JPH03220500A - 荷電粒子偏向電磁石用コイル - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばシンクロトロン放射光発生装置など
に用いられる荷電粒子偏向電磁石用コイトに関するもの
である。

〔従来の技術〕

超電導材料で作られた導線から成り、粒子軌道に対応し
て湾曲した半円形状の超電導主コイルと超電導補正コイ
ルとが、前記粒子軌道を挾んで対向配置された超電導偏
向電磁石を用いた荷電粒子装置は、例えば特開昭６４−
２３００号公報及び特開昭６１−２９４８００号公報に
示されたものがある。

即ち、第５図は上記特開昭６４−２３００号公報に示さ
れたものと同種の荷電粒子装置の原理図であり、図示さ
れていない入射部及び加速部を経て入射された荷電粒子
は、対向する２個の超電導偏向電磁石（１）により長円
形の軌道（２１上を運動する。

ところで前記超電導偏向電磁石（１）の構成要部である
超電導コイル（ｌａ）は、第６図・第７図に示すように
、超電導材料で作られた導線β）を巻回して構成された
超電導主コイル（４）と超電導補正コイル（５）とから
成り、これら両コイル（イ）、（５）が前記粒子軌道（
２）を挾んで上下に対向配置されている。そして前記超
電導主コイル４及び超電導補正コイル（５）は共に粒子
軌道（２）の外径方向へ突出するように所定の曲率で半
円形状に湾曲しており、粒子軌道（２）の内径方向側に
位置する内径部（４ａ）　（５ａ）と、粒子軌道（２）
の外径方向側に位置する外径部（４ｂＨ５ｂ）及び湾曲
両端部（４ｃ）　（５ｃ）に区分される。このように構
成された両コイル（４１（５１は、例えば−２６８℃の
極低温に冷却されて超電導状態となり、これに電流を流
すことにより数テスラの高い磁束密度の磁界が得られ、
この磁界により、荷電粒子の軌道（２）は図に示すよう
に偏向される。

第８図は例えは特開昭６１−２９４８００号公報に示さ
れた従来の超電導偏向電磁石の超電導コイル（１ａ）の
製作過程を示す斜視説明図であり、まず超電導線（３）
を図のＺ軸方向へ所定回数巻き上けて１層目を形成し、
次にその外周に沿って２層目を巻き上げ、このようにし
て順次所要の層数になるまで巻回するのである。そして
完成されたコイルは、第９図に示すように、主コイル（
４）、補正コイル（５）をそれぞれのコイル容器（６）
に収容支持した後コイル台口に固定される。その後、第
１０図及び第１１図に示すように、電流リードｆ８１を
設けるが、第１０図は接続部（９）において主コイル（
イ）と補正コイル（９とが接続された場合を、また第１
１図は主コイル（２）と補正コイル（５１とにそれぞれ
電流リード（８）を設けた場合を示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来の荷電粒子偏向電磁石用コイルにおい
ては、コイル容器が、コイルに作用する電磁力を支持す
るに足る容積を必要とするため、１コイル当りの占有容
積が大きくなり、主コイルと補正コイルとの間隔も一定
以上の距離が必要になる。

従って、主コイルと補正コイルとの相対的な配置の選択
に制約が生じ、両コイルで発生し得る磁場の形態も一定
の範囲内に制限されることになる。

また、特に超電導コイルの場合には、第１０図に示すよ
うにリードを付設する場合、主コイルと補正コイルとの
間に接続部が存在することから、いわゆる接続抵抗の影
響により、特に永久電流モードで運転する場合などにお
いて電流及び発生磁界の減衰が著しく、超電導コイルの
性能悪化を招くことになる。また第１１図に示すように
電流リードを多用すると、超電導コイルへの熱侵入量が
増加するという問題点があった。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、偏向電磁石内のコイル配置の制約を減らし、かつコ
イルの占有空間の減少を図り、導体接続部による性能悪
化のない荷電粒子偏向電磁石用コイルを得ることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段および作用〕この発明に係
る荷電粒子偏向電磁石用コイルは、主コイルと補正コイ
ルとをそのわたり部を含め、接続部分のない連続した導
線で楕成し、かつ、上記両コイル間に磁場発生に必要な
間隔を確保するための巻型フロックを介在させ上記両コ
イルを共通の容器に収容したものである。

