JPH04372103A - 超電導電磁石用補強巻線の固定方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超電導電磁石用補強巻
線の固定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ソレノイド型電磁石により発生する磁場
は、ソレノイド型電磁石を構成するコイル巻線自身にも
印加される。このコイル巻線には電流が流れているので
、コイル巻線に対して、そのコイルの遠心方向へ作用す
る電磁力が発生する。このような電磁力によってコイル
巻線の運動が発生し、特に、超電導状態のソレノイド型
電磁石の磁場の中ではコイル巻線の運動によって熱が発
生する。この結果、ソレノイド型電磁石が超電導状態か
ら常電導状態へと移行してしまう。

【０００３】また、上述のような電磁力により、コイル
が遠心方向に向かって膨張する。この膨脹の際に発生す
るコイル巻線の引張応力が、コイル巻線の破壊応力を越
えると、コイル巻線が破断して、超電導電磁石が使用不
能となる問題があった。

【０００４】このような問題を解決するために、上述の
ような電磁力によるコイル巻線の運動を阻止する必要が
ある。このため、引張強度が大きくかつ非磁性の金属、
例えばＣｕ−Ｎｉ合金、ＳＵＳ３０４のような線材を、
コイル外周部に張力をかけながら巻き付けることが行わ
れている。このような巻線は、コイルが膨張するのを阻
止するのが主な目的であるが、この他に、外力によるコ
イル巻線の損傷を防止できる利点もあり、コイルを補強
する意味で補強巻線と呼ばれている。

【０００５】このような補強巻線は、図４に示す如く、
次のようにしてコイル巻線の上に施される。まず、巻枠
４５のツバ部４２の側端面に取り付けられた巻線固定コ
マ４３に、補強巻線４１の一端部を固定する。次に、補
強巻線４１を、予め巻き付けられたコイル巻線の周面上
に張力をかけながら巻き付ける。そして、巻き付けた補
強巻線４１の他端部を、ツバ部４２の側端面に設けられ
たもう一つの巻線固定コマ４４に固定する。

【０００６】上述の巻線固定コマ４３は、図５に示す如
く、略円筒形のコマ本体５１の両端部にツバ部５２及び
５３が取り付けられたものである。そして、コマ本体５
１の略中央部に形成された貫通孔には、コマ固定用のビ
ス５４が挿入され、かつツバ部４２に捩じ込まれて、巻
線固定コマ４３が固定されている。このような巻線固定
コマ４３に、例えば、補強巻線４１の端末を巻き付けた
後、折り返した補強巻線４１の先端部を補強巻線４１自
体に絡げて固定している。また、補強巻線４１の端末を
、図６に示す如く、巻線固定コマ４３に巻き付けて、折
り返した補強巻線４１の先端部を補強巻線４１自体と共
に圧縮スリ−ブ６１で固定する。なお、上述のような巻
線固定コマ４３の構成及び補強巻線４１の固定方法は、
巻線固定コマ４４についても同様である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の補強巻線の固定方法には、次のような問題
がある。

【０００８】（１）より強力な電磁石を得るためにコイ
ルが大型化するにつれて、より強い張力で補強巻線を巻
き付ける必要がある。このため、張力に耐えられるよう
に、補強巻線に直径がより大きい線材が使用される。こ
のような直径が大きい補強巻線は、所望の張力で引っ張
りながら巻線固定コマに巻き付けるのが困難である。し
かも、補強巻線の先端部をそれ自体に絡げて、張力に耐
えられるように固定することはさらに困難である。

【０００９】（２）超電導電磁石用のコイルは、運転さ
れる度に冷却及び昇温され、熱収縮及び熱膨張を繰り返
す。このため、コイルの周面に施された補強巻線にゆる
みが生じる。この場合に、上述の巻線固定コマでは、緩
んでしまった補強巻線を再び緊張させることは不可能で
あり、一旦補強巻線を解体して、再度引張しながら巻き
付けなければならなかった。

【００１０】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、超電導磁石用のコイルの周面に巻き付けた補強
巻線を容易に緊張させることができると共に、必要に応
じて補強巻線を引張し直して、補強巻線の緊張状態を維
持することができる超電導磁石用補強巻線の固定方法を
提供することある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、巻線保持部材
を一端部に有する棒状部材と、コイルの巻枠の所定箇所
に取り付けられかつ前記棒状部材の他端部が貫挿される
貫通孔を有する固定台と、前記固定台から突出する前記
棒状部材の他端部に螺合された締付部材とを具備する補
強巻線引張手段を用いて、前記巻線保持部材に前記コイ
ルの周面に巻き付けられた補強巻線の一端部を固定した
後、前記締付部材を前記棒状部材にさらに螺合すること
により前記補強巻線を引張ることを特徴とする超電導電
磁石用補強巻線の固定方法である。

