JPH0582063A - 扇形偏向コイルの巻線方法 - Google Patents

扇形偏向コイルの巻線方法

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JPH0582063A
JPH0582063A JP3271901A JP27190191A JPH0582063A JP H0582063 A JPH0582063 A JP H0582063A JP 3271901 A JP3271901 A JP 3271901A JP 27190191 A JP27190191 A JP 27190191A JP H0582063 A JPH0582063 A JP H0582063A
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JP
Japan
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winding
deflection coil
coil
conductor
spacer
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JP3271901A
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English (en)
Inventor
Hiroe Yamamoto
広衛 山本
Masaji Kitamura
正司 北村
Hiroshi Tomeoku
寛 留奥
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 扇形偏向コイルの成形精度を上げ、コイルエ
ンド巻線の対称性を図る。 【構成】 扇形芯金4の外周に、有効長部8は上部に対
して下部側を狭く、エンド部9は上部より下部側を外周
方向10に突き出た傾斜つき極スペーサ11を配設し、
これを巻芯にキーストン型の巻線導体12を巻回し、巻
数増加につれて極スペーサの傾斜角θより緩やかな傾斜
巻線とするものであり、またコイルエンド部9の巻線導
体12と巻線導体12の間に半弧状絶縁スペーサ23を
介在し、巻線導体12の傾斜角θ′、θ″を把握し、調
節しつつ成形巻線することもできる。 【効果】 巻線導体弛みと不整列による偏り巻線を防止
し、コイルエンド巻線を両端部対称に成形できるので、
不良磁場低減とマグネット端部磁場分布の対称性の向上
が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は扇形偏向コイルの巻線方
法に係り、特に工業用小型電子蓄積リング用偏向マグネ
ットにおけるマグネット両端部の左右対称性と不良磁場
防止に好適な扇形偏向コイルの巻線方法に関する。
【0002】
【従来の技術】荷電粒子を蓄積するのに、前記荷電粒子
の軌道面の磁場均一度向上が非常に高い精度で要求され
ることは周知の通りである。また、扇形偏向マグネット
自体はすでに公知のものであり、この偏向マグネットの
構成は図2に示すように、電子の軌道面を有する真空容
器2と、この真空容器2を覆うように真空断熱層3を介
して複数の層コイルから成る偏向コイル5を備えた扇形
芯金4と、前記偏向コイル5を外周から固定する固定部
材6とシールド鉄心7で構成され、これらを上下対称に
配置して1対の扇形偏向マグネットを形成している。こ
れは例えば文献、アイイーイーイー トランスアクショ
ンズ オン マグネチックス( IEEE TRANSACTIONS ON
MAGNETICS )VOL 24.No2.MARCH 1988に詳しく
記述されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では偏向コイ
ルの固定支持構造や配置構成については記述されている
が、偏向コイルの巻線方法については論じられていな
い。しかし、偏向マグネットの磁場特性の向上を図るた
めには偏向コイルを精度よく成型巻線することが必要で
ある。特にコイルエンド部の巻線にあっては巻線導体が
周囲から跳ね上ったり、また巻線導体と巻線導体の間隙
が導体の内周と外周で異なるため、弛みができて不整列
になり易く、偏り巻線になるなど巻線時の問題が多いの
で、その解決が必要である。またコイルエンド部を不整
列のまま無理に成形すると偏向コイルが変形し、不良磁
場が多くなり磁場分布特性が低下し、マグネット左右両
端部磁場分布の対称性が欠ける問題がある。
【0004】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は上記問題を解決し、コイルエンド部を整
列よく、容易に成形巻線でき、しかもシールド鉄心端部
の磁場分布特性を左右対称にし、かつ理想的磁場分布特
