JPH11329823A - Magnetic system - Google Patents

Magnetic system

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Publication number
JPH11329823A
JPH11329823A JP13630698A JP13630698A JPH11329823A JP H11329823 A JPH11329823 A JP H11329823A JP 13630698 A JP13630698 A JP 13630698A JP 13630698 A JP13630698 A JP 13630698A JP H11329823 A JPH11329823 A JP H11329823A
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JP
Japan
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pancake coil
pancake
ring
conductor
coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP13630698A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Wakuta
毅 和久田
Kazuhide Tanaka
和英 田中
Keiji Fukushima
敬二 福島
Michiya Okada
道哉 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a compact configuration and a large electromagnetic power by using a pancake coil. SOLUTION: In the magnetic system, two conductor rings 2 are coupled to a pancake coil 1, wherein oxide superconducting tape wire material is wound in the pancake pattern. The conductor ring 2 is formed in the closed loop pattern by using, e.g. copper, stainless steel, hastelloy, copper-silver alloy, nickel alloy, silver magnesium and the like. The inner diameter of the conductor ring 2 is equal to the outer diameter of the pancake coil 1, the width (height) is equal to the width of the oxide superconducting tape wiring material and the thickness is the thickness satisfying the required yield stress. The final end of the pancake coil 1 and the conductor ring 2 are electrically connected. The conductor ring 2 supports the final end of the winding part of the pancake coil 1 by the tensile force in the circumferentail direction, reinforces the outermost surface of the pancake 1 and also functions as the current connecting part of the magnetic system.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パンケーキコイル
を用いたマグネットシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnet system using a pancake coil.

【0002】[0002]

【従来の技術】パンケーキコイルの巻線終端部の電流端
子の形成と補強に関して、巻線終端から電流接続のため
の電流リードを引き出した後に、さらにステンレステー
プやガラス繊維などの補強テープを巻き付けて補強する
方法が用いられている。また、パンケーキコイル間の電
気的接続にははんだ付け等でコイル全体を一体化してい
る。
2. Description of the Related Art With respect to formation and reinforcement of a current terminal at a winding end portion of a pancake coil, after a current lead for current connection is drawn from the winding end, a reinforcing tape such as a stainless steel tape or glass fiber is further wound. The method of reinforcing by using is used. The electrical connection between the pancake coils is integrated with the whole coil by soldering or the like.

【0003】特開昭56−133803号公報は、パンケーキコ
イルの外周面を切欠を有する環状の補強部材で取り囲む
ことを記載する。
JP-A-56-133803 describes that an outer peripheral surface of a pancake coil is surrounded by an annular reinforcing member having a notch.

【0004】特開平6−290933 号公報は、酸化物超電導
体テープ線材を導電性のボビンに巻線したダブルパンケ
ーキコイルを記載する。
JP-A-6-290933 describes a double pancake coil in which an oxide superconductor tape wire is wound around a conductive bobbin.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】高い磁場を発生する電
磁石、もしくは大口径の電磁石では、コイルに半径方向
外向きにコイルを拡張させるような強大な電磁力が働く
ので、この電磁力に耐えられる構造に設計しなくてはな
らない。
With an electromagnet that generates a high magnetic field or a large-diameter electromagnet, a strong electromagnetic force acts on the coil to expand the coil in a radially outward direction, and can withstand this electromagnetic force. It must be designed into a structure.

【0006】特に超電導線材を用いた電磁石の場合、電
磁力によって電磁石が変形すると、超電導線材の超電導
特性が劣化して、十分な超電導電流が流れなくなる。金
属系超電導体のNb3Sn や酸化物超電導線材のBi2
212銀シース線材は、許容歪み量が小さいので、これ
らの線材を用いた電磁石では、電磁力による線材の歪み
が許容歪み量以下になるように、十分に補強されなくて
はならない。
Particularly, in the case of an electromagnet using a superconducting wire, if the electromagnet is deformed by an electromagnetic force, the superconducting characteristics of the superconducting wire are deteriorated and a sufficient superconducting current does not flow. Of Nb 3 Sn and an oxide superconducting wire of metallic superconductor Bi2
Since the 212-silver sheathed wire has a small allowable strain, electromagnets using these wires must be sufficiently reinforced so that the distortion of the wire due to the electromagnetic force is less than the allowable strain.

