超导磁铁制造技术

本发明专利技术提供一种超导磁铁，其能够降低发生骤冷的危险，并且能够实现缩小超导线圈内周侧的部件配置空间的同时限制超导线圈。本发明专利技术的超导磁铁（1）具备：超导线圈（8），其为空心线圈；1对框体（10a、10d），从超导线圈（8）的中心轴线（C）方向的两侧以夹持的方式支承超导线圈（8）；外周侧限制部（31），在超导线圈（8）的外周侧沿中心轴线（C）方向延伸而限制1对框体（10a、10d）；及带状或线状的内周侧张力赋予部（22），在超导线圈（8）的内周侧沿中心轴线（C）方向延伸而与1对框体（10a、10d）连接，并沿中心轴线（C）方向赋予张力。

【技术实现步骤摘要】
超导磁铁
本申请主张基于2013年4月19日申请的日本专利申请第2013-088512号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。本专利技术涉及一种具有超导线圈的超导磁铁。
技术介绍
以往，作为这类领域的技术已知有例如专利文献1。专利文献1所记载的超导磁铁具备圆筒状的真空容器，在真空容器的中央部形成有沿上下方向贯穿的空间。在真空容器内配置有用于在该空间产生强磁场的超导线圈。卷绕有超导线圈的卷绕框由圆筒状的内框及形成在内框的两端的1对凸缘构成。超导线圈的上方设置有与GM（吉福德-麦克马洪）制冷机一体化的冷却构件。该冷却构件的冷头经由冷却台与上部的凸缘连接。通过冷却构件冷却超导线圈，从而能够产生强磁场。专利文献1中记载的超导磁铁适用于硅单晶提拉装置，用作所谓MCZ（外加磁场直拉）法的强磁场源。作为由MCZ法进行的硅单晶提拉装置，已知有例如专利文献2中记载的装置。该装置具备容纳单晶硅原料的坩埚，坩埚的一侧设置有作为强磁场源的磁铁。专利文献2所记载的磁铁由不具有内框的空心线圈构成。专利文献1：日本特开2004-319777号公报专利文献2：日本特开昭63-297292号公报为了将线圈设为超导状态，需要将线圈冷却成超低温。若发生形成线圈的线材进行收缩且摆动的线运动，则一线材与相邻的线材和内框的相对位置偏离时产生摩擦热。若通过该摩擦热，线圈的温度超过临界温度，则会破坏超导状态。该超导状态的破坏被称为骤冷。为了抑制骤冷的发生，要求采用空心线圈。空心线圈中不存在内框且不存在线圈内周侧的机械限制力，因此需要设置在线圈内周侧产生限制力的部件。并且，设计超导磁铁时，计算由超导磁铁产生的磁场及用于产生该磁场的电流等设计条件，并根据该设计条件决定线圈的卷绕数及内径等设计事项。决定这些设计事项后，决定用来保持线圈的部件的配置，因此在线圈的内周侧配置部件的空间受到限制。若在线圈的内周侧，为了确保部件的配置空间，以扩大线圈的内径的方式变更设计，则有可能产生磁场变小、需要增加线圈的卷绕数或增加流过线圈的电流的不良情况。通过变更线圈的设计，例如会妨碍超导磁铁的小型化。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种超导磁铁，其具备作为空心线圈的超导线圈，其中，即使部件的配置空间在超导线圈的内周侧较窄的情况下，也能够通过配置机械性限制部件来限制超导线圈，从而能够降低发生骤冷的危险。本专利技术的超导磁铁具备：超导线圈，由空心线圈构成；1对框体，从超导线圈的中心轴线方向的两侧以夹持的方式支承超导线圈；外周侧限制部，在超导线圈的外周侧沿中心轴线方向延伸而限制1对框体；及带状或线状的内周侧张力赋予部，在超导线圈的内周侧沿中心轴线方向延伸而与1对框体连接，并沿中心轴线方向赋予张力。根据该超导磁铁，由于超导线圈为空心线圈，因此超导线圈的内周侧不存在内框。由此，不会发生超导线圈与内框摩擦而产生摩擦热的情况，因此能够降低发生骤冷的危险。并且，该超导磁铁具备从超导线圈的中心轴线方向的两侧以夹持的方式支承超导线圈的1对框体，1对框体通过在超导线圈的外周侧沿中心轴线方向延伸的外周侧限制部受到限制，并且通过在超导线圈的内周侧沿中心轴线方向延伸的带状或线状的内周侧张力赋予部受到限制。内周侧张力赋予部为带状或线状，因此即使配置空间在超导线圈的内周侧较少的情况下，也能够在内周侧配置张力赋予部。并且，内周侧张力赋予部与沿中心轴线方向赋予张力的1对框体连接，因此能够限制1对框体并从中心轴线方向的两侧保持超导线圈。超导磁铁可构成为还具备能够调整赋予到内周侧张力赋予部的张力的张力调整部。根据该结构的超导磁铁，能够通过调整赋予到内周侧张力赋予部的张力来适当限制超导线圈。通过增加张力，能够增加拉近1对框体的夹紧力，通过减少张力，能够缓和由1对框体产生的紧固力。由此，能够可靠地限制超导线圈。并且，张力调整部具有将内周侧张力赋予部的长边方向的端部紧固在框体上的棒状紧固部件，可通过调整由紧固部件进行的紧固，调整赋予到内周侧张力赋予部的张力。