(57)【要約】【課題】施工時のハンドリングや過剰な加熱による超電導特性の低下を回避させることができる超電導コイル装置を提供する。【解決手段】互いに外径が同一であり、コイル軸方向に積層された複数のパンケーキコイル１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを備える。複数のコイルユニット１１ａ、１１ｂは、互いに外径の異なる複数のコイルユニットを含んで軸方向に積層される。外側接続部１４ａ、１４ｂは、各コイルユニットの２つのパンケーキコイル同士を外径側で電気的に接続する。内側接続部１５は、異なるコイルユニット間で隣接するパンケーキコイル１２ｂ、１３ａを内径側で電気的に接続する。積層された複数のコイルユニットのうち、軸方向における最外層のパンケーキコイル１２ａ、１３ｂには、それぞれ電流端子１７ａ、１７ｂが設けられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル軸方向に積層された複数のパンケーキコイルを備え、前記軸方向に積層された複数のコイルユニットと、
各前記コイルユニットの少なくとも２つの前記パンケーキコイル同士を外径側で電気的に接続する外側接続部と、
少なくとも異なる前記コイルユニット間で隣接する前記パンケーキコイル同士を内径側で電気的に接続する内側接続部と、
積層された前記複数のコイルユニットのうち、軸方向における最外層のパンケーキコイルにそれぞれ設けられる電流端子とを備え、
各前記コイルユニットを形成する前記複数のパンケーキコイルは、互いに外径が同一であり、
前記複数のコイルユニットは、互いに外径の異なる複数のコイルユニットを含むことを特徴とする超電導コイル装置。
【請求項２】
前記複数のコイルユニットは、一方の前記軸方向における最外層のコイルユニットから他方の前記軸方向における最外層のコイルユニットに向かって外径が小さくなる請求項１記載の超電導コイル装置。
【請求項３】
前記複数のコイルユニットは、少なくとも３つ設けられ、一のコイルユニットを基準として双方の前記軸方向における最外層のコイルユニットに向かって外径が小さくなる請求項１記載の超電導コイル装置。
【請求項４】
前記内側接続部により接続される２つの前記パンケーキコイルは、内径がほぼ同一である請求項１〜３のいずれか一項記載の超電導コイル装置。
【請求項５】
全ての前記パンケーキコイルは、内径がほぼ同一である請求項１〜３のいずれか一項記載の超電導コイル装置。
【請求項６】
各前記パンケーキコイルの径方向における最外層に巻かれたバインド巻線をさらに備えた請求項１記載の超電導コイル装置。
【請求項７】
前記パンケーキコイルは、金属基板上に中間層および酸化物超電導層が形成されたテープ形状の高温超電導線材で巻かれて形成された請求項１記載の超電導コイル装置。
【請求項８】
前記複数のコイルユニットは、前記高温超電導線材の経験磁場の角度が前記高温超電導線材の幅方向に対して０度以上６０度以下の範囲内となるように配置された請求項７記載の超電導コイル装置。
【請求項９】
前記パンケーキコイルは、円形、レーストラック型、または角丸四角形となるように巻かれた請求項１記載の超電導コイル装置。
【請求項１０】
互いに外径が同一である複数のパンケーキコイルをコイル軸方向に積層してコイルユニットを形成し、
互いに外径が異なる複数の前記コイルユニットをコイル軸方向に積層し、
各前記コイルユニットの少なくとも２つの前記パンケーキコイル同士を外径側で電気的に接続し、
少なくとも異なる前記コイルユニット間で隣接する前記パンケーキコイル同士を内径側で電気的に接続し、
積層された前記複数のコイルユニットのうち、軸方向における最外層のパンケーキコイルに電流端子を設ける特徴とする超電導コイル装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テープ形状の超電導線材を巻回してなる超電導コイル装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、超電導線材の開発が国内外で盛んに行われており、超電導線材の長尺化が飛躍的に進んでいる。中でも、金属基板上に中間層を介して超電導層を形成させた高温超電導線材は、第二世代の高温超電導線材と呼ばれている。この高温超電導線材は、その製法により形状がテープ状となる。
【０００３】
このテープ状の超電導線材は、巻枠などに巻いてコイル化され、各種機器へ応用されることが期待されている。超電導線材により円筒形のコイル（ソレノイドコイル）を巻回すと、軸方向の断面形状（コイル正面から見た外形）は矩形となる。この断面形状は、一般的には巻回す層数と層あたりのターン数とで決まる。
