JP7142811B1

JP7142811B1 - 位置出し部材並びに超電導マグネット及び超電導マグネットの製造方法

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Publication number: JP7142811B1
Application number: JP2022536742A
Authority: JP
Inventors: 英明三浦; 泰佑服部
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2022-03-08
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2022-09-27
Anticipated expiration: 2042-03-08
Also published as: JPWO2023170773A1; WO2023170773A1

Abstract

ステージ（９）上に載置され、超電導マグネット（１）を構成する超電導線が巻回されたパンケーキコイル（２）の位置を調整するためにパンケーキコイル（２）の内側に設けられた位置出し部材（３）は、パンケーキコイル（２）の内周面側に面接触されるとともに、パンケーキコイル（２）の径方向に押圧する押圧機構（３１）を備え、押圧機構（３１）によりパンケーキコイル（２）の中心軸（５）をステージ（９）の予め決められた位置（４）に合わせるようにパンケーキコイル（２）の位置を調整する。これにより、個々のパンケーキコイル（２）の内径が異なっている場合においても、励磁中のパンケーキコイル（２）の変位を抑えることができ、超電導線材の超電導特性の劣化を抑制することが可能となる。

Description

本願は、超電導マグネット装置の超電導線材で巻回されたパンケーキコイルの位置出しに用いられる位置出し部材、並びにこの位置出し部材を用いた超電導マグネット及び超電導マグネットの製造方法に関するものである。

近年、金属シース中に超電導体が埋め込まれたもの、あるいは基板上に超電導薄膜を形成した超電導線材の開発が進められている。中でも、転移温度が、液体窒素温度以上の高温超電導体である酸化物超電導体からなる超電導層が設けられた酸化物系超電導線材が注目されている。トカマク型核融合炉用中心ソレノイドコイルを始めとする、高強度を有する磁場が必要とされる超電導マグネットにおいても、酸化物系超電導線材を巻回して形成された超電導コイルを用いて磁場を生成する技術が提案されている。

上記の超電導マグネットにおいては、酸化物系超電導線材の構造的な特徴から、剥離応力に弱く、超電導特性が劣化して、所望の磁場を生成できないといった課題がある（例えば、非特許文献１参照）。そこで、この問題点を解決すべく、超電導マグネットを形成する複数のパンケーキコイルをコイル内周面側から固定する超電導機器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

柳澤吉紀、前田秀明、"REBCOコイルの機械的な要因による超伝導特性の劣化"、TEION KOGAKU (J. Cryo. Super. Soc. Jpn.) Vol.48 No.4, 2013

特開２０１９―２０７９１７号公報

しかしながら、上記特許文献１の超電導コイル体では、製造誤差他により各パンケーキコイルのコイル内径の寸法が異なっている場合には、位置出し部材がコイル内周面側に接触せず、励磁中にコイルが変位する可能性がある。この変位により、パンケーキコイル間の接続部に機械応力が働き、結果として接続部付近の超電導線材の超電導特性を劣化させる可能性があるという課題があった。

本願は、上記の課題を解決するためになされたものであり、超電導マグネットを構成する各々のパンケーキコイルの内径寸法が異なっていても、励磁中におけるコイルの変位を抑え、超電導線材の特性の劣化を防ぐことを可能とするパンケーキコイル位置出し部材を得ることを目的としている。

