JPH04290405A

JPH04290405A - 超電導磁石及びその組立方法

Info

Publication number: JPH04290405A
Application number: JP7820491A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ishizuki; 石附　敏雄; Saburo Usami; 三郎宇佐美; Toshio Hattori; 敏雄服部; Sueo Kawai; 末男河合; Toru Koyama; 徹小山; Tadashi Sonobe; 園部　正; Fumio Suzuki; 鈴木　史男; Koro Owada; 大和田　公郎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1992-10-15

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体Ｈｅ中で超電導現
象を示す超電導コイルを使用した超電導磁石及びその組
立方法に係り、特に、機械的擾乱の原因の１つであるす
べり発熱を防止するため、超電導コイルを収納する内槽
内に収納される超電導コイルに、振動等による相対すべ
りを生じさせないように、スペーサを介して強固に支持
固定した超電導磁石及びその組立方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体ヘリウム（ＬＨｅ）により冷却する
ことにより超電導現象を示す超電導材料、例えば、Ｎｂ
−Ｔｉ線等は、一般に熱伝導率の高いＣｕ又はＡｌ等（
安定化材）の中に、極細線として多数埋め込まれ、多芯
複合材の超電導体として使用される。そして、超電導コ
イルは、この超電導体を多層巻きし、接着剤として一般
にエポキシ材を含浸し、例えば、レーストラック状に一
体化して製作される。

【０００３】この超電導コイルを、超電導磁石として使
用する超電導磁石に関する従来技術として、例えば、特
開昭５７−４８２０６号公報等に記載された技術が知ら
れている。

【０００４】以下、従来技術による超電導磁石を図面に
より説明する。

【０００５】図１６は従来技術による超電導磁石の構造
を示す平面図、図１７は超電導コイルを内槽内に支持固
定する部位のＡ−Ａ’断面図、図１８はその側面図であ
る。図１６〜図１８において、１は超電導コイル、２は
内槽、３は絶縁材、４ａ、４ｂはスペーサ、５はボルト
、６は空洞である。

【０００６】すなわち、従来技術による超電導磁石は、
図１６〜図１８に示すように、レーストラック状に形成
された超電導コイル１が、極低温冷媒に浸漬して前記コ
イル１を収納する内槽２内に、所定の間隔で配置された
絶縁材３及び２分割されたスペーサ４ａ、４ｂを介して
電気的に絶縁されて支持固定されて構成されている。そ
して、スペーサ４ａ、４ｂは、超電導コイル１の自己電
磁力作用方向（図１７に示す矢印方向）に弾性変形させ
られてボルト５により、強固に超電導コイル１に固定さ
れている。

【０００７】これにより、この従来技術は、超電導コイ
ル１に電流を供給した場合、超電導コイル１が自己電磁
力で変形しようとするが、スペーサ４ａ、４ｂを超電導
コイル１の自己電磁力作用方向に弾性変形させてボルト
５によりコイル１に固定しているので、コイルが変形移
動することを防止することができるという効果を得るこ
とができるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
は、超電導磁石を構成する材料間、すなわち、超電導コ
イル１、絶縁材３、スペーサ４ａ、４ｂの熱収縮差につ
いての考慮がなされておらず、使用温度であるＬＨｅの
温度まで冷却すると超電導コイル１の面とスペーサ４ａ
、４ｂとの間に隙間を生じるという問題点を有する。

【０００９】これは、構成材料として、Ｃｕ、Ｎｂ−Ｔ
ｉ、エポキシ、絶縁材を使用する超電導コイル１及び絶
縁材３が、一般にステンレス鋼により形成される内槽２
及びスペーサ４ａ、４ｂよりも熱収縮が大きいため、使
用温度であるＬＨｅの温度まで冷却すると超電導コイル
１の面とスペーサ４ａ、４ｂとの間に隙間を生じること
になるためである。以下、これについて説明する。

