CN109215930B - 超导磁体及检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供超导磁体及检查装置，水平支撑部件(40a，40b)在从卷轴(Aa)的方向观察的俯视图中相对于卷轴对称地配置。水平支撑部件(40a、40b)各自包括角撑板(12)和连结件(41、42)。连结件(41，42)在从卷轴的方向观察的俯视图中从角撑板(12)向互不相同的方向延伸。在固定件(28)形成有用于使连结件(41、42)通过的贯通孔。连结件各自通过贯通孔而沿着与卷轴垂直的方向延伸，且具有固定于角撑板(12)的第一固定端和固定于固定件(28)的第二固定端。支撑部件各自还包括与连结件(41)的第二固定端卡合的卡合件(45)及与连结件(42)的第二固定端卡合的卡合件(46)。

Description

超导磁体及检查装置

技术领域

本公开涉及超导磁体及检查装置。

背景技术

日本特开2012-182248号公报公开了将真空容器、辐射屏蔽件及超导磁体以相互成为同轴的方式通过多个支撑体进行连结支撑的极低温容器。多个支撑体通过将作为非磁性材料的铝材或不锈钢材与CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic：碳纤维增强塑料)那样导热率远低于金属的材料组合而形成。

日本特开昭61-248403号公报公开了一种低温恒温器，将在冷却介质中浸渍并收纳超导线圈的内槽经由由FRP(Fiber Reinforced Plastic：纤维增强塑料)等低导热材料构成的支撑件而支撑于真空槽。支撑件在两端具有螺纹部，经由该螺纹部而与内槽及真空槽结合。

发明内容

本公开一形态的目的在于提供具有耐电磁力性能优异的支撑构造的超导磁体及检查装置。

本公开的一形态的超导磁体具备超导线圈、容器、第一支撑部件及第二支撑部件。超导线圈具有：具有卷绕的超导线材的线圈部；及以夹持线圈部的方式沿着线圈部的卷轴的方向配置的第一固定部及第二固定部。容器收容超导线圈。第一支撑部件及第二支撑部件将第一固定部连结于容器的侧面，沿着与卷轴垂直的方向支撑超导线圈。第一支撑部件与第二支撑部件在从卷轴的方向观察的俯视图中相对于卷轴对称地配置。第一支撑部件和第二支撑部件各自包括第一基座部和第一连结件及第二连结件。第一基座部固定于容器的侧面。第一连结件及第二连结件在从卷轴的方向观察的俯视图中从第一基座部向互不相同的方向延伸。在第一固定部形成有用于使第一连结件及第二连结件通过的第一贯通孔。第一连结件和第二连结件各自通过第一贯通孔而沿着与卷轴垂直的方向延伸，且具有固定于第一基座部的第一固定端和固定于第一固定部的第二固定端。第一支撑部件和第二支撑部件各自还包括与第一连结件的第二固定端卡合的第一卡合件及与第二连结件的第二固定端卡合的第二卡合件。

本公开的一形态的检查装置具备本发明的一形态的超导磁体。容器具有供线圈部的卷轴通过的磁通通过部。检查装置构成为，通过对被冷却为超导状态的超导线圈进行励磁或减磁，来测定配置于磁通通过部的被检查对象的磁化特性。

本发明的上述及其他目的、特征、方面及优点根据与附图相关联地理解的关于本发明的如下的详细说明而明确可知。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式的超导磁体的整体结构的俯视透视图。

图2是示意性地表示本发明的实施方式的超导磁体的整体结构的侧视图。

图3是从隔热容器的底面侧观察图2所示的超导磁体的概略俯视图。

图4是用于说明水平支撑部件的位置的示意图。

图5是用于说明连结件的第二固定端的位置的示意图。

图6是第一结构例的检查装置的概略剖视图。

图7是第二结构例的检查装置的概略剖视图。

图8是用于说明超导磁体中的对电磁力所形成的载荷进行支撑的构造的第一方式的图。

图9是用于说明超导磁体中的对电磁力所形成的载荷进行支撑的构造的第二方式的图。

具体实施方式

[本发明的实施方式的说明]

首先，列举说明本发明的实施形态。

(1)本发明的一形态的超导磁体100(参照图1及图2)具备超导线圈2、容器10、第一支撑部件40a及第二支撑部件40b。超导线圈2具有：具有卷绕的超导线材21的线圈部20；及以夹持线圈部20的方式沿着线圈部20的卷轴Aa的方向配置的第一及第二固定部28、30。容器10收容超导线圈2。第一支撑部件40a及第二支撑部件40b将第一固定部28连结于容器10的侧面10a，沿着与卷轴Aa垂直的方向支撑超导线圈2。第一支撑部件40a与第二支撑部件40b在从卷轴Aa的方向观察的俯视图中相对于卷轴Aa对称地配置。第一和第二支撑部件40a、40b各自包括第一基座部12(12a、12b)、第一连结件41(41a、41b)及第二连结件42(42a、42b)。第一基座部12固定于容器10的侧面10a。第一连结件41及第二连结件42在从卷轴Aa的方向观察的俯视图中从第一基座部12向互不相同的方向延伸。在第一固定部28形成有用于使第一及第二连结件41、42通过的第一贯通孔。第一和第二连结件41、42各自通过第一贯通孔而沿着与卷轴Aa垂直的方向延伸。第一和第二连结件41、42各自具有固定在第一基座部12的第一固定端和固定在第一固定部28的第二固定端。第一和第二支撑部件40a、40b各自还包括与第一连结件41(41a、41b)的第二固定端卡合的第一卡合件45(45a、45b)及与第二连结件42(42a、42b)的第二固定端卡合的第二卡合件46(46a、46b)。

根据上述(1)的超导磁体100，能够通过第一及第二支撑部件40a、40b对电磁力所形成的水平方向的载荷进行支撑。

(2)在上述(1)的超导磁体100中，第一和第二连结件41、42各自在第二固定端具有外螺纹部。第一和第二卡合件45、46各自具有内螺纹部。通过外螺纹部与内螺纹部螺合，第一及第二连结件41、42与第一及第二卡合件45、46分别卡合。

根据上述结构，第一和第二支撑部件40a、40b各自的支撑张力可以通过与在第一及第二连结件41、42的第二固定端形成的外螺纹部螺合的第一及第二卡合件45、46的紧固力进行调整。