根据该结构的超导磁铁，能够通过紧固或松动棒状的紧固部件，移动内周侧张力赋予部的端部来调整张力。优选紧固部件在框体的中心轴线方向的外表面侧沿超导线圈的径向延伸，内周侧张力赋予部的长边方向的端部配置在框体的中心轴线方向的外表面侧，内周侧张力赋予部与框体内周侧的端部抵接，从框体的中心轴线方向的外表面侧向超导线圈的内周侧弯曲，对与内周侧张力赋予部接触的框体内周侧的端部实施R倒角加工。如上，若对框体的内周侧端部实施R倒角加工，则能够沿该端部的曲面使内周侧张力赋予部弯曲，从而能够降低内周侧张力赋予部与框体内周侧的端部摩擦而产生摩擦热的危险，并抑制骤冷的发生。优选超导磁铁在超导线圈的径向上，在超导线圈与内周侧张力赋予部之间设置间隙。由此，能够构成为超导线圈与内周侧张力赋予部不接触，因此超导线圈与内周侧张力赋予部摩擦而产生摩擦热的危险消失，从而能够抑制骤冷的发生。框体的超导线圈内周侧的端部可构成为比超导线圈的内周面更向内侧伸出。由此，通过将内周侧张力赋予部与框体内周侧的端部抵接来限制位置，从而能够在超导线圈与内周侧张力赋予部之间轻松地设置间隙。专利技术效果：根据本专利技术，在具备作为空心线圈的超导线圈的超导磁铁中，能够降低发生骤冷的危险，能够实现缩小超导线圈的内部侧的部件配置空间的同时限制超导线圈。附图说明图1是表示本专利技术所涉及的第1实施方式的超导磁铁的概要剖视图。图2是表示图1的超导磁铁的立体图。图3是沿图2的III-III线的剖视图。图4是沿超导线圈的径向D的剖视图。图5是表示本专利技术所涉及的第2实施方式的超导磁铁的概要剖视图。图中：1、51-超导磁铁，2-超导线圈体，6-制冷机（冷却构件），8、9-超导线圈，8a、9a-空心部，8b-内周，10a-上环部件（框体），10b-中间框体，10c-下环部件（框体），10f-凸缘部，10d-凸缘部，20、21-粘结剂，22、23-带，25-螺栓（棒状紧固部件），52-线状部件，60-张力调整部，A-回旋加速器，C-中心轴线。具体实施方式以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行说明。以下说明中，对本专利技术所涉及的超导磁铁适用于回旋加速器的情况进行说明。（第1实施方式）如图1所示，回旋加速器A为加速从离子源（未图示）供给的带电粒子而输出带电粒子束（带电粒子射束）的圆形加速器。作为带电粒子可举出例如质子、重粒子（重离子）等。回旋加速器A具有超导磁铁1。超导磁铁1通过制冷机6被冷却且向设为超导状态的超导线圈8、9通入电流，从而产生强力磁场。回旋加速器A通过超导磁铁1产生磁场，从而加速带电粒子而输出带电粒子束。超导磁铁1具备：具有配置在同轴上的2个超导线圈8、9的超导线圈体2；容纳超导线圈8、9的圆环状真空容器3；分别配置在超导线圈8、9的空心部8a、9a上的上极点（上磁极）4及下极点（下磁极）5；用于冷却超导线圈8、9的制冷机（冷却构件）6；及磁轭7。磁轭7为中空圆盘状块，其内部配置有真空容器3、上极点4及下极点5。超导线圈体2具备：以中心轴线C为中心配置的圆环状超导线圈8、9；配置在中心轴线C方向上的超导线圈8的上端的圆环板状的上环部件10a；夹在超导线圈8与超导线圈9之间的圆环状的中间框体10b；及配置在中心轴线C方向上的超导线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导磁铁，其特征在于，具备：超导线圈，由空心线圈构成；1对框体，从所述超导线圈的中心轴线方向的两侧以夹持的方式支承所述超导线圈；外周侧限制部，在所述超导线圈的外周侧沿所述中心轴线方向延伸而限制所述1对框体；及带状或线状的内周侧张力赋予部，在所述超导线圈的内周侧沿所述中心轴线方向延伸而与所述1对框体连接，并沿所述中心轴线方向赋予张力。

【技术特征摘要】
2013.04.19 JP 2013-0885121.一种超导磁铁，其特征在于，具备：超导线圈，由在内周侧没有设置内卷绕框的空心线圈构成；1对框体，从所述超导线圈的中心轴线方向的两侧以夹持的方式支承一个所述超导线圈；外周侧限制部，在所述超导线圈的外周侧沿所述中心轴线方向延伸而限制所述1对框体；及带状或线状的内周侧张力赋予部，在所述超导线圈的内周侧沿所述中心轴线方向延伸而与所述1对框体连接，并沿所述中心轴线方向赋予张力，在所述超导线圈的内周面与所述内周侧张力赋予部之间形成有间隙。2.根据权利要求1所述的超导磁铁，其特征在于，所述超导磁铁进一步具备能够调整赋予到所述内周侧张力赋予部的所述张力的张力调整部。3.根据权利要求2所述的超导磁铁，其特征在于，所述张力调整部具有将所述内周侧张力赋予部的长边方向的端部紧固在...

【专利技术属性】
技术研发人员：三堀仁志，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP