JP2003347115A - 超電導電流リード装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は冷凍機冷却型超電導マグネット装置
に設けられる超電導電流リード装置に関し、冷凍機冷却
型超電導マグネット装置の大型化及び強磁場化を図って
も臨界電流値Ｉcの低下防止を図ることを課題とする。 【解決手段】 一端に設けられた低温側電極４２が超電
導マグネット装置２０内の低温部に接続されると共に、
他端に設けられた高温側電極４３が超電導マグネット装
置２０内の高温部に接続される超電導電流リード４１を
具備する超電導電流リード装置において、高温超電導体
材料により形成されており超電導電流リード４１を電磁
的にシールドするシールド部材４５を低温側電極４２に
一体的に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超電導電流リード装
置に係り、特に冷凍機冷却型超電導マグネット装置に設
けられる超電導電流リード装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の一例である超電導電流リー
ド装置１０を設けた冷凍機冷却型超電導マグネット装置
１（以下、超電導マグネット装置という）を示してお
り、また図７は超電導電流リード装置１０を拡大して示
している。 超電導電流リード装置１０は、図６に示さ
れるように、大略すると真空容器本体２，熱シールド部
材３，ＧＭ冷凍機４，超電導コイル５．及び超電導電流
リード装置１０等により構成されている。

【０００３】熱シールド部材３は真空容器本体２に内設
されており、また真空容器本体２の底部には高温側冷却
ステージ７が、高温側冷却ステージ７の上部には低温側
冷却ステージ６が配設されている。この低温側冷却ステ
ージ６及び高温側冷却ステージ７は、ＧＭ冷凍機４によ
り冷却される構成とれさている。

【０００４】この冷却の際、外部に近い高温側冷却ステ
ージ７の温度に対し、低温側冷却ステージ６の温度は低
くなる。そして、超電導コイル５は低温側冷却ステージ
６上に配設されており、よって低温側冷却ステージ６に
より超電導コイル５は冷却される構成とされている。

【０００５】超電導コイル５は、配線８及び超電導電流
リード装置１０を介して電流が供給され磁力を発生す
る。真空容器本体２及び熱シールド部材３は上部中央に
凹部が形成されており、この凹部は環状とされた超電導
コイル５の内部に位置するよう構成されている。超電導
コイル５が励磁すると真空容器本体２及び熱シールド部
材３に形成された凹部内には磁場が発生し、よってこの
凹部内は常温磁場空間９として機能する。

【０００６】超電導電流リード装置１０は、低温側冷却
ステージ６と高温側冷却ステージ７との間に配設されて
いる。図７に拡大して示すように、超電導電流リード装
置１０は、大略すると超電導電流リード１１，低温側電
極１２，及び高温側電極１３とにより構成されている。

【０００７】超電導電流リード１１は、酸化物高温超電
導材料により形成されている。この超電導電流リード１
１の上端部は低温側電極１２にはんだ１４により固定さ
れており、また下端部は高温側電極１３にはんだ１４に
より固定されている。低温側電極１２は低温側冷却ステ
ージ６に固定され、また高温側電極１３は下方に延出し
て配線８と接続される。

【０００８】低温側電極１２は低温側冷却ステージ６に
より冷却され、これにより超電酸化物高温超電導材料に
よりなる導電流リード１１は超電導状態となる。このた
め、超電導電流リード装置１０は超電導コイル５に対し
て高電流を供給することが可能となり、よって超電導電
流リード１１は常温磁場空間９内に高磁場を形成するこ
とができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、酸化物高温
超電導材料からなる超電導電流リード１１において、臨
界電流密度（Ｊc）は重要なパラメータとなる。これま
でに、この臨界電流密度（Ｊc）を向上させるべく様々
な研究がなされ、現在ではＢｉ−２２１２高温超電導体
において、Ｊc=1000A/cm²（液体窒素中）を得られるよ
うになってきている。

【００１０】常温磁場空間９の直径が100mmで発生磁界
が１０Ｔ（テスラ）である従来の標準的な超電導マグネ
ット装置１の場合、臨界電流密度がＪc=1000A/cm²の超
電導電流リード１１を用いることが可能であった。この
ように、常温磁場空間９の直径が100〜200mm程度と比較
的小さい超電導マグネット装置１では、超電導コイル５
で発生する磁場が、漏洩磁場として超電導電流リード１
１に印加されることはなかった。

