(57)【要約】      （修正有）【課題】超電導前駆体から超電導コイルを製造するに際し、熱処理前後での変形及び伸縮に対し、これら変形及び伸縮を補正し、耐ひずみ性の劣化を抑制した状態で、目的とする形状の超電導コイルを得るための熱処理装置及びその方法を提供する。【解決手段】超電動コイルの熱処理装置は、ベース部材１１と、ベース部材上で、超電導前駆体の巻回形状に沿うようにして配列された複数のレール部材１２と、複数のレール部材それぞれの上において移動可能に配設され、超電導前駆体を把持する複数の把持部１３と、複数の把持部それぞれの、複数のレール部材上での位置を検出するための複数の位置検出部１４とを具える。また、一端側を複数の把持部それぞれに係合し、複数のレール部材それぞれに沿って延在する複数の軸部を有する複数の駆動機構１６と、ベース部材、複数のレール部材、複数の把持部及び複数の軸部の一部を収納し、熱処理を行う加熱炉１７とを具える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
前記ベース部材上で、熱処理により超電導体を形成する超電導前駆体の巻回形状に沿うようにして配列された複数のレール部材と、
前記複数のレール部材それぞれの上において移動可能に配設され、前記超電導前駆体を把持する複数の把持部と、
前記複数の把持部それぞれの、前記複数のレール部材上での位置を検出するための複数の位置検出部と、
一端側を前記複数の把持部それぞれに係合し、前記複数のレール部材それぞれに沿って延在する複数の軸部を有する複数の駆動機構と、
少なくとも前記ベース部材、前記複数のレール部材、前記複数の把持部及び前記複数の軸部の一部を収納し、前記超電導前駆体に対して熱処理を行う加熱炉と、
を具えることを特徴とする、超電動コイルの熱処理装置。
【請求項２】
各駆動機構において、各軸部の他端側は前記加熱炉の壁面に形成された貫通孔を介して前記加熱炉の外部に延在し、各軸部と前記貫通孔が形成された前記加熱炉の壁面とは互いに歯合していることを特徴とする、請求項１に記載の超電導コイルの熱処理装置。
【請求項３】
各駆動機構において、各軸部の他端側には、各軸部をその長さ方向の中心軸周りに回転させる回転機構が配設されていることを特徴とする、請求項２に記載の超電導コイルの熱処理装置。
【請求項４】
前記回転機構は握持部を含むことを特徴とする、請求項３に記載の超電導コイルの熱処理装置。
【請求項５】
前記回転機構はカップリング部とモーター部とを含むことを特徴とする、請求項３に記載の超電導コイルの熱処理装置。
【請求項６】
各駆動機構において、各軸部の他端側は前記加熱炉の壁面に形成された貫通孔を介して前記加熱炉の外部に延在し、各軸部と前記貫通孔が形成された前記加熱炉の壁面とは互いに滑合していることを特徴とする、請求項１に記載の超電導コイルの熱処理装置。
【請求項７】
各駆動機構は、シリンダー部とこのシリンダー部内の圧力を制御する圧力制御部とを含むことを特徴とする、請求項６に記載の超電導コイルの熱処理装置。
【請求項８】
前記位置検出部は接触式の位置検出センサを含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載の超電導コイルの熱処理装置。
【請求項９】
前記位置検出部は光学式の位置検出センサを含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載の超電導コイルの熱処理装置。
【請求項１０】
ベース部材上で、超電導前駆体の巻回形状に沿うようにして複数のレール部材を配設するステップと、
前記複数のレール部材それぞれの上において、前記超電導前駆体を把持する複数の把持部を移動可能に配設するステップと、
前記複数の把持部に前記超電導前駆体を配設して把持し、前記超電導前駆体を熱処理することにより超電導コイルを製造するステップとを具え、
前記熱処理の際に、一端側を前記複数の把持部それぞれに係合し、前記複数のレール部材それぞれに沿って延在する複数の軸部を有する複数の駆動機構により、前記複数の把持部をそれぞれ前記複数のレールに沿って駆動させ、前記超電導コイルの形状を制御することを特徴とする、超電動コイルの熱処理方法。
【請求項１１】
