JPH0365641B2 - - Google Patents
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- JPH0365641B2 JPH0365641B2 JP59032422A JP3242284A JPH0365641B2 JP H0365641 B2 JPH0365641 B2 JP H0365641B2 JP 59032422 A JP59032422 A JP 59032422A JP 3242284 A JP3242284 A JP 3242284A JP H0365641 B2 JPH0365641 B2 JP H0365641B2
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- Japan
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- coil
- superconducting
- superconducting coil
- reinforcing tube
- bobbin
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
- H01F41/048—Superconductive coils
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/917—Mechanically manufacturing superconductor
- Y10S505/924—Making superconductive magnet or coil
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は超電導コイルの製作方法に係り、特に
コイル内側に支持体のない、いわゆる内ボビンレ
スコイルを製作するに好適な超電導コイルの製作
方法に関する。
コイル内側に支持体のない、いわゆる内ボビンレ
スコイルを製作するに好適な超電導コイルの製作
方法に関する。
近年、種々の用途から、超電導コイルもコイル
内側に支持体の無い構造の、いわゆる内ボビンレ
スコイルが必要とされてきた。
内側に支持体の無い構造の、いわゆる内ボビンレ
スコイルが必要とされてきた。
例えば、素粒子実験の検出器として使用される
大形のソレノイドコイルの場合も、粒子の衝突に
よつて発生する新粒子を検出する際、そのエネル
ギーの減衰を最小にする必要性があることから、
コイルの厚みを最小にすることが要求される。こ
のため、内側にボビンの無い内ボビンレスの超電
導コイルを採用するようになつてきている。
大形のソレノイドコイルの場合も、粒子の衝突に
よつて発生する新粒子を検出する際、そのエネル
ギーの減衰を最小にする必要性があることから、
コイルの厚みを最小にすることが要求される。こ
のため、内側にボビンの無い内ボビンレスの超電
導コイルを採用するようになつてきている。
第1図は、このような内ボビンレスの超電導コ
イルを示すもので、該図において1は超電導導体
を所定数巻回して構成する超電導コイル、2はこ
の超電導コイル1を支持する補強筒である。この
種のコイルは、上述の如く、コイルの厚みを最小
にするため、液体ヘリウム容器を用いない間接冷
却方式とすることが多く、3はそのために設けら
れた液体ヘリウムの流路となるコイル冷却管であ
る。そして、超電導コイル1は、補強筒2を介し
てコイル冷却管3を流れる液体ヘリウムにより、
熱伝導にて間接的に冷却される。
イルを示すもので、該図において1は超電導導体
を所定数巻回して構成する超電導コイル、2はこ
の超電導コイル1を支持する補強筒である。この
種のコイルは、上述の如く、コイルの厚みを最小
にするため、液体ヘリウム容器を用いない間接冷
却方式とすることが多く、3はそのために設けら
れた液体ヘリウムの流路となるコイル冷却管であ
る。そして、超電導コイル1は、補強筒2を介し
てコイル冷却管3を流れる液体ヘリウムにより、
熱伝導にて間接的に冷却される。
ところで、従来、この種のコイルの製作方法と
しては、第2図に示すようなものがあつた。即
ち、超電導導体を巻回して構成する超電導コイル
1と、この超電導コイル1を支持する補強筒2と
は、ある有限の間隙を保つて同軸に配置されてい
る。しかる後、この間隙に樹脂、あるいはフイラ
ー入りの樹脂4等を真空注入等の方法によつて充
填し、超電導コイル1と補強筒2とを一体化させ
て内ボビンレスの超電導コイルを製作するもので
ある。
しては、第2図に示すようなものがあつた。即
ち、超電導導体を巻回して構成する超電導コイル
1と、この超電導コイル1を支持する補強筒2と
は、ある有限の間隙を保つて同軸に配置されてい
る。しかる後、この間隙に樹脂、あるいはフイラ
ー入りの樹脂4等を真空注入等の方法によつて充
填し、超電導コイル1と補強筒2とを一体化させ
て内ボビンレスの超電導コイルを製作するもので
ある。
しかしながら、この従来の製作方法による超電
導コイルには、次のような欠点があつた。即ち、
真空注入後の樹脂硬化時、或いはコイル運転時の
冷熱サイクルにより樹脂層がコイル側、或いは補
強筒側から剥離する可能性があり、このことは、
コイルと液体ヘリウム部との間の熱コンダクタン
スが下がることを意味し、コイルの冷却性能上問
題となる。更に樹脂充填層には空気が混入し、ボ
イドなつて残る恐れがあり、この部分でも熱コン
ダクタンスの低下をもたらし同様な問題が生じ
る。また、特に素粒子実験用の超電導コイルのよ
うに、大型化したコイルの場合、樹脂注入の作業
性からコイルと補強筒との間隙を大きくとること
が必要となり、樹脂層の厚みが増大し、この部分
の熱コンダクタンスの低下をもたらし、コイルの
冷却性能上問題となる。
導コイルには、次のような欠点があつた。即ち、
真空注入後の樹脂硬化時、或いはコイル運転時の
冷熱サイクルにより樹脂層がコイル側、或いは補
強筒側から剥離する可能性があり、このことは、
コイルと液体ヘリウム部との間の熱コンダクタン
スが下がることを意味し、コイルの冷却性能上問
題となる。更に樹脂充填層には空気が混入し、ボ
イドなつて残る恐れがあり、この部分でも熱コン
ダクタンスの低下をもたらし同様な問題が生じ
る。また、特に素粒子実験用の超電導コイルのよ
うに、大型化したコイルの場合、樹脂注入の作業
性からコイルと補強筒との間隙を大きくとること
が必要となり、樹脂層の厚みが増大し、この部分
の熱コンダクタンスの低下をもたらし、コイルの
冷却性能上問題となる。
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、内ボビンレスコイルとした
ものであつても、電磁力等によるコイルの動きを
防止して超電導の安定性が良好になることは勿
論、コイルと補強筒との間の熱コンダクタンスの
低下をなくし、冷却性能上問題のない超電導コイ
ルを得ることのできる製作方法を提供するにあ
る。
目的とするところは、内ボビンレスコイルとした
ものであつても、電磁力等によるコイルの動きを
防止して超電導の安定性が良好になることは勿
論、コイルと補強筒との間の熱コンダクタンスの
低下をなくし、冷却性能上問題のない超電導コイ
ルを得ることのできる製作方法を提供するにあ
る。
本発明はほぼ円筒状のボビンの外側に超電導導
体を所定数巻回してコイルを形成し、その後、該
コイルの外側に、該コイル外径寸法より小さく内
径寸法が加工された補強筒を、はめ込み時に該補
強筒とコイルに温度差を発生させて、補強筒の外
径寸法がコイルの内径寸法より大きくなる状態で
はめ込み、該補強筒とコイルの温度が一定となつ
た段階で補強筒からコイルにプリストレスがかか
るようにし、しかる後に前記ボビンを除去するこ
とにより、所期の目的を達成するようになしたも
のである。
体を所定数巻回してコイルを形成し、その後、該
コイルの外側に、該コイル外径寸法より小さく内
径寸法が加工された補強筒を、はめ込み時に該補
強筒とコイルに温度差を発生させて、補強筒の外
径寸法がコイルの内径寸法より大きくなる状態で
はめ込み、該補強筒とコイルの温度が一定となつ
た段階で補強筒からコイルにプリストレスがかか
るようにし、しかる後に前記ボビンを除去するこ
とにより、所期の目的を達成するようになしたも
のである。
以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。
第3図a〜eは本発明における超電導コイルの
製作工程を示したものである。第3図aはほぼ円
筒形のボビン5の外側に超電導導体6を適切な張
力でもつて巻いていく状況を示しており、第3図
bはこのような状態で所定数超電導導体6を巻回
して巻線が完了した超電導コイル1を示す。巻線
が完了した超電導コイル1には、第3図cに示す
如く、その外径側に補強筒2をはめ込む。この場
合、補強筒2によつて超電導コイル1に常時プリ
ストレスがかかるようにする。このための方法と
しては、例えば、補強筒2の内径寸法を超電導コ
イル1の外径寸法より小さく加工し、組立時に補
強筒2と超電導コイル1に或る温度差を発生させ
て、補強筒2の外径寸法が超電導コイル1の内径
寸法より大きくなる状態で組立をし、補強筒2と
超電導コイル1の温度が一定となつた段階で、補
強筒2から超電導コイル1にプリストレスがかか
るようにする。また、超電導コイル1と補強筒2
との組立を容易に行うために、超電導コイル1の
外径面上、或いは補強筒2の内径面上に前処理を
行うことが有効である。この前処理としては、例
えば超電導コイル1の外径面、補強筒2の内径面
の両者、或いはいずれかの片側に潤滑剤処理をし
ておく方法等がある。更に、プリストレスが均等
にかかるようにし、熱コンダクタンスの低下も無
いようにするために、超電導コイル1にやはり前
処理をすることも有効である。例えば、超電導コ
イル1の真円度を良くするため、超電導コイル1
の外周面上に面精度の良いプラスチツク層、ある
いは金属層等を形成させ、組込時、補強筒2との
接触面積を高くする方法等がある。第3図dはこ
のようにして組立てられた超電導コイル1を示し
ている。その後、ボビン5を解体除去して第3図
eに示す如く、最終的に内側にボビンの無い内ボ
ビンレスの超電導コイル1を得るものである。
尚、上述した方法において、ボビン5の解体、除
去に伴つて、超電導コイル1に内在する巻線張力
による残留力により、超電導コイル1は内側に収
縮するが、これについては、第3図cの過程で超
電導コイル1に生じせしめるプリストレスにこの
量を予め考慮して設定しておけば特に支障はな
い。
製作工程を示したものである。第3図aはほぼ円
筒形のボビン5の外側に超電導導体6を適切な張
力でもつて巻いていく状況を示しており、第3図
bはこのような状態で所定数超電導導体6を巻回
して巻線が完了した超電導コイル1を示す。巻線
が完了した超電導コイル1には、第3図cに示す
如く、その外径側に補強筒2をはめ込む。この場
合、補強筒2によつて超電導コイル1に常時プリ
ストレスがかかるようにする。このための方法と
しては、例えば、補強筒2の内径寸法を超電導コ
イル1の外径寸法より小さく加工し、組立時に補
強筒2と超電導コイル1に或る温度差を発生させ
て、補強筒2の外径寸法が超電導コイル1の内径
寸法より大きくなる状態で組立をし、補強筒2と
超電導コイル1の温度が一定となつた段階で、補
強筒2から超電導コイル1にプリストレスがかか
るようにする。また、超電導コイル1と補強筒2
との組立を容易に行うために、超電導コイル1の
外径面上、或いは補強筒2の内径面上に前処理を
行うことが有効である。この前処理としては、例
えば超電導コイル1の外径面、補強筒2の内径面
の両者、或いはいずれかの片側に潤滑剤処理をし
ておく方法等がある。更に、プリストレスが均等
にかかるようにし、熱コンダクタンスの低下も無
いようにするために、超電導コイル1にやはり前
処理をすることも有効である。例えば、超電導コ
イル1の真円度を良くするため、超電導コイル1
の外周面上に面精度の良いプラスチツク層、ある
いは金属層等を形成させ、組込時、補強筒2との
接触面積を高くする方法等がある。第3図dはこ
のようにして組立てられた超電導コイル1を示し
ている。その後、ボビン5を解体除去して第3図
eに示す如く、最終的に内側にボビンの無い内ボ
ビンレスの超電導コイル1を得るものである。
尚、上述した方法において、ボビン5の解体、除
去に伴つて、超電導コイル1に内在する巻線張力
による残留力により、超電導コイル1は内側に収
縮するが、これについては、第3図cの過程で超
電導コイル1に生じせしめるプリストレスにこの
量を予め考慮して設定しておけば特に支障はな
い。
このような本実施例の方法によつて超電導コイ
ルを製作すれば、運転時等の冷熱サイクル等で超
電導コイルと補強筒が離れることが無く冷却特性
が良好であると共に、超電導コイルと補強筒との
間はボイド等の空間ギヤツプが無く良好な熱伝導
特性が得られる。しかも、超電導コイルにプリス
トレスをかけることができ、超電導コイルと補強
筒との間に間隙を生じることが無いので、電磁力
等による超電導コイルの動きを防止できるため超
電導の安定性が良好となる。また、前処理を施し
ておくことにより、超電導コイルと補強筒との組
立作業が容易となるし、プリストレスが均等にか
かるようになり、熱コンダクタンスの低下もない
効果がある。更に、本方法の適用にあたつては、
コイルの大きさ等の制限条件は特になく、その適
用範囲は広いものとなる。
ルを製作すれば、運転時等の冷熱サイクル等で超
電導コイルと補強筒が離れることが無く冷却特性
が良好であると共に、超電導コイルと補強筒との
間はボイド等の空間ギヤツプが無く良好な熱伝導
特性が得られる。しかも、超電導コイルにプリス
トレスをかけることができ、超電導コイルと補強
筒との間に間隙を生じることが無いので、電磁力
等による超電導コイルの動きを防止できるため超
電導の安定性が良好となる。また、前処理を施し
ておくことにより、超電導コイルと補強筒との組
立作業が容易となるし、プリストレスが均等にか
かるようになり、熱コンダクタンスの低下もない
効果がある。更に、本方法の適用にあたつては、
コイルの大きさ等の制限条件は特になく、その適
用範囲は広いものとなる。
尚、上述した実施例では超電導コイルの外径面
上、或いは補強筒の内径面上に前処理を施す方法
として潤滑剤処理、及び超電導コイル1の外周面
上に前処理する方法としてプラスチツク層、金属
層等を施すものについて説明したが、これに限定
するものでないことは言うまでもない。
上、或いは補強筒の内径面上に前処理を施す方法
として潤滑剤処理、及び超電導コイル1の外周面
上に前処理する方法としてプラスチツク層、金属
層等を施すものについて説明したが、これに限定
するものでないことは言うまでもない。
以上説明した本発明の超電導コイルの製作方法
によれば、ほぼ円筒状のボビンの外側に超電導導
体を所定数巻回してコイルを形成し、その後、該
コイルの外側に、該コイル外径寸法より小さく内
径寸法が加工された補強筒を、はめ込み時に該補
強筒とコイルに温度差を発生させて、補強筒の外
径寸法がコイルの内径寸法より大きくなる状態で
はめ込み、該補強筒とコイルの温度が一定となつ
た段階で補強筒からコイルにプリストレスがかか