【００１１】しかしながら、近年では超電導マグネット
装置１に対して常温磁場空間９の大口径化が望まれてい
る。このように、常温磁場空間９の大口径化すると、必
然的に超電導コイル５で発生させる磁場を強くする必要
が生じる。

【００１２】ところが、超電導コイル５で発生させる磁
場を強くすると、これに伴い超電導電流リード１１に印
加される漏洩磁場も増大してしまう。周知のように、酸
化物高温超電導材料は、磁場下においては磁場の強さが
大きくなるほど、通電できる電流値（臨界電流値Ｉc）
が低下してしまう。このため、上記のように漏洩磁場が
増大すると、超電導電流リード装置１０が適正に機能せ
ず、常温磁場空間９に所望する強い磁場を形成すること
ができなくなる。

【００１３】この問題点について、図５を用いて更に詳
述する。図５は磁場内における超電導電流リード１１の
特性を示しており、横軸に印加磁場を示し、縦軸に臨界
電流を示している。

【００１４】いま、超電導電流リード１１の断面積をＳ
とすると、臨界電流値Ｉcは臨界電流密度がＪcとリード
断面積Ｓとを乗算した値となる（Ｉc＝Ｊc×Ｓ）。具体
例として、外径φ23mm，内径20mm，長さ200mmの円筒形
状の超電導電流リード装置１０を例に挙げると、その断
面積は1.0cm²となる。このため、臨界電流密度がＪc=10
00A/cm²を有する超電導電流リード装置１０では、臨界
電流値ＩcはＩc＝1000Aとなる。

【００１５】図６及び図７に示した従来一般的に用いら
れている超電導電流リード装置１０では、高温側冷却ス
テージ７に接続される高温側電極１３の温度は50Kで印
加磁界は0.5Tとなる。また、低温側冷却ステージ６に接
続される低温側電極１２は、温度が5Kで印加磁界は1.0T
となる。

【００１６】条件が厳しいのは高温側であるため、図５
を参照して高温側における臨界電流値Ｉcを求めると、
温度は50Kで印加磁界が0.5Tであるため、臨界電流値Ｉc
はＩc≒650Aとなる。超電導マグネット装置１の通常使
用時においては、臨界電流値ＩcはＩc≒200Aであれば、
常温磁場空間９に所望の磁場空間を形成することができ
る。よって、上記大きさの常温磁場空間９を有する超電
導マグネット装置１の仕様では、磁場に対する超電導電
流リード装置１０の臨界電流密Ｊcの低下防止措置は不
必要であった。

【００１７】ところが、常温磁場空間９の内径が大きく
（例えば、５００ｍｍ程度）になると、漏洩磁場が大き
くなるため、超電導電流リード装置１０の高温側の条件
は厳しくなる。具体的には、高温側電極１３の温度は60
Kで印加磁界は1.0Tとなり、また低温側電極１２は、温
度が5Kで印加磁界は1.5Tとなる。

【００１８】よって、この場合の高温側における臨界電
流値Ｉcを図５から求めると、温度は60Kで印加磁界が1.
0Tであるため、臨界電流値ＩcはＩc≒90Aとなる。よっ
て、超電導マグネット装置１の通常使用される臨界電流
値ＩcであるＩc≒200Aを実現することができず、よって
常温磁場空間９に所望の磁場空間を形成することができ
なくなる。

【００１９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、冷凍機冷却型超電導マグネット装置の大型化及び
強磁場化を図っても臨界電流値Ｉcの低下防止を図り得
る超電導電流リード装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。

【００２１】請求項１記載の発明は、一端に設けられた
低温側電極が冷凍機冷却型超電導マグネット装置内の低
温部に接続されると共に、他端に設けられた高温側電極
が該冷凍機冷却型超電導マグネット装置内の高温部に接
続される超電導電流リードを具備する超電導電流リード
装置において、高温超電導体材料により形成されており
前記超電導電流リードを電磁的にシールドするシールド
部材を、前記低温側電極に一体的に配設したことを特徴
とするものである。

【００２２】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の超電導電流リード装置において、前記高温超電導体
材料は、ＮｂＴｉ、Ｂｉ−２２１２、及びＹＢＣＯの群
から選択される一の材料であることを特徴とするもので
ある。