【０００４】
コイルは、モーターの界磁コイルや加速器用のコイルなどの多極コイルの１つの極を構成し得る。各コイルは、矩形ではなく多極配置の中心部に向かって幅を狭くした断面形状にすることにより、効率が良くなる場合がある。
【０００５】
テープ状の超電導線材を巻き円筒形のコイル（ソレノイドコイル）を形成する代表的な方法に、「レイヤ（層）巻」と「パンケーキ巻」とがある。
【０００６】
「レイヤ巻」は、円筒の軸（巻枠）に対して線材をらせんに巻く、すなわち軸を一周する毎に軸方向に巻き位置をずらし、次のターンを同じ曲率半径で巻く方法である。「パンケーキ巻」は、線材を渦巻きに巻く、すなわち曲率半径を増やしながら巻き位置をずらして次のターンを巻く方法である。
【０００７】
レイヤ巻とパンケーキ巻きは、それぞれ一長一短がある。レイヤ巻の場合、層当たりのターン数を順次減らしていくことにより、断面形状が矩形でないコイルを形成することが可能になる。しかし、テープ状の超電導線材を用いたレイヤ巻では、１層を巻き終えて次の層に移る折り返し部分において、線材をエッジワイズ方向に曲げる必要がある。よってレイヤ巻は、歪によって超電導特性を劣化させてしまう可能性がある。
【０００８】
従来、円筒形巻枠の端部を変形させる方法（例えば、特許文献１参照。）や、線材を円筒端部付近で重ねてエッジワイズ歪を低減させる方法（例えば、特許文献２参照。）が開示されている。これらの方法は、いずれも歪をゼロにはできず、円筒の径が小さい場合にはやはり上述したような課題の解決には至らなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−７３６２３号公報
【特許文献２】特開２００９−１３０２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
パンケーキ巻の場合、外径の異なるパンケーキ巻されたコイル（パンケーキコイル）を複数個積層し直列に通電することにより、断面形状が矩形ではないコイルを形成することができる。
【００１１】
例えば、外径を順次大きくした４個のパンケーキコイルを巻線し、１番目および２番目のコイルと、３番目および４番目のコイルを内側で接続し、２番目および３番目のコイルを外側で接続する。さらに、１番目および４番目のコイルの外側に、それぞれ電流端子を設ければ、４つのコイルに直列に通電することができる。
【００１２】
巻き始めとなる内径側は、一般に機械加工により製作した巻枠を用いるため、内側の接続部は施工が比較的容易である。これに対し、２番目および３番目のコイルを接続する外側の接続部は、線材を幅方向に変形させながら異なる径方向の平面または曲面間で接続しようとするため、線材に対してエッジワイズ歪が加わってしまう。
【００１３】
外側接続部を線材ではなく金属片で設ける場合も、外径が異なるパンケーキコイルにおいては接続面が異なる平面または曲面となり接続部を設けるのは困難である。
【００１４】
以上の通り、超電導線材を使って巻線部の断面が矩形以外の形状であるコイルを巻回そうとすると、レイヤ巻では、エッジワイズ方向の歪による超電導特性の低下が懸念される。また、パンケーキ巻では、外側の接続部の施工が難しいという課題がある。
【００１５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、施工時のハンドリングや過剰な加熱による超電導特性の低下を回避させることができる超電導コイル装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る超電導コイル装置は、上述した課題を解決するために、コイル軸方向に積層された複数のパンケーキコイルを備え、前記軸方向に積層された複数のコイルユニットと、各前記コイルユニットの少なくとも２つの前記パンケーキコイル同士を外径側で電気的に接続する外側接続部と、少なくとも異なる前記コイルユニット間で隣接する前記パンケーキコイル同士を内径側で電気的に接続する内側接続部と、積層された前記複数のコイルユニットのうち、軸方向における最外層のパンケーキコイルにそれぞれ設けられる電流端子とを備え、各前記コイルユニットを形成する前記複数のパンケーキコイルは、互いに外径が同一であり、前記複数のコイルユニットは、互いに外径の異なる複数のコイルユニットを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る超電導コイル装置およびその製造方法においては、施工時のハンドリングや過剰な加熱による超電導特性の低下を回避させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る超電導コイル装置の第１実施形態を示す概略的な縦断面図。