前記熱処理の際に、前記超電導前駆体の各部位の伸縮に伴う前記複数の把持部の位置変化を、位置検出部によって検出することを特徴とする、請求項１０に記載の超電導コイルの熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超電導コイルの熱処理装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｎｂ３ＳｎやＮｂ３Ａｌのような超電導体は、ＮｂとＳｎあるいはＡｌ並びに安定化材としてのＣｕを含む超電導前駆体を、ある特定の昇温速度で昇温し、特定の温度に一定時間保持する熱処理によって製造される。例えばＮｂ３Ｓｎは、上記超電導前駆体を２５℃／時間の昇温速度で６５０℃にまで昇温した後、２００時間保持するという熱処理条件で製造する。しかしながら、このようにして製造した超電導体は変形に対して非常に弱く、０．１％程度のひずみを生じると超電導性が劣化してしまう。
【０００３】
また、上記のような超電導体前駆体を使用して製作される超電導コイルは、求められる形状及び超電導特性を得るための熱処理の前に超電導前駆体を巻線し、その後に熱処理を行う必要がある。熱処理の際には、超電導前駆体の巻線形状が崩れないよう、巻き枠などに巻きつけて拘束したまま熱処理を行う方法が一般的である。
【０００４】
しかしながら、このような方法で熱処理を行っても、熱処理前後によって導体が伸縮するため、巻線時の形状と熱処理後の形状とが異なってしまう。したがって、所望の形状を得られなかったコイルは破棄されるか、そのまま使用しても求められる性能を達成できないため経済的ではないという問題がある。
【０００５】
また、最終的に得た超電導コイルは０．１％程度の範囲で伸縮することが知られており、上述のような超電導性の劣化を避けることが出来ないという問題があった。さらに熱処理を経て得た超電導コイルは耐ひずみ性が劣化するため、修正による外力を加える超電導コイル中に比較的大きなひずみを生じてしまい、このような観点からも超電導性を劣化させてしまうという問題があった。
【０００６】
上述のような問題に鑑みて、特許文献１には、熱処理時の加熱を比較的緩やかに行なうと共に、所定温度域でコイルを保持し、さらに加熱後のコイルを徐冷する際の条件を厳密に制御してやれば、コイルに均一な熱処理を施すことができ、コイルの外表面と内表面における熱処理ムラを低減できることが開示されている。具体的には、昇温速度は６５℃／ｈを超えない様に制御し、４００℃〜５００℃の加熱区間を少なくとも５時間とし、加熱後のコイルを徐冷する際には、超電導結晶生成完了温度から３００℃までの区間の平均降温速度（℃／ｈ）を３．８／Ｄ以下［但し、Ｄは前記コイルの巻線部の厚み（ｍ）である］ようにすることが開示されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、主としてバインダーを含む繊維材料で被覆された線材から超電導コイルを製造するに際して、バインダーから発生するガスが線材の表面に付着してその超電導特性が劣化することを抑制するためのものであって、上述のような熱処理後の超電導コイルの変形や伸縮の抑制には十分に寄与しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−７２３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、熱処理により超電導体を形成する超電導前駆体から超電導コイルを製造するに際し、熱処理前後での変形及び伸縮に対し、これら変形及び伸縮を補正し、耐ひずみ性の劣化を抑制した状態で、目的とする形状の超電導コイルを得るための熱処理装置及びその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】
【００１０】
実施形態の超電動コイルの熱処理装置は、ベース部材と、前記ベース部材上で、超電導前駆体の巻回形状に沿うようにして配列された複数のレール部材と、前記複数のレール部材それぞれの上において移動可能に配設され、前記超電導前駆体を把持する複数の把持部と、前記複数の把持部それぞれの、前記複数のレール部材上での位置を検出するための複数の位置検出部とを具える。また、一端側を前記複数の把持部それぞれに係合し、前記複数のレール部材それぞれに沿って延在する複数の軸部を有する複数の駆動機構と、少なくとも前記ベース部材、前記複数のレール部材、前記複数の把持部及び前記複数の軸部の一部を収納し、前記超電導前駆体に対して熱処理を行う加熱炉とを具える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態における超電導コイルの熱処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に超電導コイルの熱処理装置をＩ−Ｉ線に沿って切った場合の断面を一部拡大して示す図である。
【図３】図１及び図２に示す超電導コイルの熱処理装置の把持部と駆動機構の軸部との係合箇所を拡大して示す図である。
【図４】第１の実施形態の超電導コイルの熱処理方法において使用する熱処理温度プロファイルの一例を示すグラフである。
【図５】第２の実施形態における超電導コイルの熱処理装置の概略構成を示す図である。
【図６】第３の実施形態における超電導コイルの熱処理装置の概略構成を示す図である。
【図７】第４の実施形態における超電導コイルの熱処理装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の超電導コイルの熱処理装置の概略構成を示す図であり、図２は、図１に超電導コイルの熱処理装置をＩ−Ｉ線に沿って切った場合の断面を一部拡大して示す図である。また、図３は、図１及び図２に示す超電導コイルの熱処理装置の把持部と駆動機構の軸部との係合箇所を拡大して示す図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本実施形態の超電導コイルの熱処理装置１０は、ベース部材１１と、ベース部材１１上で、超電導前駆体Ｓの巻回形状に沿うようにして配列された複数のレール部材１２と、これら複数のレール部材１２それぞれの上において移動可能に配設され、超電導前駆体Ｓを把持する複数の把持部１３とを有している。超電導前駆体Ｓは、熱処理により超電導体を形成する材料、例えばＮｂとＳｎあるいはＡｌ並びに安定化材としてのＣｕを含む線材である。
【００１４】
なお、各把持部１３は、超電導前駆体Ｓを収納し、横方向、具体的には把持部１３のレール部材１２に沿った方向に挟持し保持するためのケース体１３１と、このケース体１３１の上部に配設され、超電導前駆体Ｓが上下に挟持し保持するための蓋体１３２とからなる。
【００１５】
複数のレール部材１２及び複数の把持部１３の配置数及びこれに伴うピッチＰは、超電導前駆体Ｓを熱処理して目的とする超電導コイルを得る際の求められる寸法精度に依存し、より正確な寸法精度が求められる箇所には、レール部材１２及び把持部１３を多く配置し、そのピッチＰを小さくする。一方、目的とする超電導コイルの形状精度がそれほど要求されない箇所には、ピッチＰが大きくなるように、レール部材１２及び把持部１３の配置個数を減少させる。
【００１６】
具体的に、超電導前駆体Ｓの長さをＬとした場合、より正確な寸法精度が求められる箇所には、ピッチＰが、Ｌ／２０〜Ｌ／１０となるようにレール部材１２及び把持部１３を配設する。一方、熱膨張あるいは熱収縮が小さく、目的とする超電導コイルの形状精度がそれほど要求されない箇所には、ピッチＰが、Ｌ／５〜Ｌ／２．５となるようにレール部材１２及び把持部１３を配設する。
【００１７】
また、上記超電導コイルの熱処理装置１０は、各把持部１３の各レール１２上での位置を検出するための位置検出部としての接触式の位置検出センサ１４を有している。なお、位置検出センサ１４は、ケース体１４１及びプローブピン１４２とからなり、プローブピン１４２のケース体１４１内への挿入度合（挿入長さ）から上記把持部１３の位置を検出できるようになっている。位置検出センサ１４は、例えばベース部材１１上に固定して配設することができ、検出した把持部１３の位置信号は以下に説明する加熱炉の外部に配設した検出器１５に対して送信できるように構成されている。
【００１８】
さらに、上記超電導コイルの熱処理装置１０は複数の駆動機構１６を有しており、各駆動機構１６は軸部１６１及び回転機構としての握持部、すなわちハンドル１６２を有している。ハンドル１６２は、軸部１６１をその長さ方向の中心軸周りに回転させることができるように構成されている。
【００１９】
軸部１６１の一端１６１Ａ側は各把持部１３に係合し、他端１６１Ｂ側はハンドル１６２に連結されている。なお、把持部１３と軸部１６１との係合は、例えば図３に示すように、把持部１３の内部に形成された断面Ｔ字型の溝部１３Ａ中に、軸部１６１の断面Ｔ字型の一端１６１Ａを配設することによって行われる。また、軸部１６１の表面には溝が形成されておねじの構成を呈している。
