CN105191510A - 电磁铁支承台 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于获得一种大型电磁铁的配置自由度高、且能使整个设备紧凑的、对大型电磁铁进行支承的电磁铁支承台。本发明的电磁铁支承台的特征在于，对具有由两个枢轴(32)构成的枢轴对(33)的电磁铁(30)进行支承，上述两个枢轴(32)设置在彼此相对的侧面上，且彼此的中心轴(34)一致，该电磁铁支承台具备：与枢轴(32)的个数相同、且设置有以覆盖枢轴(32)的外表面的方式来进行卡合的卡合部(19)的支承金属件(10)；以及经由使支承金属件(10)在垂直方向上移动的垂直方向调整部(21)来进行保持的支架(26)。

Description

电磁铁支承台
技术领域
本发明涉及例如对用于研究、医疗、工业领域的加速器、射束输送系统等所使用的大型电磁铁进行支承的电磁铁支承台。
背景技术
一般而言，癌症治疗等使用的粒子射线治疗装置包括：射束产生装置，该射束产生装置产生带电粒子束；加速器，该加速器与射束产生装置相连接，对所产生的带电粒子束进行加速；射束输送系统，该射束输送系统对加速到加速器所设定的能量之后射出的带电粒子束进行输送；以及粒子射线照射装置，该粒子射线照射装置设置在射束输送系统的下游，用于将带电粒子束照射于照射对象。为了从任意的角度对照射对象照射带电粒子束，将粒子射线照射装置设置于三维照射用的旋转机架。
将呈射束状的带电粒子(也称为带电粒子束、粒子射线)通过射束传输系统进行传输，以用于对所希望的对象物进行照射的物理实验、或癌症治疗等粒子射线治疗，其中，所述呈射束状的带电粒子通过如下方式形成：用同步加速器等加速器(圆形加速器)使带电粒子环绕加速，从该环绕轨道取出被加速到高能量的带电粒子(质子、碳离子等)，使其形成为射束状。在利用加速后的带电粒子进行的癌症治疗、即所谓的粒子射线治疗中，在进行治疗时，为了避开重要的脏器，或者为了防止对正常组织造成损伤，一般会改变照射方向。为了从任意方向对患者进行照射，使用上述设置在旋转机架上的粒子射线照射装置。
同步加速器等加速器由带电粒子束进行环绕的环状加速管、用于控制带电粒子束的环绕轨道的偏转电磁铁或四极电磁铁、利用高频加速电压所产生的电场对带电粒子束进行加速的加速空洞、将带电粒子束导入到加速管内的入射装置、以及将加速后的带电粒子束取出到外部的射出装置等构成。对偏转电磁铁、四极电磁铁等的位置、角度等进行调整即对准，从而使带电粒子束在不与加速管碰撞的情况下进行环绕。此外，对于射束输送系统也进行位置、角度等的调整即对准，从而使带电粒子束在不与输送管碰撞的情况下输送到粒子射线照射装置。
例如在专利文献1中记载了利用多个调整螺栓、致动器对设置在支架上的加速器用电磁铁的位置和姿态进行调整的高能加速器用电磁铁的对准系统。专利文献1的对准系统包括用于在水平方向上对一个电磁铁进行调整的四个调整螺栓、以及用于在垂直方向上对该电磁铁进行调整的四个调整螺栓，各调整螺栓由致动器来控制。
此外，专利文献2记载了将对带电粒子束进行加速的前级加速装置、和对从前级加速装置射出的带电粒子束进行进一步加速的同步加速器进行立体配置的加速器系统。将连接前级加速装置和同步加速器的射束输送单元垂直配置。射束输送单元的偏转电磁铁及四极电磁铁固定在固定板上，该固定板垂直配置在固定于屏蔽壁上的板状支架的侧面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2006－302818号公报(0016段～0018段，图1、图2)
专利文献2：日本专利特开2009－217938号公报(0027段～0031段，图2、图3)
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1的对准系统利用四个用于在垂直方向上进行调整的调整螺栓对偏转电磁铁进行支承，在带电粒子束的入射侧和射出侧的高度有较大差异的情况下，即带电粒子束相对于设置加速器的地板的入射角度和射出角度有不同的情况下，需要另外设置防止偏转电磁铁的偏移、维持设置角度的支承结构。由此，专利文献1的对准系统存在配置自由度低且整个设备大型化的问题。