【0007】また、温度マージンの小さい金属系超電導
導体では、電磁力によって、超電導線材が微少に移動し
て摩擦熱が生じたり、弾性エネルギーの開放によって発
熱したりして、超電導線材が超電導状態から常電導状態
に転移するクエンチ現象が起こることがある。
Further, in a metal-based superconducting conductor having a small temperature margin, the superconducting wire is slightly moved by electromagnetic force to generate frictional heat, or heat is generated by releasing elastic energy, so that the superconducting wire is brought out of the superconducting state. A quenching phenomenon that transitions to a normal conducting state may occur.

【0008】電磁力による応力である電磁応力は、一般
に、構造の対称性の悪い場所や周辺に比べて構造が急激
に変化している場所に集中しやすい。パンケーキコイル
の中間部は巻線されている線材の張力によって電磁力に
対抗することができる。しかし、電磁応力が集中しやす
いパンケーキコイルの巻線終端部は、線材の張力が作用
しないので、十分な耐電磁力を持つ補強構造にする必要
がある。
In general, electromagnetic stress, which is a stress caused by an electromagnetic force, tends to concentrate on a place where the structure is not symmetrical or a place where the structure is changing rapidly compared with the surroundings. The middle part of the pancake coil can resist electromagnetic force due to the tension of the wound wire. However, the end of the winding of the pancake coil where electromagnetic stress tends to concentrate is not affected by the tension of the wire, so that it is necessary to use a reinforcing structure having a sufficient electromagnetic resistance.

【0009】また、高磁場を発生する電磁石では、空間
電流密度を大きくするために、構成要素のうち電流を通
電する線材部分をできるだけ多くなるようにする。した
がって、補強構造はできるだけ少なくする必要がある。
また、補強構造は、電磁石の冷却効率をよくするため
に、空間的に効率のよい構造であることが必要である。
また、複数のパンケーキコイルを積層して構成したマグ
ネットシステムは、パンケーキコイルの補修や交換など
のメンテナンス性に優れることが要求される。しかし、
パンケーキコイル間の接続をはんだ付けで行うと、メン
テナンス性がよくない。
Further, in an electromagnet that generates a high magnetic field, in order to increase the space current density, the number of wire portions through which current flows among components is increased as much as possible. Therefore, it is necessary to reduce the reinforcement structure as much as possible.
Further, the reinforcing structure needs to be a spatially efficient structure in order to improve the cooling efficiency of the electromagnet.
Further, a magnet system configured by laminating a plurality of pancake coils is required to have excellent maintainability such as repair and replacement of the pancake coils. But,
If the connection between the pancake coils is made by soldering, the maintainability is poor.

【0010】本発明の目的は、パンケーキコイルを用い
て、コンパクトでかつ耐電磁力が大きいマグネットシス
テムおよびその製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a magnet system which is compact and has high electromagnetic resistance using a pancake coil, and a method of manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は、パンケーキコイルの外周を覆う導電性のリ
ングとパンケーキコイルの巻線終端とが電気的に接続さ
れたことにあり、導電性のリングは、円周方向の張力で
パンケーキコイルの巻線部終端を支えるので、パンケー
キコイルの外周を補強するとともに、パンケーキコイル
の終端と導体リングとが電気的に接続されているので、
マグネットシステムの電流接続部としても機能する。し
たがって、本発明のマグネットシステムによれば、導電
性のリングが電流接続端子として機能するとともにダブ
ルパンケーキコイルの外周を補強するので、コンパクト
で、耐電磁応力に優れており、クエンチの発生を抑え
て、電流損失が少なく、安定な発生磁界を得ることがで
きる。
A feature of the present invention to achieve the above object is that a conductive ring covering the outer periphery of a pancake coil is electrically connected to a winding end of the pancake coil. Since the conductive ring supports the end of the winding portion of the pancake coil with circumferential tension, the outer periphery of the pancake coil is reinforced, and the end of the pancake coil and the conductor ring are electrically connected. So
Also functions as a current connection for the magnet system. Therefore, according to the magnet system of the present invention, since the conductive ring functions as a current connection terminal and reinforces the outer periphery of the double pancake coil, it is compact, has excellent electromagnetic stress resistance, and suppresses the occurrence of quench. As a result, a stable generated magnetic field with a small current loss can be obtained.

【0012】また、本発明の他の特徴は、電気的接続手
段が、積層された複数のパンケーキコイルの、隣り合う
パンケーキコイルの外周を覆う導電性のリングを電気的
に接続し、パンケーキコイルの外周を覆う導電性のリン
グとパンケーキコイルの巻線終端とが電気的に接続され
ることにあり、導電性のリングが電流接続端子として機
能するとともにダブルパンケーキコイルの外周を補強す
るので、コンパクトで、耐電磁応力に優れており、クエ
ンチの発生を抑えて、電流損失が少なく、安定な発生磁
界を得ることができるとともに、電気的接続手段がはん
だ接続などによる一体化を行わずに、隣り合うマグネッ
トシステムと電気的に接続されるので、補修や交換など
のメンテナンス性が著しく向上する。
Another feature of the present invention is that the electrical connection means electrically connects a conductive ring that covers the outer periphery of an adjacent pancake coil of the plurality of stacked pancake coils, The electrically conductive ring that covers the outer periphery of the cake coil and the winding end of the pancake coil are electrically connected, so that the conductive ring functions as a current connection terminal and reinforces the outer periphery of the double pancake coil Therefore, it is compact, has excellent electromagnetic resistance, suppresses the occurrence of quench, reduces current loss, and can generate a stable generated magnetic field, and the electrical connection means is integrated by soldering etc. Instead, it is electrically connected to an adjacent magnet system, so that maintenance such as repair and replacement is significantly improved.

【0013】また、電気的接続手段がパンケーキコイル
の片平面を覆うことにより、パンケーキコイルの熱を外
部に逃がすことができるので、マグネットシステムの冷
却効率が向上する。
Further, since the electric connection means covers one surface of the pancake coil, the heat of the pancake coil can be released to the outside, so that the cooling efficiency of the magnet system is improved.

【0014】また、電気的接続手段が環状で、電気的接
続手段の内周面とリングの外周面が接触することによ
り、リングに嵌め込まれたパンケーキコイルを、電気的
接続手段を間に挟んで積み上げ、上下から力を加える
と、上下からの押し付け力によって、電気的接続手段を
介して隣り合うリングが電気的に導通するのと同時に、
押し付け力を径方向の圧縮力にすることができ、パンケ
ーキコイルの全体を補強することができる。
Further, when the electric connection means is annular and the inner peripheral surface of the electric connection means and the outer peripheral surface of the ring are in contact with each other, the pancake coil fitted into the ring is sandwiched between the electric connection means. When the force is applied from above and below, the adjacent rings are electrically connected via the electrical connection means by the pressing force from above and below, and at the same time,
The pressing force can be a radial compression force, and the entire pancake coil can be reinforced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】(実施例1)本発明の第1の実施
例であるマグネットシステムを図1に示す。本実施例の
マグネットシステムは、酸化物超伝導テープ線材をパン
ケーキ巻きしたパンケーキコイル1に2つの導体リング
2を嵌めたものである。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a magnet system according to a first embodiment of the present invention. In the magnet system of this embodiment, two conductor rings 2 are fitted to a pancake coil 1 in which an oxide superconducting tape wire is pancake-wrapped.

【0016】酸化物超伝導テープ線材は、Bi系,Y
系,Tl系,Hg系などの酸化物超伝導物質を用いて、
金属被服加工法,化学的蒸着法(CVD),物理的蒸着
法(PVD)などで作る。酸化物超伝導テープ線材をパ
ンケーキ巻きする際には、必要に応じて絶縁テープや補
強テープを共に巻いてもよい。パンケーキコイル1は樹
脂に含浸しておいてもよい。
The oxide superconducting tape wire is made of a Bi-based, Y
System, Tl system, Hg system, etc.
It is made by metal coating, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), or the like. When the oxide superconducting tape wire is wound with pancake, an insulating tape or a reinforcing tape may be wound together as necessary. The pancake coil 1 may be impregnated with a resin.

【0017】導体リング2は、例えば、銅,ステンレ
ス,ハステロイ,銅銀合金,ニッケル合金,銀マグネシ
ウムなどを用いて、閉ループに作られている。導体リン
グ2の内径はパンケーキコイル1の外径と等しく、幅
(高さ)は酸化物超伝導テープ線材の幅と等しく、肉厚
は所要の降伏応力を満たすような厚さである。導体リン
グ2を焼き嵌めによって導体リング2に嵌める場合は、
導体リング2の内径はパンケーキコイル1の外径より小
さくてもよい。導体リング2はヤング率、降伏応力など
の機械的特性および導電率などの電気的特性がよい(大
きい)ことが望ましい。
The conductor ring 2 is formed in a closed loop using, for example, copper, stainless steel, Hastelloy, copper-silver alloy, nickel alloy, silver magnesium, or the like. The inner diameter of the conductor ring 2 is equal to the outer diameter of the pancake coil 1, the width (height) is equal to the width of the oxide superconducting tape wire, and the thickness is such that the required yield stress is satisfied. When fitting the conductor ring 2 to the conductor ring 2 by shrink fitting,
The inner diameter of the conductor ring 2 may be smaller than the outer diameter of the pancake coil 1. It is desirable that the conductor ring 2 has good (large) mechanical properties such as Young's modulus and yield stress and electrical properties such as conductivity.

