JPH07105290B2 - 超電導マグネツトの製造方法 - Google Patents
超電導マグネツトの製造方法Info
- Publication number
- JPH07105290B2 JPH07105290B2 JP62078502A JP7850287A JPH07105290B2 JP H07105290 B2 JPH07105290 B2 JP H07105290B2 JP 62078502 A JP62078502 A JP 62078502A JP 7850287 A JP7850287 A JP 7850287A JP H07105290 B2 JPH07105290 B2 JP H07105290B2
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- JP
- Japan
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- coil
- winding
- superconducting magnet
- frame
- compound
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、化合物系超電導体からなるコイルを用いた
超電導マグネットの製造方法に関する。
超電導マグネットの製造方法に関する。
（従来の技術） 一般に、9T（テスラ）以上の高磁界を発生する超電導マ
グネットには、Nb3Snに代表される化合物系超電導体か
らなるコイルが使用される。また、このような化合物系
超電導コイルとNb−Ti合金コイルを組合わせて使用する
場合もある。
グネットには、Nb3Snに代表される化合物系超電導体か
らなるコイルが使用される。また、このような化合物系
超電導コイルとNb−Ti合金コイルを組合わせて使用する
場合もある。
小型ないし中型のNb3Snコイルの製作には、巻枠に線材
を巻回してコイルを形成した後にNb3Sn生成のための熱
処理を加える、いわゆるwind and react法と呼ばれる方
法がとられることが多い。この方法により製作されたNb
3Snコイルでは、熱処理中に線材がアニールされるの
で、コイルをそのまま励磁すると線材が電磁力により動
き易いという問題がある。
を巻回してコイルを形成した後にNb3Sn生成のための熱
処理を加える、いわゆるwind and react法と呼ばれる方
法がとられることが多い。この方法により製作されたNb
3Snコイルでは、熱処理中に線材がアニールされるの
で、コイルをそのまま励磁すると線材が電磁力により動
き易いという問題がある。
一方、Nb3Snコイルの製作法としては上記と逆に、Nb3Sn
生成のための熱処理の後に線材を巻枠に巻回してコイル
を形成する、いわゆるreact and wind法と呼ばれる方法
も知られている。Nb3Snは強い張力により容易に劣化し
てしまうので、コイルを形成する際に強い巻き張力を加
えることができない。その結果、やはり線材がコイルの
励磁中に電磁力により動き易くなる。
生成のための熱処理の後に線材を巻枠に巻回してコイル
を形成する、いわゆるreact and wind法と呼ばれる方法
も知られている。Nb3Snは強い張力により容易に劣化し
てしまうので、コイルを形成する際に強い巻き張力を加
えることができない。その結果、やはり線材がコイルの
励磁中に電磁力により動き易くなる。
線材がコイルの励磁中に電磁力により動くと摩擦熱が生
じ、その熱によってコイルがクエンチ（常電導化）して
しまう。そこで、電磁力による線材の動きを抑え、クエ
ンチの発生を抑制するため、Nb3Snコイル全体をエポキ
シ樹脂に含浸する方法がとられてきた。
じ、その熱によってコイルがクエンチ（常電導化）して
しまう。そこで、電磁力による線材の動きを抑え、クエ
ンチの発生を抑制するため、Nb3Snコイル全体をエポキ
シ樹脂に含浸する方法がとられてきた。
ところが、このような樹脂含浸を施してもNb3Snコイル
のクエンチ発生を十分に抑制することはできない。すな
わち、コイルを励磁するとコイルに半径方向外側に向か
う強い張力が生じその張力によってコイルの励磁中にコ
イルと巻枠との間で剥離が生じ、その時に発生する熱で
コイルがクエンチしてしまうことがある。
のクエンチ発生を十分に抑制することはできない。すな
わち、コイルを励磁するとコイルに半径方向外側に向か
う強い張力が生じその張力によってコイルの励磁中にコ
イルと巻枠との間で剥離が生じ、その時に発生する熱で
コイルがクエンチしてしまうことがある。
（発明が解決しようとする問題点） このように従来方法で作製された超電導マグネットで
は、化合物系超電導コイルに樹脂含浸を施しても、巻枠
−コイル間の剥離により発生する熱で、コイルがクエン
チしてしまうという問題があった。
は、化合物系超電導コイルに樹脂含浸を施しても、巻枠
−コイル間の剥離により発生する熱で、コイルがクエン
チしてしまうという問題があった。
本発明はこのような問題点を解決し、クエンチの発生が
少ない超電導マグネットの製造方法を提供することを目
