JP2014157940A - Superconductive magnetic shield equipment - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a superconductive magnetic shield equipment capable of achieving high magnetic shielding properties even if a tape-like superconductive wire material is used for it.SOLUTION: A superconductive magnetic shield equipment comprises: a first axial direction magnetic shield 12A and a second axial direction magnetic shield 12B having a superconductive material 15A for the first axial direction in which a tape-like superconductive material 21 having a first surface where a superconductive material layer 23 is thereon, and a second surface where the superconductive material layer 23 is not thereon, is formed in a ring shape; a lateral direction magnetic shield 13 having a superconductive material 16 for the lateral direction arranged orthogonally to or aslope to the axial direction of the second axial direction magnetic shield 12B and electrically connected to the second axial direction magnetic shield 12B; and a support body 11 for supporting magnetic shields 12A, 12B, 13, respectively. The second axial direction magnetic shield 12B is arranged at an outer periphery position of the first axial direction magnetic shield 12A, and the first axial direction magnetic shield 12A is configured that its first surface is positioned at the support body 11 side and the first surface of the second axial direction magnetic shield 12B is electrically connected to the lateral direction magnetic shield 13.

Description

本発明は、高温超電導体を用いて磁気シールドを行う超電導磁気シールド装置に関する。   The present invention relates to a superconducting magnetic shield apparatus that performs magnetic shielding using a high-temperature superconductor.

例えば、脳磁計や心磁計のような微弱磁場を計測する微弱磁場計測装置は、地磁気等の外部磁場が印加された場合、これを外乱として計測してしまう。このため、外乱が微弱磁場計測装置に悪影響を及ぼさないように微弱磁場計測装置を外乱となる外部磁場から遮蔽する磁気シールド装置でシールドし、これにより微弱磁場を計測することが行われている。   For example, a weak magnetic field measurement device that measures a weak magnetic field, such as a magnetoencephalograph or a magnetocardiograph, measures an external magnetic field such as geomagnetism as a disturbance. For this reason, the weak magnetic field measurement device is shielded by a magnetic shield device that shields the external magnetic field that becomes a disturbance so that the disturbance does not adversely affect the weak magnetic field measurement device, thereby measuring the weak magnetic field.

従来、この磁気シールド装置としては、微弱磁場計測装置を設置する部屋の内壁全体を磁気シールド材で構成し、この磁気シールドルームにより外部磁場の影響を防止するものがあった(特許文献1参照)。   Conventionally, as this magnetic shield device, there is one in which the entire inner wall of a room in which a weak magnetic field measuring device is installed is made of a magnetic shield material, and this magnetic shield room prevents the influence of an external magnetic field (see Patent Document 1). .

特開2002−291713号公報JP 2002-291713 A

しかしながら、磁気シールドルームは部屋全体を磁気シールドする構成であるため、大掛かりな設備となってしまうという問題点がある。   However, since the magnetic shield room is configured to magnetically shield the entire room, there is a problem that it becomes a large-scale facility.

一方、近年ではテープ状の超電導線材が提供され始めている。このテープ状超電導線材を用いて磁気シールド装置を構成することにより、磁気シールド装置の小型化及び構造の簡素化を図ることが望まれている。   On the other hand, in recent years, tape-like superconducting wires have begun to be provided. It is desired to reduce the size and simplify the structure of the magnetic shield device by configuring the magnetic shield device using this tape-shaped superconducting wire.

しかしながら、テープ状超電導線材に種々の構造のものがあり、内部に磁性材料を含む基板が設けられたものもある(例えば、RE123系超電導線材)。そのようなテープ状超電導線材を用いて超電導磁気シールドを構成する場合、設置する条件によっては磁気シールドとしての効果の向上を望めない。   However, there are tape-shaped superconducting wires having various structures, and some are provided with a substrate containing a magnetic material (for example, RE123-based superconducting wires). When a superconducting magnetic shield is configured using such a tape-shaped superconducting wire, an improvement in the effect as a magnetic shield cannot be expected depending on the installation conditions.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高い磁気シールド性を実現できる超電導磁気シールド装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a superconducting magnetic shield device capable of realizing high magnetic shielding properties.

