JPS58128708A - 超電導マグネツト - Google Patents
超電導マグネツトInfo
- Publication number
- JPS58128708A JPS58128708A JP1061682A JP1061682A JPS58128708A JP S58128708 A JPS58128708 A JP S58128708A JP 1061682 A JP1061682 A JP 1061682A JP 1061682 A JP1061682 A JP 1061682A JP S58128708 A JPS58128708 A JP S58128708A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- magnetic field
- half cylinder
- wound
- bobbin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はメインコイル及びナシコイル又は補正コイルを
含む複数のコイルによる巻枠構造からなる超電導マグネ
ットの改良に関するものである。
含む複数のコイルによる巻枠構造からなる超電導マグネ
ットの改良に関するものである。
一般に超電導マグネットは巻枠とこれに４１回され九円
筒状のコイルとからなるものであり、このコイルによる
磁界分布は軸方向又は径方向に対称な基本的な磁界分布
を示す。然しながら種々のコイルにおいては、このよう
な基本的な磁界分布と異なる磁界分布が要求されること
がしばしばある。例えば磁界均質性の高いもの又は高磁
界発生の近傍で零磁界或は十分低い磁界に抑えるものな
どがある。これらの場合断面形状ＯＩＩ絨なコイル或は
複数個からなるコイルとすることＫより得られるが安価
なコスト並にコン／４クトにすることが要求されている
ものである。
筒状のコイルとからなるものであり、このコイルによる
磁界分布は軸方向又は径方向に対称な基本的な磁界分布
を示す。然しながら種々のコイルにおいては、このよう
な基本的な磁界分布と異なる磁界分布が要求されること
がしばしばある。例えば磁界均質性の高いもの又は高磁
界発生の近傍で零磁界或は十分低い磁界に抑えるものな
どがある。これらの場合断面形状ＯＩＩ絨なコイル或は
複数個からなるコイルとすることＫより得られるが安価
なコスト並にコン／４クトにすることが要求されている
ものである。
なお前者は巻線作業が極めて困難であり、通常後者によ
り行われるがコンパクトになり難いｔのである。例えば
高均質マグネ、トにおいて磁界の均質性を上げるために
はフィルの軸方向の長さを十分に長くとればよく、内径
５０ｍの超電導マグネ、トで軸上の距離１００−に亘っ
て１０−３程度の均質磁界を得ようとすればコイル長は
１ｍ位になる。然しこれではコイルが長ずぎるので第１
ＷＪＫ示すようなコイル形状とし、磁界計算によりｓ層
的な形状とすれば＝イル長は約１１５となるが、巻枠Ｉ
Ｋノ、テ付Ｉ：１イル２を巻回することはノツチ部分で
巻き崩れがおこるおそれがある。従って超電導１ダ卑ツ
トを作顧するＫは、第２図に示す如く一つのノツチ付き
コイルを三つの部分に分割し、メインコイルＪとナシ；
イル４．ｊとを夫々単Ｉ！１ｌｌＯ巻枠−１１，８とし
、別個Ｋｌ）回した後、締結して組立てているものであ
る。この場合メインコイル３は比較的長いコイルで作製
して発生磁界の大部分を担当し、ナシコイル４．ｊはメ
インコイル１０両端部に取付は磁界が中心部から両端部
に移行するに伴って低下する分を補償せんとするもので
ある。これによってほぼ所望の磁界均質性に近いものが
えられるが均質性は壱Ｓａｔや寸法公差により影響をう
けるため、よ〉高均質なマグネ、トにおいてはこれらの
コイルによる磁界分布測定結果にもとづいて更にその外
側に補正コイルを取付けることが望ましく、こＯ′：１
イルにも別の巻枠に巻回され九ものとなる。
り行われるがコンパクトになり難いｔのである。例えば
高均質マグネ、トにおいて磁界の均質性を上げるために
はフィルの軸方向の長さを十分に長くとればよく、内径
５０ｍの超電導マグネ、トで軸上の距離１００−に亘っ
て１０−３程度の均質磁界を得ようとすればコイル長は
１ｍ位になる。然しこれではコイルが長ずぎるので第１
ＷＪＫ示すようなコイル形状とし、磁界計算によりｓ層
的な形状とすれば＝イル長は約１１５となるが、巻枠Ｉ
Ｋノ、テ付Ｉ：１イル２を巻回することはノツチ部分で
巻き崩れがおこるおそれがある。従って超電導１ダ卑ツ
トを作顧するＫは、第２図に示す如く一つのノツチ付き