【００１０】図１９は超電導コイルを構成する材料の熱
収縮測定結果を説明する図である。この図は、４０×７
５ｍｍの断面をもつ超電導コイル１に絶縁材としてポリ
イミドをエポキシ樹脂で含浸したＦＲＰを使用し、ステ
ンレス鋼（ＳＵＳ）により形成されたスペーサをその周
囲に配置して、その端部を溶接して固定した場合の冷却
時における熱収縮測定結果を示す。

【００１１】この図から理解できるように、使用温度ま
でのＦＲＰ層及び超電導コイルの収縮量が、ステンレス
鋼によるスペーサより大きいため、常温時にスペーサあ
るいは絶縁材とコイル面との間の隙間が０であったもの
が、使用温度になると、約７５μｍの隙間を生じてしま
う。

【００１２】ところで、このような超電磁石は、その自
己電磁力を一定方向に作用させるが、完全な静止状態で
使用されるとは限らず、設置される建物の振動、地震等
により方向性の定まらない振動等が作用すると、超電導
コイルがいたる方向に変異移動する可能性がある。

【００１３】図２０は超電導コイルに作用する振動の解
析結果を説明する図であり、この図２０に示す振動解析
例で分かるように、超電導コイルは、外部からの振動を
受けて容易に変移移動してしまうことになる。

【００１４】前記の従来技術は、前述したように超電導
コイル１の面とスペーサ４ａ、４ｂとの間に隙間を生じ
るために、超電導コイルの変移移動による発熱のために
超電導コイルがクェンチを発生するという問題点を有す
る。

【００１５】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、超電導コイルを内槽に支持固定する部位におい
て、構成材料間の熱収縮差に伴う変異及び自己電磁力さ
らには振動等の繰返し負荷に対しても、超電導コイルが
変位移動しない、従って、クエンチが生じることのない
超電導コイルの内槽への支持構造を有する超電導磁石及
びその組立方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、スペーサをコイルに押圧した状態で内層を組立ると
共に、冷却収縮差により作動温度においても、この押圧
力がなくならないようにすることにより達成される。

【００１７】そして、押圧力がなくならないようにする
ために、超電導コイルに囲設されるスペーサは、内槽固
定時の締付力を拘束しないように、しゅう動可能な分割
型とし、かつ、スペーサと内槽とは、コイル及び絶縁材
との冷却熱収縮差及びコイルの自己電磁力による変形以
上の圧縮弾性変形する構造とされる。

【００１８】

【作用】超電導コイルに対する押圧力は、スペーサを介
して全周から加えられ、超電導コイルは、内槽に強固に
支持固定される。これにより、方向性の定まらない振動
等の機械力が加わった場合にも、超電導コイルが変形移
動することを防止することができ、従って、すべり等に
よる摩擦発熱を防止し、その結果超電導コイルのクエン
チを防止することができる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明による超電導磁石及びその組
立方法の実施例を図面により詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明の第１の実施例の構造を示す
要部切断斜視図、図２は内槽の溶接組立前の支持部の断
面図、図３は内層溶接後の支持部の断面図である。図１
〜図３において、２ａ、２ｂは分割された内層であり、
他の符号は図１６〜図１８の場合と同一である。

【００２１】本発明は、以後説明する全ての実施例に渡
って、その基本的な構成が、図１６〜図１８により説明
した従来技術の場合とほぼ同一であり、レーストラック
状の超電導コイル１を内槽２に支持して構成されている
。

【００２２】図１〜図３に示す本発明の第１の実施例に
よる超電導コイル１は、極細線の多数のＮｂ−Ｔｉ線を
安定化材として銅（Ｃｕ）に埋め込んだ超電導体を層間
にガラスクロスの絶縁材を介して、張力をかけながら強
巻きし、長さ方向の断面がほぼ四角形となるように型枠
で固定した状態でエポキシ樹脂を含浸してレーストラッ
ク状に形成して製作されたものである。

【００２３】この超電導コイル１の表面の内層への支持
部に囲設される絶縁材３は、熱伝導性が悪く、対摩耗性
のあるポリイミドにアラミド繊維を裏打ちしたテープに
エポキシ樹脂を塗込んだものであり、張力をかけながら
超電導コイル１に巻き、さらに周囲から押圧しながら超
電導コイル１に固着一体化させられている。また、スペ
ーサ４は、例えば、ステンレス鋼等により、４ａ、４ｂ
に２分割されＬ型に形成されている。また、内層２も、
図２、図３に示すように、その中央部でコイルの軸方向
に２ａ、２ｂに分割されて構成されている。

