JP3199888B2 - 帯状超電導シートから形成された超電導磁気遮蔽体 - Google Patents
帯状超電導シートから形成された超電導磁気遮蔽体Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、帯状の超電導体シート
から形成する大径の超電導磁気遮蔽体に関する。
から形成する大径の超電導磁気遮蔽体に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｂ−Ｔｉ合金などの超電導体とＣｕ又
はＡｌなど常電導性金属との多層積層体を、液体ヘリウ
ム温度下で冷却して、超電導磁気遮蔽体に利用する技術
は公知であり（特開昭６１−１８３９７９号公報）、ま
た、このＮｂ−Ｔｉ積層体から形成したディスク状円環
板を多数重積した円筒体が、外部の強磁界を遮蔽して、
中空部を零磁界とする磁気遮蔽体も既に開示した（特開
平２−９７０９８号公報）。
はＡｌなど常電導性金属との多層積層体を、液体ヘリウ
ム温度下で冷却して、超電導磁気遮蔽体に利用する技術
は公知であり（特開昭６１−１８３９７９号公報）、ま
た、このＮｂ−Ｔｉ積層体から形成したディスク状円環
板を多数重積した円筒体が、外部の強磁界を遮蔽して、
中空部を零磁界とする磁気遮蔽体も既に開示した（特開
平２−９７０９８号公報）。
【０００３】磁気遮蔽体用のＮｂ−Ｔｉ積層体は、Ｎｂ
−Ｔｉ合金層間に介装されるＡｌ又はＣｕ等の常電導性
金属層が、Ｎｂ−Ｔｉ合金層に浸透する磁束の流動の際
に発する熱をヘリウム液相に伝導して冷却することによ
り、Ｎｂ−Ｔｉ合金層のフラックスジャンプを防止し、
さらにＮｂ−Ｔｉ合金層を２０μｍ以下の薄層にし且つ
多層に積層することによって、Ｎｂ−Ｔｉ積層体全体の
最大磁気遮蔽磁界を大幅に増加させることは、既に開示
した。
−Ｔｉ合金層間に介装されるＡｌ又はＣｕ等の常電導性
金属層が、Ｎｂ−Ｔｉ合金層に浸透する磁束の流動の際
に発する熱をヘリウム液相に伝導して冷却することによ
り、Ｎｂ−Ｔｉ合金層のフラックスジャンプを防止し、
さらにＮｂ−Ｔｉ合金層を２０μｍ以下の薄層にし且つ
多層に積層することによって、Ｎｂ−Ｔｉ積層体全体の
最大磁気遮蔽磁界を大幅に増加させることは、既に開示
した。
【０００４】このＮｂ−Ｔｉ積層体には、シート基板の
表面にＮｂ−Ｔｉ合金と金属Ａｌとを交互にスパッタリ
ングにより蒸着して形成する多層蒸着シートが利用され
ていた。この多層蒸着シートは、Ｎｂ−Ｔｉ合金層を層
厚み１μｍ以下の極めて薄く形成し得て、安定性に優れ
た磁気遮蔽体を構成できる。さらに、Ｎｂ−Ｔｉの板又
は箔の両面に金属Ａｌ層を接着して冷間圧延により形成
し三層構造の長尺シートを提案しているが（特開平３−
２８３４７５号公報）、このシートから切り出した円環
板（箔）を積層して円筒状の磁気遮蔽体に形成すること
も実施されている。この圧延シートは、層厚みに限界が
あるが、Ｎｂ−Ｔｉ合金層中に、冷間加工組織として多
量の格子欠陥を導入し、且つ冷間加工後の時効処理によ
りα−Ｔｉの多数の微細粒子を析出させることにより、
臨界遮蔽電流密度を高めて磁気安定性を改善することが
可能となった。
表面にＮｂ−Ｔｉ合金と金属Ａｌとを交互にスパッタリ
ングにより蒸着して形成する多層蒸着シートが利用され
ていた。この多層蒸着シートは、Ｎｂ−Ｔｉ合金層を層
厚み１μｍ以下の極めて薄く形成し得て、安定性に優れ
た磁気遮蔽体を構成できる。さらに、Ｎｂ−Ｔｉの板又
は箔の両面に金属Ａｌ層を接着して冷間圧延により形成
し三層構造の長尺シートを提案しているが（特開平３−
