JPH04264704A - 鞍形コイル及び鞍形コイルの製造方法 - Google Patents

鞍形コイル及び鞍形コイルの製造方法

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JPH04264704A
JPH04264704A JP2452891A JP2452891A JPH04264704A JP H04264704 A JPH04264704 A JP H04264704A JP 2452891 A JP2452891 A JP 2452891A JP 2452891 A JP2452891 A JP 2452891A JP H04264704 A JPH04264704 A JP H04264704A
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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】
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、粒子加速器などの超電
導磁石に使われる鞍形コイル及び鞍形コイルの製造方法
に関する。
【0003】
【従来の技術】超電導磁石に使われる鞍形コイルのなか
には、例えば特開昭63−9904号公報に記載された
図5に示すものがある。
【0004】同図において、鞍形コイル11は、Nb3
 Snのモノリシス導体を、同図では略船形、図示しな
い同図の平面図では長手方向に平行な直線部を有する長
円形の渦巻状に、同じく図示しない側面図では半円状に
、外周に離型材が塗布された図示しないセンターパイプ
の外周上に巻き付けて成形される。次いで、両端から曲
面13aにエポキシ樹脂が塗布されたエンドブロック1
3がそれぞれ押圧され、中央に同じくエポキシ樹脂が塗
布されたセンターポール12が挿入された後、同図では
上下左右から図示しない加圧治具で加圧されて加熱炉に
挿入され、モノリシス導体にあらかじめ巻き付けられた
図示しないエポキシ樹脂含浸テープから滲出したエポキ
シ樹脂を硬化させて各層間とエンドブロック13,セン
ターポール12が一体に接合される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
構成の鞍形コイルにおいては、鞍形コイル11の両端の
複雑な三次元折曲部では、隣接した内側の導体の外面の
曲率に合わせて外側の導体を少しずつ小さい曲率で曲げ
るが、導体の弾性復帰があるので、巻数が増えるにした
がってとくに上端の層間が開いてくる。すると、外側端
の導体の外面とエンドブロック13の内側の曲面13a
とが合わなくなって、エンドブロック13の内側曲面1
3aとの合いだの隙間が増える。一方、超電導コイルで
は、周知のように、励磁による電磁力で導体が動くと、
超電導状態から常伝導に転移するクエンチ現象がある。
【0006】このため、従来の鞍形コイルにおいては、
成形後に、導体間の隙間に間隔片を挿入して、クエンチ
現象を防いでいたが、手間がかかるだけでなく、導体間
の隙間のばらつきで、この鞍形コイルが複数個使用され
る超電導磁石の磁界がばらついて、粒子加速器の特性が
損なわれるおそれもある。
【0007】そこで、本発明の第1,第2の目的は、製
作容易で常に所定の磁界を発生させることのできる鞍形
コイルを得ることであり、本発明の第3の目的は、常に
所定の磁界を発生させる鞍形コイルを容易に製造するこ
とのできる鞍形コイルの製造方法を得ることである。 [発明の構成]
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の一つは
、長円形の渦巻状に導体が巻き付けられた鞍形コイルに
おいて、この鞍形コイルの長手方向の両端中間に、導体
列を複数に分割する略σ字状の間隙を形成することで、
導体の成形が容易で、両端の導体に加わる電磁力を軽減
して常に所定の磁界を発生させることのできる鞍形コイ
ルである。
【0009】又、本発明の二つは、長円形の渦巻状に導
体が巻き付けられた鞍形コイルにおいて、この鞍形コイ
ルの長手方向の両端中間に、導体列を複数に分割する略
σ字状の間隙を形成し、この間隙に間隔片を挿着するこ
とで、導体の成形が容易で、両端の導体に加わる電磁力
を軽減するとともに、両端の導体を強固に結合して、常
に所定の磁界を発生させることのできる鞍形コイルであ
る。
【0010】更に、本発明の三つは、導体を長円形の渦
巻状に巻き付ける鞍形コイルの製造方法において、鞍形
コイルの長手方向の両端中間に、導体列を複数に分割す
る略σ字状の間隙を形成し、この間隙に間隙片を挿着し
、この間隙片は管状の素材から切削加工で製作すること
で、両端の導体を結合する間隔片の製作が容易で、常に
所定の磁界を発生させる鞍形コイルを容易に得ることが
できる鞍形コイルの製造方法である。
【0011】
【実施例】以下、本発明の鞍形コイルの一実施例を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の鞍形コイルの分
解斜視図、図2は、この鞍形コイルが図示しないセンタ
ーパイプの外周に組付けられた状態を示す斜視図である
【0012】図1及び図2において、今、導体を24回
巻き付けられた鞍形コイル1は、内側が5回巻き付けら
れて凸部5Aを形成した後に、両端を略5ターン程度の
幅の略σ字状の間隔5aをあけて8回巻き付けられて凸
部5Bを形成し、更に略5ターン程度の間隔5bをあけ
て11回巻き付けられて凸部5Cを形成している。
【0013】又、左右の間隔5a,5bには、後述する
