2019-017567

１　引用文献１・引用発明

原査定の拒絶の理由に引用された引用文献１には、超電導コイルの製造装置に関して、図面とともに以下の事項が記載されている（なお、下線は当審で付与した。以下同様。）。

「【０００１】

本発明は、超電導線材を用いた超電導コイルの製造方法および製造装置に関する。

―（中略）―

【０００４】

酸化物高温超電導線材は、金属基板上に薄層を多層に積層する構造であり、超電導層の上には銀などの保護層や、銅（めっきやテープ）などの安定化層を有する多層複合構造となっている。従来の金属系超電導線材を用いた超電導コイルは、超電導転移温度が低いため、高価な液体ヘリウム等で冷却されることが多いのに対して、酸化物超電導線材は超電導転移温度が比較的高いため、安価な液体窒素で冷却し、運転することが可能である。

―（中略）―

【０００６】

ＭＲＩやＮＭＲ等の用途では、より均一で、より高い磁場を有するマグネットを得るため、ボビン上に超電導線材が多重に巻かれた超電導コイルにおいて、線材の超電導層の間隔が均一になり、コイルとして電流密度を均一にすることが求められている。ＮｂＴｉ等の金属系超電導線材は、丸線や平角線など形状に自由度があり、かつ、伸線工程を経て製造することにより、線材の厚さの公差が数十μｍ程度のレベルで製造することが可能である。これに対し、イットリウム（Ｙ）系の酸化物高温超電導線材は、金属基板上に薄層を多層に積層する構造であり、ビスマス（Ｂｉ）系の酸化物高温超電導線材は、安定化材にフィラメント上の超電導体が多数埋め込まれた多芯構造であり、線材の厚さの公差が１００μｍを大きく上回る。このように、線材寸法を精度良く製作することが困難な高温超電導線材を用いて均一で高磁場を有するマグネットを製作する際には、巻線精度を管理することが課題である。」

「【００１２】

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。

図１に、光学透過式センサを用いた製造装置の実施例を示す。この製造装置１０は、超電導線材１２を送り出す送出部１１、超電導線材１２を巻き取る巻取部１５、超電導線材１２の厚さを調整する厚さ調整部１９、巻線時の超電導コイル１３の外周寸法を測定する光学透過式センサ２０等を備える。

【００１３】

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超電導線材１２は、金属基板、超電導層、保護層、安定化層等を有する多層複合構造となっている。一例として、金属基板の上に下地層、配向性中間層、キャップ層、酸化物超電導層、保護層、安定化層が順に積層された構造が挙げられる。金属基板は、例えばニッケル合金等の金属からなるテープ状の基材である。下地層は例えばＹ２Ｏ３からなり、耐熱性が高く、界面反応性を低減するため設けられる。

―（中略）―

【００１７】

テープ形状の超電導線材１２は、送出部１１から巻取部１５に向けて、巻きをほどいた状態で送出される。厚さ調整部１９では、超電導線材１２の厚さを増大させるか又は減少させることにより、超電導線材１２の厚さを調整する。超電導線材１２の厚さを増大させる場合、超電導コイル１３において超電導線材の間に介在させる絶縁部材の供給による手法が挙げられる。絶縁部材を供給する手法としては、ポリイミドテープやＦＲＰ（繊維強化プラスチック）テープ等のテープ状の絶縁材を重ねたり、エポキシ等の液状樹脂を塗布したりすることが挙げられる。超電導線材１２の厚さを減少させる場合、厚さ調整部１９の前で超電導線材１２上に樹脂等を積層した後、厚さ調整部１９において樹脂の一部を除去する手法が挙げられる。

【００１８】

厚さ調整部１９を経た超電導線材１２は、巻取部１５において、ボビン、リール等の巻枠１４に巻き取られ、超電導コイル１３となる。巻枠１４の構造は、特に限定されないが、例えば円筒状の胴部の両側に、胴部より径の大きい鍔部を有する構造でもよい、巻枠１４の材料は、特に限定されないが、例えばＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）等が好ましい。巻取部１５は、巻枠１４を回転駆動するため、モーター（図示せず）等を備えてもよい。

―（中略）―

【００２２】

コイルの外周寸法の変化を超電導線材の厚さに換算するには、外周寸法の変化を巻枠の回転数と連動させ、巻枠上の同じ位置での厚さの変化を１ターンごと、又は半ターンごとに演算する。このため、図１の製造装置１０では、情報を演算して厚さ調整部１９を制御する制御部１６と、制御部１６から必要に応じて情報を表示させる表示部１７と、巻枠１４の周方向の位置を測定する位置センサ部１８を有する。制御部１６として、例えばＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）やコンピューター等の制御装置が使用可能である。