【図２】第１実施形態の超電導コイル装置の第１の変形例を示す概略的な縦断面図。
【図３】第１実施形態の超電導コイル装置の第２の変形例を示す概略的な縦断面図。
【図４】第１実施形態の超電導コイル装置の第３の変形例を示す概略的な縦断面図。
【図５】複数の図４の超電導コイル装置が多極コイル中の１極のコイルとして適用される場合の概略的な平断面図。
【図６】本発明に係る超電導コイル装置の第２実施形態を示す概略的な縦断面図。
【図７】複数の図６の超電導コイル装置が多極コイル中の１極のコイルとして適用される場合の概略的な平断面図。
【図８】本発明に係る超電導コイル装置の第３実施形態を示す概略的な縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
本発明に係る超電導コイル装置およびその製造方法の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る超電導コイル装置の第１実施形態を示す概略的な縦断面図である。
【００２１】
超電導コイル装置１は、コイル軸方向に積層された２個のコイルユニット１１ａ、１１ｂを有する。コイルユニット１１ａ、１１ｂは、それぞれコイル軸方向に積層された２個のパンケーキコイル１２ａ、１２ｂおよびパンケーキコイル１３ａ、１３ｂで構成される。
【００２２】
一のコイルユニットを構成する２個のパンケーキコイルは、外径がほぼ同一のパンケーキコイルである。また、コイルユニットは、互いに外径の異なる複数のコイルユニットを含む。第１実施形態においては、コイルユニット１１ｂの外径は、コイルユニット１１ａの外径よりも小さい。具体的には、超電導コイル装置１は、軸方向における最下位層（最外層）のコイルユニット１１ｂから軸方向における最上位層（最外層）のコイルユニット１１ａに向かって、コイルの外径が徐々に小さくなっている。
【００２３】
また、パンケーキコイルの内径は、軸方向における最下位層（最外層）のパンケーキコイル１３ｂから軸方向における最上位層（最外層）のパンケーキコイル１２ａに向かって徐々に小さくなっている。
【００２４】
パンケーキコイル１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂは、例えば円筒形の巻枠に超電導線材が渦巻き状に巻かれたコイルであり、曲率半径を増やしながら次のターンが巻かれたコイルである。超電導線材は、例えば、金属基板上に中間層、超電導層が順次積層されたテープ形状の線材である。超電導線材は、例えば酸化物系の高温超電導線材であり、ビスマス系（例えば、Ｂｉ２２２３相型、Ｂｉ２２１２相型）、イットリウム系（例えば、ＹＢＣＯ系）、タリウム（Ｔｌ）系、水銀（Ｈｇ）系が用いられる。
【００２５】
一のコイルユニットを形成する２個のパンケーキコイルの一方は、例えば内側から外側に向かって反時計回りに巻かれている。他方のパンケーキコイルは、一方のパンケーキコイルとは異なり、時計回りに巻かれている。超電導コイル装置１は、時計回りに巻かれたパンケーキコイルと、反時計回りに巻かれたパンケーキコイルとが交互に配置されるようになっている。
【００２６】
コイルユニット１１ａのパンケーキコイル１２ａ、１２ｂは、コイル外径側で外側接続部１４ａにより電気的に接続される。また、コイルユニット１１ｂのパンケーキコイル１３ａ、１３ｂは、外径側で外側接続部１４ｂにより電気的に接続される。
【００２７】
異なるコイルユニット間で隣接する２個のパンケーキコイルは、コイル内径側で内側接続部１５により電気的に接続される。具体的には、コイルユニット１１ａのパンケーキコイル１２ｂと、コイルユニット１１ｂのパンケーキコイル１３ａとは、内側接続部１５により接続される。パンケーキコイル１２ｂ、１３ａのコイル内径は異なるため、内側接続部１５に段差が設けられる。ここで、パンケーキコイルは、機械加工した巻枠に対して超電導線材を巻回して形成されるため、コイル内径側の寸法は把握することができる。このため、内側接続部１５は、パンケーキコイル１２ｂ、１３ａに対して比較的寸法を合わせ易くなっている。
【００２８】
コイル軸方向における最外層のパンケーキコイル１２ａ、１３ｂは、超電導コイル装置１に電源を供給するための電流端子１７ａ、１７ｂをそれぞれコイル内径側に有する。
【００２９】