コイルを三つの部分に分割し、メインコイルＪとナシ；
イル４．ｊとを夫々単Ｉ！１ｌｌＯ巻枠−１１，８とし
、別個Ｋｌ）回した後、締結して組立てているものであ
る。この場合メインコイル３は比較的長いコイルで作製
して発生磁界の大部分を担当し、ナシコイル４．ｊはメ
インコイル１０両端部に取付は磁界が中心部から両端部
に移行するに伴って低下する分を補償せんとするもので
ある。これによってほぼ所望の磁界均質性に近いものが
えられるが均質性は壱Ｓａｔや寸法公差により影響をう
けるため、よ〉高均質なマグネ、トにおいてはこれらの
コイルによる磁界分布測定結果にもとづいて更にその外
側に補正コイルを取付けることが望ましく、こＯ′：１
イルにも別の巻枠に巻回され九ものとなる。
即ちメインコイルとサブコイルとが同じ磁界を坦う場合
にはいずれもメインコイルと見做される。これらのコイ
ルは設計時点で所望の磁界分布を考慮して設計する仁と
は可能である。一方コイルの製作後の巻線データ（寸法
２位置。
にはいずれもメインコイルと見做される。これらのコイ
ルは設計時点で所望の磁界分布を考慮して設計する仁と
は可能である。一方コイルの製作後の巻線データ（寸法
２位置。
ターン数）または測定結果にもとづいて設計し追加され
るコイルがあシ、このコイルを補正コイルという。従っ
て単に二→以上のコイルといりてもメインコイルとサブ
コイル、メインコイルとサブコイルと補正コイル、メイ
ンコイルト補正コイルとの組合せがあり且つ複数個の場
合がある。なおこれらのコイルは夫々別個の巻枠に巻か
れ組立てられるものである。
るコイルがあシ、このコイルを補正コイルという。従っ
て単に二→以上のコイルといりてもメインコイルとサブ
コイル、メインコイルとサブコイルと補正コイル、メイ
ンコイルト補正コイルとの組合せがあり且つ複数個の場
合がある。なおこれらのコイルは夫々別個の巻枠に巻か
れ組立てられるものである。
このように超電導マグネットは巻枠の構造が複雑である
ため、コストアップとなシ且つ使用温［（極低温）ｔで
の繰返し冷却のために生成する歪による低均質化を避け
ることが出来ないと共にコイルの長さは短くなるが外径
が極めて大蓋化となるものであった。即ち第１図と第２
１ゝｔとを比較するとサブコイル用巻枠Ｔｅａとメイン
コイル用巻枠１とのクリアランス及びサラコイル用巻枠
ｒ、ａ自体の胴部肉厚によって超電導マグネットとして
の外径が増加し、それによって高均質マグネットのコス
トは、巻枠とそれに巻回される一つの円筒型コイルから
１にゐ単純構成の！グネｙ）Ｋ比して大巾に上外すゐ。
ため、コストアップとなシ且つ使用温［（極低温）ｔで
の繰返し冷却のために生成する歪による低均質化を避け
ることが出来ないと共にコイルの長さは短くなるが外径
が極めて大蓋化となるものであった。即ち第１図と第２
１ゝｔとを比較するとサブコイル用巻枠Ｔｅａとメイン
コイル用巻枠１とのクリアランス及びサラコイル用巻枠
ｒ、ａ自体の胴部肉厚によって超電導マグネットとして
の外径が増加し、それによって高均質マグネットのコス
トは、巻枠とそれに巻回される一つの円筒型コイルから
１にゐ単純構成の！グネｙ）Ｋ比して大巾に上外すゐ。
本発明はかかる欠点を改善せんとして鋭意研究の結果、
安定に磁界を発生し、しかもコンパクトな超電導マグネ
、トを提供せんとするものである。即ち本発明はメイン
コイル及びすプコイル又は補正コイルの何れか一方或は
両者によって形成される超電導マグネッ）において、こ
れらのコイルの内倒れかのコイルを内ｌＩｌコイルとし
、該内側コイルの外周に強化ゲラステ、り層を設け、該
！ラスチ、り層を巻枠の１部又全部とし、少くとも１つ
のコイルを設置したことを特徴とする−のである。
安定に磁界を発生し、しかもコンパクトな超電導マグネ
、トを提供せんとするものである。即ち本発明はメイン
コイル及びすプコイル又は補正コイルの何れか一方或は
両者によって形成される超電導マグネッ）において、こ
れらのコイルの内倒れかのコイルを内ｌＩｌコイルとし
、該内側コイルの外周に強化ゲラステ、り層を設け、該
！ラスチ、り層を巻枠の１部又全部とし、少くとも１つ
のコイルを設置したことを特徴とする−のである。
本発明において強化グラスチック層としては、工Ｉキシ
樹脂、ｆリイＺド樹脂、シリコン樹脂等の合成樹脂をガ
ラス、石英、セラミ、クス等の無機材料からなる繊維、
布、粉末等またはぼりエステル、芳香族アミド等の有機
材料からなる繊細、布＠に含浸したものであシ、これら
は低温において高強度を有し且つ熱膨張係数がステンレ
ス鋼、アルミ合金、銅合金の金属材料とほぼ同等である
ため、冷却による熱歪みや励磁による電磁力に十分耐え
ることができると共に安定に磁界を発生できしかも経年
変化が極めて少い。更にプラスチック層の形成が容易で
あり且つ機械加工がし易い。
樹脂、ｆリイＺド樹脂、シリコン樹脂等の合成樹脂をガ
ラス、石英、セラミ、クス等の無機材料からなる繊維、
布、粉末等またはぼりエステル、芳香族アミド等の有機
材料からなる繊細、布＠に含浸したものであシ、これら
は低温において高強度を有し且つ熱膨張係数がステンレ
ス鋼、アルミ合金、銅合金の金属材料とほぼ同等である
ため、冷却による熱歪みや励磁による電磁力に十分耐え
ることができると共に安定に磁界を発生できしかも経年
変化が極めて少い。更にプラスチック層の形成が容易で
あり且つ機械加工がし易い。
又本発明による超電導マグネットを一層コンパク）ＫＬ
且り磁界分布の安定性を高め、経年変化を少くするため
に内側のコイルを樹脂含浸して一体化することが望まし
い。
且り磁界分布の安定性を高め、経年変化を少くするため
に内側のコイルを樹脂含浸して一体化することが望まし
い。
又本発明は外ノツチ付コイルからなる１グネツトのほか
内ノツチ付きコイル等の高均質磁界の超電導！ダネ、ト
並に複数個のコイルよシなるマグネットにおいて少くと
も２つのコイルを出来うる限）接触して巻いた方がコン
パクトとなシ且つコイルとしての剛性を増すことが出来
る。
内ノツチ付きコイル等の高均質磁界の超電導！ダネ、ト
並に複数個のコイルよシなるマグネットにおいて少くと
も２つのコイルを出来うる限）接触して巻いた方がコン
パクトとなシ且つコイルとしての剛性を増すことが出来
る。
なお、本発明は円筒状コイルに限らずその他の形状のコ
イル例えばレーストラック；イル、鞍形コイルにも適用
できる。
イル例えばレーストラック；イル、鞍形コイルにも適用
できる。
次に本発明の実施例について１８！明する。
実施例（１）
第３図に示す如くガラスエｆキシ（ＧＦＩＩＰ ）Ｋよ
る巻枠＃（有効内径４０■、胴外径５０■、鍔外径１１
０■、鍔厚１０■、内幅１８６■）Ｋ鋼とＮｂ Ｔムフ
イフメントとからなる極細多心安定化超電導１１１にホ
ルマール絶縁を施したものを巻回して外径約７５■のメ
インコイル１０を形成した。次いで厚さ２５μｍのガラ
ス布をコイルの外周全面に４回巻付け、予め用意され九
ガラスエポキシ製の半割円筒１２で所定の位置に固定し
九。なおこの半割円筒１２は新しく形成される巻枠部の
内、外径の差が大きく、ガラス布をまく回数を減らすた
めに用いた亀のであり、巻枠の一部を構成する。又半割
円筒１ｊは内径フＴｍ、外径１０５■、長１５８ｍでガ
ラス布の上から固定して若干の間隙ＩＪを形成した。
る巻枠＃（有効内径４０■、胴外径５０■、鍔外径１１
０■、鍔厚１０■、内幅１８６■）Ｋ鋼とＮｂ Ｔムフ
イフメントとからなる極細多心安定化超電導１１１にホ
ルマール絶縁を施したものを巻回して外径約７５■のメ
インコイル１０を形成した。次いで厚さ２５μｍのガラ
ス布をコイルの外周全面に４回巻付け、予め用意され九
ガラスエポキシ製の半割円筒１２で所定の位置に固定し
九。なおこの半割円筒１２は新しく形成される巻枠部の
内、外径の差が大きく、ガラス布をまく回数を減らすた
めに用いた亀のであり、巻枠の一部を構成する。又半割
円筒１ｊは内径フＴｍ、外径１０５■、長１５８ｍでガ
ラス布の上から固定して若干の間隙ＩＪを形成した。
半割円筒１ｊの当らなｌ／１．ガラス布の部分にはテト
ｐンテーグを巻きつけ、エポキシ樹脂を真空含浸せしめ
て、巻枠９、メインコイルＩＩ）、−ガラス布半割円筒
１２を一体に固定した。次にサブコイル１４．１５の巻
枠部分としてガラスエ４キシ樹脂層１１の外周及び半割
円筒１２の端面を切削加工して、内径７フ＼■、内幅１
！Ｌ５■に上記の線材を巻回して外径１００■のサブコ
イル１４．Ｉｓを形成し、本発明超電導マグネ、トとし
た。
ｐンテーグを巻きつけ、エポキシ樹脂を真空含浸せしめ
て、巻枠９、メインコイルＩＩ）、−ガラス布半割円筒
１２を一体に固定した。次にサブコイル１４．１５の巻
枠部分としてガラスエ４キシ樹脂層１１の外周及び半割
円筒１２の端面を切削加工して、内径７フ＼■、内幅１
！Ｌ５■に上記の線材を巻回して外径１００■のサブコ
イル１４．Ｉｓを形成し、本発明超電導マグネ、トとし
た。
なお本発明超電導マグネ、トと比較するために１従来の
超電導マグネ、ト即ち第２図に示す如くメインコイルの
外ＩＩ Ｋ Ｏ，５ｗｍφのステンレス線を１層巻回し
て補強しエポキシ樹脂による真空含浸を行り九。次にサ
