JPS60219714A - 磁気センサ−付き超電導電磁石 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、超電導１を磁石の発生磁界を測定する磁気セ
ンサーを備えた磁気センサー付き超電導電磁石に関する
ものである。

〔従来技術〕

１を磁石の発生する磁界の強度を測定する磁気センサー
にはホール素子が広く用いられている。しかし磁界強度
が約８テスラを越える領域になると、ホール素子は磁界
強度に対する出力電圧の関係が非直線となり、特性上使
いにくくなる。

このため超電導電磁石の磁界測定には、強磁界において
直線性の良好な磁気抵抗効果を利用した磁気センサーが
用いられている。この磁気センサーは一般に、銅線を巻
回したコイルから構成される。従来、この磁気センサー
用コイルは超電導電磁石の巻枠に取り付けられている。

その取付状態を第１図（イ）、（ロ）に示す。すなわち
、巻枠１は胴３とその両端の鍔５からなり、その胴３の
中央部外周にａ７を形成し、その中に絶縁ｗ４線を巻き
込んでコイル９を形成している。コイル９の外周にはパ
テ１１を詰め、胴３の外周を滑らかにしている。コイル
９用の絶縁銅線は直径１＋ｕｌ：ノ下のフェス絶縁を線
、巻き数は数ターンから数１０ターン、巻き方は無誘導
性のパイファイラー壱である。

図示してないが、コイル９の両端にはそれぞれ電流リー
ドおよび電圧リードが接続され、これらのリード線は胴
３の外周面軸方向に形成した導および一方の鍔５に形成
した穴を通して外部に引き出される。リード線を収納し
た溝にもパテがつめられる。超電導コイルは胴３の外周
に巻回される。

上述のように、従来の磁気センサー付き超電導電磁石を
組み立てるには、巻枠の胴の外周面にコイル収納用の溝
とリード線収納用の溝を形成し、各々にコイルとリード
線を納め、さらにパテを充填してから、超電導コイルを
巻回するという工程を経るため、組立作業が繁雑で、生
産性が悪いという問題があった。また磁気センサーの特
性が不良の場合、コイルが断線した場合あるいは使用中
にコイルに過大な電流を通電する等のミスによりコイル
を焼損させた場合などには、超電導コイルを巻枠から外
して、センサー用コイルを新たに巻き直さなければなら
ないため、多大の手数と時間を必要とする欠点があった
。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点に鑑み
、組立作業性がよく、磁気センサー用コイルの交換も容
易な磁気センサー付き超電導ｔＶＡ石を提供することに
ある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明の磁気センサー付き超電導電
磁石は、巻枠の胴の外周に、パンケーキ巻き超電導コイ
ルと穴あき円盤状の絶縁介挿体とを軸方向に交互に配置
し、上記絶縁介挿体の少な（とも１枚に、磁気抵抗効果
利用の磁気センサーを構成するコイルを設けたことを特
徴とするものである。

上記のセンサー用コイルを備えた絶縁介挿体は、その内
周縁部分をそのコイルの巻枠としておくと、コイルの形
成に便利である。センサー用コイルを設ける位置は、絶
縁介挿体の内周縁部分が、磁気感度がよいことからも好
ましいが、ここに限定されず、絶縁介挿体の任意の位置
に設けることができる。また、センサー用コイルの巻き
方は、超電導コイルの巻枠の胴の中心軸と同軸状に形成
することが好ましいが、これに限定されない。また、セ
ンサー用コイルは、絶縁介挿体を構成する基板面にプリ
ント配線により形成すると、絶縁介挿体の厚さを薄くす
るのに有効である。

（実施例） 第２図は本発明の一実施例を示す。巻枠１は胴３と鍔５
Ａ、５Ｂから構成されるが、一方の鍔５Ａは胴３から取
り外せるようになっている。胴３の外周には、パンケー
キ巻き超電導コイル１３と穴あき円盤状の絶縁介挿体１
５とが、同軸状に装着され、かつ軸方向に交互に配置さ
れている。つまり、個々のパンケーキ巻き超電導コ・イ
ル１３は絶縁介挿体１５を介して相互に絶縁された状態
となる。各パンケーキ巻き超電導コイル１３は直列接続
されて、１つの超電導コイルとなる。

？ｊｌ数枚の絶縁介挿体１５のうち、少なくとも１枚、
この例では中央に位置する絶縁介挿体１５Ａは、その内
周縁付近に、磁気センサーを構成するコイル９を備えて
いる。このコイル９の直径はパンケーキ巻き超電導コイ
ル１３の内径より僅かに小さくしである。