超電導コイル装置１は、積層された合計４個のパンケーキコイル１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを外側接続部１４ａ、１４ｂおよび内側接続部１５により接続することにより、直列に接続された１極のコイルを構成する。超電導コイル装置１に流れる電流は、例えばパンケーキコイル１２ａを起点としてパンケーキコイル１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを順次流れる。
【００３０】
コイルユニット１１ａのパンケーキコイル１２ａ、１２ｂは、外径がほぼ同一であるため、径方向の最外層が略同一の平面または曲面内に位置する。外側接続部１４ａは、この平面または曲面に当てられハンダなどにより接続される。外側接続部１４ａの接続面はほぼ同一平面または曲面であるため、外側接続部１４ａとパンケーキコイル１２ａとの接続面と、外側接続部１４ａとパンケーキコイル１２ｂとの接続面とに段差が生じることがない。このため、外側接続部１４ａとパンケーキコイル１２ａの径方向最外層との間と、外側接続部１４ａとパンケーキコイル１２ｂの径方向最外層との間とに形成されるハンダ層の厚さは均一であり、共に薄くなる。
【００３１】
コイルユニット１１ｂのパンケーキコイル１３ａ、１３ｂについても同様である。
【００３２】
この超電導コイル装置１は、複数個のパンケーキコイル１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを用いることにより、レイヤ巻されたコイルのようにエッジワイズ方向の歪を生じさせることなく、軸方向断面形状（コイル正面から見た外形）が矩形ではなく階段状に外径の寸法が異なる断面形状を有することができる。
【００３３】
また、超電導コイル装置１は、外側接続部１４ａ、１４ｂにおける接続抵抗値を低減することができる。また、超電導コイル装置１は、２個のパンケーキコイルと外側接続部１４ａ、１４ｂとの接続作業を容易にし、ハンドリングによる超電導特性の低下を回避することができる。
【００３４】
なお、内側接続部１５により接続される２つのパンケーキコイルの内径は、ほぼ同一にしてもよい。また、全てのパンケーキコイルの内径は、ほぼ同一にしてもよい。以下、これらの超電導コイル装置を第１実施形態の超電導コイル装置１の変形例として説明する。
【００３５】
図２は、第１実施形態の超電導コイル装置の第１の変形例を示す概略的な縦断面図である。
【００３６】
図３は、第１実施形態の超電導コイル装置の第２の変形例を示す概略的な縦断面図である。
【００３７】
図４は、第１実施形態の超電導コイル装置の第３の変形例を示す概略的な縦断面図である。
【００３８】
図５は、複数の図４の超電導コイル装置が多極コイル中の１極のコイルとして適用される場合の概略的な平断面図である。
【００３９】
図１の超電導コイル装置１と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４０】
一般に、パンケーキコイルは、機械加工した巻枠に対してテープ状線材を巻回して形成されるため、コイル内径側の寸法は把握することができる。このため、図１に示す超電導コイル装置１のように、内側接続部１５に段差を設けてパンケーキコイル１２ｂとパンケーキコイル１３ａとを接続することができる。
【００４１】
これに対し、図２の超電導コイル装置２０は、コイル軸方向に積層された２個のコイルユニット２１ａ、２１ｂを有する。コイルユニット２１ａ、２１ｂは、それぞれコイル軸方向に積層された２個のパンケーキコイル２２ａ、２２ｂおよびパンケーキコイル２３ａ、２３ｂで構成される。
【００４２】
そして、パンケーキコイル２２ｂとパンケーキコイル２３ａとの内径がほぼ同一であるため、外側接続部１４ａ、１４ｂと同様に内側接続部２５の厚さを均一かつ薄くすることができる。
【００４３】
図３の超電導コイル装置３０は、コイル軸方向に積層された２個のコイルユニット３１ａ、３１ｂを有する。コイルユニット３１ａ、３１ｂは、それぞれコイル軸方向に積層された２個のパンケーキコイル３２ａ、３２ｂおよびパンケーキコイル３３ａ、３３ｂで構成される。
【００４４】
そして、パンケーキコイル３２ｂとパンケーキコイル３３ａとの内径がほぼ同一であるため、内側接続部３５の厚さを均一かつ薄くすることができる。
【００４５】
図４の超電導コイル装置４０は、３個のコイルユニット４１ａ〜４１ｃを有する。コイル軸方向における最外層のパンケーキコイル４２ａ、４４ｂは、超電導コイル装置４０に電源を供給するための電流端子４７ａ、４７ｂをそれぞれコイル内径側に有する。超電導コイル装置４０は、図３の超電導コイル装置３０と同様に、パンケーキコイル４２ｂとパンケーキコイル４３ａおよびパンケーキコイル４３ｂとパンケーキコイル４４ａの内径がほぼ同一であるため、同様に内側接続部４５ａ、４５ｂの厚さを均一かつ薄くすることができる。