上記の課題は、ある観点からは、
超電導体が存在する第一面と前記超電導体が存在しない第二面とを有するテープ状超電導材をリング状に成形した第1の軸方向用超電導材を有する第1の軸方向磁気シールドと、
超電導体が存在する第一面と前記超電導体が存在しない第二面とを有するテープ状超電導材をリング状に成形した第2の軸方向用超電導材を有すると共に、前記第1の軸方向用超電導材の外周位置に配設される第2の軸方向用超電導材を有する第2の軸方向磁気シールドと、
前記第2の軸方向磁気シールドの軸方向に対して直交或いは傾いて配設され、前記第2の軸方向磁気シールドと電気的に接続される横方向用超電導材を有する横方向磁気シールドと、
前記第1の軸方向磁気シールド、第2の軸方向磁気シールド、及び前記横方向磁気シールドを支持する支持体とを有し、
前記第1の軸方向磁気シールドは、前記支持体側に前記第一面が位置するよう構成し、
前記第2の軸方向磁気シールドは、前記横方向磁気シールド側に前記第一面が位置するよう構成したことを特徴とする超電導磁気シールド装置により解決することができる。
From a certain point of view,
A first axial magnetic shield having a first axial superconducting material formed in a ring shape from a tape-shaped superconducting material having a first surface on which a superconductor exists and a second surface on which the superconductor does not exist;
A tape-shaped superconducting material having a first surface on which a superconductor exists and a second surface on which the superconductor does not exist, and a second superconducting material formed in a ring shape; A second axial magnetic shield having a second axial superconducting material disposed at an outer peripheral position of the superconducting material;
A transverse magnetic shield having a superconducting material for transverse direction, which is disposed orthogonally or inclined with respect to the axial direction of the second axial magnetic shield and electrically connected to the second axial magnetic shield;
A support for supporting the first axial magnetic shield, the second axial magnetic shield, and the lateral magnetic shield;
The first axial magnetic shield is configured such that the first surface is located on the support side,
The second axial magnetic shield can be solved by a superconducting magnetic shield device characterized in that the first surface is positioned on the lateral magnetic shield side.

開示の発明によれば、超電導体が存在する第一面と前記超電導体が存在しない第二面とを有するテープ状超電導材を用いた場合であっても、シールド性能を高めることができる。   According to the disclosed invention, even when a tape-shaped superconducting material having a first surface where a superconductor exists and a second surface where the superconductor does not exist is used, the shielding performance can be improved.

図1は、本発明の一実施形態である超電導磁気シールド装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a superconducting magnetic shield device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態である超電導磁気シールド装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a superconducting magnetic shield device according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態である超電導磁気シールド装置の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the superconducting magnetic shield device according to an embodiment of the present invention. 図4は、第1及び第2の軸方向用超電導材を拡大して示す斜視図である。FIG. 4 is an enlarged perspective view showing the first and second axial superconducting materials. 図5は、第1及び第2の軸方向用超電導材と横方向用超電導材との接合位置を拡大して示す断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the joining position of the first and second axial superconducting materials and the lateral superconducting material. 図6は、軸方向磁場が印加された時に軸方向用超電導材に発生する超電導電流を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a superconducting current generated in the axial superconducting material when an axial magnetic field is applied. 図7は、横方向磁場が印加された時に軸方向用超電導材と横方向用超電導材との間に発生する超電導電流を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a superconducting current generated between an axial superconducting material and a lateral superconducting material when a transverse magnetic field is applied. 図8は、テープ状超電導材の一構成を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining one configuration of the tape-shaped superconducting material.

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1乃至図3は、本発明の第1実施形態である超電導磁気シールド装置10を示している。図1は超電導磁気シールド装置10の斜視図、図2は平面図、図3は分解斜視図である。この超電導磁気シールド装置10は、例えば脳磁計や心磁計のような微弱磁場を計測する微弱磁場計測装置に適用される。   1 to 3 show a superconducting magnetic shield device 10 according to a first embodiment of the present invention. 1 is a perspective view of a superconducting magnetic shield device 10, FIG. 2 is a plan view, and FIG. 3 is an exploded perspective view. The superconducting magnetic shield device 10 is applied to a weak magnetic field measuring device that measures a weak magnetic field such as a magnetoencephalograph or a magnetocardiograph.

超電導磁気シールド装置10は、支持体11、第1の軸方向磁気シールド12A、第2の軸方向磁気シールド12B、及び横方向磁気シールド13等を有している。本実施形態では、最内周から順に支持体11、第1の軸方向磁気シールド12A、第2の軸方向磁気シールド12B、及び横方向磁気シールド13が配設された構成とされている。よって、超電導磁気シールド装置10は、支持体11、各軸方向磁気シールド12A,12B、及び横方向磁気シールド13が四重に重なった構成とされている。   The superconducting magnetic shield device 10 includes a support 11, a first axial magnetic shield 12A, a second axial magnetic shield 12B, a lateral magnetic shield 13, and the like. In the present embodiment, the support 11, the first axial magnetic shield 12A, the second axial magnetic shield 12B, and the lateral magnetic shield 13 are arranged in order from the innermost periphery. Therefore, the superconducting magnetic shield device 10 has a structure in which the support 11, the magnetic shields 12A and 12B in the axial direction, and the magnetic shield 13 in the lateral direction are overlapped in quadruplicate.

