JPH06230196A - ヘリカル・ウィグラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業性が良く、工数を低減し得ると共に、絶
縁被覆の損傷を回避でき、且つピッチを正確に保つこと
ができるヘリカル・ウィグラを提供することを目的とす
る。 【構成】 ケーシング３１は、断面が山型に形成され、
横幅がウィグラピッチに等しく設定される。このケーシ
ング３１に線材３２を所定のターン数巻回して線材構造
体２２を構成する。そして、この線材構造体２２を円筒
状ビームダクトの外周面に沿わせてヘリカル状に蜜に巻
回してヘリカル・ウィグラを完成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自由電子レーザ装置や
シンクロトン放射光装置等に使用されるヘリカル・ウィ
グラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自由電子レーザ装置用の周期磁場
発生装置の一つとして、ヘリカル・ウィグラ（Wiggler)
が用いられている。図４は、このヘリカル・ウィグラの
概念を示したものである。ヘリカル・ウィグラは、ビー
ム例えば電子ビームの通路の外側に、コイル１，２をピ
ッチλωでダブルヘリカル状に巻回した構造で、一方の
端部に巻き戻し部３を有し、隣り合うコイル１，２に逆
向きの電流Ｉが通電される。図４は、１ターンの場合で
あるので、左端に巻き戻し部３を設けているが、必要タ
ーン数が多い場合には、巻き戻し回数が複数回になると
共に、右端部にも巻き戻し部が必要になる。

【０００３】図５及び図６は、従来のヘリカル・ウィグ
ラの構成例を示したものである。図５に示すヘリカル・
ウィグラは、円筒状のビームダクト１１の外側に所定の
ピッチλωとなるように螺旋状の巻き溝１２を形成し、
この巻き溝１２内にエナメル絶縁したコイル１，２を埋
め巻いたもので、ビームダクト１１の両端部でコイル
１，２を巻き戻している。また、図６に示すヘリカル・
ウィグラは、ビームダクト１１の表面に所定のピッチλ
ωとなるようにコイル１，２を直接巻き付けたものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記図５に示したヘリ
カル・ウィグラでは、コイル１，２を所定のピッチλω
に保つことができる。しかし、巻き溝１２内に線材を順
次ダブルヘリカル状に巻き重ねることは、工数が多く必
要であると共に作業性が悪く、線材の絶縁被覆の損傷が
発生し易い。特に、端部の巻き戻し部では、形状を維持
して巻線することが困難で形くずれや、これによる絶縁
被覆の損傷を生じ易い。

【０００５】また、図６に示したヘリカル・ウィグラ
は、単にビームダクト１１の表面にコイル１，２を巻き
付けただけであるので、ピッチを正確に保つことが非常
に困難である。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、作業性が良く、工数を低減し得ると共に、絶縁被覆
の損傷を回避でき、且つピッチを正確に保つことができ
るヘリカル・ウィグラを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るヘリカル・
ウィグラは、断面が山型に形成され、横幅がウィグラピ
ッチに等しく設定されたケーシングに線材を巻回して線
材構造体を構成し、この線材構造体を円筒状ビームダク
トの外周面に沿わせてヘリカル状に蜜に巻回して構成し
たことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の構成とすることにより、ケーシングに対
する巻線作業と、ビームダクトに対するヘリカル巻き作
業が分離して行なわれ、この結果、作業性が良くなると
共に、工数を低減することができる。また、最初に線材
構造体を作成し、その後、この線材構造体をビームダク
トに巻回することにより、線材の絶縁被覆の損傷等を回
避でき、且つウィグラピッチを正確に保つことができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例に係るヘリカル・
ウィグラの外観構成を示すものである。同図に示すよう
に円筒状のビームダクト２１の外周面に沿わせて線材構
造体２２をヘリカル状になるように蜜に巻回してヘリカ
ル・ウィグラ２３を構成している。上記ビームダクト２
１は、所定の外径ｃに設定され、また、線材構造体２２
は、その幅がウィグラピッチλωに等しく設定される。

【００１１】上記線材構造体２２は、図２（ａ），
（ｂ）に示すケーシング３１内に図３（ａ）に示す常伝
導線あるいは超伝導線等の線材３２を巻回して構成した
ものである。図２（ａ）はケーシング３１の斜視図、同
図（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図、同図（ｃ）は
線材３２の巻線方法を示したものである。