【００２０】
なお、超電導コイルの熱処理装置１０は、上述したベース部材１１、複数のレール部材１２、封数の把持部１３、及び複数の位置検出センサ１４を収容する加熱炉１７を有している。加熱炉１７は、電気炉等の汎用のものから構成することができる。
【００２１】
また、加熱炉１７の壁面には貫通孔１７Ｈが形成され、当該貫通孔１７Ｈに露出する壁面１７Ａにも溝が形成されてめねじの構成を呈している。したがって、表面１６１Ｃがおねじの構成に形成されている駆動機構１６の軸部１６１は、加熱炉１７の壁面に形成された貫通孔１７Ｈと歯合し、当該貫通孔１７Ｈを介して一部が加熱炉１７の内部に位置し、残部がハンドル１６２に連結されるようにして加熱炉１７の外部に位置する。
【００２２】
本実施形態において、超電導コイルの熱処理装置１０を構成するベース部材１１等は、加熱炉１７内に配設した置台１８上に設置しているが、当該置台１８を省略してベース部材１０等は加熱炉１７の底部に直接設置することもできる。
【００２３】
また、少なくとも加熱炉１７の貫通孔１７Ｈに露出した壁面１７Ａの近傍の領域は、インバー合金やコバール合金などの低熱膨張合金から構成することが好ましい。これによって、以下に説明するような超電導コイルの熱処理において、貫通孔１７Ｈの変形を抑制することができ、駆動機構１６の軸部１６１及び貫通孔１７Ｈ間のかじり（焼き付き）を抑制することができる。また、壁面１７Ａ及び／又は軸部１６１の表面１６１Ｃに潤滑性に富む銀メッキ等を施すことによって同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
なお、軸部１６１自体を上述のような低熱膨張合金から構成してもよいが、これらの合金は高価であって、軸部１６１の全体を上記低熱膨張合金から構成すると、軸部１６１のコスト、すなわち超電導コイルの熱処理装置１０のコストの増大を招いてしまう。
【００２５】
さらに、上述した熱処理によって駆動装置１６の軸部１６１が加熱されて高温になると、これに連結されているハンドル１６２も高温になって、以下に説明する超電導コイルの熱処理が困難になる場合があるので、軸部１６１及びハンドル１６２間に、アルミナ、ジルコニアなどの酸化物系セラミック部材、炭化ケイ素などの炭化物系セラミック部材あるいは窒化アルミニウムや窒化ケイ素などの窒化物系セラミック部材等をねじ止めなどの手法によって配設することもできる。
【００２６】
軸部１６１やハンドル１６２は、ステンレス材等の耐熱性、耐食性に優れ、高い強度を有する任意の材料から構成する。また、ベース部材１１、レール部材１２及び把持部１３も同様の材料から構成する。
【００２７】
次に、図１〜３に示す超電導コイルの熱処理装置１０を用いた熱処理方法について説明する。なお、本実施形態で得る超電導コイルは、例えばＮｂ３ＳｎやＮｂ３Ａｌ等からなる超電導コイルとすることができ、この際に使用する超電導前駆体Ｓは、Ｎｂ線の周囲に複数のＳｎ線を配設した線材やＮｂ線の周囲に複数のＡｌ線を配設した線材等とすることができる。また、上記超電導コイルは、Ｎｂ３ＳｎやＮｂ３Ａｌの単線の他に、これら単線の撚り線とすることもでき、これら単線と銅線とを撚った撚り線とすることもできる。
【００２８】
図４は、本実施形態の超電導コイルの熱処理方法において使用する熱処理温度プロファイルの一例を示すグラフである。
【００２９】
本実施形態の熱処理方法においては、上述のように、ベース部材１１上に超電導前駆体Ｓの巻回形状に沿うようにして複数のレール部材１２を配設した後、各レール部材１２上に、このレール部材１２に沿って移動可能に把持部１３を配設する。その後、各把持部１３に対して超電導前駆体Ｓを設置し、把持させる。具体的には、把持部１３を構成するケース体１３１内に超電導前駆体Ｓを配設し、把持部１３のレール部材１２に沿った方向に挟持し保持するとともに、このケース部材１３１の上部に蓋体１３２を配設し、超電導前駆体Ｓを上下方向に挟持し保持する。
【００３０】
その後、ベース部材１１、レール部材１２及び把持部１３を含む加熱炉１７によって超電導前駆体Ｓに熱処理を施す。この熱処理は、最初、２５℃／時間の昇温速度で６５０℃にまで昇温した後、当該温度で６００時間保持する。その後、５０℃／時間の降温速度で室温にまで冷却する。
