JP2985469B2 - パルス磁場発生装置 - Google Patents
パルス磁場発生装置Info
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- JP2985469B2 JP2985469B2 JP4016276A JP1627692A JP2985469B2 JP 2985469 B2 JP2985469 B2 JP 2985469B2 JP 4016276 A JP4016276 A JP 4016276A JP 1627692 A JP1627692 A JP 1627692A JP 2985469 B2 JP2985469 B2 JP 2985469B2
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- pulse
- yoke
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、少ないパルス電流に
よって強力な磁界を発生することができるパルス磁場発
生装置に関するものである。
よって強力な磁界を発生することができるパルス磁場発
生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば「昭和４８年度・文部省科
学研究費総合研究Ａ−８３４０２１・ＳＯＲ−ＲＩＮＧ
ＲＥＰＯＲＴ・ＮＯ３」に示された従来のパルス電磁
石の構成を示す斜視図、図５は図４におけるパルス電磁
石の駆動電源回路を示す回路図である。図において、１
は断面コ字状に形成されたコア、２はこのコア１の空隙
部に装着されるコイルであり、これらでパルス電磁石３
を構成している。４はパルス電源、５はこのパルス電源
４とパルス電磁石３のコイル２間に介在する放電スイッ
チである。
学研究費総合研究Ａ−８３４０２１・ＳＯＲ−ＲＩＮＧ
ＲＥＰＯＲＴ・ＮＯ３」に示された従来のパルス電磁
石の構成を示す斜視図、図５は図４におけるパルス電磁
石の駆動電源回路を示す回路図である。図において、１
は断面コ字状に形成されたコア、２はこのコア１の空隙
部に装着されるコイルであり、これらでパルス電磁石３
を構成している。４はパルス電源、５はこのパルス電源
４とパルス電磁石３のコイル２間に介在する放電スイッ
チである。
【０００３】次に上記のように構成された従来装置の動
作について説明する。まず、放電スイッチ５を投入する
と、パルス電源４よりパルス電磁石３のコイル２にパル
ス電流が供給されヨーク１の空隙にはパルス磁界が発生
し供試磁場として種々の目的に使用される。今、このヨ
ーク１を形成する物質の透磁率が空隙内の透磁率と比較
して十分に大きい場合、空隙内に発生する磁束の磁束密
度Ｂはパルス電流をＩ、空隙の幅をｄ、空隙内の透磁率
をμとすると以下に示す式（１）で得られる。 Ｂ＝μＩ／ｄ （１）
作について説明する。まず、放電スイッチ５を投入する
と、パルス電源４よりパルス電磁石３のコイル２にパル
ス電流が供給されヨーク１の空隙にはパルス磁界が発生
し供試磁場として種々の目的に使用される。今、このヨ
ーク１を形成する物質の透磁率が空隙内の透磁率と比較
して十分に大きい場合、空隙内に発生する磁束の磁束密
度Ｂはパルス電流をＩ、空隙の幅をｄ、空隙内の透磁率
をμとすると以下に示す式（１）で得られる。 Ｂ＝μＩ／ｄ （１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のパルス磁場発生
装置は以上のように構成され、供試磁場内の磁界の強さ
は式（１）にて得られる磁束密度Ｂの大きさで決定され
るので、磁界の強さを上げるためには、空隙の幅ｄを狭
くするか、又はコイル２に流すパルス電流を大きくしな
ければならないが、空隙の幅ｄを狭くすると磁場領域が
限定されて適用範囲が狭くなり、又、パルス電流を大き
くするためには大容量のパルス電源４が必要になる等の
問題点があった。
装置は以上のように構成され、供試磁場内の磁界の強さ
は式（１）にて得られる磁束密度Ｂの大きさで決定され
るので、磁界の強さを上げるためには、空隙の幅ｄを狭
くするか、又はコイル２に流すパルス電流を大きくしな
ければならないが、空隙の幅ｄを狭くすると磁場領域が
限定されて適用範囲が狭くなり、又、パルス電流を大き
くするためには大容量のパルス電源４が必要になる等の