導体接続部がなくなりコイルとしての性能が向上し、両
コイルを共通の容器に収容するので、配置上の制約が解
消しコイルの占有空間も縮小する。

〔実施例〕

第１図・第２図はこの発明の一実施例を示し、第３図及
び第４図は他の実施例を示すもので、これらの図におい
て、上記従来の超電導偏向電磁石と同一符号を付した部
分は同一または相当部分である。

第１図・第２図に示す実施例では、超電導偏向電磁石（
１）を構成する超電導コイル＜ｌａ）は、主コイル（４
）と補正コイル（５）との２個でしかも両者の導線巻回
方向が同一の場合を示している。そして、補正コイル（
５）の巻線作業が完了すると、導線をそのままわたり部
αＯ）として更に連続して主コイル（４）の巻線作業へ
移行して所要の巻線を行なう。両コイル（イ）（５１の
間には所定幅に成形された巻型ブロック（１２）が挿入
され、両コイル（４１（５１が任意に指定された相対位
置になるよう構成されている。このようにして製作され
た超電導コイル（Ｉａ）は第２図に示すように、共通の
容器である一体型巻枠（１１）内に支持固定される。

また第３図に示すように、わたり部００）で導線を逆方
向にし、主コイル（２）の巻回方向を補正コイル（（５
）のそれと反対にすることによって、通電方向の異なる
主コイル（イ）と補正コイル（９とを備えた超電導コイ
ル（ｌａ）を製作することができる。

更に第４図に示すように、補正コイル四の内側に第２の
補正コイル（５ａ）を設けることもでき、この場合製作
に際しては、第２の補正コイル（５ａ）から補正コイル
（５）、主コイル（イ）へと順次わたり部ＱＯ）を介し
て連続的に巻線作業を行うのであるが、巻回方向はそれ
ぞれ異なってもよい。

以上のように、これら実施例においては、両コイル（４
１（５）を連続して巻回し、両者を共通の一体型巻枠（
１１）に収容したので、接続点（９）がなくなり超電導
コイルとしての性能が向上するとともに、コイルの占有
空間か低減する。更に、両コイル（イ）（５）の間隔は
巻型ブロック（１２）により任意の寸法に設定できるの
で、要求された仕様の磁場が確実に得られることになる
。

なおこの発明を実施するに当り、各コイルの巻線方向の
高さ及びコイル断面の大きさが必ずしも同じである必要
はなく、コイル間に段差があり、またコイル断面積が異
なっていてもよい。またコイルの個数にも制限はない、
更にコイル構成線材として超電導線以外の銅線その他の
導体材料を使用したものとしてもよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上のように構成されているので、主コイル
と補正コイルとの両コイル間に接続点がなくなりコイル
の性能が向上するとともに偏向電磁石内でのコイルの占
有空間が低減する。更に、両コイルの間隔を任意に選定
できるので、要求された磁場が確実に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による超電導コイルの部分
斜視図、第２図は第１図に示す超電導コイルの収容例を
示す断面図、第３図は他の実施例による部分斜視図、第
４図は更に他の実施例とその収容状態を示す断面図、第
５図は荷電粒子装置の原理説明図、第６図は従来の超電
導コイルを示す平面図、第７図は第６図における■−■
線の断面図、第８図は従来の超電導コイルの製作過程を
示す説明図、第９図は従来の超電導コイルとその収容構
造を示す断面部分斜視図、第１Ｏ図及び第１１図は従来
の超電導コイルの電流リード付設手段を示す断面図であ
る。 図において、（１）は超電導偏向電磁石、　（ｌａ）は
超電導コイル、　（２１は粒子軌道、（イ）は超電導主
コイル。 （９は超電導補正コイル、αＯ）はわたり部、（ＩＩ）
は共通の容器としての一体型巻枠、　（１２）は巻型ブ
ロックである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　それぞれ導線を巻回して構成され荷電粒子偏向に必要
   な磁場を発生させるため所定の間隔を設けて配設された
   主コイルと補正コイル、およびこれらコイルを収容支持
   する容器を備えたものにおいて、 上記両コイルをそのわたり部を含め、接続部分のない連
   続した導線で構成し、かつ、上記両コイル間に上記間隔
   を確保するための巻型ブロックを介在させ上記両コイル
   を共通の容器に収容したことを特徴とする荷電粒子偏向
   電磁石用コイル。