２８３４７５号公報）、このシートから切り出した円環
板（箔）を積層して円筒状の磁気遮蔽体に形成すること
も実施されている。この圧延シートは、層厚みに限界が
あるが、Ｎｂ−Ｔｉ合金層中に、冷間加工組織として多
量の格子欠陥を導入し、且つ冷間加工後の時効処理によ
りα−Ｔｉの多数の微細粒子を析出させることにより、
臨界遮蔽電流密度を高めて磁気安定性を改善することが
可能となった。
【０００５】他方、管状の磁気遮蔽体では、Ｎｂ−Ｔｉ
管とＣｕ管とを同軸状に交互に挿嵌して、熱間で管圧延
する圧着方法も知られ、このような多層同軸管をもっ
て、磁気遮蔽体とする技術もある（特開平３−２７３７
００号）。
管とＣｕ管とを同軸状に交互に挿嵌して、熱間で管圧延
する圧着方法も知られ、このような多層同軸管をもっ
て、磁気遮蔽体とする技術もある（特開平３−２７３７
００号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】筒状の超電導磁気遮蔽
体を円環状の板から積層して形成する場合は、所望の内
径及び外径並びに高さに任意に調整できるので、磁気遮
蔽体の形成に有利である。
体を円環状の板から積層して形成する場合は、所望の内
径及び外径並びに高さに任意に調整できるので、磁気遮
蔽体の形成に有利である。
【０００７】近年、超電導マグネットを利用した機器の
大型化に伴って、磁気遮蔽体も内径２０ｃｍ〜２ｍもの
大型のものが必要とされるに至り、そこで円環状のＮｂ
−Ｔｉ積層板も大径のものが必要となってきた。
大型化に伴って、磁気遮蔽体も内径２０ｃｍ〜２ｍもの
大型のものが必要とされるに至り、そこで円環状のＮｂ
−Ｔｉ積層板も大径のものが必要となってきた。
【０００８】しかるに、大径の磁気遮蔽体を上記円環板
から形成するとなると、広幅の積層圧延シートを必要と
し、さらに、内径のくり抜き部分が大きくて歩留が悪い
と言う問題があった。。また、上記同軸管を利用する場
合には、拡径のための複雑な圧延工程を要し、現実的で
はなかった。
から形成するとなると、広幅の積層圧延シートを必要と
し、さらに、内径のくり抜き部分が大きくて歩留が悪い
と言う問題があった。。また、上記同軸管を利用する場
合には、拡径のための複雑な圧延工程を要し、現実的で
はなかった。
【０００９】大径の磁気遮蔽体を、円筒状支持体の外面
に帯状の積層シートを多数回捲着して形成することもで
きるが、円筒の軸心方向の磁力線に対して磁気遮蔽を行
なうには、超電導体であるＮｂ−Ｔｉ合金層は軸心廻り
の遮蔽電流が流れるように円周方向に短絡している必要
がある。そこで、積層体のシートの両端部を、相隣接す
るＮｂ−Ｔｉ合金層同士が接触するように、超電導性低
融点合金で接合する方法もあるが、この接合部での僅か
の電気抵抗によって発熱し局部的な常電導転移によっ
て、磁気遮蔽能の不安定化や消失が生じるなどの問題が
あった。
に帯状の積層シートを多数回捲着して形成することもで
きるが、円筒の軸心方向の磁力線に対して磁気遮蔽を行
なうには、超電導体であるＮｂ−Ｔｉ合金層は軸心廻り
の遮蔽電流が流れるように円周方向に短絡している必要
がある。そこで、積層体のシートの両端部を、相隣接す
るＮｂ−Ｔｉ合金層同士が接触するように、超電導性低
融点合金で接合する方法もあるが、この接合部での僅か
の電気抵抗によって発熱し局部的な常電導転移によっ
て、磁気遮蔽能の不安定化や消失が生じるなどの問題が
あった。
【００１０】本発明は、以上の問題に鑑み、Ｎｂ−Ｔｉ
合金などの超電導体層とＣｕ又はＡｌなどの常電導性金
属層との積層体に成形容易な冷間圧延シート又は多層蒸