的とする。
少ない超電導マグネットの製造方法を提供することを目
的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するため、分解可能に構成さ
れ、筒状の巻芯および該巻芯の両端に設けられるフラン
ジとを備えた巻枠を用い、前記巻枠に線材をコイル状に
巻き、巻き上げ後の引入れ口および引出し口がコイルの
外周部に位置するように巻回する巻回工程と、線材に化
合物系超電導体を生成するための熱処理工程とを経て化
合物系超電導コイルを形成するコイル形成工程と、前記
巻枠の前記巻芯および前記フランジを除去して前記化合
物系超電導コイルを取外す取外し工程と、前記化合物系
超電導コイルに樹脂含浸を施す樹脂含浸工程と、前記化
合物系超電導コイルの外周部を拘束可能な筒状の支持枠
内に該コイルを挿入して固定するコイル固定工程と、か
ら構成したことを特徴とする超電導マグネットの製造方
法を提供する。
れ、筒状の巻芯および該巻芯の両端に設けられるフラン
ジとを備えた巻枠を用い、前記巻枠に線材をコイル状に
巻き、巻き上げ後の引入れ口および引出し口がコイルの
外周部に位置するように巻回する巻回工程と、線材に化
合物系超電導体を生成するための熱処理工程とを経て化
合物系超電導コイルを形成するコイル形成工程と、前記
巻枠の前記巻芯および前記フランジを除去して前記化合
物系超電導コイルを取外す取外し工程と、前記化合物系
超電導コイルに樹脂含浸を施す樹脂含浸工程と、前記化
合物系超電導コイルの外周部を拘束可能な筒状の支持枠
内に該コイルを挿入して固定するコイル固定工程と、か
ら構成したことを特徴とする超電導マグネットの製造方
法を提供する。
（作用） 本発明の製造方法によって得られた超電導マグネット
は、巻芯およびフランジから成る巻枠が除去されている
ので、巻枠とコイルとの間での剥離の問題がなく、剥離
に伴ない発生する熱によるクエンチの発生が防止され
る。
は、巻芯およびフランジから成る巻枠が除去されている
ので、巻枠とコイルとの間での剥離の問題がなく、剥離
に伴ない発生する熱によるクエンチの発生が防止され
る。
また、コイルは筒状の支持枠内に挿入固定されて外周部
が拘束されることで補強がなされるため、巻枠が無いに
もかかわらず電磁力に対して十分な機械的安定性を有し
ている。
が拘束されることで補強がなされるため、巻枠が無いに
もかかわらず電磁力に対して十分な機械的安定性を有し
ている。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
まず、第１図に示すような巻枠１を用意する。この巻枠
１は筒状の巻芯２が周方向へ複数に分割可能に構成され
ており、その上下両端に上部フランジ３および下部フラ
ンジ４がＬ型金具５によってそれぞれ取付けられ、一体
化されている。
１は筒状の巻芯２が周方向へ複数に分割可能に構成され
ており、その上下両端に上部フランジ３および下部フラ
ンジ４がＬ型金具５によってそれぞれ取付けられ、一体
化されている。
この巻枠１の巻芯２に、第２図に示すように熱処理によ
り化合物系超電導体、たとえばNb3Snを生成する成分を
含んだ線材を巻回してコイル６を形成する。この場合、
巻き方としては、コイル６の上部フランジ３に隣接する
部分だけパンケーキ巻きとし、他の部分は通常のソレノ
イド巻きとする、いわゆるパンケーキ／ソレノイド巻き
を用いる。これによりコイル６の巻き上がり後の引入れ
口７および引出し口８がコイル６の外周部に位置する。
り化合物系超電導体、たとえばNb3Snを生成する成分を
含んだ線材を巻回してコイル６を形成する。この場合、
巻き方としては、コイル６の上部フランジ３に隣接する
部分だけパンケーキ巻きとし、他の部分は通常のソレノ
イド巻きとする、いわゆるパンケーキ／ソレノイド巻き
を用いる。これによりコイル６の巻き上がり後の引入れ
口７および引出し口８がコイル６の外周部に位置する。
こうして巻枠１に巻回されたコイル６に対して、Nb3Sn
層を生成するための熱処理を加える。この熱処理の後、
巻枠１のＬ型金具５を取外し、巻芯２を分解し除去する
ことにより、コイル６を巻枠１から取外す。巻枠１を取
外しても、熱処理後のコイル６はばらばらに乱れるよう
なことはない。
層を生成するための熱処理を加える。この熱処理の後、
巻枠１のＬ型金具５を取外し、巻芯２を分解し除去する
ことにより、コイル６を巻枠１から取外す。巻枠１を取
外しても、熱処理後のコイル６はばらばらに乱れるよう
なことはない。
次に、コイル６を適当な含浸層中で、エポキシ樹脂含浸
を施し、固化させて超電導マグネットの製作を終了す
る。なお、製作された超電導マグネットを実際に設置す
るときには、たとえば、第３図に示すようにコイル６を
筒状の支持枠９内に固定する。支持枠９は非磁性でヤン
グ率の大きい材料、例えばステンレス、銅、アルミニウ
ム等により作られ、コイル６の外周面上に冷しばめされ
る。この場合、支持枠９はコイル６を支持するととも
に、コイル６をその励磁時に発生する電磁力に対して補
強する役割を果たす。この支持枠９は上板10を有し、こ