【００２３】上記の請求項１及び請求項２記載の発明に
よれば、超電導電流リードを電磁的にシールドするシー
ルド部材を高温超電導体材料により形成し、このシール
ド部材を超電導電流リードの低温側電極に一体的に配設
したことにより、シールド部材は低温側電極と共に冷凍
機冷却型超電導マグネット装置により冷却される。これ
により、高温超電導体材料よりなるシールド部材を有効
に冷却することができるため高いシールド効果を実現で
き、よって超電導電流リードの電流特性を高く維持する
ことができる。また、シールド部材を冷却するための機
構を別個に設ける必要がないため、超電導電流リード装
置の構成を簡単化することができる。更に、シールド部
材は低温側電極に一体的に設けられているため、シール
ド部材と超電導電流リード装置とを一括的に取り扱うこ
とができ、冷凍機冷却型超電導マグネット装置への取り
付け処理やメンテナンス処理を容易に行なうことができ
る。

【００２４】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは２記載の超電導電流リード装置において、前記低温
側電極と前記冷凍機冷却型超電導マグネット装置内の低
温部との間に前記低温側電極と略同等の熱伝導性を有し
た絶縁部材を配設し、該絶縁部材を介して前記低温側電
極と前記低温部とを固定したことを特徴とするものであ
る。

【００２５】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の超電導電流リード装置において、前記絶縁部材は、
ＦＲＰ、ＡｌＮ、ポリイミド、及びマイラーシートの群
から選択される一の材料よりなることを特徴とするもの
である。

【００２６】上記の請求項３及び請求項４記載の発明に
よれば、低温側電極と低温部との間に絶縁部材が配設さ
れているため、発生磁場が低温部を介して低温側電極に
侵入することを防止でき、よって超電導電流リードの電
流特性を高く維持することができる。また、絶縁部材は
低温側電極と略同等の熱伝導性を有しているため、絶縁
部材を設けても超電導電流リード及びシールド部材は確
実に冷却されるため、これによっても超電導電流リード
の電流特性を高く維持することができる。

【００２７】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至４のいずれか１項に記載の超電導電流リード装置にお
いて、前記低温側電極に前記超電導電流リードの延在方
向に沿ってスリットを形成したことを特徴とするもので
ある。

【００２８】上記発明によれば、超電導電流リード装置
の始動時等において低温側電極に対する冷却が開始さ
れ、これに起因して低温側電極に熱変形が発生しても、
この熱変形はスリットで吸収されるため、超電導電流リ
ードに変形や内部応力が発生することを防止できる。

【００２９】また、請求項６記載の発明は、請求項１乃
至５のいずれか１項に記載の超電導電流リード装置にお
いて、前記高温側電極と前記冷凍機冷却型超電導マグネ
ット装置内の高温部との間に配設される配線部に緩衝部
を形成したことを特徴とするものである。

【００３０】上記発明によれば、冷凍機冷却型超電導マ
グネット装置に設けられた冷凍機で発生する振動や外乱
を緩衝部で緩衝し減衰させることができるため、冷凍機
冷却型超電導マグネット装置の低温側に振動が伝わるこ
とを防止できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。

【００３２】図１は本発明の一実施例である超電導電流
リード装置４０を適用した冷凍機冷却型超電導マグネッ
ト装置２０（以下、超電導マグネット装置２０という）
を示しており、また図２は超電導電流リード装置４０を
拡大して示している。まず、図１を参照して超電導マグ
ネット装置２０の構成について説明する。

【００３３】超電導マグネット装置２０は、大略すると
真空容器本体２２、熱シールド部材２３、ＧＭ（ギフォ
ード・マクマホン）冷凍機２４、超電導コイル２５、低
温側冷却ステージ２６、高温側冷却ステージ２７、常磁
場空間２９、及び超電導電流リード装置４０等により構
成されている。

【００３４】真空容器本体２２は略円筒状の形状とされ
ており、その上部には円筒状凹部３７が形成されると共
に下部には底板３２が配設されている。また、熱シール
ド部材２３の内部には、熱シールド部材２３が配設され
ている。

【００３５】真空容器本体２２の上部に形成された円筒
状凹部３７の内部は、後述するよう常磁場空間２９とな
る。この常磁場空間２９は、従来に比べて大きな内径
（例えば、５００ｍｍ程度）を有した構成とされてい
る。また、底板３２の下部には、ＧＭ冷凍機２４が固定
されている。

