JPH0795479B2 - セプタム形電磁石 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セプタム形電磁石に関し、さらに詳しくい
うと、円形の粒子加速器等において、荷電粒子の入射、
出射時に荷電粒子の偏向に使用されるセプタム形電磁石
に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、例えば特公昭63−57926号公報に開示された
従来のセプタム形電磁石であり、図において、セプタム
コイルはセプタムとしてのコイル素線導体（1a）と戻し
導体としてのコイル素線導体（1b）とを備えており、こ
れらのコイル素線導体（1a），（1b）のそれぞれに素線
絶縁体（2a），（2b）、さらに主絶縁（対地絶縁）体
（3a），（3b）を施したものを鉄心（４）に結合し、磁
気シールド（５）および磁気シールド押え（６）を鉄心
（４）の外周に設けてコイルを保持してなるものであ
る。

また、第４図に示すように、コイル（1b）を押えるコイ
ル押え（７）が設けられているものもある。

以上の構成になる従来のセプタム形電磁石は、円形の粒
子加速器等への荷電粒子の入射もしくは出射に使用さ
れ、これらの入射・出射時の荷電粒子の中心軌道Ａは円
形の粒子加速器の平衡軌道Ｂとできる限り近づけるのが
効率が良い。

このことにより、軌道Ａを軌道Ｂに近づけるためにコイ
ル素線導体（1a）、素線絶縁体（2a）、主絶縁体（3a）
はできる限り薄く形成されていた。

また、コイル通電時に生じる電磁力（拡張力）Ｆによる
素線（1a）の変形を制限するために、磁気シールド
（５）、さらに磁気シールド押え（６）を溶接やボルト
（図示せず）等で取り付け、補強していた。また、第４
図のものでは、さらにコイル素線導体（1b）をコイル押
え（７）で固定していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のセプタム電磁石は以上のように構成されていたの
で、構造が複雑となる一方、コイル通電時の電磁力に対
してコイル支持のスパンが長くなる等、コイルの変形を
効果的に制限する支持が困難であり、形成される磁場に
乱れが生じる等の問題点があった。

また、パルス通電時のコイル振動に対し、絶縁体に損傷
を生じ、絶縁低下を起こす事故を生じ易かった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、コイル通電時の電磁力の支持を確実にし、磁
場精度が向上できるとともに、絶縁体の劣化を防ぐこと
により、長期間の使用に対し、信頼性の高いセプタム電
磁石を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るセプタム形電磁石は、鉄心は、セプタム
および戻り導体を嵌め込むための嵌合溝とビーム開口部
を構成する開口とが形成された磁性体の薄板を多数枚積
層されて構成され、セプタムコイルがセプタムおよび戻
り導体を嵌合溝に嵌め合わせて鉄心に固定されているも
のである。

〔作 用〕

この発明においては、セプタムコイルのセプタムおよび
戻し導体が磁性体の薄板に設けられた嵌合溝に嵌合され
るので、別途コイル支持構造を設ける必要がなく、さら
に電磁力支持のための押え部材を設ける必要がなく、コ
イルの支持構造が簡略化される。

〔実施例〕

第１図および第２図はそれぞれこの発明に係るセプタム
形電磁石の一実施例を示す横断面図および斜視図であ
り、図において磁性体の薄板、例えばケイ素鋼板からな
るコア板（８）は、入射する荷電粒子の通過するビーム
開口部を構成する開口（8a）と嵌合溝（8b）とが１枚の
板を打ち抜く等して形成されており、このコア板（８）
を多数枚積層して鉄心（９）が構成されている。

その他、第３図におけると同一符号は同一部分を示し、
説明を省略する。

このように構成されたセプタム形電磁石を組み立てるに
は、素線絶縁体（2a），（2b）および主絶縁体（3a），
（3b）を施したコイル素線導体（1a），（1b）がコア板
（８）の嵌合溝（8b）に嵌め合わされるように、コイル
素線導体（1a），（1b）に数枚から数10枚を単位として
コア板（８）を挿入しながら積層していく。そして、所
定枚数のコア板（８）が積層された後、鉄心（９）のコ
イル素線導体（1a）側に外方から磁気シールド板（５）
を溶接して取り付けて、電磁石が組み立てられる。

この実施例によれば、コイル素線導体（1a），（1b）が
コア板（８）の嵌合溝（8b）に嵌め合わされて固定され
ているので、コイル素線導体（1b）を押さえるコイル押
え（７）が不要となり、構造が簡略化される。また、コ
イル通電時にコイル素線導体（1a）に作用する電磁力Ｆ
が磁気シールド板（５）に作用せず、磁気シールド板
（５）の薄板化が図られ、磁気シールド板押え（６）が
不要となり、入・出射荷電粒子の中心軌道Ａと円形粒子
加速器の平衡軌道Ｂとの間の隔壁の厚みを薄くすること
ができ、軌道ＡからＢあるいはＢからＡへの変換の効率
（入射あるいは出射の効率）を上げることができる。