の上板10にはコイル６の引入れ口７および引出し口８を
取出すための開口11が設けられている。コイル６は前述
したパンケーキ／ソレノイド巻により巻回されているこ
とにより、引入れ口７および引出し口８をこのように上
板10の開口11から取出すことは容易である。引入れ口７
および引出し口８は、上板10に取付けられた図示しない
治具に半田付けされ、電流供給端子となる。
を施し、固化させて超電導マグネットの製作を終了す
る。なお、製作された超電導マグネットを実際に設置す
るときには、たとえば、第３図に示すようにコイル６を
筒状の支持枠９内に固定する。支持枠９は非磁性でヤン
グ率の大きい材料、例えばステンレス、銅、アルミニウ
ム等により作られ、コイル６の外周面上に冷しばめされ
る。この場合、支持枠９はコイル６を支持するととも
に、コイル６をその励磁時に発生する電磁力に対して補
強する役割を果たす。この支持枠９は上板10を有し、こ
の上板10にはコイル６の引入れ口７および引出し口８を
取出すための開口11が設けられている。コイル６は前述
したパンケーキ／ソレノイド巻により巻回されているこ
とにより、引入れ口７および引出し口８をこのように上
板10の開口11から取出すことは容易である。引入れ口７
および引出し口８は、上板10に取付けられた図示しない
治具に半田付けされ、電流供給端子となる。
また、上板10の表面には例えば銅またはアルミニウムの
ような良熱伝導金属層12がコーティングされている。こ
れはコイル６が電磁力により半径方向外側に脹れると
き、上板10とコイル６との界面に発生する摩擦熱が速や
かに放散されるようにするためである。
ような良熱伝導金属層12がコーティングされている。こ
れはコイル６が電磁力により半径方向外側に脹れると
き、上板10とコイル６との界面に発生する摩擦熱が速や
かに放散されるようにするためである。
また、支持枠９の下部は固定台13に取付けられている。
このときコイル６の下部端面と固定台13との間にスプリ
ング14が挿設され、このスプリング14と上板10とでコイ
ル６の軸方向が支持される。したがって、コイル６の軸
方向の縮みはスプリング14によって吸収される。なお、
コイル６の軸方向両端をそれぞれスプリングで支持する
ようにしてもよい。
このときコイル６の下部端面と固定台13との間にスプリ
ング14が挿設され、このスプリング14と上板10とでコイ
ル６の軸方向が支持される。したがって、コイル６の軸
方向の縮みはスプリング14によって吸収される。なお、
コイル６の軸方向両端をそれぞれスプリングで支持する
ようにしてもよい。
このようにして作製されたNb3Snコイルを用いた超電導
マグネットを液体ヘリウム中で励磁したところ、クエン
チを生じることなく定格値まで電流を流すことができ
た。
マグネットを液体ヘリウム中で励磁したところ、クエン
チを生じることなく定格値まで電流を流すことができ
た。
なお、上述した実施例では、巻枠の巻芯に線材を巻回し
てコイルを形成し、熱処理を施した後に巻芯を分解除去
し、その後にコイル部に樹脂を含浸するようにしている
が、コイル部に樹脂を含浸した後に巻芯を分解除去する
ようにしてもよい。また、第３図に示す例ではコイル６
の外周に支持枠９を装着しているが、これは必ずしも必
要とするものではない。
てコイルを形成し、熱処理を施した後に巻芯を分解除去
し、その後にコイル部に樹脂を含浸するようにしている
が、コイル部に樹脂を含浸した後に巻芯を分解除去する
ようにしてもよい。また、第３図に示す例ではコイル６
の外周に支持枠９を装着しているが、これは必ずしも必
要とするものではない。
［発明の効果］ 本発明によれば、巻枠を分解可能に構成して、この巻枠
を最終的に除去することにより、従来問題となっていた
コイルと巻枠との間の剥離に伴う熱によるクエンチが発
生せず、しかもコイルを筒状の支持枠内に挿入固定して
その外周部を支持枠で拘束することで補強を行うことに
より、巻枠が除去されているにもかかわらず電磁力に対
して十分な機械的安定性を有する超電導マグネットを得
ることができる。また、本発明により得られた超電導マ
グネットはコイルの内側に巻枠が残らないため、作業空
間を従来より広くとることができるという副次的な効果
もある。
を最終的に除去することにより、従来問題となっていた
コイルと巻枠との間の剥離に伴う熱によるクエンチが発
生せず、しかもコイルを筒状の支持枠内に挿入固定して
その外周部を支持枠で拘束することで補強を行うことに
より、巻枠が除去されているにもかかわらず電磁力に対
して十分な機械的安定性を有する超電導マグネットを得
ることができる。また、本発明により得られた超電導マ
グネットはコイルの内側に巻枠が残らないため、作業空
間を従来より広くとることができるという副次的な効果
もある。
第１図〜第３図は本発明の一実施例に係る超電導マグネ
ットの製造工程を説明するための図である。 １……巻枠、２……巻芯、3,4……フランジ、５……Ｌ
型金具、６……コイル、７……引入れ口、８……引出し
口、９……支持枠、10……上板、11……開口、12……良
熱伝導体層、13……固定台。
