WO2022224761A1 - 磁場発生装置 - Google Patents

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WO2022224761A1
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split core
pair
magnetic field
yoke
coil
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裕 河島
徹也 伊東
聡 福井
Original Assignee
テラル株式会社
国立大学法人 新潟大学
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic field generator.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-071385 filed in Japan on April 20, 2021, the entire contents of which are incorporated herein.
  • Patent Document 1 there is a magnetic field generator that includes a substantially C-shaped iron core and a pair of coils wound around a pair of ends of the iron core.
  • the present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a magnetic field generator capable of downsizing the vacuum insulation container.
  • the magnetic field generator of the present invention is iron core and a pair of superconducting coils; one or a pair of vacuum insulated containers; with
  • the core is a substantially C-shaped or substantially U-shaped yoke; a pair of split core portions configured separately from the yoke, positioned inside the yoke, and arranged to face each other across a working space; has Each of the superconducting coils is wound around each of the split core portions along a circumferential direction centered on an axis parallel to the direction in which the pair of split core portions face each other,
  • a split core coil assembly composed of the split core portions and the superconducting coils wound around the split core portions is housed in the one or pair of vacuum insulation containers,
  • the yoke is arranged outside the one or the pair of vacuum insulated containers.
  • the outer peripheral surface of the split core portion has an annular stepped portion that faces the work space and is recessed inward in the axial direction, It is preferable that the superconducting coil is wound around the step portion along the circumferential direction.
  • the outer peripheral surface of the split core portion has an annular groove
  • the superconducting coil may be wound around the groove along the circumferential direction.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA showing a portion of the magnetic field generator of FIG. 2 along line AA.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a first modification of the split core coil assembly;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a second modification of the split core coil assembly;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a third modification of the split core coil assembly;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a fourth modification of the split core coil assembly;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a fifth modification of the split core coil assembly;
  • the magnetic field generating device according to the present invention can be used for any purpose, for example, it can be used as a heating device for aluminum billets.
  • An embodiment of a magnetic field generator according to the present invention will be described below by way of example with reference to the drawings.
  • the magnetic field generator 1 of this embodiment includes an iron core 2 , a pair of superconducting coils 3 and a pair of vacuum heat insulating containers 4 .
  • the core 2 has a yoke 21 and a pair of split core portions 22 .
  • the yoke 21 contains iron and is configured to pass magnetic flux.
  • the yoke 21 is substantially C-shaped or substantially U-shaped (substantially C-shaped in the example of FIG. 1).
  • the yoke 21 has a pair of ends 21a. In the example of FIG. 1, the yoke 21 is oriented such that a pair of ends 21a face the work space 6 side. However, as long as the yoke 21 has a surface facing the axially outer ADO surface of the split core portion 22 with a narrow gap, the end portion 21a of the yoke 21 may be oriented in any direction.
  • the pair of split core portions 22 are configured to contain iron and are configured to pass magnetic flux.
  • the pair of split core portions 22 are configured separately from the yoke 21 .
  • the pair of split core portions 22 are located inside the yoke 21 and arranged to face each other with the working space 6 interposed therebetween.
  • the working space 6 is an air gap.
  • the iron core 2 has a substantially C shape.
  • axial direction AD a direction parallel to the axis O passing through the pair of split core portions 22 and extending in the direction in which the pair of split core portions 22 face each other.
  • the side closer to the working space 6 in the axial direction AD is called “axially inner ADI”
  • the side farther from the working space 6 in the axial direction AD is called “axially outer ADO”.
  • a direction perpendicular to the axial direction AD is referred to as a "perpendicular direction OD”.
  • the side closer to the axis O in the axial direction OD is called “axially inner side”
  • the side farther from the axis O in the axial direction OD is called “axially outer side”.
  • circumferential direction centering on the axis O may be simply called “circumferential direction”.
  • outer circumference and inner circumference refer to the outer circumference and inner circumference, respectively, with respect to the axis O, unless otherwise specified.
  • the pair of split core portions 22 and the pair of end portions 21a of the yoke 21 face each other in the axial direction AD.
  • the pair of split core portions 22 are positioned axially inward ADI with respect to the pair of end portions 21 a of the yoke 21 .
  • the axially outer ADO surfaces of the pair of split core portions 22 face the axially inner ADI surfaces of the pair of yokes 21 with a narrow gap.
  • each superconducting coil 3 is arranged along the circumferential direction centered on the axis O (in other words, so as to revolve around the axis O), each wrapped.
  • the superconducting coil 3 is located on the outer peripheral side of the outer peripheral surface 221 of the split core portion 22 (specifically, a stepped portion 2211 described later in the outer peripheral surface 221) and faces the outer peripheral surface 221 with a gap in the radial direction, or Alternatively, it contacts the outer peripheral surface 221 .
  • Superconducting coil 3 includes at least a coil body containing a superconductor.
  • a coil body of the superconducting coil 3 is configured, for example, in a strip shape.
  • the superconducting coil 3 may further include a coil case that accommodates the coil body therein.
  • the coil case is made of, for example, resin.
  • the superconducting coil 3 has a substantially quadrangular ring shape that revolves around the axis O in the cross section in the axial direction OD. As long as it is a ring shape that revolves around O, it may have any ring shape, such as a substantially circular ring shape, a substantially elliptical ring shape, or the like.
  • the magnetic field generator 1 includes a current supply unit for supplying current (for example, direct current) to the superconducting coil 3 .
  • the split core portions 22 and the superconducting coils 3 wound around the split core portions 22 constitute split core coil assemblies 5 . That is, the split core coil assembly 5 is composed of the split core portion 22 and the superconducting coil 3 wound around the split core portion 22 .
  • the magnetic field generator 1 has a pair of split core coil assemblies 5 .
  • Each split core coil assembly 5 is accommodated in each vacuum insulation container 4 .
  • the yoke 21 is arranged outside the pair of vacuum insulation containers 4 .
  • a pair of vacuum insulation containers 4 are opposed to each other in the axial direction AD with a working space 6 interposed therebetween.
  • the axially inner ADI wall 42 of the vacuum insulated vessel 4 is located between the split core coil assembly 5 and the workspace 6 .
  • the wall 43 of the axially outer ADO in the vacuum insulation container 4 is located between the split core coil assembly 5 and the end 21 a of the yoke 21 .