また、超電導磁気シールド装置10は、全体として円筒形状を有している。よって、その中央部分には磁場遮蔽空間部14(以下、単に空間部14という)が形成されており、超電導磁気シールド装置10を脳磁計に適用した場合には、この空間部14の内部に脳磁計が配設され、また被測定体となる人の頭部が挿入される。   The superconducting magnetic shield device 10 has a cylindrical shape as a whole. Therefore, a magnetic field shielding space portion 14 (hereinafter, simply referred to as a space portion 14) is formed in the central portion, and when the superconducting magnetic shield device 10 is applied to a magnetoencephalograph, the brain is placed inside the space portion 14. A magnetometer is provided, and the head of a person to be measured is inserted.

以下、超電導磁気シールド装置10を構成する各構成要素について説明する。   Hereinafter, each component which comprises the superconducting magnetic shield apparatus 10 is demonstrated.

先ず、支持体11について説明する。支持体11は円筒形状を有しており、各軸方向磁気シールド12A,12B及び横方向磁気シールド13を支持するものである。この支持体11は、特にその材質を限定されるものではないが、本実施形態では非磁性で成形性の良好な樹脂或いは金属を用いている。また、この支持体11の内周には、後述する各磁気シールド12A,12B,13を冷却する冷媒が流れる冷却管(図示を省略)が配設されている。   First, the support 11 will be described. The support 11 has a cylindrical shape and supports the axial magnetic shields 12 </ b> A and 12 </ b> B and the lateral magnetic shield 13. The material of the support 11 is not particularly limited, but in the present embodiment, a resin or metal that is nonmagnetic and has good moldability is used. In addition, a cooling pipe (not shown) through which a coolant for cooling magnetic shields 12A, 12B, and 13 to be described later flows is disposed on the inner periphery of the support 11.

第1の軸方向磁気シールド12A及び第2の軸方向磁気シールド12Bは、軸方向磁場に対するシールドを行うものである。   The first axial magnetic shield 12A and the second axial magnetic shield 12B shield against an axial magnetic field.

なお、本明細書において、円筒の軸方向(図中矢印Z1,Z2で示す方向)の磁場を軸方向磁場と呼び、円筒の軸方向に直交する方向の磁場を横方向磁場と呼ぶものとする。また、軸方向磁場に対する磁気シールドを軸方向磁気シールドといい、横方向磁場に対する磁気シールドを横方向磁気シールドというものとする。また、軸方向又は横方向以外の方向から印加される磁場は、軸方向磁場と横方向磁場に分解することができる。このため、以下の説明においては軸方向磁場と横方向磁場についてのみ説明するものとする。   In this specification, the magnetic field in the axial direction of the cylinder (directions indicated by arrows Z1 and Z2 in the figure) is called the axial magnetic field, and the magnetic field in the direction orthogonal to the axial direction of the cylinder is called the transverse magnetic field. . A magnetic shield against an axial magnetic field is called an axial magnetic shield, and a magnetic shield against a transverse magnetic field is called a transverse magnetic shield. Moreover, the magnetic field applied from directions other than an axial direction or a horizontal direction can be decomposed | disassembled into an axial direction magnetic field and a horizontal direction magnetic field. For this reason, in the following description, only an axial magnetic field and a transverse magnetic field will be described.

第1の軸方向磁気シールド12Aは複数の第1の軸方向用超電導材15Aにより構成され、第2の軸方向磁気シールド12Bは複数の第2の軸方向用超電導材15Bにより構成されている。   The first axial magnetic shield 12A is composed of a plurality of first axial superconducting materials 15A, and the second axial magnetic shield 12B is composed of a plurality of second axial superconducting materials 15B.

図4は、対応する一対の第1及び第2の軸方向用超電導材15A,15Bを拡大して示している。また同図では、第1及び第2の軸方向用超電導材15A,15Bの対が、2段積み重ねられた状態を示している。   FIG. 4 shows an enlarged pair of corresponding first and second axial superconducting materials 15A and 15B. In addition, the figure shows a state in which a pair of first and second axial superconducting materials 15A and 15B are stacked in two stages.