【００３６】ＧＭ冷凍機２４は多段冷却シリンダ構造を
有しており、１段目冷却シリンダ３４Ａ及び２段目冷却
シリンダ３４Ｂが真空容器本体２２内に挿入された構成
とされている。また、第２段目冷却シリンダ３４Ｂは、
真空容器本体２２に内設された熱シールド部材２３の内
部にも挿入された構成とされている。

【００３７】熱シールド部材２３は銅、アルミニウム等
の高熱伝導率部材で形成された略円筒形状を有した熱シ
ールド板である。この熱シールド部材２３の上部には、
円筒状凹部３７の形状に対応した凹部が形成されてい
る。また、熱シールド部材２３の下部には高温側冷却ス
テージ２７が固定されており、この高温側冷却ステージ
２７には前記した第１段目冷却シリンダ３４Ａが接続さ
れている。よって、高温側冷却ステージ２７は、第１段
目冷却シリンダ３４Ａにより冷却される。

【００３８】また、熱シールド部材２３の上部には、低
温側冷却ステージ２６が配設されている。この低温側冷
却ステージ２６には、前記したＧＭ冷凍機２４の第２段
目冷却シリンダ３４Ｂが接続されている。よって、低温
側冷却ステージ２６は、この第２段目冷却シリンダ３４
Ｂにより冷却される。

【００３９】尚、低温側冷却ステージ２６の温度は真空
容器本体２２及び熱シールド部材２３の内部に位置して
いるため、外気に近い高温側冷却ステージ２７に対して
低い温度に冷却される。また低温側冷却ステージ２６及
び高温側冷却ステージ２７は、銅，アルミニウム等の高
熱伝導率部材から形成されている。

【００４０】超電導コイル２５は、熱シールド部材２３
の内部に配設されている。具体的には、超電導コイル２
５は、熱シールド部材２３に内設されている低温側冷却
ステージ２６の上部に配設されている。よって、超電導
コイル２５は低温側冷却ステージ２６を介して第２段目
冷却シリンダ３４Ｂと熱的に接続され、これにより超電
導コイル２５はＧＭ冷凍機２４により冷却されて超電導
状態となる。この超電導コイル２５は前記した円筒状凹
部３７を囲繞するよう配設されており、よって円筒状凹
部３７内は磁場が発生する常磁場空間２９として機能す
る。

【００４１】超電導コイル２５への電流供給は、配線２
８及び超電導電流リード装置４０を用いて行われる。配
線２８は銅よりなる板状配線であり、真空容器本体２２
の底板３２と高温側冷却ステージ２７との間に配設され
ている。この配線２８の下端部は、底板３２に配設され
た外部電極３６に接続されている。この外部電極３６に
は、図示しない電源に接続される。

【００４２】一方、配線２８の上端は超電導電流リード
装置４０に接続される。この超電導電流リード装置４０
は、低温側冷却ステージ２６と高温側冷却ステージ２７
との間に配設されている。そして、この超電導電流リー
ド装置４０の上端は、超電導コイル２５のコイル電極３
５と接続される。

【００４３】続いて、図２乃至図４を参照して、超電導
電流リード装置４０の構成について説明する。超電導電
流リード装置４０は、大略すると超電導電流リード４
１，低温側電極４２，高温側電極４３，及びシールド部
材４５等により構成されている。

【００４４】超電導電流リード４１は円筒形状を有して
おり、酸化物超電導体材料により形成されている。この
超電導電流リード４１の上部は低温側電極４２に固定さ
れており、またその下部は高温側電極４３に固定されて
いる。

【００４５】低温側電極４２は、本体部４６，固定部４
７，及びＵ字状部４８を一体的に形成した構成されてい
る。この低温側電極４２は、例えば銅により形成されて
いる。本体部４６は円柱形状を有しており、超電導電流
リード４１の上部を固定するためのリード装着部４９
と、シールド部材４５の上部を固定するためのシールド
部材装着部５０等が形成されている。