【００３１】
このとき、例えば図４に示す熱処理温度プロファイルの降温過程の直前、例えば約１時間前までは、上記超電導前駆体Ｓを構成するＮｂ線及びＳｎ線等の反応を促進し、Ｎｂ３Ｓｎの結晶が十分に生成されるように、上述した熱処理装置１０を用いた超電導コイルの形状制御は行わない。
【００３２】
しかしながら、上述したように、図４に示す熱処理温度プロファイルにおいて、降温過程の直前（約１時間前）を過ぎると、超電導前駆体Ｓを構成するＮｂ線及びＳｎ線等は完全にＮｂ３Ｓｎ結晶となって超電導特性を呈するようになるので、その後は、目的とする形状の超電導コイルを得るために、上述した熱処理装置１０を用いて超電導コイルの形状制御を行う。
【００３３】
具体的には、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓを降温過程で冷却する際に、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが膨張あるいは収縮することによって、レール部１２上を移動した把持部１３の位置を接触式の位置検出センサ１４で検出する。
【００３４】
超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが膨張した箇所に配設された把持部１３は、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが外方に膨らむので、レール部１２上を外方に移動し、その結果、把持部１３に接触した位置検出センサ１４のプローブピン１４１のケース体１４２内の挿入度合（挿入長さ）は減少し、この挿入度合（挿入長さ）の減少に伴う位置信号（電気信号）が検出器１５に対して送信される。
【００３５】
操作者は、検出器１５に映し出されたデータを下に、駆動機構１６のハンドル１６２を回し、軸部１６１をその中心軸に対して左回りに回転させる。すると、把持部１３はレール部１２上を内方に移動するようになるので、上記熱膨張によって外方に膨らんだ超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの上記把持部１３で把持された箇所は内方に移動し、上記熱膨張による外方への膨張をある程度の割合で相殺できるようになる。
【００３６】
一方、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが収縮した箇所に配設された把持部１３は、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが内方に収縮するので、レール部１２上を内方に移動し、その結果、把持部１３に接触した位置検出センサ１４のプローブピン１４１のケース体１４２内の挿入度合（挿入長さ）は増大し、この挿入度合（挿入長さ）の増大に伴う位置信号（電気信号）が検出器１５に対して送信される。
【００３７】
操作者は、検出器１５に映し出されたデータを下に、駆動機構１６のハンドル１６２を回し、軸部１６１をその中心軸に対して右回りに回転させる。すると、把持部１３はレール部１２上を外方に移動するようになるので、上記熱膨張によって内方に収縮した超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの上記把持部１３で把持された箇所は外方に移動し、上記熱膨張による内方への収縮をある程度の割合で相殺できるようになる。
【００３８】
上述のような操作を、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが膨張した複数の箇所及び超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが収縮した複数の箇所に対して適宜行うことにより、最終的に得る超電導コイルＳの形状を目的とする形状とすることができる。
【００３９】