第1及び第2の軸方向用超電導材15A,15Bは、いずれもテープ状超電導材21を曲げてリング状(環状)に成形した構成とされている。また、第1及び第2の軸方向用超電導材15A,15Bは、テープ状超電導材21をリング状に成形したものであるため、その両端部は付き合わされた状態となる。以下、第1の軸方向用超電導材15Aの両端部が付き合わされた部位を第1端部17Aといい、第2の軸方向用超電導材15Bの両端部が付き合わされた部位を第2端部17Bというものとする(図4参照)。   The first and second axial superconducting materials 15A and 15B are both configured by bending the tape-shaped superconducting material 21 into a ring shape (annular shape). Further, since the first and second axial superconducting materials 15A and 15B are formed by forming the tape-shaped superconducting material 21 into a ring shape, both end portions thereof are in an attached state. Hereinafter, a portion where both ends of the first axial superconducting material 15A are attached is referred to as a first end 17A, and a portion where both ends of the second axial superconducting material 15B are attached is a second end. 17B (see FIG. 4).

この第1端部17A及び第2端部17Bは、例えばはんだ等の導電性接合材で接合される。よって、各軸方向磁気シールド12A,12Bを構成する各軸方向用超電導材15A,15Bは、1ターンコイルを構成する。   The first end 17A and the second end 17B are joined by a conductive joining material such as solder. Accordingly, the axial superconducting materials 15A and 15B constituting the axial magnetic shields 12A and 12B constitute a one-turn coil.

図8は、第1の軸方向用超電導材15A及び第2の軸方向用超電導材15Bを構成するテープ状超電導材21を拡大して示す図である。   FIG. 8 is an enlarged view showing the tape-shaped superconducting material 21 constituting the first axial superconducting material 15A and the second axial superconducting material 15B.

テープ状超電導材21は、第一面(表面)側から第二面(裏面)に向け、超電導材層23と基板24等が積層された構成とされている。即ち、超電導材層23は第一面側に位置し、基板24は第二面側に位置した構成となっている。なお図8においては、テープ状超電導材21の主要な構成のみを示している。   The tape-shaped superconducting material 21 is configured such that a superconducting material layer 23, a substrate 24, and the like are laminated from the first surface (front surface) side to the second surface (back surface). That is, the superconducting material layer 23 is located on the first surface side, and the substrate 24 is located on the second surface side. In FIG. 8, only the main structure of the tape-shaped superconducting material 21 is shown.

超電導材層23は、例えば液体窒素温度(77K)以上で超電導現象を示すRE系超電導体(RE:希土類元素)、特にREBaCu−δの組成式で表されるRE系超電導体((RE)BCO)を用いることができる。 The superconducting material layer 23 is, for example, an RE-based superconductor (RE: rare earth element) that exhibits a superconducting phenomenon at a liquid nitrogen temperature (77 K) or higher, particularly a RE-based superconductor represented by a composition formula of REBa 2 Cu 3 O 7 -δ. ((RE) BCO) can be used.

基板24は、テープ状超電導材21が機械的強度を保持するために設けられている。またテープ状超電導材21の製造時においては、基板24は超電導材層23を膜形成するための基材としても機能する。この基板24としては、例えば機械的特性及び熱的特性が良好なNi合金(ハステロイ;登録商標)が一般に用いられている。このハステロイは、低磁性の金属基材であり、また導電性も低い材料である。なお、上記構成とされたテープ状超電導材21としては、例えば株式会社フジクラ製のFYSC−SC05(型番)を用いることができる。   The substrate 24 is provided so that the tape-shaped superconducting material 21 maintains mechanical strength. At the time of manufacturing the tape-shaped superconducting material 21, the substrate 24 also functions as a base material for forming the superconducting material layer 23. As the substrate 24, for example, a Ni alloy (Hastelloy; registered trademark) having good mechanical characteristics and thermal characteristics is generally used. This Hastelloy is a low magnetic metal substrate and a material with low conductivity. For example, FYSC-SC05 (model number) manufactured by Fujikura Co., Ltd. can be used as the tape-shaped superconducting material 21 configured as described above.