本願に開示される第一の位置出し部材は、ステージ上に載置された超電導マグネットを構成する超電導線が巻回されたパンケーキコイルの位置を調整するために、前記パンケーキコイルの内側に設けられるとともに前記ステージ上に配置された位置出し部材であって、前記パンケーキコイルの内周面側に面接触する接触部材と、前記接触部材に取り付けられるとともに、前記パンケーキコイルの径方向に押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支える前記ステージ上に配置された保持部材と、により構成されている押圧機構を備え、前記押圧機構により前記パンケーキコイルの中心軸を前記ステージの予め決められた位置に合わせるように前記パンケーキコイルの位置を調整することを特徴とするものである。
また、本願に開示される第二の位置出し部材は、ステージ上に載置された超電導マグネットを構成する超電導線が巻回されるとともにパンケーキコイルの位置を調整するために、前記パンケーキコイルの内側に設けられるとともに前記ステージ上に配置された位置出し部材であって、前記パンケーキコイルの内周面側に面接触されるとともに、前記パンケーキコイルの径方向に押圧する押圧機構を備え、前記パンケーキコイルは、第１のパンケーキコイルと第２のパンケーキコイルとのユニットにより構成されるとともに、前記押圧機構により前記第１のパンケーキコイル及び前記第２のパンケーキコイルの中心軸を前記ステージの予め決められた位置に合わせるようにそれぞれ独立して調整されることを特徴とするものである。
また、本願に開示される第三の位置出し部材は、ステージ上に載置された超電導マグネットを構成する超電導線が巻回されたパンケーキコイルの位置を調整するために、前記パンケーキコイルの内側に設けられるとともに前記ステージ上に配置された位置出し部材であって、前記パンケーキコイルの内周面側に面接触されるとともに、前記パンケーキコイルの径方向に押圧する押圧機構を備え、前記位置出し部材の熱収縮率が、前記パンケーキコイルの熱収縮率よりも小さく、かつ前記押圧機構により前記パンケーキコイルの中心軸を前記ステージの予め決められた位置に合わせるように前記パンケーキコイルの位置を調整することを特徴とするものである。

また、本願に開示される超電導マグネットは、前記位置出し部材を用いて複数の前記パンケーキコイルが積層されて製造されたことを特徴とするものである。

さらに、本願に開示される超電導マグネットの製造方法は、超電導マグネットを構成する超電導線を巻回したパンケーキコイルをステージ上に載置する工程と、前記ステージに備えられた距離計により前記ステージの予め決められた位置と前記パンケーキコイルの中心軸との距離を計測する工程と、前記ステージに備えられた押圧機構を有する複数の位置出し部材を前記パンケーキコイルの内周面側に面接触させる工程と、前記押圧機構により前記パンケーキコイルの前記内周面側から径方向に押圧して、前記距離に基づいて前記パンケーキコイルの中心軸を前記ステージの予め決められた位置に合わせるように前記パンケーキコイルの位置を調整する工程と、を備えたことを特徴とするものである。

本願の位置出し部材によれば、超電導マグネットの製造時に、超電導マグネットを構成する各パンケーキコイルのそれぞれの内周面側に加える押圧を独立して調整することにより、個々のパンケーキコイルの内径寸法が異なっている場合においても、励磁中のパンケーキコイルの変位を抑えることができ、超電導マグネット装置の超電導線材の超電導特性の劣化を防ぐことが可能となるという効果がある。

実施の形態１に係る位置出し部材を使用した超電導マグネット装置の全体を示す概略断面図である。図１の超電導マグネット部分を示す概略斜視図である。図１のＡ－Ａ’線に沿ったパンケーキコイル及び位置出し部材を示す概略平面図である。図３のＢ－Ｂ’線に沿った超電導マグネット及び位置出し部材を示す断面図である。実施の形態２に係るパンケーキコイルと距離計の位置との関係を示す概略平面図である。実施の形態３における超電導マグネットの製造方法のフローチャートを示す図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る位置出し部材を使用した超電導マグネット装置の全体を示す概略断面図であり、図２は、図１に示した超電導マグネット部分を示す概略斜視図であり、図３は、図１のＡ－Ａ’線に沿ったパンケーキコイル及び位置出し部材を示す概略平面図であり、また、図４は、図３のＢ－Ｂ’線に沿った超電導マグネット及び位置出し部材を示す断面図である。