―（中略）―

【００２４】

（１）巻線前、巻取部１５に空の巻枠１４をつけた状態で巻枠１４を回転させ、各ポイントにおける外周寸法Ａｘ＝０（ｗ°）を測定し、制御部１６に記録させる。ｘは超電導線材のターン数を示し、ｘ＝０は超電導線材を巻いていないことを表す。例えば、外周寸法がコイルの外径（直径）を表す場合、Ａｘ＝０（ｗ°）は巻枠の胴部の外径（直径）を意味する。

【００２５】

（２）巻線中、各ポイントにおける超電導コイル１３の外周寸法Ａｘ（ｗ°）を測定する。制御部１６で、Ａｘ（ｗ°）－Ａｘ＝０（ｗ°）の演算を行うことにより、コイルに巻き取られた超電導線材の厚さの合計Ｂｘ（ｗ°）を計算する。また、コイル外周寸法とターン数から、巻き取られた線材の条長を計算する。

【００２６】

（３）ターン数×設計値（１ターン当たりの厚さ）＝Ｂｘｄｅｓｉｇｎに対して、上記Ｂｘ（ｗ°）の過不足分を制御部１６で演算処理し、厚さ調整部１９に情報を送る。制御部１６から表示部１７に情報を送って作業者向けに表示部１７で情報を表示させることもできる。

【００２７】

（４）厚さ調整部１９によりＢｘｄｅｓｉｇｎに合わせるように厚さの調整を行う。巻取部１５において厚さの増加が不足している場合は、厚さ調整部１９において超電導線材１２の厚さがより大きくなるように調整する。巻取部１５において厚さの増加が過剰している場合は、厚さ調整部１９において超電導線材１２の厚さの増加を抑制するように、あるいは厚さが減少するように、調整する。」

「【００３５】

巻き取ったコイルの後処理として、周囲を樹脂等の絶縁物で覆ったり、樹脂を含浸させたりしてもよい。また、複数のコイルを接続して軸方向に積層することも可能である。」

上記記載から、引用文献１には以下の事項が記載されている。

・上記【０００１】によれば、引用文献１は超電導線材を用いた超電導コイルの製造装置に関する発明である。

・上記【００１２】によれば、超電導コイルの製造装置は、超電導線材１２を送り出す送出部１１、超電導線材１２を巻き取る巻取部１５、厚さ調整部１９、光学透過式センサ２０を備えている。

・上記【００２２】によれば、超電導コイルの製造装置は、情報を演算して厚さ調整部１９を制御する制御部１６を有している。

・上記【０００４】、【０００６】、【００１３】及び【００１７】によれば、テープ形状の超電導線材１２は、金属基板上に超電導層、保護層、安定化層等の薄層を多層に積層した構造であり、送出部１１から巻取部１５に向けて巻きをほどいた状態で送出される。

・上記【００２５】及び【００１２】によれば、巻取部１５で巻線中の超電導コイル１３は、光学透過式センサ２０を用いて外周寸法Ａｘ（ｗ°）が測定される。

・上記【００２２】、【００２５】及び【００２６】によれば、制御部１６では、上記外周寸法Ａｘ（ｗ°）より、巻き取られた超電導線材の厚さの合計Ｂｘ（ｗ°）を計算する。そして、ターン数×設計値（１ターン当たりの厚さ）＝Ｂｘｄｅｓｉｇｎに対する、Ｂｘ（ｗ°）の過不足分を演算して厚さ調整部１９を制御している。

・上記【００２７】及び【００１７】によれば、巻取部１５において厚さの増加が不足している場合には、厚さ調整部１９において超電導線材１２の間に介在させる絶縁部材をテープ状の絶縁材を重ねることで供給し、上記Ｂｘｄｅｓｉｇｎに合わせるように厚さの調整を行っている。

・上記【００１８】及び【００３５】によれば、厚さ調整部１９を経た超電導線材１２は、巻取部１５において巻枠１４に巻き取られ、超電導コイル１３となり、巻き取ったコイルの後処理として樹脂を含浸させられる。

したがって、上記記載事項及び図面を勘案すると上記引用文献１には、次の発明（以下、「引用発明」という。）が記載されている。

「超電導線材を用いた超電導コイルの製造装置であって、

超電導線材１２を送り出す送出部１１、超電導線材１２を巻き取る巻取部１５、厚さ調整部１９、光学透過式センサ２０を備えており、

情報を演算して厚さ調整部１９を制御する制御部１６を有しており、

テープ形状の超電導線材１２は、金属基板上に超電導層、保護層、安定化層等の薄層を多層に積層した構造であり、送出部１１から巻取部１５に向けて巻きをほどいた状態で送出され、

巻取部１５で巻線中の超電導コイル１３は、光学透過式センサ２０を用いて外周寸法Ａｘ（ｗ°）が測定され、

制御部１６では、上記外周寸法Ａｘ（ｗ°）より、巻き取られた超電導線材の厚さの合計Ｂｘ（ｗ°）を計算し、ターン数×設計値（１ターン当たりの厚さ）＝Ｂｘｄｅｓｉｇｎに対するＢｘ（ｗ°）の過不足分を演算して厚さ調整部１９を制御しており、

巻取部１５において厚さの増加が不足している場合には、厚さ調整部１９において超電導線材１２の間に介在させる絶縁部材をテープ状の絶縁材を重ねることで供給し、上記Ｂｘｄｅｓｉｇｎに合わせるように厚さの調整を行い、

厚さ調整部１９を経た超電導線材１２は、巻取部１５において巻枠１４に巻き取られ、超電導コイル１３となり、巻き取ったコイルの後処理として樹脂を含浸させられる、超電導コイルの製造装置。」

２　引用文献２及び３

（１）引用文献２

原査定において、周知技術を示す文献として引用された引用文献２には、図面とともに以下の記載がある。

「【請求項１】

多層構造の薄膜超電導線材と絶縁材とを巻き回して形成される超電導コイル部が同心円状の複数の部分からなり、前記同心円状の部分同士が隣接する境界部分の接着力が予め他の部分のそれよりも低く設定されていることを特徴とする超電導コイル。」

「【請求項５】

前記同心円状の部分同士が隣接する境界部分に、離形処理を施した絶縁物を挿入したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の超電導コイル。」

「【０００１】

本発明は、超電導コイルに係り、更に詳しくは、巻芯に多層構造の薄膜超電導線材を巻き回してなる超電導コイルにおいて、超電導コイル内部に発生する剥離力を小さくし、超電導コイルの安定性を向上させた超電導コイルに関するものである。」

「【０００８】

そこで、本発明は、この課題を解消することを目的とし、超電導コイル内部に発生する剥離力を小さくすることにより、超電導コイルの超電導特性が低下することを防止し、超電導コイルの安定性を向上させることを目的とする。」

「【００２６】

（超電導コイル）

超電導テープ線１は、図３に示すように、樹脂を塗布した絶縁テープ８と重ね合わせて複合テープ１１とされ、ＦＲＰ製の巻芯９に渦巻状に巻回し、図４に示すようにパンケーキ型の超電導コイル１２とされる。」

「【００４４】

本実施形態に係る超電導コイル２０は、図６に示す超電導コイル１０の１２５ターン目の複合テープ１１の外周面と１２６ターン目の複合テープ１１の内周面、及び３７５ターン目の複合テープ１１の外周面と３７６ターン目の複合テープ１１の内周面の間にＦＲＰテープ２３を挿入した以外は、第１の実施の形態に係る超電導コイル１０と同様に形成されている。

【００４５】

ＦＲＰテープ２３を挿入したことにより、１２５ターン目と１２６ターン目の複合テープ１１、及び３７５ターン目と３７６ターン目の複合テープ１１において、隣り合う超電導テープ線１と絶縁テープ８とが非接着となる。」

「【００５０】

本実施形態に係る超電導コイル３０は、図６に示す超電導コイル１０の１２５ターン目の複合テープ１１の外周面と１２６ターン目の複合テープ１１の内周面、及び３７５ターン目の複合テープ１１の外周面と３７６ターン目の複合テープ１１の内周面の間に冷却・絶縁テープ３３を挿入した以外は、第１の実施の形態に係る超電導コイル１０と同様に形成されている。

―（中略）―

【００５２】

冷却・絶縁テープ３３を挿入したことにより、１２５ターン目と１２６ターン目の複合テープ１１、及び３７５ターン目と３７６ターン目の複合テープ１１において、隣り合う超電導テープ線１と絶縁テープ８とが非接着となる。」

（２）引用文献３

原査定において、周知技術を示す文献として引用された引用文献３には、図面とともに以下の記載がある。

「【技術分野】

【０００１】

本発明は超電導コイル及びその製造装置に係り、更に詳しくは、多層構造で且つテープ形状の薄膜超電導線材とテープ形状の絶縁材とが共に巻枠に巻き回されて形成された巻線部を有し、この巻線部の薄膜超電導線材及び絶縁材が、伝熱性を備えた絶縁性樹脂により含浸硬化されて接着される超電導コイル、及びこの超電導コイルを製造する超電導コイルの製造装置に関する。」

「【０００７】

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、薄膜超電導線材に作用する剥離応力を低減し、且つコイル径方向の伝熱経路を確保して、超電導特性の安定性を向上させることができる超電導コイル及びその製造装置を提供することにある。」

「【００２６】

上述の事情を踏まえ、図１に示す本実施形態の超電導コイル１０の巻線部１４には、周方向の一部において、例えばエポキシ樹脂１５による接着力が周方向の他の部分よりも低い箇所（本実施形態では離形層２３）が、単数または超電導コイル１０の径方向に複数設けられている。本実施形態では、離形層２３が超電導コイル１０の径方向に２本ずつ、巻枠１３を挟む位置に略対称に設けられている。尚、内側の離形層２３を内側離形層２３Ａとし、外側の離形層２３を外側離形層２３Ｂとする。

―（中略）―

【００２８】

また、離形層２３は、図９に示すように、エポキシ樹脂１５の含浸前に、巻線部１４を構成する超電導テープ線１１と絶縁テープ線１２との間に、離形材２４を用いて離形処理した離形処理絶縁材２５を挿入することで設けられてもよい。この離形処理絶縁材２５は、本実施形態では、例えばＦＲＰテープなどの絶縁テープ２７の両側に離形材２４が貼着または塗布されたものである。」

（３）上記の記載によれば、超電導コイルに関して、以下の技術事項は周知技術であると認める。

「テープ形状の超電導線材と絶縁材とを巻回して形成する超電導コイルにおいて、超電導特性の安定性を向上させるために、接着力が他の部分よりも低い離形処理した絶縁材を超電導線材の間に挿入すること」

３　引用文献４及び５

（１）引用文献４

原査定において、周知技術を示す文献として引用された引用文献４には、図面とともに以下の記載がある。

「（１）レジンを含浸したテープあるいはシートを層間にはさみながら超電導線材を多層の筒状に巻回し、巻線終了後その外周にバインド線を巻回し、その後加熱成形することを特徴とする超電導コイルの製造方法。」（特許請求の範囲）

「（作　用）

コイル層間に入れるガラステープは枚数を変えることによりコイル外径を変化・調整させ得る。又このガラステープに含浸させているレジンは、コイル巻線完了後に加熱することによって溶け出して線間に入り込み硬化しこれを固定する。

（実施例）

第２図に本発明の方法を適用したコイルの一例を示す。４は層間に挿入した絶縁シート、５は外周固定用バインド線である。絶縁シート４は、ガラス基材にエポキシを含浸したものであり、コイル外径寸法を設計値にあわせるよう各層間に一枚ないし複数枚挿入される。」（第２頁左上欄第９行－右上欄第１行）

（２）引用文献５

原査定において、周知技術を示す文献として引用された引用文献５には、図面とともに以下の記載がある。

「［産業上の利用分野］

この発明は、超電導コイルの製造方法に関し、とりわけ、コイルの端末が予め決められた超電導コイルの製造方法に関するものである。」（第１頁左欄第１４－１７行）

「［実施例］

以下、この発明の一実施例を第１図を参照して説明する。図において、（９）はガラス・エポキシ積層板でなるスペーサである。

その他、第２図～第４図におけると同一符号は同一部分である。

次に巻線の手順は、まず、接続用リード部（３ａ）は予め巻線前に接続用の特別な処理（図示せず）が施されており、このリード部（３ａ）がコイル巻線後に所定の位置に来るように巻線しなければならない。そのため、テープ状の絶縁物（７）が施された補強帯（６）とＮｂ３Ｓｎでなる超電導導体（１３）とを共に巻回して超電導コイル（１１）を形成するとき、テープ状の絶縁物（７）と超電導導体（１３）との間に、寸法調整用のスペーサ（９）を各ターン毎に必要に応じ、必要枚数だけ挿入してゆく。この枚数の決め方は、超電導導体（１３）の長さを所定の長さ毎に、等間隔で測定してゆき、この数値と各ターン毎の設計上の寸法とを比較し、両者の寸法のずれを修正する方向になるよう、次のターンのスペーサの枚数を順次に決めてゆく。

ターンによっては、スペーサ（９）が０枚になる場合もある。」（第２頁右上欄第５行－左下欄第７行）

（３）上記の記載によれば、超電導コイルに関して、以下の技術事項は周知技術であると認める。

「超電導コイルの外径寸法を調整するために、巻線の際、超電導線材の間に絶縁性のテープ、シート、スペーサ等を必要枚数挿入すること」