【0018】パンケーキコイル1の終端と導体リング2
とを電気的に接続する。電気的接続の方法は、はんだ付
け,圧着,溶着などで行う。また、パンケーキコイル1
と導体リング2とを加熱して、パンケーキコイル1と導
体リング2との界面において化学反応を起こし、パンケ
ーキコイル1と導体リング2とを一体化してもよい。パ
ンケーキコイル1と導体リング2とを合金化して一体化
してもよい。
The end of the pancake coil 1 and the conductor ring 2
And are electrically connected. The electrical connection is performed by soldering, crimping, welding, or the like. Also, pancake coil 1
And the conductor ring 2 may be heated to cause a chemical reaction at the interface between the pancake coil 1 and the conductor ring 2 to integrate the pancake coil 1 and the conductor ring 2. The pancake coil 1 and the conductor ring 2 may be alloyed and integrated.

【0019】以上のように、導体リング2は、円周方向
の張力でパンケーキコイル1の巻線部終端を支えるの
で、パンケーキコイル1の最外周を補強するとともに、
パンケーキコイル1の終端と導体リング2とが電気的に
接続されているので、導体リング2はマグネットシステ
ムの電流接続部としても機能する。
As described above, the conductor ring 2 supports the end of the winding portion of the pancake coil 1 with the circumferential tension, so that the outermost periphery of the pancake coil 1 is reinforced and
Since the end of the pancake coil 1 is electrically connected to the conductor ring 2, the conductor ring 2 also functions as a current connection part of the magnet system.

【0020】また、パンケーキコイル1と導体リング2
との熱収縮差を考慮して、これらを設計すれば、マグネ
ットシステム運転時の温度で導体リング2が収縮してパ
ンケーキコイル1を締め付けるので、パンケーキコイル
1の全体を補強することができる。
Further, a pancake coil 1 and a conductor ring 2
If these are designed in consideration of the difference in thermal shrinkage between them, the conductor ring 2 shrinks at the temperature during operation of the magnet system and tightens the pancake coil 1, so that the entire pancake coil 1 can be reinforced. .

【0021】つぎに、本実施例のより具体的なマグネッ
トシステムAと、従来技術のマグネットシステムBの電
流電圧特性を説明する。マグネットシステムA,Bとも
に、Bi22l2銀シース線材と補強テープである銅銀
合金テープとを共巻きにしたダブルパンケーキコイル1
を用いる。ダブルパンケーキコイル1には、コイル中央
部の電圧を測定するための電圧端子を設けてある。
Next, the current-voltage characteristics of the magnet system A of this embodiment and the magnet system B of the prior art will be described more specifically. In both magnet systems A and B, a double pancake coil 1 in which a Bi2212 silver sheath wire and a copper-silver alloy tape as a reinforcing tape are co-wound.
Is used. The double pancake coil 1 is provided with a voltage terminal for measuring the voltage at the center of the coil.

【0022】マグネットシステムAは、ダブルパンケー
キコイル1に銅の導体リング2を嵌めた後、ダブルパン
ケーキコイル1と導体リング2との間にはんだを流し込
んで一体化と電気的接続が施され、さらに樹脂に含浸さ
れたものである。
In the magnet system A, after a copper conductor ring 2 is fitted to the double pancake coil 1, a solder is poured between the double pancake coil 1 and the conductor ring 2 to perform integration and electrical connection. , And further impregnated with resin.

【0023】マグネットシステムBは、電流リードを引
き出した後に、ダブルパンケーキコイル1の外周に銅銀
合金テープを数ターン巻いて補強が施され、さらに樹脂
に含浸されたものである。
The magnet system B is obtained by winding a copper-silver alloy tape around the outer periphery of the double pancake coil 1 for several turns after drawing out the current lead, and further impregnating the resin with the resin.