  • the magnetic field generator 1 includes a refrigerator (not shown), which cools the equipment inside the vacuum insulation container 4 .
  • the vacuum insulation container 4 is configured to keep the temperature of the internal equipment cooled by the refrigerator.
  • the vacuum insulation container 4 is configured to cool the split core coil assembly 5 and the superconducting coil 3 together with the refrigerator, and maintain the superconducting coil 3 at a very low temperature. Specifically, the superconducting coil 3 is cooled until the superconductor becomes superconducting (and until the electrical resistance becomes substantially zero).
  • the vacuum insulation container 4 is preferably evacuated inside and has a laminated insulation material on part or all of the wall.
  • the laminated heat insulating material is constructed, for example, by laminating a plurality of metal vapor-deposited resin films and resin nets. Examples of the material forming the main body of the vacuum insulation container 4 include austenitic stainless steel and composite glass fiber reinforced plastic (GFRP).
  • the vacuum insulation container 4 may be configured to cool the split core coil assembly 5 and thus the superconducting coil 3 by any method different from this as long as the split core coil 5 is housed inside.
  • the magnetic field generator 1 configured as described above, when a current is supplied to the superconducting coil 3 by a current supply unit (not shown), magnetic flux passes through the iron core 2 (the yoke 21 and the pair of divided iron core portions 22), and the work space 6 A strong magnetic field is generated at The strong magnetic field generated in workspace 6 may be used for any purpose.
  • the magnetic field generator 1 may be used in a heating device for aluminum billets.
  • the heating device includes, in addition to the magnetic field generator 1, a motor for rotating the aluminum billet.
  • a DC current is passed through the superconducting coil 3, and a strong DC magnetic field is generated in the working space 6.
  • FIG. The aluminum billet is placed in the working space 6 so that the central axis of the aluminum billet is vertical and horizontal to the axial direction AD, and is rotated around the central axis of the aluminum billet by the motor. Then, it is equivalent to applying an alternating magnetic field to the aluminum billet, an induced current flows in the aluminum billet, and the aluminum billet is heated.
  • the effects of this embodiment will be described.
  • the magnetic field generator 1 since the magnetic field generator 1 includes the superconducting coil 3, the work space 6 is reduced compared to the case where the magnetic field generator 1 includes a normal copper coil instead of the superconducting coil 3. , a stronger magnetic field can be generated.
  • the magnetic field generator 1 since the magnetic field generator 1 includes the iron core 2, the superconductor used for manufacturing the superconducting coil 3 is reduced compared to the case where the magnetic field generator 1 does not include the iron core 2. Since it is possible to generate a strong magnetic field while reducing the amount used, it is possible to reduce the amount of superconductors and, in turn, reduce the cost.
  • the iron core 2 of the magnetic field generator 1 has the yoke 21, so that the magnetic circuit resistance can be reduced and the magnetic flux can be reduced compared to the case where the iron core 2 does not have the yoke 21. can be increased.
  • the core 2 is divided into the yoke 21 and the pair of divided core portions 22, and each divided core coil assembly 5 is accommodated in each vacuum insulation container 4. , and the yoke 21 are arranged outside the pair of vacuum insulation containers 4 .
  • the vacuum insulation container 4 can be reduced. As a result, heat invasion from the outside can be reduced, and energy can be saved. If an undivided substantially C-shaped iron core is used, in order to reduce the size of the vacuum insulated container, the vacuum insulated container must have a pair of superconducting coils that go around the pair of ends of the core. It is also conceivable to construct the vacuum insulated container in a toroidal shape so as to accommodate the only. However, in that case, the wall of the vacuum insulation container is interposed between the iron core and the superconducting coil.
  • the superconducting coil 3 is wound directly around the iron core 2 (specifically, the split core portion 22), and by extension, the iron core 2 (specifically, the split core portion 22) and the superconducting coil 3 are brought into contact with each other to eliminate the distance between them, the circumference of the superconducting coil 3 can be shortened compared to the case where the vacuum insulated container is donut-shaped as described above. can be reduced and costs can be reduced.
  • the iron core 2 (specifically, the divided iron core portion 22) and the superconducting coil 3 are brought into contact with each other to eliminate the distance between them, compared to the case where the vacuum insulated container is donut-shaped as described above, , the leakage magnetic flux can be reduced, the superconductor can be reduced, and the cost can be reduced.
  • the core 2 specifically, the split core portion 22
  • the superconducting coil 3 are brought into contact with each other, the core 2 (specifically, Since the temperature rise of the superconducting coil 3 can be suppressed by utilizing the cold storage effect of the split core portion 22), the cooling load of the refrigerator can be reduced.
  • each split core coil assembly 5 when energized, the Lorentz force (black arrow in FIG. 2) acting on the superconducting coil 3 toward the axially outer ADO and Since the electromagnetic force acting toward the inner side ADI in the axial direction (white arrow in FIG. 2) cancels out, the force acting on the split core coil assembly 5 in the axial direction AD becomes smaller. Therefore, it is possible to simplify the support structure for supporting the split core coil assemblies 5 with respect to the vacuum insulation container 4 .
  • the magnetic field generator 1 has a support member 7 as a support structure for supporting the split core coil assembly 5 with respect to the vacuum insulation container 4. ing.
  • the support member 7 is configured to suspend the split core coil assembly 5 from the vacuum insulation container 4 . More specifically, in this example, the support member 7 is configured, for example, in the shape of a bar having a low thermal conductivity, and configured to suspend the split core coil assembly 5 from the upper wall 41 of the vacuum insulation container 4 while insulating it. It is Thus, the support member 7 is configured to support the weight of the split core coil assemblies 5 and is not configured to restrict the movement of the split core coil assemblies 5 in the horizontal direction.
  • the support structure (support member 7) for supporting the split core coil assembly 5 with respect to the vacuum insulation container 4 is simply constructed.
  • the support structure for supporting the split core coil assemblies 5 with respect to the vacuum insulation container 4 is not limited to this, and may be arbitrary.
  • the magnetic field generator 1 is provided between the split core coil assembly 5 and the walls 42 and 43 on both sides of the vacuum insulation container 4 in the axial direction AD. 8.
  • the space between the split core coil assembly 5 and the vacuum insulation container 4 is maintained by the spacer member 8 when the electric current is not supplied, so that the amount of heat penetration when the electric current is stopped can be reduced.