本実施形態では、熱処理の際に、図１〜図３に示すような熱処理装置１０を用い、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの変形及び伸縮を補正するようにしているので、耐ひずみ性の劣化を抑制した状態で、目的とする形状の超電導コイルを得ることができる。したがって、超電導コイルＳの超電導特性の劣化や形状不備による廃棄等を抑制することができ、超電導コイルの製造歩留りを向上させることができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図５は、本実施形態の超電導コイルの熱処理装置の概略構成を示す図であり、第１の実施形態における図２の場合と同様に、超電導コイルの熱処理装置の断面を一部拡大して示す図である。なお、図１〜図３に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同一の符号を用いている。
【００４１】
図５に示すように、本実施形態の超電導コイルの熱処理装置２０は、第１の実施形態における駆動機構１６の代わりに駆動機構２６が配設されている点で相違する。したがって、以下では当該相違点に着目して本実施形態を説明する。
【００４２】
本実施形態の超電導コイルの熱処理装置２０の駆動装置２６は、図１等に示す軸部１６１と同じ軸部２６１と、軸部２６１の他端２６１Ｂ側においてハンドル１６２の代わりにカップリング２６２を介して軸部２６１と連結されたモータ２６３とを有している。また、検出器１５の後段には制御器２７が配設され、この制御器２７は、本実施形態の超電導コイルの熱処理装置２０の総てのモータ２６３と電気的に接続されている。
【００４３】
したがって、図５に示す超電導コイルの熱処理装置２０を用いた熱処理は、上述のように、ベース部材１１上に超電導前駆体Ｓの巻回形状に沿うようにして複数のレール部材１２を配設し、さらに各レール部材１２上に、このレール部材１２に沿って移動可能に把持部１３を配設した後、各把持部１３に対して超電導前駆体Ｓを設置し、把持させる。
【００４４】
次いで、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓを降温過程で冷却する際に、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが膨張あるいは収縮することによって、レール部１２上を移動した把持部１３の位置を接触式の位置検出センサ１４で検出する。
【００４５】
超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが膨張した場合は、当該箇所に配設された把持部１３の、レール部１２上の外方への移動を位置検出センサ１４で検出して、当該検出信号（電気信号）を検出器１５に対して送信する。
【００４６】
このとき、検出器１５からは所定の位置信号が制御器２７に送信され、制御器２７からは所定の制御信号がモータ２６３に送信されてモータ２６３を駆動し、軸部２６１をその中心軸に対して左回りに回転させる。すると、把持部１３はレール部１２上を内方に移動するようになるので、上記熱膨張によって外方に膨らんだ超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの上記把持部１３で把持された箇所は内方に移動し、上記熱膨張による外方への膨張をある程度の割合で相殺できるようになる。
【００４７】
一方、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが収縮した場合は、同じく当該箇所に配設された把持部１３の、レール部１２上の外方への移動を位置検出センサ１４で検出して、当該検出信号（電気信号）を検出器１５に対して送信する。
【００４８】
このとき、検出器１５からは所定の位置信号が制御器２７に送信され、制御器２７からは所定の制御信号がモータ２６３に送信されてモータ２６３を駆動し、軸部２６１をその中心軸に対して右回りに回転させる。すると、把持部１３はレール部１２上を外方に移動するようになるので、上記熱膨張によって内方に収縮した超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの上記把持部１３で把持された箇所は外方に移動し、上記熱膨張による内方への膨張をある程度の割合で相殺できるようになる。
【００４９】
したがって、本実施形態においても、熱処理の際に、図５に示すような熱処理装置２０を用い、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの変形及び伸縮を補正するようにしているので、耐ひずみ性の劣化を抑制した状態で、目的とする形状の超電導コイルを得ることができる。したがって、超電導コイルＳの超電導特性の劣化や形状不備による廃棄等を抑制することができ、超電導コイルの製造歩留りを向上させることができる。