【0024】マグネットシステムA,Bをともに液体ヘ
リウム温度に保ち、10Tのバイアス磁束密度下で電流
電圧特性を測定する。
With the magnet systems A and B both kept at liquid helium temperature, current-voltage characteristics are measured under a bias magnetic flux density of 10T.

【0025】電磁応力が小さい範囲では、マグネットシ
ステムA,Bともにコイル全体が良好な超電導状態を示
した。
In the range where the electromagnetic stress was small, the entire coil showed a good superconducting state in both the magnet systems A and B.

【0026】マグネットシステムAでは、導体リング2
を含むダブルパンケーキコイル1の外周部分で、銅とは
んだによる電圧発生があったが、実用上は問題のない値
であった。マグネットシステムAでは、BJR=218
[MPa]までダブルパンケーキコイル1の中央部と外
周部との電流電圧特性の差は見られなかった。
In the magnet system A, the conductor ring 2
In the outer peripheral portion of the double pancake coil 1 including the above, voltage was generated by copper and solder, but the value was not a problem in practical use. In the magnet system A, BJR = 218
No difference in current-voltage characteristics between the center and the outer periphery of the double pancake coil 1 was observed up to [MPa].

【0027】マグネットシステムBでは、電流の増加と
ともに、電流リード引き出し部を含むダブルパンケーキ
コイル1の外周部分で電圧発生があり、さらに電流を増
加して電磁応力がBJR=188[MPa]に達する
と、ダブルパンケーキコイル1の中央部以外のすべての
部分で電圧が発生した。
In the magnet system B, as the current increases, a voltage is generated at the outer peripheral portion of the double pancake coil 1 including the current lead draw-out portion, and the current further increases, and the electromagnetic stress reaches BJR = 188 [MPa]. Then, a voltage was generated in all portions of the double pancake coil 1 except the central portion.

【0028】また、マグネットシステムAのダブルパン
ケーキコイル1で銅銀合金テープに代えてハステロイX
テープを用いても、発熱によるコイルの短絡が生じるま
で、ダブルパンケーキコイル1の中央部と外周部との電
流電圧特性の差は見られなかった。
In the double pancake coil 1 of the magnet system A, Hastelloy X was used instead of the copper-silver alloy tape.
Even when the tape was used, there was no difference in current-voltage characteristics between the central portion and the outer peripheral portion of the double pancake coil 1 until the coil was short-circuited due to heat generation.

【0029】本実施例のマグネットシステムによれば、
導体リング2が電流接続端子として機能するとともにダ
ブルパンケーキコイル1の外周を補強するので、コンパ
クトで、耐電磁応力に優れており、クエンチの発生を抑
えて、電流損失が少なく、安定な発生磁界を得ることが
できる。
According to the magnet system of this embodiment,
Since the conductor ring 2 functions as a current connection terminal and reinforces the outer periphery of the double pancake coil 1, it is compact, has excellent electromagnetic resistance, suppresses quench, suppresses current loss, and generates a stable magnetic field. Can be obtained.

【0030】また、導体リング2の代わりに、導体の補
強テープを補強に必要なターン数をダブルパンケーキコ
イル1に巻き付け、終端部をはんだ付け、もしくは溶着
などでリング部を形成してもよい。終端部だけを接続す
るだけでなく、補強テープ全体を一体化しても良い。
In place of the conductor ring 2, a reinforcing tape of a conductor may be wound around the double pancake coil 1 with the number of turns required for reinforcement, and a terminal portion may be formed by soldering or welding. . In addition to connecting only the end portions, the entire reinforcing tape may be integrated.

【0031】(実施例2)本発明の第2の実施例である
マグネットシステムを図2に示す。本実施例のマグネッ
トシステムは、第1の実施例で用いたパンケーキコイル
1を2つの導体円盤3で挟んだものである。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a magnet system according to a second embodiment of the present invention. The magnet system of the present embodiment is such that the pancake coil 1 used in the first embodiment is sandwiched between two conductor disks 3.

【0032】導体円盤3は、パンケーキコイル1の外径
と同じ円形の平面部4に、第1の実施例の導体リング2
と同様の機能を持つ縁部5がついた形状である。導体円
盤3は、縁部5と平面部4が電気的に導通していれば、
全体が単一の材料で作られている必要はなない。
The conductor disk 3 is provided on the circular plane portion 4 having the same outer diameter as the pancake coil 1 on the conductor ring 2 of the first embodiment.
This is a shape with an edge 5 having the same function as that of FIG. As long as the conductor disk 3 is electrically connected to the edge portion 5 and the plane portion 4,
It does not need to be made entirely of a single material.

