(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向している第１及び第２の端フランジ（２４）と、該第１及び第２の端フランジにそれぞれ接続されている第１及び第２の端を有している外側の円筒形の壁（２０）と、前記第１及び第２の端フランジにそれぞれ接続されている第１及び第２の端とを有している内側の円筒形の壁（２２）であって、前記外側の円筒形の壁により取り囲まれている内側の円筒形の壁（２２）とを含んでいる容器と、
該容器内に収納されている第１のマグネット・コイル用の円筒形の内側コイル支持体（２７）と、
前記容器内に収納されている、第２のマグネット・コイル用の円筒形の外側コイル支持体（２９）と、
を備えた超伝導マグネット用マグネット・アセンブリであって、
前記外側コイル支持体（２９）は、外側表面に形成されている第１の円周状の溝を有しており、
前記内側コイル支持体（２７）は、外側表面に形成されている第１の円周状の溝を有しており、
前記内側コイル支持体に支持された第１のマグネット・コイルは、前記内側コイル支持体の前記第１の円周状の溝に配置され、前記内側コイル支持体に直接巻かれた主マグネット・コイル（３６ａ，ｂ，ｃ）であり、
前記外側コイル支持体に支持された第２のマグネット・コイルは、前記外側コイル支持体の前記第１の円周状の溝に配置され、前記外側コイル支持体に直接巻かれたバッキング・マグネット・コイル（３８）であり、
前記外側及び内側の円筒形の壁（２０、２２）は、第１の熱膨張係数を持つ第１の素材で作成されており、
前記外側及び内側コイル支持体（２７、２９）は、第２の熱膨張係数を持つ第２の素材で作成されており、
前記第２の熱膨張係数は前記第１の熱膨張係数よりも小さく、
前記第１及び第２の端フランジの各々は、内面に形成されている同心状の第１及び第２の環状の溝を有しており、該第１の環状の溝は該第２の環状の溝の半径よりも小さい半径を有しており、
前記円筒形の外側コイル支持体（２９）は、前記第１及び第２の端フランジの前記第２の環状の溝にそれぞれ挿入されている第１及び第２の端を有しており、
前記円筒形の内側コイル支持体（２７）は、前記第１及び第２の端フランジの前記第１の環状の溝にそれぞれ挿入されている第１及び第２の端を有してており、
ラッチ（３０）が、ねじ山の付いた締め金具（４４）によって前記第１の端フランジ（２４）に取り付けられており、該ラッチ（３０）は突出部を有しており、該突出部は、前記内側コイル支持体の一部に当接し、前記第１の端フランジから離れる方向への前記内側コイル支持体の軸方向の変位を阻止する、
マグネット・アセンブリ。
【請求項２】
対向している第１及び第２の端フランジ（２４）と、該第１及び第２の端フランジにそれぞれ接続されている第１及び第２の端を有している外側の円筒形の壁（２０）と、前記第１及び第２の端フランジにそれぞれ接続されている第１及び第２の端とを有している内側の円筒形の壁（２２）であって、前記外側の円筒形の壁により取り囲まれている内側の円筒形の壁（２２）とを含んでいる容器と、
該容器内に収納されている第１のマグネット・コイル用の円筒形の内側コイル支持体（２７）と、
前記容器内に収納されている、第２のマグネット・コイル用の円筒形の外側コイル支持体（２９）と、
を備えた超伝導マグネット用マグネット・アセンブリであって、
前記外側コイル支持体（２９）は、外側表面に形成されている第１の円周状の溝を有しており、
前記内側コイル支持体（２７）は、外側表面に形成されている第１の円周状の溝を有しており、
前記内側コイル支持体に支持された第１のマグネット・コイルは、前記内側コイル支持体の前記第１の円周状の溝に配置され、前記内側コイル支持体に直接巻かれた主マグネット・コイル（３６ａ，ｂ，ｃ）であり、
前記外側コイル支持体に支持された第２のマグネット・コイルは、前記外側コイル支持体の前記第１の円周状の溝に配置され、前記外側コイル支持体に直接巻かれたバッキング・マグネット・コイル（３８）であり、
前記外側及び内側の円筒形の壁（２０、２２）は、第１の熱膨張係数を持つ第１の素材で作成されており、
前記外側及び内側コイル支持体（２７、２９）は、第２の熱膨張係数を持つ第２の素材で作成されており、
