JP5796276B2

JP5796276B2 - 超電導スプライス線材の巻回方法および巻回構造

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Publication number: JP5796276B2
Application number: JP2010129138A
Authority: JP
Inventors: 吾郎長部
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2030-06-04
Also published as: JP2011258312A

Description

本発明は、超電導スプライス線材の巻回方法および巻回構造に関し、詳しくは、２本のテープ状超電導線材の長手方向に斜めに切断して形成された各端末部を重ね合わせてつなぎ合わせること（スプライス）により長尺化された超電導スプライス線材を用いて、超電導ケーブルや超電導コイル等を作製する際の巻回方法及び巻回構造に関する。

超電導機器用の超電導ケーブルや超電導コイル等を作製するに際しては、長尺の超電導線材が必要とされ、一般に、複数の超電導線材を順次接続（スプライス）していくことにより、長尺化が図られており、長尺化された超電導スプライス線材をフォーマに螺旋状に巻回することにより、超電導ケーブルや超電導コイル等が作製されている。

このように、複数の超電導線材を順次接続していくことにより、短尺の、また長さの異なる超電導線材であっても、有効に利用できるため、超電導線材の歩留まりを実質１００％にすることが可能となり、大幅なコスト削減を図ることができる。

複数の超電導線材を順次接続していく方法としては、種々の提案がなされているが、現状、端末部を重ね合わせて半田により接続するオーバーラップ型と呼ばれる方法が主流となっている（例えば、特許文献１）。

しかし、従来のオーバーラップ型では、単に、超電導線材の端末部をオーバーラップさせただけで、半田付けを行っていたため、オーバーラップ部分の面積が大きくなり、それに伴い、必要な半田の量も増大して、接続部分が固くなるという問題があった。このような長尺超電導スプライス線材をフォーマに巻回した場合、固くしなやかさに欠ける接続部分がフォーマから浮き上がってしまい、超電導特性に悪影響を及ぼす。

このような問題に対し、オーバーラップ部分の面積を減少させると共に、半田の使用量を低減させて、しなやかさを発揮させるために、端末部の形状を先端に行くに従い細くなる三角形に形成し、端縁同士が平行となるように双方の超電導線材を接続することが提案されている。

特開平４−１６０７７１号公報

しかしながら、上記のような形状の端末部を形成させて接続することにより、しなやかさが改善された長尺の超電導スプライス線材を作製しても、この超電導スプライス線材をフォーマに巻回した場合、フォーマからの浮き上がりが発生することがあるという問題があった。

そこで、本発明は上記の問題に鑑み、超電導スプライス線材がフォーマの外周面に螺旋状に巻回された状態で、フォーマからの浮き上がりを抑制することができる超電導スプライス線材の巻回方法及び巻回構造を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意研究を行った結果、本発明に関連する以下の各技術により、上記の課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、技術毎に説明する。

本発明に関連する第１の技術は、
２本のテープ状の超電導線材の双方の端末部を重ね合わせて接続して形成される長尺の超電導スプライス線材を、円柱状のフォーマの外周面に螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であって、
前記端末部は、線材幅方向に対して所定の角度で傾斜させた端縁を有し、
双方の前記端末部を、前記端縁同士が平行となるように重ね合わせ、かつ前記端縁が前記フォーマの中心軸と略平行となるように、前記フォーマの外周面に、前記超電導スプライス線材を螺旋状に巻回することを特徴とする超電導スプライス線材の巻回方法である。

超電導スプライス線材をフォーマに巻回する際、端縁がフォーマの中心軸と直角になるように、即ち端縁がフォーマの周方向に沿うように巻回すると、柔軟性に欠ける方向に湾曲させることになり、超電導スプライス線材がフォーマから浮き上がり易くなる。

本技術においては、端縁がフォーマの中心軸と略平行となるように超電導スプライス線材を巻回するため、このようなフォーマからの浮き上がりを抑制することができる。また、超電導スプライス線材の曲げ特性を改善することができる。

なお、本技術において「端縁がフォーマの中心軸と略平行となる」とは、端縁とフォーマの中心軸とが完全に平行となることに限定されず、平行から若干ズレた状態であっても、フォーマからの浮き上がりを抑制することができる範囲のズレを含むことを意味し、具体的には、端縁とフォーマの中心軸とのなす角度が１５度程度以下であれば、略平行に含まれる。