るようにし、しかる後に前記ボビンを除去するよ
うにしたものであるから、運転時等の冷熱サイク
ルで超電導コイルと補強筒が離れることが無く冷
却特性が良好であると共に、超電導コイルと補強
筒との間はボイド等の空間ギヤツプが無く良好な
熱伝導特性が得られるので、コイルと補強筒との
間の熱コンダクタンスの問題がなくなり、冷却性
能上支障なく、しかも、超電導コイルにプリスト
レスをかけることができ、超電導コイルと補強筒
との間に間隙を生じることが無いので、電磁力等
による超電導コイルの動きを防止できるため、超
電導の安定性が良好となる此種超電導コイルを得
ることができる。
によれば、ほぼ円筒状のボビンの外側に超電導導
体を所定数巻回してコイルを形成し、その後、該
コイルの外側に、該コイル外径寸法より小さく内
径寸法が加工された補強筒を、はめ込み時に該補
強筒とコイルに温度差を発生させて、補強筒の外
径寸法がコイルの内径寸法より大きくなる状態で
はめ込み、該補強筒とコイルの温度が一定となつ
た段階で補強筒からコイルにプリストレスがかか
るようにし、しかる後に前記ボビンを除去するよ
うにしたものであるから、運転時等の冷熱サイク
ルで超電導コイルと補強筒が離れることが無く冷
却特性が良好であると共に、超電導コイルと補強
筒との間はボイド等の空間ギヤツプが無く良好な
熱伝導特性が得られるので、コイルと補強筒との
間の熱コンダクタンスの問題がなくなり、冷却性
能上支障なく、しかも、超電導コイルにプリスト
レスをかけることができ、超電導コイルと補強筒
との間に間隙を生じることが無いので、電磁力等
による超電導コイルの動きを防止できるため、超
電導の安定性が良好となる此種超電導コイルを得
ることができる。
第1図は一般的な内ボビンレスの超電導コイル
を一部破断して示す斜視図、第2図は従来の超電
導コイルの製造工程を説明するための断面図、第
3図a〜eは本発明の超電導コイルの製造方法の
工程を説明する図である。 1……超電導コイル、2……補強筒、3……コ
イル冷却管、4……樹脂、5……ボビン、6……
超電導導体。
を一部破断して示す斜視図、第2図は従来の超電
導コイルの製造工程を説明するための断面図、第
3図a〜eは本発明の超電導コイルの製造方法の
工程を説明する図である。 1……超電導コイル、2……補強筒、3……コ
イル冷却管、4……樹脂、5……ボビン、6……
超電導導体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ほぼ円筒状のボビンの外側に超電導導体を所
定数巻回してコイルを形成し、その後、該コイル
の外側に、該コイル外径寸法より小さく内径寸法
が加工された補強筒を、はめ込み時に該補強筒と
コイルに温度差を発生させて、補強筒の外径寸法
がコイルの内径寸法より大きくなる状態ではめ込
み、該補強筒とコイルの温度が一定となつた段階
で補強筒からコイルにプリストレスがかかるよう
にし、しかる後に前記ボビンを除去することを特
徴とする超電導コイルの製作方法。 2 前記コイルの外径面上、或いは補強筒の内径
面上の少なくともいずれか一方に潤滑剤処理を行
うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
超電導コイルの製作方法。 3 前記コイルの外周面上にプラスチツク層、若
しくは金属層を形成させたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の超電導コイルの製作方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59032422A JPS60177602A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 超電導コイルの製作方法 |
| US06/703,903 US4654961A (en) | 1984-02-24 | 1985-02-21 | Method for producing superconducting coil |
| EP85101933A EP0154862B1 (en) | 1984-02-24 | 1985-02-22 | Method for producing superconducting coil |
| DE8585101933T DE3565904D1 (en) | 1984-02-24 | 1985-02-22 | Method for producing superconducting coil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59032422A JPS60177602A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 超電導コイルの製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177602A JPS60177602A (ja) | 1985-09-11 |
