JP3172611B2 - 超電導体の着磁装置 - Google Patents
超電導体の着磁装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導体を磁石として
用いる機器等において、前記超電導体に磁場を捕捉させ
て磁石化するための装置（以下、これを超電導体の着磁
装置と称する。）に関するものである。
用いる機器等において、前記超電導体に磁場を捕捉させ
て磁石化するための装置（以下、これを超電導体の着磁
装置と称する。）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導体を磁石として用いることができ
るのは超電導体を超電導遷移温度以下に冷却して超電導
体が超電導体状態になったときだけである。従って、一
般の永久磁石のように室温で磁場を印加しただけでは超
電導体を磁石にすることはできない。そこで、超電導体
に磁場を補捉させて磁石化する（以下、これを着磁と称
する。）場合には次の２つの方法のいずれかを用いるこ
ととなる。
るのは超電導体を超電導遷移温度以下に冷却して超電導
体が超電導体状態になったときだけである。従って、一
般の永久磁石のように室温で磁場を印加しただけでは超
電導体を磁石にすることはできない。そこで、超電導体
に磁場を補捉させて磁石化する（以下、これを着磁と称
する。）場合には次の２つの方法のいずれかを用いるこ
ととなる。
【０００３】常温で超電導体に磁場を印加し、その磁
場を印加したままの状態で超電導体を超電導遷移温度以
下に冷却することにより超電導体を着磁する方法（以
下、この方法をＦＣと称する。）。
場を印加したままの状態で超電導体を超電導遷移温度以
下に冷却することにより超電導体を着磁する方法（以
下、この方法をＦＣと称する。）。
【０００４】超電導体を超電導遷移温度以下に冷却し
た後、この冷却状態を保ちながら超電導体に磁場を印加
することにより超電導体を着磁する方法（以下この方法
をＺＦＣと称する。）。
た後、この冷却状態を保ちながら超電導体に磁場を印加
することにより超電導体を着磁する方法（以下この方法
をＺＦＣと称する。）。
【０００５】超電導体を着磁するとき、着磁に用いた印
加磁場の強さに対して超電導体に補捉される磁場の強さ
（以下、これを着磁力と称する。）の割合は、理想的な
着磁がされたときの理論上の最大値でＦＣの場合１、Ｚ
ＦＣの場合２分の１である。その割合は、超電導体の特
性により変わるが、理論上の最大値より高くなることは
ない。そのため実際の超電導体を着磁するときには目的
の着磁力に比べて大きな印加磁場が必要である。
加磁場の強さに対して超電導体に補捉される磁場の強さ
（以下、これを着磁力と称する。）の割合は、理想的な
着磁がされたときの理論上の最大値でＦＣの場合１、Ｚ
ＦＣの場合２分の１である。その割合は、超電導体の特
性により変わるが、理論上の最大値より高くなることは
ない。そのため実際の超電導体を着磁するときには目的
の着磁力に比べて大きな印加磁場が必要である。
【０００６】そこで、従来の超電導体の着磁には、超電
導電磁石又は常電導電磁石が用いられていた。これらの
装置で超電導体の着磁に必要な磁場を発生できる性能を
持つものは、その被着磁超電導体の大きさよりもはるか
に大きい。従って、超電導体を機器内に組み込んで磁石
として用いる場合は、その超電導体はこれらの装置によ
り機器外部で着磁した後に機器内に組み込まなければな
らなかった。一方、永久磁石の着磁には、コイルに一方
向に短時間流れる電流（以下、このような電流、電流を
発生する電源、及び電流をコイルに流した時に発生する
磁場を、夫々パルス電流、パルス電源、パルス磁場と称
する。）の発生する磁場が利用されている。
導電磁石又は常電導電磁石が用いられていた。これらの
装置で超電導体の着磁に必要な磁場を発生できる性能を
持つものは、その被着磁超電導体の大きさよりもはるか
に大きい。従って、超電導体を機器内に組み込んで磁石
として用いる場合は、その超電導体はこれらの装置によ
り機器外部で着磁した後に機器内に組み込まなければな
らなかった。一方、永久磁石の着磁には、コイルに一方
向に短時間流れる電流（以下、このような電流、電流を
発生する電源、及び電流をコイルに流した時に発生する
磁場を、夫々パルス電流、パルス電源、パルス磁場と称
する。）の発生する磁場が利用されている。
【０００７】永久磁石を機器等の内部に組み込んで用い
る時、パルス電源を利用した装置でその永久磁石を着磁
する場合には、着磁後の永久磁石を機器等の内部に組み
込む方法（特開平１−３１０５１６号公報）の他に、機
器内に配置した被着磁材料を機器外から着磁して永久磁
石にする方法（特開平２−２１９４４０号公報）も用い
られている。しかしながら、超電導体は超電導遷移温度
以下に冷却しておくための冷媒容器が必要であることか
ら、着磁ヨークからその超電導体までの距離が遠くなる
ために機器外部から着磁することが困難になる。又、そ
のような方法で着磁する場合には、機器内での超電導体
の配置を自由に設計できなくなる。
る時、パルス電源を利用した装置でその永久磁石を着磁
する場合には、着磁後の永久磁石を機器等の内部に組み
込む方法（特開平１−３１０５１６号公報）の他に、機
器内に配置した被着磁材料を機器外から着磁して永久磁
石にする方法（特開平２−２１９４４０号公報）も用い
られている。しかしながら、超電導体は超電導遷移温度