【００２４】本発明の第１の実施例による超電導磁石は
、絶縁材３及びＬ形の２分割されたスペーサ４ａ、４ｂ
を介して２分割された内槽２ａ、２ｂ内に、超電導コイ
ル１を支持固定して構成されるものであり、２分割され
た内槽２ａ、２ｂは、溶接により接合される。

【００２５】Ｌ形の２分割スペーサ４ａ、４ｂは、絶縁
材３の周方向にしゅう動可能に配置される。これは、２
分割された内槽２を締付け溶接する場合の締付け力をス
ペーサ４で拘束しないようにするためである。そして、
スペーサ４が絶縁材３と接する面は、内槽２ａ、２ｂに
よる押圧力を均一に超電導コイル１に伝達させるため平
らにして密着性の向上を図ることができるようにされて
いる。また、スペーサ４は、絶縁材３よりもその幅が狭
く構成されており、絶縁材３と一体化した超電導コイル
１が冷却熱収縮した場合にスペーサ４と絶縁材３とが接
する面で、図２の紙面に直角な方向、すなわち、軸方向
に変位しても絶縁材３の面からスペーサ４が外れないよ
うにされている。

【００２６】さらに、スペーサ４は、ステンレス鋼と銅
とを高温真空中で加圧して拡散接合した複合材料を使用
し、スペーサ４の絶縁材３に接する面には熱伝導性の極
めて良い銅を配しており、この面ですべりが生じた場合
の摩擦熱が、冷媒であるＬＨｅに拡散され、超電導コイ
ル１に対する熱の侵入量を大幅に減少できるようにされ
ている。そして、２分割されたスペーサ４ａ、４ｂは、
これらの合わせ面のコーナ部が短く構成されており、冷
媒であるＬＨｅが内槽２内を流動できるように、この部
分で軸方向に空洞６ができるように形成されている。こ
れらにより、超電導コイル１のクェンチを防止すること
ができる。

【００２７】次に、２分割された内槽２ａ、２ｂ内への
超電導コイル１の固定方法について説明する。なお、内
槽２は、非磁性材のステンレス鋼により形成されている
。

【００２８】図２に示すようにＬ形の２分割されたスペ
ーサ４ａ、４ｂは、２分割された内槽２ａ、２ｂの溶接
部となる側に接する面がコーナ部より、その中央部を厚
くして傾斜を付けた形状を有している。一方、この部分
と接する内槽２ａ、２ｂの面は、平らでも傾斜を付けて
もどちらでもよいが、傾斜を付けることによりスペーサ
４との密着性をよくすることができる。

【００２９】超電導磁石は、図２に示すように、内槽２
ａ、２ｂに上下方向から圧縮力を加えながら、図３に示
すように、分割されている部分を強固に溶接されて組立
られるが、このため、内槽２ａ、２ｂの突合せ部に弾性
変形分を許容するギャップが設けられている。このよう
にして組立られた超電導磁石は、内槽２ａ、２ｂの上下
方向に圧縮残留歪が、左右方向に内槽２ａ、２ｂの側壁
によるバネ効果によるで歪が残留した状態で、スペーサ
４を介し超電導コイル１を内槽２内に強固に支持固定し
たものとなる。

【００３０】前述した本発明の第１の実施例は、Ｌ形に
２分割されたスペサー４ａ、４ｂの２分割された内槽２
ａ、２ｂの溶接部となる側に接する面がコーナ部より中
央部を厚くして傾斜を付けた例であるが、この本発明の
第１の実施例は、逆に中央部を薄くして傾斜を付けるよ
うに変形することもできる。