また、コイル通電時にコイル素線導体（1a）に作用する
電磁力Ｆは嵌合溝（8b）から鉄心部（8c）に直接伝わ
り、コイル素線導体（1a）は強固に支持されて変形が抑
えられる。これにより、パルス通電時のコイル振動もな
くなり、素線絶縁体（2a）、主絶縁体（3a）の劣化が防
止でき、信頼性の向上が図られる。

さらに、これらのコイル支持構造の簡略化および剛性の
向上により、コイル設置精度が向上し、磁場の精度が向
上し、セプタム形電磁石の入射・出射の効率がさらに上
がる。

さらには、鉄心（９）の形成とセプタムコイルとの固定
が同時に行われ、組立性の向上が図られる。

なお、上記実施例では、コア板（８）の開口（8a）がコ
イル素線導体（1a）を嵌め込む嵌合溝（8b）側を開放す
るように形成されているものとして説明しているが、コ
ア板（８）の開口（8a）がコイル素線導体（1a）を嵌め
込む嵌合溝（8b）の外側を残して穿設されているものと
してもよい。この場合、コイル素線導体（1a）を嵌め込
む嵌合溝（8b）の外側のコア板（８）部が磁気シールド
板として作用し、コア板（８）に鉄心部（8c）と磁気シ
ールド部とが一体に形成されることになる。

そこで、磁気シールド板（５）が不要となり、構造の簡
素化が図られ、入・出射荷電粒子の中心軌道Ａと円形粒
子加速器の平衡軌道Ｂとの間の隔壁の厚みをさらに薄く
することができ、軌道ＡからＢあるいはＢからＡへの変
換の効率（入射あるいは出射の効率）を上げることがで
きる。また、コイル通電時にコイル素線導体（1a）に作
用する電磁力Ｆは嵌合溝（8b）および磁気シールド部か
ら鉄心部（8c）に直接伝わり、コイル素線導体（1a）は
強固に支持されて変形が抑えられる。これにより、パル
ス通電時のコイル振動もなくなり、素線絶縁体（2a）、
主絶縁体（3a）の劣化が防止できる。

また、上記実施例では、磁性体の薄板として、ケイ素鋼
板を用い、パルス通電で使用する場合の例を示したが、
直流的通電の場合なら、単に電磁軟鉄の薄板を打抜いた
ものを積層して使用してもよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、鉄心は、セプタムお
よび戻り導体を嵌め込むための嵌合溝とビーム開口部と
を構成する開口とが形成された磁性体の薄板を多数枚積
層されて構成され、セプタムコイルがセプタムおよび戻
り導体を嵌合溝に嵌め合わせて鉄心に固定されているの
で、コイル支持構造の簡略化および剛性の向上が図られ
て、コイル設置精度が向上し、磁場の精度が向上し、入
射・出射の効率を上げることができるとともに、信頼性
の高いセプタム形電磁石が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るセプタム形電磁石を
示す横断面図、第２図はこの発明の一実施例に係るセプ
タム形電磁石の組立状態を説明する斜視図、第３図およ
び第４図はそれぞれ従来のセプタム形電磁石を示す横断
面図である。 （1a）……コイル素線導体（セプタム）、（1b）……コ
イル素線導体（戻り導体）、（５）……磁気シールド
板、（８）……コア板（磁性体の薄板）、（8a）……開
口、（8b）……嵌合溝、（8c）……鉄心部、（９）……
鉄心。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入射する荷電粒子の通過するビーム開口部
   を有し、該ビーム開口部に偏向磁場を発生せしめるセプ
   タム、および戻り導体からなるセプタムコイルと、該セ
   プタムコイルを覆う鉄心と、荷電粒子が入射する加速器
   側のセプタム側面に配置された磁気シールド板とを備え
   たセプタム形電磁石において、前記鉄心は、前記セプタ
   ムおよび前記戻り導体を嵌め込むための嵌合溝と前記ビ
   ーム開口部を構成する開口とが形成された磁性体の薄板
   を多数枚積層されて構成され、前記セプタムコイルが前
   記セプタムおよび前記戻り導体を前記嵌合溝に嵌め合わ
   せて前記鉄心に固定されていることを特徴とするセプタ
   ム形電磁石。
2. 【請求項２】前記磁性体の薄板は、前記開口が前記セプ
   タムを嵌め合わせる嵌合溝の外側を残すように穿設され
   て、鉄心部と磁気シールド部とを一体化した断面形状に
   形成されていることを特徴とする請求項１に記載のセプ
   タム形電磁石。