前記第２の熱膨張係数は前記第１の熱膨張係数よりも小さく、
前記第１及び第２の端フランジの各々は、内面に形成されている同心状の第１及び第２の環状の溝を有しており、該第１の環状の溝は該第２の環状の溝の半径よりも小さい半径を有しており、
前記円筒形の外側コイル支持体（２９）は、前記第１及び第２の端フランジの前記第２の環状の溝にそれぞれ挿入されている第１及び第２の端を有しており、
前記円筒形の内側コイル支持体（２７）は、前記第１及び第２の端フランジの前記第１の環状の溝にそれぞれ挿入されている第１及び第２の端を有しており、
第１のキー（３４）が、前記第１の端フランジ（２４）に溶接（Ｗ３）されており、該第１のキーは突出部を有しており、該突出部は、前記外側コイル支持体の一部に形成された中孔（４６）に嵌まり、前記第１の端フランジから離れる方向への前記外側コイル支持体の軸方向の変位を阻止する、
マグネット・アセンブリ。
【請求項３】
対向している第１及び第２の端フランジ（２４）と、該第１及び第２の端フランジにそれぞれ接続されている第１及び第２の端を有している外側の円筒形の壁（２０）と、前記第１及び第２の端フランジにそれぞれ接続されている第１及び第２の端とを有している内側の円筒形の壁（２２）であって、前記外側の円筒形の壁により取り囲まれている内側の円筒形の壁（２２）とを含んでいる容器と、
該容器内に収納されている第１のマグネット・コイル用の円筒形の内側コイル支持体（２７）と、
前記容器内に収納されている、第２のマグネット・コイル用の円筒形の外側コイル支持体（２９）と、
を備えた超伝導マグネット用マグネット・アセンブリであって、
前記外側コイル支持体（２９）は、外側表面に形成されている第１の円周状の溝を有しており、
前記内側コイル支持体（２７）は、外側表面に形成されている第１の円周状の溝を有しており、
前記内側コイル支持体に支持された第１のマグネット・コイルは、前記内側コイル支持体の前記第１の円周状の溝に配置され、前記内側コイル支持体に直接巻かれた主マグネット・コイル（３６ａ，ｂ，ｃ）であり、
前記外側コイル支持体に支持された第２のマグネット・コイルは、前記外側コイル支持体の前記第１の円周状の溝に配置され、前記外側コイル支持体に直接巻かれたバッキング・マグネット・コイル（３８）であり、
前記外側及び内側の円筒形の壁（２０、２２）は、第１の熱膨張係数を持つ第１の素材で作成されており、
前記外側及び内側コイル支持体（２７、２９）は、第２の熱膨張係数を持つ第２の素材で作成されており、
前記第２の熱膨張係数は前記第１の熱膨張係数よりも小さく、
前記第１及び第２の端フランジの各々は、内面に形成されている同心状の第１及び第２の環状の溝を有しており、該第１の環状の溝は該第２の環状の溝の半径よりも小さい半径を有しており、
前記円筒形の外側コイル支持体（２９）は、前記第１及び第２の端フランジの前記第２の環状の溝にそれぞれ挿入されている第１及び第２の端を有しており、
前記円筒形の内側コイル支持体（２７）は、前記第１及び第２の端フランジの前記第１の環状の溝にそれぞれ挿入されている第１及び第２の端を有しており、
第２のキー（３２）が、ねじ山の付いた第１及び第２の締め金具（４２）によって、前記第１の端フランジ２４に取り付けられおり、該第２のキーの一端が、前記内側コイル支持体に形成されている溝（４８）と噛み合い、前記第２のキーの他端は、前記外側コイル支持体に形成されている溝（５０）と噛み合い、前記第１及び第２のマグネット・コイルの相対的な円周方向の変位を防止する、
マグネット・アセンブリ。
【請求項４】
前記外側コイル支持体（２９）は、外側表面に形成されている第２の円周状の溝を有しており、前記内側コイル支持体（２７）は、外側表面に形成されている第２の円周状の溝を有しており、更なる主マグネット・コイルが、前記内側コイル支持体の前記第２の円周状の溝に配置され、更なるバッキング・マグネット・コイルが、前記外側コイル支持体の前記第２の円周状の溝に配置されている請求項１ないし３の何れかに記載のマグネット・アセンブリ。
【請求項５】
