JPH01216507A - 超電導磁気印加装置 - Google Patents
超電導磁気印加装置Info
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- JPH01216507A JPH01216507A JP63042909A JP4290988A JPH01216507A JP H01216507 A JPH01216507 A JP H01216507A JP 63042909 A JP63042909 A JP 63042909A JP 4290988 A JP4290988 A JP 4290988A JP H01216507 A JPH01216507 A JP H01216507A
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- Japan
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- superconductive
- magnetic
- solenoid
- thin film
- superconducting
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は超電導ソレノイドを用いた超電導磁気印加＠
置に関し、特にソレノイドから離れた位置で磁気を対象
物に印加させる装置に関するものである。
置に関し、特にソレノイドから離れた位置で磁気を対象
物に印加させる装置に関するものである。
従来の技術
従来から通常の永久磁石や電磁石を用いた装置において
は、磁石やソレノイドから磁力線を導くために鉄や鉄合
金、例えばセンダストやパーマロイ、あるいは鉄系アモ
ルファス合金などからなるヨークを磁石やソレノイドの
磁極端に接続することが行なわれている。これらの鉄や
鉄合金は、透磁率が高くて軟質磁性材料として優れてい
ることから、上述のように磁力線を導くためのヨークと
して使用すれば、磁束密度を高めかつ磁力線の方向を変
えて、磁石やソレノイドから離れた位置において磁気を
対象物に印加することができる。
は、磁石やソレノイドから磁力線を導くために鉄や鉄合
金、例えばセンダストやパーマロイ、あるいは鉄系アモ
ルファス合金などからなるヨークを磁石やソレノイドの
磁極端に接続することが行なわれている。これらの鉄や
鉄合金は、透磁率が高くて軟質磁性材料として優れてい
ることから、上述のように磁力線を導くためのヨークと
して使用すれば、磁束密度を高めかつ磁力線の方向を変
えて、磁石やソレノイドから離れた位置において磁気を
対象物に印加することができる。
ところが鉄や鉄合金は、磁束密度が約２Ｔ （テスラ）
で磁化が飽和するため、それ以上の高磁束密度で磁力線
を導くことは不可能である。
で磁化が飽和するため、それ以上の高磁束密度で磁力線
を導くことは不可能である。
一方、最近では従来の永久磁石や電磁石と比較して格段
に強い磁力を発生させることができるものとして、超電
導ソレノイドが実用化されつつある。この超電導ソレノ
イドは、磁束密度２■程度で磁化が飽和してしまう鉄系
材料などの軟質磁性材料を鉄芯に用いることは無意味で
あり、そこで一般には空芯ソレノイドとして用いられて
いる。
に強い磁力を発生させることができるものとして、超電
導ソレノイドが実用化されつつある。この超電導ソレノ
イドは、磁束密度２■程度で磁化が飽和してしまう鉄系
材料などの軟質磁性材料を鉄芯に用いることは無意味で
あり、そこで一般には空芯ソレノイドとして用いられて
いる。
発明が解決すべき問題点
前述のように空芯の超電導ソレノイドにおいては、その
発生磁場を利用できるのはソレノイド内部（９芯部分）
かまたは磁極端に近接した位置に限られ、そのため使用
態様が限られて汎用性に欠け、使いにくいという問題が
あった。すなわち、超電導ソレノイドは、既に述べたよ
うに鉄芯を用いることができないことは勿論、折角の高
磁束密度の磁力線を鉄芯材料などのヨークによって両磁
極端から任意の位置に導くことはできず、そのため上述
のような問題が生じていたのである。
発生磁場を利用できるのはソレノイド内部（９芯部分）
かまたは磁極端に近接した位置に限られ、そのため使用
態様が限られて汎用性に欠け、使いにくいという問題が
あった。すなわち、超電導ソレノイドは、既に述べたよ
