JPH0536524A - 超電導高精度磁場マグネツト用巻枠 - Google Patents
超電導高精度磁場マグネツト用巻枠Info
- Publication number
- JPH0536524A JPH0536524A JP3191499A JP19149991A JPH0536524A JP H0536524 A JPH0536524 A JP H0536524A JP 3191499 A JP3191499 A JP 3191499A JP 19149991 A JP19149991 A JP 19149991A JP H0536524 A JPH0536524 A JP H0536524A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- insulator
- superconducting
- superconducting magnet
- reel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】希望する磁場分布を正確に得ようとする用途に
用いられる超電導マグネットの巻枠およびマグネットを
提供する。 【構成】粗加工された金属巻枠１に絶縁物２を固着させ
た後、絶縁物２を加工して所望の寸法の巻線用溝３を得
る。 【効果】冷却されて使用状態になった場合にもほぼ設計
どおりの磁場分布が得られるので、磁場分布の補正作業
が短時間で終了する。また、強固な超電導マグネットが
得られるのでクエンチが起こり難くなり、負荷率を上げ
て使用できるため使用する超電導線の量を少なくするこ
とができる。
用いられる超電導マグネットの巻枠およびマグネットを
提供する。 【構成】粗加工された金属巻枠１に絶縁物２を固着させ
た後、絶縁物２を加工して所望の寸法の巻線用溝３を得
る。 【効果】冷却されて使用状態になった場合にもほぼ設計
どおりの磁場分布が得られるので、磁場分布の補正作業
が短時間で終了する。また、強固な超電導マグネットが
得られるのでクエンチが起こり難くなり、負荷率を上げ
て使用できるため使用する超電導線の量を少なくするこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導マグネットの発
生する磁場分布を正確に規定したい用途、例えば、理科
学機器用超電導ＮＭＲ（核磁気共鳴）装置や医療用超電
導ＭＲＩ（核磁気共鳴イメージング）装置などに用いら
れる超電導マグネット用の巻枠、および、その巻枠を使
用した超電導マグネットに関する。
生する磁場分布を正確に規定したい用途、例えば、理科
学機器用超電導ＮＭＲ（核磁気共鳴）装置や医療用超電
導ＭＲＩ（核磁気共鳴イメージング）装置などに用いら
れる超電導マグネット用の巻枠、および、その巻枠を使
用した超電導マグネットに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ＭＲＩ装置のように、広い範囲
で高均一度の磁場を発生させるための超電導マグネット
では、複数の超電導巻線を組み合わせたものが多い。そ
して、各々の巻線の寸法と巻数および各巻線の配置寸法
は極めて正確なことが要求され、製作時と使用時の温度
差による熱膨張（熱収縮）も考慮して巻枠の製作寸法が
決定されている。
で高均一度の磁場を発生させるための超電導マグネット
では、複数の超電導巻線を組み合わせたものが多い。そ
して、各々の巻線の寸法と巻数および各巻線の配置寸法
は極めて正確なことが要求され、製作時と使用時の温度
差による熱膨張（熱収縮）も考慮して巻枠の製作寸法が
決定されている。
【０００３】一方、超電導マグネットを製作するために
用いる巻枠は機械的強度の点から金属製のものを用いる
ことが多い。このため、巻枠には絶縁物を設置し、巻回
される超電導線と巻枠との電気絶縁を図っている。この
電気絶縁を図る方法には多くのものが考えられており、
例えば、実開昭54−133780号や特開昭63−87710 号公報
がある。前者では金属製巻枠にガラス繊維強化樹脂など
を巻装・装着して電気絶縁を行っている。後者では金属
製支持枠に、金属と熱膨張係数の差の小さい絶縁物を一
体化させて巻枠とし、巻枠の破損を防止すると共に超電
導巻線と巻枠との間での滑りを防いでいる。
用いる巻枠は機械的強度の点から金属製のものを用いる
ことが多い。このため、巻枠には絶縁物を設置し、巻回