【0033】本発明のマグネットシステムを積層し、上
下から力を加えれば、隣り合う導体円盤3の平面部4ど
うしが圧着し、隣り合うマグネットシステムを電気的に
接続することができる。隣り合う導体円盤3の接触抵抗
は、接続する平面の面積がパンケーキコイル1の側面に
比べて十分大きいので、マグネットシステムを運用する
上では問題がない。
When the magnet systems of the present invention are laminated and a force is applied from above and below, the flat portions 4 of the adjacent conductor disks 3 are pressed together, and the adjacent magnet systems can be electrically connected. The contact resistance of the adjacent conductor disks 3 is sufficiently large as the area of the connecting plane is larger than the side surface of the pancake coil 1, so that there is no problem in operating the magnet system.

【0034】本実施例のマグネットシステムでは、はん
だ接続などによる一体化を行わずに、導体円盤3によっ
て、隣り合うマグネットシステムと電気的に接続される
ので、補修や交換などのメンテナンス性が著しく向上す
る。
In the magnet system of the present embodiment, the conductor disk 3 is electrically connected to the adjacent magnet system without performing integration by soldering or the like, so that maintenance such as repair and replacement is remarkably improved. I do.

【0035】また、導体円盤3によってパンケーキコイ
ル1の熱を外部に逃がすことができるので、マグネット
システムの冷却効率が向上する。
Further, since the heat of the pancake coil 1 can be released to the outside by the conductor disk 3, the cooling efficiency of the magnet system is improved.

【0036】本実施例のマグネットシステムによれば、
導体円盤3が電流接続端子として機能するとともにダブ
ルパンケーキコイル1の外周を補強するので、コンパク
トで、耐電磁応力に優れており、クエンチの発生を抑え
て、電流損失が少なく、安定な発生磁界を得ることがで
きるとともに、はんだ接続などによる一体化を行わず
に、隣り合うマグネットシステムと電気的に接続される
ので、補修や交換などのメンテナンス性が著しく向上
し、パンケーキコイル1の熱を外部に逃がすことができ
るので、マグネットシステムの冷却効率が向上する。
According to the magnet system of this embodiment,
Since the conductor disk 3 functions as a current connection terminal and reinforces the outer periphery of the double pancake coil 1, it is compact, has excellent electromagnetic resistance, suppresses quench, suppresses current loss, and generates a stable magnetic field. And it is electrically connected to the adjacent magnet system without performing integration by soldering or the like, so that maintenance such as repair and replacement is significantly improved, and the heat of the pancake coil 1 is reduced. Since it can escape to the outside, the cooling efficiency of the magnet system is improved.

【0037】(実施例3)本発明の第2の実施例である
マグネットシステムを図2に示す。本実施例のマグネッ
トシステムは、第1の実施例の導体リング2に代えて、
図3に示すような外側にテーパーを設けた導体リング6
に嵌め込まれたパンケーキコイル1を、隣り合うマグネ
ットシステムの導体リング2どうしを接続する接続リン
グ7を用いて積層したものである。
(Embodiment 3) FIG. 2 shows a magnet system according to a second embodiment of the present invention. The magnet system of the present embodiment is different from the conductor ring 2 of the first embodiment in that
Conductor ring 6 provided with an outer taper as shown in FIG.
The pancake coil 1 fitted into the coil is laminated using a connection ring 7 that connects the conductor rings 2 of adjacent magnet systems.

【0038】接続リング7の内側は、導体リング6の外
周にあわせてテーパーが設けてあり、接続リング7の内
側の面と、導体リング6の外側の面とが密着するように
なっている。接続リング7は、隣り合う導体リング6ど
うしを電気的に導通させることができれば、全体が単一
の材料で作られている必要はななく、例えば、導体リン
グ6と接触する部分を金属にし、その外側は機械的強度
の大きな金属やガラス繊維強化樹脂で構成してもよい。
また、接続リング7の内側の面と、導体リング6の外側
の面とをねじ込み式で接続するようにしてもよい。
The inside of the connection ring 7 is tapered in accordance with the outer periphery of the conductor ring 6 so that the inside surface of the connection ring 7 and the outside surface of the conductor ring 6 are in close contact with each other. The connection ring 7 does not need to be entirely made of a single material as long as the adjacent conductor rings 6 can be electrically connected to each other. For example, a portion in contact with the conductor ring 6 is made of metal, The outside may be made of metal having high mechanical strength or glass fiber reinforced resin.
Further, the inner surface of the connection ring 7 and the outer surface of the conductor ring 6 may be connected by screwing.