うに鉄芯を用いることができないことは勿論、折角の高
磁束密度の磁力線を鉄芯材料などのヨークによって両磁
極端から任意の位置に導くことはできず、そのため上述
のような問題が生じていたのである。
この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、超
電導ソレノイドから発生する高磁束密度の磁力線をソレ
ノイドから離れた位置へ導いて、その位置で磁気を利用
し得るようにした装置を提供することを目的とするもの
である。
電導ソレノイドから発生する高磁束密度の磁力線をソレ
ノイドから離れた位置へ導いて、その位置で磁気を利用
し得るようにした装置を提供することを目的とするもの
である。
問題点を解決するための手段
この発明の超電導磁気印加装置は、超電導ソレノイドの
両磁極端に、超電導Ｓ膜を積層してなる中空の筒体が連
結され、かつその両筒体の先端間が空隙を挟んで対向し
ていることを特徴とするものである。
両磁極端に、超電導Ｓ膜を積層してなる中空の筒体が連
結され、かつその両筒体の先端間が空隙を挟んで対向し
ていることを特徴とするものである。
作 用
超電導体はマイスナー効果として知られるように完全反
磁性体であることから、磁気シールド効果を有する。但
しその磁気シールド効果は、０．７〜１．０顯程度の薄
膜とした時に最も効果的に発揮され、したがって０．７
〜１．０翔程度の超電導薄膜を複数層積層することによ
って大きな磁気シールド効果を得ることができる。
磁性体であることから、磁気シールド効果を有する。但
しその磁気シールド効果は、０．７〜１．０顯程度の薄
膜とした時に最も効果的に発揮され、したがって０．７
〜１．０翔程度の超電導薄膜を複数層積層することによ
って大きな磁気シールド効果を得ることができる。
この発明の装置では、超１導ソレノイドの両磁極端に、
超電導薄膜を積層した中９筒体が連結されており、この
中空筒体を構成している超電導薄膜積層体は前述のよう
に優れた磁気シールド効果を有している。したがって超
電導ソレノイドの両磁極から出た磁力線は、中空筒体の
外側へ漏洩することが防止されて、中空筒体内を導かれ
ることになる。すなわち、超電導ソレノイドから離れた
位置へ、方向を変えて磁力線を導くことができる。
超電導薄膜を積層した中９筒体が連結されており、この
中空筒体を構成している超電導薄膜積層体は前述のよう
に優れた磁気シールド効果を有している。したがって超
電導ソレノイドの両磁極から出た磁力線は、中空筒体の
外側へ漏洩することが防止されて、中空筒体内を導かれ
ることになる。すなわち、超電導ソレノイドから離れた
位置へ、方向を変えて磁力線を導くことができる。
そして超電導ソレノイドの一方の磁極端に連結された中
空筒体の先端と、他方の磁極端に連結された中空筒体の
先端との間の交際部分において任意の対象物に強力な磁
界を加えることができる。
空筒体の先端と、他方の磁極端に連結された中空筒体の
先端との間の交際部分において任意の対象物に強力な磁
界を加えることができる。
実施例
第１図はこの発明の一実施例の超電導磁気印加装置の一
例を示す。
例を示す。
第１図において、超電導ソレノイド１は公知の全芯構造
に作られたものであって、その磁極端１Ａ、ＩＢには、
超電導薄膜を積層してなる円筒状の中空筒体２．３が接
続されており、その中空筒体２．３は全体として湾曲さ
れて、その先端部２Ａ、３Ａの間が適当な空隙４を残し
て対向するように構成されている。
に作られたものであって、その磁極端１Ａ、ＩＢには、
超電導薄膜を積層してなる円筒状の中空筒体２．３が接
続されており、その中空筒体２．３は全体として湾曲さ
れて、その先端部２Ａ、３Ａの間が適当な空隙４を残し
て対向するように構成されている。
超電導ソレノイド１および中空筒体２．３はその全体が
真空容器５内に収容され、その真空容器５の内部全開に
は液体窒素６が満たされている。
真空容器５内に収容され、その真空容器５の内部全開に
は液体窒素６が満たされている。
液体窒素６は外部の液体窒素供給装置７により真空容器
５に供給され、一方真空容器５内で気化した窒素ガスは
排出パイプ８により排出されるようになっている。なお
真空容器５における少なくとも前記空隙４に相当する部
分は、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材料に