  • the spacer member 8 is, for example, fixed to the split core portion 22 of the split core coil assembly 5 or integrally formed with the split core portion 22, and is separated from the walls 42 and 43 on both sides in the axial direction AD of the vacuum insulation container 4.
  • the spacer member 8 is separate and unfixed from the split core coil assembly 5, and is fixed to the walls 42, 43 on both sides of the vacuum insulation container 4 in the axial direction AD or integrated with the walls 42, 43. may be configured to Note that the spacer member 8 may not be provided.
  • the outer peripheral surface 221 of the split core portion 22 has an annular stepped portion 2211.
  • FIG. The stepped portion 2211 extends over the entire circumference along the circumferential direction about the axis O. As shown in FIG. The stepped portion 2211 faces the work space 6 (through the wall 42 of the vacuum insulation container 4). The stepped portion 2211 is recessed inward in the axial direction.
  • the stepped portion 2211 includes an axially-directed surface 2211a that is substantially parallel to the axially-perpendicular direction OD and faces the axially inner ADI, and an end surface 223 of the axially inner ADI of the split core portion 22 extending from the axially-perpendicular surface 2211a. and an axial surface 2211b extending substantially parallel to the axial direction AD up to.
  • the superconducting coil 3 is wound around the stepped portion 2211 along the circumferential direction about the axis O. As shown in FIG. As a result, the superconducting coil 3 and the split core portion 22 face each other in the axial direction AD.
  • the electromagnetic force (white arrow in FIG.
  • the superconducting coil 3 is in contact with not only the axial surface 2211b of the stepped portion 2211 but also the axially vertical surface 2211a of the stepped portion 2211, the contact area with the split core portion 22 is increased accordingly. , the cooling effect of the superconducting coil 3 via the split core portion 22 is improved.
  • the above-described stepped portion 2211 is provided on both of the pair of split core coil assemblies 5 , it may be provided on only one of the pair of split core coil assemblies 5 .
  • the outer peripheral surface 31 of the superconducting coil 3 is the outer peripheral surface 221 of the split core portion 22 as in the example of FIG. , or may be located on the inner peripheral side of the outer peripheral surface 221 of the split core portion 22 as in the example of FIG. 4, or the example of FIG. , it may be located on the outer peripheral side of the outer peripheral surface 221 of the split core portion 22 .
  • the outer peripheral surface 221 of the split core portion 22 is a protrusion projecting to the outer peripheral side. 2213 , and the protrusion 2213 may have a stepped portion 2211 .
  • the outer peripheral surface 31 of the superconducting coil 3 may be located at the same OD position in the axial direction as the outer peripheral surface 2213a of the protrusion 2213, as in the example of FIG. , or may be located on the outer peripheral side of the outer peripheral surface 2213a of the protrusion 2213. As shown in FIG.
  • the outer peripheral surface 221 of the split core portion 22 may have an annular groove 2212 .
  • the groove 2212 extends along the entire circumference along the circumferential direction around the axis O. As shown in FIG.
  • the groove 2212 is open on the outer peripheral side.
  • the groove 2212 has a pair of groove wall surfaces 2212a facing each other and substantially parallel to the axial direction OD, and a groove bottom surface 2212b facing toward the outer circumference and substantially parallel to the axial direction AD.
  • the superconducting coil 3 is wound around the groove 2212 along the circumferential direction, and thus accommodated in the groove 2212 .
  • the superconducting coil 3 and the split core portion 22 face each other in the axial direction AD.
  • the Lorentz force acting on the coil 3 toward the axially outer side ADO and the electromagnetic force acting on the split core portion 22 toward the axially inner side ADI cancel more effectively and act on the split core coil assembly 5.
  • the forces in the axial direction AD are smaller. Therefore, it is possible to further simplify the support structure for supporting the split core coil assemblies 5 with respect to the vacuum insulation container 4 .
  • the superconducting coil 3 is affected by the groove 2212 (particularly, the groove wall surface 2212a of the axially outer ADO in the groove 2212) toward the axially outer ADO. Movement is restricted. That is, the groove 2212 has the function of restricting the movement of the superconducting coil 3 to the axially outer side ADO. Therefore, it is not necessary to separately provide a restricting structure for restricting the movement of the superconducting coil 3 to the axially outer side ADO.
  • the superconducting coil 3 is in contact with not only the groove bottom surface 2212b of the groove 2212 but also the groove wall surface 2212a of the groove 2212, the contact area with the split core portion 22 is increased accordingly. The cooling effect of the superconducting coil 3 via the is improved.
  • the thinner the wall portion 222 between the groove 2212 and the end surface 223 of the axially inner ADI of the split core portion 22 in the axial direction AD the thinner the wall portion 222 is when the power is supplied. Magnetic flux saturation is likely to occur, and thus a stronger magnetic field can be generated in the work space 6 . From this point of view, it is preferable that the thickness of the wall portion 222 in the axial direction AD is 3 mm or less. Also, from the same point of view, it is preferable that the center of the groove 2212 in the axial direction AD be positioned axially inward ADI from the center of the split core portion 22 in the axial direction AD.
  • the superconducting coil 3 may be wound on the outer peripheral surface 221 of the split core portion 22 without irregularities such as the stepped portions 2211 and the grooves 2212 .
  • the Lorentz force acting on the superconducting coil 3 toward the outer ADO in the axial direction cancels out the electromagnetic force acting on the split core portion 22 toward the inner ADI in the axial direction.
  • the force in the axial direction AD acting on is smaller. Therefore, it is possible to simplify the support structure for supporting the split core coil assemblies 5 with respect to the vacuum insulation container 4 .
  • the superconducting coil 3 is arranged in one layer along the axial direction AD as in each example of FIGS. It may have a single-stage structure consisting of only one layer, or may have a multi-stage structure in which a plurality of superconducting coil layers 32 are arranged along the axial direction AD, as in the example of FIG.
  • the surface of the axially inner ADI of the split core coil assembly 5 (specifically, the axis of the split core portion 22)
  • a cooling plate may be applied to the end surface 223 of the direction inner ADI and/or the end surface of the axial direction inner ADI of the superconducting coil 3 .
  • the superconducting coil 3 and the cooling plate are in contact with each other. Thereby, the superconducting coil 3 can be cooled more effectively.
  • the cooling plate may not be provided.
  • the end 21a of the yoke 21 and the axially outer wall 43 of the vacuum insulated vessel 4 are preferably spaced apart from each other, as shown in FIG. may be in contact with each other.
