JPS62109303A - 超電導電磁石装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はソレノイド巻コイルを用いた超電導電磁石装置
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

核磁気共鳴イメージング装ｆｉ（以下Ｍ　ＲＩ装置とす
る）など均一度の高い磁場を一定空間内に必要とする用
途で製作される電磁石装置では、高均一度の磁場を発生
する手段として、複数の円形コイルを同一軸上に配列さ
れ、磁気中心の周囲に所定の拡がりを持つ空間における
、上記複数個のコイル群による合成磁場の空間分布中の
誤差成分が最小になるように、円形コイルの縦断面形状
や配置が決定される。

円形コイルの配置には、コイル個数が２のへルムホルツ
コイルを始めとして、３フイルタイブ、４コイルタイプ
等が一般に行なわれている。そして一般的には各コイル
はそれぞれ一定電流密度の矩形断面コイルが採用される
。その理由としては一定の断面を持つ導体を一定の巻線
方法で巻線することがコイル製作上量も有利と考えられ
るためであり、特に巻線中の接続が特性上不利で、導体
の固定方法など、巻線技術上制約の多い超電導コイルの
場合も上記巻線方法が採られている。

第４図には従来の代表的な３コイルタイプの電磁石の構
成例を示しており、巻枠■の中央部（ｌａ）、外側大径
部の巻枠■には各々超電導コイル（３）、に）が巻かれ
ている。均一磁場空間（８）内の均一度を高め、かつコ
イルの寸法を小とするため、中央部のコイル■と外側部
のコイル４）は、相異なる内径に巻く場合が多い。また
コイル断面は例えば第５図に示すように超電導導体（９
）が整列巻にされ、層間にスペーサ（１０）が配列され
、コイル全体としては、はぼ一定の電流密度となってい
る。

この従来例の如き構成においては、磁場分布中の誤差成
分を完全に除去することができない。その理由は、均一
磁場空間（８）中の観測点から見たコイルの起磁力の不
連続性が大きいことによるものである。また、コイル■
とコイル（イ）の内径寸法も揃えることができず、その
ため、超電導コイルを冷却するための冷媒を入れる容器
の寸法にも不必要な空間が生じる。さらにＭＲＩ装置の
用途で１０−５程度の磁場均一度が要求される場合には
、上記の誤差成分が大きいため、補正能力の大きな補正
コイル（図示せず）を使用する必要がある。

〔発明の目的〕

本発明は磁場均一度の高い超電導電磁石装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明においては、超電導導体をソレノイド巻にする際
、コイルを複数種類の電流密度に分割した構成とするこ
とによって、均一６Ｊｉ場空間に高い均一度を得ようと
するもので、電流密度を変化させるためには、導体と導
体の間に空間を設けて粗巻の巻線とすることによって行
なうものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の超電導電磁石装置の一実施例について、
第１図および第２図を参照して説明する。

超電導導体（９）は、第１コイル■、第２コイルに）、
第３コイル■、第４コイル０、第５コイル■の如く、５
種類のコイルに分割され、円筒状の巻枠（υに近い内径
側から、順次ソレノイド状に巻回される。層間には例え
ばガラスクロスから成る層間スペーサ（１０）が敷かれ
、次の外径側の層が巻かれる。

この際、超電導導体■）の巻回ピッチを導体１ヶ分より
大きく取り、粗巻にする場合には、必要に応じて巻回間
スペーサ（１１）を導体（９）　、　（９）間に挾みな
がら巻く。この巻回間スペーサ（１１）としては、所定
の断面形状をした絶縁物または絶縁処理された金属線な
どが用いられる。上記の巻回ピッチは巻回間スペーサ（
１１）の形状選定によって、任意に選ぶことができる。

そして全コイル（３）〜■を直列に接続する。

次にこの実施例の作用について説明する。超電導導体（
９）は、その断面形状を変える・二となく・各コイルに
おいて１本の連続した導体が使用できる。

又、場合によっては全コイルを１本の導体で直列に形成
することも可能である。従って超電導導体（９）をコイ
ル途中で接続することによる電気抵抗の発生、不整磁場
の発生が防止され、超電導電磁石装置の磁場特性が良好
になる。さらに、第１コイル（３）から第５コイルωま
での各コイルにおいて、任意の平均電流密度を設定でき
ることにより、均一磁場空間（８）に形成される磁場の
空間分布は誤差成分の極めて小さい分布を実現すること
ができる。

次に他の実施例について第３図を参照して説明する。上
記第１図、第２図に示した実施例では、粗巻部分の導体
（９）の巻回間には巻回間スペーサ（１１）を設けてい
た。この巻回間スペーサ（１１）ｌｔｆｉ体（９）に電
流が流れた際、電磁力によって導体■）が動くことを防
ぐたるに設けられたものである。しかしながら、上記電
磁力の比較的小さい部分においては、第３図に示すよう
に層間スペーサ（１０）を予め樹脂含浸されたガラスシ
ートにすることにより、導体（９）との間に接着力が得
られるような構成にすることによって、巻回間スペーサ
を省略することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、巻回ピッチを粗
巻にした部分を備えることによって均一磁場空間の均一
度を高め、合理的な超電導電磁石装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超電導電磁石装置の一実施例を示す要
部縦断面図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図は他
の実施例を示す要部断面図、第４図は従来例の要部を示
す縦断面図、第５図は第４図の要部拡大図である。 １・・・巻　枠　　　　　２・・・巻枠の大径部３〜７
・・第１〜第５のコイル ８・・均一磁場空間　　９・・超電導導体１０・・・層
間スペーサ　　１１・・・巻回間スペーサ代理人　弁理
士　　井　上　−勇 名　　１　　図 Ｄ　　　ｑ 第　２　図　′ｌ ｔＱ　　’／ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単一種類の超電導導体をソレノイド巻にして成る複数個
   のコイルの少なくとも一部のコイルの巻回ピッチを他の
   部分と異なる粗巻にすると共に、前記コイルの全部を直
   列に接続したことを特徴とする超電導電磁石装置。