JP2553318B2 - 超電導磁石装置 - Google Patents
超電導磁石装置Info
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- JP2553318B2 JP2553318B2 JP6032027A JP3202794A JP2553318B2 JP 2553318 B2 JP2553318 B2 JP 2553318B2 JP 6032027 A JP6032027 A JP 6032027A JP 3202794 A JP3202794 A JP 3202794A JP 2553318 B2 JP2553318 B2 JP 2553318B2
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- Japan
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- cylindrical substrates
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単位超電導磁石を直列
的あるいは並列的に複数接続して用いて構成される超電
導磁石装置に関する。
的あるいは並列的に複数接続して用いて構成される超電
導磁石装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導現象を利用した超電導磁石装置
は、さまざまな分野に応用が期待されている。このよう
な超電導磁石装置は単位超電導磁石を直列的あるいは並
列的に複数接続して用いられることが多い。
は、さまざまな分野に応用が期待されている。このよう
な超電導磁石装置は単位超電導磁石を直列的あるいは並
列的に複数接続して用いられることが多い。
【０００３】単位超電導磁石を複数組合わせて用いる場
合には、一般的に超電導磁石装置全体としてその超電導
磁石を組合わせた大きさになり、超電導磁石装置が大型
化し、また超電導磁石装置全体としての剛性も低下する
という欠点があった。
合には、一般的に超電導磁石装置全体としてその超電導
磁石を組合わせた大きさになり、超電導磁石装置が大型
化し、また超電導磁石装置全体としての剛性も低下する
という欠点があった。
【０００４】本発明は、上記のように単位超電導磁石を
複数組合わせて用いる場合には、超電導磁石装置が大型
化し、また超電導磁石装置全体としての剛性も低下する
という状況に鑑みてなされたもので、その目的とすると
ころは小型で剛性も高い超電導磁石装置を提供すること
にある。
複数組合わせて用いる場合には、超電導磁石装置が大型
化し、また超電導磁石装置全体としての剛性も低下する
という状況に鑑みてなされたもので、その目的とすると
ころは小型で剛性も高い超電導磁石装置を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明による超電導磁石装置は、それ
ぞれ径が異なり同軸的に多重配置される複数の中空筒状
基体と、これら中空筒状基体の周面にそれぞれ密着して
螺旋状に設けられる超電導導体と、前記複数の中空筒状
基体のそれぞれの一端部が嵌入するように同軸的に複数
の溝が形成され、この溝内に密着して設けられ前記超電
導導体と接続するための超電導短絡導体とを備え、前記
超電導導体同士を前記超電導短絡導体によりそれぞれ並
列的に接続して成ることを特徴としている。
に請求項１に記載の発明による超電導磁石装置は、それ
ぞれ径が異なり同軸的に多重配置される複数の中空筒状
基体と、これら中空筒状基体の周面にそれぞれ密着して
螺旋状に設けられる超電導導体と、前記複数の中空筒状
基体のそれぞれの一端部が嵌入するように同軸的に複数
の溝が形成され、この溝内に密着して設けられ前記超電
導導体と接続するための超電導短絡導体とを備え、前記
超電導導体同士を前記超電導短絡導体によりそれぞれ並
列的に接続して成ることを特徴としている。
【０００６】また、請求項２に記載の発明による超電導
磁石装置は、それぞれ径が異なり同軸的に多重配置され
る複数の中空筒状基体と、これら中空筒状基体の周面に
それぞれ密着して設けられ、隣り合う前記中空筒状基体
にそれぞれ互いの進行方向が逆向きとなるような螺旋状
に形成された超電導導体と、前記複数の中空筒状基体の
それぞれの一端部が嵌入するように同軸的に複数の溝が
形成され、この溝内に密着して設けられ前記超電導導体
と接続するための超電導短絡導体とを備え、前記超電導
導体同士を前記超電導短絡導体によりそれぞれ直列的に
接続して成ることを特徴としている。
磁石装置は、それぞれ径が異なり同軸的に多重配置され
る複数の中空筒状基体と、これら中空筒状基体の周面に
それぞれ密着して設けられ、隣り合う前記中空筒状基体
にそれぞれ互いの進行方向が逆向きとなるような螺旋状
に形成された超電導導体と、前記複数の中空筒状基体の
それぞれの一端部が嵌入するように同軸的に複数の溝が
形成され、この溝内に密着して設けられ前記超電導導体
と接続するための超電導短絡導体とを備え、前記超電導
導体同士を前記超電導短絡導体によりそれぞれ直列的に
接続して成ることを特徴としている。
【０００７】
【作用】上記のように構成された請求項１に記載の超電
導磁石装置によれば、複数の単位超電導磁石を多重配置
しているため、外観上の大きさは最も大きな径の筒状基
体の内部に、他の筒状基体が収納されて極めてコンパク
トに構成できる。また、短絡部材により複数の基体を一
体的に強固に支持しているので、超電導磁石装置全体と
しての剛性が高くとれる。さらに、基体および短絡部材
に超電導導体が密着して設けられているので、基体ある
いは短絡部材と超電導導体との相対移動が抑制されて、
摩擦熱に起因したクエンチが発生し難い。
導磁石装置によれば、複数の単位超電導磁石を多重配置
しているため、外観上の大きさは最も大きな径の筒状基
体の内部に、他の筒状基体が収納されて極めてコンパク
トに構成できる。また、短絡部材により複数の基体を一
体的に強固に支持しているので、超電導磁石装置全体と
しての剛性が高くとれる。さらに、基体および短絡部材
に超電導導体が密着して設けられているので、基体ある
いは短絡部材と超電導導体との相対移動が抑制されて、
摩擦熱に起因したクエンチが発生し難い。
【０００８】また上記のように構成された請求項２に記
載の超電導磁石装置によれば、請求項１に記載の作用が
同様に得られることに加えて、単位磁石を直列的に接続
する時に、超電導導体は、隣り合う基体にそれぞれ互い
の進行方向が逆向きとなるような螺旋形状に設けられて
いるので、超電導導体に発生する電磁力を隣り合う超電
導導体同士で互いに打消し合うことができ、超電導導体
の発熱も極めて小さく抑制できる。
載の超電導磁石装置によれば、請求項１に記載の作用が
同様に得られることに加えて、単位磁石を直列的に接続
する時に、超電導導体は、隣り合う基体にそれぞれ互い
の進行方向が逆向きとなるような螺旋形状に設けられて
いるので、超電導導体に発生する電磁力を隣り合う超電
導導体同士で互いに打消し合うことができ、超電導導体
の発熱も極めて小さく抑制できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の超電導磁石装置の一実施例に
ついて図面を参照して説明する。
ついて図面を参照して説明する。
【００１０】本発明の超電導磁石装置は単位超電導磁石
を複数直列あるいは並列に接続して超電導磁石装置を構
成するものであり、この単位磁石の構成の詳細について
は、後述するが、基本的には中空筒状基体の周囲に超電
導導体を螺旋状に密着して設けて構成されている。
を複数直列あるいは並列に接続して超電導磁石装置を構
成するものであり、この単位磁石の構成の詳細について
は、後述するが、基本的には中空筒状基体の周囲に超電
導導体を螺旋状に密着して設けて構成されている。
【００１１】図１において示す実施例は、３つの単位磁
石を用いて超電導磁石装置を構成する例であり、大中小
とそれぞれ径の異なる３つの単位磁石２１，２２，２３
を非接触状態で同軸的に多重配置して、これら単位磁石
２１，２２，２３の両端を端板２５で固定するようにし
た構成である。なお、各々の単位磁石には超電導導体１
３が螺旋状に密着して設けられている。
石を用いて超電導磁石装置を構成する例であり、大中小
とそれぞれ径の異なる３つの単位磁石２１，２２，２３
を非接触状態で同軸的に多重配置して、これら単位磁石
２１，２２，２３の両端を端板２５で固定するようにし
た構成である。なお、各々の単位磁石には超電導導体１
３が螺旋状に密着して設けられている。
【００１２】端板２５は、図２（ａ）および（ｂ）に示
すように、円板状の部材の一方の面に単位磁石２１乃至
２３の各端部が嵌入し得る３本の溝２６，２７，２８を
同軸的に形成したものである。この端板２５を用いて単
位磁石２１乃至２３を短絡させるには例えば次に示す構
成が採用される。
すように、円板状の部材の一方の面に単位磁石２１乃至
２３の各端部が嵌入し得る３本の溝２６，２７，２８を
同軸的に形成したものである。この端板２５を用いて単
位磁石２１乃至２３を短絡させるには例えば次に示す構
成が採用される。
【００１３】
【００１４】すなわち、図示のごとく各溝２６乃至２８
に単位磁石のそれぞれの超電導導体１３に接触する面に
超電導導体からなる短絡部２９，３０，３１を設ける構
成である。これらの短絡部２９乃至３１は例えば溝２６
乃至２８内に密着して設けられた超電導導体層から成
り、これらの短絡部２９乃至３１を適当な方法で短絡さ
せれば良い。
に単位磁石のそれぞれの超電導導体１３に接触する面に
超電導導体からなる短絡部２９，３０，３１を設ける構
成である。これらの短絡部２９乃至３１は例えば溝２６
乃至２８内に密着して設けられた超電導導体層から成
り、これらの短絡部２９乃至３１を適当な方法で短絡さ
せれば良い。
【００１５】このように構成することによって、超電導
導体１３を簡単に並列接続することができるので、一つ
の単位磁石から成るものに比較してその電流容量を増加
させることができる。この結果、高い磁界を発生させ得
る超電導磁石装置を提供することができる。しかも、上
記実施例では各単位磁石２１乃至２３の両端を端板２５
に嵌合させるだけで各単位磁石２１乃至２３に形成され
た超電導導体１３を並列接続できるので、製作性も良好
である。特に、後述するように超電導導体１３を薄膜形
成法により形成した超電導導体層から構成した場合には
上記短絡方法は有効である。
導体１３を簡単に並列接続することができるので、一つ
の単位磁石から成るものに比較してその電流容量を増加
させることができる。この結果、高い磁界を発生させ得
る超電導磁石装置を提供することができる。しかも、上
記実施例では各単位磁石２１乃至２３の両端を端板２５
に嵌合させるだけで各単位磁石２１乃至２３に形成され
た超電導導体１３を並列接続できるので、製作性も良好
である。特に、後述するように超電導導体１３を薄膜形
成法により形成した超電導導体層から構成した場合には
上記短絡方法は有効である。
【００１６】なお、短絡部２９乃至３１の接続方法を工
夫することにより各超電導導体１３を直列接続すること
も可能である。このように直列接続する場合には以下の
構成が有効である。すなわち、直列接続された超電導導
体１３同士が互いに逆方向に進行するような螺旋になる
ように単位磁石を多重配置するのである。このように構
成することにより各単位磁石で発生する磁場の影響を互
いに打消すことができるという優れた作用・効果が得ら
れる。
夫することにより各超電導導体１３を直列接続すること
も可能である。このように直列接続する場合には以下の
構成が有効である。すなわち、直列接続された超電導導
体１３同士が互いに逆方向に進行するような螺旋になる
ように単位磁石を多重配置するのである。このように構
成することにより各単位磁石で発生する磁場の影響を互
いに打消すことができるという優れた作用・効果が得ら
れる。
【００１７】次に、図３に示す例は本発明の超電導磁石
装置の比較例として示すものである。図３に示す比較例
においては、各単位磁石２１乃至２３の各超電導体１３
の接続を各単位磁石２１乃至２３の各外周端部を超電導
導体から成るリード線３５で接続するようにしたもので
ある。このようにリード線３５で接続する場合には図２
に示すような端板２５の製作が不要になるが、超電導磁
石装置全体としての剛性が弱くなるという問題を有して
いる。
装置の比較例として示すものである。図３に示す比較例
においては、各単位磁石２１乃至２３の各超電導体１３
の接続を各単位磁石２１乃至２３の各外周端部を超電導
導体から成るリード線３５で接続するようにしたもので
ある。このようにリード線３５で接続する場合には図２
に示すような端板２５の製作が不要になるが、超電導磁
石装置全体としての剛性が弱くなるという問題を有して
いる。
【００１８】以下に、本発明の超電導磁石装置に用いら
れる単位磁石の一構成例について説明する。
れる単位磁石の一構成例について説明する。
【００１９】図４は、単位磁石の外観を示すものであ
り、この単位磁石１１は中空筒状基体１２の外周面（外
表面）に、上記基体１２の軸方向に進行するような螺旋
状の超電導導体層１３を形成したものである。中空筒状
基体１２は例えば強化プラスチックあるいはセラミック
ス等の比較的強度の高い絶縁体、またはステンレス鋼製
の中空筒状の外周面に例えばセラミックスまたはポリビ
ニル・ホルマール樹脂（ＰＶＦ）等の絶縁層をコーティ
ングしたもの等で形成されている。
り、この単位磁石１１は中空筒状基体１２の外周面（外
表面）に、上記基体１２の軸方向に進行するような螺旋
状の超電導導体層１３を形成したものである。中空筒状
基体１２は例えば強化プラスチックあるいはセラミック
ス等の比較的強度の高い絶縁体、またはステンレス鋼製
の中空筒状の外周面に例えばセラミックスまたはポリビ
ニル・ホルマール樹脂（ＰＶＦ）等の絶縁層をコーティ
ングしたもの等で形成されている。
【００２０】超電導導体１３は、このように形成された
中空筒状基体１２の上面にＮｂＮ、ＮｂＣ，Ｎｂ3 Ｇｅ
等の超電導導体を例えば蒸着法などの薄膜形成法により
隣り合う螺旋同士の超電導導体を絶縁状態に形成したも
のである。この超電導導体層１３は、螺旋状に蒸着され
ているので、ちょうど導体をコイル状に巻回したのと同
様の機能を有するとともに、基体１２と超電導導体層１
３とが強固に一体的に密着しているので、導体を巻回し
て製作される従来の巻線型の磁石と比較して導体の拘束
力を大幅に向上させることができる。したがって、高い
磁界を発生させた場合でも、超電導導体層１３と基体１
２との相対移動（振動）等を生起することなくこれによ
るクエンチを引起こすようなことがない。その結果、超
電導導体を安定に維持させることができ、信頼性の高い
超電導磁石装置を提供できる。
中空筒状基体１２の上面にＮｂＮ、ＮｂＣ，Ｎｂ3 Ｇｅ
等の超電導導体を例えば蒸着法などの薄膜形成法により
隣り合う螺旋同士の超電導導体を絶縁状態に形成したも
のである。この超電導導体層１３は、螺旋状に蒸着され
ているので、ちょうど導体をコイル状に巻回したのと同
様の機能を有するとともに、基体１２と超電導導体層１
３とが強固に一体的に密着しているので、導体を巻回し
て製作される従来の巻線型の磁石と比較して導体の拘束
力を大幅に向上させることができる。したがって、高い
磁界を発生させた場合でも、超電導導体層１３と基体１
２との相対移動（振動）等を生起することなくこれによ
るクエンチを引起こすようなことがない。その結果、超
電導導体を安定に維持させることができ、信頼性の高い
超電導磁石装置を提供できる。
【００２１】図５および図６は、本発明の超電導磁石装
置に用いられる単位磁石の他の構成例を示している。
置に用いられる単位磁石の他の構成例を示している。
【００２２】この構成例における単位磁石１５は、中空
筒状基体１６を絶縁筒１７の外周面（外表面）に安定化
銅層１８を形成して構成したものとなっている。安定化
銅層１８は、絶縁筒１７の外周面に例えば、蒸着法など
の薄膜形成法により形成した銅層に絶縁を図るための螺
旋状のスリット１９を設けて形成されたものである。超
電導導体層１３は、安定化銅層１８の表面に安定化銅層
１８に添設するように一体的に密着して形成されてい
る。
筒状基体１６を絶縁筒１７の外周面（外表面）に安定化
銅層１８を形成して構成したものとなっている。安定化
銅層１８は、絶縁筒１７の外周面に例えば、蒸着法など
の薄膜形成法により形成した銅層に絶縁を図るための螺
旋状のスリット１９を設けて形成されたものである。超
電導導体層１３は、安定化銅層１８の表面に安定化銅層
１８に添設するように一体的に密着して形成されてい
る。
【００２３】単位磁石１５をこのように安定化銅層１８
を設けて構成すれば、万一、超電導導体層１３がクエン
チ（常電導転移）した場合の超電導磁石装置の健全性を
高めることができる。
を設けて構成すれば、万一、超電導導体層１３がクエン
チ（常電導転移）した場合の超電導磁石装置の健全性を
高めることができる。
【００２４】なお、以上の各実施例においては、超電導
導体層１３を中空筒状基体の外周面（外表面）に形成す
るようにしているが、例えば超電導導体層１３が外側方
向の力を受ける場合には超電導導体層１３を中空筒状基
体の内周面（内表面）に形成するようにしても良く、ま
た単位磁石の構成も上記実施例に限定されるものではな
い。。
導体層１３を中空筒状基体の外周面（外表面）に形成す
るようにしているが、例えば超電導導体層１３が外側方
向の力を受ける場合には超電導導体層１３を中空筒状基
体の内周面（内表面）に形成するようにしても良く、ま
た単位磁石の構成も上記実施例に限定されるものではな
い。。
【００２５】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
上記実施例を種々変形して実施することができる。
上記実施例を種々変形して実施することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述してきたように、本発明の超電
導磁石装置は極めてコンパクトに構成できると共に、短
絡部材により複数の基体を一体的に強固に支持している
ので、超電導磁石装置全体としての剛性が高くとれる。
さらに、基体および短絡部材に超電導導体が密着して設
けられているので、基体あるいは短絡部材と超電導導体
との相対移動が抑制されて、摩擦熱に起因したクエンチ
が発生し難い。
導磁石装置は極めてコンパクトに構成できると共に、短
絡部材により複数の基体を一体的に強固に支持している
ので、超電導磁石装置全体としての剛性が高くとれる。
さらに、基体および短絡部材に超電導導体が密着して設
けられているので、基体あるいは短絡部材と超電導導体
との相対移動が抑制されて、摩擦熱に起因したクエンチ
が発生し難い。
【図１】 本発明の超電導磁石装置の一実施例を示す斜
視図。
視図。
【図２】 本発明の超電導磁石装置に用いられる端板の
平面図。
平面図。
【図３】 本発明の超電導磁石装置の他の実施例を示す
斜視図。
斜視図。
【図４】 本発明の超電導磁石装置に用いられる単位磁
石の一構成例を示す斜視図。
石の一構成例を示す斜視図。
【図５】 本発明の超電導磁石装置に用いられる単位磁
石の一構成例の説明を行うための斜視図。
石の一構成例の説明を行うための斜視図。
【図６】 本発明の超電導磁石装置に用いられる単位磁