【００４６】
図３および図４の超電導コイル装置３０、４０は、全てのパンケーキコイルの内径がほぼ同一であるため、コイル内径側のボア部分を広く取ることができる。超電導コイル装置３０、４０は、このボア部分に支持材や鉄心などの構造物を設けることができ、超電導コイル装置３０、４０の極全体を電磁力などに対して強固に支持することができる。
【００４７】
また、図５に示すように、複数の超電導コイル装置４０がそれぞれ多極コイル５０中の１極のコイルとして、コイル軸方向と多極コイル（界磁コイル）５０の径方向と一致させて超電導コイル装置４０を多極に配置することもできる。多極コイル５０は、多極コイル５０の中心方向に向かってコイルユニットの外径を徐々に小さくした。これにより、隣接する極（超電導コイル装置４０）との間に形成される空間が低減される。これにより、多極コイル５０は、効率的に磁場を利用することができる。
【００４８】
［第２実施形態］
本発明に係る超電導コイル装置およびその製造方法の第２実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４９】
図６は、本発明に係る超電導コイル装置の第２実施形態を示す概略的な縦断面図である。
【００５０】
図７は、複数の図６の超電導コイル装置が多極コイル中の１極のコイルとして適用される場合の概略的な平断面図である。
【００５１】
超電導コイル装置６０は、コイル軸方向に積層された６個のコイルユニット６１ａ〜６１ｆを有する。コイルユニット６１ａ〜６１ｆは、それぞれコイル軸方向に積層された２個のパンケーキコイルで構成される。
【００５２】
複数のコイルユニット６１ａ〜６１ｆは、最も外径が大きい、コイル軸方向における図示最上層から３層目のコイルユニット６１ｃを基準として、最下位層（最外層）のコイルユニット６１ｆおよび最上位層（最外層）のコイルユニット６１ａに向かって徐々にパンケーキコイルの外径が小さくなるように配置される。
【００５３】
コイルユニット６１ａ〜６１ｆのパンケーキコイル７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂは、コイル外径側で外側接続部６４ａ〜６４ｆによりそれぞれ電気的に接続される。異なるコイルユニット間で隣接する２個のパンケーキコイルは、コイル内径側で内側接続部６５ａ〜６５ｅにより電気的に接続される。コイル軸方向における最外層のパンケーキコイル７１ａ、７６ｂは、超電導コイル装置６０に電源を供給するための電流端子６７ａ、６７ｂをそれぞれコイル内径側に有する。
【００５４】
超電導コイル装置６０は、積層された合計１２個のパンケーキコイル７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂを外側接続部６４ａ〜６４ｆおよび内側接続部６５ａ〜６５ｅにより接続することにより、直列に接続された１極のコイルを構成する。
【００５５】
図７に示すように、４つの超電導コイル装置６０のコイル軸方向と多極コイル（界磁コイル）の径方向と一致させて多極コイル８０を構成する場合、多極コイル８０の中心方向に向かってコイルユニットの外径を徐々に小さくした。これにより、隣接する極（超電導コイル装置６０）との間に形成される空間が低減される。また、多極コイル８０の外周方向に向かってコイルユニットの外径を徐々に小さくした。これにより、超電導コイル装置６０と外接円との空間が低減される。
【００５６】
この超電導コイル装置６０は、多極コイル８０に適用する場合において断面形状の空間効率がよく、多極コイル８０全体をコンパクト化することができる。
【００５７】
［第３実施形態］
図８は、本発明に係る超電導コイル装置の第３実施形態を示す概略的な断面図である。
【００５８】
第３実施形態における超電導コイル装置９０が第２実施形態における超電導コイル装置６０と異なる点は、各パンケーキコイル７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂの径方向最外層にバインド巻線９１ａ〜９６ａ、９１ｂ〜９６ｂが巻回された点である。第２実施形態と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５９】
バインド巻線９１ａ〜９６ａ、９１ｂ〜９６ｂは、例えばステンレス鋼やハステロイ（登録商標）などのＮｉ基合金である。バインド巻線９１ａ〜９６ａ、９１ｂ〜９６ｂは、各パンケーキコイル７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂが電磁力により変形することを抑制し、各パンケーキコイル７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂの形状を維持する。
