Proceedings of the 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japanand the 29th Linear Accelerator Meeting in Japan (August 4 - 6, 2004, Funabashi Japan)

Development of a movable table for a bending magnet
with removable guides
T .ShibuyaA), I .ItoA), H .KudohA), N .NakamuraA), H .Sakai1,A), K .ShinoeA), H .TakakiA), T .TanakaA), T .Koseki B) , Y .Kobayashi C)
A)Synchrotron Radiation Laboratory, Institute for Solid State Physics, University of Tokyo (SRL-ISSP),5-1-5 Kashiwanoha , Kashiwa-shi, Chiba, 277-8581, JapanB)
The Institute of Physical and Chemical Research (RIKEN), 2-1, Hirosawa, Wako-shi, Saitama, 351-0198, JapanC)
High Energy Accelerator Research Organization (KEK), 1-1 Oho Tsukuba-shi, Ibaraki, 305-0801, JapanAbstract
We develop the movable table for a bending magnet with removable guides. This table has two parallel rails in orderto move the bending magnet smoothly and set it precisely. Especially this table has two removable expanded rail guides.
Removing this expanded rail guides allow us to make more enough spaces, for example, to install another insertion
devices. We measure the reliability of setting this table by moving this table along the rails. And we found thisreliability is less than ±3μm. We also measure the long-term stability of this table setting.

脱着ガイドを用いた可動式偏向電磁石用架台の開発
１．はじめにいる [1] 。偏向電磁石は、1050mm×760mmの定盤に載せられ、横方向につけられた８本のねじにより微調整が可能となっている。また、定盤はＭ３０の３本のねじにより上下方向の微調整が可能になっている。

第三世代型放射光源、及び他の低エミッタンスを目指すリングでは、電磁石間が非常に密接した距離となっている。また、最近の小型放射光源リングにおいても、空間スペースをできるだけ削るため、同様に電磁石同士が狭く設計される傾向がある。このように、これから新しく光源加速器を設計する際には、真空チェンバーと電磁石の取り合いが非常に複雑で厳しいことになるため、建設時の初期インストールのみならず、取はずしやその後の再インストールまで考慮しておかなければならない。特に光取り出しのポートを多数設けるほど、その取り合いは余計に複雑となる。従来、このような複雑な取り合い下では、偏向電磁石を半割にすることで真空チャンバーのインストールを行うことが多いが、安定した光源を目指すためには、半割りによる偏向電磁石の磁場精度の劣化を避けることがより望ましい。
さらに、半割することが無ければ、大掛かりのク
図１．架台の全体図。右はビーム方向から、左はレーン等も必要でなくなるため、建設コストの低減
ビーム方向に対して垂直な方向（リング内側）からにつながる。本架台は、偏向電磁石を水平に移動させることで、チャンバーのインストール作業及び見た図である。
チャンバー変更作業の簡便化を図り、偏向電磁石の半割りを行わずに真空チャンバーのインストールが架台の横移動は、レールにより行われる。レール可能となるように設計したものである。以下、本架は左右２本平行に設置され、リング内側方向に台の基本設計及び性能評価について述べる。
350mmのストロークを持つ。このようなレールを用いた偏向電磁石架台は核理研のSTBリングにて採用されているが、本架台ではレールガイドの出っ張り２．架台の基本設計部分であるレールガイド部分を図１に示すように脱図１に架台の設計図を示す。本設計は、極紫外・着可能にしたものを考案した。その理由は、極紫軟Ｘ線高輝度光源計画（Super SOR計画）における外・軟Ｘ線高輝度光源計画におけるリング建設後、モデル偏向電磁石を設置すること基本としている。
追加されうる挿入光源用の搬入通路を十分に確保で図１は、その偏向電磁石を載せた場合の図を示してきることを重視したためである。問題となるのはそ1

Corresponding author: hrsakai@issp.u-tokyo.ac.jp459

Proceedings of the 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japanand the 29th Linear Accelerator Meeting in Japan (August 4 - 6, 2004, Funabashi Japan)の脱着時のレールの位置再現性である。特にレールを用いたシステムであるため、ガイドと架台本体のレールの接合がスムーズに行われる必要がある。そのため、まずレールのローラにはＴＨＫ社のＬＭガイドＳＳＲを用いた[2]。このガイドでは100μm以下のずれ（ガタ）なら、内部のベアリングはガタを気にせずスムーズに動くことが保証されている。ガイドと本体のレール同士を100μm以内で再現して設置するため、ガイドの下面及び側面に50μm以下の精度での機械加工を施し、本体にガイドを置く同精度加工を施した受け皿を設け、設置時の位置再現性を確保させた。ちなみにガイドと架台本体の接面にも同様の機械加工を施してある。

止めされたアルミ板を媒介として、測定対象である偏向電磁石の側面２箇所及び下面１箇所の動きを読み取る [3] 。変位計１はレール方向（正面方向とする。）を、変位計２は側面の距離（側面方向とする）を、また変位計３は垂直方向を読み取る。それ
ぞれの測定精度は変位計１，２が0.2μm、変位計３が1.0μmである。レーザー変位計は図４に見られるように、電磁石の長期安定性の測定を行うため、白御影石による変位計用の台座に設置されている。

