JPS6312109A - 超電導マグネツト - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明を極低温で使用する超電導マグネットに関するも
のである。

（従来の技術） 高磁界を発生する装置として、超電導マグネットが多く
使用されているが、超電導マグネットは通常の電磁石と
異なり、極低温、主として液体ヘリウム温度（４，２Ｋ
）まで冷却され、導体の抵抗が零の状態で使用される。

第５図に一般的な超電導マグネットの従来の構成を示す
。超電導マグネットは、巻枠■に超電導４体を巻回し、
外周部に補強テープ■を巻いて巻線部（イ）を構成し、
液体ヘリウム０が貯液されたクライオスタンド０の中に
配置される。さらに、超電導マグネットを支持するため
のサポート■で上部フランジ（８）より支持され、電流
を供給する電流リード（９）が設けられる。電ｄεリー
ド（９）より巻線部（イ）に電流を通電することにより
、磁場を発生させる。

巻線部（イ）には、超電導マグネットの発生する磁場の
強さにより８Ｔ以下ではＮｂ　−Ｔｉの導体、８Ｔ以上
ではＮｂ、　Ｓｎの導体が使用される。又、超電導マグ
ネットは、コンパクトな寸法にもかかわらず。

極めて大きな電磁力が発生するという特徴がある。

（発明が解決しようとする問題点） このような超電導マグネットにおいては、巻線部（へ）
にフープ力が作用する共に１両端部近傍には、軸方向の
圧縮力が作用する。従って、巻線部（イ）の中央部では
軸方向の圧縮力が集積され、フープ力と圧縮力が合成さ
れた大きな電磁力が作用する。

この電磁力は、超電４４体自身の機械的強度で支持する
が超電導４体には高い応力が発生することになる。内径
が大きく、軸方向に長い巻線部（イ）を有する超電導マ
グネットにおいては、上記の欠点はより顕著に発生する
。

また、大きな電磁力、特に軸方向の圧縮力のために、巻
線部の軸方向変位量が大きくなり、発生する磁界の精度
の低下をもたらすことになる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、磁界精度の良い、応力的に安定な、信頼性の高い超
電導マグネットを提供することが目的である。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は前述の目的を達成するために、第１図ないし第
３図に示すように超電導マグネットの巻線部（イ）を軸
方向に奇数分割した巻枠■に巻回し、かつ両端の巻線部
（４ｂ）は、超電導導体をパンケーキ巻線で構成したも
のである。

（作　　用） 上記手段によって、軸方向の圧縮力を巻枠のフランジ部
（１１）で分割支持するため、軸方向の変位量が分担さ
れ、巻線部（イ）全体としての変位量が小さくなり、磁
場精度が向上する。又、圧縮力の作用する両端の巻線部
４ｂを、パンケーキ巻きとしたため軸方向の接触面が均
一になり、圧縮応力を均一にするように作用し、応力的
に安定性が向上する。これらの作用は、内径の大きい、
軸方向に長い巻線部を有する超電導マグネットにおいて
は、より顕著に現われる。

（実　施　例） 本発明の一実施例を第１図ないし第３図に示す。

第２図は、第１図の■部分の詳細断面、第３図は第１図
の■部分の詳細断面を示す図である。超電導４体■は、
奇数に分割された巻枠■に巻回され。

両端部の巻枠には、超電導４体■をパンケーキ巻きする
。本実施例は、３分割された巻枠を示すものであり、中
央部は第２図に示すソレノイド巻きの例である。奇数分
割の５分割、７分割等も同様に可能である。

このような構成の超電導マグネットにおいて、両端部近
傍に発生する軸方向圧縮力は１両側に分割された巻枠に
て支持するため、中央部の巻線には圧縮力が集積されな
い。又、圧縮力が大きく作用する両端部は、圧縮強度の
強いパンケーキ巻線構成としたために、圧縮応力が均一
化される。さらに、分割支持することにより１巻線部全
体でみた場合の軸方向の圧縮変位量が小さくなるように
作用する。これらの作用は、軸方向に長い巻線部を有す
る超電導マグネットでは、より顕著である。

前述のように、巻線部全体の軸方向変位量が小さくなる
ので、変位による磁場精度の劣下が防止される。又、電
磁力、特に軸方向圧縮力が分割支持されるために１巻線
部体が均一化されるために、超電導４体に発生する応力
が均一化され、極端に応力が大きくなることを防止する
。さらに、圧縮力の大きく作用する両端部においても、
パンケーキ巻きのため接触面圧が均一化される。これら
の効果は、超電導マグネットの応力状態を安定なものと
する。

（他の実施例） 第４図は、本発明の他の実施例の構成を示すものである
。巻枠が軸方向に分割されると共に径方向にも分割した
構成である。この実施例においては、前述の作用、効果
が得られると共に、径方向の応力分布の均一化、径方向
の変位量の減少がなされる。このため、前述の効果がよ
り顕著になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、巻線部全体の軸方向変位量が少なくな
り、磁場精度が向上すると共に、電磁力（軸方向圧縮力
）が分割支持されるため超電導４体の応力が均一化され
、強度的な信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の超電導マグネットを示す断
面図、第２図は第１図の■部拡大図、第３図は第１図の
■部拡大図、第４図は本発明の他の実施例の断面図、第
５図は従来の超電導マグネットを示す断面図である。 １・・・巻枠　　　　　　　２・・・超電導導体４　、
４ａ、　４ｂ・・・巻線部　　１１・・・フランジ部代
理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文 第１図 第２図　　　　第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　円筒状をなし軸方向に奇数に分割された巻線部を有す
   る巻枠と、この巻枠に巻回され軸方向端部の巻線部には
   パンケーキ巻きされた超電導導体からなる巻線を備えた
   ことを特徴とする超電導マグネット。