前記外側の円筒形の壁の前記第１及び第２の端は、前記第１及び第２の端フランジの前記半径方向外側の周囲にそれぞれ溶接（Ｗ１）されており、前記内側の円筒形の壁の前記第１及び第２の端は、前記第１及び第２の端フランジの前記半径方向内側の周囲にそれぞれ溶接（Ｗ２）されている請求項１ないし３の何れかに記載のマグネット・アセンブリ。
【請求項６】
前記第１の材料は、金属合金であり、前記第２の材料は、強化エポキシ樹脂である請求項１乃５のいずれかに記載のマグネット・アセンブリ。
【請求項７】
前記金属合金は、アルミニウム合金であり、前記強化エポキシ樹脂は、ガラス繊維で強化されている請求項６に記載のマグネット・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、超伝導マグネットのための支持構造に関する。更に詳しく述べると、本発明は、能動マグネット・シールド・システムのマグネット・コイルを支持する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、コイル付きマグネットは、ある特性を有している線で巻かれていれば、極めて低温の環境に入れることにより、例えば低温保持装置（クライオスタット）、又は液体ヘリウム等の冷凍剤を収容している圧力容器に封入することにより、超伝導性にすることができる。極度の低温によって、マグネット・コイルの抵抗が無視できるレベルまで小さくなる。最初（ある期間の間、例えば１０分間）、コイルに電源を接続してコイルに電流を導入すると、電源を除去した後も無視できる抵抗のために、コイルに電流が流れ続ける。これにより、磁界が維持される。超伝導マグネットは、磁気共鳴イメージング（（magnetic resonance imaging）以後、「ＭＲＩ」と表す。）の分野で広範な用途がある。
【０００３】
近代的なＭＲＩシステムでは、大きなイメージング体積内に高強度の一様な磁界、例えば直径が４０〜５０ｃｍの球形体積にわたって不均一度が１００万分の２、３である磁界が必要とされる。ＭＲＩの信号対雑音比は、イメージング領域における磁界の強さに比例する。高品質の画像を得るために、ＭＲＩのための磁界の強さは通常、０．５Ｔよりも大きく、２Ｔ又は３Ｔ以下でなければならない。他方、このような大きな寸法のマグネットの環境の影響を最小限にするために、このようなマグネットによって発生される漂遊磁界を小さな体積に制限しなければならない。例えば、ＭＲＩシステムは病院に据え付けられることが多く、病院ではＭＲＩシステムの位置を種々の電子装置及び外来の磁界が取り囲んでいるので、装置はＭＲＩの磁界から隔離されていなければならないと共に、ＭＲＩシステムは、周囲の磁界からシールドされていなければならない。一般に、ＭＲＩマグネットの５ガウスの線は、半径方向に約２．５ｍ、及び軸方向に４．０ｍを超えることはできない。前述の設計目標に適合するために、能動（アクティブ）シールド超伝導マグネット技術が開発されてきた。
【０００４】
典型的な能動シールド・マグネットは、２組（セット）の超伝導コイルで構成されている。内側のコイル・セットは通常、主マグネット・コイルと呼ばれており、イメージング体積内に大きさの大きな一様な磁界を発生する。主マグネット・コイルに対する従来の支持構造は、円筒形のアルミニウムのドラムである。主コイルはステンレス鋼ボビンの周りに別々に巻かれており、ドラムに機械加工された溝内に配置されていると共に、ドラムの内側に沿って軸方向に間隔を置いて配置されている。もう１つのセットの外側マグネット・コイルは通常、バッキング・コイルと呼ばれており、主コイルから間隔を置いて配置されていると共に主コイルを取り囲んでおり、ドラムに固定された構造によって支持されている。マグネットの外側の漂遊磁界を相殺するように、主コイルが通す電流の方向と反対の方向に、バッキング・コイルは電流を通す。これは、能動（アクティブ）マグネット・シールドと呼ばれる。
【０００５】