专利文献2的加速器系统在垂直配置的射束输送单元中使用了巨大的板(支架)、固定板来固定偏转电磁铁及四极电磁铁，因此复杂且开放空间较少，对于用于向偏转电磁铁及四极电磁铁进行供电的线缆的配置以及对电磁铁进行冷却的冷却水配管的配置，也存在设置场所的限制较大等问题。
本发明的目的在于获得一种大型电磁铁的配置自由度高、且能使整个设备紧凑的对大型电磁铁进行支承的电磁铁支承台。
用于解决技术问题的技术手段
本发明的电磁铁支承台的特征在于，对具有由两个枢轴构成的枢轴对的电磁铁进行支承，上述两个枢轴设置在彼此相对的侧面上，且彼此的中心轴一致，该电磁铁支承台具备：与枢轴的个数相同、且设置有以覆盖枢轴的外表面的方式来进行卡合的卡合部的支承金属件；以及经由使支承金属件在垂直方向上移动的垂直方向调整部来对支承金属件进行保持的支架。本发明的另一电磁铁支承台的特征在于，对具有由两个凹陷、即卡合部构成的卡合部对的电磁铁进行支承，上述两个凹陷设置在彼此相对的侧面上，且彼此的中心轴一致，该电磁铁支承台具备：与卡合部的个数相同、且设置有以将外表面插入卡合部的方式进行卡合的枢轴的支承金属件；以及经由使支承金属件在垂直方向上移动的垂直方向调整部来对支承金属件进行保持的支架。
发明效果
根据本发明的电磁铁支承台，由于使用枢轴以及与枢轴卡合的卡合部来对电磁铁进行支承，因此大型电磁铁的配置自由度较高，能使设备整体变得紧凑。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的电磁铁支承台的图。
图2是图1的A部分的放大图。
图3是图1的A部分的侧视图。
图4是表示本发明实施方式1的电磁铁支承台与电磁铁的卡合关系的图。
图5是表示本发明实施方式2的电磁铁支承台的图。
图6是图5的B部分的放大图。
图7是图5的B部分的侧视图。
图8是表示本发明实施方式2的电磁铁支承台与电磁铁的卡合关系的图。
图9是表示本发明实施方式3的电磁铁支承台的图。
图10是图9的C部分的放大图。
图11是图9的C部分的侧视图。
图12是表示本发明实施方式3的电磁铁支承台与电磁铁的卡合关系的图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示本发明实施方式1的电磁铁支承台的图。图2是图1的A部分的放大图，图3是图1的A部分的侧视图。图4是表示本发明实施方式1的电磁铁支承台与电磁铁的卡合关系的图，并用截面示出主要部分。由电磁铁盖板31覆盖的电磁铁30由电磁铁支承台20支承。电磁铁支承台20具备设置在地板35上的下部支架24、上部支架23、支承电磁铁30的多个支承金属件10、水平方向调整部22、以及垂直方向调整部21。电磁铁盖板31上具备与支承金属件10卡合的多个枢轴32。下部支架24、上部支架23、水平方向调整部22构成支架26。电磁铁30对带电粒子束的射束路径进行控制。
如图3、图4所示，枢轴32是圆筒形的突起，并嵌入到支承金属件10中。枢轴32以能相对于枢轴32的中心轴34旋转的方式被支承金属件10支承。支承金属件10包括与垂直方向调整部21相连的底板16、与枢轴32卡合的连接板12、以及与底板16和连接板12相连的侧板15。将使用枢轴的电磁铁支承台称为枢轴方式的电磁铁支承台。
水平方向调整部22具备在X方向上对上述支架23的位置进行调整的调整螺栓17a、及在Y方向上对上部支架23的位置进行调整的调整螺栓17b。垂直方向调整部21在Z方向上对支承金属件10相对于上述支架23的位置进行调整。垂直方向调整部21具备调整螺钉棒13及螺母14。
枢轴32的外表面(圆面及圆筒侧面)以及进行了高精度的加工。与电磁铁30相对配置的两个枢轴32、即枢轴对33中，各枢轴32的中心轴34一致。连接板12上与枢轴32卡合的凹陷、即卡合部19进行了高精度的加工。连接板12上形成有以中心轴34为中心的贯通孔18，枢轴32上形成有以中心轴34为中心的螺钉孔36。使支承金属件10与枢轴32嵌合来进行卡合，利用固定螺栓11进行连接，来防止支承金属件10与枢轴32分离。由于贯通孔18与固定螺栓11的轴不接触，因此不会妨碍枢轴32的外表面与支承金属件10的卡合部19的滑动。