このように構成されたテープ状超電導材21は、超電導材単体の場合に比べて機械的強度が高く、歪に対しても強い。このため、図4に示すようにテープ状超電導材21をループ状に成形しても、その歪により高温超電導材が損傷するようなことはなく歩留まりの向上を図ることができる。また、テープ状超電導材21を用いることにより各軸方向用超電導材15A,15Bの取扱が容易となり、第1の軸方向磁気シールド12A,12Bの組み立て作業を容易に行うことができる。   The tape-shaped superconducting material 21 configured as described above has a higher mechanical strength and is more resistant to strain than a superconducting material alone. For this reason, even if the tape-shaped superconducting material 21 is formed in a loop shape as shown in FIG. 4, the high-temperature superconducting material is not damaged by the distortion, and the yield can be improved. Further, by using the tape-shaped superconducting material 21, the handling of the axial superconducting materials 15A and 15B is facilitated, and the assembly work of the first axial magnetic shields 12A and 12B can be easily performed.

次に、横方向磁気シールド13について説明する。   Next, the transverse magnetic shield 13 will be described.

横方向磁気シールド13は、軸方向磁気シールド12A,12Bと異なり直線状とされている。よって、軸方向磁気シールド12A,12Bと横方向磁気シールド13は、図1及び図7に示すように、互いに直交する方向に延在した構成となっている。   Unlike the axial magnetic shields 12A and 12B, the lateral magnetic shield 13 is linear. Therefore, the axial magnetic shields 12A and 12B and the horizontal magnetic shield 13 are configured to extend in directions orthogonal to each other, as shown in FIGS.

また本実施形態では、各々の横方向用超電導材16の長手方向が軸方向と平行なるよう構成されている。更に横方向用超電導材16は、筒状とされた第2の軸方向磁気シールド12Bの外周位置を囲うように配設される。   Moreover, in this embodiment, it is comprised so that the longitudinal direction of each superconducting material 16 for each horizontal direction may become parallel to an axial direction. Furthermore, the superconducting material 16 for the lateral direction is disposed so as to surround the outer peripheral position of the cylindrical second magnetic shield 12B.

各横方向用超電導材16は、図5に拡大して示すように、外側に位置する第2の軸方向磁気シールド12Bを構成する第2の軸方向用超電導材15Bにはんだ19を用いて接合される。これにより、第2の軸方向用超電導材15Bと横方向用超電導材16は、換言すると第2の軸方向磁気シールド12Bと横方向磁気シールド13は、電気的に接続された構成となる。   As shown in an enlarged view in FIG. 5, each lateral superconducting material 16 is joined to the second axial superconducting material 15 </ b> B constituting the second axial magnetic shield 12 </ b> B located outside by using solder 19. Is done. Thus, the second axial superconducting material 15B and the lateral superconducting material 16 are configured such that the second axial magnetic shield 12B and the lateral magnetic shield 13 are electrically connected.

次に図6及び図7を用いて、上記構成とされた超電導磁気シールド装置10において外部から磁場が印加された時の動作について説明する。   Next, the operation when a magnetic field is applied from the outside in the superconducting magnetic shield device 10 having the above configuration will be described with reference to FIGS.

図6に示すように超電導磁気シールド装置10に対して軸方向磁場(B)が印加された場合は、後述するように本実施形態の構成では、第1の軸方向磁気シールド12Aが主に機能する。即ち、軸方向磁場(B)が印加された場合は、空間部14に近い軸方向用超電導材15Aの超電導材層23に周方向に超電導電流Aが発生し、これにより軸方向磁場(B)が空間部14内に影響することを防止することができる。 As shown in FIG. 6, when an axial magnetic field (B A ) is applied to the superconducting magnetic shield device 10, the first axial magnetic shield 12A is mainly used in the configuration of this embodiment as will be described later. Function. That is, when an axial magnetic field (B A ) is applied, a superconducting current A is generated in the superconducting material layer 23 of the superconducting material 15A for the axial direction close to the space 14 in the circumferential direction, whereby the axial magnetic field (B A ) can be prevented from affecting the space 14.

これに対し、図7に示すように超電導磁気シールド装置10に対して横方向磁場(B)が印加された場合は、横方向磁気シールド13が機能する。即ち、横方向磁場(B)が印加された場合は、外側に配設された軸方向用超電導材15B(15A)及び横方向用超電導材16内に、横方向磁場(B)の印加位置を中心として円方向に流れる超電導電流Aが発生する。 On the other hand, as shown in FIG. 7, when a transverse magnetic field (B S ) is applied to the superconducting magnetic shield device 10, the transverse magnetic shield 13 functions. That is, when the horizontal direction magnetic field (B S) is applied, the provided is axial superconducting material 15B (15A) and lateral superconductive material 16 on the outside, application of a transverse magnetic field (B S) A superconducting current A that flows in the circular direction around the position is generated.

