JPH0330299A - 荷電粒子偏向電磁石用コイルの製造方法 - 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、荷電粒子｛４向電磁石用コイルの製造方法
、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ルの製造方法に関するもの
である。

［従来の技術］ 第３図は例えば特開昭６４　−　２３００号公報に示さ
れたものと同種の荷電粒子装置の概略構成を示す平面図
であり、図において入射部（図示せず）及び加速部（図
示せず）を経て入射された荷電粒子は、互いに対向する
２個の超電導偏向電磁石（３０）により偏向されること
により、図のような長円形の軌道（２０〉上を運動する
。

第４図は第３図の超電導偏向電磁石ク３０）の要部であ
る超電導コイルを示す構戒図、第５図は第４゛図のＶ−
Ｖ線に沿う矢視断面図であり、図において超電導線（２
〉を巻回してなる超電導コイル（１）は、軌道（２０〉
を挟んで上下に互いに対向するように配置されている．
超電導コイル（１〉は、軌道（２０〉の外径方向へ向け
て凸となるように所定の曲串で曲げられ軌道（２０〉の
内径方向側に位置する内径部（ｌａ）　、内径部（１ａ
〉と同様に曲げられ軌道（２０）の外径方向側に位置す
る外径部（ｔｂ）、及び内径部（１ａ）と外径部（１ｂ
）との間に位置するコイル端部（１Ｃ）に区分される。

上記のように構戒された超電導コーｆルく１〉は、例え
ば−２６８℃の極低温に冷却されて超電導状態になる。

超電導状態になった超電導コイルく１）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る。

この磁界により、荷電粒子の軌道（２０）は図に示すよ
うに偏向される。

次に、上記のような超電導コイル〈１〉の従来の製造方
法を説明する。

第６図（ａ＞，（ｂ）は例えばＭＥＥＥ−トランザクシ
ャンズ・オン・マグネティクスＪ　（ＩＥＥＥＴＲＡＮ
Ｓ八ＣＴＩＯＮＳ　　ＯＮ　　Ｈ八ＧＮＥＴＩＣＳ，　
　Ｖｏｌ．２４，　　Ｎｏ．２，Ｍａｒｃｂ　１９８８
）第１２３０頁〜第１２３２頁に示された従来の超電導
偏向電磁石の超電導コイルの製造方法を示す製造途中の
図であり、第６図（ａ）は平面図、第６図（ｂ）は要部
側面図である。第７図（ａ），（ｂ）は第６図の超電導
コイルの製造後の状態を示す図であり、第７図（ａ）は
平面図、第７図（ｂ）は要部側面図である。

この方法においては、まず超電導線（２）を図のＸＹ平
面内で所定回数巻回する。次に、第６図に示すように、
この巻回された状態のものを、図のＺ軸方向に２枚作り
、接着固定し、パンケーキユニット（３）を製造する．
その後、第７図に示すように、このパンケーキユニット
（３〉を、所定の個数図のＺ軸方向に積み重ね、それぞ
れの端末を電気的及び機械的に接続する。このような製
造方法は、一般に１パンゲーキ巻き法』と呼ばれる。

次に、第８図は他の従来例による荷電粒子｛扁向電磁石
の超電導コイルの製造方法を示す超電導コイルの製造途
中の斜視図である。

この方法においては、まず超電導線（２）を図の２軸方
向へ所定回数巻き上げて行き１層目を形成し、この後そ
の外周部に沿って２層目を巻き上げる。この後は、所定
の層数になるまで、前の層の外周部に沿って巻回して行
く。この製造方法は、一般にｒソレノイド連続巻き法１
と呼ばれる。

なお、上記の各従来例においては、それぞれ巻線治具を
用いて巻回作業が行われるが、その図示は省略した． ［発明が解決しようとする課題コ 上記のような従来の荷電粒子偏向電磁石の超電導コイル
の製造方法のうち、前者のｒパンケーキ巻き法１におい
ては、超電導線（２）の接続箇所が多くなるため、接続
抵抗が大きくなってしまい、特に永久電流モードで運転
する場合などに、電流及び発生磁界の減衰が著しいなど
、超電導コイル（１）の性能が悪くなってしまうという
問題点があった。また、後者のｒソレノイド連続巻き法
』においては、内径部（１ａ）の部分の巻回時に、内径
部（１ａ）が所定の曲率となるように、外径部（１ｂ〉
側へ向けて常に押さえながら巻回しなければならないた
め、巻回作業の作業性が低下し、製造に手間がかかるた
め、超電導コイル（１〉が高価になってしまうという問
題点があった。従来の荷電粒子偏向電磁石の超電導コイ
ルの′！Ａ遣方法においては、いずれも上記のような問
題点があるため、これらの問題点を解決しなければなら
ないという課題を有していた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、導線の接続箇所の増加による性能悪化がなく
、かつ巻四作業の作業性の低下によりコイルが高価にな
るのを防止できる荷電粒子偏向電磁石用コイルの製造方
法を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る荷電粒子偏向電磁石用コイルの製造方法
は、内径部が外径部と反対方向へ向けて凸となるように
導線を所定の巻数巻回し、この後外径部側へ向けて所定
の曲率で凸となるように内径部を変形するものである。

［作用］ この発明においては、導線を所定の巻数巻回した後、外
径部側へ向けて所定の曲串で凸となるように内径部を変
形することにより、導線の接続箇所の増加、及び巻回作
業の作業性の低下を防止する。