  • the configuration of the vacuum insulation container 4 and the split core coil assembly 5 is preferably symmetrical with respect to the center of the magnetic field generator 1 in the axial direction AD. It may be asymmetric with respect to the center of the axial direction AD of the generator 1 .
  • the magnetic field generator 1 may comprise only one vacuum insulation container 4 .
  • the pair of split core coil assemblies 5 are accommodated in the vacuum insulation container 4 and the yoke 21 is arranged outside the vacuum insulation container 4 .
  • the vacuum insulation container 4 can be miniaturized.
  • the vacuum insulation container 4 in this case may have, for example, a structure in which the pair of vacuum insulation containers 4 shown in FIG.
  • the magnetic field generator according to the present invention can be used for any purpose, for example, it can be used as a heating device for aluminum billets.

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Abstract

磁場発生装置１は、鉄心２と、一対の超電導コイル３と、１つ又は一対の真空断熱容器４と、を備え、鉄心は、略Ｃ字状又は略Ｕ字状のヨーク２１と、ヨークとは別体に構成され、ヨークの内側に位置し、互いに作業空間を介して対向配置された、一対の分割鉄心部２２と、を有し、各分割鉄心部には、各超電導コイルが、一対の分割鉄心部どうしが対向する方向に平行な軸線を中心とする周方向に沿って、それぞれ巻かれており、分割鉄心部と分割鉄心部に巻かれた超電導コイルとからなる分割鉄心コイル組立体５は、１つ又は一対の真空断熱容器に収容されており、ヨークは、１つ又は一対の真空断熱容器の外に配置されている。

Description

磁場発生装置
　この発明は、磁場発生装置に関するものである。
　本願は、２０２１年４月２０日に日本に出願された特願２０２１－０７１３８５号に基づく優先権を主張するものであり、その内容の全文をここに援用する。
　従来より、略Ｃ字状の鉄心と、当該鉄心の一対の端部に巻かれた一対のコイルと、を備えた、磁場発生装置がある（例えば、特許文献１）。
日本国特開2005-123084号公報
　上述のような従来の磁場発生装置において、コイルとして超電導コイルを用いる場合、超電導コイルを冷却する必要があり、その冷却の方法としては、鉄心及び一対のコイルの全体を真空断熱容器に収容するものが考えられるが、真空断熱容器が大型になるという課題があった。
　この発明は、上述した課題を解決するためのものであり、真空断熱容器を小型化できる、磁場発生装置を提供することを目的とするものである。
　本発明の磁場発生装置は、
　鉄心と、
　一対の超電導コイルと、
　１つ又は一対の真空断熱容器と、
を備え、
　前記鉄心は、
　　略Ｃ字状又は略Ｕ字状のヨークと、
　　前記ヨークとは別体に構成され、前記ヨークの内側に位置し、互いに作業空間を介して対向配置された、一対の分割鉄心部と、
を有し、
　各前記分割鉄心部には、各前記超電導コイルが、前記一対の分割鉄心部どうしが対向する方向に平行な軸線を中心とする周方向に沿って、それぞれ巻かれており、
　前記分割鉄心部と前記分割鉄心部に巻かれた前記超電導コイルとからなる分割鉄心コイル組立体は、前記１つ又は一対の真空断熱容器に収容されており、
　前記ヨークは、前記１つ又は一対の真空断熱容器の外に配置されている。
　本発明の磁場発生装置においては、
　一対の前記分割鉄心コイル組立体のうち少なくとも一方において、
　　前記分割鉄心部の外周面は、前記作業空間に面するとともに軸直方向内側に凹んだ環状の段差部を有しており、
　　前記超電導コイルが、前記周方向に沿って、前記段差部に巻かれていると、好適である。
　本発明の磁場発生装置においては、
　一対の前記分割鉄心コイル組立体のうち少なくとも一方において、
　　前記分割鉄心部の外周面は、環状の溝を有しており、
　　前記超電導コイルが、前記周方向に沿って、前記溝に巻かれていてもよい。
　この発明によれば、真空断熱容器を小型化できる、磁場発生装置を提供できる。
本発明の一実施形態に係る磁場発生装置を概略的に示す、断面図である。 図１の磁場発生装置の一部を拡大して示す、拡大図である。 図２の磁場発生装置の一部をＡ－Ａ線に沿った断面により示す、Ａ－Ａ断面図である。 分割鉄心コイル組立体の第１変形例を概略的に示す、断面図である。 分割鉄心コイル組立体の第２変形例を概略的に示す、断面図である。 分割鉄心コイル組立体の第３変形例を概略的に示す、断面図である。 分割鉄心コイル組立体の第４変形例を概略的に示す、断面図である。 分割鉄心コイル組立体の第５変形例を概略的に示す、断面図である。
　本発明に係る磁場発生装置は、任意の用途に利用できるものであり、例えば、アルミビレットの加熱装置に利用できるものである。
　以下に、図面を参照しつつ、この発明に係る磁場発生装置の実施形態を例示説明する。
　図１～図３は、本発明の一実施形態に係る磁場発生装置１を示している。
　図１に示すように、本実施形態の磁場発生装置１は、鉄心２と、一対の超電導コイル３と、一対の真空断熱容器４と、を備えている。