外側に位置する第2の軸方向磁気シールド12Bの軸方向用超電導材15Bは、横方向用超電導材16とははんだ19により接合されることにより電気的に接続されている(図5参照)。よって横方向磁場(B)で発生する超電導電流Aは、軸方向及び横方向テープ状超電導材15B,16の超電導材層23を跨いで流れ、これにより横方向磁場(B)が空間部14内に影響することを防止できる。 The axial superconducting material 15B of the second axial magnetic shield 12B located on the outside is electrically connected to the lateral superconducting material 16 by joining with a solder 19 (see FIG. 5). Therefore supercurrent A generated in the horizontal direction magnetic field (B S) flows across the superconducting material layer 23 in the axial and lateral tape-like superconducting material 15B, 16, thereby the horizontal direction magnetic field (B S) is the space 14 can be prevented from being affected.

ところで、本実施形態で使用するテープ状超電導材21は、上記のように第一面(表面)と第二面(裏面)で特性が異なっている。このため、テープ状超電導材21を第1及び第2の軸方向磁気シールド12A,12Bとして用いた場合、テープ状超電導材21の第一面と第二面の向きにより超電導磁気シールド装置10のシールド特性に影響を及ぼすことが考えられる。   By the way, the tape-shaped superconducting material 21 used in this embodiment has different characteristics on the first surface (front surface) and the second surface (back surface) as described above. For this reason, when the tape-shaped superconducting material 21 is used as the first and second axial magnetic shields 12A and 12B, the shield of the superconducting magnetic shield device 10 depends on the orientation of the first surface and the second surface of the tape-shaped superconducting material 21. It is possible to influence the characteristics.

つまり、低磁性の金属基材である基板24が磁場遮蔽空間と対峙した構成となり、基板24に磁場が吸い込まれる現象が発生し、基板24が配設された第二面側が磁場遮蔽空間側(支持体11側)を向き、また超電導材層23が配設された第一面側が外側に向くよう第1の軸方向磁気シールド12Aを配置すると、超電導磁気シールド装置10の磁気シールド効果が低減してしまうためである。   That is, the substrate 24, which is a low magnetic metal base material, is configured to face the magnetic field shielding space, a phenomenon in which a magnetic field is sucked into the substrate 24 occurs, and the second surface side on which the substrate 24 is disposed is on the magnetic field shielding space side ( If the first axial magnetic shield 12A is arranged so that the support 11 side is directed and the first surface side on which the superconducting material layer 23 is disposed faces outward, the magnetic shielding effect of the superconducting magnetic shield device 10 is reduced. It is because it ends up.

このため本実施形態では、磁場遮蔽空間側(支持体11側)に第一面側(超電導材層23が配設された側)が位置するよう、第1の軸方向磁気シールド12Aを配置した。具体的には、超電導材層23が配設された第一面側が外側になるようテープ状超電導材21を成形し、これをリング状に成形することにより第1の軸方向用超電導材15Aを形成した。   For this reason, in the present embodiment, the first axial magnetic shield 12A is disposed so that the first surface side (side on which the superconducting material layer 23 is disposed) is located on the magnetic field shielding space side (support 11 side). . Specifically, the tape-shaped superconducting material 21 is formed so that the first surface side on which the superconducting material layer 23 is disposed is outside, and the first superconducting material 15A for the axial direction is formed by forming this into a ring shape. Formed.

そして、この構成とされた第1の軸方向用超電導材15Aを有する第1の軸方向磁気シールド12Aでは、空間部14に外部磁場が進入すると超電導材層23には外部磁場を低減する方向に超電導電流が発生する。また、低磁性の基板24は外側に位置しているため、外部磁場がこの基板24に吸い込まれる現象は発生しない。よって、本実施形態の構成によれば、超電導磁気シールド装置10の磁気シールド効果を向上させることができる。   In the first axial magnetic shield 12A having the first axial superconducting material 15A configured as described above, when an external magnetic field enters the space 14, the superconducting material layer 23 is reduced in the direction in which the external magnetic field is reduced. A superconducting current is generated. Further, since the low magnetic substrate 24 is located on the outside, the phenomenon that the external magnetic field is sucked into the substrate 24 does not occur. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the magnetic shield effect of the superconducting magnetic shield device 10 can be improved.