そして、このような巻回を具体的に行うためには、後述する「発明を実施するための形態」の項に記載するように、巻回方向に対する端縁の方向と超電導スプライス線材の巻回方向との組み合わせを考慮して巻回作業を行う必要がある。

即ち、超電導スプライス線材の巻回方向には、左下から右上に巻回するＺ巻と、右下から左上に巻回するＳ巻の２種類がある。また、巻回方向に対する端縁の方向としては、左下から右上の場合（以下、巻回方向の表現に合わせて、このタイプの端縁を「Ｚタイプの端縁」という）と、右下から左上の場合（同様に、以下、「Ｓタイプの端縁」という）の２つの場合がある。

このため、具体的な巻回方法としては、端縁がＺタイプの超電導スプライス線材をＳ巻に巻回するパターン、端縁がＳタイプの超電導スプライス線材をＺ巻に巻回するパターン、端縁がＺタイプの超電導スプライス線材をＺ巻に巻回するパターン、端縁がＳタイプの超電導スプライス線材をＳ巻に巻回するパターン、以上４つの各巻回パターンに基づき、巻回作業を行うこととなる。本明細書では、以下、これらのパターンを、順に、ＳＺパターン、ＺＳパターン、ＺＺパターン、ＳＳパターンと称する。

以下の本発明に関連する第２〜５の技術は、これら４つのパターンに応じた巻回作業において、第１の技術を具体的に実施する方法を規定するものである。

即ち、本発明に関連する第２の技術は、
巻回方向に対する端縁の方向が左下から右上の超電導スプライス線材を用いて、Ｓ巻により巻回を行うに際して、
以下の（１）式におけるθｓｚが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする第１の技術に記載の超電導スプライス線材の巻回方法である。
θｓｚ＝−９０＋α＋β ・・・（１）
θｓｚ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）

本技術は、ＳＺパターンの巻回作業における巻回方法を規定するものであり、上記条件を満足するように、αおよびβを規定することにより、端縁とフォーマの中心軸とが略平行となるようにすることができ、フォーマからの浮き上がりを抑制することができる。詳細は後述する。

なお、本技術において「略０度または略１８０度」とは、以下のことを意味している。即ち、第１の技術において説明したように、本技術においては、端縁とフォーマの中心軸とが完全に平行となることに限定されず、平行から若干ズレた状態であっても、フォーマからの浮き上がりを抑制することができる。このため、具体的な巻回方法を規定する本技術においても、一定の範囲のズレが許容されるため、「略０度または略１８０度」と記載している。具体的には、０±１５度、１８０±１５度の範囲であれば、第１の技術を支障なく実施することができる。

本発明に関連する第３の技術は、
巻回方向に対する端縁の方向が右下から左上の超電導スプライス線材を用いて、Ｚ巻により巻回を行うに際して、
以下の（２）式におけるθｚｓが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする第１の技術に記載の超電導スプライス線材の巻回方法である。
θｚｓ＝２７０−α−β ・・・（２）
θｚｓ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）

本技術は、ＺＳパターンの巻回作業における巻回方法を規定するものである。

本発明に関連する第４の技術は、
巻回方向に対する端縁の方向が左下から右上の超電導スプライス線材を用いて、Ｚ巻により巻回を行うに際して、
以下の（３）式におけるθｚｚが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする第１の技術に記載の超電導スプライス線材の巻回方法である。
θｚｚ＝９０−α＋β ・・・（３）
θｚｚ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）

本技術は、ＺＺパターンの巻回作業における巻回方法を規定するものである。

本発明に関連する第５の技術は、
巻回方向に対する端縁の方向が右下から左上の超電導スプライス線材を用いて、Ｓ巻により巻回を行うに際して、
以下の（４）式におけるθｓｓが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする第１の技術に記載の超電導スプライス線材の巻回方法である。
θｓｓ＝２７０＋α−β ・・・（４）
θｓｓ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）

本技術は、ＳＳパターンの巻回作業における巻回方法を規定するものである。

このように、第２の技術〜第５の技術によれば、各式に基づきαおよびβを適切に規定することにより、容易に、端縁とフォーマの中心軸とが略平行となるようにすることができ、フォーマからの浮き上がりを抑制することができる。

具体的なケースにおいては、スペック等により、予め、巻回方法やβなどが定められている場合がある。例えば、予め、端末部の形状が定められた超電導線材の使用が決まっている場合には、この端末部のβに対して、前記式を用いて、αを変化させて、各αに対応する超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度θを求め、θが０度または１８０度に最も近くなるパターンを選択し、選択した条件に基づき、巻回作業を行うことにより、フォーマからの浮き上がりが充分に抑制されたケーブルを得ることができる。