ットの製造工程を説明するための図である。 １……巻枠、２……巻芯、3,4……フランジ、５……Ｌ
型金具、６……コイル、７……引入れ口、８……引出し
口、９……支持枠、10……上板、11……開口、12……良
熱伝導体層、13……固定台。
Claims (4)
- 【請求項１】分解可能に構成され、筒状の巻芯および該
巻芯の両端に設けられるフランジとを備えた巻枠を用
い、前記巻枠に線材をコイル状に巻き、巻き上げ後の引
入れ口および引出し口がコイルの外周部に位置するよう
に巻回する巻回工程と、線材に化合物系超電導体を生成
するための熱処理工程とを経て化合物系超電導コイルを
形成するコイル形成工程と、 前記巻枠の前記巻芯および前記フランジを除去して前記
化合物系超電導コイルを取外す取外し工程と、 前記化合物系超電導コイルに樹脂含浸を施す樹脂含浸工
程と、 前記化合物系超電導コイルの外周部を拘束可能な筒状の
支持枠内に該コイルを挿入して固定するコイル固定工程
と、 から構成したことを特徴とする超電導マグネットの製造
方法。 - 【請求項２】前記コイル形成工程は、前記巻回工程を行
った後に前記熱処理工程を行うことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の超電導マグネットの製造方法。 - 【請求項３】前記巻回工程は、前記線材の前記巻枠の軸
方向の少なくとも一端側をパンケーキ巻に巻き、残りは
ソレノイド巻に巻く工程を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の超電導マグネットの製造方法。 - 【請求項４】前記コイル固定工程は、前記引入れ口およ
び引出し口を前記支持枠の一部に固定して電流供給端子
を形成する工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の超電導マグネットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078502A JPH07105290B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 超電導マグネツトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078502A JPH07105290B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 超電導マグネツトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63244708A JPS63244708A (ja) | 1988-10-12 |
| JPH07105290B2 true JPH07105290B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=13663732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62078502A Expired - Lifetime JPH07105290B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 超電導マグネツトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105290B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113707402B (zh) * | 2021-08-31 | 2022-06-07 | 西北有色金属研究院 | 一种MgB2超导螺线管线圈的制备方法 |
| CN114582620B (zh) * | 2022-03-02 | 2025-11-14 | 合肥曦合超导科技有限公司 | 一种热处理后的Nb3Sn超导磁体线圈预紧力加载方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62196802A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-08-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイルの製造方法 |
| JPH0831369B2 (ja) * | 1986-12-12 | 1996-03-27 | 昭和電線電纜株式会社 | 超電導マグネツトの製造方法 |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62078502A patent/JPH07105290B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63244708A (ja) | 1988-10-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071113 Year of fee payment: 12 |