JPS61210602A - 超電導マグネツト装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超電導マグネット装置に関し、特に超電導
線を巻枠上に一層または複数層巻回してなるＳ電導コイ
ルを備えた超電導マグネット装置に関するものである。

〔従来の技術〕

超電導マグネット装置により高磁界を得ようとする場合
、超電導コイルに流し得る電流値は、超電導コイルに巻
回されている超電導線自体の臨界電流値よりも低い値に
なることは周知のこと（デグラデーション）である。ま
た、このデグラデーションの原因の一つが、超電導マグ
ネット装置の励磁時の超電導線の微少変動（マイクロス
リップ）に起因することも周知のことである。このため
、従来、超電導コイル製作時にこのマイクロスリップを
減少すべく種々の方策が考えられてきた。また、ＮＭＲ
−ＣＴ用電動マグネット装置のように、磁界の高均一度
を必要とする超電導マグネット装置においては、磁界特
性上からも超電導線のマイクロスリップを制限しなけれ
ばならなかった。

第２図は従来の超電導マグネット装置の一例を示す断面
図であって、中空円柱状のクライオスタット（１）内に
は、液体ヘリウムが入っている。液体ヘリウム内九は超
電導コイル（２）が浸漬されている。

超電導コイル（−１）は、巻枠（３）に超電導線（りを
多層ソレノイド状に巻回して構成されている。

第３図は超電導コイル（２）の断面図であって、超電導
線（り）間にはエポキシ樹脂等からなる充填材（ｒｌが
含浸されている。この充填材（３１は超電導線１ｌｌ１
間の絶縁性を高め、また超電導線ｆｔｌ１どうしを固定
する作用をしている。

第９図は励磁時における超電導コイル−）の電磁力分布
を模式的に示したもので、矢印（Ａｌは、矢印囚の基点
での電磁力のベクトルを示すものである。

図から解るまうに、超電導コイル１２）の中心部におい
ては、はとんど径方向の電磁力（Ｆｉ）が作用するのに
対し、超電導コイル（２）の両側では、電磁力（Ｆｌ）
とともに軸方向の電磁力（Ｆｓ　）も大きな割合を占め
ている。

このような電磁力による超電導線のマイクロスリップを
避けるために、一般的には径方向の電磁力（Ｆｉ）に対
しては、超電導線の張力が電磁力（Ｆｔ）に匹敵するか
またはそれ以上になるように、超電導線が巻枠に巻回さ
れている。また、軸方向の電、ｆＢ力（ＦＪ）Ｋ対して
は、一般的に巻き張力による摩擦力で対抗するか、第３
図に示すように超電導線（用量に充填材（１）を含浸し
て超電導線（り間を固定して対抗している。

〔発明が解決しよ５とする問題点〕 上記のような従来の超電導マグネット装置においては、
超電導線（り間に充填材（５１を含浸しようとした場合
、超電導コイル（２）が大形化あるいは軸長が大きくな
ると、超電導線（りどうじを含浸固定する含浸装置が大
形にならざるを得なかった。また、電磁力が大きくなっ
た場合には、充填材（ｊｌの選定および充填材（５１の
固定方法によってはマイクロスリップの発生をみた。特
に、高均−出界分布が必要なＮＭＲ−ＣＴ　用超電導マ
グネット装置のように、超電導線（４’ｌの位置の微小
変動が臨界電流直に対してのみならず、超電導コイル（
２）の８界分布特性にまで影響を与えるような場合、超
電導線（りどうしを含浸固定する方法のみでは、超電導
線（り）の軸方向の移動幅が大きくなり、良好な磁界特
性が得られないという問題点があった。

（ｊｊ この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、超電導コイルの励磁時におけるマイクロスリップを
押え、臨界電流特性的にも磁界分布特性的にも安定化し
た超電導マグネット装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る超電導マグネット装置は、超電導コイル
の両端部の内側に軸方向の電磁力を支持する支持部をそ
れぞれ設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、超電導線に電流が流れ。