しかしながら、マグネットを励磁する、即ちマグネットを磁界まで上げるプロセスで、そしてコイルを超伝導温度まで冷却する際に、コイルはかなりの熱的及び電磁的な負荷を受ける。その結果、能動マグネット・シールドは構造的な支持の点で困難な問題を生じる。受動シールドされたシステムと比べて、能動シールドされたマグネットを使用する主な理由は、受動シールドされたシステムでは、マグネットの周りに大量の磁気材料、例えば鉄が必要とされるので、システムの重量及び体積が共にかなり大きくなるからである。バッキング・コイルを使用して重量及び体積を最小にし、こうして能動磁気シールドの目的を実現するためには、バッキング・コイル用の支持構造が比較的軽量であり、しかもＭＲＩシステムの励磁及び動作の間にそれに加わるかなりの磁気的及び熱的負荷に耐えることが重要である。又、ＭＲＩの初期動作又は冷却の間のかなりの熱負荷にかかわらず、且つ励磁及び動作の間に発生する電磁負荷にかかわらず、バッキング・コイルが綿密な位置の正確さを維持することも重要である。その結果、互いに相容れない熱的、磁気的及び機械的な考慮及び要因があり、これらの釣り合いと妥協とを図ることにより、許容可能なバッキング・コイル・アセンブリを得なければならない。
【０００６】
従って、従来の能動シールド・マグネットは、構造が非常に複雑であり、製造費が高かった。公知の能動シールド・マグネットの一例が、米国特許第５、２３７、３００号に記載されている。本明細書の図１に示すその構成によれば、複数の主マグネット・コイル４ａ〜４ｆが大きさの大きな非常に一様な磁界を発生する。主コイルは、機械加工されたポケット、即ち溝内の円筒形のドラム２によって支持されている。ドラム２は典型的には、アルミニウム合金で作成されている。一対のバッキング・コイル１０ａ及び１０ｂがドラム２の部分及び主マグネット・コイル４ａ−４ｆを同心状に取り囲んでいる。バッキング・コイルは、主マグネット・コイルが電流を通す方向と反対の方向に電流を通す。これにより、ＭＲＩシステムの外側の領域で磁界が相殺される。バッキング・コイルは、バッキング・コイル支持シリンダ又はバンド６及び８によってそれぞれ支持されている。バッキング・コイルに対する支持体は、複数の支柱（ストラット）又はプレート１２を含んでおり、これらの支柱又はプレート１２は、ドラム２から、即ちドラムの周りのバンド１６からバッキング・コイル支持シリンダ６及び８へと斜め外側に伸びている。バッキング・コイル支持シリンダ相互の間に軸方向に、スペーシング・ロッド１４が伸びている。
【０００７】
【発明の概要】
本発明は、改善された能動シールドされた超伝導マグネットであり、この超伝導マグネットでは、ガラス繊維強化エポキシ樹脂で作成された円筒形のコイル支持体構造の外周表面に、主コイルが直接巻かれている。同様に、ガラス繊維強化エポキシ樹脂で作成されていると共に、主コイル支持体構造の直径よりも大きい直径を有しているもう１つの円筒形のコイル支持体構造の外周表面に、バッキング・コイルが直接巻かれている。数層のアルミニウム・オーバラップ・テープが主コイル巻線及びバッキング・コイル巻線の上面上に巻かれており、マグネットの励磁の間のコイルの半径方向外側への変位を抑制する。
【０００８】
本発明の好ましい一実施例によれば、ヘリウム容器の対向端に配置されている一対のフランジを介して、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジは、固定された同心関係に保持されている。主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジの製造の間に、それぞれのコイル支持体構造の外径が高精度で機械加工される。又、ヘリウム容器の各々の端フランジの内側表面に、２つの同心状の溝が機械加工で形成されている。これらの２つの溝のそれぞれの直径は、室温で主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジがこれらの溝に滑らかに滑り込めるように、主コイル支持体構造及びバッキング・コイル支持体構造の外径と合うよう精密に機械加工されている。
【０００９】
ヘリウム容器はアルミニウム合金で作成されており、その熱膨張係数は、繊維強化エポキシ樹脂のコイル支持体構造の熱膨張係数よりも大きい。ヘリウム容器を液体ヘリウムで満たすと、ヘリウム容器の端フランジは、アルミニウム合金と繊維強化エポキシ樹脂の材料との収縮差により、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジを所定量の締めしろ（インタフェアレンス）でしっかりと保持している。これにより、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジに対する機械的支持が行われるのみでなく、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジの半径方向の相対的位置が完全に固定されるので、これらのカートリッジは、確実に同心関係となる。