絶縁介挿体１５Ａの詳細を第３図に示す。すなわちこの
絶縁介挿体１５Ａは、同図（イ）に示す中央に段付き穴
１７を形成した円盤部分１９と、同図（ロ）に示すコイ
ル９を巻装した巻枠部分２１とから構成される。巻枠部
分２１を円盤部分１９に嵌着すると、同図（ハ）のよう
な絶縁介挿体１５Ａとなる。円盤部分１９と巻枠部分２
１はＧＦＲＰ　（エポキシ含浸ガラスクロス）製であり
、厚さは約３鰭である。コイル９は直径０．Ｉｔｓのポ
リエステル絶縁銅線をパイファイラー巻で４３タ一ン巻
回したものである。このコイル９の両端には電流リード
および電圧リードが接続され、これらのリード線２３は
円盤部分１９の盤面に放射状に形成された溝の中を通っ
て外周縁に引き出される。リード線２３は、第２図に示
すように、さらに軸方向に這わせて鍔５Ｂの外に引き出
される。

このようなｍｔ導１を磁石に電流を流すと、その中心Ｐ
の発生磁界Ｂ０は通電電流ｌと共に上昇する。一方、磁
気センサー用コイル９は中心Ｐから離れた位置にあるの
で、その印加磁界Ｂは中心磁界Ｂ０とは異なる。しかし
これは、中心Ｐに別の校正用磁気センサーを置き、その
読みと本センサーの出力との関係を別途調べておけば、
中心磁界Ｂ０の値に換算できる。

第４図は、磁気センサー用コイルを備えた絶縁介挿体の
他の例を示す。この絶縁介挿体１５Ｂは、穴あき円盤状
のＧＦＲＰ製基板２５を用い、プリント配線により、そ
の盤面の内周縁付近にパイファイラー巻パターンのコイ
ル２７を形成すると共に、径方向にリード線用のパター
ン（図示せず）を形成し、さらにその盤面にＧＦＲＰあ
るいはカプトンなどの絶縁シート２９を張り付けたもの
である。このような絶縁介挿体１５Ｂは、コイル部分が
薄くなるから、全体の厚さをｌｌｌｌ１１以下にするこ
とができる。したがって、超電導電磁石全体と′して見
ると、超電導コづルの占積率が向上し、発生磁界を大き
くできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、磁気センサー用の
コイルが、パンケーキ巻き超電導コイル間に設置される
絶縁介挿体の内周縁部分に設けられているので、同コイ
ルの組み込みは絶縁介挿体の組み込みと同時に行うこと
ができ、磁気センサー付き超電導電磁石の組立作業が極
めて簡単になる。したがって生産性が向上し、安価な磁
気センサー付き超電導を磁石が得られる利点がある。ま
たセンサー用コイルの断線や焼損などが発生した場合に
は、その絶縁介挿体を抜き取って新しいコイル付き絶縁
介挿体と交換すればよいので、修理が簡単に行える利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は従来の磁気センサー付き超電導電磁石に
用いられる巻枠の斜視図、同図（ロ）は（イ）における
に部の拡大断面図、第２図は本発明の一実施例に係る磁
気センサー付き超電導電磁石の断面図、筑３図（イ）〜
（ハ）は同電磁石に用いられる絶縁介挿体の断面図、第
４図は同じく絶縁介挿体の他の例を示す断面図である。 １〜巻枠、３〜胴、１３〜パンケーキ巻き超電導コイル
、９〜磁気センサー用コイル、１５．１５Ａ、１５Ｂ〜
絶縁介神体、１９〜円盤部分、２１〜巻枠部分、２５〜
基板、２７〜プリント配線で形成された磁気センサー用
コイル。 第１図 ５　１く　（イ）（・） 第２図 第３図 （イ）　（ロ） 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ　巻枠の胴の外周に、パンケーキ巻き超電導コイ
   ルと穴あき円盤状の絶縁介挿体とを軸方向に交互に配置
   し、上記絶縁介挿体の少なくとも１枚に、磁気抵抗効果
   利用の磁気センサーを構成するコイルを設けたことを特
   徴とする磁気センサー付き超１を導１を磁石。 （２）　特許請求の範囲第１項記載の超電導電磁石であ
   って、センサー用コイルを備えた絶縁介挿体は、その一
   部分がセンサー用コイルの巻枠となっているもの。 （３）特許請求の範囲第１項記載の超電導電磁石であっ
   て、センサー用コイルは、絶縁介挿体を構成する基板面
   にプリント配線により形成されてもの。