【0039】導体リング6に嵌め込まれたパンケーキコ
イル1を、接続リング7を間に挟んで積み上げ、上下か
ら力を加えると、上下からの押し付け力によって、接続
リング7を介して隣り合う導体リング6が電気的に導通
するのと同時に、押し付け力を径方向の圧縮力にするこ
とができ、パンケーキコイル1の全体を補強することが
できる。
The pancake coils 1 fitted in the conductor ring 6 are stacked with the connection ring 7 interposed therebetween, and when a force is applied from above and below, the conductor rings adjacent to each other via the connection ring 7 are pressed by the pressing force from above and below. At the same time as 6 is electrically conducted, the pressing force can be changed to a radial compressive force, and the entire pancake coil 1 can be reinforced.

【0040】本実施例のマグネットシステムによれば、
導体リング6が電流接続端子として機能するとともにパ
ンケーキコイル1の外周を補強するので、コンパクト
で、耐電磁応力に優れており、接続リング7が隣り合う
導体リング6を電気的に導通させるのと同時に、押し付
け力を径方向の圧縮力にして、パンケーキコイル1の全
体を補強するので、クエンチの発生をより抑えて、電流
損失がより少なく、より安定な発生磁界を得ることがで
きる。
According to the magnet system of this embodiment,
Since the conductor ring 6 functions as a current connection terminal and reinforces the outer periphery of the pancake coil 1, the conductor ring 6 is compact, has excellent anti-electromagnetic stress, and the connection ring 7 makes the adjacent conductor ring 6 electrically conductive. At the same time, the pressing force is set to a radial compressive force to reinforce the entire pancake coil 1, so that the occurrence of quench can be further suppressed, a current loss is reduced, and a more stable generated magnetic field can be obtained.

【0041】また、接続リング7によって、はんだ接続
などによる一体化を行わずに、隣り合うマグネットシス
テムと電気的に接続されるので、補修や交換などのメン
テナンス性を著しく向上する。
Further, since the connection ring 7 is electrically connected to an adjacent magnet system without performing integration by soldering or the like, maintenance properties such as repair and replacement are remarkably improved.

【0042】以上の第1の実施例から第3の実施例で説
明したパンケーキコイル1には、通常のダブルパンケー
キコイルの他に、シングルパンケーキコイルおよびジョ
イントを含んだダブルパンケーキコイルを用いることも
できる。シングルパンケーキコイルまたはジョイントを
含むダブルパンケーキコイルを巻く時に、ボビンとして
導電性のボビンを使い、酸化物超伝導テープ線材の巻き
はじめをこの導体ボビンとはんだ付けや溶着によって接
続する。導体ボビンの材質は、銅,銅銀合金,銅マグネ
シウム合金,ステンレスなどを用いるが、これらに限定
されるものではない。導体ボビンに大きなヤング率、降
伏応力などの機械的特性を持たせることによってパンケ
ーキコイルを内周側から補強することができる。特に、
Bi系銀シース線材をはじめとする酸化物超電導線材
は、ひずみによって超電導特性が容易に劣化するので、
導体ボビンで接続をとることによってひずみのないダブ
ルパンケーキ巻きが行える。
The pancake coil 1 described in the first to third embodiments includes a double pancake coil including a single pancake coil and a joint in addition to a normal double pancake coil. It can also be used. When a single pancake coil or a double pancake coil including a joint is wound, a conductive bobbin is used as the bobbin, and the beginning of the oxide superconducting tape wire is connected to the conductor bobbin by soldering or welding. As the material of the conductor bobbin, copper, a copper-silver alloy, a copper-magnesium alloy, stainless steel, or the like is used, but is not limited thereto. The pancake coil can be reinforced from the inner peripheral side by giving the conductor bobbin a mechanical property such as a large Young's modulus and a yield stress. Especially,
Oxide superconducting wires such as Bi-based silver sheath wires easily deteriorate their superconducting properties due to strain.
By connecting with a conductor bobbin, double pancake winding without distortion can be performed.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明のマグネットシステムによれば、
導電性のリングが電流接続端子として機能するとともに
ダブルパンケーキコイルの外周を補強するので、コンパ
クトで、耐電磁応力に優れており、クエンチの発生を抑
えて、電流損失が少なく、安定な発生磁界を得ることが
できる。
According to the magnet system of the present invention,
The conductive ring functions as a current connection terminal and reinforces the outer periphery of the double pancake coil, so it is compact, has excellent electromagnetic resistance, suppresses quench, reduces current loss, and generates a stable magnetic field. Can be obtained.