【００１０】
同じ動作原理を用いて、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジの軸方向の相対的位置が固定される。ヘリウム容器の端フランジ上の溝の深さについても精密に機械加工される。マグネットの組み立て中に、ヘリウム容器の一方の端フランジが先ず、平らなプラットホームの上に配置される。次に、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジの各々は、フランジの溝に垂直に挿入されて配置された後に、一組のキーによって固定される。次に、ヘリウム容器の内側及び外側のシリンダ、並びに他方の端フランジが一緒に組み立てられて、溶接される。ヘリウム容器及びマグネット・アセンブリの冷却後に、アルミニウム合金のヘリウム容器と繊維強化エポキシ樹脂コイル支持体構造との間の軸方向の収縮差により、ヘリウム容器の端フランジとコイル支持体構造との間の軸方向のどの間隙も閉じて、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジが堅固に支持される。
【００１１】
次に、ヘリウム容器／マグネット・アセンブリが、磁気共鳴画像作成のための周辺装置を取り付けた典型的な低温真空エンクロージャ内に据え付けられる。
【００１２】
【実施例】
図２に示すように、本発明の好ましい実施例によるマグネット・アセンブリは、液体ヘリウム等の冷凍剤で満たされた漏れの無い容器（以後、「ヘリウム容器」と呼ぶ。）を含んでいる。ヘリウム容器は、互いに平行で対向した一対の端フランジ２４を含んでいる。図面には、１つの端フランジ２４のみが示されている。各々の端フランジは環状のプレートであり、アルミニウム合金で作成されていることが好ましい。ヘリウム容器は更に、外側の円筒形の壁２０と、内側の円筒形の壁２２とを含んでおり、外側及び内側の円筒形の壁２０及び２２も、アルミニウム合金で作成されている。壁２０及び２２は互いに同心状であり、壁２０の半径は壁２２の半径よりも大きい。図３に示すように、壁２０の両端は、端フランジ２４の外周にそれぞれ溶接（溶接Ｗ１）されているが、壁２２の両端は、端フランジの内周にそれぞれ溶接（溶接Ｗ２）されている。最終的に封入され、溶接されたアセンブリは、全体的に円環状（ドーナツ形状）を有している。
【００１３】
本発明の好ましい実施例によれば、ヘリウム容器は、主コイル・カートリッジ２６と、バッキング・コイル・カートリッジ２８とを収納している（図２を参照）。両方のカートリッジとも全体的に円筒形であり、カートリッジ２８の半径は、カートリッジ２６の半径よりも大きい。主コイル・カートリッジ２６は内周表面を有しており、その半径は、ヘリウム容器の内側の円筒形の壁２２の外周表面の半径よりも大きい。同様に、バッキング・コイル・カートリッジ２８は外周表面を有しており、その半径は、ヘリウム容器の外側の円筒形の壁２０の内周表面の半径よりも小さい。
【００１４】
図３に示すように、主コイル・カートリッジ２６は、主マグネット・コイル支持体２７と、複数（典型的には、６つ又はそれ以上）の主マグネット・コイルとを含んでいる。主マグネット・コイルは、主マグネット・コイル支持体２７の外周表面に形成されている環状の溝内に配置されている。図３には、それらの主マグネット・コイルのうちの３つのみが参照番号３６ａ、３６ｂ及び３６ｃで示されている。主マグネット・コイルは、指定された引っ張り（典型的には、３０〜６０ポンド）でコイル支持体２７の上に直接巻かれている。同様に、バッキング・コイル・カートリッジ２８は、バッキング・マグネット・コイル支持体２９と、複数（典型的には、２つ又はそれ以上）のバッキング・マグネット・コイルとを含んでいる。バッキング・マグネット・コイルは、バッキング・マグネット・コイル支持体２９の外周表面に形成されている環状の溝内に配置されている。図３には、それらのバッキング・マグネット・コイルのうちの１つのみが参照番号３８で示されている。バッキング・マグネット・コイルは、同じ指定された引っ張りでコイル支持体２９の上に直接巻かれている。コイル支持体構造２７及び２９は共に、ガラス繊維強化エポキシ樹脂で作成されている。数層（典型的には、４層から８層）のアルミニウム・オーバラップ・テープが、主コイル巻線及びバッキング・コイル巻線の上面上に巻かれており、マグネットの励磁の間のコイルの半径方向外側への変位を抑制する。