(3)在上述(2)的超导磁体中，外螺纹部及内螺纹部的材质为纤维增强塑料(FRP)。

将外螺纹部及内螺纹部的材质设为FRP的支撑部件相对于外螺纹部的材质为FPR且内螺纹部的材质为不锈钢的支撑部件，拉伸强度显著升高。因此，由此能够实现具有高隔热性及高强度的支撑部件。

(4)在上述(1)～(3)的超导磁体中，以向第一连结件41施加的轴力大于在对被冷却为超导状态的超导线圈2进行了励磁时向第一连结件41施加的电磁力的方式，将第一连结件41与第一卡合件45卡合。以向第二连结件42施加的轴力大于在对被冷却为超导状态的超导线圈2进行了励磁时向第二连结件42施加的电磁力的方式，将第二连结件42与第二卡合件46卡合。

在反复进行了超导线圈2的励磁或减磁的情况下，向第一和第二连结件41、42各自断续地施加电磁力。在该电磁力大于轴力的情况下，连结件受到相当于电磁力与轴力之差的应力，反复被拉拽。其结果是，连结件可能会疲劳破坏。

如上所述，以向连结件施加的轴力大于向连结件施加的电磁力的方式将卡合件紧固，由此能够降低伴随着超导线圈2的励磁或减磁而连结件受到的反复应力。由此，能够防止连结件的疲劳破坏。

(5)在上述(1)～(4)的超导磁体100中，向第一连结件41施加的热收缩与向第一固定部中的形成有供第一连结件41插通的第一贯通孔的部分施加的热收缩的在第一连结件41的延伸方向上的分量相等。

由此，向连结件施加的热收缩被转换成第一固定部的热收缩和连结件a的弯曲，能够缓和在连结件产生的热应力。

(6)在上述(1)～(5)的超导磁体100中，第一连结件41与第二连结件42以延伸方向彼此正交的方式配置。

根据上述结构，第一支撑部件40a的第一连结件41a与第二支撑部件40b的第一连结件41b平行地配置，且第一支撑部件40a的第二连结件42a与第二支撑部件40b的第二连结件42b平行地配置。由此，能够将沿水平方向施加给第一固定部28的载荷(热收缩应力及电磁力)分解成第一连结件41的延伸方向上的分量和第二连结件42的延伸方向上的分量，第一及第二连结件41、42能够分别支撑这两个分量。

(7)在上述(1)～(6)的超导磁体100中，第一连结件41与第一卡合件45的卡合部分及第二连结件42与第二卡合件46的卡合部分各自通过粘结剂被固定。

这样的话，粘结剂作为卡合部分的卡合件的防松件发挥功能，因此在各卡合部分，能够将外螺纹部与内螺纹部不依赖于摩擦力而更牢固地固定。由此，能够将超导线圈2不依赖于摩擦力而牢固地固定。

(8)在上述(1)～(7)的超导磁体100中，第一及第二连结件41、42和第一及第二卡合件45、46的材质为FRP。

根据上述结构，与将卡合件设为金属制的螺母的情况相比，能够保持相同的拉伸强度，并减小第一及第二连结件41、42的直径。越减小第一及第二连结件41、42的直径，则传热路径的热阻越高，从容器10向超导线圈2侵入的热量越减少，因此能够提高超导线圈2的冷却效率。而且，通过减小第一及第二连结件41、42的直径，能够实现第一及第二支撑部件40a、40b的小型轻量化及低成本化。

(9)上述(1)～(8)的超导磁体100还具备第三支撑部件40c及第四支撑部件40d(参照图3)。第三支撑部件40c及第四支撑部件40d将第二固定部30连结于容器10的侧面10a，沿着与卷轴Aa垂直的方向支撑超导线圈2。在从卷轴Aa的方向观察的俯视图中，第三支撑部件40c与第四支撑部件40d相对于卷轴Aa对称地配置。第三支撑部件40c及第四支撑部件40d还配置在从配置有第一支撑部件40a及第二支撑部件40b的位置以卷轴Aa为中心旋转了90度的位置(参照图4)。

由此，能够通过第一至第四支撑部件40a～40d支撑沿水平方向作用的电磁力所形成的载荷。

(10)在上述(9)的超导磁体100中，第三和第四支撑部件40c、40d各自包括配置于容器10的侧面10a的第二基座部12(12c、12d)和在从卷轴Aa的方向观察的俯视图中从第二基座部12向互不相同的方向延伸的第三连结件41(41c、41d)及第四连结件42(42c、42d)。在第二固定部30形成有用于使第三及第四连结件41、42通过的第二贯通孔。第三和第四连结件41、42各自通过第二贯通孔而沿着与卷轴Aa垂直的方向延伸。第三和第四连结件41、42各自具有固定于第二基座部12的第三固定端和固定于第二固定部30的第四固定端。第三和第四支撑部件40c、40d各自还包括与第三连结件41的第四固定端卡合的第三卡合件45(45c、45d)及与第四连结件42的第四固定端卡合的第四卡合件46(46c、46d)。

这样的话，向超导线圈2施加的电磁力所形成的载荷能够由合计8个连结件41a～41d、42a～42d支撑。

(11)在上述(9)或(10)的超导磁体100中，在从卷轴Aa的方向观察的俯视图中，第一支撑部件40a的第一连结件41a与第三支撑部件40c的第四连结件42c平行。第一支撑部件40a的第二连结件42a与第四支撑部件40d的第三连结件41d平行。第二支撑部件40b的第一连结件41b与第四支撑部件40d的第四连结件42d平行。第二支撑部件40b的第二连结件42b与第三支撑部件40c的第三连结件41c平行。

这样的话，能够通过相互平行的一对连结件呈双臂梁式地支撑向超导线圈2施加的电磁力所形成的载荷。由此，能提高各支撑部件40的第一及第二连结件41、42的刚性。由此，能够防止第一及第二连结件41、42因载荷而发生疲劳破坏的情况。

(12)本发明的一形态的检查装置(参照图6)具备上述(1)～(11)的超导磁体100。容器10具有供线圈部20的卷轴Aa通过的磁通通过部。检查装置构成为，通过对被冷却为超导状态的超导线圈2进行励磁或减磁，来测定配置于磁通通过部的被检查对象200的磁化特性。