【００５０】
また、検出器１５の後段に制御器２７を配設し、当該制御器２７によって超電導コイルの熱処理装置２０の総ての駆動装置２６におけるモータ２６３を駆動させているので、モータ２６３、すなわち駆動装置２６の制御を一括で簡易に行うことができるようになる。さらに、制御器２７にアンテナ等を配設することにより、制御器２７の遠隔操作が可能となり、駆動装置２６の制御をより簡易に行うことができる。
【００５１】
なお、超電導コイルの熱処理装置２０及びその熱処理方法のその他の特徴については第１の実施形態の場合と同様であるので、説明を省略する。
【００５２】
（第３の実施形態）
図６は、本実施形態の超電導コイルの熱処理装置の概略構成を示す図であり、第１の実施形態における図２の場合と同様に、超電導コイルの熱処理装置の断面を一部拡大して示す図である。なお、図１〜図３に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同一の符号を用いている。
【００５３】
図６に示すように、本実施形態の超電導コイルの熱処理装置３０は、第１の実施形態における接触式の位置検出センサ１４の代わりに光学式の位置検出センサ３４を用いている点で相違する。したがって、以下では当該相違点に着目して本実施形態を説明する。
【００５４】
本実施形態の超電導コイルの熱処理装置３０の位置検出センサ３４は、加熱炉１７の壁面に光学窓３４Ａを配設することにより、位置検出センサ３４を加熱炉１７の外側に配設することができる。したがって、位置検出センサ３４に対して特別な耐熱措置を施す必要がないので、位置検出センサ３４のコスト、しいては超電導コイルの熱処理装置３０のコストを低減することができる。
【００５５】
なお、光学式の位置検出センサ３４を現在市販のものから適宜選択して用いることができる。また、把持部１３の位置検出は、例えば光学窓３４Ａを介して所定の波長の光を把持部１３に対して照射し、その反射光を受光することによって行うことができるが、その原理については市販されている光学式センサの測定原理に依存する。
【００５６】
また、超電導コイルの熱処理装置３０及びその熱処理方法のその他の特徴については第１の実施形態の場合と同様であるので、説明を省略する。
【００５７】
（第４の実施形態）
図７は、本実施形態の超電導コイルの熱処理装置の概略構成を示す図であり、第１の実施形態における図２の場合と同様に、超電導コイルの熱処理装置の断面を一部拡大して示す図である。なお、図１〜図３に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同一の符号を用いている。
【００５８】
図７に示すように、本実施形態の超電導コイルの熱処理装置４０は、第１の実施形態における駆動機構１６の代わりに駆動機構４６が配設されている点で相違する。したがって、以下では当該相違点に着目して本実施形態を説明する。
【００５９】
本実施形態の超電導コイルの熱処理装置４０の駆動装置４６は、図１等に示す軸部１６１と異なり、表面４６１Ｃが平滑に形成された軸部４６１の他端４６１Ｂ側においてハンドル１６２の代わりにシリンダ４６２が配設され、その後方にシリンダ４６２内の液体又は気体などの圧力を制御するための圧力制御機４６３が配設されている。また、軸部４６１の表面４６１Ｃが平滑に形成されていることに併せて、加熱炉１７に形成された貫通孔１７Ｈに露出した壁面１７Ａも平滑に形成されている。
【００６０】
なお、軸部４６１の一端４６１Ａは、図３に示すように、把持部１３に対して係合するように構成されている。
【００６１】
したがって、駆動装置４６によって熱処理中の超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの形状制御を行うには、駆動装置４６における圧力制御機４６３によってシリンダ４６２を駆動し、これによって軸部４６１を加熱炉１７の貫通孔１７Ｈに対して平滑させることにより、把持部１３の位置制御を行う。
【００６２】
具体的には、上述のように、ベース部材１１上に超電導前駆体Ｓの巻回形状に沿うようにして複数のレール部材１２を配設し、さらに各レール部材１２上に、このレール部材１２に沿って移動可能に把持部１３を配設した後、各把持部１３に対して超電導前駆体Ｓを設置し、把持させる。