着シートを利用して、これら狭幅長尺シートから所望の
任意径に形成された筒状磁気遮蔽体を提供しようとする
ものである。
合金などの超電導体層とＣｕ又はＡｌなどの常電導性金
属層との積層体に成形容易な冷間圧延シート又は多層蒸
着シートを利用して、これら狭幅長尺シートから所望の
任意径に形成された筒状磁気遮蔽体を提供しようとする
ものである。
【００１１】
【解決手段】本発明の超電導磁気遮蔽体は、超電導体層
と常電導金属層とから成る積層体の帯状シートを、その
長手方向に切開して、接合部のない閉環状シートとな
し、当該閉環状シートをもって単位磁気遮蔽体となした
環状超電導磁気遮蔽体である。
と常電導金属層とから成る積層体の帯状シートを、その
長手方向に切開して、接合部のない閉環状シートとな
し、当該閉環状シートをもって単位磁気遮蔽体となした
環状超電導磁気遮蔽体である。
【００１２】本発明の閉環状シートは、超電導体層と常
電導金属層とから成る積層体の帯状シートから一体に形
成されるが、帯状シートをその長手方向中央に折線部を
もって２重折りとなし、両端部を残して当該折線部を切
開して、一対の帯状部片を形成し、該一対の帯状部片を
相反対側に湾曲して閉環状となしたもので、この閉環状
シートをもって単位磁気遮蔽体とするものである。
電導金属層とから成る積層体の帯状シートから一体に形
成されるが、帯状シートをその長手方向中央に折線部を
もって２重折りとなし、両端部を残して当該折線部を切
開して、一対の帯状部片を形成し、該一対の帯状部片を
相反対側に湾曲して閉環状となしたもので、この閉環状
シートをもって単位磁気遮蔽体とするものである。
【００１３】また、当該閉環状シートは、両端部を共通
し且つ相互に分離した一対の帯状部片が相反対方向に湾
曲して成り、当該閉環状シートをもって単位磁気遮蔽体
とするものでもよい。
し且つ相互に分離した一対の帯状部片が相反対方向に湾
曲して成り、当該閉環状シートをもって単位磁気遮蔽体
とするものでもよい。
【００１４】本発明には、このような単位磁気遮蔽体を
複数層に積層して環状に形成された超電導磁気遮蔽体が
含まれ、また、この環状超電導磁気遮蔽体を、筒状の支
持体の周面に、且つ筒軸方向に並設して覆設し固定して
筒状に形成した超電導磁気遮蔽体が含まれる。
複数層に積層して環状に形成された超電導磁気遮蔽体が
含まれ、また、この環状超電導磁気遮蔽体を、筒状の支
持体の周面に、且つ筒軸方向に並設して覆設し固定して
筒状に形成した超電導磁気遮蔽体が含まれる。
【００１５】このような筒状の磁気遮蔽体として、特
に、上記支持体の周面に並列して覆設した第１の環状超
電導磁気遮蔽体の外周に第２の環状超電導磁気遮蔽体を
並列して覆設し、第１の環状超電導磁気遮蔽体の相近接
する周縁が第２の環状超電導磁気遮蔽体の周体により、
被覆されて形成されるものがある。各環状超電導磁気遮
蔽体の超電導層同士を非接触状態として、第１及び第２
の環状超電導磁気遮蔽体が配置されているものが、好ま
しい。
に、上記支持体の周面に並列して覆設した第１の環状超
電導磁気遮蔽体の外周に第２の環状超電導磁気遮蔽体を
並列して覆設し、第１の環状超電導磁気遮蔽体の相近接
する周縁が第２の環状超電導磁気遮蔽体の周体により、
被覆されて形成されるものがある。各環状超電導磁気遮
蔽体の超電導層同士を非接触状態として、第１及び第２
の環状超電導磁気遮蔽体が配置されているものが、好ま
しい。
【００１６】帯状シートは、上述のような冷間圧延シー
ト又は多層蒸着シートが利用できる。まず、冷間圧延シ
ートについては、超電導体層にはＮｂ−Ｔｉ合金層を利
用し、常電導金属層には、Ｃｕ層若しくはＡｌ層を利用
して、上記積層体を冷間圧延して帯状シートにしたもの
が好適に採用される。この帯状シートは、積層体を圧下
率２５〜９９％の強度の圧延をし、その冷間圧延工程後
に時効熱処理してＮｂ−Ｔｉ合金層中にα−Ｔｉ相微細
粒子を析出分散させたものが特によい。
ト又は多層蒸着シートが利用できる。まず、冷間圧延シ
ートについては、超電導体層にはＮｂ−Ｔｉ合金層を利
用し、常電導金属層には、Ｃｕ層若しくはＡｌ層を利用
して、上記積層体を冷間圧延して帯状シートにしたもの
が好適に採用される。この帯状シートは、積層体を圧下
率２５〜９９％の強度の圧延をし、その冷間圧延工程後
に時効熱処理してＮｂ−Ｔｉ合金層中にα−Ｔｉ相微細
粒子を析出分散させたものが特によい。
【００１７】他方、多層蒸着シートの場合は、超電導体
層としてＮｂ−Ｔｉ合金、ＮｂＮ化合物及びＮｂＮ−Ｔ
ｉＮ混晶体のいずれか一種の層を、上記常電導金属層と
してＣｕ層若しくはＡｌ層を、適当幅の長尺シート基板
に交互にスパッター蒸着して上記帯状シートに形成され
た積層体から成るものが利用される。
層としてＮｂ−Ｔｉ合金、ＮｂＮ化合物及びＮｂＮ−Ｔ
ｉＮ混晶体のいずれか一種の層を、上記常電導金属層と
してＣｕ層若しくはＡｌ層を、適当幅の長尺シート基板
に交互にスパッター蒸着して上記帯状シートに形成され
た積層体から成るものが利用される。
【００１８】
【実施例】本発明の超電導磁気遮蔽体を、図面に基づい
て以下に、説明する。図１は、同図（Ｄ）に示すような
Ｎｂ−Ｔｉ合金層４０とＡｌ層４１との３層積層体から
冷間圧延により帯状シート１０を成形し、この帯状シー
ト１０から閉環状シート１に形成した単位磁気遮蔽体を
示したものである。
て以下に、説明する。図１は、同図（Ｄ）に示すような
Ｎｂ−Ｔｉ合金層４０とＡｌ層４１との３層積層体から
冷間圧延により帯状シート１０を成形し、この帯状シー
ト１０から閉環状シート１に形成した単位磁気遮蔽体を
示したものである。
【００１９】図１（Ａ）に示す帯状シート１０には、両
端部２１，２２を除いて、長手方向のほぼ中央線上に切
開部６を設けてあり、両端部２１，２２の折れ線５上で
２重に折りたたむと、図１（Ｂ）に示すように、共通の
両端部２１，２２に一体に取着された一対の帯状部片１
１，１３が形成され、この一対の帯状部片１１，１３を
湾曲させると、帯状部片１１，１３の切開部６が開口部
端縁となる閉環状シート１を形成でき、この閉環状シー
ト１をもって、単位磁気遮蔽体にする。閉環状シート１
には、外側に、帯状シート１０の端部２１、２２が耳状
に残る。
端部２１，２２を除いて、長手方向のほぼ中央線上に切
開部６を設けてあり、両端部２１，２２の折れ線５上で
２重に折りたたむと、図１（Ｂ）に示すように、共通の
両端部２１，２２に一体に取着された一対の帯状部片１
１，１３が形成され、この一対の帯状部片１１，１３を
湾曲させると、帯状部片１１，１３の切開部６が開口部
端縁となる閉環状シート１を形成でき、この閉環状シー
ト１をもって、単位磁気遮蔽体にする。閉環状シート１
には、外側に、帯状シート１０の端部２１、２２が耳状
に残る。
【００２０】図１（Ｂ）において、閉環状シート１の開
口部を貫通する方向の磁力線９が作用した場合には、シ
ート１を構成するＮｂ−Ｔｉ超電導体層４０を流れる遮
蔽電流９１は、一対の帯状部片１１、１３と耳状の両端
部２１、２２及びその曲折部５を流れるように閉ループ
を形成し、この遮蔽電流９１が、外部磁界を遮蔽するよ
うに作用する。そして、閉ループ９１を形成するＮｂ−