一方、上記のように第1の軸方向磁気シールド12Aを構成した場合、外側には非導電性を有した基板24が位置することになる。よって、第1の軸方向磁気シールド12Aの第二面に横方向用超電導材16を直接配設しても、この複数の横方向用超電導材16間を電気的に接続することはできず、横方向磁場(B)に対するシールド効果は望めない。 On the other hand, when the first axial magnetic shield 12A is configured as described above, the non-conductive substrate 24 is located outside. Therefore, even if the lateral superconducting material 16 is directly disposed on the second surface of the first axial magnetic shield 12A, the plurality of lateral superconducting materials 16 cannot be electrically connected. A shielding effect against the transverse magnetic field (B S ) cannot be expected.

そこで本実施形態では、第1の軸方向磁気シールド12Aの外側に、テープ状超電導材21からなる第2の軸方向磁気シールド12Bを設けた構成としている。この第2の軸方向磁気シールド12Bは、超電導材層23が設けられた第一面が外側(横方向用超電導材16と対向する側)になるよう構成されている。   Thus, in the present embodiment, the second axial magnetic shield 12B made of the tape-shaped superconducting material 21 is provided outside the first axial magnetic shield 12A. The second axial magnetic shield 12B is configured such that the first surface on which the superconducting material layer 23 is provided is on the outside (side facing the lateral superconducting material 16).

よって、第2の軸方向磁気シールド12Bの第一面に対し、はんだ19を用いて横方向用超電導材16を接合することにより、各横方向用超電導材16は第2の軸方向磁気シールド12Bの超電導材層23を介して電気的に接続された構成となる。これにより、横方向磁場(B)により超電導電流が発生しても、この超電導電流は軸方向及び横方向テープ状超電導材15B,16の超電導材層23を跨いで流れるため、横方向磁場(B)の影響を確実に低減することができる。 Therefore, the lateral superconducting material 16 is joined to the first surface of the second axial magnetic shield 12B by using the solder 19 so that each lateral superconducting material 16 becomes the second axial magnetic shield 12B. It becomes the structure electrically connected through the superconducting material layer 23. As a result, even if a superconducting current is generated by the transverse magnetic field (B S ), the superconducting current flows across the superconducting material layer 23 of the axial and transverse tape-like superconducting materials 15B, 16; The influence of B S ) can be reliably reduced.

ここで、内側に配設された第1の軸方向磁気シールド12Aと、外側に配設された第2の軸方向磁気シールド12Bとが対向する位置に注目する。   Here, attention is paid to a position where the first axial magnetic shield 12A disposed on the inner side and the second axial magnetic shield 12B disposed on the outer side face each other.

前記のように、第1の軸方向磁気シールド12Aの外側は、基板24が配設された第二面とされている。また、第2の軸方向磁気シールド12Bの内側も、基板24が配設された第二面とされている。従って、第1の軸方向磁気シールド12Aと第2の軸方向磁気シールド12Bを電気的に接続することは困難な構成となっている。   As described above, the outside of the first axial magnetic shield 12A is the second surface on which the substrate 24 is disposed. The inner side of the second axial magnetic shield 12B is also a second surface on which the substrate 24 is disposed. Therefore, it is difficult to electrically connect the first axial magnetic shield 12A and the second axial magnetic shield 12B.

しかしながら、空間部14内のシールド効果を高めるためには、複数の第1の軸方向用超電導材15Aをそれぞれ電気的に接続することが望ましい。そこで本実施形態に係る超電導磁気シールド装置10では、図2及び図4に示すように、接続用超電導線材30を用いて複数の第1の軸方向用超電導材15Aの内側を電気的に接続した構成としている。この接続用超電導線材30としては超電導性を有した材料で、かつ空間部14内に配設されるものであるため非磁性である材料が望ましい。この材質としては、住友電気工業株式会社製のDI−BSCCOなどがある。   However, in order to enhance the shielding effect in the space 14, it is desirable to electrically connect the plurality of first axial superconducting materials 15A. Therefore, in the superconducting magnetic shield device 10 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the insides of the plurality of first axial superconducting materials 15 </ b> A are electrically connected using the connecting superconducting wire 30. It is configured. The connecting superconducting wire 30 is preferably a non-magnetic material because it is a superconducting material and is disposed in the space 14. Examples of this material include DI-BSCCO manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.

このように、複数の第1の軸方向用超電導材15Aを接続用超電導線材30で接続する構成とすることにより、空間部14内に作用する軸方向磁場(B)の影響を確実に低減させることができる。 In this way, by configuring the plurality of first axial superconducting materials 15A to be connected by the connecting superconducting wire 30, the influence of the axial magnetic field (B A ) acting in the space portion 14 is reliably reduced. Can be made.