される超電導線と巻枠との電気絶縁を図っている。この
電気絶縁を図る方法には多くのものが考えられており、
例えば、実開昭54−133780号や特開昭63−87710 号公報
がある。前者では金属製巻枠にガラス繊維強化樹脂など
を巻装・装着して電気絶縁を行っている。後者では金属
製支持枠に、金属と熱膨張係数の差の小さい絶縁物を一
体化させて巻枠とし、巻枠の破損を防止すると共に超電
導巻線と巻枠との間での滑りを防いでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は加工に
よる寸法精度については特別には考慮されておらず、磁
場分布を正確に規定したい超電導マグネットに適用する
には問題があった。
よる寸法精度については特別には考慮されておらず、磁
場分布を正確に規定したい超電導マグネットに適用する
には問題があった。
【０００５】本発明の目的は、この問題点を解決し、さ
らに、超電導マグネットの巻枠を安価に提供することに
ある。
らに、超電導マグネットの巻枠を安価に提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は必要な寸法精度に対しそれほど高精度には
加工されていない金属製の巻枠に絶縁物を固着させ、そ
の絶縁物を高精度に加工することによって所望の寸法精
度の巻枠を得るようにした。
に、本発明は必要な寸法精度に対しそれほど高精度には
加工されていない金属製の巻枠に絶縁物を固着させ、そ
の絶縁物を高精度に加工することによって所望の寸法精
度の巻枠を得るようにした。
【０００７】
【作用】超電導マグネットに使用する巻枠の金属にはス
テンレス鋼が使用されることが多いが、これは機械加工
のしにくい金属であって、高精度の寸法に加工するため
には多大な時間を必要とする。このため、金属部分の加
工は荒い精度で行っておき、これに絶縁物を固着させた
後、その絶縁物を高精度に加工すると容易に、高精度磁
場発生用の超電導マグネットに使用する巻枠を得ること
ができる。
テンレス鋼が使用されることが多いが、これは機械加工
のしにくい金属であって、高精度の寸法に加工するため
には多大な時間を必要とする。このため、金属部分の加
工は荒い精度で行っておき、これに絶縁物を固着させた
後、その絶縁物を高精度に加工すると容易に、高精度磁
場発生用の超電導マグネットに使用する巻枠を得ること
ができる。
【０００８】また、金属に固着させる絶縁物として、ガ
ラス繊維強化エポキシ樹脂を用いると、繊維の方向とそ
れに直角の方向とでは熱膨張率が異なるため、寸法精度
に影響を及ぼす場合がある。それに対し、フィラーを含
んだエポキシ樹脂を絶縁物として用いると、熱膨張率の
異方性がないため寸法精度が向上する。さらに、フィラ
ーの種類を選ぶことによって熱膨張率を金属のそれに近
付けることができ、熱伝導率を大きくすることができ
る。
ラス繊維強化エポキシ樹脂を用いると、繊維の方向とそ
れに直角の方向とでは熱膨張率が異なるため、寸法精度
に影響を及ぼす場合がある。それに対し、フィラーを含
んだエポキシ樹脂を絶縁物として用いると、熱膨張率の
異方性がないため寸法精度が向上する。さらに、フィラ
ーの種類を選ぶことによって熱膨張率を金属のそれに近
付けることができ、熱伝導率を大きくすることができ
る。
【０００９】
【実施例】本発明をＭＲＩ装置の超電導マグネットに適
用した場合の一実施例を以下に示す。このマグネットは
内径が約１ｍの六個の超電導コイルから構成されてお
り、発生磁場の均一度の点から、各コイルの内径・外径
・長さなどの寸法や巻数および各コイルの配置寸法は極
めて正確であることを要求される。六個のコイルは一個
の巻枠に巻回されている。図１は本マグネットに使用し
た巻枠の加工状態を示したもので、（ａ）は荒い精度で
加工されたステンレス鋼製の金属巻枠１に、フィラー入
りエポキシ樹脂の絶縁物２を固着させた状態の巻枠の断
面の一部分を示し、（ｂ）は絶縁物２の部分を機械加工
することによって巻線用溝３の部分を所望の寸法精度に
仕上げた状態の断面の一部分を示している。このように
して製作した本発明による巻枠のコストと、ガラスエポ
キシ樹脂板を加工して金属巻枠にはめ込む従来の製作方
法で製作した場合のコストを比較すると、本発明による
ものの方が安かった。図２は、図１（ｂ）のように仕上
げた巻枠を使用して完成させたマグネットの一部分の断
面を示したものである。超電導線４を巻枠の巻線用溝３