より作られている。
５に供給され、一方真空容器５内で気化した窒素ガスは
排出パイプ８により排出されるようになっている。なお
真空容器５における少なくとも前記空隙４に相当する部
分は、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材料に
より作られている。
第２図に、前記中空筒体２．３の一部を拡大した断面図
を示す。この中空筒体２．３は、１鳩程度の膜厚の超電
導薄膜１０を銅薄膜あるいは銀薄膜、アルミニウム簿膜
などの安定化！１１１１１の上にマグネトロンスパッタ
リングや蒸着、プラズマ溶射等によって形成し、さらに
その過程を複数回繰返すことによって、複数層の超電導
１Ｍ１１１０と複数層の安定化ＩＷＡ１１とを交互に積
層した積層体によって構成されている。ここで超電導薄
膜１０に用いる超電導材料の一例どしては、Ｙ８ａ２Ｃ
Ｌ１０７−８ （但しδ−〇 −０，３） カ代１的
であるが、このほか上記のＹを他のランタノイド系元素
（Ｌａ１Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＤＶ、１−１
０など）によって置換したもの、さらにはＹＢａ２Ｃｕ
Ｏ７−ａに一部３ｒ、ｐｔ、Ａ（Ｊなどを添加したもの
、またこのほか Ｂ １ｓｒｃａｃｕ２０ｘなどが用いられる。これらは
いずれも９４に程度で超電導状態となり、液体窒素温度
（約７７ｋ）での臨界磁場はＩＯＴ程度である。
を示す。この中空筒体２．３は、１鳩程度の膜厚の超電
導薄膜１０を銅薄膜あるいは銀薄膜、アルミニウム簿膜
などの安定化！１１１１１の上にマグネトロンスパッタ
リングや蒸着、プラズマ溶射等によって形成し、さらに
その過程を複数回繰返すことによって、複数層の超電導
１Ｍ１１１０と複数層の安定化ＩＷＡ１１とを交互に積
層した積層体によって構成されている。ここで超電導薄
膜１０に用いる超電導材料の一例どしては、Ｙ８ａ２Ｃ
Ｌ１０７−８ （但しδ−〇 −０，３） カ代１的
であるが、このほか上記のＹを他のランタノイド系元素
（Ｌａ１Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＤＶ、１−１
０など）によって置換したもの、さらにはＹＢａ２Ｃｕ
Ｏ７−ａに一部３ｒ、ｐｔ、Ａ（Ｊなどを添加したもの
、またこのほか Ｂ １ｓｒｃａｃｕ２０ｘなどが用いられる。これらは
いずれも９４に程度で超電導状態となり、液体窒素温度
（約７７ｋ）での臨界磁場はＩＯＴ程度である。
以上のような実施例の装置において、超電導ソレノイド
１から発生する磁力線１３は、超電導簿ｒａ１０を積層
した中空筒体２．３に導ｂ％れて、第１図中に示すよう
にループ状どなる。すなわち積層した超電導薄膜による
マイスナー効果によって中空筒体２．３内が磁気シール
ドされるから、磁力線はその大部分が中２２筒体２．３
内を通り、空隙４において対象物に磁界を印加すること
になる。
１から発生する磁力線１３は、超電導簿ｒａ１０を積層
した中空筒体２．３に導ｂ％れて、第１図中に示すよう
にループ状どなる。すなわち積層した超電導薄膜による
マイスナー効果によって中空筒体２．３内が磁気シール
ドされるから、磁力線はその大部分が中２２筒体２．３
内を通り、空隙４において対象物に磁界を印加すること
になる。
このように超電導ｉ［を積層することがマイスナー効果
による磁気シールド効果を高めることは、フラックスジ
ャンプを引起すことによって説明される。第３図に超電
導薄膜の厚み（ｄ）と単位膜厚当りの磁気シールド効果
（ΔＢｍ／ｄ）との関係を示す。第３図から明らかなよ
うに、０．７〜１．０−程度の薄膜で磁気シールド効果
は最大となり、したがってこのような！＃膜を積層する
ことによって優れた磁気シールド効果が得られ、中空筒
体２．３の外部へ磁力線が漏洩してしまうことを有効に
防止することができる。
による磁気シールド効果を高めることは、フラックスジ
ャンプを引起すことによって説明される。第３図に超電
導薄膜の厚み（ｄ）と単位膜厚当りの磁気シールド効果
（ΔＢｍ／ｄ）との関係を示す。第３図から明らかなよ
うに、０．７〜１．０−程度の薄膜で磁気シールド効果
は最大となり、したがってこのような！＃膜を積層する
ことによって優れた磁気シールド効果が得られ、中空筒
体２．３の外部へ磁力線が漏洩してしまうことを有効に