【００１５】
コイル支持体２７及び２９は、ヘリウム容器の両端に配置されている端フランジ２４によって、固定された同心関係に保持されている。主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジの製造の間に、それぞれのコイル支持体２７及び２９の外径は高精度に機械加工される。又、ヘリウム容器の各々の端フランジ２４の内側表面に、同心状の２つの溝が機械加工で形成される。これらの２つの溝のそれぞれの直径は、室温で主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジがこれらの溝に滑らかに滑り込めるように、主コイル支持体２７及びバッキング・コイル支持体２９の外径と合うよう精密に機械加工される。主マグネット・コイル支持体２７の両端は、それぞれの端フランジ２４に形成されている環状の溝であって、半径が小さい方の環状の溝に挿入される。バッキング・マグネット・コイル支持体２９の両端は、それぞれの端フランジに形成されている環状の溝であって、半径が大きい方の環状の溝に挿入される。図３では、一方の端フランジについてのみ示されている。
【００１６】
ヘリウム容器はアルミニウム合金で作成されており、その熱膨張係数は、繊維強化エポキシ樹脂のコイル支持体構造の熱膨張係数よりも大きい。ヘリウム容器を液体ヘリウムで満たすと、ヘリウム容器及びその内部のマグネット・カートリッジの温度が低下するので、それぞれの材料が収縮する。アルミニウム合金とガラス繊維強化エポキシ樹脂との収縮差により、ヘリウム容器はコイル支持体よりも大きく収縮する。この熱収縮の差の１つの結果として、ヘリウム容器の各々の端フランジ２４は、主コイル・カートリッジ２６及びバッキング・コイル・カートリッジ２８を所定量の締めしろでしっかりと保持する。これにより、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジに対する機械的支持が行われると共に、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジの半径方向の相対的位置が固定されて、これらのカートリッジは、確実に同心関係となる。
【００１７】
この熱収縮の差のもう１つの結果として、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジの軸方向の相対的位置が固定される。ヘリウム容器の端フランジの製造中に、各々の端フランジ２４上の環状の溝の深さについて精密に機械加工される。マグネットの製造中に、ヘリウム容器の一方の端フランジはプラットホームの上に平らに配置される。次に、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジの各々は、それぞれの環状の溝に垂直に挿入され、コイル支持体の挿入端の半径方向の端面が端フランジ内の環状の溝の下部壁上に位置する。次に、図２に示すように、主マグネット・コイル・カートリッジ２６の外周の回りに複数のラッチ３０を据え付けることにより、主マグネット・コイル・カートリッジ２６は端フランジ２４に固定される。
【００１８】
図５に示すように、各々のラッチ３０は、ねじ山の付いた締め金具４４によって端フランジ２４に取り付けられている。ラッチ３０は突出部を有しており、この突出部は、締め金具４４を十分に締めると、リップ２７ａに当接する。従って、その位置で突出部は、端フランジから離れる方向への内側コイル支持体２７の軸方向の変位を阻止する。外周の回りに間隔を置いて複数のラッチ３０を据え付けること（図２を参照）により、主マグネット・コイル・カートリッジ２６は端フランジ２４に対する軸方向の変位に対して固定されると共に、後続の組み立て手順の間に、容器の中心線に対するカートリッジ２６の片揺れ（ヨーイング）が防止される。