に巻回したが、巻枠に使用した絶縁物２と同一のフィラ
ー入りエポキシ樹脂を塗り付けながら巻回しを行った。
超電導線４を巻回した後、その上に同じエポキシ樹脂を
塗布したガラス布５を巻いて絶縁を強化した。そして、
さらにその上に半径方向の電磁力に対する補強としてス
テンレス鋼製のバインド線６を巻回したが、これにも同
じエポキシ樹脂７を塗り付けながら巻回した。その後、
エポキシ樹脂を加熱硬化させて含浸コイルとして完成さ
せた。なお、図１（ｂ）に示したように、金属巻枠１は
荒く加工されているので絶縁物２は、より強固に固着し
ている。完成した超電導マグネットをクライオスタット
に収納し、励磁試験を行ったところクエンチせずに定格
の電流を流すことができ、また発生磁場の分布も設計値
に近く、シミングの作業は短時間で終了した。
用した場合の一実施例を以下に示す。このマグネットは
内径が約１ｍの六個の超電導コイルから構成されてお
り、発生磁場の均一度の点から、各コイルの内径・外径
・長さなどの寸法や巻数および各コイルの配置寸法は極
めて正確であることを要求される。六個のコイルは一個
の巻枠に巻回されている。図１は本マグネットに使用し
た巻枠の加工状態を示したもので、（ａ）は荒い精度で
加工されたステンレス鋼製の金属巻枠１に、フィラー入
りエポキシ樹脂の絶縁物２を固着させた状態の巻枠の断
面の一部分を示し、（ｂ）は絶縁物２の部分を機械加工
することによって巻線用溝３の部分を所望の寸法精度に
仕上げた状態の断面の一部分を示している。このように
して製作した本発明による巻枠のコストと、ガラスエポ
キシ樹脂板を加工して金属巻枠にはめ込む従来の製作方
法で製作した場合のコストを比較すると、本発明による
ものの方が安かった。図２は、図１（ｂ）のように仕上
げた巻枠を使用して完成させたマグネットの一部分の断
面を示したものである。超電導線４を巻枠の巻線用溝３
に巻回したが、巻枠に使用した絶縁物２と同一のフィラ
ー入りエポキシ樹脂を塗り付けながら巻回しを行った。
超電導線４を巻回した後、その上に同じエポキシ樹脂を
塗布したガラス布５を巻いて絶縁を強化した。そして、
さらにその上に半径方向の電磁力に対する補強としてス
テンレス鋼製のバインド線６を巻回したが、これにも同
じエポキシ樹脂７を塗り付けながら巻回した。その後、
エポキシ樹脂を加熱硬化させて含浸コイルとして完成さ
せた。なお、図１（ｂ）に示したように、金属巻枠１は
荒く加工されているので絶縁物２は、より強固に固着し
ている。完成した超電導マグネットをクライオスタット
に収納し、励磁試験を行ったところクエンチせずに定格
の電流を流すことができ、また発生磁場の分布も設計値
に近く、シミングの作業は短時間で終了した。
【００１０】つぎに本発明の第二の実施例を図３に示
す。これは、メインコイル８と二個の補正コイル９ａ，
９ｂの合計三個の超電導コイルを組み合わせてＮＭＲ用
マグネットとしたものである。各コイルは各々別の巻枠
１０ａ〜１０ｃに巻回され、完成後所定の位置に固定さ
れている。各コイルの巻枠１０ａ〜１０ｃは第一の実施
例と同様に、金属製巻枠に絶縁物としてフィラー入りの
エポキシ樹脂をを固着させ、その絶縁物を機械加工する
ことによって所定の寸法精度に仕上げられている。な
お、本実施例の場合は巻線部は含浸されていないが、ス
テンレス鋼製のバインドは掛けられている。
す。これは、メインコイル８と二個の補正コイル９ａ，
９ｂの合計三個の超電導コイルを組み合わせてＮＭＲ用
マグネットとしたものである。各コイルは各々別の巻枠
１０ａ〜１０ｃに巻回され、完成後所定の位置に固定さ
れている。各コイルの巻枠１０ａ〜１０ｃは第一の実施
例と同様に、金属製巻枠に絶縁物としてフィラー入りの
エポキシ樹脂をを固着させ、その絶縁物を機械加工する
ことによって所定の寸法精度に仕上げられている。な
お、本実施例の場合は巻線部は含浸されていないが、ス
テンレス鋼製のバインドは掛けられている。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、マグネットを使用する
ために冷却したときの発生磁場は、ほぼ設計どおりとな
るので、発生磁場を補正するためのシミング作業の時間
を大幅に短縮することができる。また含浸を行った場
合、巻線部は巻枠と一体化されて極めて強固な超電導コ
イルとなり、クエンチを起こさなくなるので負荷率を上