| JPH0365641B2 true JPH0365641B2 (ja) | 1991-10-14 |
Family
ID=12358509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59032422A Granted JPS60177602A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 超電導コイルの製作方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4654961A (ja) |
| EP (1) | EP0154862B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60177602A (ja) |
| DE (1) | DE3565904D1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4040604A1 (de) * | 1990-12-19 | 1992-06-25 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von spulen |
| US6490786B2 (en) * | 2001-04-17 | 2002-12-10 | Visteon Global Technologies, Inc. | Circuit assembly and a method for making the same |
| JP4899984B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2012-03-21 | 住友電気工業株式会社 | 超電導コイルの製造方法および超電導コイル |
| GB2489661A (en) * | 2011-03-14 | 2012-10-10 | Siemens Plc | Cylindrical electromagnet with a contracted outer mechanical support structure |
| JP6005386B2 (ja) * | 2012-04-09 | 2016-10-12 | 中部電力株式会社 | 超電導コイル装置及びその製造方法 |
| JP5980651B2 (ja) * | 2012-10-19 | 2016-08-31 | 住友重機械工業株式会社 | 超電導磁石 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3183413A (en) * | 1962-12-12 | 1965-05-11 | Westinghouse Electric Corp | Protective means for superconducting solenoids |
| CH552271A (de) * | 1972-11-06 | 1974-07-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Impraegnierte wicklung aus supraleitendem leitermaterial und verfahren zur herstellung dieser wicklung mit mindestens einem kuehlkanal. |
| DE2840526C2 (de) * | 1978-09-18 | 1985-04-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum elektrischen Kontaktieren eines Supraleiters mit Hilfe eines normalleitenden Kontaktkörpers |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP59032422A patent/JPS60177602A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-21 US US06/703,903 patent/US4654961A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-02-22 DE DE8585101933T patent/DE3565904D1/de not_active Expired
- 1985-02-22 EP EP85101933A patent/EP0154862B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0154862B1 (en) | 1988-10-26 |
| US4654961A (en) | 1987-04-07 |
| JPS60177602A (ja) | 1985-09-11 |
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