【００４６】超電導電流リード４１及び後述するシール
ド部材４５は、いずれも円筒形状を有している。このた
め、この超電導電流リード４１が固定されるリード装着
部４９及びシールド部材４５が固定されるシールド部材
装着部５０は環状溝とされている。具体的な固定方法と
しては、超電導電流リード４１及びシールド部材４５の
上部をリード装着部４９及びシールド部材装着部５０に
挿入し、この挿入状態で各装着部４９，５０に溶融され
たはんだ４４を装填し、このはんだ４４を固化させるこ
とにより固定を行なう。

【００４７】固定部４７は、図３に拡大して示すよう
に、絶縁部材５６を介して低温側冷却ステージ２６に固
定される。この絶縁部材５６は、ＦＲＰ、ＡｌＮ、ポリ
イミド、及びマイラーシートの群から選択される一の材
料よりなる。また、固定部４７の折り曲げられた部分
は、低温側冷却ステージ２６を挿通して下方に延出した
コイル電極３５に接続されている。

【００４８】固定部４７と低温側冷却ステージ２６との
固定には電磁的な絶縁性を有するナイロンボルト５７が
用いられており、また固定部４７とコイル電極３５との
固定には導電性金属よりなる金属ボルト５８が用いられ
ている。従って、低温側電極４２は、低温側冷却ステー
ジ２６に固定され状態において低温側冷却ステージ２６
と電磁的に絶縁された状態で固定され、またコイル電極
３５とは電気的に接続された状態で固定される。

【００４９】また、本体部４６と固定部４７は、Ｕ字状
部４８により接合された構成となっている。このＵ字状
部４８はバネ性を有しており、よって本体部４６は固定
部４７に対して若干量移動可能な構成となっている。従
って、真空容器本体２２に外乱（例えば、衝撃等）が印
加されてもこれはＵ字状部４８で吸収されるため、この
外乱により直接超電導電流リード４１及びシールド部材
４５が損傷することはない。

【００５０】更に、図４に拡大して示すように、本体部
４６にはシールド部材装着部５０と連通するスリット５
５が形成されている。このスリット５５は、超電導電流
リード４１及びシールド部材４５の延在方向（図中、上
下方向）に形成されている。

【００５１】これにより、超電導電流リード装置４０の
始動時等において、低温側電極４２がＧＭ冷凍機２４に
よる冷却が開始され、これに起因して低温側電極４２と
シールド部材４５或いは低温側電極４２と超電導電流リ
ード４１との熱膨張差に起因して本体部４６に熱変形が
発生しても、この熱変形はスリット５５の形成位置にお
いて吸収される。このため、超電導電流リード４１及び
シールド部材４５に変形や内部応力が発生することを防
止でき、超電導電流リード装置４０の信頼性を高めこと
ができる。

【００５２】一方、高温側電極４３は、本体部５１，配
線部５２，及び緩衝部５４を一体的に形成した構成とさ
れている。この高温側電極４３は、例えば銅により形成
されている。

【００５３】本体部５１はは円柱形状を有しており、超
電導電流リード４１の下部を固定するためのシールド部
材装着部５３が形成されている。このシールド部材装着
部５３は、超電導電流リード４１の形状に対応して環状
溝とされている。そして、超電導電流リード４１の下部
をシールド部材装着部５３に挿入し、この挿入状態でシ
ールド部材装着部５３に溶融されたはんだ４４を装填・
固化させることにより、超電導電流リード４１は高温側
電極４３に固定される。

【００５４】配線部５２は、前記した配線２８に接続さ
れる。また、緩衝部５４は、本体部５１と配線部５２と
の間に形成されている。換言すれば、緩衝部５４は、高
温側電極４３と高温側冷却ステージ２７との間に配設さ
れている。この緩衝部５４は、図示されるように逆Ｓ字
状の形状とされており、よってバネ性を有した構成とさ
れている。

【００５５】よって、例えばＧＭ冷凍機２４（第１及び
第２段目冷却シリンダ３４Ａ，３４Ｂ）で振動が発生し
たり、或いは外部から外乱が侵入しても、この振動及び
外乱は緩衝部５４が弾性変形することにより緩衝・減衰
される。これにより、超電導電流リード装置４０の本体
部４６及び超電導コイル２５等の低温側に配置した装置
に振動や外乱が伝わりることを防止でき、よってこれら
の装置の損傷を防止できるため、超電導マグネット装置
２０の信頼性を高めることができる。