【0044】また、導電性のリングが電流接続端子とし
て機能するとともにダブルパンケーキコイルの外周を補
強するので、コンパクトで、耐電磁応力に優れており、
クエンチの発生を抑えて、電流損失が少なく、安定な発
生磁界を得ることができるとともに、電気的接続手段が
はんだ接続などによる一体化を行わずに、隣り合うマグ
ネットシステムと電気的に接続されるので、補修や交換
などのメンテナンス性が著しく向上する。
Further, since the conductive ring functions as a current connection terminal and reinforces the outer periphery of the double pancake coil, it is compact and has excellent electromagnetic stress resistance.
Suppress the occurrence of quench, reduce current loss and obtain a stable generated magnetic field.Electrical connection means are electrically connected to adjacent magnet systems without integration by soldering or the like. Therefore, maintainability such as repair and replacement is remarkably improved.

【0045】また、電気的接続手段がパンケーキコイル
の片平面を覆うことにより、パンケーキコイルの熱を外
部に逃がすことができるので、マグネットシステムの冷
却効率が向上する。
Further, since the electric connection means covers one surface of the pancake coil, the heat of the pancake coil can be released to the outside, so that the cooling efficiency of the magnet system is improved.

【0046】また、電気的接続手段が環状で、電気的接
続手段の内周面とリングの外周面が接触することによ
り、電気的接続手段を介して隣り合うリングが電気的に
導通するのと同時に、押し付け力を径方向の圧縮力にす
ることができ、パンケーキコイルの全体を補強すること
ができる。
Further, when the electric connection means is annular and the inner peripheral surface of the electric connection means and the outer peripheral surface of the ring are in contact with each other, the adjacent rings are electrically connected via the electric connection means. At the same time, the pressing force can be reduced to a radial compression force, and the entire pancake coil can be reinforced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例であるマグネットシステ
ムを示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a magnet system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例であるマグネットシステ
ムを示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a magnet system according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例であるマグネットシステ
ムを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a magnet system according to a third embodiment of the present invention.

【図4】第3の実施例のパンケーキコイル1を接続リン
グ7を挟んで積層した図。
FIG. 4 is a diagram in which the pancake coil 1 of the third embodiment is stacked with a connection ring 7 interposed therebetween.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…パンケーキコイル、2…導体リング、3…導体円
盤、4…平面部、5…縁部、6…導体リング、7…接続
リング。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pancake coil, 2 ... Conductor ring, 3 ... Conductor disk, 4 ... Plane part, 5 ... Edge part, 6 ... Conductor ring, 7 ... Connection ring.

フロントページの続き (72)発明者 岡田 道哉 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内Continued on the front page (72) Inventor Michiya Okada 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パンケーキコイルの外周を覆う導電性のリ
ングを備え、前記リングは前記パンケーキコイルの巻線
終端と電気的に接続されたことを特徴とするマグネット
システム。
1. A magnet system, comprising: a conductive ring that covers an outer periphery of a pancake coil, wherein the ring is electrically connected to a winding end of the pancake coil.
【請求項2】積層された複数のパンケーキコイルと、前
記パンケーキコイルの外周を覆う導電性のリングと、隣
り合う前記パンケーキコイルの外周を覆う前記リングを
電気的に接続する電気的接続手段とを備え、前記リング
は前記パンケーキコイルの巻線終端と電気的に接続され
たことを特徴とするマグネットシステム。
2. An electric connection for electrically connecting a plurality of stacked pancake coils, a conductive ring covering the outer periphery of the pancake coil, and the ring covering the outer periphery of an adjacent pancake coil. Means, wherein the ring is electrically connected to a winding end of the pancake coil.
【請求項3】前記電気的接続手段は前記パンケーキコイ
ルの片平面を覆うことを特徴とする請求項2のマグネッ
トシステム。
3. The magnet system according to claim 2, wherein said electric connection means covers one surface of said pancake coil.
【請求項4】前記電気的接続手段は環状で、前記電気的
接続手段の内周面と前記リングの外周面が接触すること
を特徴とする請求項2のマグネットシステム。
4. The magnet system according to claim 2, wherein said electric connection means is annular, and an inner peripheral surface of said electric connection means contacts an outer peripheral surface of said ring.
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