根据上述检查装置，在被检查对象200的磁化特性的测定时产生的电磁力所形成的反复载荷能够由4个支撑部件40a～40d支撑。而且，由于能够呈双臂梁式地支撑电磁力所形成的反复载荷，因此能提高各水平支撑部件40的第一及第二连结件41、42的刚性。由此，能够防止第一及第二连结件41、42因反复载荷而发生疲劳破坏的情况。

(13)本发明的一形态的检查装置(参照图7)具备上述(1)～(11)的超导磁体100。容器10具有供线圈部20的卷轴通过的磁通通过部。检查装置还具备台210，台210配置在超导线圈2的卷轴Aa的方向的下方，并调整被检查对象200相对于超导线圈2的位置以使被检查对象200配置于磁通通过部的正下方。检查装置构成为，通过对被冷却为超导状态的超导线圈2进行励磁或减磁，来测定被检查对象200的磁化特性。

根据上述检查装置，在被检查对象200的磁化特性的测定时产生的电磁力所形成的反复载荷能够由4个支撑部件40a～40d支撑。而且，能够呈双臂梁式地支撑电磁力所形成的反复载荷，因此能提高各水平支撑部件40的第一及第二连结件41、42的刚性。由此，能够防止第一及第二连结件41、42因反复载荷而发生疲劳破坏的情况。

[本发明的实施方式的详情]

以下，基于附图，说明本发明的实施方式。需要说明的是，在以下的附图中，对于相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。

图1是示意性地表示本发明的实施方式的超导磁体的整体结构的俯视透视图。图2是示意性地表示本发明的实施方式的超导磁体的整体结构的侧视图，对应于图1的II-II线处的剖视图。

如图1及图2所示，本实施方式的超导磁体100是利用冷冻机对超导线圈进行冷却的冷冻机冷却型的超导磁体。超导磁体100具备超导线圈2、隔热容器10、垂直支撑部件32、水平支撑部件40a～40d、冷冻机60。

隔热容器10收容超导线圈2。隔热容器10具有侧面10a、底面10b及上表面10c。需要说明的是，在图1中，未示出上表面10c。在隔热容器10的内部，芯部11以贯通底面10b及上表面10c的方式形成。芯部11形成为中空状。

超导线圈2通过芯部11。因此，以使线圈部20的卷轴Aa的方向相对于隔热容器10的底面10b成为垂直方向的方式，将超导线圈2设置在隔热容器10的内部。即，在本实施方式中，设置有超导磁体100时的上下方向与线圈部20的卷轴Aa的方向实质上一致。

超导线圈2包括线圈部20、传热板24、固定件28、30。线圈部20通过将超导线材21绕着卷轴Aa卷绕而形成，产生磁通。也可以通过将超导线材21绕着卷轴Aa呈螺旋状地卷绕来构成线圈部20。或者，可以通过将多个扁平线圈层叠来构成线圈部20。在这样的结构中，卷轴Aa的方向也对应于多个扁平线圈的层叠方向。

固定件28、30以沿着卷轴Aa的方向夹持线圈部20的方式设置而把持线圈部20。固定件28(第一固定部)安装在沿着卷轴Aa方向的线圈部20的上端。固定件30(第二固定部)安装在沿着卷轴Aa方向的线圈部20的下端。需要说明的是，固定件28、30具有中空圆状的形状。

多个传热板24将线圈部20与冷冻机60相互热连接。图2代表性地图示出2个传热板24。然而，传热板24的个数没有特别限定。

冷冻机60经由传热板24对线圈部20进行冷却。根据该实施方式，超导线圈2收容在隔热容器10的内部，由冷冻机60直接冷却，因此不具有极低温容器。在高温超导线圈的情况下，即使不具有极低温容器也能够冷却。

垂直支撑部件32支撑超导线圈2的垂直方向的载荷。垂直支撑部件32具有棒状的形状，至少在两端部具有螺栓。垂直支撑部件32的一方的端部通过螺母32a而固定于固定件28。垂直支撑部件32的另一方的端部支撑于隔热容器10的底面10b。即，垂直支撑部件32将固定件28与隔热容器10的底面10b连结。

根据图1所示的结构，垂直支撑部件32的个数为3个。如3个螺钉32a所示，例如3个垂直支撑部件32在水平面处，以相对于卷轴Aa成为等角度(120°)的方式配置。

水平支撑部件40a～40d支撑超导线圈2的水平方向(换言之与卷轴Aa垂直的方向)的载荷。水平支撑部件40a、40b各自将超导线圈2的固定件28与隔热容器10的侧面10a连结。水平支撑部件40c、40d各自将超导线圈2的固定件30与隔热容器10的侧面10a连结。

如图1所示，在从卷轴Aa方向观察的俯视图中，水平支撑部件40a与水平支撑部件40b在固定件28上相对于卷轴Aa对称地配置。水平支撑部件40a对应于“第一支撑部件”的一实施例，水平支撑部件40b对应于“第二支撑部件”的一实施例。

水平支撑部件40a包括角撑板12a(第一基座部)、连结件41a、42a、卡合件13a～16a、45a、46a。角撑板12a固定于隔热容器10的侧面10a。连结件41a、42a在从卷轴Aa方向观察的俯视图中，从角撑板12a向互不相同的方向延伸。连结件41a、42a各自由螺栓构成。卡合件13a～16a、45a、46a各自由螺母构成。

以下，在包括性地标记水平支撑部件40a～40d的情况下，也简称为“水平支撑部件40”。而且，在包括性地标记连结件41a～41d、42a～42d的情况下，也简称为“连结件41、42”，在分别包括性地标记卡合件13a～13d、14a～14d、15a～15d、16a～16d、45a～45d、46a～46d的情况下，也简称为“卡合件13、14、15、16、45、46”，在包括性地标记角撑板12a～12d的情况下，也简称为“角撑板12”。

连结件41a、42a各自沿水平方向延伸。连结件41a的一方的端部(第一固定端)通过卡合件13a、15a的卡合而固定于角撑板12a。连结件42a的一方的端部(第一固定端)通过卡合件14a、16a的卡合而固定于角撑板12a。