防止することができる。
なお超電導ＩＩＩのシールド効果は上述のように膜厚０
．７〜１．０Ｉｊ１１程度で最大となるから、この発明
においても中空筒体２．３を構成している８層層体中の
超電導簿膜１０の１層ごとの厚みも０．７〜１．０−程
度とすることが最も望ましいが、実際上は余裕をもたせ
て０．７〜５趨程度、好ましくは０．７〜２ｍ程度とす
れば良い。また超ＩＲ尋簿膜１０の積層数は特に限定し
ないが、通常は３層〜３０層程度とすれば良い。
．７〜１．０Ｉｊ１１程度で最大となるから、この発明
においても中空筒体２．３を構成している８層層体中の
超電導簿膜１０の１層ごとの厚みも０．７〜１．０−程
度とすることが最も望ましいが、実際上は余裕をもたせ
て０．７〜５趨程度、好ましくは０．７〜２ｍ程度とす
れば良い。また超ＩＲ尋簿膜１０の積層数は特に限定し
ないが、通常は３層〜３０層程度とすれば良い。
ここで、超電導薄膜に用いている超電導材料は、前述の
ように液体窒素温度での臨界磁場が１０Ｔ程度であるか
ら、空隙４には最大１０Ｔ程度の磁場を発生することが
できる。そして中空筒体２．３の先端部２Ａ、３Ａを第
１図中に示しているように絞ることにより、空隙４での
磁束密度をさらに高めることができ、また逆に先端゛部
分を拡大することによって磁界の及ぶ範囲を拡げたりす
ることもできる。
ように液体窒素温度での臨界磁場が１０Ｔ程度であるか
ら、空隙４には最大１０Ｔ程度の磁場を発生することが
できる。そして中空筒体２．３の先端部２Ａ、３Ａを第
１図中に示しているように絞ることにより、空隙４での
磁束密度をさらに高めることができ、また逆に先端゛部
分を拡大することによって磁界の及ぶ範囲を拡げたりす
ることもできる。
なお図示の例では冷却系として液体窒素を用いているが
、場合によっては冷凍機を用いることも可能である。ま
た宇宙の如く極低温環境下で使用する場合は冷却系は必
要とせず、温度もより低温となるため一層の性能向上が
図られ、空隙４において１００Ｔ程度までの磁界の発生
が可能となる。
、場合によっては冷凍機を用いることも可能である。ま
た宇宙の如く極低温環境下で使用する場合は冷却系は必
要とせず、温度もより低温となるため一層の性能向上が
図られ、空隙４において１００Ｔ程度までの磁界の発生
が可能となる。
発明の効果
前述の説明で明らかなように、この発明の＠置によれば
、超電導ソレノイドから発生した高磁束密度の磁力線を
ソレノイドから離れた位置に導いて、その位置で対象物
に強力な磁界を印加することができ、したがって従来の
ように超電導ソレノイドの内部や磁極付近に限定される
ことなく種々の対象物に強力な磁界を印加することがで
きるから、汎用性に富み、超電導ソレノイドの利用分野
の大幅な拡大を図ることができる。
、超電導ソレノイドから発生した高磁束密度の磁力線を
ソレノイドから離れた位置に導いて、その位置で対象物
に強力な磁界を印加することができ、したがって従来の
ように超電導ソレノイドの内部や磁極付近に限定される
ことなく種々の対象物に強力な磁界を印加することがで
きるから、汎用性に富み、超電導ソレノイドの利用分野
の大幅な拡大を図ることができる。
なおこの発明の装置の利用例としては、例えば永久磁石
の着磁装置に適用し！こり、あるいはモータ等に適用し
て高トルク化を図ったりすることができる。
の着磁装置に適用し！こり、あるいはモータ等に適用し
て高トルク化を図ったりすることができる。
第１図はこの発明のｆｆｌ電導磁気印加装置の一例を示
す断面図、第２図はこの発明の装置に使用される中空筒
体の筒面の一部を拡大して示す断面図、第３図は超電導
Ｖ＃膜のＷ１厚とその膜厚当りの磁気シールド効果との
関係を示すグラフである。 １・・・ＨＡ電導ソレノイド、 １Ａ１１Ｂ・・・磁極
端、２．３・・・中空筒体、 ４・・・空隙、 １０・
・・超電導＊ＷＡ。 出願人 トヨタ自動車株式会社 ・ 代理人 弁理士 豊 １）底入 （ほか１名） 第１図 第２図 第３図
す断面図、第２図はこの発明の装置に使用される中空筒
体の筒面の一部を拡大して示す断面図、第３図は超電導
Ｖ＃膜のＷ１厚とその膜厚当りの磁気シールド効果との
関係を示すグラフである。 １・・・ＨＡ電導ソレノイド、 １Ａ１１Ｂ・・・磁極
端、２．３・・・中空筒体、 ４・・・空隙、 １０・
・・超電導＊ＷＡ。 出願人 トヨタ自動車株式会社 ・ 代理人 弁理士 豊 １）底入 （ほか１名） 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 超電導ソレノイドの両磁極端に、超電導薄膜を積層して
なる中空の筒体が連結され、かつその両筒体の先端間が
空隙を挟んで対向していることを特徴とする超電導磁気
印加装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042909A JPH01216507A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 超電導磁気印加装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042909A JPH01216507A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 超電導磁気印加装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01216507A true JPH01216507A (ja) | 1989-08-30 |
Family
ID=12649157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63042909A Pending JPH01216507A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 超電導磁気印加装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01216507A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03116998A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-17 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 脳磁界計測用超電導磁気シールド容器 |
| JPH05114796A (ja) * | 1991-10-22 | 1993-05-07 | Chodendo Sensor Kenkyusho:Kk | 磁気シールド容器 |
| JPH0722822A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Nec Corp | マイクロストリップライン共振器及びマイクロストリップライン共振器用シールドの製造方法 |
| WO2019049720A1 (ja) * | 2017-09-07 | 2019-03-14 | 国立大学法人東京工業大学 | 超伝導装置及び磁石装置 |
-
1988
- 1988-02-25 JP JP63042909A patent/JPH01216507A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03116998A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-17 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 脳磁界計測用超電導磁気シールド容器 |
| JPH05114796A (ja) * | 1991-10-22 | 1993-05-07 | Chodendo Sensor Kenkyusho:Kk | 磁気シールド容器 |
| JPH0722822A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Nec Corp | マイクロストリップライン共振器及びマイクロストリップライン共振器用シールドの製造方法 |
| WO2019049720A1 (ja) * | 2017-09-07 | 2019-03-14 | 国立大学法人東京工業大学 | 超伝導装置及び磁石装置 |
| JPWO2019049720A1 (ja) * | 2017-09-07 | 2020-11-26 | 国立大学法人東京工業大学 | 超伝導装置及び磁石装置 |
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