【００３１】図４は本発明の第１の実施例の変形例を示
す溶接組立前の支持部の断面図である。図４において、
７はＲ部であり、他の符号は図１〜図３の場合と同一で
ある。この変形例は、図４に示すように、スペーサ４ａ
、４ｂの中央部を薄くするような前述とは逆の傾斜（傾
斜角度：β）を付けて形成したものである。この場合、
当然、のことながら、内槽２ａ、２ｂの側面のスペーサ
との接触面には逆の大きな傾斜（α＜β）を付ける必要
がある。また、図４に示すように内槽２ａ、２ｂの内側
コーナ部にＲ部７を付けると、内槽２ａ、２ｂが変形し
やすくなりよりバネ効果を発揮させることができ、左右
方向の収縮変形に対する追従性をよくすることができる
。

【００３２】このような変形例によっても、本発明の第
１の実施例と同様な効果を得ることができる。

【００３３】図５は本発明の第１の実施例の他の変形例
を示す溶接組立後の支持部の断面図である。この変形例
は、内槽２の上下方向の弾性変形量を大きくすることの
できる形状を有するものである。

【００３４】すなわち、図５に示す変形例において、ス
ペーサ４は、コ字型に形成され超電導コイル１の上下面
で分割されている。また、内槽２ａ、２ｂの溶接面とな
る側面側は、上下面側に比較して薄く形成されており、
コーナーにＲ部７が付けられて、上下方向の変位に対し
て拘束しないようにされている。なお、スペーサ４は、
４分割して、超電導コイル１の角部に設置しても同一の
効果を得ることができるが、Ｒ付き薄板８により一体化
型して２分割構成としているのは、取付け時の作業性を
容易にするためである。

【００３５】また、スペーサ４の内槽２との接触面には
傾斜が設けられており、内槽２の内周面コーナ部にはＲ
部７が、上下面中央部には円形状の切欠き部９が設けら
れており、これにより、内層２は、より弾性変形しやす
い形状とされていると同時に、この部分に形成される空
洞６を介して、冷媒であるＬＨｅが流動しやすくされて
いる。これにより、図示変形例は、超電導コイル１の冷
却効果を大きなものとすることができる。

【００３６】前述のような、本発明の第１の実施例の他
の変形例によっても、前述した本発明の第１の実施例と
同様な効果を得ることができる。

【００３７】なお、図４及び図５に示す第１の実施例の
変形例は、組立時、内槽２ａ、２ｂを押し広げた状態で
、スペーサ４、超電導コイル１を内槽２内に入れ、内槽
２ａ、２ｂの上下方向から押圧した状態で内槽２ａ、２
ｂ同士が溶接される。

【００３８】図６は本発明の第２実施例の構成を示すス
ペーサ取り付け部の斜視図、図７はその断面及び側面を
示す図である。図６、図７において、１０は弾性バンド
であり、他の符号は図５までの場合と同一である。

【００３９】この本発明の第２の実施例は、内槽２が第
１の実施例と同様に２分割され、組立時に溶接されるも
のであり、図６、図７では、本実施例を明確に説明する
ため図示を省略した。図６、図７において、スペーサ全
体４は、Ｌ型に２分割された溝付きのスペーサ４ａ、４
ｂにより構成されており、絶縁材３の周方向にしゅう動
可能に取付けられている。

【００４０】この本発明の第２の実施例は、超電導コイ
ル１に固着一体化された絶縁材３の上にスペーサ４ａ、
４ｂを配し、溝内に弾性バンド１０に張力をかけた状態
で巻き掛け、その端部を図示しないがボルト締め、ある
いは溶接して固定されて構成される。このような本発明
の第２の実施例によっても、前述した本発明の第１の実
施例の場合と同様な効果を得ることができる。

【００４１】この本発明の第２の実施例の場合、弾性バ
ンド１０として、超電導コイル１及びスペーサ４よりも
熱収縮量の大きなアルミニウム（Ａｌ）等を使用すると
、使用温度に冷却しただけで、超電導コイル１をより強
力に締付けることができ、２分割された内槽２ａ、２ｂ
に、強力な押圧力を加えながら溶接する必要をなくすこ
とができる。