３． 架台の性能評価
3.1 セットアップ
レールガイドE

レールSN

偏向電磁石

W

図４変位計及び白御影石の台座。（写真）ア ルミ板

3.2 架台の位置再現性の評価
レーザ ー変位計3(下 から測定）

レーザー変 位計2
架台留めねじ白御影石
レーザ ー変位計1

図２．架台性能評価時のセットアップ。（鳥瞰図）まず、レールガイド脱着時の架台の位置再現性を調べた。架台留めねじを外し、架台のレールガイドを外した後、再度ガイドを取り付ける。その後、偏向電磁石をレールに沿ってレールガイド上を終端まで動かし、元に戻し、その時戻った時の位置を変位計１，２で読み取る。それを１０回行い、位置再現性のデータの取得を行った。ただし、留めねじの締め具合により位置再現性が異なることを避けるため、トルクレンチにてねじのトルクを変えながら締め込み具合の調整を行う。図５、図６、図７が測定結果である。図５はレーザー変位計１での測定データ、図６は変位計２でのデータ、図７は変位計３でのデータを表す。
-55

変位（μｍ）

12345678910-60-65-70

トルク200トルク250-75トルク300

図３：架台と電磁石の様子（写真）。右に見える２つの出っ張りがレールガイド部分である。

events

トルク350

図５：架台位置再現性測定（正面方向）
架台の性能評価のための測定のセットアップを図２に示す、また、図３にその架台と電磁石を乗せたときの写真を示す。今回用いた偏向電磁石は現デザインのものではなく、旧モデルのものである。重さは3.5tであり、レール上の上板とねじで固定されている。通常はこの上板とレール下の地面と接続している下板とは、レール最端の架台留めねじにて固定されている。ねじを外すことにより、レール上を偏向電磁石が動くことになる。架台の位置再現性測定にはレーザー変位計を用い、偏向電磁石に別途ねじ変位（μｍ）

3025トルク200トルク25020トルク300トルク350

15123456events

78910

図６：架台位置再現性測定（側面方向）
460

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変位(μｍ）-219

12345678910-220-221-222

トルク200-223

トルク250トルク300-224

トルク350-225
event

図７：架台位置再現性測定（垂直方向）に測定していた温度モニターの変化と追従しており、空調システムの断続的な温度変化によるものであることが、後で判明した。温度変化は２度くらいである。図８より、その変化は垂直方向で５μｍくらいと見受けられる。ただし、側面に関しては直接温度との相関は見受けられなく、３日で５μmのゆっくりとしたドリフトが見られた。この原因は今までの経験から日照による建屋の変形なども考えられる。
これらのデータから、温度変化のない夜中では、１μm以下で非常に安定していることが読み取れる。

3.4 チェンバーの引き出し
縦軸は変位を表し、横軸は回数を表す。トルクを200kgf・cmでまず締め込み、そこから更に250、300、 上記２つの測定のほかに、実用性を考慮し、チェ350と締め込んだ後、ねじを外す。従って、図５にンバー設置時における引き出し実験を行った。図９
見られるように、１０回測定したすべてのデータは、 が引き出した状態を表す。チャンバーと電磁石の隙正面方向を締め込んだ分変位が減っていることを示
間は上下0.5mmしか開いていなかったが、チャンしている。ここではトルク200kgf・cmのデータに注
バーと電磁石は接することなくガイドレールにより目し、その１０回分のデータをみると、１回目の初電磁石をスムーズに移動させることが可能であった。
期位置に対し、位置再現性は±３μm以内に収まっているのがわかる。また図６の側面のデータ、及び図７の垂直方向でのデータでは、トルクによる違いはなく、トルク200kgf・cmのデータを見ると位置は平均して±１μmの再現性を見せている。特に、この実験中、レールガイドの取り外し後における電磁石の移動は重さ3.5tもあるにも関わらず、取り付け誤差を気にせず、スムーズに動いたことは、特筆すべきことであった。
3.3 架台の長期安定性測定
架台に取ってもう一つ重要な点は、経年変化なくいかに変動せず、安定に設置できているかということである。その安定性を見るために、再現性同様の試験測定を行った。この状態でほぼ６０時間以上測定を行った。図８が、その結果を示している。測定開始した時刻は、夕刻の１６：００からである。

図９：チャンバー引き出し時の様子。（写真）４．まとめ脱着式ガイドによる可動式偏向電磁石の架台の評価を行った。移動の再現性は±３μm以内であった。
また長期的な安定性は５μｍ程度であり、特に温度変化が小さい場合は1μm程度で安定であることがわかった。作業性の面においても、レールガイド取り外し時、及びチェンバー取り出し時でも、スムーズな作業が行えることがわかり、実機として十分な性能を有することが判明した。

５．謝辞
本研究の遂行にあたり、東京電子田中猛氏には設計に協力頂いた。また、東大物性研軌道放射物性研究施設、柿崎明人施設長にご支援頂いた。この場を借りてお礼申しあげます。
図８：長期安定性の測定結果

参考文献[1]高木宏之 (加速器仕様策定ワーキンググループ) ,測定直後はねじの締め付けなどの緩和による変化「極紫外・軟Ｘ線高輝度光源計画」、本研究会が見受けられるが、その後７時間くらいしてから１μm以下の安定性した領域が見受けられる。その後、 [2] ＴＨＫ株式会社,「直動システム総合カタログ」[3] キーエンス株式会社, LK-010シリーズ
１５時間以降に急激に変化が見られた。これは同時

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