(57)【要約】      （修正有）【課題】超電導特性の低下を回避しながらテープ状の超電導線材の三次元形状コイルへの巻線を可能にする。【解決手段】テープ形状の超電導線材２を巻回して同一平面上にない三次元形状の超電導コイルを製造する超電導コイル製造装置１００は、超電導線材２を巻回するコイル巻枠と、超電導コイル１のコイル軸を中心として巻枠を回転させる回転駆動部１５と、コイル巻枠に超電導線材２を供給する供給リール２０と、コイル巻枠に供給リール２０から供給された超電導線材２が巻き付く巻き付き箇所６１と供給リール２０の上下駆動軸２６方向に対する位置が等しくなるように、巻き付き箇所６１と供給リール２０の相対的位置を調節する上下駆動部２５とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ形状の超電導線材を巻回して同一平面上にない三次元形状の超電導コイルを製造する超電導コイル製造装置において、
前記超電導線材を巻回するコイル巻枠と、
前記超電導コイルのコイル軸を中心として前記コイル巻枠を回転させる回転駆動部と、
前記コイル巻枠に前記超電導線材を供給する供給リールと、
前記コイル巻枠に前記供給リールから供給された前記超電導線材が巻き付く巻き付き箇所と前記供給リールそれぞれの前記供給リールの回転軸方向に対する位置が等しくなるように、前記巻き付き箇所と前記供給リールの相対的位置を調節する調節駆動部と、
を備えることを特徴とする超電導コイル製造装置。
【請求項２】
前記超電導コイルは前記テープ形状の超電導線材を厚み方向に積層してなることを特徴とする請求項１に記載の超電導コイル製造装置。
【請求項３】
前記供給リールは回転軸が前記超電導コイルのコイル軸に平行に設けられ、
前記調節駆動部は、前記供給リールまたは前記コイル巻枠の少なくとも一方の位置を当該供給リールの回転軸方向に駆動して調節することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超電導コイル製造装置。
【請求項４】
前記調節駆動部は、前記超電導コイルのコイル軸に対する前記コイル巻枠の傾きを調節することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の超電導コイル製造装置。
【請求項５】
前記調節駆動部は、前記傾きの調節のために、前記回転駆動部に支持されて前記コイル巻枠を支持しながら揺動する揺動駆動部を有することを特徴とする請求項４に記載の超電導コイル製造装置。
【請求項６】
前記調節駆動部は、前記超電導コイルのコイル軸に対する前記回転駆動部の傾きを調節することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の超電導コイル製造装置。
【請求項７】
前記駆動調節部が前記回転駆動部による回転位相に同期をとって動作するように制御する同期制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の超電導コイル製造装置。
【請求項８】
前記巻き付き箇所において前記超電導線材を位置決めする押さえヘッドと、
前記供給リールと前記押さえヘッドとの間に設けられて押さえヘッドと線材との位置関係および力の相互作用状態を一定に保つように前記超電導線材の位置を制御するガイドと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の超電導コイル製造装置。
【請求項９】
前記超電導線材の長手方向に対して張力を与えるテンション機構をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の超電導コイル製造装置。
【請求項１０】
テープ形状の超電導線材を巻回して同一平面上にない三次元形状の超電導コイルを製造する超電導コイル製造方法において、
コイル巻枠および供給リールを設定した後に、前記コイル巻枠を回転させながら、コイル巻枠に供給リールから供給された前記超電導線材が巻き付く巻き付き箇所と前記供給リールそれぞれの前記供給リールの軸方向に対する位置が等しくなるように、前記供給リールまたは前記コイル巻枠の少なくとも一方の位置を当該供給リールの回転軸方向に調節する、
ことを特徴とする超電導コイル製造方法。
【請求項１１】
テープ形状の超電導線材を巻回して同一平面上にない三次元形状の超電導コイルを製造する超電導コイル製造方法において、