ブコイル用巻枠を取） 付けて従来の超電導マグネ、トをえた。
超電導マグネ、ト即ち第２図に示す如くメインコイルの
外ＩＩ Ｋ Ｏ，５ｗｍφのステンレス線を１層巻回し
て補強しエポキシ樹脂による真空含浸を行り九。次にサ
ブコイル用巻枠を取） 付けて従来の超電導マグネ、トをえた。
斯くして得た本発明マグネット及び従来マグネッ）Ｋつ
いて励磁試験を行った。即ち５０ム通電し約６テースの
磁界を発生し中心軸上の磁界均質性を測定した。その結
果社第１表に示す如くである。
いて励磁試験を行った。即ち５０ム通電し約６テースの
磁界を発生し中心軸上の磁界均質性を測定した。その結
果社第１表に示す如くである。
第１表
本発明品 約８０−に亘って Ｉ Ｘ １ Ｇ−”
従来品 約ＳＯ■に亘って ２ Ｘ １ Ｇ−’実施
例（２） 第４図に示す如く二つのメインコイル１＃。
従来品 約ＳＯ■に亘って ２ Ｘ １ Ｇ−’実施
例（２） 第４図に示す如く二つのメインコイル１＃。
Ｘｌからなるスプリントコイルを作製した。即ち巻枠１
８はガラスエｌキシ樹脂製でｓ１ヤ、内径３０■、外径
９５鱈、両端鍔厚１０■、内幅８５謹の中間にコイル長
４０■のコイルが作製しうるように厚さ５■の鍔板が設
けられている。
８はガラスエｌキシ樹脂製でｓ１ヤ、内径３０■、外径
９５鱈、両端鍔厚１０■、内幅８５謹の中間にコイル長
４０■のコイルが作製しうるように厚さ５■の鍔板が設
けられている。
この巻枠Ｊ＃に０．３７ｍｍ−のＮｂ（ｌ超電導線を外
径約８０■まで壱回し、工４キシ樹脂を真空含浸し、コ
イルを一本化してメインコイル１６及び１１をえた。こ
のフィルについて磁界均質性を−ｊ定し九が所望の磁界
分布をうろことが出来なかつえ。従ってこのメインコイ
ル１５の上に−にうずツクス粉末を充填せるニー命シ樹
脂Δテを塗着し、キュア、切削加工を行って強化グラス
チック層１９を形成した。又補正コイル２゜は巾１０■
の巻枠部分にメインコイルと開枠の超電導線を使用し、
工／キシ樹脂を塗布しながら重層整列巻きを行い、キュ
アーして形成した。
径約８０■まで壱回し、工４キシ樹脂を真空含浸し、コ
イルを一本化してメインコイル１６及び１１をえた。こ
のフィルについて磁界均質性を−ｊ定し九が所望の磁界
分布をうろことが出来なかつえ。従ってこのメインコイ
ル１５の上に−にうずツクス粉末を充填せるニー命シ樹
脂Δテを塗着し、キュア、切削加工を行って強化グラス
チック層１９を形成した。又補正コイル２゜は巾１０■
の巻枠部分にメインコイルと開枠の超電導線を使用し、
工／キシ樹脂を塗布しながら重層整列巻きを行い、キュ
アーして形成した。
斯くして得九本発明超電導マグネットについて磁界均質
性を測定した結果、所望の磁界分布をうろことができた
。
性を測定した結果、所望の磁界分布をうろことができた
。
以上詳述した如く本発明歳よればコン・ダクトにすると
共にコイル位置の安定性が高く、所望の磁界分布のもの
をうろことが出来る。更に構造簡単なため安価に製造出
来うる等顕著な効果を有する。
共にコイル位置の安定性が高く、所望の磁界分布のもの
をうろことが出来る。更に構造簡単なため安価に製造出
来うる等顕著な効果を有する。
第１図及び第２図は従来の）、チ付きコイルからまる超
電導マグネ、トの概略説明図、第３図及び第４図は本発
明による超電導マグネ、トの１例を示す概略説明図でお
る。 １・・・巻枠、２・・・ノツチ付コイル、３・・・メイ
ンコイル、４．５・・・サブコイル、Ｃ・・・メインコ
イ農用巻枠、１，１・・・サラコイル用巻枠、９・−・
巻枠、１０・・・巻枠、１１・・・ガラスエＩキシ樹脂
による強化層、１２・・・半割円筒、１３・・・間隙部
、１４、ＩＳ・・・サラコイル、１σ、１１・・・メイ
ンコイル、ＩＪ・・・巻枠、１９・・・工Ｉキシ樹脂ノ
臂テ、２０・・・補正コイル 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２＠ １１３！Ｉ！を 第４５１１
電導マグネ、トの概略説明図、第３図及び第４図は本発
明による超電導マグネ、トの１例を示す概略説明図でお
る。 １・・・巻枠、２・・・ノツチ付コイル、３・・・メイ
ンコイル、４．５・・・サブコイル、Ｃ・・・メインコ
イ農用巻枠、１，１・・・サラコイル用巻枠、９・−・
巻枠、１０・・・巻枠、１１・・・ガラスエＩキシ樹脂
による強化層、１２・・・半割円筒、１３・・・間隙部
、１４、ＩＳ・・・サラコイル、１σ、１１・・・メイ
ンコイル、ＩＪ・・・巻枠、１９・・・工Ｉキシ樹脂ノ
