加工工程（Ｓ４０）を実施した。この工程（Ｓ４０）では、超電導層において、連続的にＹＡＧレーザを照射することにより、長手方向に１ｃｍ幅の領域を５つ区分するように分割領域を４列並列に形成した。
【０１３５】
次に、巻く工程（Ｓ６０）を実施した。この工程（Ｓ６０）では、分割領域により区分された４の領域がらせん状になるように、超電導テープ線材を円筒状に巻いた。コイルを２０層積層・接続することにより、１ＧＨｚのＮＭＲコイルとすることができる。これにより、実施例１における超電導コイルを製造した。
【０１３６】
（比較例１における超電導コイルの製造）
比較例１では、径が２．０ｍｍのＢｉ−２２１２丸線を用いて、１４層の超電導コイルを製造した。ここで、Ｂｉ−２２１２とは、ビスマスと鉛とストロンチウムとカルシウムと銅と酸素とを含み、その原子比（酸素を除く）として（ビスマスと鉛）：ストロンチウム：カルシウム：銅が２：２：１：２と近似して表わされるＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超電導のことである（（Ｂｉ，Ｐｂ）２２１２と記すこともある）。より具体的には、（ＢｉＰｂ）2Ｓｒ2Ｃａ1Ｃｕ2Ｏ8+Zという化学式で示されるものが含まれる。式中ｚは、酸素含有量を示し、ｚが変化することで臨界温度（Ｔｃ）や臨界電流（Ｉｃ）が変化することが知られている。
【０１３７】
（比較例２における超電導コイルの製造）
比較例２では、超電導テープ線材の幅が１ｃｍのものを用いた点を除き、実施例１の製造方法における工程（Ｓ１０〜Ｓ３０）と同様の工程を実施した。
【０１３８】
次に、加工工程（Ｓ４０）を行なわずに、巻く工程（Ｓ６０）を実施した。これにより、比較例２における２０層の超電導コイルを製造した。
【０１３９】
【表１】
2007087734.tif 000003
【０１４０】
（評価結果）
表１に示すように、実施例１における超電導コイルは、１層あたり１０ｍという短い単長の超電導テープ線材により製造することができた。また、加工工程（Ｓ２０）により１ｃｍの幅に区分された領域の超電導層に、それぞれ１６０Ａの電流を流して通電すると、５の領域それぞれの合計で８００Ａの通電電流となった。
【０１４１】
さらに、超電導層への要求仕様が低くなったため、実施例１における超電導コイルを製造するコストを低減することもできた。
【０１４２】
なお、この通電は、１ｃｍ幅に区分された５の領域に５個の電源による並列通電を実施した他、シリーズに接続（５の領域を直列に接続）して１個の電源による直列通電を実施した。その結果、いずれの場合においても８００Ａの通電が可能であった。
【０１４３】
一方、比較例１における超電導コイルは、丸線形状のＢｉ系線材を用いているので、単長が１６００ｍという非常に長い線材が必要となった。
【０１４４】
また、比較例２では、１ｃｍ幅テープ形状のＨｏＢＣＯ膜を用いているので、比較例１で必要となった線材の長さよりは短いものの、単長が５００ｍという長い線材が必要となった。
【実施例２】
【０１４５】
（実施例２における超電導コイルの製造）
実施例２では、実施の形態２の製造方法にしたがって超電導コイルを製造した。具体的には、実施例２における超電導コイルは、テープ状基板を準備する工程（Ｓ１０）、テープ状基板上に中間薄膜層を形成する工程（Ｓ２０）を実施した。この工程（Ｓ１０，２０）では、実施例１と同様のテープ状基板および中間薄膜層を用いた。
【０１４６】
次に、中間薄膜層は一方端部から他方端部まで伸び、中間薄膜層に一方端部から他方端部まで延在する少なくとも１つの中間層分割領域を形成する加工工程（Ｓ５０）を実施した。この工程（Ｓ５０）では、中間薄膜層にＹＡＧレーザを照射して中間層分割領域を形成した。
【０１４７】
次に、超電導層を形成する工程（Ｓ３０）を実施した。この工程（Ｓ３０）では、中間層分割領域が形成された中間薄膜層上に、実施例１と同様に超電導層を形成した。
【０１４８】
次に、超電導テープ線材を巻く工程（Ｓ６０）を実施した。これにより、下記の表２に示す実施例２における１層の超電導コイルを製造した。
【０１４９】
（実施例３における超電導コイルの製造）
実施例３における超電導コイルは、実施例１で用いた超電導テープ線材を用いて、下記の表２に示す１層の超電導コイルを製造した。
【０１５０】
【表２】
2007087734.tif 000004
【０１５１】
（評価結果）
