JPH03147299A - 超伝導加速空洞の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、荷電粒子加速装置用のＮｂなどを用いる超伝
導加速空洞の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

加速器の原理は、荷電粒子の進行方向に電場の成分をも
つ進行波の位相速度を、荷電粒子がいつも加速の位相に
のって、加速電場の作用を受けるように調整することに
より、荷電粒子の加速を行うものである。高周波電場を
使う加速器においては、加速空洞が高周波電場を発生さ
せる装置として利用される。

より低電力で高い加速電界を得るために、超伝導体から
なる超伝導加速空洞が用いられている。

超伝導加速空洞の材料としてはＮｂまたは銅をコーティ
ングしたＮｂなどが用いられ、後者は銅の熱伝導性の良
い分だけ超伝導破壊からの回復が速く、優れている。

超伝導加速空洞を製作する方法としては、例えば第６図
に示すように、Ｎｂなどの超伝導板からプレス加工およ
びしぼり加工により片端がしぼりこまれた皿状の半割セ
ル（ｌａ）、（１ｂ）を形成し、この半割セル（１ａＬ
　（ｌｂ）のしぼりこまれた周端部（２）を合わせて電
子ビームにより溶接して空洞とする。

溶接する際には、半割セル（ｌａ）、（１ｂ）に固定軸
庫（４）を通し、治具セット用ネジ（５）により、合わ
せた半割セル（１ａ）、（１ｂ）の両側を治具（３ａ）
、（３ｂ）で押しつけ、軸棒（４）を回転させなから周
端部（２）の溶接部を電子ビーム（６）により溶接する
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の超伝導加速空洞の製造方法には次
のような問題点があった。すなわち、機械加工後の半割
セルは、加工ひずみにより端部が所定の状態からひずん
だ状態になり、そのひずみの程度はセルの肉厚が薄いほ
ど大きくなる。このひずみを減らすためには、焼きなま
しをおこなうと効果があるが、それでも完全にひずみを
除去することは不可能である。その結果、このひずみが
電子ビーム溶接時に溶接面に段差が生ずる原因となり、
発生電界および磁界を低下させる。なお、溶接する半割
セル端部をはめ込み式にすることも考えられるが、その
場合には、セルの肉厚を厚くして端部を削るなどの加工
を要し、製作コストが高くなるという別の問題が生じる
。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記問題点を解決した超伝導加速空洞の製造方
法を提供するもので、超伝導材からなる半割セルを相互
に溶接する超伝導加速空洞の製造方法において、半割セ
ルをその周端部で相互に合わせた状態でその溶接部を穴
の開いたバンドで締めて固定し、次いで、該穴を通して
スポット溶接をおこない、次いで、バンドを取りはずし
た後、溶接部全体を溶接することを特徴とするものであ
る。

上記製造方法によれば、半割セルの溶接面を面合せした
状態でバンドで締めっけて固定し、バンドの穴を通して
スポット溶接をおこなうため、バンドを取りはずしても
半割セルの溶接部の面合せは精度よくおこなわれており
、次いで溶接部全体の溶接をおこなうと、内面に肉厚の
段差を生ずることなく溶接することができる。特に、銅
をコーティングするための薄肉のＮｂ空洞（１ｍｍ以下
の肉厚）の製作において、本発明方法は有効である。

〔実施例〕

以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明する
。

第１図は本発明にかかる超伝導加速空洞の製造方法の一
実施例に用いたバンドの展開図であり、バンド（３１）
にはその長手方向に平行な複数の長大（３２）が開けら
れており、両端にはリング状にしてネジ止めをするネジ
用の穴（３３）が開けられている。

バンド（３１）の長さは、リング状にした場合にその曲
率が空洞の締めっけ部分の曲率よりも５％程度大きくな
るように定めた０次に、本実施例の作業手順を第２図を
用いて説明すると、 イ）まず、Ｎｂからなる２枚の半割セル（１ａ）、（１
ｂ）の周端部（２）を突き合わせ、その両側から治具（
３ａ）、（３ｂ）ではさみ、半割セル（ｌａ）、（１ｂ
）の中心に固定軸棒（４）を通して治具セット用ネジ（
５）により治具（３ａ）、（３ｂ）を半割セル（１ａ）
、（１ｂ）に押しっけ固定する。また、空気抜きのため
の穴（７）を軸棒（４）にあけ、半割セル（１ａ）、（
１ｂ）の内と外をつなぐ空気通路（８）を設け、溶接す
る時に、空洞内部も真空になり、Ｎｂ内面の酸化を防ぐ
ようにしである。