【００４２】また、図８は前述した本発明の第２の実施
例の変形例を示す断面図である。

【００４３】この変形例は、スペーサ４を４分割し、超
電導コイル１の一辺より短くして各側面に配置し、溝の
形を超電導コイル１の中心を同心円としたものである。このように、スペーサ４に設ける溝を円形の溝とするこ
とにより、弾性バンド１０をスムーズに締付けることが
でき、しかも、超電導コイル１のコーナ部四角に空洞６
を形成することができ、冷媒であるＬＨｅが流動しやす
くなり超電導コイル１に対する冷却効果を大きくするこ
とができる。

【００４４】図９は本発明の第３実施例の構成を示す溶
接組立前の支持部の断面図である。図示本発明の第３の
実施例は、２分割したＬ型のスペーサ４ａ、４ｂを圧縮
弾性変形させるようにした例であり、他の構成は、前述
した実施例と同一であるのでそのその説明を省略する。

【００４５】図９において、スペーサ４ａ、４ｂは、そ
の内部に軸方向に貫通したスリット１１が設けられ、さ
らに、内槽２と接する面に山形の傾斜を設けて構成され
ている。一方、内槽２は、スペーサ４と接する側に、ス
ペーサ４に付けた傾斜よりも大きな傾斜が付けられてい
る。この本発明の第３の実施例は、内槽２を上下方向か
ら押圧して溶接することにより、スペーサ４ａ、４ｂを
上下、左右方向に圧縮弾性変形させて超電導コイル１を
内槽２内に支持固定するものである。

【００４６】この本発明の第３の実施例によれば、超電
導コイル１の表面に近いスリット１１内をもＬＨｅが流
動するので、冷却効果を非常によくすることができる。

【００４７】図１０は本発明の第４の実施例の構成を示
す支持部の断面図、図１１は弾性体の構造を示す斜視図
、図１２は弾性体の変形状況を説明する平面図である。図１０〜図１２において、１２は弾性体であり、他の符
号は図９までの場合と同一である。この本発明の第４の
実施例は、弾性体１２以外の他の構成は、前述までの実
施例と同一であるのでその説明を省略する。

【００４８】図示実施例において、弾性体１２は、４分
割され超電導コイル１の４角に置かれるスペーサ４と内
槽２との間の四角に設置される。この弾性体１２は、図
１２に破線で示すような組込前の形状を有し、内槽２内
に組込んだ状態では実線で示すような形状を有している
。そして、部材１２ａが圧縮バネとして作用し、部材１
２ｂが引張りバネとして作用する。

【００４９】この本発明の第４の実施例は、内槽２ａ、
２ｂを上下方向に押圧して組立てることにより、超電導
コイル１がスペーサ４を介して上下、左右方向に常に押
圧されるように支持固定される。この実施例は、スペー
サ４がなくても同一の効果を得ることができるが、スペ
ーサ４は、絶縁材３が、一般に強度が弱いのでその損傷
を防止する役目を果たしている。従って、このスペーサ
４は、弾性体１２と同一の熱収縮特性を持つものがよい
。また、弾性体１２は、超電導コイル１の軸方向に対し
てもバネ効果を有しており、超電導コイル１の変形移動
に対する追従性をより高めることができる。

【００５０】図１３は本発明の第５実施例の構成を示す
支持部の断面図である。

【００５１】この本発明の第５の実施例は、内槽２とス
ペーサ４との間に中間材１３を介在させている点で、本
発明の前述までの実施例と大きく相違している。

【００５２】この中間材１３は、内槽２及びスペーサ４
よりも線膨張係数が小さく、高剛性の材料を使用して形
成されている。一般に、超電導磁石を構成する材料とし
ては、非磁性材が使用される。そして、前記本発明の第
５の実施例においては、内層２及びスペーサ４として、
ステンレス鋼〔線膨張係数α＝１７×（１／１０６０）
／℃〕を使用し、中間材１３として、チタン〔線膨張係
数α＝８．４×（１／１０６０）／℃〕を使用した。

【００５３】これにより、この本発明の第５の実施例は
、使用温度まで冷却した場合に、中間材１３がない場合
に比較して、超電導コイル１とスペーサ４との熱収縮差
を小さくすることができ、しかも、中間材１３の収縮が
小さいので、その分超電導コイル１をより強固に押圧し
て支持固定することができる。