コイル巻枠および供給リールを設定した後に、前記コイル巻枠を回転させながら、コイル巻枠に供給リールから供給された前記超電導線材が巻き付く巻き付き箇所と前記供給リールそれぞれの前記供給リールの軸方向に対する位置が等しくなるように、前記超電導コイルのコイル軸に対する前記コイル巻枠の傾きを調節する、
ことを特徴とする超電導コイル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超電導コイル製造方法および超電導コイル製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第二世代の高温超電導線材と呼ばれるイットリウム系（ＲＥ系）薄膜線材は、厚さが０．１ｍｍ程度と薄いテープ形状である。
【０００３】
コイル化する場合は、線材をフラットワイズ方向（線材の面外方向）に曲げて渦巻き状に巻く「パンケーキ巻」が一般的である。この場合は、リールに巻回された線材から線材先端を引出してコイル巻枠に固定し、コイル巻枠を回転させて線材を巻き取ることで、パンケーキ巻のコイルが製造される。
【０００４】
線材供給リールとコイル巻枠とを同一平面上に置くことで、線材にエッジワイズ方向（線材の幅方向）の歪を生じさせることなくコイルを巻回することができる。
【０００５】
一方、加速器用マグネットでは、円筒状のビームダクト表面に線材を沿わせて巻く「鞍型コイル」が必要となる。このコイルは、線材を平面的に巻くパンケーキコイルと違って、立体的な形状の三次元巻線として製造される。
【０００６】
このようなコイルの場合、パンケーキ巻と同様にコイル巻枠を１軸で回転させると、コイルに巻回する位置が線材の幅方向に変化してしまう。コイル巻線中、線材リールとコイル巻枠との位置が線材の幅方向に変化してしまうと、線材をエッジワイズ方向に変形させようとする応力が生じてしまう。
【０００７】
ＲＥ系薄膜線材はニッケル合金の基板を有しており剛性が高いため、エッジワイズ方向には容易に変形せず、局所的なキンクを生じてしまい、超電導特性の劣化を起こしてしまうリスクがある。
【０００８】
特許文献１、特許文献２に記載されているように、テープ状の超電導線材になるべく歪を加えずに巻線する超電導コイルの巻線方法に関する技術が知られているが、これらの技術は、ダブルパンケーキ巻やレイヤ巻において効果があるものの、鞍型のような三次元巻には対応できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１１８００６号公報
【特許文献２】特開２００９−２３１４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したように、テープ状の超電導線材による三次元巻線のコイルを巻線しようとする際に、線材を平面的に巻くパンケーキコイルの巻線装置を使用したのでは、コイルに巻回す位置が線材幅方向に変化してしまう。
【００１１】
このため、線材をエッジワイズ方向に変形させようとする応力が生じて超電導特性の劣化につながるという課題があった。
【００１２】
そこで、本発明の実施形態は、超電導特性の低下を回避しながらテープ状の超電導線材の三次元形状コイルへの巻線を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態は、テープ形状の超電導線材を巻回して同一平面上にない三次元形状の超電導コイルを製造する超電導コイル製造装置において、前記超電導線材を巻回するコイル巻枠と、前記超電導コイルのコイル軸を中心として前記コイル巻枠を回転させる回転駆動部と、前記コイル巻枠に前記超電導線材を供給する供給リールと、前記コイル巻枠に前記供給リールから供給された前記超電導線材が巻き付く巻き付き箇所と前記供給リールそれぞれの前記供給リールの回転軸方向に対する位置が等しくなるように、前記巻き付き箇所と前記供給リールの相対的位置を調節する調節駆動部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の実施形態は、テープ形状の超電導線材を巻回して同一平面上にない三次元形状の超電導コイルを製造する超電導コイル製造方法において、コイル巻枠および供給リールを設定した後に、前記コイル巻枠を回転させながら、コイル巻枠に供給リールから供給された前記超電導線材が巻き付く巻き付き箇所と前記供給リールそれぞれの前記供給リールの軸方向に対する位置が等しくなるように、前記供給リールまたは前記コイル巻枠の少なくとも一方の位置を当該供給リールの回転軸方向に調節する、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