　鉄心２は、ヨーク２１と、一対の分割鉄心部２２と、を有している。
　ヨーク２１は、鉄を含んで構成されており、磁束を通すように構成されている。ヨーク２１は、略Ｃ字状又は略Ｕ字状（図１の例では、略Ｃ字状）をなしている。ヨーク２１は、一対の端部２１ａを有している。図１の例において、ヨーク２１は、一対の端部２１ａが作業空間６側を向くように指向されている。ただし、ヨーク２１は、分割鉄心部２２の軸線方向外側ＡＤＯの面と狭い隙間で対向する面が設けられていれば、ヨーク２１の端部２１ａは任意の向きに指向されてよい。
　一対の分割鉄心部２２は、鉄を含んで構成されており、磁束を通すように構成されている。一対の分割鉄心部２２は、ヨーク２１とは別体に構成されている。一対の分割鉄心部２２は、ヨーク２１の内側に位置しており、互いに作業空間６を介して対向配置されている。作業空間６は、エアギャップである。
　このようにして、鉄心２は、略Ｃ字状をなしている。
　本明細書では、一対の分割鉄心部２２を通るとともに一対の分割鉄心部２２どうしが対向する方向に延在する軸線Ｏに平行な方向を、「軸線方向ＡＤ」という。また、軸線方向ＡＤにおいて作業空間６に近い側を「軸線方向内側ＡＤＩ」といい、軸線方向ＡＤにおいて作業空間６から遠い側を「軸線方向外側ＡＤＯ」という。また、軸線方向ＡＤに対し垂直な方向を「軸直方向ＯＤ」という。軸直方向ＯＤにおいて軸線Ｏに近い側を「軸直方向内側」といい、軸直方向ＯＤにおいて軸線Ｏから遠い側を「軸直方向外側」という。また、本明細書では、軸線Ｏを中心とする周方向を、単に「周方向」ということがある。また、「外周側」、「内周側」とは、特に断りがない限り、軸線Ｏを中心としたときの外周側、内周側をそれぞれ指す。
　一対の分割鉄心部２２とヨーク２１の一対の端部２１ａとは、軸線方向ＡＤに対向している。一対の分割鉄心部２２は、ヨーク２１の一対の端部２１ａに対し軸線方向内側ＡＤＩに位置している。一対の分割鉄心部２２の軸線方向外側ＡＤＯの面は、一対のヨーク２１の軸線方向内側ＡＤＩの面に対して狭い隙間で対向している。
　図１～図３に示すように、各分割鉄心部２２には、各超電導コイル３が、軸線Ｏを中心とする周方向に沿って（言い換えれば、軸線Ｏの周りを周回するように）、それぞれ巻かれている。超電導コイル３は、分割鉄心部２２の外周面２２１（具体的に、外周面２２１のうち、後述の段差部２２１１）の外周側に位置して、外周面２２１と径方向に離間対向するか、又は、外周面２２１と接触する。
　超電導コイル３は、超電導体を含むコイル本体を少なくとも含む。超電導コイル３のコイル本体は、例えば帯状に構成される。超電導コイル３は、コイル本体に加え、コイル本体を内部に収容するコイルケースをさらに含んでもよい。コイルケースは、例えば樹脂等から構成される。
　図３の例において、超電導コイル３は、軸直方向ＯＤの断面において、軸線Ｏの周りを周回する略四角環形状をなしているが、超電導コイル３は、軸直方向ＯＤの断面において、軸線Ｏの周りを周回する環形状である限り、例えば略円環形状、略楕円環形状等、任意の環形状をなしていてよい。
　図示は省略するが、磁場発生装置１は、超電導コイル３に電流（例えば直流電流）を流すための電流供給部を備えている。
　分割鉄心部２２と、当該分割鉄心部２２に巻かれた超電導コイル３とは、分割鉄心コイル組立体５を構成している。すなわち、分割鉄心コイル組立体５は、分割鉄心部２２と、当該分割鉄心部２２に巻かれた超電導コイル３と、からなる。磁場発生装置１は、一対の分割鉄心コイル組立体５を有している。
　各分割鉄心コイル組立体５は、各真空断熱容器４にそれぞれ収容されている。ヨーク２１は、一対の真空断熱容器４の外に配置されている。一対の真空断熱容器４どうしは、作業空間６を介して互いに軸線方向ＡＤに対向している。図２に示すように、真空断熱容器４における軸線方向内側ＡＤＩの壁４２は、分割鉄心コイル組立体５と作業空間６との間に位置している。また、真空断熱容器４における軸線方向外側ＡＤＯの壁４３は、分割鉄心コイル組立体５とヨーク２１の端部２１ａとの間に位置している。
　磁場発生装置１は、図示しない冷凍機を備えており、当該冷凍機により、真空断熱容器４の内部の機器が冷却される。真空断熱容器４は、冷凍機によって冷却された内部の機器の温度を保冷するように構成されている。これにより、真空断熱容器４は、冷凍機とともに、分割鉄心コイル組立体５ひいては超電導コイル３を、冷却し、超低温に維持するように構成されている。具体的に、超電導コイル３は、超電導体が超電導となるまで（ひいては、電気抵抗が実質的にゼロになるまで）、冷却される。
　真空断熱容器４は、内部が真空にされるとともに、壁の一部又は全部に積層断熱材を有していると、好適である。積層断熱材は、例えば、金属蒸着樹脂フィルムと樹脂網を複数枚積層することにより構成させる。真空断熱容器４の本体を構成する材料としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼、複合材のガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）等が挙げられる。
　ただし、真空断熱容器４は、内部に分割鉄心コイル５が収容される限り、これとは異なる任意の方法により、分割鉄心コイル組立体５ひいては超電導コイル３を冷却するように構成されてもよい。
　このように構成された磁場発生装置１においては、図示しない電流供給部によって超電導コイル３に電流が流されると、鉄心２（ヨーク２１及び一対の分割鉄心部２２）に磁束が通り、作業空間６に強磁場が発生する。
　作業空間６に発生する強磁場は、任意の用途に用いられてよい。
　例えば、磁場発生装置１は、アルミビレットの加熱装置に用いられてもよい。この場合、当該加熱装置は、磁場発生装置１に加えて、アルミビレットを回転させるモータを備える。超電導コイル３には、直流電流が流され、ひいては、作業空間６には直流強磁場が発生するようにされる。アルミビレットは、アルミビレットの中心軸線が軸線方向ＡＤに対し垂直かつ水平になるように、作業空間６に配置され、モータによって、アルミビレットの中心軸線の周りに回転される。そうすると、アルミビレットには交流磁場が印加されたことと等価となり、アルミビレット内に誘導電流が流れ、アルミビレットが加熱される。
　ここで、本実施形態の効果を説明する。
　まず、本実施形態によれば、磁場発生装置１が超電導コイル３を備えているので、仮に磁場発生装置１が超電導コイル３の代わりに通常の銅コイルを備えた場合と比べて、作業空間６において、より強い磁場を発生させることができる。
　また、本実施形態によれば、磁場発生装置１が鉄心２を備えているので、仮に磁場発生装置１が鉄心２を備えない場合に比べて、超電導コイル３の製作に使用される超電導体の使用量を低減しつつ、強磁場を発生させることが可能であるため、超電導体を低減でき、ひいては、コストを低減できる。超電導体は、一般的に高価であるため、超電導体低減によるコスト低減の効果は大きいといえる。
　また、本実施形態によれば、磁場発生装置１の鉄心２が、ヨーク２１を有しているので、仮に鉄心２がヨーク２１を有しない場合に比べて、磁気回路抵抗を低減でき、磁束を増加できる。
　また、本実施形態によれば、上述のように、鉄心２がヨーク２１と一対の分割鉄心部２２とに分割され、各分割鉄心コイル組立体５が各真空断熱容器４にそれぞれ収容されており、ヨーク２１は、一対の真空断熱容器４の外に配置されている。よって、仮に、分割されていない略Ｃ字状の鉄心と当該鉄心の一対の端部に巻かれた一対の超電導コイルとの全体を真空断熱容器に収容するようにした場合に比べて、真空断熱容器４を小型化することができる。それにより、外部からの熱侵入を低減でき、ひいては、省エネが可能となる。
　なお、仮に、分割されていない略Ｃ字状の鉄心を用いる場合において、真空断熱容器を小型化するためには、真空断熱容器が当該鉄心の一対の端部の周りを周回する一対の超電導コイルのみを収容するように、真空断熱容器をドーナツ型に構成することも考えられる。しかし、その場合は、鉄心と超電導コイルとの間に真空断熱容器の壁が介在することになり、すなわち鉄心と超電導コイルとが離間するため、その分、超電導コイルの周長が長くなるため、超電導コイルの使用量が多くなり、コスト増につながる。また、鉄心と超電導コイルとが離間する分、漏れ磁束が増えるため、必要な超電導体の使用量が多くなり、コスト増につながる。その点、本実施形態によれば、鉄心２（具体的には、分割鉄心部２２）に直接超電導コイル３を巻いており、ひいては鉄心２（具体的には、分割鉄心部２２）と超電導コイル３とを接触させて両者間の距離を無くしているので、上述のように真空断熱容器をドーナツ型にした場合に比べて、超電導コイル３の周長を短くすることができ、ひいては、超電導体を低減でき、コストを低減できる。また、鉄心２（具体的には、分割鉄心部２２）と超電導コイル３とを接触させて両者間の距離を無くしているので、上述のように真空断熱容器をドーナツ型にした場合に比べて、漏れ磁束を低減でき、ひいては、超電導体を低減でき、コストを低減できる。また、鉄心２（具体的には、分割鉄心部２２）と超電導コイル３とを接触させているので、上述のように真空断熱容器をドーナツ型にした場合に比べて、鉄心２（具体的には、分割鉄心部２２）の蓄冷効果を利用して、超電導コイル３の温度上昇を抑制できるので、冷凍機の冷却負担を軽減できるほか、超電導コイルを十分に冷却できることで超電導体の能力を有効に利用できる。
　また、本実施形態によれば、各分割鉄心コイル組立体５において、通電時に、超電導コイル３に軸線方向外側ＡＤＯに向かって作用するローレンツ力（図２の黒矢印）と、分割鉄心部２２に軸線方向内側ＡＤＩに向かって作用する電磁力（図２の白抜き矢印）とが、相殺するため、分割鉄心コイル組立体５に作用する軸線方向ＡＤの力が小さくなる。そのため、分割鉄心コイル組立体５を真空断熱容器４に対して支持するための支持構造を簡易化することが可能になる。ひいては、外部から支持構造を介した超電導コイル３への熱侵入を低減することが可能になり、ひいては、冷凍機の冷却負担を軽減できるほか、超電導コイルを十分に冷却できることで超電導体の能力を有効に利用できる。
　本実施形態においては、図１～図２に示すように、磁場発生装置１が、分割鉄心コイル組立体５を真空断熱容器４に対して支持するための支持構造として、支持部材７を有している。支持部材７は、分割鉄心コイル組立体５を真空断熱容器４から吊り下げるように構成されている。より具体的に、本例では、支持部材７は、例えば熱伝導率が小さい棒状に構成され、分割鉄心コイル組立体５を真空断熱容器４における上側の壁４１から断熱を行い吊り下げるように構成されている。このように、支持部材７は、分割鉄心コイル組立体５の自重を支えるように構成されており、分割鉄心コイル組立体５の水平方向の動きを規制するようには構成されていない。このようにして、本実施形態では、分割鉄心コイル組立体５を真空断熱容器４に対して支持するための支持構造（支持部材７）が、簡易に構成されている。
　なお、分割鉄心コイル組立体５を真空断熱容器４に対して支持するための支持構造は、これに限らず、任意でよい。
　本実施形態においては、図１～図２に示すように、磁場発生装置１が、分割鉄心コイル組立体５と真空断熱容器４における軸線方向ＡＤ両側の壁４２、４３との間に、スペーサ部材８を有している。これにより、通電時等に、分割鉄心コイル組立体５が軸線方向ＡＤ方向に過度に動くのを、より効果的に抑制できる。また、スペーサ部材８により、非通電時は、分割鉄心コイル組立体５と真空断熱容器４との間の隙間を保つ事により、通電停止時の熱侵入量を低減することが可能となる。
　スペーサ部材８は、例えば、分割鉄心コイル組立体５の分割鉄心部２２に固定され又は分割鉄心部２２と一体に構成され、かつ、真空断熱容器４における軸線方向ＡＤ両側の壁４２、４３とは別体かつ非固定状態にされてもよい。あるいは、スペーサ部材８は、分割鉄心コイル組立体５とは別体かつ非固定状態にされ、かつ、真空断熱容器４における軸線方向ＡＤ両側の壁４２、４３に固定され又は壁４２、４３と一体に構成されてもよい。
　なお、スペーサ部材８は、設けられなくてもよい。
　本実施形態においては、図１～図２に示すように、一対の分割鉄心コイル組立体５のそれぞれにおいて、分割鉄心部２２の外周面２２１は、環状の段差部２２１１を有している。段差部２２１１は、軸線Ｏを中心とする周方向に沿って全周にわたって延在している。段差部２２１１は、（真空断熱容器４の壁４２を介して）作業空間６に面している。段差部２２１１は、軸直方向内側に凹んでいる。具体的に、段差部２２１１は、軸直方向ＯＤに略平行であるとともに軸線方向内側ＡＤＩを向く軸直方向面２２１１ａと、軸直方向面２２１１ａから分割鉄心部２２の軸線方向内側ＡＤＩの端面２２３まで軸線方向ＡＤに略平行に延在する軸線方向面２２１１ｂと、からなる。超電導コイル３は、軸線Ｏを中心とする周方向に沿って、段差部２２１１に巻かれている。
