(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライオスタット（１）内に上下２段に配設される超電導コイル（Ｃ）、（Ｃ’）間に複数の同心リングと、一体もの扇型スペーサを設置してギャップ部（Ｇ）を形成し、該ギャップ部（Ｇ）に中性子線等のビーム（Ｂ）を透過させるスプリット型超電導マグネット装置において、同心リングと一体もの扇型スペーサの形状に関して、一体もの扇型スペーサ（１１）の両側面にＣ型リング（１０１）、（１０２）、・・の両端部が当接していることを特徴とするスプリットペア型超電導マグネット装置。
【請求項２】
前記Ｃ型リング（１０１）、（１０２）、・・はそれぞれ上下端面部の厚みを胴部より厚くし断面形状をＩ型に形成していることを特徴とする請求項１記載のスプリットペア型超電導マグネット装置。
【請求項３】
前記Ｃ型リング（１０１）、（１０２）、・・の各リングの上下端面部は上段コイル巻枠の下側フランジ（Ｆ１）、（Ｆ２）、・・・の各下面に設けた凹溝と下段コイル巻枠の上側フランジ（Ｆ１’）、（Ｆ２’）、・・に設けた凹溝に嵌入されていることを特徴とする請求項２記載のスプリットペア型超電導マグネット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下２段に配設した超電導コイル間のギャップ部にＸ線や中性子線などを透過させるためのスプリットペア型超電導マグネット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からスプリットペア型超電導マグネット装置は、特開平１１−３１２６０６号公報に開示されているように公知である。
上記公報に開示された装置では図５に示すように、上段側のハイブリッド型超電導コイルＣと下段側のハイブリッド型超電導コイルＣ’の各巻枠フランジ間に形成されるギャップ部Ｇ間に、中性子線入射用通孔と、超電導コイルＣ、Ｃ’間に電磁力を保持させる手段として、切欠部を有するアルミニウム製の同心リング１０1、１０2、１０3を設置し、前記リング１０1と１０2間及び１０2と１０3に それぞれ扇型アルミニウム製スペーサ１１1 、１１2を介在させることが開示さ れている。
【０００３】
しかしながら、上記のような構造では、半径方向に超電導コイルの分割数が増加した場合、超電導コイルの分割に対応してアルミニウム製リングの個数を増やすとアルミニウムリングの総肉厚を一定にするには各リングの肉厚は非常に薄いものとなるため、超電導コイル巻枠との組立が困難になるばかりでなく、巻枠のフランジとの接続部において不均一な応力が加わったときに破壊する恐れがある。
【０００４】
また、扇型のスペーサをコイルの分割数に対応して半径方向にコイルの数と同じ数に分割してアルミニウムリング間に配設する場合は、分割された各スペーサの寸法精度と組立精度を確保するために製作コストの高騰が避けられず、その上さらに、上記の構造では中性子線の入射孔を１箇所しか設けることができず、入射孔の増設を期待するユーザーの要望に対応できない等の問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題点を解決し、製作コストを低減するとともに中性子線等ビーム入射孔を任意の箇所に穿設できるスプリットペア型超電導マグネット装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
クライオスタット（１）内に上下２段に配設される超電導コイル（Ｃ）、（Ｃ’）間に複数の同心リングと、一体もの扇型スペーサを設置してギャップ部（Ｇ）を形成し、該ギャップ部（Ｇ）に中性子線等のビーム（Ｂ）を透過させるスプリット型超電導マグネット装置において、同心リングと一体もの扇型スペーサの形状に関して、一体もの扇型スペーサ（１１）の両側面にＣ型リング（１０１）、（１０２）、・・の両端部が当接していることを特徴とする。
【０００７】
Ｃ型リング１０1、１０2、・・はそれぞれ上下端面部の厚みを胴部より厚くし断面形状をＩ型に形成されておりＣ型リングの各リングの上下端面部は上段コイル巻枠の下側フランジＦ1、Ｆ2、・・の各下面に設けた凹溝と下段コイル巻枠の上側フランジＦ1’、Ｆ2’、・・に設けた凹溝に嵌入されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用されるスプリットペア型超電導マグネット装置の全体を示す説明図、図２は図１の部分拡大図である。スプリットペア型超電導コイルはＸ線や中性子線等のビームＢ透過用ギャップＧを形成させるように、上段コイルＣと下段コイルＣ’から構成されており（詳細構造は後述する。）、クライオスタット（真空冷却容器）１内に支持体２、２’を介して設置されている。
【０００９】
前記超電導コイルの冷却手段は特開平１１ー３１２６０６号公報に開示されているように公知の手段で冷却される。図示の例では、ハイブリッド型の上段コイルＣの各巻枠の冷却フランジＦ1、Ｆ2、Ｆ3、Ｆ4上面にボルト付された熱負荷フランジ３が伝熱板４を介してＧＭ冷凍機Ｒの２段ステージの冷却フランジに連結されており、ハイブリッド型の下段コイルＣ’の各巻枠の冷却フランジＦ1’、 Ｆ2’、Ｆ3’、Ｆ4’下面にボルト付された熱負荷フランジ３’を熱伝導体５を 介して前記熱負荷フランジ３に連結することによりコイルＣ、Ｃ’が超電導状態になるまで冷却される。