性に近づけることのできる偏向マグネットにおける扇形
偏向コイルの成形巻線方法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、本発明では、扇形芯金と、該扇形芯金の外周に常電
導体、又は超電導導体の巻線導体で巻回した偏向コイル
と、該偏向コイルを包囲固定する固定部材とシールド鉄
心とから成る扇形偏向マグネットにおける偏向コイルの
巻線方法において、前記偏向コイルのコイルエンド部
を、前記巻線導体の上部に対し下部側が外周方向に突き
出た、傾斜成形巻線としたことを特徴とする扇形偏向コ
イルの巻線方法としたものである。
【0006】上記巻線方法において、前記偏向コイルの
巻芯となる極スペーサを、有効長部は上部に対して下部
側を狭く、エンド部は上部に対して下部側を外周方向に
突き出した傾斜つき極スペーサとし、該傾斜つき極スペ
ーサを巻芯に、巻線導体を巻数の増加に応じて傾斜つき
極スペーサの傾斜角より緩やかな巻線としたものであ
り、また、上記傾斜つき極スペーサを巻芯とした偏向コ
イル巻線において、数ターン毎の巻線導体と巻線導体の
間に、有効長部は上部に対して下部側が狭く、コイルエ
ンド部では上部に対して下部側が外周方向に突き出た傾
斜つき変形スペーサを介在させ、傾斜巻線としてもよ
い。
【0007】さらに、本発明の巻線方法において偏向コ
イル巻線のコイルエンド部を、巻線導体と巻線導体の間
に、上部に対し下部側が外周方向に突き出し、該突き出
し部分から端に行くにつれて薄く、そして突き出し部分
の傾斜面は内周面を急勾配に、外周面を緩やかな勾配傾
斜を持つ半弧状絶縁スペーサを介在させて、成形巻線と
したものであり、また、前記半弧状絶縁スペーサを分割
し、コイルエンド部の数ターン毎の巻線導体と巻線導体
の間に、部分的に介在させて成形巻線とすることもでき
る。
【0008】すなわち、本発明は、扇形芯金に固定され
る偏向コイルの巻芯となる極スペーサを、有効長部は極
スペーサ上部を周方向に幅広く、下部を狭く、エンド部
は上部に対して下部を外周側に突き出した傾斜つき極ス
ペーサにし、巻線導体は、巻線導体の一方を厚く、他方
を薄くしたキーストン型巻線導体にして巻線する。ま
た、高磁界用のもので占積率の高いものや巻線導体素線
に締まりのないものに対しては、巻線導体と巻線導体の
間に、スペーサの上部に対して下部が外周側に突き出し
た傾斜つき変形スペーサを数ターン毎に介在して成形巻
線することによっても達成できる。
【0009】
【作用】偏向コイルの巻芯となる極スペーサのエンド部
を、極スペーサ上部に対し下部側が外周側に突き出た傾
斜つきの変形スペーサにし、この変形スペーサに、巻線
導体の一方を厚く他方を薄くしたキーストン型巻線導体
を巻数に応じて順に緩やかに、また数ターン毎の巻線導
体と巻線導体の間に、上部に対して下部側が外周方向に
突き出し、突き出し部分から端につれて薄く、そして突
き出し部分の傾斜は内周面を急勾配に、外周面を緩やか
にした傾斜つきの半弧状スペーサを介在して巻線する。
これにより、巻線導体を無理なく自然に、コイル上部よ
り下部が外周方向に突き出るように緩やかに傾斜巻線が
できるので、巻線導体に弛みが生じて周囲に導体が跳ね
上り不整列になったり、偏り巻線になることがない。以
上のことから偏向コイルのコイルエンド部を整列よく所
定の位置に成形巻線できるので、磁場分布特性の向上と
マグネット両端の左右対称性を図ることができる。
【0010】
【実施例】以下、実施例により本発明を図面を用いて説
明するが、本発明は、これらに限定されない。 実施例1 図1は本発明の一実施例を示すコイルエンド部の部分破
断斜視図であり、図2は本発明の扇形偏向マグネット外
観斜視図である。図2に示すように、扇形偏向マグネッ
ト1は、電子の軌道面を有する真空容器2と、この真空
容器2を覆うように真空断熱層3を介して扇形芯金4が
設けられ、該扇形芯金4に複数層から成る偏向コイル5
を配設し、該偏向コイル5を包囲固定する固定部材6と
シールド鉄心7で構成されている。
【0011】そして扇形芯金4に配設された偏向コイル
5は、図1に示すように、扇形芯金4の外周に、有効長
部8にあってはスペーサ上部に対して下部側が狭く、コ
イルエンド部9にあっては上部より下部側が外周方向1
0に突き出た傾斜つき極スペーサ11を配設し、該傾斜
つき極スペーサ11を巻芯として、導体の外周の一方を
厚く、他方を薄くした常電導体、或いは超電導導体から
なるキーストン型導体の巻線導体12を、巻回数の増加
と共に傾斜つき極スペーサ11の傾斜角θより順次緩や
かな傾斜角θ′、θ″になるように巻回し、その外周空
間部に非磁性スペーサ13を埋設して成形している。そ
して傾斜つき極スペーサ11を巻芯に巻線導体12を巻
回し周部を非磁性スペーサ13で成形した偏向コイル5
は、扇形芯金4と一体化し、図示しない器壁の一部とし
て液体ヘリウム容器内に収納される。
【0012】以上のように、本実施例の偏向コイルの巻
線方法は、図1に示すように、偏向コイル5の巻芯とな
る極スペーサ11を、有効長部8の部分はスペーサ上部
に対して下部側を狭くし、コイルエンド部9の部分は、
上部に対して下部側を外周方向10に突き出すようにし
た傾斜つき極スペーサ11にし、この傾斜つき極スペー
サ11を巻芯にしてキーストン型導体の巻線導体12で
巻線したものである。
【0013】これにより、キーストン型導体の巻線導体
12で巻回した偏向コイル5のコイルエンド部9は、傾
斜つき極スペーサ11の傾斜角θにより、巻数が増加し
ても巻線導体12は無理なく、自然に傾斜巻線でき、コ
イルエンド部9の巻線導体12の傾斜角θ′、θ″は順
次、外周方向10になるにつれて緩やかな傾斜巻線とな
る。このように、傾斜つき極スペーサ11に巻回される
偏向コイル5は、巻線開始頭初から巻線導体12が自然
に歪曲した傾斜巻線にできるので、曲げ応力による導体
の跳ね上りや弛みが解消され、精度よく成形巻線でき、
巻線コイルエンド部の対称性がよくなる。
【0014】図3にマグネット端部の磁場分布を示す。
図3に示すように、コイルエンド部を傾斜巻線にした本
発明の磁場分布△Bは、コイルエンド部が変形していた
従来の磁場分布Bに比してかなり向上し、理想的磁場分
布△Aに大きく近づいている。これより、本発明の傾斜
成形巻線とコイルエンド部9を凹凸なく整列よく巻線で
き、不良磁場の低減とマグネット端部磁場分布の左右対
称性の向上を図るのに効果的な巻線方法を提供できる。
【0015】実施例2 図4に本発明の他の実施例を示す。本実施例は、偏向コ
イル5を構成する層コイルを小コイル14と大コイル1
5に分割し、小コイル14と大コイル15の間に、扇形
芯金4に沿った有効長部16とエンド部17を有し、有
効長部16にあっては上部に対して下部側を狭く、エン
ド部17では上部より下部側が外周方向に突き出た傾斜
つき変形スペーサ18を介在して傾斜巻線したものであ
る。このように偏向コイル5を構成する層コイルを分割
し、巻線導体12と巻線導体12の間に傾斜つき変形ス
ペーサ18を介在して巻線すると、コイルエンド部の巻
線導体の密着性がよく、巻線作業が容易になる。また、
偏向コイル5を構成する層コイルは分割コイルとなり、
巻線導体12の弛みや緩みの小さいうちに成形巻線され
ることから、寸法精度の高い偏向コイル5を製作できる
ので、マグネットの左右対称性の向上と共に前記実施例
1と同様に磁場分布特性の向上を図ることができる。
【0016】実施例3 図5に本発明のその他の実施例を、図6に本発明の間隙
スペーサを示す半弧状絶縁スペーサの斜視図を示す。図
5、図6の実施例は、偏向コイル5のコイルエンド部9
に、数ターン毎の巻線導体19と巻線導体19の間に、
上部に対して下部側が傾斜を得て外周方向に突き出た部
分と、該突き出た部分から端につれて薄く、そして突き
出し部分20の傾斜面が内周面21を急勾配に、外周面
22を緩やかな勾配傾斜をなした半弧状絶縁スペーサ2
3を介在し、傾斜成形巻線したものである。
【0017】このようにコイルエンド部9の巻線導体1
9と巻線導体19の間に、内周面21と外周面22で傾
斜角の異なった半弧状絶縁スペーサ23を介在すると、
半弧状絶縁スペーサ23を介在するときに巻線導体19
を一時的に固定する必要があるので、この巻線導体19
の固定が面倒であるが、導体剛性の大きいものや占積率
が高く偏向コイル5の分割巻線が困難なもの、また、巻
線導体19が複数の素線で構成されているものについて
は、曲げ応力による不整列発生が少なく、弛みの小さい
うちに固定成形巻線できる。また数ターン毎に巻線導体
12の傾斜角θ′を把握し、巻線導体12の傾斜角θ′
を調節しつつ傾斜巻線できるので、成形精度の高い偏向
コイル5が得られる。これにより、磁場分布特性におい
ても前記実施例と同様に、不良磁場の低減とマグネット
両端部磁場分布の対称性向上の図れる効果的な偏向コイ
ル5の巻線方法を提供できる。
【0018】また図示はしていないが、コイルエンド部
9に当たる極スペーサと巻線導体19の間、或いは数タ
ーン毎の巻線導体19と巻線導体19の間の下部側に、
部分的に三角弧状形の傾斜スペーサを介在して傾斜巻線
することによっても前記実施例と同様の効果を得ること
ができる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、偏向コイルの巻芯とな
る極スペーサのエンド部を、外周部に対して内周部が外
側に突き出た傾斜つき極スペーサとし、また、巻線導体
と巻線導体の間に数ターン毎に、上部に対して下部側が