まず、図１を用いて、実施の形態１に係る超電導マグネット装置１０の全体構成について、説明する。超電導マグネット装置１０は、パンケーキコイル２と、積層された複数のパンケーキコイル２からなる超電導マグネット１と、超電導マグネット１が載置されるステージ９と、ステージ９に配置されパンケーキコイル２の位置出しを行う位置出し部材３と、超電導マグネット１を冷却する冷凍機６と、超電導マグネット１の熱輻射を遮蔽する輻射シールド槽７と、超電導マグネット１を収納するとともに低温を保持するクライオスタット８と、を備えている。

クライオスタット８の下部には、冷凍機６が取り付けられており、この冷凍機６は、第１の冷却部６１と第２の冷却部６２とを備え、一般的に、第１の冷却部６１は、数十Ｋ、第２の冷却部６２は数Ｋの温度に冷却される。第１の冷却部６１は、輻射シールド槽７と熱的に接続されている。また、第２の冷却部６２は、ステージ９とは熱的に接続され、それを介して、超電導マグネット１を冷却する。超電導マグネット１を載置するステージ９の材料としては、無酸素銅、あるいは高純度アルミニウムを始めとする良熱伝導体が好ましい。なお、図１には、記載されていないが、実際には、これらの他に電流を通電するためのリード線、電圧及び温度を計測するセンサのための計測線が設置される。なお、クライオスタット８の内部は、外気からの熱の侵入を少なくするため、真空状態に保持されている。

図２は、超電導マグネット１及び位置出し部材３を示す概略斜視図であり、図３は、図１のＡ－Ａ’線に沿ったパンケーキコイル２及び位置出し部材３を示す概略平面図である。図２及び図３に示すように、位置出し部材３が、超電導線材が巻回されたパンケーキコイル２の内周面に沿って、複数配置されている。パンケーキコイル２は、その中心軸５が、ステージ９の予め決められた位置４に来るように調整され、固定される。

図３は、パンケーキコイル２の中心軸５の位置がステージ９の予め決められた位置４に調整される前の状態を表している。図２及び図３では、位置出し部材３の個数が、３個である場合について示されており、各々の位置出し部材３により、パンケーキコイル２に加えられる押圧を調整することで、パンケーキコイル２の位置が一義的に決められ、固定される。なお、上図においては、位置出し部材３の個数が、３個である場合について示されているが、それ以外の個数の場合であっても構わない。また、この実施の形態の図２及び図３では、ステージ９の形状が円盤状である場合を例に示しているが他の形状であっても構わない。

図４は、図３のＢ－Ｂ’線に沿った断面図である。第１のパンケーキコイル２１と第２のパンケーキコイル２２とでコイルユニットが構成され、コイルユニットが複数段積層されて超電導マグネット１が構成されている。コイルユニット間には、電気的絶縁のために絶縁紙２３が挿入されている。第１のパンケーキコイル２１は、第１の押圧部材３１及び保持部材３３により内周面側から径方向に向かって押圧され、第１のパンケーキコイル２１の中心軸５１がステージ９の予め決められた位置４に来るように調整されて、ステージ９に固定される。また、第２のパンケーキコイル２２も同様に、第２の押圧部材３２及び保持部材３３により内周面側から径方向に向かって押圧され、第２のパンケーキコイル２２の中心軸５２がステージ９の予め決められた位置４に来るように調整されて、ステージ９に固定される。

なお、図４では、第１の押圧部材３１は、第１の接触部材３１１と第１の押圧部材３１２とにより構成され、第２の押圧部材３２は、第２の接触部材３２１と第２の押圧部材３２２とにより構成されている。図３に示すように、第１の接触部材３１１が、第１のパンケーキコイル２１の内周面側と良好な接触状態を保つよう、また、同様に、第２の接触部材３２１が、第２のパンケーキコイル２２の内周面側と良好な接触状態を保つよう、それぞれ位置出し部材３のパンケーキコイル２と接触する面の断面が半円柱型であることが好ましい。ただし、第１のパンケーキコイル２１、第２のパンケーキコイル２２の内周面側から径方向に押圧できる機構であれば、その構造は問わない。