【００５４】すなわち、一般に、超電導磁石を構成する
材料は、非磁性材が使用される。前記本発明の第５の実
施例においては、内層２及びスペーサ４として、ステン
レス鋼〔線膨張係数α＝１７×（１／１０６０）／℃〕
を使用し、中間材１３として、チタン〔線膨張係数α＝
８．４×（１／１０６０）／℃〕を使用した。

【００５５】前述した本発明の第１〜第５の実施例は、
内層２を軸方向に中央部から２分割した内層２ａ、２ｂ
を、組立時に溶接するとしたが、本発明は、内層２を軸
方向に、その角部から２分割するように構成することも
できる。この場合、分割する角部は、Ｌ型に形成される
スペーサ４ａ、４ｂの角部となるようにすることが望ま
しく、このようにすると、溶接時の熱が直接絶縁材３に
届いて、絶縁材３を劣化させることを防止することがで
きる。

【００５６】また、前述した本発明の第１〜第５の実施
例は、スペーサ４としてステンレス鋼を使用するとして
説明したが、本発明は、スペーサとしてアルミニウムを
使用することも可能である。この場合、アルミニウムは
、熱膨張率が超電導コイル１より小さいため、使用温度
において、超電導コイル１を強い力で押圧することにな
るが、組立時に内層に加えられる押圧力をとの関係で、
常温から使用温度まで、ほぼ同一の押圧力を超電導コイ
ル１に加えることが可能となる。

【００５７】次に、スペーサ４を内槽２に取付ける部位
の構造に関する本発明の第６の実施例を図面により説明
する。

【００５８】図１４、図１５はスペーサ４を内槽２に取
付ける部位の構造を示す超電導コイル１中央での軸方向
断面の一部を示す図である。

【００５９】本発明は、基本的に、スペーサ４自身が絶
縁材３を介して超電導コイル１に固定されていないので
、所定の位置に設置したスペーサ４が軸方向に変位しな
いように固定する必要がある。

【００６０】図１４に示す本発明の方法は、内槽２の内
周面の一部分に凸型の突起を設け、相対するスペーサ４
には凹型の溝を設けてスペーサ４の移動を防止するもの
である。そして、両者の溝には傾斜が付けられており、
これにより、スペーサ４を所定の位置に精度良く固定す
ることができる。

【００６１】他方、図１５に示す方法は、図１３により
説明したのとは全く逆の形の溝を両者に付けたものであ
り同様な効果を得ることができる。

【００６２】図１４、図１５の実施例において、内槽２
の内周方向に溝を付ける位置は、図上下面の一部、ある
いは、左右方向の一部であってもよい。なお、図６から
図８で示した実施例では、溝をつける必要はない。

【００６３】なお、図１４、図１５には示していないが
、組立終了後、超電導磁石のスペーサをスペーサを介し
た超電導コイル１の支持部は、組立時に加えられた押圧
力を解放するように外方向に弾性変形してくるので、超
電導磁石の外観は、波状を呈するようになる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
ペーサ同士固定していないので、内槽を組立るとき時の
押圧力がスペーサで拘束されることがなく、従って、超
電導コイルを強固に支持固定することができる。

【００６５】また、本発明によれば、内槽を一方向に押
圧して溶接することにより、押圧方向及び押圧方向と直
角方向にも内槽あるいはスペーサを弾性変形させた状態
で超電導コイルを支持固定することができ、自己電磁力
のような一定方向に作用する力だけでなく、方向性の定
まらない振動等の機械力に対しても、超電導コイルが変
位移動することを防止することができ、構成材料間のす
べりに伴う摩擦発熱によりクエンチが生じることことを
防止することができる。

【００６６】さらに、本発明によれば、内槽あるいはス
ペーサが弾性変形しやすいように、内槽あるいはスペー
サに超電導コイルの軸方向に貫通したＲ部、スリット等
を設けているので、この部分にも冷媒のＬＨｅが流動し
超電導コイルの冷却効果を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構造を示す要部切断斜
視図である。