【００６３】
次いで、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓを降温過程で冷却する際に、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが膨張あるいは収縮することによって、レール部１２上を移動した把持部１３の位置を接触式の位置検出センサ１４で検出する。
【００６４】
超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが膨張した場合は、当該箇所に配設された把持部１３の、レール部１２上の外方への移動を位置検出センサ１４で検出して、当該検出信号（電気信号）を検出器１５に対して送信する。
【００６５】
操作者は、検出器１５に映し出されたデータを下に圧力制御機４６３を制御し、シリンダ４６２内の圧力を増大させて軸部４６１を押圧し、把持部１３を、レール部１２上を内方に移動させる。この結果、上記熱膨張によって外方に膨らんだ超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの上記把持部１３で把持された箇所は内方に移動し、上記熱膨張による外方への膨張をある程度の割合で相殺できるようになる。
【００６６】
一方、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが収縮した場合は、同じく当該箇所に配設された把持部１３の、レール部１２上の外方への移動を位置検出センサ１４で検出して、当該検出信号（電気信号）を検出器１５に対して送信する。
【００６７】
操作者は、検出器１５に映し出されたデータを下に圧力制御機４６３を制御し、シリンダ４６２内の圧力を減少させて軸部４６１を外方に移動させ、把持部１３を、レール部１２上を外方に移動させる。この結果、上記熱膨張によって外方に膨らんだ超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの上記把持部１３で把持された箇所は外方に移動し、上記熱膨張による内方への収縮をある程度の割合で相殺できるようになる。
【００６８】
したがって、本実施形態においても、熱処理の際に、図７に示すような熱処理装置４０を用い、超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの変形及び伸縮を補正するようにしているので、耐ひずみ性の劣化を抑制した状態で、目的とする形状の超電導コイルを得ることができる。したがって、超電導コイルＳの超電導特性の劣化や形状不備による廃棄等を抑制することができ、超電導コイルの製造歩留りを向上させることができる。
【００６９】
また、軸部４６１、すなわち把持部１３に与える外力を圧力によって管理するため、例えば熱処理中の超電導前駆体（超電導コイル）Ｓが予期せぬ変形をし、そのために把持部１３が移動したような場合には、このような移動がシリンダ４６２内の圧力変化に検知することができる。したがって、上記超電導前駆体（超電導コイル）Ｓの異常を直ちに検知することができる。
【００７０】
なお、超電導コイルの熱処理装置４０及びその熱処理方法のその他の特徴については第１の実施形態の場合と同様であるので、説明を省略する。
【００７１】
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掲示したものであり、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。
【符号の説明】
【００７２】
１０，２０，３０，４０  超電動コイルの熱処理装置
１１  ベース部材
１２  レール部材
１３  把持部
１４  接触式の位置検出センサ
１５  検出器
１６，２６，４６  駆動装置
１６１  軸部
１６２  ハンドル
１７  加熱炉
２６  駆動装置
２６１  軸部
２６２  カップリング
２６３  モータ
２７  制御器
３４  光学式の位置検出センサ
４６１  軸部
４６２  シリンダ
４６３  圧力制御器
【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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