実施例２における超電導コイルに用いている超電導テープ線材において、ＹＡＧレーザの照射により中間層分割領域は結晶性を乱れた状態とした。そのため、中間層分割領域上の超電導層は、アモルファス化、または面内の結晶性が不十分であるので、超電導状態とならなかった。そのため、実施例２における超電導コイルに通電させると、中間層分割領域以外の部分の中間薄膜層上の超電導層が超電導状態となるとき、中間薄膜層のうち中間層分割領域となるべき部分上の超電導層が超電導状態とならなかった。
【０１５２】
また、表２に示すように、実施例２（実施の形態２によって製作された超電導テープ線材）によって製作された超電導コイルの性能は実施例３（実施の形態１によって製作された超電導テープ線材）によって製作された超電導コイルと同等の性能を示した。よって、本発明の実施の形態２における超電導コイルの製造方法および超電導コイルの効果が確認できた。
【０１５３】
今回開示された実施の形態および実施例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実施の形態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。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】実施の形態１における超電導テープ線材を示す概略斜視図である。
【図２】実施の形態１における超電導テープ線材の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１での加工工程を示す概略模式図である。
【図４】実施の形態１の変形例における超電導テープ線材を示す概略斜視図である。
【図５】実施の形態２における超電導テープ線材を示す概略斜視図である。
【図６】実施の形態２における超電導テープ線材の製造方法を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態３における超電導機器を示す概略斜視図である。
【図８】実施の形態３における超電導コイルの製造方法を示すフローチャートである。
【図９】１枚の超電導テープ線材を用いて製造された１層のコイルの模式図である。
【図１０】３枚の超電導テープ線材からそれぞれ形成された巻き形状体を用いて３層のコイルを製造する模式図である。
【図１１】実施の形態３の変形例における超電導コイルの製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態４における超電導コイルの製造方法を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態４での加工工程を示す概略模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態５における超電導コイルの製造方法を示すフローチャートである。
【図１５】（Ａ）は、実施の形態６における超電導コイルを示す概略上面図であり、（Ｂ）は、実施の形態６における超電導コイルを示す概略正面図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１０，２０，３０  超電導テープ線材、１１，３１  テープ状基板、１３，１３ｂ，３３，３３ｂ，５２，５２ｂ  超電導層、１３ａ，５３ａ  分割領域、１３ｃ，３２ｃ  一方端部、１３ｄ，３２ｄ  他方端部、１３Ｂ  領域、２２，３２，３２ｂ  中間薄膜層、３０，４０，６０  超電導コイル、３２ａ  中間層分割領域、３３ａ  超電導層領域、４１ａ  境界線、４１，４２，４３  巻き形状体。
【図１】
2007087734.tif 000005
【図２】
2007087734.tif 000006
【図３】
2007087734.tif 000007
【図４】
2007087734.tif 000008
【図５】
2007087734.tif 000009
【図６】
2007087734.tif 000010
【図７】
2007087734.tif 000011
【図８】
2007087734.tif 000012
【図９】
2007087734.tif 000013
【図１０】
2007087734.tif 000014
【図１１】
2007087734.tif 000015
【図１２】
2007087734.tif 000016
【図１３】
2007087734.tif 000017
【図１４】
2007087734.tif 000018
【図１５】
2007087734.tif 000019