【００１２】

【作用】本発明の超電導電磁石用補強巻線の固定方法に
よれば、補強巻線の一端部を巻線保持部材に固定した後
、締付部材を棒状部材にさらに螺合することにより補強
巻線を引張る。これにより、補強巻線を固定するときに
は強い力で引張る必要がないので、補強巻線を巻線保持
部材に固定するのが容易である。また、超電導磁石の使
用中に補強巻線が緩んだ場合にも、補強巻線を取り外す
ことなく必要に応じて引張り直すことが可能である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１４】図１は、本発明の超電導電磁石用補強巻線
の固定方法を適用した超電導電磁石の一例を示す平面図
である。図２は、同実施例の超電導電磁石の要部を示す
側面図である。

【００１５】図中１３は、超伝導電磁石の巻枠１２のツ
バ部である。ツバ部１３の側端面の所定箇所には、内部
に１２ｍｍピンを有するバインディングポスト１４が設
けられている。ツバ部１３の側端面のバインディングポ
スト１４よりも縁側には、ガイド１６が取り付けられて
いる。ガイド１６の近傍のツバ部１３の縁部には、引き
込み穴１７が形成されている。ツバ部１３の縁部の所定
箇所には、引き出し穴１９が形成されている。引き出し
穴１９の近傍には、ガイド２０が取り付けられている。

【００１６】さらにツバ部１３の側端面上の所定箇所に
は、巻線保持部材２２、棒状部材２３、固定台２４、ワ
ッシャ２５及びナット２６からなる補強巻線引張手段２
７が設けられている。巻線保持部材２２は一端部の端面
に開口を有する中空部を有し、この中空部の略中央にバ
インディングポストが設けられている。巻線保持部材２
２の他端部には、棒状部材２３の一端部が取り付けられ
ている。棒状部材２３は、直径８ｍｍのＳＵＳ３０４か
らなる。棒状部材２３の他端部は、ＳＵＳ３０４製の固
定台２４に設けられた、例えば内径９ｍｍの貫通孔に挿
入されている。さらに、固定台２４から突出した棒状部
材２３の他端部にはネジが切られており、ロックナット
２６がワッシャ２５を介して螺合されている。

【００１７】なお、固定される補強巻線を巻枠１２から
絶縁するために各部材には、電気絶縁が施されている。 例えば、ガイド１６及び２０は、例えば、エポキシガラ
スクロス積層板等のＧＦＲＰ材により構成されている。 また、引き込み穴１７及び引き出し穴１９の縁部には、
ＧＦＲＰ材が被覆されている。さらに、固定台２４と巻
枠１２との間には、ＧＦＲＰ材が配置されている。この
ような構成からなる補強巻線引張手段２７等を用いて、
超電導電磁石用補強巻線の固定を次のようにして行う。

【００１８】ここで使用する補強巻線１１は、例えば、
Ｃｕ−Ｎｉ合金、ＳＵＳ３０４のような線材からなる補
強巻線である。この例では、補強巻線１１として、ＳＵ
Ｓ３０４の平角線で、その断面サイズが１．４ｍｍ×２
．８ｍｍのものを使用した。

【００１９】まず、補強巻線１１の一端部を、バインデ
ィングポスト１４中の１２ｍｍピンに巻きつけて、折り
返された補強巻線１１の先端部を、例えば、２枚のＳＵ
Ｓ３０４板材からなるクランプ材１５で結束して固定し
た。この補強巻線１１を、必要に応じて、ガイド１６で
方向転換させた後、引き込み穴１７を介して、図２に示
す如く、巻枠１２に予め巻き付けたコイル巻線３１の周
面を覆うようにして巻き付ける（図２中、３２で示す）
。この例では、補強巻線３２の巻層数が偶数になるよう
に巻き付けた。

【００２０】この後、この補強巻線１１を引き出し穴１
９から引き出し、ガイド２０で方向転換する。次いで、
この補強巻線１１の先端部を、巻線保持部材２２の中空
部に設けられたバインディングポスト中の１２ｍｍピン
に巻き付け、さらに折り返した補強巻線１１の先端部を
、例えばＳＵＳ３０４板材からなるクランプ部２１で結
束して固定する。

【００２１】次に、補強巻線引張手段２７のロックナッ
ト２６を、棒状部材２３にさらに螺合する。すると、棒
状部材２３がロックナット２６側に移動する。これによ
ってコイル巻線３２の周面上に巻き付けられた補強巻線
１１が引張られる。