Ｔｉ超電導体層４０には、接続部がないので、経時的安
定度の高い永久電流が流れる。
口部を貫通する方向の磁力線９が作用した場合には、シ
ート１を構成するＮｂ−Ｔｉ超電導体層４０を流れる遮
蔽電流９１は、一対の帯状部片１１、１３と耳状の両端
部２１、２２及びその曲折部５を流れるように閉ループ
を形成し、この遮蔽電流９１が、外部磁界を遮蔽するよ
うに作用する。そして、閉ループ９１を形成するＮｂ−
Ｔｉ超電導体層４０には、接続部がないので、経時的安
定度の高い永久電流が流れる。
【００２１】図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示した帯状シ
ート１０によって構成した他の態様の閉環状シート１を
示す。この場合、切開部６を設けた帯状シート１０の一
対の帯状部片１１，１３をシート面の法線方向に互いに
湾曲状に変位させて、環状に開口したもので、この場合
も、閉環状シート１廻りにＮｂ−Ｔｉ超電導体層４０を
流れる遮蔽電流９１の閉ループが形成され、当該超電導
体層４０には同様に接続部がない。
ート１０によって構成した他の態様の閉環状シート１を
示す。この場合、切開部６を設けた帯状シート１０の一
対の帯状部片１１，１３をシート面の法線方向に互いに
湾曲状に変位させて、環状に開口したもので、この場合
も、閉環状シート１廻りにＮｂ−Ｔｉ超電導体層４０を
流れる遮蔽電流９１の閉ループが形成され、当該超電導
体層４０には同様に接続部がない。
【００２２】閉環状シート１を円形に形成した場合、そ
の内径は、帯状シート１０の切開部６の長さによって定
まるので、帯状シート１０の長さを適宜選ぶことによ
り、シート幅に関係なく、任意の大きさの直径の環状磁
気遮蔽体にできる。
の内径は、帯状シート１０の切開部６の長さによって定
まるので、帯状シート１０の長さを適宜選ぶことによ
り、シート幅に関係なく、任意の大きさの直径の環状磁
気遮蔽体にできる。
【００２３】帯状シート１０に上述のようなα−Ｔｉ相
析出冷間圧延シートを利用すると、この冷間圧延シート
は、圧延方向の最大遮蔽電流密度がその垂直方向のそれ
より大きいと言う異方性を示すのであるが、切開線６が
圧延方向７と平行であるので、閉環状シート１廻りの超
電導電流ループ９１はその大部分が圧延方向７に平行に
流れ（図１（Ｂ））、従って最大遮蔽磁界を高めること
が可能となる。他方、端部２１，２２は当該超電導電流
ループ９１が圧延方向７と概ね直交するが、この端部長
さを相対的に大きくして遮蔽電流密度を相対的に低減す
ることにより、この磁気不安定性から逃れることができ
る。従って本発明の超電導磁気遮蔽体は、素材の帯状シ
ート１０の圧延方向に最大遮蔽電流を増加させるような
異方性があるほど優れた磁気遮蔽能を発現する。
析出冷間圧延シートを利用すると、この冷間圧延シート
は、圧延方向の最大遮蔽電流密度がその垂直方向のそれ
より大きいと言う異方性を示すのであるが、切開線６が
圧延方向７と平行であるので、閉環状シート１廻りの超
電導電流ループ９１はその大部分が圧延方向７に平行に
流れ（図１（Ｂ））、従って最大遮蔽磁界を高めること
が可能となる。他方、端部２１，２２は当該超電導電流
ループ９１が圧延方向７と概ね直交するが、この端部長
さを相対的に大きくして遮蔽電流密度を相対的に低減す
ることにより、この磁気不安定性から逃れることができ
る。従って本発明の超電導磁気遮蔽体は、素材の帯状シ
ート１０の圧延方向に最大遮蔽電流を増加させるような
異方性があるほど優れた磁気遮蔽能を発現する。
【００２４】図２（Ａ）は、図１（Ｂ）の閉環状シート