外周方向に突き出し、突き出し部分から端部につれて薄
く、そして突き出し部分の斜面は内周面が急勾配で外周
面が緩やかな傾斜つき半弧状絶縁スペーサを介在し、巻
線導体を無理なく自然に、そして強固に傾斜成形巻線さ
れるので、巻線導体が周面より飛びだして不整列になっ
たり、弛みによる偏り巻線になることなく、精度の高い
成形巻線ができ、コイルエンド部を両端部対称にできる
ので、マグネット端部の不良磁場低減と両端部磁場分布
の対称性の向上、そして巻線作業工程の短縮を図るのに
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すコイルエンド部の部分
破断斜視図である。
【図2】本発明の扇形偏向マグネットの外観斜視図であ
る。
【図3】マグネット端部の磁場分布を示すグラフであ
る。
【図4】本発明の他の実施例を示すコイルエンド部の部
分破断斜視図である。
【図5】本発明のその他の実施例を示すコイルエンド部
の部分破断斜視図である。
【図6】本発明の間隙スペーサを示す半弧状絶縁スペー
サの斜視図である。
【符号の説明】
1…扇形偏向マグネット、2…真空容器、3…真空断熱
層、4…扇形芯金、5…偏向コイル、6…固定部材、7
…シールド鉄心、8…有効長部、9…コイルエンド部、
11…傾斜つき極スペーサ、12…巻線導体、θ…極ス
ペーサの傾斜角、△B…本発明の磁場分布、B…従来の
磁場分布、△A…理想的磁場分布、14…小コイル、1
5…大コイル、18…傾斜つき変形スペーサ、20…突
き出し部分、23…半弧状絶縁スペーサ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 扇形芯金と、該扇形芯金の外周に常電導
    体、又は超電導導体の巻線導体で巻回した偏向コイル
    と、該偏向コイルを包囲固定する固定部材とシールド鉄
    心とから成る扇形偏向マグネットにおける偏向コイルの
    巻線方法において、前記偏向コイルのコイルエンド部
    を、前記巻線導体の上部に対し下部側が外周方向に突き
    出た、傾斜成形巻線としたことを特徴とする扇形偏向コ
    イルの巻線方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載において、前記偏向コイル
    の巻芯となる極スペーサを、有効長部は上部に対して下
    部側を狭く、エンド部は上部に対して下部側を外周方向
    に突き出した傾斜つき極スペーサとし、該傾斜つき極ス
    ペーサを巻芯に、巻線導体を巻数の増加に応じて傾斜つ
    き極スペーサの傾斜角より緩やかな巻線としたことを特
    徴とする扇形偏向コイルの巻線方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載において、傾斜つき極スペ
    ーサを巻芯とした偏向コイル巻線を、数ターン毎の巻線
    導体と巻線導体の間に、有効長部は上部に対して下部側
    が狭く、コイルエンド部では上部に対して下部側が外周
    方向に突き出た傾斜つき変形スペーサを介在させて、傾
    斜巻線としたことを特徴とする扇形偏向コイルの巻線方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載において、前記偏向コイル
    巻線のコイルエンド部を、巻線導体と巻線導体の間に、
    上部に対し下部側が外周方向に突き出し、該突き出し部
    分から端に行くにつれて薄く、そして突き出し部分の傾
    斜面は内周面を急勾配に、外周面を緩やかな勾配傾斜を
    持つ半弧状絶縁スペーサを介在させて、成形巻線とした
    ことを特徴とする扇形偏向コイルの巻線方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載において、前記半弧状絶縁
    スペーサを分割し、コイルエンド部の数ターン毎の巻線
    導体と巻線導体の間に、部分的に介在させて成形巻線と
    したことを特徴とする扇形偏向コイルの巻線方法。
JP3271901A 1991-09-25 1991-09-25 扇形偏向コイルの巻線方法 Pending JPH0582063A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005069345A1 (ja) * 2004-01-08 2005-07-28 Ebara Corporation 電子ビーム装置
JP2015225735A (ja) * 2014-05-26 2015-12-14 株式会社東芝 超電導コイル装置

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