なお、βは、超電導スプライス線材の幅と端末長に基づき決定される。また、αは、超電導スプライス線材のスパイラルピッチとフォーマ径に基づき決定される角度であり、スパイラルピッチを変化させることにより、αを変化させることができる。

本発明に関連する第６の技術は、
第１の技術ないし第５の技術のいずれかに記載の超電導スプライス線材の巻回方法を用いて形成されていることを特徴とする超電導スプライス線材の巻回構造である。

本技術においては、超電導スプライス線材の巻回構造が、第１の技術〜第５の技術を用いて形成されているため、フォーマからの浮き上がりが抑制された巻回構造を提供することができる。

本発明は上記の各技術に基づいてなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
２本のテープ状の超電導線材の双方の端末部を重ね合わせて接続して形成される長尺の超電導スプライス線材を、円柱状のフォーマの外周面に螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であって、
前記端末部は、線材幅方向に対して所定の角度で傾斜させた端縁を有し、
双方の前記端末部を、前記端縁同士が平行となるように重ね合わせ、かつ前記端縁が前記フォーマの中心軸と略平行となるように、前記フォーマの外周面に、前記超電導スプライス線材を螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であり、
巻回方向に対する端縁の方向が左下から右上の超電導スプライス線材を用いて、Ｓ巻により巻回を行うに際して、
以下の（１）式におけるθｓｚが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする超電導スプライス線材の巻回方法である。
θｓｚ＝−９０＋α＋β ・・・（１）
θｓｚ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）

請求項２に記載の発明は、
２本のテープ状の超電導線材の双方の端末部を重ね合わせて接続して形成される長尺の超電導スプライス線材を、円柱状のフォーマの外周面に螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であって、
前記端末部は、線材幅方向に対して所定の角度で傾斜させた端縁を有し、
双方の前記端末部を、前記端縁同士が平行となるように重ね合わせ、かつ前記端縁が前記フォーマの中心軸と略平行となるように、前記フォーマの外周面に、前記超電導スプライス線材を螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であり、
巻回方向に対する端縁の方向が右下から左上の超電導スプライス線材を用いて、Ｚ巻により巻回を行うに際して、
以下の（２）式におけるθｚｓが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする超電導スプライス線材の巻回方法である。
θｚｓ＝２７０−α−β ・・・（２）
θｚｓ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）

また、請求項３に記載の発明は、
２本のテープ状の超電導線材の双方の端末部を重ね合わせて接続して形成される長尺の超電導スプライス線材を、円柱状のフォーマの外周面に螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であって、
前記端末部は、線材幅方向に対して所定の角度で傾斜させた端縁を有し、
双方の前記端末部を、前記端縁同士が平行となるように重ね合わせ、かつ前記端縁が前記フォーマの中心軸と略平行となるように、前記フォーマの外周面に、前記超電導スプライス線材を螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であり、
巻回方向に対する端縁の方向が左下から右上の超電導スプライス線材を用いて、Ｚ巻により巻回を行うに際して、
以下の（３）式におけるθｚｚが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする超電導スプライス線材の巻回方法である。
θｚｚ＝９０−α＋β ・・・（３）
θｚｚ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）

また、請求項４の発明は、
２本のテープ状の超電導線材の双方の端末部を重ね合わせて接続して形成される長尺の超電導スプライス線材を、円柱状のフォーマの外周面に螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であって、
前記端末部は、線材幅方向に対して所定の角度で傾斜させた端縁を有し、
双方の前記端末部を、前記端縁同士が平行となるように重ね合わせ、かつ前記端縁が前記フォーマの中心軸と略平行となるように、前記フォーマの外周面に、前記超電導スプライス線材を螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であり、
巻回方向に対する端縁の方向が右下から左上の超電導スプライス線材を用いて、Ｓ巻により巻回を行うに際して、
以下の（４）式におけるθｓｓが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする超電導スプライス線材の巻回方法である。
θｓｓ＝２７０＋α−β ・・・（４）
θｓｓ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）

また、請求項５の発明は、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の超電導スプライス線材の巻回方法を用いて形成されていることを特徴とする超電導スプライス線材の巻回構造である。

本発明によれば、超電導スプライス線材がフォーマの外周面に螺旋状に巻回された状態で、フォーマからの浮き上がりが抑制された超電導スプライス線材の巻回方法及び巻回構造を提供することができる。

本発明の実施の形態におけるＳＺパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。ＳＺパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。ＳＺパターンの場合の巻回方法のための条件を説明する図である。他のＳＺパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。他のＳＺパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。本発明の実施の形態におけるＺＳパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。ＺＳパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。ＺＳパターンの場合の巻回方法のための条件を説明する図である。他のＺＳパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。他のＺＳパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。本発明の実施の形態におけるＺＺパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。ＺＺパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。ＺＺパターンの場合の巻回方法のための条件を説明する図である。他のＺＺパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。他のＺＺパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。本発明の実施の形態におけるＳＳパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。ＳＳパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。ＳＳパターンの場合の巻回方法のための条件を説明する図である。他のＳＳパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。他のＳＳパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。

１．超電導スプライス線材の巻回構造
最初に、本発明に係る巻回構造について説明する。この巻回構造は、概略、以下の手順により形成される。

（１）超電導スプライス線材の作製
まず、フォーマへの巻回に先だって、テープ状の超電導線材を順次接続して、超電導スプライス線材を作製する。

超電導スプライス線材は、超電導線材を接続して形成される。超電導線材の接続方法は、まず、２本のテープ状の超電導線材の各端末部を直角三角形に形成する。この直角三角形は、超電導線材の一方の側辺と、超電導線材の中心線と直交する線である底辺と、この底辺と所定の角度をなす端縁（以下、「斜辺」という。）から形成される。そして、２本の超電導線材の双方の直角三角形の端末部を、双方の斜辺が平行となるように、重ね合わせ、半田を用いて接続する。

（３）超電導スプライス線材の巻回パターン
前記のように、ＳＺパターン、ＺＳパターン、ＺＺパターンおよびＳＳパターンの４種類のパターンがある。

（３）超電導スプライス線材の巻回方法
本実施の形態の超電導スプライス線材の巻回方法は、いずれの巻きパターンにおいても、端末部の斜辺とフォーマの中心軸とが略平行になるように、超電導スプライス線材をフォーマに巻き付けることができるものである。以下、超電導スプライス線材の巻回方法を、各巻きパターン毎に説明する。

（ａ）ＳＺパターンの場合の巻回方法
ＳＺパターンの場合の巻回方法を、図１〜３を用いて説明する。図１は、ＳＺパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。図２は、ＳＺパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。図３は、ＳＺパターンの場合の巻回方法のための条件を説明する図である。

なお、図１には、スパイラルピッチＳＰおよびフォーマＦの周長πＦＤ（ここで、ＦＤはフォーマ径）が示されており、ＳＰおよびπＦＤよりα（スパイラル角度）を求めることができる。また、図３には、超電導スプライス線材の幅Ｗおよび端末長Ｓが示されており、ＷおよびＳよりβ（端末角度）を求めることができる。

ＳＺパターンの場合の巻回方法においては、図３に示すように、端末部の斜辺とフォーマの中心軸とのなす角をθｓｚとした場合、端末部の底辺と斜辺とのなす角度β（端末角度）と、超電導線材Ｔの長手方向とフォーマＦの中心軸とのなすスパイラル角αとから、幾何学的条件に基づき、α、β、θｓｚの間には、
θｓｚ（度）＝−９０＋α＋β
の関係式が成立する。

そして、θｓｚが約０度あるいは約１８０度となるように、αおよびβを最適化することにより、斜辺３Ａ、３Ｂがフォーマの中心軸と平行になるように巻回作業を行うことができる。

なお、図４、５は、２本の超電導線材の双方の端末部の上下を逆にして重ね合わせる巻回方法を示したものであり、それ以外の巻回工程は、前記と同じである。

（ｂ）ＺＳパターンの場合の巻回方法
ＺＳパターンの場合の巻回方法を、図６〜８を用いて説明する。図６は、ＺＳパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。図７は、ＺＳパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。図８は、ＺＳパターンの場合の巻回方法のための条件を説明する図である。

ＺＳパターンの場合の巻回方法においては、図８に示すように、端末部の斜辺とフォーマの中心軸とのなす角をθｚｓとした場合、端末部の底辺と斜辺とのなす端末角度βと、超電導線材Ｔの長手方向とフォーマＦの中心軸とのなすスパイラル角αとから、幾何学的条件に基づき、α、β、θｚｓの間には、
θｚｓ（度）＝２７０−α−β
の関係式が成立する。