の実施形態は、テープ形状の超電導線材を巻回して同一平面上にない三次元形状の超電導コイルを製造する超電導コイル製造方法において、コイル巻枠および供給リールを設定した後に、前記コイル巻枠を回転させながら、コイル巻枠に供給リールから供給された前記超電導線材が巻き付く巻き付き箇所と前記供給リールそれぞれの前記供給リールの軸方向に対する位置が等しくなるように、前記超電導コイルのコイル軸に対する前記コイル巻枠の傾きを調節する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施形態によれば、超電導特性の低下を回避しながらテープ状の超電導線材の三次元形状コイルへの巻線が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る超電導コイル製造方法により製造する超電導コイルの上面図である。
【図２】第１の実施形態に係る超電導コイル製造方法により製造する超電導コイルの図１の第ＩＩ―ＩＩ線矢視縦断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る超電導コイル製造装置の構成および超電導コイル製造方法における巻回時の第１の状態を示す正面図である。
【図４】第１の実施形態に係る超電導コイルの製造装置の構成および超電導コイルの製造方法における巻回時の第２の状態を示す正面図である。
【図５】第１の実施形態に係る超電導コイルの製造装置の構成および超電導コイルの製造方法におけるテンション機構を説明する正面図である。
【図６】第１の実施形態に係る超電導コイルの製造装置の構成および超電導コイルの製造方法におけるテンション機構の変形例を説明する正面図である。
【図７】第１の実施形態に係る超電導コイルの製造方法における手順を示すフロー図である。
【図８】（ａ）から（ｄ）のそれぞれは第２の実施形態に係る超電導コイル製造装置の構成および超電導コイル製造方法における巻回の各ステップにおける状態を示す斜視図である。
【図９】（ａ）から（ｄ）のそれぞれは第３の実施形態に係る超電導コイル製造装置の構成および超電導コイル製造方法における巻回の各ステップにおける状態を示す斜視図である。
【図１０】第４の実施形態に係る超電導コイル製造装置の構成および超電導コイル製造方法における状態を示す斜視図である。
【図１１】第４の実施形態に係る超電導コイル製造装置のガイド、押さえヘッドおよび供給リールの位置の相対的関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る超電導コイルの製造方法および製造装置について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る超電導コイル製造方法により製造する超電導コイルの上面図である。また、図２は、第１の実施形態に係る超電導コイル製造方法により製造する超電導コイルの図１の第ＩＩ―ＩＩ線矢視縦断面図である。
【００２０】
超電導コイル１は、円筒状のベース１０の上に固定されたコイル巻枠１１に、テープ形状の超電導線材２を巻回して製造される。超電導コイル１には、直線部１２と、エンド部１３とが形成されている。
【００２１】
２つの直線部１２は、コイル巻枠１１の長手方向に沿って互いに平行に延びている。エンド部１３は２つあり、それぞれがコイル巻枠１１の周方向に沿って延びており、直線部１２の一方の端同士、および他方の端同士を結合している。
【００２２】
超電導線材２はテープ形状であるので、その幅の両端に縁部がある。直線部１２のためのコイル巻枠１１は、コイル軸に対してベース１０から遠い側の縁部がコイル軸から離れる方向に傾いている。すなわち、２つの直線部１２におけるコイル巻枠１１はベース１０から離れている側の縁部が互いに離れる方向に傾いている。
【００２３】
一方、２つのエンド部１３のためのコイル巻枠１１は、ベース１０から遠い側の縁部が互いに近づく方向に傾いている。
【００２４】
このように、直線部１２における傾きとエンド部１３におけるコイル巻枠１１の傾きが互いに反対方向に形成されていることによって、コイル巻枠１１に巻回されるテープ状の超電導線材２の２つの縁部の長さがほぼ同等となる。この結果、テープ状の超電導線材２におけるエッジワイズ方向の歪が抑制される。
【００２５】
また、コイル巻枠１１まわりに巻回されるテープ状の超電導線材２は、すでに巻回された超電導線材２の上面、すなわち、コイル軸から見て径方向の外側に向かって、ベース１０に沿って積層される。
【００２６】