問題点があった。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、小さいパルス電流で強磁界を得
ることが可能なパルス磁場発生装置を提供することを目
的とするのものである。
ためになされたもので、小さいパルス電流で強磁界を得
ることが可能なパルス磁場発生装置を提供することを目
的とするのものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るパルス磁
場発生装置は、供試磁場に磁界をかける磁界発生装置
と、飽和特性を有する強磁性体でなり且つ磁路の一部が
供試磁場に並設されるとともに磁路の一部に磁界発生装
置による磁束が流れるのを許容するヨークと、このヨー
クにパルス磁界をかけヨークを飽和させることにより磁
路の一部を流れる磁界発生装置による磁束を供試磁場側
を流れるようになすパルス電源とを備えたものである。
場発生装置は、供試磁場に磁界をかける磁界発生装置
と、飽和特性を有する強磁性体でなり且つ磁路の一部が
供試磁場に並設されるとともに磁路の一部に磁界発生装
置による磁束が流れるのを許容するヨークと、このヨー
クにパルス磁界をかけヨークを飽和させることにより磁
路の一部を流れる磁界発生装置による磁束を供試磁場側
を流れるようになすパルス電源とを備えたものである。
【０００７】
【作用】この発明におけるパルス磁場発生装置のパルス
電源は、常時はヨークの磁路の一部を流れている磁界発
生装置による磁束を、ヨークにパルス電流を流して飽和
させることにより供試磁場側に流す。
電源は、常時はヨークの磁路の一部を流れている磁界発
生装置による磁束を、ヨークにパルス電流を流して飽和
させることにより供試磁場側に流す。
【０００８】
実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１におけるパルス磁場発生
装置の概略構成を示す図である。図において、６はヨー
ク６ａと、このヨーク６ａに巻回されるコイル６ｂと、
このコイル６ｂに電流Ｉを供給する磁界発生用電源６ｃ
とでなる外部磁界発生装置、７は種々の目的に供試され
る供試磁場、８は磁路の一部８ａがこの供試磁場７に並
設されるヨーク、９はこのヨーク８に巻回されるコイ
ル、１０はこのコイル９にパルス電流Ｉ′を供給するパ
ルス電源、１１はコイル９および電源１０を接続する回
路をＯＮ、ＯＦＦする放電スイッチである。
る。図１はこの発明の実施例１におけるパルス磁場発生
装置の概略構成を示す図である。図において、６はヨー
ク６ａと、このヨーク６ａに巻回されるコイル６ｂと、
このコイル６ｂに電流Ｉを供給する磁界発生用電源６ｃ
とでなる外部磁界発生装置、７は種々の目的に供試され
る供試磁場、８は磁路の一部８ａがこの供試磁場７に並
設されるヨーク、９はこのヨーク８に巻回されるコイ
ル、１０はこのコイル９にパルス電流Ｉ′を供給するパ
ルス電源、１１はコイル９および電源１０を接続する回
路をＯＮ、ＯＦＦする放電スイッチである。
【０００９】次に上記のように構成されたこの発明の実
施例１におけるパルス磁場発生装置の動作について説明
する。まず、図１−（Ａ）に示すように、予め磁界発生
用電源６ｃによってコイル６ｂに電流Ｉを流し、ヨーク
６ａを介してヨーク８の磁路の一部８ａが飽和する近く
の磁界を発生させる。この時、磁路の一部８ａの近傍、
すなわち供試磁場７内の点Ｐでは、外部磁界発生装置６
による磁束は透磁率の高いヨーク８の磁路の一部８ａを
通って流れるため発生磁界は小さくなっている。次に、
図１−（Ｂ）に示すように、放電スイッチ１１をＯＮし
てコイル９にパルス電流Ｉ′を流して、ヨーク８中に磁
路の一部８ａを流れる外部磁界発生装置６による磁束と
同方向に流れる磁束を発生させヨーク８を飽和させる。
ヨーク８が飽和すると透磁率が低下するため、今までヨ
ーク８の磁路の一部８ａを通っていた磁束は点Ｐ、すな
わち供試磁場７側を流れるようになり、この位置にパル
ス状の磁界を発生させることができる。
施例１におけるパルス磁場発生装置の動作について説明
する。まず、図１−（Ａ）に示すように、予め磁界発生
用電源６ｃによってコイル６ｂに電流Ｉを流し、ヨーク
６ａを介してヨーク８の磁路の一部８ａが飽和する近く
の磁界を発生させる。この時、磁路の一部８ａの近傍、
すなわち供試磁場７内の点Ｐでは、外部磁界発生装置６
による磁束は透磁率の高いヨーク８の磁路の一部８ａを
通って流れるため発生磁界は小さくなっている。次に、