在固定件28设有块43a、43b、44a、44b。在块43a、44a形成有用于使连结件41a、42a分别通过的贯通孔(第一贯通孔)。连结件41a在另一方的端部(第二固定端)具有外螺纹部。卡合件45a具有内螺纹部。通过连结件41a的外螺纹部与卡合件45a的内螺纹部螺合，卡合件45a卡合于连结件41a的另一方的端部。通过在块43a处连结件41a的另一方的端部与卡合件45a卡合而将连结件41a的另一方的端部固定于固定件28。

连结件42a在另一方的端部(第二固定端)具有外螺纹部。卡合件46a具有内螺纹部。通过连结件42a的外螺纹部与卡合件46a的内螺纹部螺合，卡合件46a卡合于连结件42a的另一方的端部。通过在块44a处连结件42a的另一方的端部与卡合件46a卡合而将连结件42a的另一方的端部固定于固定件28。

水平支撑部件40b包括角撑板12b、连结件41b、42b、卡合件13b～16b、45b、46b。角撑板12b(第一基座部)固定于隔热容器10的侧面10a。连结件41b、42b在从卷轴Aa方向观察的俯视图中，从角撑板12b向互不相同的方向延伸。连结件41b、42b各自由螺栓构成。卡合件13b～16b、45b、46b各自由螺母构成。

连结件41b、42b各自沿水平方向延伸。连结件41b的一方的端部(第一固定端)通过卡合件13b、15b卡合而固定于角撑板12b。连结件42b的一方的端部(第一固定端)通过卡合件14b、16b卡合而固定于角撑板12b。

在块43b、44b形成有用于使连结件41b、42b分别通过的贯通孔(第一贯通孔)。连结件41b在另一方的端部(第二固定端)具有外螺纹部。卡合件45b具有内螺纹部。通过连结件41b的外螺纹部与卡合件45b的内螺纹部螺合，卡合件45b卡合于连结件41b的另一方的端部。通过在块43b处连结件41b的另一方的端部与卡合件45b卡合而将连结件41b的另一方的端部固定于固定件28。

连结件42b在另一方的端部(第二固定端)具有外螺纹部。卡合件46b具有内螺纹部。通过连结件42b的外螺纹部与卡合件46b的内螺纹部螺合，卡合件46b卡合于连结件42b的另一方的端部。通过在块44b处连结件42b的另一方的端部与卡合件46b卡合而将连结件42b的另一方的端部固定于固定件28。

图3是从隔热容器10的底面10b侧观察图2所示的超导磁体100的概略俯视图。

如图3所示，在从卷轴Aa方向观察的俯视图中，水平支撑部件40c与水平支撑部件40d在固定件30上相对于卷轴Aa对称地配置。水平支撑部件40c对应于“第三支撑部件”的一实施例，水平支撑部件40d对应于“第四支撑部件”的一实施例。

水平支撑部件40c包括角撑板12c(第二基座部)、连结件41c、42c、卡合件13c～16c、45c、46c。角撑板12c固定于隔热容器10的侧面10a。连结件41c、42c在从卷轴Aa方向观察的俯视图中，从角撑板12c向互不相同的方向延伸。连结件41c、42c各自由螺栓构成。卡合件13c～16c、45c、46c各自由螺母构成。

连结件41c、42c各自沿水平方向延伸。连结件41c的一方的端部(第三固定端)通过卡合件13c、15c卡合而固定于角撑板12c。连结件42c的一方的端部(第三固定端)通过卡合件14c、16c卡合而固定于角撑板12c。

在固定件30设有块43c、43d、44c、44d。在块43c、44c形成有用于使连结件41c、42c分别通过的贯通孔(第二贯通孔)。连结件41c在另一方的端部(第四固定端)具有外螺纹部。卡合件45c具有内螺纹部。通过连结件41c的外螺纹部与卡合件45c的内螺纹部螺合，卡合件45c卡合于连结件41c的另一方的端部。通过在块43c处连结件41c的另一方的端部与卡合件45c卡合而将连结件41c的另一方的端部固定于固定件30。

连结件42c在另一方的端部(第四固定端)具有外螺纹部。卡合件46c具有内螺纹部。通过连结件42c的外螺纹部与卡合件46c的内螺纹部螺合，卡合件46c卡合于连结件42c的另一方的端部。通过在块44c处连结件42c的另一方的端部与卡合件46c卡合而将连结件42c的另一方的端部固定于固定件30。

水平支撑部件40d包括角撑板12d(第二基座部)、连结件41d、42d、卡合件13d～16d、45d、46d。角撑板12d固定于隔热容器10的侧面10a。连结件41d、42d在从卷轴Aa方向观察的俯视图中，从角撑板12d向互不相同的方向延伸。连结件41d、42d各自由螺栓构成。卡合件13d～16d、45d、46d各自由螺母构成。

连结件41d、42d各自沿水平方向延伸。连结件41d的一方的端部(第三固定端)通过卡合件13d、15d卡合而固定于角撑板12d。连结件42d的一方的端部(第三固定端)通过卡合件14d、16d卡合而固定于角撑板12d。

在块43d、44d形成有用于使连结件41d、42d分别通过的贯通孔(第二贯通孔)。连结件41d在另一方的端部(第四固定端)具有外螺纹部。卡合件45d具有内螺纹部。通过连结件41d的外螺纹部与卡合件45d的内螺纹部螺合，卡合件45d卡合于连结件41d的另一方的端部。通过在块43d处连结件41d的另一方的端部与卡合件45d卡合而将连结件41d的另一方的端部固定于固定件30。

连结件42d在另一方的端部(第四固定端)具有外螺纹部。卡合件46d具有内螺纹部。通过连结件42d的外螺纹部与卡合件46d的内螺纹部螺合，卡合件46d卡合于连结件42d的另一方的端部。通过在块44d处连结件42d的另一方的端部与卡合件46d卡合而将连结件42d的另一方的端部固定于固定件30。

水平支撑部件40a～40d及垂直支撑部件32各自的材质为FPR。由此，能够实现具有高隔热性及高强度的支撑部件。

具体而言，在水平支撑部件40a～40d的各水平支撑部件中，连结件41、42及卡合件13～16、45、46的材质为FRP。至少连结件41、42的外螺纹部的材质为FRP，至少卡合件13～16、45、46的内螺纹部的材质为FRP。

对于将外螺纹部的材质设为FPR并将内螺纹部的材质设为FRP的水平支撑部件、将外螺纹部设为FRP并将内螺纹部设为金属(不锈钢)的水平支撑部件，进行了拉伸试验。在拉伸试验中，在使直径8mm、12mm及16mm的外螺纹部与内螺纹部螺合的状态下向内螺纹部施加拉伸张力，测定了断裂载荷。其结果是，确认出如下情况：将外螺纹部的材质设为FPR并将内螺纹部的材质设为不锈钢的水平支撑部件例如在直径8mm时，断裂载荷为2500N左右，相对于此，外螺纹部及内螺纹部的材质为FRP的水平支撑部件的断裂载荷为6500N左右，拉伸强度显著升高。

在图1至图3所示的结构中，例如，可以将连结件41、42设为FPR制的全螺纹螺杆，将卡合件13～16、45、46设为FRP制的螺母。这样的话，与将卡合件设为金属制的螺母的情况相比，能够保持相同的拉伸强度，并减小连结件41、42的直径。

连结件41、42经由角撑板12而连接于隔热容器10，因此构成将隔热容器10的外部的热量向超导线圈2传递的传热路径。由此，越减小连结件41、42的直径，则传热路径的热阻越高，从隔热容器10向超导线圈2侵入的热量越减少，因此能够提高超导线圈2的冷却效率。而且，通过减小连结件41、42的直径，能够实现水平支撑部件40的小型轻量化及低成本化。

根据图1～图3所示的结构，垂直支撑部件32的个数为3。然而，垂直支撑部件32的个数可以从耐载荷及超导线圈2的冷却效率的观点出发而适当确定。

同样，将固定件28与隔热容器10的侧面10a连结的水平支撑部件40的个数及将固定件30与隔热容器10的侧面10a连结的水平支撑部件40的个数可以从连结件41、42的耐载荷和超导线圈2的冷却效率的观点出发来确定。

例如越增多水平支撑部件40的个数，则越能够减小向1个水平支撑部件40施加的载荷。然而，如上所述，水平支撑部件40构成将隔热容器10的外部的热量向超导线圈2传递的传热路径。当水平支撑部件40的个数增加时隔热路径增加，因此超导线圈2的冷却效率容易下降。反之，越减少水平支撑部件40的个数，则越能够抑制超导线圈2的冷却效率的下降。然而，向1个水平支撑部件40施加的载荷增大。

图4是用于说明水平支撑部件40a～40d的位置的示意图。

如图4所示，在从卷轴Aa方向观察的俯视图中，水平支撑部件40a与水平支撑部件40b在固定件28上相对于卷轴Aa对称地配置。在水平支撑部件40a、40b的各水平支撑部件中，连结件41与连结件42优选以延伸方向彼此正交的方式配置。

这样的话，水平支撑部件40a的连结件41a与水平支撑部件40b的连结件41b平行配置，且水平支撑部件40a的连结件42a与水平支撑部件40b的连结件42b平行配置。由此，能够将沿水平方向施加给固定件28的载荷(热收缩应力及电磁力)分解成连结件41的延伸方向上的分量和连结件42的延伸方向上的分量，且连结件41、42分别支撑这两个分量。

在此，连结件41与卡合件45卡合成，向连结件41施加的轴力大于在对冷却成超导状态的超导线圈2进行了励磁时向连结件41施加的电磁力。

在将卡合件45卡合于连结件41时，如果转动卡合件45的内螺纹部而进行紧固，则由于紧固而连结件41的外螺纹部被拉拽。因此，在连结件41的外螺纹部产生要返回原状的力即轴力。

另一方面，在超导线圈2的周边存在磁性体的情况下，如果对超导线圈2进行励磁，则通过超导线圈2产生的磁场而在超导线圈2与磁性体之间会产生相互拉拽的电磁力。该电磁力具有卷轴Aa方向上的分量和与卷轴Aa垂直的方向上的分量。当向超导线圈2施加与卷轴Aa垂直的方向的电磁力时，向水平支撑部件40的连结件41、42也施加电磁力。

在反复进行超导线圈2的励磁或减磁的情况下，向连结件41断续地施加电磁力。在该电磁力大于轴力的情况下，连结件41受到相当于电磁力与轴力之差的应力，反复被拉拽。其结果是，连结件41可能会发生疲劳破坏。

如上所述，以向连结件41施加的轴力大于向连结件41施加的电磁力的方式将卡合件45的内螺纹部紧固，由此能够降低伴随着超导线圈2的励磁或减磁而连结件41受到的反复载荷。由此，能够防止连结件41的疲劳破坏。

与连结件41及卡合件45同样，连结件42与卡合件46卡合成，向连结件42施加的轴力大于向连结件42施加的电磁力。由此，能够防止连结件42的疲劳破坏。

需要说明的是，虽然图示省略，但是可以通过粘结剂将连结件41与卡合件45的卡合部分及连结件42与卡合件46的卡合部分各自固定。粘结剂作为卡合部分的卡合件的防松件发挥功能。由此，在各卡合部分，能够将外螺纹部和内螺纹部不依赖于摩擦力而更牢固地固定。由此，能够将超导线圈2不依赖于摩擦力而牢固地固定。

如图3所示，水平支撑部件40c与水平支撑部件40d在固定件30上相对于卷轴Aa对称地配置。在水平支撑部件40c、40d的各水平支撑部件中，也与水平支撑部件40a、40b同样，将连结件41和连结件42以延伸方向彼此正交的方式配置，由此连结件41、42能够将向固定件30沿水平方向施加的应力高效地相抵。

另外，在水平支撑部件40c、40d的各水平支撑部件中，也是以向连结件41施加的轴力大于向连结件41施加的电磁力的方式将连结件41与卡合件45卡合，并以向连结件42施加的轴力大于向连结件42施加的电磁力的方式将连结件42与卡合件46卡合。由此，能够防止连结件41、42的疲劳破坏。

此外，如图4所示，水平支撑部件40c、40d在从卷轴Aa方向观察的俯视图中，配置在从配置有水平支撑部件40a、40b的位置以卷轴Aa为中心旋转了90°的位置。这样的话，在卷轴Aa方向的俯视图中，水平支撑部件40a的连结件41a与水平支撑部件40c的连结件42c平行地配置，水平支撑部件40a的连结件42a与水平支撑部件40d的连结件41d平行地配置。而且，水平支撑部件40b的连结件41b与水平支撑部件40d的连结件42d平行地配置，水平支撑部件40b的连结件42b与水平支撑部件40c的连结件41c平行地配置。这样的话，向超导线圈2施加的电磁力所形成的载荷能够由合计8个连结件41a～41d、42a～42d支撑。关于连结件41a～41d、42a～42d的电磁力的支撑构造在后文叙述。

图5是用于说明连结件41、42的第二固定端的位置的示意图。在图5中，说明水平支撑部件40a的连结件42a的第二固定端的位置，但是关于水平支撑部件40a的连结件41a及水平支撑部件40b的连结件41b、42b，也可以按照以下的说明来决定第二固定端的位置。而且，关于水平支撑部件40c的连结件41c、42c及水平支撑部件40d的连结件41d、42d，也可以按照以下的说明来决定第四固定端的位置。

通过将超导线圈2从室温冷却为低温，固定件28收缩。固定件28通过热收缩而沿径向收缩。因此，在供连结件41a插通的块44a，如图中箭头F1所示，向朝着卷轴Aa的方向施加热收缩。由于其应力而块44a朝向卷轴Aa移动。需要说明的是，块44a的移动量依赖于将固定件28从室温冷却为低温时的固定件28的热收缩率。

在将超导线圈2从室温冷却为低温时，连结件42a也与固定件28一起收缩。在连结件42a，如图中箭头F2所示，沿着连结件42a的延伸方向而向朝着第一固定端的方向(即，朝向角撑板12a的方向)施加热收缩。

其结果是，向连结件42a的第二固定端施加朝向卷轴Aa方向的热收缩F1和朝向第一固定端的热收缩F2。以使热收缩F2与热收缩F1的在连结件42a的延伸方向上的分量相等的方式决定第二固定端的位置。由此，在连结件42a中，能够吸收热收缩F1的在连结件42a的延伸方向上的分量，因此仅施加热收缩F1的在与连结件42a垂直的方向上的分量。需要说明的是，该热收缩F1的在与连结件42a垂直的方向上的分量被转换成连结件42a的弯曲。即，向连结件42a施加的热收缩被转换成固定件28的热收缩和连结件42a的弯曲，能够缓和在连结件42a产生的热应力。

接下来，参照图6及图7，说明可适用本实施方式的超导磁体100的检查装置的结构例。本实施方式的检查装置构成为，使用超导磁体100产生的变动磁场来测定被检查对象的磁化特性。

图6是第一结构例的检查装置的概略剖视图。如图6所示，第一结构例的检查装置具备超导磁体100。

隔热容器10在中空状的芯部11的内部具有供超导线圈2的卷轴Aa通过的磁通通过部。磁通通过部能够使由超导线圈2产生的磁通通过。

将试料200(被检查对象)配置在磁通通过部。向试料200施加从超导线圈2产生的磁场。以使试料200的位置处的磁场的强度成为所希望的强度的方式向超导线圈2施加电流。

在检查装置中，在试料200的磁化特性的测定时，为了按照预定的磁场产生模式使超导线圈2产生磁场而对超导线圈2的通电电流进行控制。例如，作为磁场产生模式，将强度按照0[T]→+6[T]→-6[T]→+6[T]→0[T]的顺序变化的磁场作为1个循环。以产生按照该1个循环进行变动的磁场的方式控制超导线圈2的通电电流。当测定了1个循环中的试料200的磁化特性时，更换试料200，对于更换后的试料200测定1个循环中的磁化特性。

这样，在试料200的磁化特性的测定时，按照磁场产生模式而使超导线圈2的励磁与减磁交替地反复。试料200为磁性体，因此当对超导线圈2进行励磁时，向超导线圈2拉近的吸引力作用于试料200。其结果是，在超导线圈2中，电磁力作为相对于吸引力的反力发挥作用。吸引力和电磁力是相互为反向且相同大小的力。

由于将试料200配置在芯部11的内部，因此电磁力以沿着与卷轴Aa垂直的方向朝向卷轴Aa的方式作用于超导线圈2。如果试料200相对于卷轴Aa对称地配置，则相互为反向且相同大小的电磁力相互抵消，因此作为超导线圈2整体而言，电磁力不起作用。

另一方面，如图6所示，在试料200相对于卷轴Aa非对称地配置的情况下，在超导线圈2中，作用在位于接近试料200的一侧的部分上的电磁力(相当于图中的Fa)大于作用在位于远离试料200的一侧的部分上的电磁力(相当于图中的Fb)。其结果是，作为超导线圈2整体而言，电磁力在与卷轴Aa垂直的方向上发挥作用。在图6的例子中，向与卷轴Aa垂直的方向的左方发挥作用的电磁力Fa大于向右方发挥作用的电磁力Fb，因此作为超导线圈2整体而言，电磁力向左方发挥作用。

由于超导线圈2反复被励磁或减磁，电磁力向上述的与卷轴Aa垂直的方向的左方反复作用于超导线圈2。其结果是，超导线圈2受到反复载荷。

图7是第二结构例的检查装置的概略剖视图。如图7所示，第二结构例的检查装置具备超导磁体100和台210。

试料200在台210上配置于磁通通过部的正下方。向试料200施加从超导线圈2产生的磁场。以使试料200的位置处的磁场的强度成为所希望的强度的方式向超导线圈2施加电流。

在第二结构例的检查装置中，通过超导线圈2而产生变动磁场，测定试料200的磁化曲线(表示外部磁场与试料200的磁化之间的关系的曲线)。

检查装置对于配置在台210上的多个试料200依次施加从超导线圈2产生的磁场，由此测定各试料200的磁化特性。台210构成用于将多个试料200依次向磁通通过部的正下方导入的定位机构。

台210由磁性体形成，因此当对超导线圈2进行励磁时，向超导线圈2拉近的吸引力作用于台210。其结果是，如图7(A)所示，在超导线圈2作用有电磁力Fc来作为相对于吸引力的反力。吸引力与电磁力是相互为反向且相同大小的力。即，电磁力Fc向卷轴Aa的方向的下方发挥作用。

在此，如图7(B)所示，当台210向与卷轴Aa垂直的方向的右方移动时，吸引力向与卷轴Aa垂直的方向的左方作用于台210。其结果是，电磁力Fd向与卷轴Aa垂直的方向的右方作用于超导线圈2。由此，在超导线圈2中，卷轴Aa方向的下方的电磁力Fc和与卷轴Aa垂直的方向的右方的电磁力Fd发挥作用。

通过一边使台210沿着与卷轴Aa垂直的方向移动一边对超导线圈2反复进行励磁或减磁，而电磁力向上述的与卷轴Aa垂直的方向的右方反复作用于超导线圈2。因此，超导线圈2受到反复载荷。

如以上说明所述，在适用了超导磁体100的检查装置中，通过对超导线圈2反复进行励磁或减磁，超导线圈2沿着与卷轴Aa垂直的方向受到电磁力所形成的反复载荷。因此，超导磁体100要求考虑了疲劳的耐电磁力。

在该实施方式的超导磁体100中，如图1～图4所示，配置有将超导线圈2的固定件28连结于隔热容器10的侧面10a且沿着与卷轴Aa垂直的方向支撑超导线圈2的水平支撑部件40a、40b，并且，配置有将固定件30连结于隔热容器10的侧面10a且沿着与卷轴Aa垂直的方向支撑超导线圈2的水平支撑部件40c、40d。水平支撑部件40c、40d在从卷轴Aa方向观察的俯视图中，配置在从配置有水平支撑部件40a、40b的位置以卷轴Aa为中心旋转了90°的位置。由此，能够通过水平支撑部件40a～40d来支撑沿水平方向作用的反复载荷。

图8是用于说明超导磁体100中的电磁力所形成的载荷的支撑构造的第一方式的图。图8(A)是从隔热容器10的上表面10c侧观察超导磁体100的概略俯视图。图8(B)是从隔热容器10的底面10b侧观察超导磁体100的概略俯视图。

在图8中，电磁力F3沿水平的方向作用于水平支撑部件40a的连结件42a、水平支撑部件40b的连结件42b、水平支撑部件40c的连结件41c及水平支撑部件40d的连结件41d的各连结件。如图8(A)所示，该电磁力F3在固定件28侧，向从水平支撑部件40b朝向水平支撑部件40a的方向发挥作用。在固定件30侧，如图8(B)所示，电磁力F3向从水平支撑部件40c朝向水平支撑部件40d的方向发挥作用。

在固定件28侧，应力F4作为相对于电磁力F3的反力而作用于水平支撑部件40b的连结件42b的第二固定端。电磁力F3与应力F4是互为反向的力。

另一方面，在固定件30侧，应力F5作为相对于电磁力F3的反力而作用于水平支撑部件40c的连结件41c的第四固定端。电磁力F3与应力F5是互为反向的力。

需要说明的是，在图8(A)中，在固定件30侧发挥作用的应力F5由虚线箭头表示。在图8(B)中，在固定件28侧发挥作用的应力F4由虚线箭头表示。

由此可知，作为超导磁体100整体而言，电磁力F3所形成的载荷由水平支撑部件40b的连结件42b及水平支撑部件40c的连结件41c支撑。即，电磁力F3所形成的载荷由一对连结件42b、41c呈双臂梁式地支撑。

图9是用于说明超导磁体100中的对电磁力所形成的载荷进行支撑的构造的第二方式的图。图9(A)是从隔热容器10的上表面10c侧观察超导磁体100的概略俯视图。图9(B)是从隔热容器10的底面10b侧观察超导磁体100的概略俯视图。

在图9中，电磁力F6在与卷轴Aa垂直的方向上向朝着角撑板12d的方向发挥作用。如图9(A)所示，在固定件28侧，作为相对于电磁力F6的反力，应力F7作用于水平支撑部件40a的连结件41a的第二固定端，并且应力F8作用于水平支撑部件40b的连结件42b的第二固定端。这样，在固定件28侧，电磁力F6被分解成与连结件41a平行的方向上的分量和与连结件42b平行的方向上的分量，各个分量由连结件41a、42b支撑。

如图9(B)所示，在固定件30侧，作为相对于电磁力F6的反力，应力F9作用于水平支撑部件40c的连结件41c的第四固定端，并且应力F10作用于水平支撑部件40c的连结件42c的第四固定端。这样，在固定件30侧，电磁力F6被分解成与连结件41c平行的方向上的分量和与连结件42c平行的方向上的分量，各个分量由连结件41c、42c支撑。

需要说明的是，在图9(A)中，在固定件30中发挥作用的应力F9、F10由虚线箭头表示。在图9(B)中，在固定件28侧发挥作用的应力F7、F8由虚线箭头表示。

由此可知，作为超导磁体100整体而言，电磁力F6所形成的载荷由水平支撑部件40b的连结件42b及水平支撑部件40c的连结件41c支撑，并由水平支撑部件40a的连结件41a及水平支撑部件40c的连结件42c支撑。即，电磁力F6所形成的载荷由一对连结件42b、41c呈双臂梁式地支撑，并由一对连结件41a、42c呈双臂梁式地支撑。

根据图8及图9所示的支撑构造，能够通过水平支撑部件40a～40d支撑电磁力所形成的反复载荷。而且，由于能够呈双臂梁式地支撑电磁力所形成的反复载荷，因此能提高各水平支撑部件40的连结件41、42的刚性。由此，能够防止连结件41、42因反复载荷而发生疲劳破坏的情况。其结果是，能够实现耐电磁力性能优异的支撑构造。

需要说明的是，在上述的实施方式中，水平支撑部件40固定于固定件28、30，但也可以仅固定于固定件28、30中的任一方。通过将水平支撑部件40固定于固定件28、30，与将水平支撑部件40仅固定于一方的固定件的结构相比，能够支撑水平方向的更大的载荷。然而，水平支撑部件40由于连接于隔热容器10，因此构成将隔热容器10的外部的热量向超导线圈2传递的传热路径。因此，当水平支撑部件40的个数增加时，传热路径增加，因此超导线圈2的冷却效率容易下降。反之，越减少水平支撑部件40的个数，越能够抑制超导线圈2的冷却效率的下降。因此，可以从水平支撑部件40的耐载荷和冷却效率的观点出发，来选择是将水平支撑部件40固定于固定件28、30，还是仅固定于固定件28、30中的一方。