对电磁铁30的设置方法进行说明。图1所示的电磁铁30在图中的左右两侧具备两个枢轴对33、即四个枢轴32。例如，左侧的枢轴对33(第一枢轴对)配置在带电粒子束的入射侧，右侧的枢轴对33(第二枢轴对)配置在带电粒子束的射出侧。各枢轴32与支承金属件10相配合，利用固定螺栓11将各枢轴32与支承金属件10连接。利用调整螺钉棒13及螺母14使支承金属件10与上部支架23结合。之后，利用垂直方向调整部21及水平方向调整部22对电磁铁30的位置和姿态进行调整。图1的示例中，与第一枢轴对中的枢轴32卡合的支承金属件10和与第二枢轴对中的枢轴32卡合的支承金属件10的垂直方向位置不同。
由于实施方式1的电磁铁支承台20为枢轴方式，因此即使在带电粒子束的入射侧和射出侧的高度有较大差异的情况下，即在带电粒子束相对于设置电磁铁30的地板35的入射角度和射出角度不同的情况下，与专利文献1不同，能在不另外使用防止电磁铁偏移、维持设置角度的支承结构的情况下，高精度且可调整地对电磁铁30进行支承。能降低枢轴32中的中心轴34方向的高度(突起高度)，也能使与枢轴32卡合的支承金属件10中的中心轴34方向的宽度较窄，从而能使枢轴32及支承金属件10小型化。实施方式1的电磁铁支承台20中，由于枢轴32及支承金属件10较为小型，因此能使电磁铁30和电磁铁支承台20整体紧凑。
此外，实施方式1的电磁铁支承台20能利用小型的枢轴32及支承金属件10来对电磁铁30进行支承，因此无需在电磁铁30的周围使用专利文献2那样巨大的板、固定板，从而能将电磁铁30的周围变成较宽的开放空间。实施方式1的电磁铁支承台20由于在电磁铁30的周围广泛设置可利用的空间，因此能减少对用于向电磁铁30供电的线缆的配置位置、和对电磁铁30进行冷却的冷却水配管的配置位置的限制，能提高电磁铁30的配置自由度。
根据实施方式1的电磁铁支承台20，对具有由两个枢轴32构成的枢轴对33的电磁铁30进行支承，上述两个枢轴32设置在彼此相对的侧面上，且彼此的中心轴34一致，该电磁铁支承台20具备：与枢轴32的个数相同、且设置有以覆盖枢轴32的外表面的方式来进行卡合的卡合部19的支承金属件10；以及经由使支承金属件10在垂直方向上移动的垂直方向调整部21来保持支承金属件10的支架26，因此大型电磁铁的配置自由度较高，能使设备整体变得紧凑。
实施方式2
实施方式1中，对利用固定螺栓11将枢轴32和支承金属件10连接的示例进行了说明，但也可以通过提高枢轴32的外表面与支承金属件10的卡合部19的嵌合精度、即卡合精度，从而能不使用固定螺栓11。实施方式2的电磁铁支承台20是在不使用固定螺栓11的情况下使枢轴32与支承金属件10连接的示例。
图5是表示本发明实施方式2的电磁铁支承台的图。图6是图5的B部分的放大图，图7是图5的B部分的侧视图。图8是表示本发明实施方式2的电磁铁支承台与电磁铁的卡合关系的图，并用截面示出主要部分。实施方式2的电磁铁支承台20与实施方式1的不同之处在于，包括不具有实施方式1的贯通孔18的支承金属件10。此外，电磁铁30的枢轴32不具有实施方式1的螺钉孔36。
由于实施方式2的电磁铁支承台20的支承金属件10不具有实施方式1的贯通孔18，因此能使用卡合部19较小、即卡合部19的直径较小的支承金属件10。由于实施方式2的电磁铁支承台20能使支承金属件10比实施方式1小，因此与实施方式1相比能在电磁铁30的周围设置更大的可利用空间，从而能进一步提高电磁铁30的配置自由度。
实施方式3
在实施方式1和2中，对枢轴32配置在电磁铁30的电磁铁盖板31上且卡合部19形成在连接板12上的例子进行了说明，但也可以在支承金属件10上配置枢轴32，并将具备卡合部19的卡合板38配置在电磁铁30的电磁铁盖板31上。实施方式3的电磁铁支承台20是枢轴32配置在支承金属件10上且具备卡合部19的卡合板38配置在电磁铁30的电磁铁盖板31上的例子。
图9是表示本发明实施方式3的电磁铁支承台的图。图10是图9的C部分的放大图，图11是图9的C部分的侧视图。图12是表示本发明实施方式3的电磁铁支承台与电磁铁的卡合关系的图，并用截面示出主要部分。实施方式3的电磁铁支承台20与实施方式2的电磁铁支承台20的不同点在于，支承金属件10的连接板12上设有枢轴32，且具备以与枢轴32嵌合的方式来进行卡合的卡合部19的卡合板38设置在电磁铁30的电磁铁盖板31上。中心轴34一致的两个卡合板38构成卡合板对39，中心轴34一致的两个卡合部19构成卡合部对。例如，左侧的卡合板对39的卡合部19(第一卡合部对)配置在带电粒子束的入射侧，右侧的卡合板对39的卡合部19(第二卡合部对)配置在带电粒子束的射出侧。图9的示例中，与第一卡合部对中的卡合部19卡合的支承金属件10和与第二卡合部对中的卡合部19卡合的支承金属件10的垂直方向位置不同。实施方式3的电磁铁支承台20能起到与实施方式2相同的效果。
根据实施方式3的电磁铁支承台20，对具有由两个凹陷、即卡合部19构成的卡合部对(卡合板对39)的电磁铁30进行支承，上述两个凹陷设置在彼此相对的侧面上，且彼此的中心轴34一致，该电磁铁支承台20具备：与卡合部19的个数相同、且设置有以将外表面插入卡合部19的方式进行卡合的枢轴32的支承金属件10；以及经由使支承金属件10在垂直方向上移动的垂直方向调整部21来保持支承金属件10的支架26，因此大型电磁铁的配置自由度较高，能使设备整体变得紧凑。
另外，在实施方式1～3的电磁铁支承台20中，对带电粒子束相对于设置电磁铁30的地板35的入射角度和射出角度不同的情况进行了说明，但本发明的使用枢轴32和支承金属件10的电磁铁30的支承方法也能适用于带电粒子束的入射角度和射出角度几乎相同的情况下的电磁铁支承台20。
标号说明
10支承金属件
13调整螺钉棒
14螺母
19卡合部
20电磁铁支承台
21垂直方向调整部
22水平方向调整部
23上部支架
24下部支架
26支架
30电磁铁
32枢轴
33枢轴对
34中心轴
39卡合板对

Claims (6)

1.一种电磁铁支承台，对控制带电粒子束的射束路径的电磁铁进行支承，其特征在于，
所述电磁铁具有由两个枢轴构成的枢轴对，该两个枢轴设置在彼此相对的侧面上，且彼此的中心轴一致，
该电磁铁支承台包括：支承金属件，该支承金属件的个数与所述枢轴的个数相同，且设置有以覆盖所述枢轴的外表面的方式来进行卡合的卡合部；以及
支架，该支架经由使所述支承金属件在垂直方向上移动的垂直方向调整部来对所述支承金属件进行保持。
2.如权利要求1所述的电磁铁支承台，其特征在于，所述电磁铁具有配置在所述带电粒子束的入射侧的所述枢轴对即第一枢轴对、以及配置在所述带电粒子束的射出侧的所述枢轴对即第二枢轴对，
与所述第一枢轴对中的所述枢轴卡合的所述支承金属件、和与所述第二枢轴对中的所述枢轴卡合的所述支承金属件的垂直方向位置不同。
3.一种电磁铁支承台，对控制带电粒子束的射束路径的电磁铁进行支承，其特征在于，
所述电磁铁具有由两个凹陷即卡合部构成的卡合部对，该两个凹陷设置在彼此相对的侧面上，且彼此的中心轴一致，
该电磁铁支承台包括：支承金属件，该支承金属件的个数与所述卡合部的个数相同，且设置有以将外表面插入所述卡合部的方式进行卡合的枢轴；以及
支架，该支架经由使所述支承金属件在垂直方向上移动的垂直方向调整部来对所述支承金属件进行保持。
4.如权利要求3所述的电磁铁支承台，其特征在于，所述电磁铁具有配置在所述带电粒子束的入射侧的所述卡合部对即第一卡合部对、以及配置在所述带电粒子束的射出侧的所述卡合部对即第二卡合部对，
与所述第一卡合部对中的所述卡合部卡合的所述支承金属件、和与所述第二卡合部对中的所述卡合部卡合的所述支承金属件的垂直方向位置不同。
5.如权利要求1至4的任一项所述的电磁铁支承台，其特征在于，所述垂直方向调整部具有调整螺钉棒和螺母，通过变更所述螺母相对于所述调整螺钉棒的位置，从而调整所述支承金属件的所述垂直方向位置。
6.如权利要求1至5的任一项所述的电磁铁支承台，其特征在于，所述支架包括下部支架、上部支架、以及使所述上部支架相对于所述下部支架在水平方向上移动的水平方向调整部。
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