【００２２】以上説明したような超電導電磁石用補強巻
線の固定方法によれば、補強巻線１１の両端部を、バイ
ンディングポスト１４及び巻線保持部材２２の中空部に
設けられたバインディングポストに夫々取り付けた後、
補強巻線引張用手段２７で補強巻線を引張る。これによ
り、補強巻線１１を各バインディングポストに固定する
ときには強い力で引張る必要がないので、前述の補強巻
線１１の固定を比較的容易に行うことができる。このた
め、補強巻線１１として比較的大きい直径のものも使用
することができる。

【００２３】また、超電導磁石の使用によりコイルが熱
収縮及び熱膨脹して補強巻線１１が緩んだ場合にも、ロ
ックナット２６をさらに螺合することにより、補強巻線
１１を解くことなしに必要に応じて引張り直し、補強巻
線１１を再度緊張させることができる。

【００２４】また、ツバ部１３に取り付けられた各部材
は、絶縁性材料で構成されているか、または、絶縁性材
料によって巻枠１２から絶縁されている。このため、補
強巻線１１は、巻枠１２から電気的に絶縁されるので、
コイル巻線３１と補強巻線３２との間の絶縁が不良にな
った場合にも、コイル巻線３１は、巻枠１２に対して絶
縁が保たれるので、コイル通電は可能になる。

【００２５】なお、補強巻線引張手段２７を補強巻線１
１の巻き始め側にも設けて補強巻線１１を引張ることが
できる。しかし、補強巻線１１の巻層数が２つ以上の場
合には、１層目の補強巻線１１は、２層目の補強巻線１
１で締めつけられているので緩み難い。このため、補強
巻線１１の巻き終り側だけに補強巻線引張手段２７を設
けただけでも上述の本発明の目的は十分に達成される。

【００２６】また、補強巻線１１の巻層数が奇数の場合
には、巻き終えた補強巻線１１は、巻き初めの補強巻線
１１が固定された巻枠１２とは反対側の巻枠のツバ部の
側端面に引き出されるので、そのツバ部に補強巻線引張
手段２７が設置される。

【００２７】次に、本発明の超電導電磁石用補強巻線の
固定方法に用いられる補強巻線引張手段の他の実施例と
しては、図３に示す如く、棒状部材２３の端末部に螺合
されたロックナット２６と固定台２４との間に圧縮コイ
ルばね３３を挿入したものを使用できる。このような補
強巻線引張手段３４によれば、圧縮コイル３３によって
、ロックナット２６に対して補強巻線１１の引張り方向
への反発力が作用する。これにより、補強巻線１１は常
に緊張された状態となる。

【００２８】また、上述の圧縮コイルばね３３の代りに
、呼び８ｍｍのさらばね２０枚を互いに表裏を合わせて
組み合わせて、ロックナット２６と固定台２４の間に配
置しても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した如くに、本発明の超電導電
磁石用補強巻線の固定方法によれば、補強巻線を巻線保
持部材に容易に固定できる。また、超電導電磁石の使用
中に補強巻線に緩みが生じた場合にも容易に補強巻線を
引張り直して、再び緊張させることができる等顕著な効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超電導電磁石用補強巻線の固定方法を
適用した超電導電磁石の一例を示す平面図。

【図２】同実施例の超電導電磁石の要部を示す側面図。

【図３】本発明の超電導磁石用補強巻線の固定方法に使
用する補強巻線引張手段の他の実施例を示す説明図。

【図４】従来の超電導磁石用補強巻線の固定方法を適用
した超電導電磁石を示す説明図。

【図５】従来の超電導磁石用補強巻線の固定方法を示す
説明図。

【図６】従来の超電導磁石用補強巻線の固定方法を示す
説明図。

【符号の説明】

１１…補強巻線、１２…巻枠、１３…ツバ部、１４…バ
インディングポスト、１５、２１…クランプ材、１６、
２０…ガイド、１７…引き込み穴、１９…引き出し穴、
２２…巻線保持部材、２３…棒状部材、２４…固定台、
２５…ワッシャ、２６…ロックナット、２７…補強巻線
引張手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　巻線保持部材を一端部に有する棒状部
   材と、コイルの巻枠の所定箇所に取り付けられかつ前記
   棒状部材の他端部が貫挿される貫通孔を有する固定台と
   、前記固定台から突出する前記棒状部材の他端部に螺合
   された締付部材とを具備する補強巻線引張手段を用いて
   、前記巻線保持部材に前記コイルの周面に巻き付けられ
   た補強巻線の一端部を固定した後、前記締付部材を前記
   棒状部材にさらに螺合することにより前記補強巻線を引
   張ることを特徴とする超電導電磁石用補強巻線の固定方
   法。