臂テ、２０・・・補正コイル 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２＠ １１３！Ｉ！を 第４５１１
Claims (2)
- （１） メインコイル及びナシコイル又は補正コイル
の何れか一方或は両者によって形成される超電導マグネ
ッ）において、これらのコイルの内側れかのコイルを内
側コイルとし、該内側コイルの外周に強化グラスチック
層を設け、該強化ｆツスチ、り層を巻枠の１部又は全部
とし、少くとも１つのコイルを設置したことを特徴とす
る超電導マグネット。 - （２） 内側コイルが含浸一体化されたコイルである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電導１
グネ、ト、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061682A JPS58128708A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 超電導マグネツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061682A JPS58128708A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 超電導マグネツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58128708A true JPS58128708A (ja) | 1983-08-01 |
| JPH0313728B2 JPH0313728B2 (ja) | 1991-02-25 |
Family
ID=11755161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1061682A Granted JPS58128708A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 超電導マグネツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58128708A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6097604A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 磁界発生装置 |
| DE19651380A1 (de) * | 1996-12-11 | 1998-06-18 | Karlsruhe Forschzent | Supraleitender Magnet |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5347525U (ja) * | 1976-09-28 | 1978-04-22 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5347525B2 (ja) * | 1972-12-05 | 1978-12-21 |
-
1982
- 1982-01-26 JP JP1061682A patent/JPS58128708A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5347525U (ja) * | 1976-09-28 | 1978-04-22 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6097604A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 磁界発生装置 |
| DE19651380A1 (de) * | 1996-12-11 | 1998-06-18 | Karlsruhe Forschzent | Supraleitender Magnet |
| DE19651380C2 (de) * | 1996-12-11 | 1999-04-01 | Karlsruhe Forschzent | Supraleitender Magnet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0313728B2 (ja) | 1991-02-25 |
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