そして、前記のパターンと同様、θｚｓが約０度あるいは約１８０度となるように、αおよびβを最適化することにより、斜辺３Ａ、３Ｂがフォーマの中心軸と平行になるように巻回作業を行うことができる。

なお、図９、１０は、２本の超電導線材の双方の端末部の上下を逆にして重ね合わせる巻回方法を示したものであり、それ以外の巻回工程は、前記と同じである。

（ｃ）ＺＺパターンの場合の巻回方法
ＺＺパターンの場合の巻回方法を、図１１〜１３を用いて説明する。図１１は、ＺＺパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。図１２は、ＺＺパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。図１３は、ＺＺパターンの場合の巻回方法のための条件を説明する図である。

ＺＺパターンの場合の巻回方法においては、図１３に示すように、端末部の斜辺とフォーマの中心軸とのなす角をθｚｚとした場合、端末部の底辺と斜辺とのなす端末角度βと、超電導線材Ｔの長手方向とフォーマＦの中心軸とのなすスパイラル角αとから、幾何学的条件に基づき、α、β、θｚｚの間には、
θｚｚ（度）＝９０−α＋β
の関係式が成立する。

なお、図１４、１５は、２本の超電導線材の双方の端末部の上下を逆にして重ね合わせる巻回方法を示したものであり、それ以外の巻回工程は、前記と同じである。

（ｄ）ＳＳパターンの場合の巻回方法
ＳＳパターンの場合の巻回方法を、図１６〜１８を用いて説明する。図１６は、ＳＳパターンの場合の巻回方法を説明する展開図である。図１７は、ＳＳパターンの場合の巻回方法を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。図１８は、ＳＳパターンの場合の巻回方法のための条件を説明する図である。

ＳＳパターンの場合の巻回方法においては、図１８に示すように、端末部の斜辺とフォーマの中心軸とのなす角をθｓｓとした場合、端末部の底辺と斜辺とのなす端末角度βと、超電導線材Ｔの長手方向とフォーマＦの中心軸とのなすスパイラル角αとから、幾何学的条件に基づき、α、β、θｓｓの間には、
θｓｓ（度）＝２７０＋α−β
の関係式が成立する。

なお、図１９、２０は、２本の超電導線材の双方の端末部の上下を逆にして重ね合わせる巻回方法を示したものであり、それ以外の巻回工程は、前記と同じである。

（１）実施例１
次の条件の下で、スパイラルピッチを変化させたときの、端末部の斜辺とフォーマの中心軸とがなす角度を、上記した４つのパターン毎に求めた。その結果を表１に示す。なお、表１には、スパイラルピッチとフォーマ径に基づき決定されるスパイラル角度αを併せて示す。

超電導線材の線材幅：４．５ｍｍ
端末角β：６６度
端末長：１０ｍｍ
フォーマの直径：１６ｍｍ

表１に示す結果より、前記の条件に基づいて超電導スプライス線材の巻回作業を行うには、ＳＺパターンあるいはＺＳパターンを採用することが最適であることが分かる。即ち、表１に示すように、ＳＺパターンあるいはＺＳパターンを採用し、スパイラルピッチ１００ｍｍ（α：２７度）で巻回作業を行った場合、θがそれぞれ１８２度、１７８度となり、１８０度に極めて近いため、フォーマからの浮き上がりが充分に抑制されたケーブルを提供できることが分かる。

（２）実施例２
フォーマ径４２ｍｍ、線材幅４．５ｍｍ、端末長１５ｍｍの条件の下で、実施例１と同じ要領で、スパイラルピッチを変化させた表を作成した。その結果、ＺＳパターンを採用し、スパイラルピッチを４５０ｍｍとすることにより、θｚｓを１８０度にできることが分かった。

（３）実施例３
ＡＣ線材（低交流損失型の超電導線材）は、線材をＺ方向にツイストして作製されているが、ケーブルに巻回する際には、Ｓ巻でなくＺ巻（ＺＺパターン）で、巻回作業を行う方が特性が良いことが知られている。例えば、ツイストピッチ１０ｍｍ、幅２．７ｍｍのＡＣ線材を径１６ｍｍのフォーマにスパイラルピッチ１００ｍｍで巻回した場合、ＺＺパターンの場合にはθｚｚは１２５度であり、ＺＳパターンの場合にはθｚｓは−２度となる。このため、ＺＳパターンで巻回することが好ましいことが分かる。