また、第１の押圧部材３１２と保持部材３３との接続部においては、例えば、図４に示すように、第１の押圧部材３１２は棒状の形状を有し、側面に螺旋溝（雄ネジ）が形成されており、また、保持部材３３には螺旋溝が形成された孔（雌ネジ）を有し、第１の押圧部材３１２の螺旋溝と保持部材３３の螺旋溝とは互いに螺嵌関係を有する構造を持っている。第１のパンケーキコイル２１の位置決めは、第１の押圧部材３１２を回転させることにより第１の接触部材３１１を介して第１のパンケーキコイル２１を押圧し、第１のパンケーキコイル２１の中心軸５１がステージ９の予め決められた位置４に来るように調整することにより行う。３つの位置出し部材３において、上記操作をそれぞれ実施することにより、最終的に第１のパンケーキコイル２１の位置決めを行って固定する。第２の押圧部材３２２と保持部材３３との接続部の関係においても同様である。

なお、第１の押圧部材３１２及び第２の押圧部材３２２には、第１の接触部材３１１及び第１の接触部材３２１との反対側の尾部には、ドライバの先端形状に合わせて回転させるためのマイナス溝、プラス溝あるいは六角レンチのための六角穴が必要に応じて設けられている。また、位置出し部材３では、位置決め調整のみを行って、固定は他の部材で行うことであってもよい。

位置出し部材３の熱収縮率は、第１のパンケーキコイル２１、及び第２のパンケーキコイル２２の冷却時における熱収縮率よりも小さいことが好ましい。また、第１のパンケーキコイル２１と第２のパンケーキコイル２２とは、超電導線材、あるいは銅線により電気的に接続されている。位置出し部材３を構成する材料としては、非磁性体であればよく、上記条件を満たせば、その材質は問わない。

上記構造によれば、超電導マグネットの製造時に各パンケーキコイルの内径寸法に誤差がある場合においても、各パンケーキコイルの内面側部分と位置出し部材の接触部材とが密着することで、例えば、励磁中の電磁力、あるいは冷却時の熱応力が加わる環境においても、第１のパンケーキコイルおよび第２のパンケーキコイルの各々の変位を抑制することができる。それにより、第１のパンケーキコイルと第２のパンケーキコイルとが電気的に繋がれている接続部に機械的応力が加わることを抑制することができる。これにより、接続部及び接続部付近の第１のパンケーキコイル、あるいは第２のパンケーキコイルを構成する超電導線材に加わる機械的応力を抑制することができ、結果として、超電導特性の劣化の低減を実現することができる。

また、超電導マグネットにおいて、設計した磁場との誤差を少なくするためには、ステージの所定の位置と各々のパンケーキコイルの中心軸とを揃える必要がある。位置出し部材は、パンケーキコイルをコイル内周面側から径方向に押圧する機構を備えており、図２の紙面水平方向の位置を調節することが可能である。この機構により、ステージの予め決められた位置と各々のパンケーキコイルの中心軸とを一致させることができる。
したがって、本構造によれば超電導特性の劣化がなく、かつ、設計磁場と実際に形成される磁場との差異が小さい超電導マグネットを提供することができる。

このように、本実施の形態１に係る位置出し部材を使用して製造された超電導マグネットによれば、パンケーキコイルの位置出し部材により、超電導マグネットを構成する各々のパンケーキコイルのそれぞれの内周面側に加える押圧力を独立して調整することにより、個々のパンケーキコイルの内径寸法が異なっている場合においても、励磁中のパンケーキコイルの変位を抑えることができ、超電導線材の超電導特性の劣化を抑制することが可能となるという顕著な効果がある。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る超電導マグネットを構成するパンケーキコイルと距離計との関係を示す概略平面図である。距離計１１以外については、実施の形態１の図３と同様であるので説明を省略する。なお、図５では、位置出し部材３は省略されている。

実施の形態１で述べたように、超電導マグネット１において、設計した磁場との誤差を少くするためには、ステージ９の予め決められた位置４と、パンケーキコイル２の中心軸５とを一致させて、パンケーキコイル２を正確な位置に固定する必要がある。

