JPS629278A

JPS629278A - 超伝導シ−ルド体

Info

Publication number: JPS629278A
Application number: JP14897685A
Authority: JP
Inventors: Yasuharu Yamada; 康晴山田; Mikio Takagi; 高木　幹雄
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1987-01-17

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、５ＱＬＪＩＤ（超伝導量子干渉装置）磁力
計などに使用される超伝導シールド体に関する。

（先行技術とその問題点）ＳＱＬＪＩＤｉｉ力計によって微小磁束を測定する場合
、たとえばモノボール（磁気単極子）の検知を行なおう
とする場合などにおいては、周辺機器からの誘導電磁波
や地磁気の影響を阻止して精密な測定を行なわねばなら
ない関係上、なんらかの手段による磁気シールドを必要
とする。このような目的に使用される磁気シールド体と
しては、パーマロイなどの高透磁率合金を使用したもの
や、超伝導体を使用した超伝導シールド体などがある。

このうち、前者では、液体ヘリウムを充填した極低温容
器の周辺に、高透磁率合金によって形成された大型の磁
気シールド体を設けねばならない関係上、材料費や加工
費が相当に高価となる。また、そのようにして多額の費
用をかけても、磁気シールド効果はあまり大きくはない
という欠点がある。

一方、後者では、液体ヘリウム中に、鉛（Ｐｂ）やニオ
ブ（Ｎｂ　）などの超伝導体によって形成された超伝導
シールド体を浸し、それによってピックアップコイルな
どを包囲している。ところが、ｐｂなとの第１種超伝導
体では、磁界磁１ｉ（Ｈｃ）が大きく、高磁場に至るま
でマイスナー状態が維持されるために高いシールド効果
が得られるという利点がある反面、機械的に軟弱である
ために取扱いがむづかしく、長期間にわたって使用する
と傷などによってピンホールが生じてしまうという問題
がある。また、化学的にも不安定であって、酸化その他
の化学的変性を受は易いという欠点がある。

他方、Ｎｂなどの第２種超伝導体を用いた場合には、上
記のような機械的・化学的不安定性はあまり問題になら
ないが、第２種超伝導体の本質上、下部臨界磁場（Ｈｃ
ｌ）が小さいために、比較的低い磁場でボーテックスの
侵入があり、このボーテックスの変動によって、シール
ド体内部での磁場に歪みが生じてしまう。また、Ｎｂな
どは材料が高価であって、加工性も悪いという問題もあ
る。

（発明の目的）この発明は、上記のような問題を克服するためになされ
たもので、機械的にも化学的にも安定であって、取扱い
も容易であり、安価で磁気シールド効果の高い超伝導シ
ールド体を提供することを目的とする。

（目的を達成するための手段）上記の目的を達成するため、この発明にかかる超伝導シ
ールド体は、第１種超伝導体層と樹脂補強層との積層構
造を有するものとして形成されている。

（実施例）第１図は、この発明の超伝導シールド体を利用すること
のできる装置の一例としての、ＳＱＵ　ＩＤ磁力計の基
本的構成を示す図である。同図において、被測定系（図
示せず）からの微小磁束は、Ｎｂ　１ＤＮｂ　Ｔｉ輪な
どによって形成されたピックアップコイル１と鎖交し、
この微小磁束は、上記ピックアップコイル１とに接続さ
れたインプットコイル２の磁束へと変換される。ジョセ
フソン接合３を有する５ＱＵＩＤ素子４は、このインプ
ットコイル２からの磁束の大きさに応じて、そのインダ
クタンスがｒａｔｍ的に変化する。

一方、ＲＦ（ラジオ周波数）発振器５からタンク回路６
に対して与えられたＲＦ雷電流、この５ＱＵＩＤ素子４
のインダクタンス変化によって変調を受け、その変調波
はＲＦ増幅器７によって増幅された後、検出部８におい
て検出され、それによって被測定系の”磁束が測定され
る。これらのうち、インプットコイル２．５ＱＵＩＤ素
子４およびタンク回路６を含む磁気結合系９と、ピック
アップコイル１とは、液体ヘリウムＬＨｅ中に浸されて
いる。また、超伝導シールド体１０は、ピックアップコ
イル１を包囲するような容器状とされており、以下に示
すような超伝導シールド体として形成される。

第２図は、この発明の一実施例である超伝導シールド体
の構成を部分断面図として示す図である。

同図において、この超伝導シールド体２０は、Ｐｂなど
の第１種超伝導体Ｗ４２２の表裏両面に、樹脂補強層と
しての゛エポキシ樹脂層２１．２３をそれぞれ設けた積
層構造として構成されている。そして、このエポキシ樹
脂層２１．２３はガラス基布にエポキシ樹脂を含浸させ
たエポキシ板として形成されている。もっとも、樹脂補
強層は、このようなエポキシ樹脂層に限らず、種々のＦ
ＲＰ（繊維強化プラスチック）などを用いて形成するこ
ともできる。

第３図は、上記の構造を有する超伝導シールド体を利用
した筒状シールド体３０の部分斜視図である。これは、
１１１図の磁気結合系９などのシールドに適するように
、中空部３１のまわりを上記積層構造で包囲した構造を
有している。

これらの実施例かられかるように、第１種超伝導体層２
２はエポキシ樹脂層２１．２３によって補強されている
ため、シールド体全体としての機械的強度が大きいばか
りでなく、このエポキシ樹脂層２１．２３が第１１超伝
導体層２２を化学的にも保護していることになる。

そして、外部磁場が小さいときには、第１種超伝導体層
２２がマイスナー状態を保ち、高い磁気シールド効果を
呈する。もっとも、外部磁場が臨界磁場Ｈｃ　　（１０
’　Ａ／ｍ　〜１２５Ｇ程度）に達すれば常伝導状態へ
と相転移し、シールド効果は消失してしまうが、通常の
外部磁場は数百ｍＱ程度であるため、実用上はほとんど
問題はない。

ところで、周知のように、超伝導シールド体では、極め
て小さな隙間からも外部磁束が侵入するという性質があ
る。このため、この発明に従って超伝導シールド体を形
成する場合においても、第１種超伝導体層相互の接続部
分に隙間が生じないようにすることが重要になってくる
。

第４図はこのような隙間を防止するための処理（端部処
理）の−例を示す図である。そして、同図では、第１種
超伝導体１２２ａとエポキシ樹脂１ｉ２１ａ、２３ａと
によって構成された積層体４０と第１種超伝導体１！２
２ｂとエポキシ樹脂層２１ｂ、２３ｂとによって構成さ
れた積層体４１との接続を想定している。この場合には
、第１種超伝導体層２２ａ、２２ｂをそれぞれ積層体４
０゜４１の端部から突出させ、それらを互いに密着させ
た状態で、エポキシ樹１１１１２１ａの外向に沿って折
り返すことによって、隙間の発生を防止することができ
る。このような折り返しを行うことによって、第１種超
伝導体層２２ａ、２２ｂの端部を融着するなどの困難な
処理を行なわずに、端部処理が達成される。

なお、上記実施例では第１種超伝導体層の両面に樹脂補
強層を設けて機械的・化学的な補強・保護を高めている
が、片面だけに設けてもよく、逆に、４層以上の積層構
造としてもよい。

（発明の効果）以上説明したように、この発明によれば、第１種超伝導
体層と樹脂補強層との積層構造としていることによって
、第１種超伝導体の高いシールド性と経済性に、樹脂補
強層による補強・保護効果が相乗的に加わるため、機械
的にも化学的にも安定であって、取扱いも容易であり、
安価で磁気シールド効果の高い超伝導シールド体を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の超伝導シールド体を利用することの
できる５ＱＬＩＩＤ磁力計の基本的構成を示す図、第２
図はこの発明の実施例の部分断面図、第３図はこの発明
の実施例である超伝導シールド体を用いて形成された筒
状シールド体を示す図、第４図は端部処理を例示する図
である。１・・・ピックアップコイル、４・・・ＳＱＵ　Ｉ　Ｄ
ｊｌｌ子、２１．２１ａ、２１ｂ、２３，２３ａ、２３
ｂ・・・エポキシ樹脂層２．２２ａ、２２ｂ・・・　第１種超伝導体層特許出願
人　株式会社島津製作所第４ｒｊ！Ｊ２ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１種超伝導体層と樹脂補強層との積層構造を有
する超伝導シールド体。
（２）前期樹脂補強層はエポキシ樹脂層である、特許請
求の範囲第１項記載の超伝導シールド体。