口）次に、バンド（３１）を溶接部に巻きつけて半割セ
ル（１ａ）、（１ｈ）を締めつけ、バンド（３１）両端
の穴（３３）を利用してバンド（３１）をネジ止めして
固定する。

ハ）次に、軸棒（４）を回転させながら真空中で電子ビ
ームによりバンド（３１）の数カ所の長大（３２）を通
して周端部（２）をスポット溶接する。その後、バンド
を取りはずし、再度周端部（２）全体を溶接する。

以上の方法により、巾１’Ｏｍｍ、長さ２６５ｎ＋ｍ、
　ｑさ０．５１１ｍ（７）　Ｓ　Ｕ　Ｓからなり、６Ｘ
４０ｎｍの長大（３２）を有するバンド（３１）を用い
て、厚さ０．５ｍｍのＮｂにより、大径８８ｍ、小径１
２ｍ、長さ３５順の２８５６ＭＨｚ用加速空洞を製作し
た。その結果、加速空洞の加速電界は従来の１ＯＮｅＶ
　／ｙｙ＋がら３ＯＮｅＶ　／　ｍ　ニ上昇した。

次に他の実施例として多連空洞の製造方法を説明する。

第３図は本実施例の方法による多連空洞の製造説明図で
あり、その製造手順は次の通りである。すなわち、まず
、第４図に示すように、半割セルを小径部分で接合した
セル（４１）を製作し、第３図に示すように、所望数の
七ｌ喧４１）を連接してバンド（３４）と治具（３ａ）
、（３ｂ）により固定する。

次いで、前記実施例と同様に、セル（４１）の周端部（
４２）をスポット溶接し、その全体を溶接する。バンド
（３４）の構造は、第５図に示すように、蝶番（３５）
に・より部分円状のバンドを連結し、両端を止め具（３
６）によりリング状にする。このようなバンド（３４）
を用いると、真空中において止め具（３６）をはずすと
、蝶番（３５）においてバンド（３４）が開き、セル（
４１）からバンド（３４）をはずすことができる。

従って、真空を破ることなく、スポット溶接から全体の
溶接へと連続して作業を進めることができ、１ そのまま、隣のセル（＃）の溶接に進むことができる。

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、バンドを用いて超
伝導空洞のセル周端部を相互に合せて固定し、スポット
溶接した後全体を溶接するという方法により、溶接面の
加工精度が向上し、特に薄肉のニオブ空洞の溶接（１−
以下）における加工精度の向上に優れた効果がある。こ
れは銅をコーティングしたニオブ空洞の品質の向上にも
大きく寄与する。

また、多連空洞製作時においても、バンドを空洞どうし
を固定する治具として使用することにより、作業時間の
短縮および全体の工作精度の向上に対して効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる超伝導加速空洞の製造方法の一
実施例に用いたバンドの展開図、第２図は同実施例の部
分断面説明図、第３図は他の実施例の説明図、第４図は
同実施例に用いたセルの正面図、第５図は同実施例に用
いたバンドの組立図、第６図は従来例の部分断面説明図
である。 ｌａ、　ｌｂ・・・半割セル、　２．４２・・・周端部
、　３ａ３ｂ・・・治具、　４・・・軸棒、　５・・・
ネジ、　６・・・電子ビーム、　８・・・空気１１１路
、３１．３４・・・バンド、３２・・・長穴、　７，３
３・・・穴、　３５・・・蝶番、　３６・・・止め具、
　４１・・・セル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超伝導材からなる半割セルを相互に溶接する超伝導加速
   空洞の製造方法において、半割セルをその周端部で相互
   に合わせた状態でその溶接部を穴の開いたバンドで締め
   て固定し、次いで、該穴を通してスポット溶接をおこな
   い、次いで、バンドを取りはずした後、溶接部全体を溶
   接することを特徴とする超伝導加速空洞の製造方法。