【図２】内槽溶接組立前の支持部の断面図である。

【図３】内層溶接後の支持部の断面図である。

【図４】本発明の第１の実施例の変形例を示す溶接組立
前の支持部の断面図である。

【図５】本発明の第１の実施例の他の変形例を示す溶接
組立後の支持部の断面図である。

【図６】本発明の第２実施例の構成を示すスペーサ取り
付け部の斜視図である。

【図７】図６の断面及び側面を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施例の変形例を示す断面図で
ある。

【図９】本発明の第３実施例の構成を示す溶接組立前の
支持部の断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施例の構成を示す支持部の
断面図である。

【図１１】弾性体の構造を示す斜視図である。

【図１２】弾性体の変形状況を説明する平面図である。

【図１３】本発明の第５実施例の構成を示す支持部の断
面図である。

【図１４】超電導コイルを内槽に支持固定する部位の構
造を示す軸方向断面図である。

【図１５】超電導コイルを内槽に支持固定する部位の構
造を示す軸方向断面図である。

【図１６】従来技術による超電導磁石の構造を示す平面
図である。

【図１７】図１６における超電導コイルを内槽内に支持
固定する部位の断面図である。

【図１８】図１７の側面図である。

【図１９】超電導コイルを構成する材料の熱収縮測定結
果を説明する図である。

【図２０】超電導コイルに作用する振動の解析結果を説
明する図である。

【符号の説明】

１　　超電導コイル２、２ａ、２ｂ　　内槽３　　絶縁材４、４ａ、４ｂ　　スペーサ６　　空洞７　　Ｒ部８　　Ｒ付き薄溝板９　　切欠き部１０　　弾性バンド１１　　スリット１２　　弾性体１３　　中間材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　超電導コイルを内槽内にスペーサを介
して収納し、内槽とコイル間に冷媒を保持してなる超電
導磁石において、２分割された内層に外部より加えられ
る押圧力によりスペーサをコイルに押圧した状態で、２
分割された内層相互間を結合したことを特徴とする超電
導磁石。
【請求項２】　　前記スペーサは、内層を介して加えら
れる押圧力を拘束しないようにされていることを特徴と
する請求項１記載の超電導磁石。
【請求項３】　　前記スペーサは、超電導コイルよりも
線膨張係数の小さい材質の材料により形成されているこ
とを特徴とする請求項１または２記載の超電導磁石。
【請求項４】　　前記スペーサは、超電導コイルの周方
向にしゅう動可能なように分割されて形成されているこ
とを特徴とする請求項１、２または３記載の超電導磁石
。
【請求項５】　　前記内層は、軸方向の側面中央部で２
分割され、組立時に分割部が溶接結合されることを特徴
とする請求項１ないし４のうち１記載の超電導磁石。
【請求項６】　　前記スペーサは、前記内層の溶接結合
部に対応する部分が他の部分より厚く形成され、前記結
合された内層の弾性力により、超電導コイル側面に押圧
力が与えられることを特徴とする請求項５記載の超電導
磁石。
【請求項７】　　前記スペーサは、前記内層の溶接結合
部に対応する部分が他の部分より薄く形成され、前記内
層は、その分離部内側に傾斜して形成され、前記結合さ
れた内層の弾性力により、超電導コイル側面に押圧力が
与えられることを特徴とする請求項５記載の超電導磁石
。
【請求項８】　　前記内層の内側の角部に、内層の弾性
力を増強するＲ部が設けられていることを特徴とする請
求項６または７記載の超電導磁石。
【請求項９】前記スペーサは、超電導コイルの４角のそ
れぞれに配置されるようにＬ型に４分割され、あるいは
、４分割された前記スペーサの２個がＲ付き薄板で連結
されて構成されることを特徴とする請求項１ないし５の
うち１記載の超電導磁石。