　これにより、超電導コイル３と分割鉄心部２２とが軸線方向ＡＤに向き合うようにされているので、超電導コイル３に軸線方向外側ＡＤＯに向かって作用するローレンツ力（図２の黒矢印）と分割鉄心部２２に軸線方向内側ＡＤＩに向かって作用する電磁力（図２の白抜き矢印）とが、より効果的に相殺し、分割鉄心コイル組立体５に作用する軸線方向ＡＤの力がより小さくなる。そのため、分割鉄心コイル組立体５を真空断熱容器４に対して支持するための支持構造をより簡易化することが可能になる。また、超電導コイル３には、軸線方向外側ＡＤＯに向かうローレンツ力（図２の黒矢印）が作用するものの、超電導コイル３は、段差部２２１１（特に軸直方向面２２１１ａ）によって、軸線方向外側ＡＤＯへの移動が規制される。すなわち、段差部２２１１が、超電導コイル３の軸線方向外側ＡＤＯへの移動を規制する機能を有している。そのため、別途、超電導コイル３の軸線方向外側ＡＤＯへの移動を規制するための規制構造を設ける必要がない。ひいては、外部から規制構造を介した超電導コイル３への熱侵入を低減することが可能になり、ひいては、超電導コイル３の温度上昇を抑制できるので、冷凍機の冷却負担を軽減できるほか、超電導コイルを十分に冷却できることで超電導体の能力を有効に利用できる。また、超電導コイル３は、その軸線方向内側ＡＤＩが、分割鉄心部２２によって覆われず、（真空断熱容器４の壁４２を介して）作業空間６に面しているので、その分、作業空間６に、より強い磁場を発生させることができる。また、超電導コイル３は、段差部２２１１の軸線方向面２２１１ｂだけでなく段差部２２１１の軸直方向面２２１１ａにも接触しているので、その分、分割鉄心部２２との接触面積が増え、ひいては、分割鉄心部２２を介した超電導コイル３の冷却効果が向上する。
　なお、上述の段差部２２１１は、一対の分割鉄心コイル組立体５の両方に設けられると好適であるが、一対の分割鉄心コイル組立体５のうち一方のみにおいて設けられてもよい。
　本明細書で説明する各例においては、一対の分割鉄心コイル組立体５のうち少なくとも一方において、超電導コイル３の外周面３１は、図２の例のように、分割鉄心部２２の外周面２２１と同じ軸直方向ＯＤ位置にあってもよいし、あるいは、図４の例のように、分割鉄心部２２の外周面２２１よりも内周側にあってもよいし、あるいは、図５の例のように、分割鉄心部２２の外周面２２１よりも外周側にあってもよい。
　本明細書で説明する各例においては、図６の例のように、一対の分割鉄心コイル組立体５のうち少なくとも一方において、分割鉄心部２２の外周面２２１は、外周側へ突出した突起部２２１３を有し、この突起部２２１３に、段差部２２１１を有していてもよい。この場合、超電導コイル３の外周面３１は、図６の例のように、突起部２２１３の外周面２２１３ａと同じ軸直方向ＯＤ位置にあってもよいし、あるいは、突起部２２１３の外周面２２１３ａよりも内周側にあってもよいし、あるいは、突起部２２１３の外周面２２１３ａよりも外周側にあってもよい。
　図７に示すように、一対の分割鉄心コイル組立体５のうち少なくとも一方において、分割鉄心部２２の外周面２２１は、環状の溝２２１２を有してもよい。溝２２１２は、軸線Ｏを中心とする周方向に沿って全周にわたって延在している。溝２２１２は、外周側が開放している。溝２２１２は、互いに対向するとともにそれぞれ軸直方向ＯＤに略平行な一対の溝壁面２２１２ａと、外周側を向くとともに軸線方向ＡＤに略平行な溝底面２２１２ｂと、を有している。この場合、超電導コイル３は、周方向に沿って、溝２２１２に巻かれ、ひいては、溝２２１２に収容される。
　この場合、上述の段差部２２１１に超電導コイル３を巻いた場合（図１～図６）と同様に、超電導コイル３と分割鉄心部２２とが軸線方向ＡＤに向き合うようにされているので、超電導コイル３に軸線方向外側ＡＤＯに向かって作用するローレンツ力と分割鉄心部２２に軸線方向内側ＡＤＩに向かって作用する電磁力とが、より効果的に相殺し、分割鉄心コイル組立体５に作用する軸線方向ＡＤの力がより小さくなる。そのため、分割鉄心コイル組立体５を真空断熱容器４に対して支持するための支持構造をより簡易化することが可能になる。また、超電導コイル３には、軸線方向外側ＡＤＯに向かうローレンツ力が作用するものの、超電導コイル３は、溝２２１２（特に溝２２１２における軸線方向外側ＡＤＯの溝壁面２２１２ａ）によって、軸線方向外側ＡＤＯへの移動が規制される。すなわち、溝２２１２が、超電導コイル３の軸線方向外側ＡＤＯへの移動を規制する機能を有している。そのため、別途、超電導コイル３の軸線方向外側ＡＤＯへの移動を規制するための規制構造を設ける必要がない。ひいては、外部から規制構造を介した超電導コイル３への熱侵入を低減することが可能になり、ひいては、超電導コイル３の温度上昇を抑制できるので、冷凍機の冷却負担を軽減できるほか、超電導コイルを十分に冷却できることで超電導体の能力を有効に利用できる。また、超電導コイル３は、溝２２１２の溝底面２２１２ｂだけでなく溝２２１２の溝壁面２２１２ａにも接触しているので、その分、分割鉄心部２２との接触面積が増え、ひいては、分割鉄心部２２を介した超電導コイル３の冷却効果が向上する。
　この場合、分割鉄心部２２のうち、溝２２１２と分割鉄心部２２の軸線方向内側ＡＤＩの端面２２３との間の壁部２２２は、軸線方向ＡＤの厚さが薄いほど、通電時に壁部２２２が磁束飽和しやすく、ひいては、作業空間６に、より強い磁場を発生させることができる。このような観点から、壁部２２２の軸線方向ＡＤの厚さは、３ｍｍ以下であると、好適である。また、同様の観点から、溝２２１２の軸線方向ＡＤの中心は、分割鉄心部２２の軸線方向ＡＤの中心よりも、軸線方向内側ＡＤＩに位置していると、好適である。
　ただし、一対の分割鉄心コイル組立体５のうち少なくとも一方において、超電導コイル３は、分割鉄心部２２において段差部２２１１や溝２２１２等の凹凸の無い外周面２２１に巻かれていてもよい。その場合も、超電導コイル３に軸線方向外側ＡＤＯに向かって作用するローレンツ力と、分割鉄心部２２に軸線方向内側ＡＤＩに向かって作用する電磁力とが、相殺するため、分割鉄心コイル組立体５に作用する軸線方向ＡＤの力が小さくなる。そのため、分割鉄心コイル組立体５を真空断熱容器４に対して支持するための支持構造を簡易化することが可能になる。ただし、図１～図７の各例のように、超電導コイル３が分割鉄心部２２の外周面２２１の段差部２２１１又は溝２２１２に巻かれている場合のほうが、この効果は大きい。なお、超電導コイル３が分割鉄心部２２において段差部２２１１や溝２２１２等の凹凸の無い外周面２２１に巻かれている場合、別途、超電導コイル３の軸線方向外側ＡＤＯへの移動を規制するための規制構造を設けると、好適である。
　本明細書で説明する各例においては、一対の分割鉄心コイル組立体５のうち少なくとも一方において、超電導コイル３は、図１～図７の各例のように、軸線方向ＡＤに沿って１層のみからなる１段構造からなってもよいし、あるいは、図８の例のように、軸線方向ＡＤに沿って複数層の超電導コイル層３２が配列された多段構造からなってもよい。
　本明細書で説明する各例においては、図示は省略するが、真空断熱容器４の内部において、分割鉄心コイル組立体５の軸線方向内側ＡＤＩの面（具体的には、分割鉄心部２２の軸線方向内側ＡＤＩの端面２２３、及び／又は、超電導コイル３の軸線方向内側ＡＤＩの端面）には、冷却板が当てられていてもよい。この場合、超電導コイル３と冷却板とが接触していると、より好適である。これにより、超電導コイル３をより効果的に冷却できる。
　ただし、冷却板は設けられていなくてもよい。
　本明細書で説明する各例においては、ヨーク２１の端部２１ａと、真空断熱容器４の軸線方向外側の壁４３とは、図２に示すように、互いから離間していると好適であるが、互いに接触していてもよい。
　本明細書で説明する各例においては、真空断熱容器４や分割鉄心コイル組立体５の構成は、磁場発生装置１の軸線方向ＡＤの中心に対して対称であると、好適であるが、磁場発生装置１の軸線方向ＡＤの中心に対して非対称であってもよい。
　本明細書で説明する各例においては、磁場発生装置１は、真空断熱容器４を１つのみ備えてもよい。この場合、一対の分割鉄心コイル組立体５は、当該真空断熱容器４に収容され、また、ヨーク２１は、当該真空断熱容器４の外に配置される。この場合も、仮に、分割されていない略Ｃ字状の鉄心と当該鉄心の一対の端部に巻かれた一対の超電導コイルとの全体を真空断熱容器に収容するようにした場合に比べて、真空断熱容器４を小型化することができる。
　なお、この場合の真空断熱容器４は、例えば、図１の例の一対の真空断熱容器４どうしを連結管等で連結して一体化した構成を有してもよい。
　本発明に係る磁場発生装置は、任意の用途に利用できるものであり、例えば、アルミビレットの加熱装置に利用できるものである。
１　磁場発生装置
２　鉄心
２１　ヨーク
２１ａ　端部
２２　分割鉄心部
２２１　外周面
２２１１　段差部
２２１１ａ　軸直方向面
２２１１ｂ　軸線方向面
２２１２　溝
２２１２ａ　溝壁面
２２１２ｂ　溝底面
２２１３　突起部
２２１３ａ　外周面
２２２　壁部
２２３　軸線方向内側の端面
３　超電導コイル
３１　外周面
３２　超電導コイル層
４　真空断熱容器
４１　上側の壁
４２　軸線方向内側の壁
４３　軸線方向外側の壁
５　分割鉄心コイル組立体
６　作業空間
７　支持部材
８　スペーサ部材
Ｏ　軸線
ＡＤ　軸線方向（対向方向）
ＡＤＩ　軸線方向内側
ＡＤＯ　軸線方向外側
ＯＤ　軸直方向

Claims (3)

  1. 　鉄心と、
    　一対の超電導コイルと、
    　１つ又は一対の真空断熱容器と、
    を備え、
    　前記鉄心は、
    　　略Ｃ字状又は略Ｕ字状のヨークと、
    　　前記ヨークとは別体に構成され、前記ヨークの内側に位置し、互いに作業空間を介して対向配置された、一対の分割鉄心部と、
    を有し、
    　各前記分割鉄心部には、各前記超電導コイルが、前記一対の分割鉄心部どうしが対向する方向に平行な軸線を中心とする周方向に沿って、それぞれ巻かれており、
    　前記分割鉄心部と前記分割鉄心部に巻かれた前記超電導コイルとからなる分割鉄心コイル組立体は、前記１つ又は一対の真空断熱容器に収容されており、
    　前記ヨークは、前記１つ又は一対の真空断熱容器の外に配置されている、磁場発生装置。
  2. 　一対の前記分割鉄心コイル組立体のうち少なくとも一方において、
    　　前記分割鉄心部の外周面は、前記作業空間に面するとともに軸直方向内側に凹んだ環状の段差部を有しており、
    　　前記超電導コイルが、前記周方向に沿って、前記段差部に巻かれている、請求項１に記載の磁場発生装置。
  3. 　一対の前記分割鉄心コイル組立体のうち少なくとも一方において、
    　　前記分割鉄心部の外周面は、環状の溝を有しており、
    　　前記超電導コイルが、前記周方向に沿って、前記溝に巻かれている、請求項１に記載の磁場発生装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4682111A (en) * 1985-03-05 1987-07-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging magnet
US20090264295A1 (en) * 2008-04-17 2009-10-22 Asg Superconductors, S.P.A. Superconducting coil having a granular superconducting junction
JP2014233525A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 株式会社日立メディコ 磁石装置及び磁気共鳴撮像装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4682111A (en) * 1985-03-05 1987-07-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging magnet
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