【００１０】
６は熱シールド板、６’は熱シールド円筒、７はクライオスタット１の中心部に貫通して設置されたアルミ筒体で、該筒体内は室温領域となっておりサンプルＳが設置される。８はクライオスタットの壁面に設けたビーム入射用の窓であり、該窓にはビームが中性子線のときはアルミニウム合金板を、Ｘ線のときはベリリュウム板で閉塞している。熱シールド板６にも上記同様のビーム入射用の窓９が設置されている。
【００１１】
１０1、１０2、１０3、１０4、１０5、はギャップＧ間に配設されるＣＦＲＰ またはアルミニウム合金製のＣ型リングであって、リングの材料はギャップに入射されるビームＢがＸ線のときはＣＦＲＰが、中性子線のときにはアルミニウム合金が選択される。
【００１２】
図３は図１のＡ−Ａ線断面図である。１１はギャップＧ間に設置されている扇型スペーサで、上段コイル巻枠の下側フランジＦ4と下段コイル巻枠の上側フラ ンジＦ4’にそれぞれ設けた位置決めピンやボルト等によりフランジに位置決め 固定されている。１３はコイル外周冷却板（図示せず）を上段コイル巻枠の下側フランジＦ4と下段コイル巻枠の上側フランジＦ4’に熱的に接続するための熱アンカーである。
【００１３】
前述のＣ型リング１０1、１０2、１０3、１０4、はそれぞれ上下端面部の厚みを胴部より厚くし断面形状をＩ型に形成し、各リングの上下端面部は上段コイル巻枠の下側フランジＦ1、Ｆ2、Ｆ3、Ｆ4の各下面に設けた凹溝と下段コイル巻枠の上側フランジＦ1’、Ｆ2’、Ｆ3’、Ｆ4’に設けた凹溝に嵌入されており、各リングの両端部は扇型スペーサの両側面に当接して固定されている。最外周のＣ型リング１０5は上段コイル巻枠の下側フランジＦ4および下段コイル巻枠の上側フランジＦ4’の端面にボルト付されている。
【００１４】
図４はギャップ部に設置されるＣ型リングとスペーサの説明図で（ａ）図は平面図、（ｂ）図は正面図である。各Ｃ型リングの胴部にはビーム入射孔１２が穿設されている。図示の例では中心角が９０の扇型スペーサの両側に入射孔を２箇所設けているが、スペーサの中心角は鋭角でも鈍角でも任意であり、入射孔の個数および設置箇所は任意に選択できる。
【００１５】
本発明ではＣ型リングの断面形状をＩ型にし、巻枠フランジの凹溝に嵌入される部分を厚肉にしているので該部分の機械的強度を増大させるとともに、ビームの通過する部分のみを薄肉としたことにより各リングの総肉厚を所定の肉厚以下に収めることが可能である。さらに、リングの巻枠フランジとの当接面を広くすることにより巻枠フランジへの取付け角度を９０度に正確に組み立てることが容易である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、ギャップ部に設置されるスペーサを従来のように複数個で構成することなく一体ものの扇型スペーサとしたことと、Ｃ型リングの断面形状をＩ型にし、各リングの上下端面部の肉厚部をコイル巻枠フランジの凹溝に嵌入し、リングの両側端部をスペーサの両側面に当接固定するようにしたためスプリットペア型超電導マグネットの高精度の組立を迅速容易にできるようになった。
【００１７】
さらに、本発明ではＣ型リングの断面形状をＩ型にしたことにより、巻枠フランジの凹溝に嵌入される部分が厚肉となり該部分の機械的強度を増大させるとともに、ビームの通過する部分のみを薄肉としたことにより各リングの総肉厚を所定の肉厚以下に収めることができるとともに、巻枠フランジへの取付け角度を９０度に正確に組立ることが容易であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるスプリットペア型超電導マグネット装置の全体を示す説明図。
【図２】図１の部分拡大図。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図４】本発明にかかる扇型スペーサとＣ型リングの説明図で（ａ）図は平面図、（ｂ）図は正面図。
【図５】従来のスプリットペア型超電導コイルの説明図で（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＸ−Ｘ断面図。
【符号の説明】
１          クライオスタット（真空冷却容器）
２、２’    支持体
３、３’    熱負荷フランジ
４          伝熱板
５          熱伝導体
６          熱シールド板
６’        熱シールド円筒
７          アルミ筒体
８、９      ビーム入射用窓
１０（１０1、１０2・・）      Ｃ型リング
１１        扇型スペーサ
１２        ビーム入射孔
１３        熱アンカー
Ｂ        ビーム
Ｃ        ハイブリッド型上段コイル
Ｃ’      ハイブリッド型下段コイル
Ｆ（Ｆ1、Ｆ2・・）          上段側コイル巻枠フランジ
Ｆ’（Ｆ1’、Ｆ2’・・）    下段側コイル巻枠フランジ
Ｇ        ギャップ部
Ｒ        ＧＭ冷凍機
Ｓ        サンプル
【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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