超電導マグネット１が載置されるステージ９の予め決められた位置４に対するパンケーキコイル２の中心軸５の位置を計測するために、実施の形態２では、ステージ９の予め決められた位置４上に設置された距離計１１を用いて計測する。距離計１１により、ステージ９の予め決められた位置４とパンケーキコイル２の内周面までの距離が計測され、パンケーキコイル２の中心軸５の位置を特定する。ここで、パンケーキコイル２の中心軸５の位置を一義的に正確に特定するためには、計測点を３点以上とすることが望ましい。

次に、ステージ９の予め決められた位置４と計測されたパンケーキコイル２の内径までの距離に基づいて、パンケーキコイル２の中心軸５をステージ９の予め決められた位置と一致させるよう、ステージ９に設けられた位置出し部材３にて、パンケーキコイル２の位置を調整、固定する。

距離計１１によるステージ９の予め決められた位置４を基準とするパンケーキコイル２の中心軸５の位置を正確に特定するためには、例えば、レーザ変位計による非接触の計測が望ましい。あるいはステージ９の予め決められた位置４を基準として、そこからパンケーキコイル２の内周面までの距離を定規で直接計測する方法を採用しても構わない。また、上記説明では、距離計１１をステージ９の予め決められた位置４上に設置する場合について説明したが、ステージ９の予め決められた位置４上以外の場所に設置した場合においても、予め設置された距離計１１の位置とステージ９の予め決められた位置４との関係が分かれば、補正することにより距離を計測することが可能である。

このように、本実施の形態２に係る位置出し部材を使用して製造された超電導マグネットによれば、距離計によりパンケーキコイルの中心軸線の位置を正確に算出し、位置出し部材により、ステージの予め決められた位置に合わせてパンケーキコイルを正確な位置に固定することにより、設計した磁場との誤差を少くすることができ、超電導線材の超電導特性の劣化を抑制することが可能となるという顕著な効果がある。

実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係る超電導マグネットの製造方法を説明するためのフローチャートを示す図である。超電導マグネット装置１０及びその構成については、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

図１から図５を参照しながら、超電導マグネット１の製造方法についてフローチャートを用いて説明する。ここでは、パンケーキコイル２が第１のパンケーキコイル２１と第２のパンケーキコイル２２のユニットで構成されている場合について説明する。

まず、ステップＳ０１の工程では、第１のパンケーキコイル２１をステージ９に載置する。

次に、ステップＳ０２の工程では、第１のパンケーキコイル２１の内周面から求めたパンケーキコイル２１の中心軸５とステージ９の予め決められた位置４との距離をステージ９の予め決められた位置に配置されたレーザ変位計により計測する。

続いて、ステップＳ０３の工程では、第１のパンケーキコイル２１の中心軸５をステージ９の予め決められた位置４に合わせる。

さらに、ステップＳ０４の工程では、位置決め部材３を使用して、予め決められたステージの位置４に第１のパンケーキコイル２１の中心軸を合わせた状態で、第１のパンケーキコイル２１を内周面側から径方向に押圧し、第１のパンケーキコイル２１の位置を調整し、固定する。

ステップＳ０４の工程では、第１のパンケーキコイル２１のステップＳ０１の工程と同様に、第２のパンケーキコイル２２をステージ９に載置する。ここで、第１のパンケーキコイル２１と第２のパンケーキコイル２２とを電気的に絶縁するため、絶縁紙２３を第１のパンケーキコイル２１と第２のパンケーキコイル２２の間に挿入してもよい。また、第１のパンケーキコイル２１と第２のパンケーキコイル２２との間の伝熱を良好にするため、第１のパンケーキコイル２１と第２のパンケーキコイル２２との間に、無酸素銅、高純度アルミニウムといった良熱伝導体、グリス、あるいは樹脂他を挿入することが望ましい。

続いて、ステップＳ０５の工程では、第２のパンケーキコイル２２を第１のパンケーキコイル２１の上に積層して載置する。

次に、ステップＳ０６の工程では、第１のパンケーキコイル２１の内周面から求めたパンケーキコイル２１の中心軸５とステージ９の予め決められた位置４との距離をステージ９の予め決められた位置に配置されたレーザ変位計により計測する。

続いて、ステップＳ０７の工程では、第１のパンケーキコイル２１の中心軸５をステージ９の予め決められた位置４に合わせる。

さらに、ステップＳ０８の工程では、位置決め部材３を使用して、予め決められたステージの位置４に第２のパンケーキコイル２２の中心軸５２を合わせた状態で、第２のパンケーキコイル２２を内周面側から径方向に押圧し、第２のパンケーキコイル２２の位置を調整し、固定する。

また、上記、第１のパンケーキコイル及び第２のパンケーキコイルの位置がそれぞれ独立して順次調整された後に、図４の第１のパンケーキコイル２１と第２のパンケーキコイル２２を電気的に接続するための、接続部を設けることが望ましい。

ここでは、ステージ９上にパンケーキコイル２１を設置することを想定しているが、必ずしもステージ９の有無には拘らない。また、実施の形態２で説明したように、距離計測にレーザ変位計を用いる場合について説明したが他の方法であってもよい。また、位置決め部材３により第１のパンケーキコイル２１の位置の調整に併せて、固定も行う場合について説明したが、実施の形態２で説明したように、第１のパンケーキコイル２１の最終的な固定を別の部材、手段により行ってもよい。第２のパンケーキコイル２２についても同様である。

このように、本実施の形態３に係る超電導マグネットの製造方法によれば、各々のパンケーキコイルが位置出し部材に接触し、固定されているため、励磁時及び冷却時におけるパンケーキコイルの変位を抑制することができるため、超電導線材の超電導特性の劣化を抑制することができるとともに、各々のパンケーキコイルの中心軸線を一致させることができるため、設計磁場に対する実際の磁場の差異が小さい超電導マグネットを提供できるという顕著な効果がある。

なお、上記実施の形態に係る位置出し部材を用いて製造した超電導マグネット装置においては、複数の実施の形態を例に挙げて説明した。また、上記実施の形態では、超電導マグネットを構成する超電導線材として高アスペクト比を有する主に酸化物系超電導線材を用いる場合を例に挙げて説明したが、酸化物系超電導線材に限られるものではない。

また、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１超電導マグネット、２パンケーキコイル、２１第１のパンケーキコイル、２２第２のパンケーキコイル、３位置出し部材、３１第１の押圧部材、３２第２の押圧部材、３３保持部材、３１１第１の接触部材、３１２第１の押圧部材、３２１第２の接触部材、３２２第２の押圧部材、４予め決められたステージの位置、５パンケーキコイルの中心軸，５１第１のパンケーキコイルの中心軸，５２第２のパンケーキコイルの中心軸、６冷凍機、７輻射シールド槽、８クライオスタット、９ステージ、１０超電導マグネット装置、１１距離計、２３絶縁紙、６１第１の冷却部、６２第２の冷却部。