【００６０】
また、各コイルユニット６１ａ〜６１ｆの外径が異なる場合であっても、パンケーキコイルの巻厚とこのパンケーキコイル７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂに巻かれるバインド巻線９１ａ〜９６ａ、９１ｂ〜９６ｂの巻厚との合計を調整することにより、バインド巻線９１ａ〜９６ａ、９１ｂ〜９６ｂを巻き回した後の各コイルユニットの外径を揃えることができる。
【００６１】
この超電導コイル装置９０は、バインド巻線９１ａ〜９６ａ、９１ｂ〜９６ｂをさらに設けたことにより、高い電磁力が発生する条件下での励磁が可能になる。また、超電導コイル装置９０は、バインド巻線９１ａ〜９６ａ、９１ｂ〜９６ｂの巻厚により超電導コイル装置９０全体の外径を調整できるため、各コイルユニット６１ａ〜６１ｆの外径をほぼ同一にし、さらに外径側に超電導コイル装置９０全体を支持する支持部材を設けることもできる。これにより、超電導コイル装置９０は、高い電磁力に対してパンケーキコイル７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂの形状を保持することが可能になる。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６３】
例えば、各コイルユニットは、外径がほぼ同一である２個以上のパンケーキコイルで構成してもよい。
【００６４】
第１実施形態における超電導コイル装置は、２個以上の複数個のコイルユニットを備えてもよい。上記各実施形態における超電導コイル装置は、複数のコイルユニットにパンケーキコイルを積層してもよい。
【００６５】
第２および第３実施形態における超電導コイル装置は、少なくとも３個のコイルユニットを備えていればよい。
【００６６】
第１〜第３実施形態における超電導コイル装置においては、コイル軸方向に見た外形が、円形、レーストラック型、あるいは直線部と円弧部とからなる角丸四角形でもよい。
【００６７】
さらに、Ｙ系超電導体に特有の現象として、超電導体の臨界電流密度および結晶粒の配向度を向上させるとヒステリシス損失が低減され、経験磁場（通電時に超電導コイル装置に印加される磁場）の角度が幅広面に対して平行に近いほどヒステリシス損失が減るように作用することが知られている。この現象は、磁場の角度を幅広面に対して６０度まで増やしても観測されている。
【００６８】
そこで、パンケーキコイルの内径および外径、積層順序は、コイル内径側のどの部分においても、超電導線材の経験磁場の角度が線材の幅広面（幅方向）に対して０度以上６０度以下の範囲内となるように決定してもよい。
【００６９】
パンケーキコイルの内径および外径、積層順序は、磁場計算の結果に基づいて、上述した第１〜第３の実施形態で示された超電導コイル装置を含む、パンケーキコイルの内径および外径、積層順序の中から決定される。磁界変動により超電導コイル装置内部で生じるヒステリシス損失を低減できるため、超電導コイル装置の冷却システムに必要となる冷凍能力が軽減されて、低コスト化することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１、２０、３０、４０、６０、９０  超電導コイル装置
１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ、４１ａ〜４１ｃ、６１ａ〜６１ｆ  コイルユニット
１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、４２ａ〜４４ａ、４２ａ〜４４ａ、７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂ  パンケーキコイル
１４ａ〜１４ｃ、６４ａ〜６４ｆ  外側接続部
１５、２５、３５、４５ａ、４５ｂ、６５ａ〜６５ｅ  内側接続部
１７ａ、１７ｂ、４７ａ、４７ｂ、６７ａ、６７ｂ  電流端子
５０  多極コイル
８０  多極コイル
９１ａ〜９６ａ、９１ｂ〜９６ｂ  バインド巻線
【図１】
2012227178.tif 000003
【図２】
2012227178.tif 000004
【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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