【００５６】次に、シールド部材４５について説明す
る。前記したように、シールド部材４５の上部は、低温
側電極４２の本体部４６に固定される。尚、シールド部
材４５の上部は高温側電極４３には固定されておらず、
解放端とされている。

【００５７】シールド部材４５は、ＮｂＴｉ、Ｂｉ−２
２１２、及びＹＢＣＯの群から選択される一の高温超電
導体材料により構成されている。前記したように、シー
ルド部材４５は本体部４６に固定されており、この本体
部４６は低温側冷却ステージ２６を介してＧＭ冷凍機２
４により冷却される。

【００５８】この際、低温側電極４２の固定部４７と低
温側冷却ステージ２６との固定部には絶縁部材５６が介
装されている。この絶縁部材５６は、前記したように熱
伝導性の高い材料が選定されている。このため、シール
ド部材４５及び超電導電流リード４１は、低温側冷却ス
テージ２６，絶縁部材５６，及び低温側電極４２を介し
て冷却される。

【００５９】この際、超電導電流リード４１及びシール
ド部材４５は共に低温側電極４２に配設されており、よ
ってＧＭ冷凍機２４により一体的に冷却される。この
際、シールド部材４５は、低温側である上部と高温側で
ある下部とで若干の温度差はあるものの約５Ｋ程度とな
る。この温度では、上記したＮｂＴｉ、Ｂｉ−２２１
２、ＹＢＣＯ等の超電導材料は超電導状態となる。

【００６０】また、これらの超電導材料はシールド磁場
が２Ｔ以上であるため、外部に２Ｔの磁場が印加された
としても、この超電導材料よりなるシールド部材４５の
内部の磁場は零となる。更に、図１及び図２に示すよう
に、シールド部材４５は、超電導電流リード４１の全体
を覆うよう構成されており、超電導電流リード４１に対
するシールド効果を高める構成としている。

【００６１】また、低温側冷却ステージ２６と低温側電
極４２との間に介装された絶縁部材５６は、超電導コイ
ル２５で発生した磁場が低温側冷却ステージ２６を介し
て低温側電極４２に侵入することを防止する。よって、
これによっても超電導電流リード４１に外部磁場が印加
されることを防止でき、超電導電流リード４１の電流特
性を高く維持することができる。

【００６２】また、絶縁部材５６は低温側電極４２と略
同等の熱伝導性を有しているため、絶縁部材５６を設け
ても超電導電流リード４１及びシールド部材４５は確実
に冷却される。よって、これによっても超電導電流リー
ド４１の電流特性を高く維持することができる。

【００６３】これらの構成（必ずしも、上記の全部の条
件が必要とはならない）により、超電導電流リード４１
を確実にシールドすることができる。具体的には、常磁
場空間２９の直径を約５００ｍｍ程度と大径化し、これ
に伴い超電導コイル２５からの漏洩磁場が大きくなった
としても、超電導電流リード４１に印加される印加磁界
を略零とできる。

【００６４】このため、例えば超電導電流リード４１の
高温側電極１３の温度が60Kであったとすると、臨界電
流値Ｉcは図５からＩc≒650Aとなる。よって、超電導マ
グネット装置１の通常使用される臨界電流値Ｉcである
Ｉc≒200Aを余裕を持って実現することができ、常磁場
空間２９が大型しても、また超電導コイル２５で発生す
る磁場が強くなり漏洩磁界が増大しても、常磁場空間２
９内に所望の磁場を形成することが可能となる。

【００６５】また、本実施例の構成では、シールド部材
４５を冷却するための機構を別個に設ける必要がないた
め、超電導電流リード装置４０及び超電導マグネット装
置２０の構成を簡単化することができる。更に、上記の
ように４５は低温側電極４２に一体的に設けられている
ため、シールド部材４５を低温側電極４２（超電導電流
リード装置４０）と一括的に取り扱うことができる。こ
のため、超電導マグネット装置２０に対する超電導電流
リード装置４０の装着脱時の操作性及びメンテナンス性
の向上を図ることができる。

【００６６】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。

【００６７】請求項１及び請求項２記載の発明によれ
ば、高温超電導体材料よりなるシールド部材を有効に冷
却することができ、よって高いシールド効果を実現でき
るため超電導電流リードの電流特性を高く維持すること
ができる。また、シールド部材を冷却するための機構を
別個に設ける必要がないため、超電導電流リード装置の
構成を簡単化することができる。更に、シールド部材と
超電導電流リード装置とを一括的に取り扱うことができ
るため、冷凍機冷却型超電導マグネット装置への取り付
け処理やメンテナンス処理を容易に行なうことができ
る。