【００１９】
バッキング・マグネット・コイル・カートリッジ２８は、図４の側面図に示されたＴ字形のキー３４によって、端フランジ２４に対して軸方向に保持されている。端フランジと向かい合っているキー・ヘッドの側面は、面取り部を有している。この面取り部は、キー３４と端フランジ２４とを接合する溶接Ｗ３を形成するように溶接材料で満たされている溶接溝の画定している。キー３４のシャフトは、バッキング・マグネット・コイル支持体２８に機械加工された円形断面の半径方向の中孔４６にきちんと嵌まる。従って、キー３４を端フランジ２４に溶接したときに、端フランジ２４から離れる方向への外側コイル支持体２９の軸方向の変位がその位置で阻止される。外周の回りに間隔を置いて複数のラッチ３０を据え付けること（図２を参照）により、バッキング・マグネット・コイル・カートリッジ２８は端フランジ２４に対する軸方向の変位に対して固定されると共に、後続の組み立て手順の間に、容器の中心線に対するカートリッジ２８の片揺れが防止される。
【００２０】
図２に示すように、一対のバー形状のキー３２を据え付けることにより、マグネット・コイル・カートリッジ２６及び２８の相対的な円周方向の変位が防止される。ねじ山の付いた一対の締め金具４２（図４を参照）によって、各々のキー３２は端フランジ２４に取り付けられている。キー３２には、半径方向の丸いスロット５２が設けられており、締め金具４２のシャフトはスロット５２を通過している。据え付けられた位置で、キー３２の一端は、内側コイル支持体２７のリップ２７ａに形成されている軸方向の溝４８と噛み合っている。キー３２の他端は、端フランジ内の半径方向外側の環状の溝と接触している外側コイル支持体２９の端面に形成されている半径方向の溝５０と噛み合っている。
【００２１】
カートリッジ２６及び２８が端フランジ２４に固定された後に、ヘリウム容器の内側の円筒形の壁２２、外側の円筒形の壁２０、及び他方の端フランジが一緒に組み立てられて、溶接される。ヘリウム容器及びマグネット・アセンブリの冷却後に、アルミニウム合金のヘリウム容器と繊維強化エポキシ樹脂コイル支持体との間の軸方向の収縮差により、ヘリウム容器の端フランジとコイル支持体との間の軸方向のどの間隙も閉じ、主コイル・カートリッジ及びバッキング・コイル・カートリッジは堅固に支持される。
【００２２】
説明のため、本発明の好ましい実施例を開示してきた。本発明の広い概念から逸脱しない変更及び変形は、能動シールドされた超伝導マグネットの設計の当業者はに容易に考え付き得る。このような変更及び変形をすべて包含するように、特許請求の範囲は記述されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の能動シールドされた超伝導マグネット・アセンブリの概略側断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施例によるヘリウム容器／マグネット・アセンブリの概略内部端図である。
【図３】図２に示すヘリウム容器／マグネット・アセンブリの、線３−３に沿って断面を見たときの概略部分断面図である。
【図４】図２に示すヘリウム容器／マグネット・アセンブリの、線４−４に沿って断面を見たときの概略部分断面図である。
【図５】図２に示すヘリウム容器／マグネット・アセンブリの、線５−５に沿って断面を見たときの概略部分断面図である。
【符号の説明】
２０  ヘリウム容器の外側の円筒形の壁
２２  ヘリウム容器の内側の円筒形の壁
２４  一対の端フランジ
２７  主マグネット・コイル支持体
２９  バッキング・マグネット・コイル支持体
３６ａ  主マグネット・コイル
３８  バッキング・マグネット・コイル
Ｗ１、Ｗ２  溶接
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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