石の一構成例を示す斜視図。
石の一構成例を示す斜視図。
１１ 単位磁石 １２ 中空筒状基体 １３ 超電導導体（超電導導体層） １５ 単位磁石 １６ 中空筒状基体 １７ 絶縁筒 １８ 安定化銅層 １９ スリット ２１ 単位磁石 ２２ 単位磁石 ２３ 単位磁石 ２５ 端板 ２６ 溝 ２７ 溝 ２８ 溝 ２９ 短絡部 ３０ 短絡部 ３１ 短絡部 ３５ リード線
Claims (4)
- 【請求項１】それぞれ径が異なり同軸的に多重配置され
る複数の中空筒状基体と、 これら中空筒状基体の周面にそれぞれ密着して螺旋状に
設けられる超電導導体と、 前記複数の中空筒状基体のそれぞれの一端部が嵌入する
ように同軸的に複数の溝が形成され、この溝内に密着し
て設けられ前記超電導導体と接続するための超電導短絡
導体とを備え、 前記超電導導体同士を前記超電導短絡導体によりそれぞ
れ並列的に接続して成る ことを特徴とする超電導磁石装
置。 - 【請求項２】それぞれ径が異なり同軸的に多重配置され
る複数の中空筒状基体と、 これら中空筒状基体の周面にそれぞれ密着して設けら
れ、隣り合う前記中空筒状基体にそれぞれ互いの進行方
向が逆向きとなるような螺旋状に形成された超電導導体
と、 前記複数の中空筒状基体のそれぞれの一端部が嵌入する
ように同軸的に複数の溝が形成され、この溝内に密着し
て設けられ前記超電導導体と接続するための超電導短絡
導体とを備え、 前記超電導導体同士を前記超電導短絡導体によりそれぞ
れ直列的に接続して成ることを特徴とする 超電導磁石装
置。 - 【請求項３】 前記中空筒状基体は、絶縁材から成る筒体
の周面に安定化銅層を螺旋状に形成して構成され、前記
超電導導体は前記安定化銅層に密着して設けられている
ことを特徴とする請求項1 記載の超電導磁石装置。 - 【請求項４】 前記中空筒状基体は、絶縁材から成る筒体
の周面に安定化銅層を螺旋状に形成して構成され、前記
超電導導体は前記安定化銅層に密着して設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の超電導磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6032027A JP2553318B2 (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 超電導磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6032027A JP2553318B2 (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 超電導磁石装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750209A JPH0750209A (ja) | 1995-02-21 |
| JP2553318B2 true JP2553318B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=12347388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6032027A Expired - Lifetime JP2553318B2 (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 超電導磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553318B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4515588B2 (ja) * | 2000-03-17 | 2010-08-04 | 東京電力株式会社 | 超電導コイル装置 |
| JP2007081254A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Univ Of Tokyo | 超伝導電磁石及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5958803A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-04 | Fujikura Ltd | 超電導コイルの製造方法 |
-
1994
- 1994-02-04 JP JP6032027A patent/JP2553318B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0750209A (ja) | 1995-02-21 |
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