超导线圈制造方法及超导线圈制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及一种超导线圈制造方法及超导线圈制造装置。
【背景技术】
[0002]被称为第二代高温超导线材的钇系(RE系)薄膜线材是厚度为0.1mm左右的薄的带形状。
[0003]在线圈化的情况下，通常使线材在平坦方向(线材的面外方向)上弯曲并卷绕成漩涡状“扁平绕组”。在这种情况下，从卷绕在卷轴上的线材抽出线材前端并固定在线圈架上，并使线圈架旋转来卷绕线材，从而制造出扁平绕组的线圈。
[0004]通过将线材供给卷轴和线圈架配置在同一平面上，能够不在线材上产生沿边方向(线材的宽度方向)的应变地卷绕线圈。
[0005]另一方面，在加速器用磁铁中，需要使线材沿着圆筒状的束管表面卷绕的“鞍型线圈”。该线圈不同于将线材平面卷绕的扁平线圈，而是制造成立体形状的三维绕组。
[0006]在这种线圈的情况下，若与扁平绕组同样使线圈架单轴旋转，则在线圈上卷绕的位置在线材的宽度方向上发生变化。若在线圈绕组中，线材卷轴和线圈架的位置在线材的宽度方向上发生变化，则产生要使线材在沿边方向上变形的应力。
[0007]RE系薄膜线材具有镍合金的基板，刚性高，因此在沿边方向不容易发生变形，而是产生局部弯折，存在引起超导特性劣化的风险。
[0008]如专利文献1、专利文献2中所记载的那样，周知有尽可能不对带状的超导线材施加应变地卷绕的超导线圈的卷绕方法所涉及的技术，但这些技术虽然在双扁平绕组及多层绕组中有效果，但无法应对像鞍型这样的三维绕组。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2008-118006号公报
[0012]专利文献2:日本特开2009-231442号公报
【发明内容】
[0013]发明要解决的课题
[0014]如前所述，在通过带状的超导线材卷绕出三维绕组的线圈的情况下，使用将线材平面卷绕的扁平线圈的卷绕装置时，卷绕在线圈上的位置在线材宽度方向上发生变化。
[0015]因此，产生使线材在沿边方向上变形的应力，存在导致超导特性劣化的课题。
[0016]因此，本发明的实施方式的目的在于，能够避免超导特性下降，并且将带状的超导线材卷绕成三维形状线圈。
[0017]用于解决课题的方案
[0018]为了实现上述目的，本发明的实施方式的一种超导线圈制造装置，卷绕带形状的超导线材来制造不位于同一平面上的三维形状的超导线圈，上述超导线圈制造装置的特征在于，具备:线圈架，卷绕上述超导线材；旋转驱动部，使上述线圈架以上述超导线圈的线圈轴为中心旋转；供给卷轴，向上述线圈架供给上述超导线材；以及调节驱动部，以使从上述供给卷轴供给到上述线圈架的上述超导线材所缠绕的缠绕部位和上述供给卷轴各自在上述供给卷轴的旋转轴方向上的位置相同的方式，调节上述缠绕部位与上述供给卷轴的相对位置。
[0019]此外，本发明的实施方式的一种超导线圈制造方法，卷绕带形状的超导线材来制造不位于同一平面上的三维形状的超导线圈，上述超导线圈制造方法的特征在于，在设定线圈架及供给卷轴之后，一边使上述线圈架旋转，一边以使从供给卷轴供给到上述线圈架的上述超导线材所缠绕的缠绕部位和上述供给卷轴各自在上述供给卷轴的轴方向上的位置相同的方式，在该供给卷轴的旋转轴方向上调节上述供给卷轴或上述线圈架中的至少一方的位置。
[0020]此外，本发明的实施方式的一种超导线圈制造方法，卷绕带形状的超导线材来制造不位于同一平面上的三维形状的超导线圈，上述超导线圈制造方法的特征在于，在设定线圈架及供给卷轴之后，一边使上述线圈架旋转，一边以使从供给卷轴供给到上述线圈架的上述超导线材所缠绕的缠绕部位和上述供给卷轴各自在上述供给卷轴的轴方向上的位置相同的方式，调节上述线圈架相对于上述超导线圈的线圈轴的倾斜。
[0021]发明效果
[0022]根据本发明的实施方式，能够避免超导特性下降，并且将带状的超导线材卷绕成三维形状线圈。
【附图说明】
[0023]图1是通过第I实施方式的超导线圈制造方法制造的超导线圈的俯视图。
[0024]图2是通过第I实施方式的超导线圈制造方法制造的超导线圈的图1的第I1-1I线箭头方向纵截面图。
[0025]图3是表示第I实施方式的超导线圈制造装置的结构及超导线圈制造方法中的卷绕时的第I状态的正视图。
[0026]图4是表示第I实施方式的超导线圈的制造装置的结构及超导线圈的制造方法中的卷绕时的第2状态的正视图。
[0027]图5是说明第I实施方式的超导线圈的制造装置的结构及超导线圈的制造方法中的张紧机构的正视图。
[0028]图6是说明第I实施方式的超导线圈的制造装置的结构及超导线圈的制造方法中的张紧机构的变形例的正视图。
[0029]图7是表示第I实施方式的超导线圈的制造方法的步骤的流程图。
[0030]图8(a)至(d)分别是表示第2实施方式的超导线圈制造装置的结构及超导线圈制造方法中的卷绕的各步骤的状态的立体图。
[0031]图9(a)至(d)分别是表示第3实施方式的超导线圈制造装置的结构及超导线圈制造方法中的卷绕的各步骤的状态的立体图。
[0032]图10是表示第4实施方式的超导线圈制造装置的结构及超导线圈制造方法中的状态的立体图。
[0033]图11是表示第4实施方式的超导线圈制造装置的引导件、按压头及供给卷轴的位置的相对关系的俯视图。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式的超导线圈的制造方法及制造装置。在此，对彼此相同或类似的部分标注共同的符号，并省略重复说明。
[0035][第I实施方式]
[0036]图1是通过第I实施方式的超导线圈制造方法制造的超导线圈的俯视图。此外，图2是通过第I实施方式的超导线圈制造方法制造的超导线圈的图1的第I1-1I线箭头方向纵截面图。
[0037]超导线圈I是在圆筒状的基座10上所固定的线圈架11上卷绕带形状的超导线材2而制造的。在超导线圈I上形成有直线部12和端部13。
[0038]2个直线部12沿着线圈架11的长边方向彼此平行地延伸。端部13为2个，分别沿着线圈架11的周方向延伸，将直线部12的一侧的端彼此、以及另一侧的端彼此结合。
[0039]超导线材2由于是带形状，因此在其宽度的两端有缘部。用于直线部12的线圈架11中，相对于线圈轴与基座10远的一侧的缘部向远离线圈轴的方向倾斜。即，2个直线部12中的线圈架11中，远离基座10的一侧的缘部向彼此分开的方向倾斜。
[0040]另一方面，用于2个端部13的线圈架11中，与基座10远的一侧的缘部向彼此接近的方向倾斜。
[0041]这样，直线部12中的倾斜和端部13中的线圈架11的倾斜向彼此相反方向形成，从而卷绕在线圈架11上的带状的超导线材2的2个缘部的长度大致相同。其结果，带状的超导线材2中的沿边方向的应变得到抑制。
[0042]此外，绕线圈架11卷绕的带状的超导线材2朝向已卷绕的超导线材2的上表面即从线圈轴观察径向的外侧，沿着基座10而层叠。
[0043]图3是表示第I实施方式的超导线圈的制造装置的结构及超导线圈的制造方法中的卷绕时的第I状态的正视图。图4是表示第I实施方式的超导线圈制造装置的结构及超导线圈的制造方法中的卷绕时的第2状态的正视图。
[0044]超导线圈制造装置100具有线圈架11 (参照图1、2)、旋转驱动部15、供给卷轴20、上下驱动部25及同步控制部70。在图3及图4中，为了特别表示所卷绕的超导线圈I与从供给卷轴20向该超导线圈I供给的超导线材2之间的关系，简化附图，并省略基座10及线圈架11的图示。
[0045]旋转驱动部15以超导线圈I的线圈轴为中心来旋转驱动线圈架11。另外，详细地说，旋转驱动部15支撑基座10，直接旋转驱动基座10。通过基座10旋转，基座10上的线圈架11及卷绕在线圈架11上的线圈状的超导线材2旋转。
[0046]供给卷轴20是向线圈架11供给超导线材2的供给源，在供给卷轴20上，带状的超导线材2卷绕成扁平绕组的线圈状。供给卷轴20被设置成旋转轴与超导线圈I的线圈轴平行。
[0047]上下驱动部25用上下驱动轴26支撑供给卷轴20。上下驱动部25根据通过旋转驱动部15旋转的基座10的旋转方向的相位被同步控制，在旋转轴方向上摆动驱动供给卷轴20，以调节供给卷轴20在旋转轴方向上的位置。
[0048]同步控制是通过同步控制部70根据旋转驱动部15的旋转相位计算供给卷轴20应取的位置并向上下驱动部25输出来进行