(57)【要約】    【課題】  単一のツールを利用して多数の巻型を製造可能とし、マグネットコイルの製造を簡単化すると共に、コストの低減を図る。    【解決手段】  巻かれたマグネットコイルを生産するための方法であって、  １）少なくとも１つの凹所（１８）を形成する凹所形成縁部（１６）パターンを具備する巻型を、（１ａ）前記凹所形成縁部パターンの逆パターンに形状適合する突出部（１２）パターンを備えたツール（１０）を生産する工程と、（１ｂ）前記ツールに押し当てて材料を成形し、巻型（１４）を形成する工程と、（１ｃ）前記ツールから前記巻型を引き離す工程を含む方法によって生産し、  ２）前記巻型の凹所（１８）に導線を巻き付けて樹脂含浸マグネットコイルを形成し、  ３）前記樹脂を硬化させ、  ４）前記樹脂の硬化後、前記巻型を除去するマグネットコイルの生産方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻かれたマグネットコイルを生産するための方法であって、
１）少なくとも１つの凹所（１８）を形成する凹所形成縁部（１６）パターンを具備する巻型を、
（１ａ）前記凹所形成縁部パターンの逆パターンに形状適合する突出部（１２）パターンを備えたツール（１０）を生産する工程と、
（１ｂ）前記ツールに押し当てて材料を成形し、巻型（１４）を形成する工程と、
（１ｃ）前記ツールから前記巻型を引き離す工程を含む
方法によって生産し、
２）前記巻型の凹所（１８）に導線を巻き付けて樹脂含浸マグネットコイルを形成し、
３）前記樹脂を硬化させ、
４）前記樹脂の硬化後、前記巻型を除去する
方法。
【請求項２】
前記巻型が、前記複数の樹脂含浸マグネットコイルが巻き付けられる対応する複数の凹所を含むことと、前記樹脂を、前記巻型を除去する前に硬化させることを特徴とする複数の巻かれたコイルを具備する巻線形マグネットを生産する請求項１記載の方法。
【請求項３】
工程（２）が、巻かれたコイルに硬化性樹脂を真空含浸する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
工程（２）がコイル巻線に樹脂コーティングを施した導線を利用する工程を含み、
工程（３）が得られたコイル構造を熱で硬化させる工程を含む
ことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
使用時に、導線が冷却されることで超伝導にされることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の方法。
【請求項６】
前記コイルに複合材料による外被を装着する工程が更に含まれることを特徴とする請求項１から５の１つに記載の方法。
【請求項７】
巻線形成縁部パターンを含む巻型に巻き付けられた超伝導線を具備する超伝導マグネットコイルを生産する請求項１から６の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁石、特に、例えば磁気共鳴画像診断（ＭＲＩ）システムに用いられるほぼ円筒形の超伝導マグネットを生産する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＭＲＩシステム用の超伝導マグネットは、導線に精密位置決めを施すための凹所を形成し、正確に機械加工された成形ツールに超伝導線を巻き付けることで生産される。更に、巻かれたコイルには、剛性構造にするため樹脂を真空含浸させ得る。
【０００３】
或いは湿式巻線プロセスも利用でき、この場合、樹脂コーティングを施した導線を成形ツールに巻き付けるコイルとして用い、生じるコイル構造が熱で硬化させられる。
【０００４】
場合によっては、コイルが動作中に強い力を受けると、成形ツールが所定位置に留まって、コイルに構造的支持を施すことが必要になる。ただし、必ずしもこうなると限ったわけではなく、多くの状況では、樹脂含浸コイル構造は十分に自己支持できるので、正確に機械加工された成形ツールを取り外して、再利用することが可能になる。
【０００５】
しかしながら、何れにせよ、各成形ツールは、永久的に又は巻き付けの開始段階から樹脂の最終硬化に迄及ぶ少なくともかなりの時間にわたって、取り付けられた単一コイルに係合したま迄あるため、超伝導マグネットの大量生産に関し困難が生じる。従って、大量生産につながる速度でマグネットを生産すべき場合には、正確に機械加工された多数の成形ツールが必要になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらはコストのかかる厳しい要件であるが、本発明の目的はこうした困難を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
１）少なくとも１つの凹所（１８）を形成する凹所形成縁部（１６）パターンを具備する巻型を、
（１ａ）前記凹所形成縁部パターンの逆パターンに形状適合する突出部（１２）パターンを備えたツール（１０）を生産する工程と、
（１ｂ）前記ツールに押し当てて材料を成形し、巻型（１４）を形成する工程と、
（１ｃ）前記ツールから前記巻型を引き離す工程を含む
方法によって生産し、
２）前記巻型の凹所（１８）に導線を巻き付けて樹脂含浸マグネットコイルを形成し、
３）前記樹脂を硬化させ、
４）前記樹脂の硬化後、前記巻型を除去する
マグネットコイルの生産方法を提供する。
【０００８】
本発明は、複数の巻かれたコイルを含む巻線形マグネットの生産方法も提供するが、この場合、巻型には複数の樹脂含浸マグネットコイルが巻き付けられる対応する複数の凹所が含まれており、樹脂は巻型を除去する前に硬化させられる。
【０００９】
工程（２）は、巻かれたコイルに硬化性樹脂を真空含浸する工程を含み得る。代わりに工程（２）が、樹脂コーティングを施した導線をコイル巻線に利用する工程を含んでいてもよく、工程（３）は、得られたコイル構造を熱で硬化させる工程を含み得る。
【００１０】
使用時、導線は適正な温度迄冷却することで超伝導にすることが可能である。
【００１１】
コイルに、複合材料による外被を装着することもできる。
【００１２】
本発明を利用して、単一の正確に機械加工されたツールから多数の巻型を生産することが可能であり、その結果、超伝導マグネットの大量生産が促進され、より経済的になる。
【００１３】
次に、本発明を明確に理解し、容易に実行に移し得るように、単なる例証として、図１を参照して、その実施形態の１つについて述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１の（ａ）は巻型１４の製造を例示し、図１の（ｂ）は本発明の方法における工程に従って巻型１４に形成されるコイルアセンブリ２０、２２を例示している。図１は、円筒形巻型１４の軸に沿った半断面図に相当する。全ての部分が軸Ａ−Ａに対し回転対称をなすが、巻型１４の軸方向の内面は図示のように不規則のままにしておくこともできる。
【００１５】
図１の（ａ）を参照するに、ツール１０は、表面１２にコイル形成構造の所望の表面の逆形状をもたらすべく、高精度の機械加工を施され、突出部を形成している。成形及び鋳造技術で周知の如く、この際にセラミック材料である適合媒体を逆表面１２に押し当てて成形することで、図１の（ｂ）に示す如く、例えば２０で示す所望のマグネットコイルを製作するために導線が巻き付けられる凹所又は凹所１８を形成する縁部１６を含む所望のコイル形成構造を持つ巻型１４が製作できる。超伝導線を利用し、適正な温度迄冷却することで、得られるコイルを使用時に超伝導状態となし得るようにすると望ましい。
【００１６】
実施形態に応じ、こうして巻かれたコイル２０に硬化性樹脂材料が真空含浸される。その後で独立した自立形コイル又は巻線によって互いに結合されたコイルを残して、巻型１４を壊して除去することができる。コイル２０には、ガラス繊維強化プラスチックのような複合材料による外被２２を装着してもよい。
【００１７】
含浸樹脂が硬化した後で、巻型１４を壊して、除去することが可能になる。
【００１８】
本発明の態様の１つによれば、単一の正確に機械加工したツール１０を用い、多くの巻型１４を生産できる。これは、各々正確に機械加工した多数の巻型の生産に比べ、資本投資の大幅な削減をもたらす。顧客への発送時、正確に機械加工された巻型をコイルの支持位置についた状態のままにしておかない故、供給するコイルのコストが低下する。
【００１９】
本発明を、安定したコイル構造を形成するためのコイルの真空含浸に関連して説明したが、本発明は、湿式巻線プロセスにも適用可能であり、その場合、樹脂コーティングを施された導線がコイル巻線に利用され、結果生じるコイル構造は熱で硬化される。
【００２０】
また本発明を、円筒形電磁石、特に現在のＭＲＩシステムにおいて一般的な円筒形超伝導電磁石に関連して説明した。しかし本発明は、非超伝導マグネットの生産にも、また例えば非対称巻型を用いるため非円筒形マグネットにも適用可能である。この種の巻型は、円筒形巻型よりも正確に生産するのが一層困難になる可能性があるので、先行技術におけるように多数の正確に機械加工された巻型ではなく、本発明による単一の正確に機械加工されたツールだけを設けることの潜在的な利点がとりわけ重要になる可能性がある。
【００２１】
いずれにせよ、単一の正確に機械加工されたツール１０を用いて多数のマグネット巻型を製作する方法によって、超伝導マグネットの経済的な大量生産が促進される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】巻型の生産工程を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  ツール、１２  突出部、１４  巻型、１６  縁部、１８  凹所、２０  コイル、２２  外被
【図１】
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