Claims

ステージ上に載置された超電導マグネットを構成する超電導線が巻回されたパンケーキコイルの位置を調整するために、前記パンケーキコイルの内側に設けられるとともに前記ステージ上に配置された位置出し部材であって、
前記パンケーキコイルの内周面側に面接触する接触部材と、
前記接触部材に取り付けられるとともに、前記パンケーキコイルの径方向に押圧する押圧部材と、
前記押圧部材を支える前記ステージ上に配置された保持部材と、により構成されている押圧機構を備え、
前記押圧機構により前記パンケーキコイルの中心軸を前記ステージの予め決められた位置に合わせるように前記パンケーキコイルの位置を調整することを特徴とする位置出し部材。
前記押圧部材は棒状の形状を有すると共に側面には螺旋溝が形成され、また前記保持部材には螺旋溝を有する孔が形成されており、前記押圧部材の螺旋溝と前記保持部材の螺旋溝とは互いに螺嵌関係にあり、
前記押圧部材を回転させることで、前記接触部材を介して前記パンケーキコイルを押圧することを特徴とする請求項１に記載の位置出し部材。
ステージ上に載置された超電導マグネットを構成する超電導線が巻回されるとともにパンケーキコイルの位置を調整するために、前記パンケーキコイルの内側に設けられるとともに前記ステージ上に配置された位置出し部材であって、
前記パンケーキコイルの内周面側に面接触されるとともに、前記パンケーキコイルの径方向に押圧する押圧機構を備え、
前記パンケーキコイルは、第１のパンケーキコイルと第２のパンケーキコイルとのユニットにより構成されるとともに、前記押圧機構により前記第１のパンケーキコイル及び前記第２のパンケーキコイルの中心軸を前記ステージの予め決められた位置に合わせるようにそれぞれ独立して調整されることを特徴とする位置出し部材。
ステージ上に載置された超電導マグネットを構成する超電導線が巻回されたパンケーキコイルの位置を調整するために、前記パンケーキコイルの内側に設けられるとともに前記ステージ上に配置された位置出し部材であって、
前記パンケーキコイルの内周面側に面接触されるとともに、前記パンケーキコイルの径方向に押圧する押圧機構を備え、
前記位置出し部材の熱収縮率が、前記パンケーキコイルの熱収縮率よりも小さく、かつ前記押圧機構により前記パンケーキコイルの中心軸を前記ステージの予め決められた位置に合わせるように前記パンケーキコイルの位置を調整することを特徴とする位置出し部材。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の前記位置出し部材を用いて複数の前記パンケーキコイルが積層されて製造されたことを特徴とする超電導マグネット。
前記ステージ上に前記パンケーキコイルの内側に距離計が配置されるとともに、前記距離計を用いて前記ステージの予め決められた位置と前記パンケーキコイルの中心軸との距離を計測することにより製造されたことを特徴とする請求項５に記載の超電導マグネット。
超電導マグネットを構成する超電導線を巻回したパンケーキコイルをステージ上に載置する工程と、
前記ステージに備えられた距離計により前記ステージの予め決められた位置と前記パンケーキコイルの中心軸との距離を計測する工程と、
前記ステージに備えられた押圧機構を有する複数の位置出し部材を前記パンケーキコイルの内周面側に面接触させる工程と、
前記押圧機構により前記パンケーキコイルの前記内周面側から径方向に押圧して、前記距離に基づいて前記パンケーキコイルの中心軸を前記ステージの予め決められた位置に合わせるように前記パンケーキコイルの位置を調整する工程と、
を備えたことを特徴とする超電導マグネットの製造方法。
前記押圧機構は、
前記パンケーキコイルの前記内周面側に面接触する接触部材と、
前記接触部材に取り付けられるとともに、前記パンケーキコイルを押圧する押圧部材と、
前記押圧部材を支える前記ステージ上に配置された保持部材と、により構成されていることを特徴とする請求項７に記載の超電導マグネットの製造方法。
前記押圧部材は棒状の形状を有すると共に側面には螺旋溝が形成され、また前記保持部材には螺旋溝を有する孔が形成されており、前記押圧部材の螺旋溝と前記保持部材の螺旋溝とは互いに螺嵌関係にあり、
前記押圧部材を回転させることで、前記接触部材を介して前記パンケーキコイルを押圧することを特徴とする請求項８に記載の超電導マグネットの製造方法。
前記パンケーキコイルが、第１のパンケーキコイルと第２のパンケーキコイルとのユニットにより構成され、前記第１のパンケーキコイル及び前記第２のパンケーキコイルの位置がそれぞれ独立して順次調整されることを特徴とする請求項７に記載の超電導マグネットの製造方法。
前記位置出し部材の熱収縮率が、前記パンケーキコイルの熱収縮率よりも小さいことを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の超電導マグネットの製造方法。