以下に冷却しておくための冷媒容器が必要であることか
ら、着磁ヨークからその超電導体までの距離が遠くなる
ために機器外部から着磁することが困難になる。又、そ
のような方法で着磁する場合には、機器内での超電導体
の配置を自由に設計できなくなる。
【０００８】又、永久磁石の着磁方法として、被着磁材
料の周りに着磁コイルを巻いて着磁コイルごと機器等の
中に組み込み、その機器内で着磁する方法（特開平４−
７５４４９号公報）も知られている。しかしながら、強
い着磁力の得られる超電導体の場合には、着磁に必要な
印加磁場が永久磁石に比べはるかに大きくなる。そのた
め機器等の内部で永久磁石を着磁する際に用いられてい
た従来の着磁コイルでは、超電導体の着磁に必要な磁場
が得られないため、超電導体は充分に着磁できない。
料の周りに着磁コイルを巻いて着磁コイルごと機器等の
中に組み込み、その機器内で着磁する方法（特開平４−
７５４４９号公報）も知られている。しかしながら、強
い着磁力の得られる超電導体の場合には、着磁に必要な
印加磁場が永久磁石に比べはるかに大きくなる。そのた
め機器等の内部で永久磁石を着磁する際に用いられてい
た従来の着磁コイルでは、超電導体の着磁に必要な磁場
が得られないため、超電導体は充分に着磁できない。
【０００９】結局、従来の永久磁石用のパルス着磁装置
で超電導体を着磁して磁石として用いようとすれば、前
述した定常電流を用いた電磁石で着磁する場合と同様
に、機器等の外部で超電導体を着磁しなければならなか
った。又、パルス着磁はＦＣに比べ着磁に不利なＺＦＣ
になるため、超電導体を機器外部で着磁する場合にはそ
の着磁方法は殆ど用いられたことがなかった。
で超電導体を着磁して磁石として用いようとすれば、前
述した定常電流を用いた電磁石で着磁する場合と同様
に、機器等の外部で超電導体を着磁しなければならなか
った。又、パルス着磁はＦＣに比べ着磁に不利なＺＦＣ
になるため、超電導体を機器外部で着磁する場合にはそ
の着磁方法は殆ど用いられたことがなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、機器
内で磁石として用いる超電導体を従来の着磁装置で着磁
する場合には、超電導体を機器の外部で着磁した後に着
磁された超電導体を機器内に組み込む必要がある。とこ
ろが、超電導体は、その着磁力を保つためには着磁時の
温度以下に維持しておく必要があり、又、一旦超電導遷
移温度以上になれば完全に消磁される。従って、機器等
の内部では冷媒中に入れておく必要が生じるため、機器
等の外部で着磁した超電導体をその着磁力が保てる温度
にしたまま機器等の内部に組み込むのは非常に困難にな
る。
内で磁石として用いる超電導体を従来の着磁装置で着磁
する場合には、超電導体を機器の外部で着磁した後に着
磁された超電導体を機器内に組み込む必要がある。とこ
ろが、超電導体は、その着磁力を保つためには着磁時の
温度以下に維持しておく必要があり、又、一旦超電導遷
移温度以上になれば完全に消磁される。従って、機器等
の内部では冷媒中に入れておく必要が生じるため、機器
等の外部で着磁した超電導体をその着磁力が保てる温度
にしたまま機器等の内部に組み込むのは非常に困難にな
る。
【００１１】又、機器内に組み込んだ超電導体の着磁力
を保つためには、その機器を作動させるか否かに関わら
ず、常に冷媒を補充して超電導体を冷却しておく必要が
あり非常に手間がかかる。
を保つためには、その機器を作動させるか否かに関わら
ず、常に冷媒を補充して超電導体を冷却しておく必要が
あり非常に手間がかかる。
【００１２】更に、超電導体は一旦着磁しても時間と共
に磁束が抜けて着磁力が弱くなるため、磁石としての性
能を維持し続けていくためには、一定期間後にはその超
電導体を機器外に取り出して着磁し直す必要がある。こ
のような操作を行うには、前述のように冷却の問題から
非常に困難である。
に磁束が抜けて着磁力が弱くなるため、磁石としての性
能を維持し続けていくためには、一定期間後にはその超
電導体を機器外に取り出して着磁し直す必要がある。こ
のような操作を行うには、前述のように冷却の問題から
非常に困難である。
【００１３】故に、本発明は、超電導体を機器等の内部
の任意の部位に配置して恒常的に磁石として利用できる
ようにするため、その超電導体と一体に組み込んで機器
等の内部に入れることが可能な小型の着磁装置を提供す
ることをその技術的課題とするものである。
の任意の部位に配置して恒常的に磁石として利用できる
ようにするため、その超電導体と一体に組み込んで機器
等の内部に入れることが可能な小型の着磁装置を提供す
ることをその技術的課題とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために請求項１の発明において講じた第１の技術的手
段は、超電導体の周囲に配設されたコイルと、コイル及
び電源に接続され、電源からのパルス電流をコイルに供
給する電流供給線と、超電導遷移温度以下の冷媒が収容
された冷媒容器とを有し、コイルを冷媒容器内に配設し
たことである。
るために請求項１の発明において講じた第１の技術的手
段は、超電導体の周囲に配設されたコイルと、コイル及
び電源に接続され、電源からのパルス電流をコイルに供
給する電流供給線と、超電導遷移温度以下の冷媒が収容
された冷媒容器とを有し、コイルを冷媒容器内に配設し
たことである。
【００１５】上記技術的課題を解決するために請求項２
の発明において講じた第２の技術的手段は、上記第１の
技術的手段に加えて、電流供給線を冷媒容器に連通する
冷媒配管内に配設したことである。
の発明において講じた第２の技術的手段は、上記第１の
技術的手段に加えて、電流供給線を冷媒容器に連通する
冷媒配管内に配設したことである。
【００１６】
【作用】請求項１の発明において講じた第１の技術的手
段の作用を以下に示す。
段の作用を以下に示す。
【００１７】コイルにはパルス電流を流しているので、
通電時間が短くコイルの発熱する時間は一瞬であり、そ
の瞬時の発熱量でコイルの温度がコイル材の融点にまで
上昇しなければコイルが溶断することはない。従って、
パルス電流では、コイルが溶断しない範囲でコイルに流
すことのできる電流値を決める要因としては、パルス電
流の通電時間、コイル材の比熱，融点及び通電開始時の
コイルの温度が重要であり、コイルの冷却機構の能力は
殆ど問題にならない。そのため、パルス着磁に用いるコ
イルには、常電導電磁石に用いられるコイルを冷却する
ような大きな冷却機構は要らない。その結果、コイルを
小型化できる。又、コイルにパルス電流を流す場合には
コイルの温度がコイル材の融点に達しない範囲では瞬間
的な温度上昇が許されるため、コイルの温度上昇が許さ
れない定常電流を流す場合に比べ、瞬時ではあるが大き
な電流を流すことができる。つまり、パルス電流を用い
ることにより、コイルに大きな電流を流すころが可能に
なるため、従来の電磁石よりはるかに小さいコイルで超
電導体の着磁に必要な印加磁場が得られることになる。
通電時間が短くコイルの発熱する時間は一瞬であり、そ
の瞬時の発熱量でコイルの温度がコイル材の融点にまで
上昇しなければコイルが溶断することはない。従って、
パルス電流では、コイルが溶断しない範囲でコイルに流
すことのできる電流値を決める要因としては、パルス電
流の通電時間、コイル材の比熱，融点及び通電開始時の
コイルの温度が重要であり、コイルの冷却機構の能力は
殆ど問題にならない。そのため、パルス着磁に用いるコ
イルには、常電導電磁石に用いられるコイルを冷却する
ような大きな冷却機構は要らない。その結果、コイルを
小型化できる。又、コイルにパルス電流を流す場合には
コイルの温度がコイル材の融点に達しない範囲では瞬間
的な温度上昇が許されるため、コイルの温度上昇が許さ
れない定常電流を流す場合に比べ、瞬時ではあるが大き
な電流を流すことができる。つまり、パルス電流を用い
ることにより、コイルに大きな電流を流すころが可能に
なるため、従来の電磁石よりはるかに小さいコイルで超
電導体の着磁に必要な印加磁場が得られることになる。
【００１８】又、コイルを超電導遷移温度以下の冷媒が
収容された冷媒容器内に配設したことにより、コイルの
抵抗値が室温での抵抗値よりはるかに小さくなり、コイ
ルの発熱量が少なくなり、コイルの温度上昇が抑えられ
る。更に、コイルは超電導遷移温度以下まで冷却されて
いるため、室温のコイルにパルス電流を流す場合に比べ
て、コイルが発熱しても通電開始時のコイルの温度とコ
イル材の融点（コイルが溶断する温度）との温度差が充
分に確保できる。コイルの発熱量が少ないこと及び通電
開始時のコイルの温度とコイル材の融点との温度差が充
分に確保できることから、コイルが溶断しない範囲でコ
イルに流すことのできる電流の瞬時の最大値が大きくな
る。以上のことより、目的の印加磁場を得るために必要
なコイルの巻数及び断面積が小さくて済み、単にパルス
電源を用いた場合よりコイルを更に小型化できる。
収容された冷媒容器内に配設したことにより、コイルの
抵抗値が室温での抵抗値よりはるかに小さくなり、コイ
ルの発熱量が少なくなり、コイルの温度上昇が抑えられ
る。更に、コイルは超電導遷移温度以下まで冷却されて
いるため、室温のコイルにパルス電流を流す場合に比べ
て、コイルが発熱しても通電開始時のコイルの温度とコ
イル材の融点（コイルが溶断する温度）との温度差が充
分に確保できる。コイルの発熱量が少ないこと及び通電
開始時のコイルの温度とコイル材の融点との温度差が充
分に確保できることから、コイルが溶断しない範囲でコ
イルに流すことのできる電流の瞬時の最大値が大きくな
る。以上のことより、目的の印加磁場を得るために必要
なコイルの巻数及び断面積が小さくて済み、単にパルス
電源を用いた場合よりコイルを更に小型化できる。
【００１９】以上示したように、コイルが小型になるの
で、超電導体の作る磁石機能をコンパクトに機器等の内
部に収めることが可能になり、機器内部での配置も自在
にできる。又、本発明の着磁装置を利用した機器では、
このように機器内に着磁装置が配設できるために、冷媒
を抜いて消磁したり、その後再度着磁することなども自
由に行うことができる。更に、磁束緩和により超電導体
の着磁力が低下した時にも随時着磁し直すことが可能に
なる。
で、超電導体の作る磁石機能をコンパクトに機器等の内
部に収めることが可能になり、機器内部での配置も自在
にできる。又、本発明の着磁装置を利用した機器では、
このように機器内に着磁装置が配設できるために、冷媒
を抜いて消磁したり、その後再度着磁することなども自
由に行うことができる。更に、磁束緩和により超電導体
の着磁力が低下した時にも随時着磁し直すことが可能に
なる。
【００２０】請求項２の発明において講じた第１の技術
的手段の作用を以下に示す。
的手段の作用を以下に示す。
【００２１】電流供給線を冷媒配管内に配線することに
より、電流供給線が超電導遷移温度以下の冷媒に略等し
い温度になり、発熱量が小さくなる。その結果、電流供
給線を細くすることが可能になり、機器内での超電導体
の配置の自由度が増す。
より、電流供給線が超電導遷移温度以下の冷媒に略等し
い温度になり、発熱量が小さくなる。その結果、電流供
給線を細くすることが可能になり、機器内での超電導体
の配置の自由度が増す。
【００２２】
【実施例】添付図面を参照して、実施例を説明する。
【００２３】図１は、本実施例に係る着磁装置，パルス
電源及び着磁装置を収容する機器の概略図である。図２
は、本実施例に係る着磁装置の断面図である。
電源及び着磁装置を収容する機器の概略図である。図２
は、本実施例に係る着磁装置の断面図である。
【００２４】図１に示されるように、本実施例による着
磁装置２０は、超電導体を磁石として用いる機器１内に
配置されている。着磁装置２０内には、超電導体４が配
設されており、この超電導体として、本実施例ではＹＢ
ａ２Ｃｕ３Ｏ７の大きな結晶粒の中に微細なＹ２Ｂａ１
Ｃｕ１Ｏ５の粒を含んだ組織を持つバルク体が使用され
ている。
磁装置２０は、超電導体を磁石として用いる機器１内に
配置されている。着磁装置２０内には、超電導体４が配
設されており、この超電導体として、本実施例ではＹＢ
ａ２Ｃｕ３Ｏ７の大きな結晶粒の中に微細なＹ２Ｂａ１
Ｃｕ１Ｏ５の粒を含んだ組織を持つバルク体が使用され
ている。
【００２５】図２に示されるように、超電導体４の周囲
には、ボビン１０が配設されており、このボビン１０に
は着磁コイル（コイル）５が巻かれている。着磁コイル
５は、図２左右方向にずれないようにボビン１０の突出
部１０ｂ，１０ｃにより保持されている。この着磁コイ
ル５は、絶縁被覆された角型の断面形状を有する線材を
ボビン１０に間に絶縁材をはさんで２重に巻いたもので
あり、樹脂を含浸してボビン１０に固着されている。
又、超電導体４は、図２左右方向にずれないようにボビ
ン１０の突出部１０ａにより保持されている。このよう
に工夫したことにより、着磁の際に磁力により受ける力
で着磁コイル５及び超電導体４が変形するのが防止され
ている。
には、ボビン１０が配設されており、このボビン１０に
は着磁コイル（コイル）５が巻かれている。着磁コイル
５は、図２左右方向にずれないようにボビン１０の突出
部１０ｂ，１０ｃにより保持されている。この着磁コイ
ル５は、絶縁被覆された角型の断面形状を有する線材を
ボビン１０に間に絶縁材をはさんで２重に巻いたもので
あり、樹脂を含浸してボビン１０に固着されている。
又、超電導体４は、図２左右方向にずれないようにボビ
ン１０の突出部１０ａにより保持されている。このよう
に工夫したことにより、着磁の際に磁力により受ける力
で着磁コイル５及び超電導体４が変形するのが防止され
ている。
【００２６】前述の超電導体４，着磁コイル５及びボビ
ン１０は、７７Ｋの液体窒素９が収容された冷媒容器６
内に配置されており、７７Ｋになるように冷却されてい
る。この冷媒容器６の周りには、外部から熱が侵入する
のを防ぐために真空容器１１が配設されており、真空容
器１１の内部は真空状態になっている。冷媒容器６に
は、２つの冷媒配管８が連通しており、冷媒配管８内に
は液体窒素９が充満するようになっている。冷媒配管８
内には、電流供給線７が配設されており、７７Ｋになる
ように冷却されている。この電流供給線７は、冷媒容器
６内に配設された着磁コイル５及びパルス電源（電源）
２に接続されている。尚、図１に示されるように、電流
供給線の途中には、端子３が設けられており、機器１と
パルス電源２が分離可能になっている。
ン１０は、７７Ｋの液体窒素９が収容された冷媒容器６
内に配置されており、７７Ｋになるように冷却されてい
る。この冷媒容器６の周りには、外部から熱が侵入する
のを防ぐために真空容器１１が配設されており、真空容
器１１の内部は真空状態になっている。冷媒容器６に
は、２つの冷媒配管８が連通しており、冷媒配管８内に
は液体窒素９が充満するようになっている。冷媒配管８
内には、電流供給線７が配設されており、７７Ｋになる
ように冷却されている。この電流供給線７は、冷媒容器
６内に配設された着磁コイル５及びパルス電源（電源）
２に接続されている。尚、図１に示されるように、電流
供給線の途中には、端子３が設けられており、機器１と
パルス電源２が分離可能になっている。
【００２７】超電導体４の着磁方法を以下に示す。
【００２８】超電導体４は液体窒素９が収容された冷媒
容器６の中であらかじめ超電導遷移温度以下（７７Ｋ）
に冷却される。その状態で着磁コイル５にパルス電源２
より発生させたパルス電流を供給してパルス磁場を発生
させる。その磁場が超電導体４に印加されることにより
超電導体４が着磁される。尚、パルス電源２は着磁の際
のみに使用され、着磁後はパルス電流には関係なく超電
導体４は磁石として機能する。したがって超電導体の着
磁が必要なとき以外には、機器１をパルス電源２の設置
場所によらず自由に移動させることができる。
容器６の中であらかじめ超電導遷移温度以下（７７Ｋ）
に冷却される。その状態で着磁コイル５にパルス電源２
より発生させたパルス電流を供給してパルス磁場を発生
させる。その磁場が超電導体４に印加されることにより
超電導体４が着磁される。尚、パルス電源２は着磁の際
のみに使用され、着磁後はパルス電流には関係なく超電
導体４は磁石として機能する。したがって超電導体の着
磁が必要なとき以外には、機器１をパルス電源２の設置
場所によらず自由に移動させることができる。
【００２９】図３は、この着磁装置２０にパルス電流を
流した際の着磁コイル５に流れる電流の波形を示したグ
ラフである。これは、着磁コイル５に直列につないだシ
ャント抵抗の電圧をデジタルストレージオシロスコープ
で測定して得た結果である。本実施例で用いたパルス電
流はコンデンサーの放電を利用するもので、この測定で
のコンデンサーの充電電圧は４００Ｖ、パルス電流の立
ち上がり時間ΔＴは２．３２ｍｓ、最大電流値は４２４
０Ａであり、この時の着磁コイル５の最大発生磁界は４
６．６ｋＯｅである。本実施例に係る着磁装置２０では
着磁コイル５の最大発生磁界として８０ｋＯｅまで得る
ことができる。
流した際の着磁コイル５に流れる電流の波形を示したグ
ラフである。これは、着磁コイル５に直列につないだシ
ャント抵抗の電圧をデジタルストレージオシロスコープ
で測定して得た結果である。本実施例で用いたパルス電
流はコンデンサーの放電を利用するもので、この測定で
のコンデンサーの充電電圧は４００Ｖ、パルス電流の立
ち上がり時間ΔＴは２．３２ｍｓ、最大電流値は４２４
０Ａであり、この時の着磁コイル５の最大発生磁界は４
６．６ｋＯｅである。本実施例に係る着磁装置２０では
着磁コイル５の最大発生磁界として８０ｋＯｅまで得る
ことができる。
【００３０】図３から、本発明の着磁装置２０では、着
磁コイル５が液体窒素９中にあるということのために、
容易に着磁コイル５に大きなパルス電流を流すことがで
き、簡便で小型であるにもかかわらず大きな磁場を発生
させることができることが分かる。
磁コイル５が液体窒素９中にあるということのために、
容易に着磁コイル５に大きなパルス電流を流すことがで
き、簡便で小型であるにもかかわらず大きな磁場を発生
させることができることが分かる。
【００３１】図４は、超電導体４の着磁を、本実施例に
よる着磁装置２０を用いた場合（Ａ），従来の常電導電
磁石を用いてＦＣで行った場合（Ｂ）及び従来の常電導
電磁石を用いてＺＦＣで行った場合（Ｃ）に、夫々の場
合の超電導体への印加磁場と超電導体の着磁力の関係を
示したグラフである。
よる着磁装置２０を用いた場合（Ａ），従来の常電導電
磁石を用いてＦＣで行った場合（Ｂ）及び従来の常電導
電磁石を用いてＺＦＣで行った場合（Ｃ）に、夫々の場
合の超電導体への印加磁場と超電導体の着磁力の関係を
示したグラフである。
【００３２】図４から、本実施例で用いたような短時間
だけ発生されるパルス磁場で、超電導体４が確実に着磁
できていることが分かる。即ち、この小型で簡便な本実
施例の着磁装置２０で発生できる大きなパルス磁場を超
電導体４の着磁のための印加磁場として利用できること
が分かる。又、本実施例で用いた電源２、着磁コイル
５、超電導体４の場合、パルス着磁（Ａ）では同じ着磁
力を得るのに必要なコイルの最大発生磁界は、ＦＣ
（Ｂ）（定常電流を流す場合）で着磁する場合に必要な
印加磁場の４倍であった。超電導体４は充分大きな印加
磁場をかけてＦＣで着磁したとき着磁力が最大になる
が、この実施例で用いた超電導体４の最大着磁力はＢよ
り約１０００Ｇで、パルス着磁でも充分大きな磁場を印
加することにより超電導体４の最大着磁力まで着磁でき
た。更に、印加磁場を調整することにより超電導体４の
着磁力も最大着磁力までの範囲で任意に調整することが
できる。このように、超電導体４は着磁コイル５と一体
にして冷媒容器６内に置き、パルス磁場で着磁する本発
明の着磁装置２０を用いることによって、最大着磁力ま
での着磁力の範囲で任意の着磁力を持つ磁石として使用
することができる。
だけ発生されるパルス磁場で、超電導体４が確実に着磁
できていることが分かる。即ち、この小型で簡便な本実
施例の着磁装置２０で発生できる大きなパルス磁場を超
電導体４の着磁のための印加磁場として利用できること
が分かる。又、本実施例で用いた電源２、着磁コイル
５、超電導体４の場合、パルス着磁（Ａ）では同じ着磁
力を得るのに必要なコイルの最大発生磁界は、ＦＣ
（Ｂ）（定常電流を流す場合）で着磁する場合に必要な
印加磁場の４倍であった。超電導体４は充分大きな印加
磁場をかけてＦＣで着磁したとき着磁力が最大になる
が、この実施例で用いた超電導体４の最大着磁力はＢよ
り約１０００Ｇで、パルス着磁でも充分大きな磁場を印
加することにより超電導体４の最大着磁力まで着磁でき
た。更に、印加磁場を調整することにより超電導体４の
着磁力も最大着磁力までの範囲で任意に調整することが
できる。このように、超電導体４は着磁コイル５と一体
にして冷媒容器６内に置き、パルス磁場で着磁する本発
明の着磁装置２０を用いることによって、最大着磁力ま
での着磁力の範囲で任意の着磁力を持つ磁石として使用
することができる。
【００３３】以上示したように、本実施例においては、
パルス着磁が超電導体４の着磁に有用であることを実証
し、又、着磁コイル５が液体窒素９が収容された冷媒容
器６内に配置されているので、着磁コイル５が小型にな
り、装置２０全体が小型になる。その結果、装置２０全
体を機器１内に組み込むことができる。従って、装置２
０を機器１内に組み込んだ状態で、超電導体４を着磁す
ることが可能になる。これにより、従来超電導体を磁石
として使用する際の難点であった、着磁した超電導体を
機器内に組み込む工程が要らなくなり、容易に超電導体
４を機器１内で磁石として使用できる。
パルス着磁が超電導体４の着磁に有用であることを実証
し、又、着磁コイル５が液体窒素９が収容された冷媒容
器６内に配置されているので、着磁コイル５が小型にな
り、装置２０全体が小型になる。その結果、装置２０全
体を機器１内に組み込むことができる。従って、装置２
０を機器１内に組み込んだ状態で、超電導体４を着磁す
ることが可能になる。これにより、従来超電導体を磁石
として使用する際の難点であった、着磁した超電導体を
機器内に組み込む工程が要らなくなり、容易に超電導体
４を機器１内で磁石として使用できる。
【００３４】又、超電導体４を着磁装置２０と一体にコ
ンパクトに機器１内に収めることができるので、機器１
内部での配置も自在にできる。このように、機器１内に
着磁装置２０を組み込めることにより、冷媒を抜いて消
磁したり、その後再度着磁することなども自由に行うこ
とができる。さらに磁束緩和により超電導体４の着磁力
が落ちたときにも随時着磁し直すことができる。
ンパクトに機器１内に収めることができるので、機器１
内部での配置も自在にできる。このように、機器１内に
着磁装置２０を組み込めることにより、冷媒を抜いて消
磁したり、その後再度着磁することなども自由に行うこ
とができる。さらに磁束緩和により超電導体４の着磁力
が落ちたときにも随時着磁し直すことができる。
【００３５】更に、電流供給線７に端子３が設けられて
いるので、機器１はパルス電源２と分離可能になり、機
器１はパルス電源２の接地場所によらず自由に移動させ
ることができる。
いるので、機器１はパルス電源２と分離可能になり、機
器１はパルス電源２の接地場所によらず自由に移動させ
ることができる。
【００３６】更には、着磁コイル５を液体窒素９により
冷却したので、着磁コイル５におおきな電流を流すこと
ができ、容易に大きな磁場を発生でき、大きな印加磁場
の必要な超電導体の着磁が可能になる。
冷却したので、着磁コイル５におおきな電流を流すこと
ができ、容易に大きな磁場を発生でき、大きな印加磁場
の必要な超電導体の着磁が可能になる。
【００３７】尚、本発明の着磁装置２０は実施例で用い
た超電導体の材料の着磁に限定されるものではなく、磁
束のピン止め点を持つ超電導体全てに応用できる。又、
キューリー点が低く低温でのみ大きな保持力を示す磁性
材料の着磁にも本実施例による着磁装置を用いることが
可能である。更に、着磁用パルス電源、コイル形状等も
実施例のものに限定されるものではない。
た超電導体の材料の着磁に限定されるものではなく、磁
束のピン止め点を持つ超電導体全てに応用できる。又、
キューリー点が低く低温でのみ大きな保持力を示す磁性
材料の着磁にも本実施例による着磁装置を用いることが
可能である。更に、着磁用パルス電源、コイル形状等も
実施例のものに限定されるものではない。
【００３８】
【発明の効果】本発明は、以下の如く効果を有する。
【００３９】コイルを小型化したことにより装置全体が
小型になり、装置全体を機器内に組み込むことができ
る。従って、装置を機器内に組み込んだ状態で、超電導
体を着磁することが可能になる。
小型になり、装置全体を機器内に組み込むことができ
る。従って、装置を機器内に組み込んだ状態で、超電導
体を着磁することが可能になる。
【００４０】
【図１】本実施例に係る着磁装置の概略図である。
【図２】本実施例に係る着磁装置の要部断面図である。
【図３】本実施例によるコイルにパルス電流を流した際
の電流の波形を示すグラフである。
の電流の波形を示すグラフである。
【図４】本実施例に係る着磁装置及び従来の着磁装置を
用いて本実施例の超電導体を着磁した際の超電導体への
印加磁場と超電導体の着磁力との関係を示すグラフであ
る。
用いて本実施例の超電導体を着磁した際の超電導体への
印加磁場と超電導体の着磁力との関係を示すグラフであ
る。
１ 超電導体を磁石として用いる機器 ２ パルス電源 ３ 接続部 ４ 超電導体 ５ 着磁コイル（コイル） ６ 冷媒容器 ７ 電流供給線 ８ 冷媒配管 ９ 液体窒素 １０ ボビン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 佳孝 愛知県刈谷市八軒町５丁目50番地 株式 会社 イムラ材料開発研究所内 (72)発明者 ▲榊▼原 務 愛知県刈谷市八軒町５丁目50番地 株式 会社 アイシン・コスモス研究所内 審査官 植松 伸二 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 13/00 H01F 6/00 ZAA
Claims (2)
- 【請求項１】 超電導体の周囲に配設されたコイルと、 前記コイル及び電源に接続され、前記電源からのパルス
電流を前記コイルに供給する電流供給線と、 超電導遷移温度以下の冷媒が収容された冷媒容器とを有
し、 前記コイルが前記冷媒容器内に配設されていることを特
徴とする超電導体の着磁装置。 - 【請求項２】 前記電流供給線は前記冷媒容器に連通す
る冷媒配管内に配設されていることを特徴とする請求項
１記載の超電導体の着磁装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35529992A JP3172611B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 超電導体の着磁装置 |
| US08/369,333 US5659278A (en) | 1992-11-30 | 1995-01-06 | Superconducting magnet device, magnetizing device and method for superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35529992A JP3172611B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 超電導体の着磁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06168823A JPH06168823A (ja) | 1994-06-14 |
| JP3172611B2 true JP3172611B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=18443114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35529992A Expired - Fee Related JP3172611B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 超電導体の着磁装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5659278A (ja) |
| JP (1) | JP3172611B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004064231A1 (ja) | 2003-01-09 | 2004-07-29 | University Of Fukui | 超電導体の着磁装置及び超電導同期機 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6111490A (en) | 1996-06-19 | 2000-08-29 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Superconducting magnet apparatus and method for magnetizing superconductor |
| US6621395B1 (en) * | 1997-02-18 | 2003-09-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Methods of charging superconducting materials |
| US6245064B1 (en) | 1997-07-08 | 2001-06-12 | Atrionix, Inc. | Circumferential ablation device assembly |
| JP2002222709A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Imura Zairyo Kaihatsu Kenkyusho:Kk | 磁場発生コイル装置 |
| JP4366636B2 (ja) * | 2003-08-28 | 2009-11-18 | アイシン精機株式会社 | 超電導磁場発生装置及びそれを用いたスパッタリング成膜装置 |
| JP4512644B2 (ja) * | 2008-01-15 | 2010-07-28 | 株式会社日立製作所 | 磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石 |
| CN102640234B (zh) | 2009-12-08 | 2014-06-11 | 新日铁住金株式会社 | 氧化物超导块材磁体构件 |
| WO2014058790A1 (en) * | 2012-10-08 | 2014-04-17 | National Oilwell Varco, L.P. | Pulsed activation of trapped field magnets |
| US20160155554A1 (en) | 2013-05-22 | 2016-06-02 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Oxide superconducting bulk magnet |
| EP3097571A4 (en) | 2014-01-22 | 2017-09-27 | National Oilwell Varco, L.P. | Systems and methods for activation of trapped field magnets |
| JP6402501B2 (ja) * | 2014-06-20 | 2018-10-10 | アイシン精機株式会社 | 超電導磁場発生装置、超電導磁場発生方法及び核磁気共鳴装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3842193A (en) * | 1973-07-06 | 1974-10-15 | Anaconda Co | Glass insulated magnet wire |
| DE2554906A1 (de) * | 1975-12-06 | 1977-06-16 | Linde Ag | Verfahren und vorrichtung zum kuehlen von gegenstaenden mit einem im kreislauf gefuehrten kuehlgas |
| US4176291A (en) * | 1977-05-27 | 1979-11-27 | Electric Power Research Institute, Inc. | Stored field superconducting electrical machine and method |
| US4341923A (en) * | 1980-10-14 | 1982-07-27 | General Electric Company | Coated asbestos insulation transformer wires |
| JPS57166840A (en) * | 1981-04-02 | 1982-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | Rotor for superconductive rotary electric machine |
| US4447797A (en) * | 1982-10-12 | 1984-05-08 | Westinghouse Electric Corp. | Insulated conductor having adhesive overcoat |
| JPS6072199A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-24 | Toshiba Corp | Ｘ線装置 |
| JPH065648B2 (ja) * | 1985-09-30 | 1994-01-19 | 株式会社東芝 | 超電導磁石装置 |
| US5278137A (en) * | 1988-06-06 | 1994-01-11 | Nippon Steel Corporation | YBa2 Cu3 O7-y type oxide superconductive material containing dispersed Y2 BaCuO5 phase and having high critical current density |
| JPH01310516A (ja) * | 1988-06-09 | 1989-12-14 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | パルス着磁方法及びそれに用いる着磁装置 |
| JPH0782939B2 (ja) * | 1989-01-20 | 1995-09-06 | 新日本製鐵株式会社 | 酸化物超電導体を用いたマグネット及びその製造方法 |
| JPH0697825B2 (ja) * | 1989-02-20 | 1994-11-30 | 株式会社三ツ葉電機製作所 | 永久磁石回転電機における外部着磁方法および外部着磁装置 |
| JP2512611B2 (ja) * | 1990-07-12 | 1996-07-03 | 信越化学工業株式会社 | 回転機の磁極用永久磁石片着磁装置 |
| US5156003A (en) * | 1990-11-08 | 1992-10-20 | Koatsu Gas Kogyo Co., Ltd. | Magnetic refrigerator |
| US5289150A (en) * | 1991-08-30 | 1994-02-22 | Electric Power Research Institute | Method and apparatus for superconducting trapped-field energy storage and power stabilization |
| US5254806A (en) * | 1991-12-02 | 1993-10-19 | General Electric Co. | Insulated magnet wire, method of forming the same, and transformer windings formed therefrom |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP35529992A patent/JP3172611B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-01-06 US US08/369,333 patent/US5659278A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004064231A1 (ja) | 2003-01-09 | 2004-07-29 | University Of Fukui | 超電導体の着磁装置及び超電導同期機 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06168823A (ja) | 1994-06-14 |
| US5659278A (en) | 1997-08-19 |
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