図１−（Ｂ）に示すように、放電スイッチ１１をＯＮし
てコイル９にパルス電流Ｉ′を流して、ヨーク８中に磁
路の一部８ａを流れる外部磁界発生装置６による磁束と
同方向に流れる磁束を発生させヨーク８を飽和させる。
ヨーク８が飽和すると透磁率が低下するため、今までヨ
ーク８の磁路の一部８ａを通っていた磁束は点Ｐ、すな
わち供試磁場７側を流れるようになり、この位置にパル
ス状の磁界を発生させることができる。
【００１０】このようにして供試磁場７中に発生される
パルス状の磁界は、外部磁界発生装置６のヨーク６ａの
空隙の幅およびヨーク６ａ内の磁束の通過長さに依存す
る。したがって、パルス電源１０によって供給しなけれ
ばならないパルス電流は、ヨーク８を飽和できる最低の
電流で良いことになる。このときヨーク８内の透磁率を
μ′、ヨーク８が飽和する磁束密度をＢ′、ヨーク８内
の磁束の通る長さをＬとすると、必要なパルス電流Ｉ′
は以下に示す式（２）で得られる。 Ｉ′＝Ｂ′Ｌ／μ′ （２） ここで、従来の方式で必要なパルス電流Ｉは式（１）よ
り以下に示す式（３）となる。 Ｉ＝Ｂｄ／μ （３） 今、上記式（２）および式（３）より、Ｂ〜Ｂ′の磁場
を発生する場合、Ｌ〜ｄ、μ＜＜μ′であるので、上記
実施例１においては極めて小さいパルス電流Ｉ′で所望
の磁場が得られることは明らかである。
パルス状の磁界は、外部磁界発生装置６のヨーク６ａの
空隙の幅およびヨーク６ａ内の磁束の通過長さに依存す
る。したがって、パルス電源１０によって供給しなけれ
ばならないパルス電流は、ヨーク８を飽和できる最低の
電流で良いことになる。このときヨーク８内の透磁率を
μ′、ヨーク８が飽和する磁束密度をＢ′、ヨーク８内
の磁束の通る長さをＬとすると、必要なパルス電流Ｉ′
は以下に示す式（２）で得られる。 Ｉ′＝Ｂ′Ｌ／μ′ （２） ここで、従来の方式で必要なパルス電流Ｉは式（１）よ
り以下に示す式（３）となる。 Ｉ＝Ｂｄ／μ （３） 今、上記式（２）および式（３）より、Ｂ〜Ｂ′の磁場
を発生する場合、Ｌ〜ｄ、μ＜＜μ′であるので、上記
実施例１においては極めて小さいパルス電流Ｉ′で所望
の磁場が得られることは明らかである。
【００１１】実施例２．図２はこの発明の実施例２にお
けるパルス磁場発生装置を示す斜視図である。図から明
らかなように、装置自身は図１に示す実施例１のものと
同様であるが、供試磁場７を荷電粒子ビーム装置の電子
ビーム１２の偏向磁場として適用したものである。
けるパルス磁場発生装置を示す斜視図である。図から明
らかなように、装置自身は図１に示す実施例１のものと
同様であるが、供試磁場７を荷電粒子ビーム装置の電子
ビーム１２の偏向磁場として適用したものである。
【００１２】実施例３．図３はこの発明の実施例３にお
けるパルス磁場発生装置を示す斜視図である。図におい
て、１３はシンクロトロンまたは蓄積リングの偏向電磁
石であり、上記各実施例と同様な部分は同一符号を付し
て説明を省略する。前述の実施例２は実施例１における
磁場発生装置の供試磁場７を荷電粒子ビーム装置のビー
ム偏向磁場に適用したものであるのに対して、この実施
例３は実施例１における磁場発生装置の外部磁界発生装
置６を、シンクロトロンまたは蓄積リングの偏向電磁石
１３で兼用したものであり、上記各実施例同様の効果を
奏することは勿論のこと、外部磁界発生装置６を省略し
たことによる装置の簡単化ならびに小型化を図ることも
可能になる。
けるパルス磁場発生装置を示す斜視図である。図におい
て、１３はシンクロトロンまたは蓄積リングの偏向電磁
石であり、上記各実施例と同様な部分は同一符号を付し
て説明を省略する。前述の実施例２は実施例１における
磁場発生装置の供試磁場７を荷電粒子ビーム装置のビー
ム偏向磁場に適用したものであるのに対して、この実施
例３は実施例１における磁場発生装置の外部磁界発生装
置６を、シンクロトロンまたは蓄積リングの偏向電磁石
１３で兼用したものであり、上記各実施例同様の効果を
奏することは勿論のこと、外部磁界発生装置６を省略し
たことによる装置の簡単化ならびに小型化を図ることも
可能になる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば供試磁
場に磁界をかける磁界発生装置と、飽和特性を有する強
磁性体でなり且つ磁路の一部が供試磁場に並設されると
ともに磁路の一部に磁界発生装置による磁束が流れるの