図３は、第１の実施形態に係る超電導コイルの製造装置の構成および超電導コイルの製造方法における巻回時の第１の状態を示す正面図である。図４は、第１の実施形態に係る超電導コイル製造装置の構成および超電導コイルの製造方法における巻回時の第２の状態を示す正面図である。
【００２７】
超電導コイル製造装置１００は、コイル巻枠１１（図１、２参照）、回転駆動部１５、供給リール２０、上下駆動部２５および同期制御部７０を有する。図３および図４では、巻回されている超電導コイル１とこれに供給リール２０から供給される超電導線材２との関係を特に示すために、図を簡略化しベース１０およびコイル巻枠１１の図示を省略している。
【００２８】
回転駆動部１５は、超電導コイル１のコイル軸を中心としてコイル巻枠１１を回転駆動する。なお、詳細には、回転駆動部１５は、ベース１０を支持しており、直接には、ベース１０を回転駆動する。ベース１０が回転することにより、ベース１０上のコイル巻枠１１およびコイル巻枠１１に巻回されたコイル状の超電導線材２が回転する。
【００２９】
供給リール２０は、コイル巻枠１１への超電導線材２の供給源であり、供給リール２０には、テープ状の超電導線材２がパンケーキ巻のコイル状に巻回されている。供給リール２０は回転軸が超電導コイル１のコイル軸に平行に設けられている。
【００３０】
上下駆動部２５は、供給リール２０を上下駆動軸２６で支持している。上下駆動部２５は、回転駆動部１５によるベース１０の回転方向の位相に合わせて同期制御されて、供給リール２０の回転軸方向の位置を調節するように供給リール２０を回転軸方向に揺動駆動する。
【００３１】
同期制御は、同期制御部７０が、回転駆動部１５の回転位相に基づいて、供給リール２０がとるべき位置を算出して上下駆動部２５に出力することにより行う。なお、あらかじめ回転駆動部１５の回転位相に対する供給リール２０の位置を算出しておきこの結果に従って上下駆動部２５に出力することでもよい。
【００３２】
具体的には、上下駆動部２５は、コイル巻枠１１に供給リール２０から供給された超電導線材２が巻き付く巻き付き箇所６１の供給リール２０の軸方向に対する位置と、供給リール２０の軸方向に対する位置とが等しくなるように、巻き付き箇所６１と供給リール２０の相対的位置を調節する。
【００３３】
ここで、巻き付き箇所６１とは、これから巻回される直前の直線上に延びた超電導線材２が、コイル巻枠１１にすでに巻回された超電導線材２の外面に接する箇所を言う。
【００３４】
図３は、巻き付き箇所６１が、直線部１２にある場合の超電導コイル１と供給リール２０の位置関係を示している。この状態では、供給リール２０は、図における最も下方に位置している。
【００３５】
図４は、巻き付き箇所６１が、エンド部１３の中央にある場合の超電導コイル１と供給リール２０の位置関係を示している。この状態では、供給リール２０は、図における最も上方に位置している。このため、上下駆動軸２６は、図３の状態に比べて上方に伸びている。
【００３６】
巻回しを行う際に、テンション機構により線材に一定のテンションを与えて、巻回しを均一な締付により行うことが望ましい。テンション機構は、以下に示すように一般的な方式を使用できる。
【００３７】
図５は、第１の実施形態に係る超電導コイルの製造装置の構成および超電導コイルの製造方法におけるテンション機構を説明する正面図である。テンション機構８０は、トルク制御機構８１を有する。また、供給リール２０の上下駆動部２５は、供給リール２０の回転駆動も行う。トルク制御機構８１は供給リール２０の上下駆動軸２６に取り付けられる。パウダークラッチや摩擦板でスリップトルクを伝達する部分などを有するトルク制御機構８１を介して上下駆動部２５によって超電導線材２を送る方向と逆方向に回転させることで超電導線材２にテンションを与えることができる。
【００３８】
図６は、第１の実施形態に係る超電導コイルの製造装置の構成および超電導コイルの製造方法におけるテンション機構の変形例を説明する正面図である。この場合、テンション機構８０は、トルク制御機構８１、動滑車８２、錘８３、定滑車８４ａおよび定滑車８４ｂを有する。動滑車８２、錘８３、定滑車８４ａおよび定滑車８４は供給リール２０と巻き付き箇所６１との間に設けられる。錘８３を吊り下げた動滑車８２は、定滑車８４ａと定滑車８４ｂの間に吊り下げられる。錘８３の高さが一定となるように供給リール２０の回転数が制御される。この結果、超電導線材２にかかるテンションがほぼ一定に維持される。
【００３９】
図７は、第１の実施形態に係る超電導コイルの製造方法における手順を示すフロー図である。
【００４０】
まず、コイル巻枠１１および回転駆動部１５、供給リール２０および上下駆動部２５を設定する（ステップＳ１）。
【００４１】
ステップＳ１の後に、回転駆動部１５により、コイル巻枠１１の回転を開始する（ステップＳ２）。
【００４２】
コイル巻枠１１の回転状態において、超電導線材２が巻き付く巻き付き箇所６１と供給リール２０それぞれの、供給リール２０の軸方向に対する位置が等しくなるようにこれらの相対的位置を調節する（ステップＳ３）。
【００４３】
コイル巻枠１１への必要巻回数が確保されているか否かを判定し、確保されていると判定された場合は巻回を終了する（ステップＳ４）。
【００４４】
図３および図４の超電導コイル１の直線部１２とエンド部１３とは、上下駆動部２５の駆動軸方向の位置が異なる。このため、回転駆動部１５により超電導コイル１を回転させた際には、超電導線材２を超電導コイル１の外形に沿って巻回する巻き付き箇所６１の高さが変化する。
【００４５】
供給リール２０の高さが一定であると、供給リール２０と巻き付き箇所６１とで高さの違いが生じるが、本実施形態においては、上下駆動部２５が回転駆動部１５の回転方向の位相に合わせて同期制御されることによって、高さの違いが生じない状態が維持される。
【００４６】
このように、巻き付き箇所６１と供給リール２０の、供給リール２０の回転軸方向の位置の違いがないように駆動する部分を調節駆動部と呼ぶとすると、本実施形態における調節駆動部は上下駆動部２５である。
【００４７】
以上のように本実施形態により、超電導線材２に加わるエッジワイズ歪を極力低減して巻線することが可能になり、エッジワイズ歪による超電導線材２の超電導特性劣化のリスクを低減することが可能となる。
【００４８】
なお、本実施形態では、供給リール２０が上下駆動部２５によって上下する場合を示したが、これに限定されない。たとえば、供給リール２０の高さは一定で、回転駆動部１５を上下に駆動する方式、すなわち、調節駆動部として、回転駆動部１５の上下駆動部を設ける方式でもよい。
【００４９】
［第２の実施形態］
図８（ａ）から（ｄ）のそれぞれは、第２の実施形態に係る超電導コイル製造装置の構成および超電導コイル製造方法における巻回の各ステップにおける状態を示す斜視図である。
【００５０】
本実施形態は第１の実施形態の変形である。本実施形態における超電導コイル製造装置１００は、第１の実施形態において調節駆動部として設けられている上下駆動部２５が設けられていない。第２の実施形態においては、代わりに、調節駆動部としてベース揺動駆動部３１が設けられている。
【００５１】
ベース揺動駆動部３１は、詳細を図示していないが、回転駆動部１５に支持されており、回転駆動部１５によって回転駆動される。
【００５２】
また、ベース揺動駆動部３１は、詳細を図示していないがベース１０を支持している。
【００５３】
ベース揺動駆動部３１は、回転駆動部１５による回転方向の位相に合わせて同期制御されて、ベース１０を揺動駆動させる。
【００５４】
同期制御は、同期制御部７０が、回転駆動部１５の回転位相に基づいてベース１０の傾き角度を算出してベース揺動駆動部３１に出力することにより行う。なお、あらかじめ回転駆動部１５の回転位相に対するベース１０の傾き角度を算出しておきこの結果に従ってベース揺動駆動部３１に出力することでもよい。
【００５５】
なお、図８の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）では同期制御部７０の図示を省略している。
【００５６】
具体的には、ベース揺動駆動部３１は、巻き付き箇所６１の供給リール２０の軸方向に対する位置と、供給リール２０の軸方向に対する位置とが等しくなるように、ベース１０の回転駆動部１５の軸方向に対する傾きを調節する。
【００５７】
すなわち、供給リール２０の軸方向に垂直であって供給リール２０を含む平面を考えると、巻き付き箇所６１がこの平面内にくるようにベース１０の軸方向に垂直で周方向へのベース１０の傾きを調節する。
【００５８】
なお、ベース１０を１周する間、すべての周回角度において、ベース１０を傾けることによって巻き付き箇所６１がこの平面内にくるようにするためには寸法上の条件を満たす必要がある。
【００５９】
コイル巻枠１１と回転駆動部１５の回転軸との中心との距離の最小値をＬとする。また、コイル巻枠１１の高さすなわち直線部１２とエンド部１３のコイル軸方向の高さの差をＨとする。またベース１０を傾けられる最大角度をθとする。
【００６０】
このとき、Ｌ、Ｈ、θの間には、Ｌ・ｓｉｎθ＞Ｈが成立する必要がある。
【００６１】
この点からも、コイル巻枠１１が供給リール２０の軸方向に垂直方向にある場合のコイル巻枠１１の中心に、回転駆動部１５の回転軸はできるだけ近いことが望ましい。
【００６２】
図８において、回転駆動部１５は、ベース１０を反時計方向に回転させる。なお、回転方向は時計方向でもよい。
【００６３】
図８の（ａ）は巻き付き箇所６１が直線部１２にある場合、（ｂ）は巻き付き箇所６１が直線部１２からエンド部１３に移る部分にある場合、（ｃ）は巻き付き箇所６１がエンド部１３にある場合、（ｄ）は巻き付き箇所６１がエンド部１３から直線部１２に移る部分にある場合を示している。
【００６４】
以上のように本実施形態においては、ベース揺動駆動部３１が回転駆動部１５の回転方向の位相に合わせて同期制御されることによって、巻き付き箇所６１と供給リール２０の、供給リール２０の回転軸方向の位置の違いがない状態が維持される。
【００６５】
以上のように本実施形態により、超電導線材２に加わるエッジワイズ歪を極力低減して巻線することが可能になり、エッジワイズ歪による超電導線材の超電導特性劣化のリスクを低減することが可能となる。
【００６６】
［第３の実施形態］
図９は、第３の実施形態に係る超電導コイル製造装置の構成および超電導コイル製造方法における巻回の各ステップにおける状態を示す斜視図である。
【００６７】
なお、図９の（ａ）は巻き付き箇所６１が直線部１２にある場合、（ｂ）は巻き付き箇所６１が直線部１２からエンド部１３に移る部分にある場合、（ｃ）は巻き付き箇所６１がエンド部１３にある場合、（ｄ）は巻き付き箇所６１がエンド部１３から直線部１２に移る部分にある場合を示している。
【００６８】
本実施形態は、第２の実施形態の変形である。本実施形態においては、第２の実施形態で調節駆動部として設けられているベース揺動駆動部３１が設けられていない。第３の実施形態においては、代わりに、調節駆動部として軸揺動駆動部４３が設けられている。
【００６９】
軸揺動駆動部４３は、支持軸４４を介して回転駆動部４１を支持している。回転駆動部４１は、回転軸４２を介してベース１０を支持し、ベース１０を回転駆動する。
【００７０】
軸揺動駆動部４３は、回転駆動部４１に同期をとって、巻き付き箇所６１の供給リール２０の軸方向に対する位置と、供給リール２０の軸方向に対する位置とが等しくなるように、支持軸４４の傾きを変化させることにより、ベース１０の傾きを変化させる。
【００７１】
同期制御は、同期制御部７０が、回転駆動部４１の回転位相に基づいて支持軸４４の傾き角度を算出して軸揺動駆動部４３に出力することにより行う。なお、あらかじめ回転駆動部４１の回転位相に対する支持軸４４の傾き角度を算出しておきこの結果に従って軸揺動駆動部４３に出力することでもよい。
【００７２】
なお、図９の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）では同期制御部７０の図示を省略している。
【００７３】
以上のように本実施形態においては、軸揺動駆動部４３が回転駆動部４１の回転方向の位相に合わせて同期制御されることによって、巻き付き箇所６１と供給リール２０の、供給リール２０の回転軸方向の位置の違いがない状態が維持される。
【００７４】
以上のように本実施形態により、超電導線材２に加わるエッジワイズ歪を極力低減して巻線することが可能になり、エッジワイズ歪による超電導線材２の超電導特性劣化のリスクを低減することが可能となる。
【００７５】
［第４の実施形態］
図１０は、第４の実施形態に係る超電導コイル製造装置の構成および超電導コイル製造方法における状態を示す斜視図である。また、図１１は、第４の実施形態に係る超電導コイル製造装置のガイド、押さえヘッドおよび供給リールの位置の相対的関係を示す平面図である。
【００７６】
本実施形態は、第２の実施形態の変形である。本実施形態における超電導コイル製造装置１００は、ガイド５１および押さえヘッド５２をさらに備えている。
【００７７】
押さえヘッド５２は、円筒形状であって、巻き付き箇所６１において超電導コイル１を側面から抑える。
【００７８】
ガイド５１は、円筒形状であって、この側面に沿って超電導線材２がスライドできるように側面に凹部が形成されている。また、ガイド５１は、超電導線材２がスライドするのを阻害しないように円筒軸まわりに回転自在に形成されている。
【００７９】
超電導線材２は、供給リール２０から供給されて、ガイド５１の側面をスライドして、超電導コイル１と押さえヘッド５２との間に引き込まれる。
【００８０】
ガイド５１は、図１１に示すように、超電導線材２が供給リール２０から巻き付き箇所６１まで直線的に到達するのではなく、押さえヘッド５２で一旦方向を変えた後に巻き付き箇所６１に到達するような位置に設けられる。このため、ガイド５１は、ベース１０とは独立した状態で外部から支持されている。
【００８１】
ガイド５１は、押さえヘッド５２が、巻き付き箇所６１において超電導線材２を位置決めするように支持部５３を介して押さえヘッド５２の位置を調節駆動する。
【００８２】
なお、ガイド５１は、上記のような構造には限定されない。たとえば、回転自在であってスリットが形成されたようなもので、スリットを超電導線材２がスライドする構成でもよい。
【００８３】
超電導コイル１を巻線する際に、ガイド５１がなく押さえヘッド５２のみを設けても、巻き付き箇所６１と、供給リール２０、押さえヘッド５２の相互の位置関係は、回転する超電導コイル１の位相毎に変化する。
【００８４】
このため、ガイド５１がなく押さえヘッド５２のみの場合は、巻き付き箇所６１における超電導線材２と押さえヘッド５２との力の相互作用は変化してしまい、押さえヘッド５２だけでは、超電導線材２を、設計したコイル形状に位置決めすることができず巻き乱れを生じてしまう。
【００８５】
本実施形態によれば、ガイド５１が供給リール２０と押さえヘッド５２との間に介在して、超電導線材２と押さえヘッド５２との位置関係を一定に保つように作用する。
【００８６】
このように、本実施形態によれば、さらに、線材の巻き乱れを抑制して、より高精度に超電導コイルを巻線することが可能になる。
【００８７】
［その他の実施形態］
以上、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。たとえば、実施形態では、供給リール２０から超電導線材２のみが供給される場合を説明したが、これに限定されない。
【００８８】
たとえば、超電導線材２はそのままコイル巻枠１１に巻回されてもよいし、ターン間の電気絶縁をとるための絶縁テープを共巻きしてもよい。また、加速器用の偏向マグネットに使用されるカーブドコイルのように、超電導コイル１の輪郭に内側に凹んだ部分を有するようなコイル形状を保つために、巻き付き箇所６１においてターン間を接着剤で固着してもよいし、両面粘着テープを共巻きしてターン間を固定してもよい。
【００８９】
なお、実施形態では、上下の方向を用いて説明しているが、これは説明の便宜上であって、本発明はこれに限定されるものではなく、転倒していても、また傾きがあってもよい。
【００９０】
また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。たとえば、第１の実施形態における調整駆動部である上下駆動部２５による調整と、第２の実施形態における調整駆動部であるベース揺動駆動部３１による調整とを組み合わせてもよい。
【００９１】
あるいは、第１の実施形態における調整駆動部である上下駆動部２５による調整と、第３の実施形態における調整駆動部である軸揺動駆動部４３による調整とを組み合わせてもよい。
【００９２】
また、第４の実施形態における供給リール２０と押さえヘッド５２を有する構成は、第２の実施形態または第３の実施形態と組み合わせてもよい。
【００９３】
さらに、これらの実施形態は、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。
【００９４】
これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００９５】
１…超電導コイル、２…超電導線材、１０…ベース、１１…コイル巻枠、１２…直線部、１３…エンド部、１５…回転駆動部、２０…供給リール、２５…上下駆動部（調節駆動部）、２６…上下駆動軸、３１…ベース揺動駆動部（調節駆動部）、４１…回転駆動部、４２…回転軸、４３…軸揺動駆動部（調節駆動部）４４…支持軸、５１…ガイド、５２…押さえヘッド、５３…支持部、６１…巻き付き箇所、７０…同期制御部、８０…テンション機構、８１…トルク制御機構、８２…動滑車、８３…錘、８４ａ、８４ｂ…定滑車、１００…超電導コイル製造装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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