虽然说明了本发明的实施方式，但是应考虑的是本次公开的实施方式所有方面均为例示而不是限制性的内容。本发明的范围由权利要求书公开，并包括与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。

Claims (11)

1.一种超导磁体，具备：

超导线圈，具有线圈部和第一固定部及第二固定部，所述线圈部具有卷绕的超导线材，所述第一固定部及第二固定部以夹持所述线圈部的方式沿着所述线圈部的卷轴的方向配置；

容器，收容所述超导线圈；及

第一支撑部件及第二支撑部件，将所述第一固定部连结于所述容器的侧面，沿着与所述卷轴垂直的方向支撑所述超导线圈，

所述第一支撑部件与所述第二支撑部件在从所述卷轴的方向观察的俯视图中相对于所述卷轴对称地配置，

所述第一支撑部件和所述第二支撑部件各自包括：

第一基座部，固定于所述容器的所述侧面；及

第一连结件及第二连结件，在从所述卷轴的方向观察的俯视图中，从所述第一基座部向互不相同的方向延伸，

在所述第一固定部形成有用于使所述第一连结件及第二连结件通过的第一贯通孔，

所述第一连结件和所述第二连结件各自是单个部件并从所述第一基座部通过所述第一贯通孔而沿着与所述卷轴垂直的方向延伸，且具有固定于所述第一基座部的第一固定端和固定于所述第一固定部的第二固定端，

所述第一支撑部件和所述第二支撑部件各自还包括与所述第一连结件的所述第二固定端卡合的第一卡合件及与所述第二连结件的所述第二固定端卡合的第二卡合件，

以向所述第一连结件施加的轴力大于在对被冷却为超导状态的所述超导线圈进行了励磁时向所述第一连结件施加的电磁力的方式，将所述第一连结件与所述第一卡合件卡合，并且，

以向所述第二连结件施加的轴力大于在对被冷却为超导状态的所述超导线圈进行了励磁时向所述第二连结件施加的电磁力的方式，将所述第二连结件与所述第二卡合件卡合。

2.根据权利要求1所述的超导磁体，其中，

所述第一连结件和所述第二连结件各自在所述第二固定端具有外螺纹部，

所述第一卡合件和所述第二卡合件各自具有内螺纹部，

通过所述外螺纹部与所述内螺纹部螺合，所述第一连结件和所述第二连结件与所述第一卡合件和所述第二卡合件分别卡合，

所述外螺纹部及所述内螺纹部的材质为纤维增强塑料。

3.根据权利要求1或2所述的超导磁体，其中，

所述第一连结件与所述第一卡合件的卡合部分及所述第二连结件与所述第二卡合件的卡合部分各自通过粘结剂被固定。

4.根据权利要求1所述的超导磁体，其中，

向所述第一连结件施加的热收缩与向所述第一固定部中的形成有供所述第一连结件插通的所述第一贯通孔的部分施加的热收缩的在所述第一连结件的延伸方向上的分量相等。

5.根据权利要求1所述的超导磁体，其中，

所述第一连结件与所述第二连结件以延伸方向彼此正交的方式配置。

6.根据权利要求1所述的超导磁体，其中，

所述第一连结件及第二连结件和所述第一卡合件及第二卡合件的材质为纤维增强塑料。

7.根据权利要求1所述的超导磁体，其中，

所述超导磁体具备将所述第二固定部连结于所述容器的所述侧面并沿着与所述卷轴垂直的方向支撑所述超导线圈的第三支撑部件及第四支撑部件，

在从所述卷轴的方向观察的俯视图中，所述第三支撑部件与所述第四支撑部件相对于所述卷轴对称地配置，且配置在从配置有所述第一支撑部件及所述第二支撑部件的位置以所述卷轴为中心旋转了90度的位置。

8.根据权利要求7所述的超导磁体，其中，

所述第三支撑部件和所述第四支撑部件各自包括：

第二基座部，配置在所述容器的所述侧面；及

第三连结件及第四连结件，在从所述卷轴的方向观察的俯视图中，从所述第二基座部向互不相同的方向延伸，

在所述第二固定部形成有用于使所述第三连结件及第四连结件通过的第二贯通孔，

所述第三连结件和所述第四连结件各自通过所述第二贯通孔而沿着与所述卷轴垂直的方向延伸，且具有固定于所述第二基座部的第三固定端和固定于所述第二固定部的第四固定端，

所述第三支撑部件和所述第四支撑部件各自还包括与所述第三连结件的所述第四固定端卡合的第三卡合件及与所述第四连结件的所述第四固定端卡合的第四卡合件。

9.根据权利要求8所述的超导磁体，其中，

在从所述卷轴的方向观察的俯视图中，

所述第一支撑部件的所述第一连结件与所述第三支撑部件的所述第四连结件平行，

所述第一支撑部件的所述第二连结件与所述第四支撑部件的所述第三连结件平行，

所述第二支撑部件的所述第一连结件与所述第四支撑部件的所述第四连结件平行，

所述第二支撑部件的所述第二连结件与所述第三支撑部件的所述第三连结件平行。

10.一种检查装置，具备权利要求1所述的超导磁体，

所述容器具有供所述线圈部的所述卷轴通过的磁通通过部，

所述检查装置构成为，通过对被冷却为超导状态的所述超导线圈进行励磁或减磁，来测定配置于所述磁通通过部的被检查对象的磁化特性。

11.一种检查装置，具备权利要求1所述的超导磁体，

所述容器具有供所述线圈部的所述卷轴通过的磁通通过部，

所述检查装置还具备台，所述台配置在所述超导线圈的所述卷轴的方向的下方，并调整被检查对象相对于所述超导线圈的位置以使所述被检查对象配置于所述磁通通过部的正下方，

所述检查装置构成为，通过对被冷却为超导状态的所述超导线圈进行励磁或减磁，来测定所述被检查对象的磁化特性。

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