【００６８】また、請求項３及び請求項４記載の発明に
よれば、低温側電極と低温部との間に絶縁部材が配設さ
れているため、冷凍機冷却型超電導マグネット装置内で
発生する磁場が低温部を介して低温側電極に侵入するこ
とを防止でき、よって超電導電流リードの電流特性を高
く維持することができる。また、絶縁部材は低温側電極
と略同等の熱伝導性を有しているため、絶縁部材を設け
ても超電導電流リード及びシールド部材は確実に冷却さ
れるため、これによっても超電導電流リードの電流特性
を高く維持することができる。

【００６９】また、請求項５記載の発明によれば、超電
導電流リード装置の始動時等において低温側電極に対す
る冷却が開始され、これに起因して低温側電極に熱変形
が発生しても、この熱変形はスリットで吸収されるた
め、超電導電流リードに変形や内部応力が発生すること
を防止できる。

【００７０】また、請求項６記載の発明によれば、振動
や外乱は緩衝部で緩衝されるため、冷凍機冷却型超電導
マグネット装置の低温側に配設された機器が振動や外乱
により損傷することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である超電導電流リード装置
を設けた超電導マグネット装置を示す構成図である。

【図２】本発明の一実施例である超電導電流リード装置
の部分断面図である。

【図３】本発明の一実施例である超電導電流リード装置
の超電導マグネット装置への固定部を拡大して示す図で
ある。

【図４】本発明の一実施例である超電導電流リード装置
に形成されたスリットを示す図である。

【図５】印加磁場と臨界電流との関係を示す図である。

【図６】従来の一例である超電導電流リード装置を設け
た超電導マグネット装置を示す構成図である。

【図７】従来の一例である超電導電流リード装置の部分
断面図である。

【符号の説明】

２０ 超電導マグネット装置 ２４ ＧＭ冷凍機 ２５ 超電導コイル ２６ 低温側冷却ステージ ２７ 高温側冷却ステージ ３４Ａ 第１段目冷却シリンダ ３４Ｂ 第２段目冷却シリンダ ３８ 常温磁場空間 ４０ 超電導電流リード装置 ４１ 超電導電流リード ４２ 低温側電極 ４３ 高温側電極 ４５ シールド部材 ４６ 本体部 ４７ 固定部 ５１ 本体部 ５２ 配線部 ５４ 緩衝部 ５５ スリット ５６ 絶縁部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に設けられた低温側電極が冷凍機冷
   却型超電導マグネット装置内の低温部に接続されると共
   に、他端に設けられた高温側電極が該冷凍機冷却型超電
   導マグネット装置内の高温部に接続される超電導電流リ
   ードを具備する超電導電流リード装置において、 高温超電導体材料により形成されており前記超電導電流
   リードを電磁的にシールドするシールド部材を、前記低
   温側電極に一体的に配設したことを特徴とする超電導電
   流リード装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の超電導電流リード装置に
   おいて、 前記高温超電導体材料は、ＮｂＴｉ、Ｂｉ−２２１２、
   及びＹＢＣＯの群から選択される一の材料であることを
   特徴とする超電導電流リード装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の超電導電流リー
   ド装置において、 前記低温側電極と前記冷凍機冷却型超電導マグネット装
   置内の低温部との間に前記低温側電極と略同等の熱伝導
   性を有した絶縁部材を配設し、該絶縁部材を介して前記
   低温側電極と前記低温部とを固定したことを特徴とする
   超電導電流リード装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の超電導電流リード装置に
   おいて、 前記絶縁部材は、ＦＲＰ、ＡｌＮ、ポリイミド、及びマ
   イラーシートの群から選択される一の材料よりなること
   を特徴とする超電導電流リード装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   超電導電流リード装置において、 前記低温側電極に前記超電導電流リードの延在方向に沿
   ってスリットを形成したことを特徴とする超電導電流リ
   ード装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   超電導電流リード装置において、 前記高温側電極と前記冷凍機冷却型超電導マグネット装
   置内の高温部との間に配設される配線部に緩衝部を形成
   したことを特徴とする超電導電流リード装置。