超電導コイルが励磁されると、超電導コイルの両側には
、径方向とともに軸方向にも大きな電磁力が作用する。

この電磁力により超電導線は軸方向に移動する力も受け
ることになるが、この力に対しては支持部で支持され、
超電導線の軸方向のマイクロスリップは抑えられる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す断面図であって、第一図
ないし第９図と同一または相当部分は同一符号を付し、
その説明は省略する。超電導コイル（１０）は、その両
端部からそれぞれ全長に対してｉ／３−ｉ／’ｌのとこ
ろで分離され、端部超電導コイル（ｔｉ）と中間部超電
導コイル（１２）とから構成されている。端部超電導コ
イル（ｔｉ）は。

巻枠（１３）に超電導線（４’ｌを多層ソレノイド状に
巻回して構成されている。中間部超電導コイル（ｉ２）
は巻枠（ハ０に超電導線（りを多層ソレノイド状に巻回
して構成されている。端部超電導コイル（／／）、中間
部超電導コイル（１２）とも超電導線（り間には充填材
が含浸されている。中間部超電導コイル（１２）の巻枠
（／り）の両フランジ部（／！ｒ）と端部超電導コイル
（ｉｔ）の巻枠（／３）の一方のフランジｍ　（／Ａ　
）とは互いに当接して超電導コイル（ｉｏ）の支持部（
１７）を形成している。

上記のように構成された超電導マグネット装置において
は、超電導コイル（ｔＯ）に作用する一ｒＩＬ磁力の方
向を考慮して、超電導コイル（１０）は端部超電導コイ
ル（ｊｌ）と中間部超電導コイル（ｌ２）とに分割され
ている。そして、軸方向に作用する電磁力は超電導コイ
ル（１０）の巻枠（１ｇ）の補強を兼ねる支持部（１７
）で支持されているので、超電導線（す）の軸方向のマ
イクロスリップを最小限に抑えることができる。また、
超電導コイル（１０）が三分割されているので、超電導
線（り）をエポキシ樹脂等を含浸する際の含浸装置は小
形のものでよなお、上記実施例では、中間部超電導コイ
ル（１２）にも充填材が含浸されているが、この中間部
超電導コイル（ｉ２）には径方向の電磁力が主に作用す
るので、この電磁力に対しては超電導Ｍ（旬の巻き張力
で対抗することもできる。そのため。

この中間超電導コイルについ゛〔は充填材を除いたスペ
ース巻きが可能となり、中間超電導コイルの製作作業は
簡単になる。また、巻枠（１ｇ）を支持部（ｔｑ）で分
割しないで、両端部の内側に支持部を形成するように巻
枠を一体成形してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、超電導コイルの
両端部の内側に軸方向の電磁力を支持する支持部を設け
たので、超電導コイルの励ａ時における軸方向のマイク
ロスリップを抑えることができ、安定した臨界電流特性
、８界分布特性を得ることができ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を示す断面図、第一図は従
来の超電導マグネット装置の断面図、第３図は第一図中
の超電導コイルの要部断面図、第９図は超電導コイル内
の電磁力分布図である。 （１）・・クライオスタット、ｆｉｌ　＠・超電導線、
（１０）　・・Ｍ’ｆｌ１４コイｋ、（ｔ、３）、（ｔ
ｌｌ）、（１ｇ）　・・巻枠、（／７）・・支持部。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 熱３図 昭和。叶。Ｐ　３日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）超電導線を巻枠上に巻回してなる超電導コイルと
   、この超電導コイルを冷却するためのクライオスタット
   とを備えてなる超電導マグネット装置において、両端部
   の内側に軸方向の電磁力を支持する支持部がそれぞれ設
   けられた前記超電導コイルを備えてなることを特徴とす
   る超電導マグネット装置。
2. （２）巻枠が支持部で分割されてなる特許請求の範囲第
   １項記載の超電導マグネット装置。
3. （３）巻枠が一体成形されている特許請求の範囲第１項
   記載の超電導マグネット装置。