【請求項１０】　　前記内層は、その内側の角部にＲ部
が設けられると共に、上下面中央部に円形状の切欠きが
設けられていることを特徴とする請求項９記載の超電導
磁石。
【請求項１１】前記スペーサは、その周方向に溝が設け
られ、該溝を使用して、スペーサの外周を弾性バンドで
締付けることを特徴とする請求項１ないし５のうち１記
載の超電導磁石。
【請求項１２】　　前記スペーサは、超電導コイルの各
側面に配置されるように４分割され、各スペーサに超電
導コイル中心と同心円となる溝が設けられていることを
特徴とする請求項１１記載の超電導磁石。
【請求項１３】　　前記スペーサは、その内部に軸方向
のスリットを備え、超電導コイル押圧方向に弾性を有す
ることを特徴とする請求項１ないし５のうち１記載の超
電導磁石。
【請求項１４】　　前記スペーサは、超電導コイル側面
中央部が他の部分より厚く山形に形成されていることを
特徴とする請求項１３記載の超電導磁石。
【請求項１５】　　超電導コイルを内槽内にスペーサを
介して収納し、内槽とコイル間に冷媒を保持してなる超
電導磁石において、前記スペーサと内層との間に、断面
の面内方向に圧縮弾性変形し、さらに、超電導コイル軸
方向にも弾性変形する弾性体を介在させ、２分割された
内層に外部より加えられる押圧力により、前記弾性体を
介してスペーサをコイルに押圧した状態で、２分割され
た内層相互間を結合したことを特徴とする超電導磁石。
【請求項１６】　　前記スペーサは、超電導コイルの４
角のそれぞれに配置されるようにＬ型に４分割され、前
記弾性体は、前記スペーサと内層の角部との間に配され
ることを特徴とする請求項１５記載の超電導磁石。
【請求項１７】　　超電導コイルを内槽内にスペーサを
介して収納し、内槽とコイル間に冷媒を保持してなる超
電導磁石において、前記スペーサと内層との間に、内槽
及びスペーサよりも線膨張係数が小さい材料による中間
材を介在させ、２分割された内層に外部より加えられる
押圧力により、前記弾性体を介してスペーサをコイルに
押圧した状態で、２分割された内層相互間を結合したこ
とを特徴とする超電導磁石。
【請求項１８】　　前記内層は、中央部ではなく、対向
する角部で２分割され、組立時に分割部が溶接結合され
ることを特徴とする請求項１ないし１７のうち１記載の
超電導磁石。
【請求項１９】　　前記スペーサの超電導コイルへの対
向面は、絶縁材を介して超電導コイルに密着し、スペー
サ及び内層が弾性変形することを特徴とする請求項１な
いし１８のうち１記載の超電導磁石。
【請求項２０】　　前記内槽の内周面のスペーサを接触
押圧する部位の一部に突起を、スペーサの前記突起に対
応する部位にへこみを設けたことを特徴とする請求項１
ないし１９のうち１記載の超電導磁石。
【請求項２１】　　前記内槽の内周面のスペーサを接触
押圧する部位の一部にへこみを、スペーサの前記へこみ
に対応する部位に突起を設けたことを特徴とする請求項
１ないし１９のうち１記載の超電導磁石。
【請求項２２】　　超電導コイルを内槽内にスペーサを
介して収納し、内槽とコイル間に冷媒を保持してなる超
電導磁石の組立方法において、押圧力を拘束しないよう
に形成されているスペーサを、超電導コイルの周方向に
配置し、２分割された内層内に前記超電導コイルとスペ
ーサとを組み込んだ後、内層外部から押圧力を加えた状
態で、前記内層の分割部を溶接結合することを特徴とす
る超電導磁石の組立方法。
【請求項２３】　　超電導コイルを内槽内にスペーサを
介して収納し、内槽とコイル間に冷媒を保持してなる超
電導磁石の組立方法において、押圧力を拘束しないよう
に形成されているスペーサを、超電導コイルの周方向に
配置し、２分割された内層の分割部を、前記超電導コイ
ルとスペーサとを組み込み可能に弾性変形させて、内層
内に前記超電導コイルとスペーサとを組み込んだ後、内
層外部から押圧力を加えた状態で、前記内層の分割部を
溶接結合することを特徴とする超電導磁石の組立方法。