以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１Ａ、１Ｂ超電導線材
２Ａ、２Ｂ端末部
３Ａ、３Ｂ斜辺
α スパイラル角度
（超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角度）
β 端末角度
（超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度）
θ 超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度
（θｓｚ、θｚｓ、θｚｚ、θｓｓ）
Ｔ超電導スプライス線材
Ｓ端末長
Ｗ超電導スプライス線材の幅
Ｆフォーマ
ＦＤフォーマ径
ＳＰスパイラルピッチ

Claims

２本のテープ状の超電導線材の双方の端末部を重ね合わせて接続して形成される長尺の超電導スプライス線材を、円柱状のフォーマの外周面に螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であって、
前記端末部は、線材幅方向に対して所定の角度で傾斜させた端縁を有し、
双方の前記端末部を、前記端縁同士が平行となるように重ね合わせ、かつ前記端縁が前記フォーマの中心軸と略平行となるように、前記フォーマの外周面に、前記超電導スプライス線材を螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であり、
巻回方向に対する端縁の方向が左下から右上の超電導スプライス線材を用いて、Ｓ巻により巻回を行うに際して、
以下の（１）式におけるθｓｚが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする超電導スプライス線材の巻回方法。
θｓｚ＝−９０＋α＋β ・・・（１）
θｓｚ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）
２本のテープ状の超電導線材の双方の端末部を重ね合わせて接続して形成される長尺の超電導スプライス線材を、円柱状のフォーマの外周面に螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であって、
前記端末部は、線材幅方向に対して所定の角度で傾斜させた端縁を有し、
双方の前記端末部を、前記端縁同士が平行となるように重ね合わせ、かつ前記端縁が前記フォーマの中心軸と略平行となるように、前記フォーマの外周面に、前記超電導スプライス線材を螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であり、
巻回方向に対する端縁の方向が右下から左上の超電導スプライス線材を用いて、Ｚ巻により巻回を行うに際して、
以下の（２）式におけるθｚｓが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする超電導スプライス線材の巻回方法。
θｚｓ＝２７０−α−β ・・・（２）
θｚｓ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）
２本のテープ状の超電導線材の双方の端末部を重ね合わせて接続して形成される長尺の超電導スプライス線材を、円柱状のフォーマの外周面に螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であって、
前記端末部は、線材幅方向に対して所定の角度で傾斜させた端縁を有し、
双方の前記端末部を、前記端縁同士が平行となるように重ね合わせ、かつ前記端縁が前記フォーマの中心軸と略平行となるように、前記フォーマの外周面に、前記超電導スプライス線材を螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であり、
巻回方向に対する端縁の方向が左下から右上の超電導スプライス線材を用いて、Ｚ巻により巻回を行うに際して、
以下の（３）式におけるθｚｚが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする超電導スプライス線材の巻回方法。
θｚｚ＝９０−α＋β ・・・（３）
θｚｚ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）
２本のテープ状の超電導線材の双方の端末部を重ね合わせて接続して形成される長尺の超電導スプライス線材を、円柱状のフォーマの外周面に螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であって、
前記端末部は、線材幅方向に対して所定の角度で傾斜させた端縁を有し、
双方の前記端末部を、前記端縁同士が平行となるように重ね合わせ、かつ前記端縁が前記フォーマの中心軸と略平行となるように、前記フォーマの外周面に、前記超電導スプライス線材を螺旋状に巻回する超電導スプライス線材の巻回方法であり、
巻回方向に対する端縁の方向が右下から左上の超電導スプライス線材を用いて、Ｓ巻により巻回を行うに際して、
以下の（４）式におけるθｓｓが、略０度または略１８０度となるようにαおよびβを設定し、前記αおよびβに基づいて巻回作業を行う
ことを特徴とする超電導スプライス線材の巻回方法。
θｓｓ＝２７０＋α−β ・・・（４）
θｓｓ：超電導スプライス線材の端縁とフォーマの中心軸とがなす角度（
度）。但し、巻回の進行方向からの角度。
α ：超電導スプライス線材の長手方向とフォーマの中心軸とがなす角
度（度）
β ：超電導線材の幅方向と端縁とがなす角度（度）
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の超電導スプライス線材の巻回方法を用いて形成されていることを特徴とする超電導スプライス線材の巻回構造。