なお、接続用超電導線材30の配設位置は、第1の軸方向用超電導材15Aにおいて電気抵抗が高い第1端部17Aの形成位置に設定することが望ましい。この構成とすることにより、第1の軸方向用超電導材15A内で発生する超電導電流は接続用超電導線材30をバイパスして流れるため、第1端部17Aにおける電気抵抗は実質的に低減され、よってシールド効果を高めることができる。   It is desirable that the connection position of the connecting superconducting wire 30 is set to the position where the first end portion 17A having high electrical resistance is formed in the first axial superconducting material 15A. By adopting this configuration, since the superconducting current generated in the first axial superconducting material 15A flows bypassing the connecting superconducting wire 30, the electrical resistance at the first end 17A is substantially reduced, Therefore, the shielding effect can be enhanced.

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be modified and changed.

10 超電導磁気シールド装置
11 支持体
12A 第1の軸方向磁気シールド
12B 第2の軸方向磁気シールド
13 横方向磁気シールド
14 空間部
15A 第1の軸方向用超電導材
15B 第2の軸方向用超電導材
16 横方向用超電導材
17A 第1端部
17B 第2端部
18,19 はんだ
21 テープ状超電導材
10 Superconducting Magnetic Shield Device 11 Support 12A First Axial Magnetic Shield 12B Second Axial Magnetic Shield 13 Lateral Magnetic Shield 14 Space 15A First Axial Superconducting Material 15B Second Axial Superconducting Material 16 Superconducting material for lateral direction 17A First end portion 17B Second end portion 18, 19 Solder 21 Tape-shaped superconducting material

Claims (3)

超電導体が存在する第一面と前記超電導体が存在しない第二面とを有するテープ状超電導材をリング状に成形した第1の軸方向用超電導材を有する第1の軸方向磁気シールドと、
超電導体が存在する第一面と前記超電導体が存在しない第二面とを有するテープ状超電導材をリング状に成形した第2の軸方向用超電導材を有すると共に、前記第1の軸方向用超電導材の外周位置に配設される第2の軸方向用超電導材を有する第2の軸方向磁気シールドと、
前記第2の軸方向磁気シールドの軸方向に対して直交或いは傾いて配設され、前記第2の軸方向磁気シールドと電気的に接続される横方向用超電導材を有する横方向磁気シールドと、
前記第1の軸方向磁気シールド、第2の軸方向磁気シールド、及び前記横方向磁気シールドを支持する支持体とを有し、
前記第1の軸方向磁気シールドは、前記支持体側に前記第一面が位置するよう構成し、
前記第2の軸方向磁気シールドは、前記横方向磁気シールド側に前記第一面が位置するよう構成したことを特徴とする超電導磁気シールド装置。
A first axial magnetic shield having a first axial superconducting material formed in a ring shape from a tape-shaped superconducting material having a first surface on which a superconductor exists and a second surface on which the superconductor does not exist;
A tape-shaped superconducting material having a first surface on which a superconductor exists and a second surface on which the superconductor does not exist, and a second superconducting material formed in a ring shape; A second axial magnetic shield having a second axial superconducting material disposed at an outer peripheral position of the superconducting material;
A transverse magnetic shield having a superconducting material for transverse direction, which is disposed orthogonally or inclined with respect to the axial direction of the second axial magnetic shield and electrically connected to the second axial magnetic shield;
A support for supporting the first axial magnetic shield, the second axial magnetic shield, and the lateral magnetic shield;
The first axial magnetic shield is configured such that the first surface is located on the support side,
The superconducting magnetic shield device, wherein the second axial magnetic shield is configured such that the first surface is located on the lateral magnetic shield side.
前記テープ状超電導材は、前記第二面側に基板を有することを特徴とする請求項1記載の超電導磁気シールド装置。   2. The superconducting magnetic shield device according to claim 1, wherein the tape-shaped superconducting material has a substrate on the second surface side. 第1の軸方向磁気シールドを複数の前記第1の軸方向用超電導材により構成し、
複数の前記第1の軸方向用超電導材を非磁性材料よりなる接続用超電導線材で電気的に接続したことを特徴とする請求項1又は2記載の超電導磁気シールド装置。
A first axial magnetic shield is composed of a plurality of the first axial superconductors,
The superconducting magnetic shield device according to claim 1 or 2, wherein the plurality of first axial superconducting materials are electrically connected by a connecting superconducting wire made of a nonmagnetic material.
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