げて使用することができる。すなわち、同じ磁場強度を
発生させるのに必要な超電導線の使用量を減少させるこ
とが可能となり、経済性が向上する。さらに、加工のし
にくい金属部分は粗加工で良いので巻枠全体としての製
作コストを下げることができる。
ために冷却したときの発生磁場は、ほぼ設計どおりとな
るので、発生磁場を補正するためのシミング作業の時間
を大幅に短縮することができる。また含浸を行った場
合、巻線部は巻枠と一体化されて極めて強固な超電導コ
イルとなり、クエンチを起こさなくなるので負荷率を上
げて使用することができる。すなわち、同じ磁場強度を
発生させるのに必要な超電導線の使用量を減少させるこ
とが可能となり、経済性が向上する。さらに、加工のし
にくい金属部分は粗加工で良いので巻枠全体としての製
作コストを下げることができる。
【図１】本発明の実施例の巻枠の断面。
【図２】本発明を実施した超電導マグネットの断面図。
【図３】本発明の第二の実施例の超電導マグネットの断
面図。
面図。
１…金属製巻枠、２…絶縁物、３…巻線用溝。
Claims (7)
- 【請求項１】金属巻枠に絶縁物を固着させ、前記絶縁物
を加工することによって所望の精度に仕上げたことを特
徴とする超電導マグネット用巻枠。 - 【請求項２】絶縁物がフィラーを含んだエポキシ樹脂で
ある請求項１の超電導マグネット用巻枠。 - 【請求項３】超電導線の複数の巻線部を設けた請求項１
の超電導マグネット用巻枠。 - 【請求項４】請求項１，２または３の巻枠を用いた超電
導マグネット。 - 【請求項５】請求項１，２または３の巻枠を用いた超電
導マグネットを複数組み合わせた超電導マグネット。 - 【請求項６】請求項４または５において、含浸剤が含浸
されている超電導マグネット。 - 【請求項７】請求項６の前記含浸剤が、前記絶縁物であ
る超電導マグネット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3191499A JPH0536524A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 超電導高精度磁場マグネツト用巻枠 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3191499A JPH0536524A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 超電導高精度磁場マグネツト用巻枠 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536524A true JPH0536524A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16275670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3191499A Pending JPH0536524A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 超電導高精度磁場マグネツト用巻枠 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0536524A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108922723A (zh) * | 2018-08-04 | 2018-11-30 | 杭州汉胜科磁体设备有限公司 | 一种由金属和绝缘材料构成的超导磁体复合骨架及制作方法 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3191499A patent/JPH0536524A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108922723A (zh) * | 2018-08-04 | 2018-11-30 | 杭州汉胜科磁体设备有限公司 | 一种由金属和绝缘材料构成的超导磁体复合骨架及制作方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060203 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070612 |