【００１２】ケーシング３１は、例えば銅やアルミニウ
ムあるいはステンレス等の部材を使用して断面が山型を
なすように側壁３３、中央壁３４が設けられ、この中央
壁３４の両側に溝３５ａ，３５ｂが形成されている。そ
して、ケーシング３１は、溝３５ａ，３５ｂの幅をａ、
高さをｂ、側壁３３の厚さをｔ，中央壁３４の厚さを２
ｔとし、目的とするウィグラピッチをλωとした時、全
幅（２ａ＋４ｔ）を「２ａ＋４ｔ＝λω」となるように
設定する。更に、ケーシング３１は、中央壁３４の両端
部を側壁３３及び底面より所定長さ短く形成し、中央壁
３４部分における全長Ｌａを、上記図１に示すようにヘ
リカル巻線した場合に必要な実効長に等しく設定する。

【００１３】そして、上記のように形成したケーシング
３１を巻枠として使用し、中央壁３４を中心として溝３
５ａ，３５ｂ内に収まるように線材３２を所定のターン
数巻回する。この場合、線材３２は、例えば中央壁３４
側から巻き始め、図２（ｃ）に示すようにＡ，Ｂ，Ｃ，
…，Ｌの順序で順次側壁３３側に向かって巻回する。

【００１４】図３は、線材３２を２層巻した場合の例を
示したもので、同図（ａ）は巻線した状態の一部を示す
斜視図、同図（ｂ）はＹ−Ｙ線矢視断面図である。ま
ず、中央壁３４の左の部分Ａより巻き始め、他端で巻き
戻して右隣りの部分Ｂの位置に帰ってくる。そして、手
前の端部で再び巻き戻してＣの部分に至るという順序で
巻回し、一層目がＦの部分で終了する。次いで二層目が
中央壁３４の左の部分Ｇで立上がり、一層目と同様にし
て順次二層目を巻線し、最終的にＬの部分で巻き終わ
る。

【００１５】上記のようにしてケーシング３１に線材３
２を巻線した後、線材３２の間隙に例えばエポキシ樹脂
等を含浸し、更にはケーシング３１の上端部分を蓋板
（図示せず）により閉じることにより、線材３２の固定
を確実にし、線材構造体２２を構成する。

【００１６】そして、上記線材構造体２２を上記図１で
示したようにビームダクト２１の外周面に沿わせてヘリ
カル状になるように蜜に巻回してヘリカル・ウィグラ２
３を完成する。

【００１７】上記ヘリカル・ウィグラ２３の各部の設定
値は、そのケースに応じて種々の値が考えられるが、具
体的な一例を次に示す。例えばビームダクト２１の外径
ｃを１０ｍｍ、ウィグラピッチλωを５ｍｍとする場合
において、線材３２の直径０．１ｍｍのものを２層×１
５列に配列するためには、ケーシング３１の溝３５ａ，
３５の幅ａを１．５ｍｍ、高さｂを０．２ｍｍ、側壁３
３の厚さｔを０．５ｍｍ、中央壁３４の厚さ２ｔを１ｍ
ｍに設定する。上記設定値は、必ずしもこの値に限定さ
れるものではなく、「λω＝２ａ＋４ｔ」の範囲内で、
そのときに要求される条件に応じて任意に選定する。上
記のような設定値であれば、線材構造体２２をビームダ
クト２１の外周面に沿わせて巻き付けることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ケ
ーシングに対する巻線作業と、ビームダクトに対するヘ
リカル巻き作業を分離しているので、作業性が良くな
り、工数を低減し得ると共に、絶縁被覆の損傷等を回避
することができる。また、ウィグラピッチやビームダク
トの径が小さい場合でも、容易に巻線作業を行なうこと
ができ、且つウィグラピッチを正確に保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るヘリカル・ウィグラを
示す外観図。

【図２】同実施例における線材構造体の詳細を示す図。

【図３】同実施例における線材構造体の巻線状態を示す
斜視図及び断面図。

【図４】ヘリカル・ウィグラの概念図。

【図５】従来のヘリカル・ウィグラを示す断面図。

【図６】従来のヘリカル・ウィグラの他の構成例を示す
断面図。

【符号の説明】

２１ ビームダクト ２２ 線材構造体 ２３ ヘリカル・ウィグラ ３１ ケーシング ３２ 線材 ３３ 側壁 ３４ 中央壁 ３５ａ，３５ｂ 溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面が山型に形成され、横幅がウィグラ
   ピッチに等しく設定されたケーシングに線材を巻回して
   線材構造体を構成し、この線材構造体を円筒状ビームダ
   クトの外周面に沿わせてヘリカル状に蜜に巻回して構成
   したことを特徴とするヘリカル・ウィグラ。