［実施例］ 以下、この発明をその実施例を示す図に基ついて説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例による超電導コイルの製造
方法の一工程を示す斜視図、第２図は第１図の他の工程
を示す斜視図であり、第４図と同一又は相当部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。

この実施例では、まず超電導線（２〉を図のＺ軸方向へ
所定回数巻き上げて行く。このとき、外径部（１ｂ）は
所定の曲率で凸になるように巻回し、内径部（ｌｍ）は
、第１図に示すように、外径部（１ｂ）と反対方向へ向
けて凸となるように巻回する。また、この巻回時には、
内径部〈１ａ〉の内側に当て板（図示せず）を置き、こ
の当て板に沿うように内径部（１ａ）を巻回する。

この後、当て板を除去して、例えば油圧ラム（図示せず
〉などを用いて内径部（１ａ）を端から押圧し、内径部
（１ａ）が前の層に沿って外径部（１ｂ）と同じ方向へ
向けて所定の曲率で凸となるように変形（成型〉する。

また、前段の巻四時に予め内径部（１ａ）の寸法をやや
長くしておくことにより、第２図に示すように、押圧後
に一方のコイル端部〈１ｃ）に隙間（４）ができるよう
にする．そして、この隙間（４）には、絶縁材（図示せ
ず）を挿入する。

このように、第１図及び第２図に示すような工程を、所
定の層数になるまで繰り返すことにより、超電導コイル
（１〉が製造される。

このような製造方法によれば、超電導線（２）の接続箇
所が、従来のｒパンケーキ巻き法ｊのように、多くなる
ことはなく、このため接続箇所の増加による性能悪化は
なくなる。また、内径部（ｌａ）の部分の巻回作業も、
従来の『ソレ，メイド連続巻き法１のような手間はかか
らず、このため、巻回作業の作業性の低下によりコイル
が高価になることはなくなる。

また、上記実施例ではコイル端部〈１Ｃ）に隙間（４）
ができるようにしたので、内径部（１ａ）を前の層の内
径部（１ａ〉にスムーズに沿わせろことができる。さら
に、２カ所のコイル端部（ＩＣ）に交互に隙間（４）が
できるように内径部（１ａ）を押圧すれば、端部磁界が
対称になり好ましい。

なお、外径部（１ｂ）側へ向けて凸となるように変形さ
れる前の内径部（１ａ〉の各超電導線（２）を、接着固
定するなどしてもよく、内径部（１ａ〉を前の層の側に
押圧する際、各超電導線（２〉がずれたリせず、作業性
がより向上する．また、内径部（１ａ〉を前の層に沿っ
て変形させる際、内径部（１ａ〉の層間を接着してもよ
く、これにより一度所定の曲率に変形した内径部（１ａ
）が前の層から浮き上がったりするのを防止できる。

さらに、上記実施例では内径部（１ａ）を所定の曲率に
変形する作業を１層ごとに行ったが、数層まとめて行っ
てもよい。

さらにまた、上記実施例では導線として超電導Ｉ！（２
）を示したが、常電導のものでもよい。即ち、常電導コ
イルにもこの発明は適用できる。

また、上記実施例では荷電粒子偏向電磁石用コイルとし
てビームの軌道（２０）に数テスラの磁界を発生させる
主コイルである超電導コイルを示したが、主コイルで発
生する磁界を補正する補正コイルや、主コイルで発生す
る磁界強度を補う補助コイルなどにも、この発明は適用
できる。

さらに、コイル端部（１ｃ）の形状や、導線の断面形状
は特に限定されるものではない。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の荷電粒子偏向電磁石用
コイルの製造方法は、内径部が外径部と反対方向Ｉ＼向
けて凸となるように導線を所定の巻数巻回し、この後外
径部側へ向けて所定の曲率で凸となるように内径部を変
形するので、導線の接続箇所の増加による性能悪化がな
く、かつ巻回作業の作業性の低下によりコイルが高価に
なるのを防止できるなどの効果がある。

【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製造
方法の一工程を示す斜視図、第２図は第１図の他の工程
を示す斜視図、第３図は荷電粒子装置の一例の概略構戒
を示す平面図、第４図は第３図の超電導偏向電磁石の超
電導コイルを示す構戒図、第５図は第４図の■−Ｖ線に
沿う矢視断而図、第６図（ａ），（ｂ）は従来の超電導
旧向電磁石の超電導コイルの製造方法の一例を示す製造
途中の図であり、第６図（ａ）は平面図、第６図（ｂ）
は要部側面図である。第７図（ａ）．（ｂ）は第６図の
超電導コイルの製造後の状態を示す図であり、第７図（
ａ）は平面図、第７図（ｂ）は要部側面図である。第８
図は他の従来例による荷電粒子偏向電磁石の超電導コイ
ルの製造方法を示す超電導コイルの製造途中の斜視図で
ある． 図において、（１）はｆｌ電導コイル、〈１ａ）は内径
部、（１１１＞は外径部、（２〉は超電導線、（２０）
は軌道である。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　荷電粒子の軌道の内径方向側に配置される内径部が前
   記軌道の外径方向側に配置される外径部と反対方向へ向
   けて凸となるように、導線を所定の巻数巻回し、この後
   、前記外径部側へ向けて所定の曲率で凸となるように、
   前記内径部を変形することを特徴とする荷電粒子偏向電
   磁石用コイルの製造方法。