間隔片4A,4Bがエポキシ樹脂を両端面に塗布されて
それぞれ挿入され、中央に形成された長円状の穴部の両
端の内側には、キー溝状のセンターポール2が同じく外
周にエポキシ樹脂を塗布されてそれぞれ挿入されている
。又、左右端の凸部5Cの外側には、従来の図5で示し
たエンドブロック13と略同形のエンドブロック3が同
じくエポキシ樹脂を塗布されて押圧挿入された後、従来
と同じく図示しないセンターパイプとともに、図示しな
い加圧治具で加圧された状態で加熱炉に挿入され、エポ
キシ樹脂で硬化接合されている。
【0014】ここで、センターポール2,エンドブロッ
ク3,間隔片4A,4Bは、図3で示すように、内外径
が鞍形コイル1の内外径と同一で、ガラス繊維を交差さ
せてコイル状に巻き付けたエポキシ樹脂のFRP製のフ
ィラメントワインディングパイプ10から、同図に示す
間隔片4AのようにNC加工機による切削加工で製作さ
れる。
【0015】図4(a)は、センターポール2,エンド
ブロック3,間隔片4A,4Bの詳細平面図、同図(b
)は同図(a)の前面図である。両図において、センタ
ーポール2が鞍形コイル1の中央の穴の内周と接触する
曲面2aは、同図(a)の中心線7Aの断面上で、同図
(b)で示す鞍形コイル1の中心線7Bの法線8となす
角9は30°〜45°の範囲で傾斜している。以下、エ
ンドブロック3と間隔片4A,4Bも同図に示すように
角9が30°〜45°に傾斜している。
【0016】このように構成された鞍形コイルにおいて
は、鞍形コイル1の両端における各導体の内周と外周の
長さの差を減らすことができるので、成形が容易となり
、成形精度が向上し、各層間に形成される隙間を減らす
ことができる。又、端部における各導体にかかる電磁力
を減らすことができ、更に、凸部5A内側に挿入された
センターポール2や間隔片4A,4Bが導体と密着し、
各凸部5A,5B,5Cはエポキシ樹脂を介して強固に
接合されるので、電磁力による歪みを防ぐことができ、
クエンチ現象を防ぐことができる。
【0017】更に、センターポール2や間隔片4A,4
Bとエンドブロック3の導体と接する曲面は、図1の鞍
形コイル1を成形する治具を加工したNCテープを使う
ことで、円筒状のフィラメントワインディングパイプ1
0から容易に短時間に多数個製作することができる。
【0018】なお、上記実施例では、鞍形コイル1の両
端にそれぞれ凸部5A,5B,5Cと各3箇所設けた例
で説明したが、鞍形コイル1の巻数によっては増減(す
なわち、凸部2箇所,間隙1箇所、又は、凸部4箇所,
間隙3箇所)してよい。
【0019】
【発明の効果】以上、第1の発明によれば、長円形の渦
巻状に導体が巻き付けられた鞍形コイルにおいて、この
鞍形コイルの長手方向の両端中間に、導体列を複数に分
割する略σ字状の間隙を形成することで、導体の成形が
容易で、両端の導体に加わる電磁力を軽減したので、ク
エンチ現象を防ぎ常に所定の磁界を発生させることので
きる鞍形コイルを得ることができる。
【0020】又、第2の発明によれば、長円形の渦巻状
に導体が巻き付けられた鞍形コイルにおいて、この鞍形
コイルの長手方向の両端中間に、導体列を複数に分割す
る略σ字状の間隙を形成し、この間隙に間隔片を挿着す
ることで、両端の導体に加わる電磁力を軽減し両端の導
体を強固に結合したので、クエンチ現象を防ぎ常に所定
の磁界を発生させることのできる鞍形コイルを得ること
ができる。
【0021】更に、第3の発明によれば、導体を長円形
の渦巻状に巻き付ける鞍形コイルの製造方法において、
鞍形コイルの長手方向の両端中間に、導体列を複数に分
割する略σ字状の間隙を形成し、この間隙に間隙片を挿
着し、この間隙片は管状の素材から切削加工で製作する
ことで、両端の導体を強固に結合する間隙片を容易に製
作したので、常に所定の磁界を発生させる鞍形コイルを
容易に製造することのできる鞍形コイルの製造方法を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1,第2及び第3の発明の一実施例を示す分
解斜視図。
【図2】第1,第2及び第3の発明の一実施例を示す斜
視図。
【図3】第1,第2及び第3の発明の作用を示す斜視図
【図4】第1,第2の発明の鞍形コイル及び第3の発明
の鞍形コイルの製造方法の一実施例を示す部分詳細図。
【図5】従来の鞍形コイルの一例を示す分解斜視図。
【符号の説明】
1…鞍形コイル、2…センターポール、3…エンドブロ
ック、4A,4B…間隔片、5A,5B,5C…凸部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  長円形の渦巻状に導体が巻き付けられ
    た鞍形コイルにおいて、この鞍形コイルの長手方向の両
    端中間に、導体列を複数に分割する略σ字状の間隙を形
    成したことを特徴とする鞍形コイル。
  2. 【請求項2】  長円形の渦巻状に導体が巻き付けられ
    た鞍形コイルにおいて、この鞍形コイルの長手方向の両
    端中間に、導体列を複数に分割する略σ字状の間隙を形
    成し、この間隙に間隔片を挿着したことを特徴とする鞍
    形コイル。
  3. 【請求項3】  導体を長円形の渦巻状に巻き付ける鞍
    形コイルの製造方法において、前記鞍形コイルの長手方
    向の両端中間に、導体列を複数に分割する略σ字状の間
    隙を形成し、この間隙に間隙片を挿着し、この間隙片は
    管状の素材から切削加工で製作したことを特徴とする鞍
    形コイルの製造方法。
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