を許容するヨークと、このヨークにパルス磁界をかけヨ
ークを飽和させることにより磁路の一部を流れる磁界発
生装置による磁束を供試磁場側を流れるようになすパル
ス電源とを備えたので小さいパルス電流で強磁界を得る
ことが可能なパルス磁場発生装置を提供することができ
る。
場に磁界をかける磁界発生装置と、飽和特性を有する強
磁性体でなり且つ磁路の一部が供試磁場に並設されると
ともに磁路の一部に磁界発生装置による磁束が流れるの
を許容するヨークと、このヨークにパルス磁界をかけヨ
ークを飽和させることにより磁路の一部を流れる磁界発
生装置による磁束を供試磁場側を流れるようになすパル
ス電源とを備えたので小さいパルス電流で強磁界を得る
ことが可能なパルス磁場発生装置を提供することができ
る。
【図１】この発明の実施例１におけるパルス磁場発生装
置を示すもので、（Ａ）は電源投入前、（Ｂ）は電源投
入後の状態をそれぞれ示す斜視図である。
置を示すもので、（Ａ）は電源投入前、（Ｂ）は電源投
入後の状態をそれぞれ示す斜視図である。
【図２】この発明の実施例２におけるパルス磁場発生装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施例３におけるパルス磁場発生装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図４】従来のパルス電磁石の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】図４におけるパルス電磁石の駆動電源回路を示
す回路図である。
す回路図である。
６ 磁界発生装置 ７ 供試磁場 ８ ヨーク ８ａ 磁路の一部 １０ パルス電源 １１ 放電スイッチ １３ 偏向電磁石
Claims (2)
- 【請求項１】 供試磁場に磁界をかける磁界発生装置
と、飽和特性を有する強磁性体でなり且つ磁路の一部が
上記供試磁場に並設されるとともに上記磁路の一部に上
記磁界発生装置による磁束が流れるのを許容するヨーク
と、上記ヨークにパルス磁界をかけ上記ヨークを飽和さ
せることにより上記磁路の一部を流れる上記磁界発生装
置による磁束を上記供試磁場側を流れるようになすパル
ス電源とを備えたことを特徴とするパルス磁場発生装
置。 - 【請求項２】 ヨークを円形加速器の偏向電磁石の空隙
内に配設し上記偏向電磁石を磁界発生装置として兼用し
たことを特徴とする請求項１記載のパルス磁場発生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4016276A JP2985469B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | パルス磁場発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4016276A JP2985469B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | パルス磁場発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217742A JPH05217742A (ja) | 1993-08-27 |
| JP2985469B2 true JP2985469B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=11912029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4016276A Expired - Fee Related JP2985469B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | パルス磁場発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2985469B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4016276A patent/JP2985469B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05217742A (ja) | 1993-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |