JPH0423290Y2

JPH0423290Y2 -

Info

Publication number: JPH0423290Y2
Application number: JP1986150638U
Authority: JP
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1992-05-29
Also published as: JPS6357704U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は磁石装置に関し、特に、低温槽に収
容された電磁石巻線を有する超伝導磁石装置に関
する。

従来、0.5テスラ以上の強い強度の磁界を発生
する電磁石においては、低温槽の液体ヘリウム容
器内に配置したアルミニウム巻型上に電磁石巻線
を取り付けていた。液体ヘリウム容器は普通、放
射熱シールドと、液体窒素容器と、外側真空ジヤ
ケツトとで囲み、磁石への熱流をできるだけ小さ
くしている。

しかし、このようなものは、その構成材が比較
的高価であるという欠点を有する。

この考案の磁石装置は、円筒状内壁と、円筒状
外壁と、これら内外壁を相互接続する両端壁とで
形成された少なくとも１個の液体冷媒容器を有
し、外壁に対向する内壁内面に少なくとも１個の
電気コイル設置溝を設け、この溝を、硬化樹脂で
結合した繊維材に形成し、溝内に電磁石巻線を配
設する。

この考案によれば、ガラス繊維のような繊維を
硬化樹脂で結合した材料にコイル溝を形成してい
るので、上記従来のものよりも、製造時の溝決め
がはるかに正確に行なえ、さらに、別体の巻型が
不要となり大幅なコストダウンを達成できる。

その上、コイル溝の直径を従来の巻型の直径よ
り小さくできるので、電気導体の量を大幅に低減
できる。

また、繊維材を捲回繊維複合材とすれば、使用
時に巻線に作用する大きな力に抗することができ
る。発生磁界が強い磁石装置においては、冷却媒
体容器の内壁内面に、溝形成材と係着する少なく
とも１個の補強壁を設ける。この補強壁は、ステ
ンレス鋼のような強固な金属製のものとするとよ
い。

この考案の磁石装置を製造するには、円筒状内
壁の半径方向外側面に樹脂結合性繊維材のブロツ
クを少なくとも１個設け、この繊維材ブロツクを
硬化してブロツクを内壁に固着させ、硬化したブ
ロツクを機械加工して少なくとも１個の電気コイ
ル設置溝を形成し、この溝内に電気コイルの巻線
を配設し、内壁を円筒状外壁と両端壁とに接続し
て液体冷却媒体容器を形成する。

上記とは別に、この考案では、円筒状内壁の半
径方向外側面に、モールド成型による少なくとも
１個の電気コイル設置溝をもつ樹脂結合性繊維材
のブロツクを少なくとも１個設け、この繊維材ブ
ロツクを硬化してブロツクを内壁に固着させ、溝
内に電気コイルの巻線を配設し、内壁を円筒状外
壁と両端壁とに接続して液体媒体容器を形成する
ことによつて磁石装置を製造する。

以下、実施例を用いてこの考案を詳細に説明す
る。

核磁気共鳴装置用の典型的な磁石装置は、一連
の同心状シールドと、一連の同心状液体冷媒容器
とを具備した低温槽を有する。内側容器は、円筒
状内壁と、円筒状外壁と、一対の環状端壁とによ
つて形成された液体ヘリウム容器をなしている。
第１図は液体ヘリウム容器の一部を示しており、
円筒状内壁１と円筒状外壁（図示せず）とを接続
する一対の環状端壁２は、一端のものだけが図示
されている。それぞれの壁はステンレス鋼製であ
る。

内壁１の内面３には、多数のステンレスリング
が形成されているが、そのうちの６個がリング
４，５，６，７，８，９として第１図に図示して
ある。また、部分的に示した液体ヘリウム容器
は、面１０に関して対称的になつている。リング
４〜９は、例えば溶接によつて内壁１へ固着され
る。

各ステンレスリング対４，５；６，７；８，９
においては、ガラス繊維を粗よりしたものを間隙
に充填する。このガラス繊維材に樹脂を混ぜ樹脂
硬化することによつて、内面３に固着した対のス
テンレスリング間に上記材料の固形ブロツクを形
成する。内面３を予かじめ清浄にしておけば、固
着効率が増す。しかして、固形ブロツクを機械加
工して、硬化材のＵ字形部１４，１５，１６をも
つ溝１１，１２，１３をそれぞれ形成する。精密
な機械加工を行なえるから、接近した位置に複数
の溝を形成できる。

第１図からわかるように、ステンレスリング４
〜９は対応のＵ字形部１４〜１６を補強する機能
を有する。

上記とは別に、ガラス繊維複合材をそれぞれの
リング対４，５；６，７；８，９に配設モールド
して溝を形成してもよい。複合材は、先の例同様
に硬化させて第１図と同様な溝を形成する。

ステンレスリングの数を大幅に少なくしたもの
を第２図に示す。液体ヘリウム容器の内壁１の内
面の軸方向一端部に、ガラス・エポキシ樹脂複合
材を硬化し機械加工して作つた被覆１８をもつ１
個のステンレス鋼リング１７を設けて一方の軸方
向外側溝１９を形成する。内壁１の図示しない軸
方向他端部にも同様な軸方向外側溝を形成し、内
壁１の中央部には、ガラス・エポキシ樹脂複合材
を硬化し機械加工した部材２７を設け、そこに一
対の溝２０，２１を形成する。磁石装置の中央部
に配置された電磁石巻線へ使用時に作用する力に
対して、ガラス・エポキシ樹脂の部材２７は対抗
できるので、この部材にはステンレスリングの補
強を施こしてない。しかし、磁石の端部巻線の移
動を抑えるような補強材は必要である。

大型の装置に対しては、複合材被覆溝に替えて
樹脂注入モールド繊維材のものを使用すれば、さ
らに価格を低減できる。

第３図は、捲回繊維複合材２５，２６を機械加
工したものを内壁１へ固着し、そこにコイル用溝
２２，２３，２４を形成したものを示す。このよ
うなものでも、ステンレスリング補強を不要化で
きる。ガラスを55％体積含む捲回繊維チユーブを
捲回繊維材とした場合、その機械的特性は、
UTSが1100MPa、圧縮強さが400MPa、Etが
55GPa、密度が2.0g／cm³とするとよい。

補強材を必要とするか否かは、発生磁界の強さ
および冷却媒体容器内の液体冷却媒体の体積に応
じて決まる。第３図は例えば１テスラまでの磁界
のものに使用され、第２図は例えば１テスラ以上
の磁界強度のものに使用される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、この考案の異なる実施例を
示す要部断面図である。１……円筒状内壁、２……端壁、３……内壁内
面、１１，１２，１３，１９，２０，２１，２
２，２３，２４……溝、１４，１５，１６，１
８，２５，２６，２７……繊維材。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１円筒状内壁と、円筒状外壁と、これら内外壁
を相互接続する両端壁とで形成された少なくと
も１個の液体冷媒容器を有し、外壁に対向する
内壁内面に少なくとも１個の電気コイル設置溝
を設け、この溝を、硬化樹脂で結合した繊維材
に形成し、溝内に電磁石巻線を配設したことを
特徴とする磁石装置。２実用新案登録請求の範囲第１項において、繊
維材が捲回繊維複合材であることを特徴とする
磁石装置。３実用新案登録請求の範囲第１項において、繊
維材がガラス・エポキシ樹脂被覆であることを
特徴とする磁石装置。４実用新案登録請求の範囲第１項乃至第３項の
いずれかにおいて、冷却媒体容器の内壁内面
に、溝形成材と係着する少なくとも１個の補強
壁を設けたことを特徴とする磁石装置。５実用新案登録請求の範囲第４項において、補
強壁は液体冷却媒体容器の内壁と一体形成され
ていることを特徴とする磁石装置。６実用新案登録請求の範囲第１項乃至第５項の
いずれかにおいて、硬化樹脂繊維材を機械加工
して溝を形成したことを特徴とする磁石装置。