１を３枚重ねて積層した単位磁気遮蔽体としてなしたも
のを示すが、多数枚の閉環状シート１を重ね合わせるこ
とによって、多層の閉環状シートとなして、磁気遮蔽能
を大きくすることができる。
１を３枚重ねて積層した単位磁気遮蔽体としてなしたも
のを示すが、多数枚の閉環状シート１を重ね合わせるこ
とによって、多層の閉環状シートとなして、磁気遮蔽能
を大きくすることができる。
【００２５】図２（Ｂ）は、閉環状シート１の外周に耳
状に突出した端部２１、２２を、外周面に添着するよう
に折り畳んだものである。
状に突出した端部２１、２２を、外周面に添着するよう
に折り畳んだものである。
【００２６】図２（Ｃ）は、多層閉環状シート１の単位
磁気遮蔽体３から形成した円筒状の超電導磁気遮蔽体８
を示しているが、円筒状の支持体８０（通常は、アルミ
ニウム製）の外周に、４列の単位磁気遮蔽体３ａ・・・
を外覆並設して第１の超電導磁気遮蔽体とする。次い
で、この第１の超電導磁気遮蔽体の単位磁気遮蔽体３ａ
・・・の外周に、３列の単位磁気遮蔽体３ｂ・・・を外
覆並設して第１の超電導磁気遮蔽体としたものである。
この場合、単位磁気遮蔽体３を形成する閉環状シート１
の積層数が多いほど、軸方向の磁界に対する磁気遮蔽能
が増大するので好ましい。
磁気遮蔽体３から形成した円筒状の超電導磁気遮蔽体８
を示しているが、円筒状の支持体８０（通常は、アルミ
ニウム製）の外周に、４列の単位磁気遮蔽体３ａ・・・
を外覆並設して第１の超電導磁気遮蔽体とする。次い
で、この第１の超電導磁気遮蔽体の単位磁気遮蔽体３ａ
・・・の外周に、３列の単位磁気遮蔽体３ｂ・・・を外
覆並設して第１の超電導磁気遮蔽体としたものである。
この場合、単位磁気遮蔽体３を形成する閉環状シート１
の積層数が多いほど、軸方向の磁界に対する磁気遮蔽能
が増大するので好ましい。
【００２７】また、外側の第２の磁気遮蔽体を成す単位
磁気遮蔽体３ｂ・・・が内側第２の磁気遮蔽体を構成し
て相隣接する単位磁気遮蔽体３ａ・・・の当接した周縁
やその隙間を覆うように配置するのが、半径方向の磁界
に対する磁気遮蔽能が増大する。この場合、各環状超電
導磁気遮蔽体３ａ・・・，３ｂ・・・の超電導層４０同
士を非接触状態として、第１及び第２の環状超電導磁気
遮蔽体が配置されていることが、筒状遮蔽体の各部での
半径方向の最大遮蔽磁界を均一化するのに好ましい。超
電導層４０同士を非接触状態とするのは、単位磁気遮蔽
体の環状シート１に超電導体層４０と常電導金属層４１
との積層体シートを使用するので、容易に実現できる。
磁気遮蔽体３ｂ・・・が内側第２の磁気遮蔽体を構成し
て相隣接する単位磁気遮蔽体３ａ・・・の当接した周縁
やその隙間を覆うように配置するのが、半径方向の磁界
に対する磁気遮蔽能が増大する。この場合、各環状超電
導磁気遮蔽体３ａ・・・，３ｂ・・・の超電導層４０同
士を非接触状態として、第１及び第２の環状超電導磁気
遮蔽体が配置されていることが、筒状遮蔽体の各部での
半径方向の最大遮蔽磁界を均一化するのに好ましい。超
電導層４０同士を非接触状態とするのは、単位磁気遮蔽
体の環状シート１に超電導体層４０と常電導金属層４１
との積層体シートを使用するので、容易に実現できる。
【００２８】閉環状シート１は、通常は可撓性があり、
また閉環状シート１の内径あるいは開口部の大きさは、
帯状シート１０からの形成の際の切開部６の長さを調節
するか若しくは、閉環状シート１の外周に突出した端部
２１、２２の折り畳み長さを調整して自由に調整できる
から、支持体８０の形状を磁気遮蔽空間の形状に合致す
るように適宜選んで、所望の形状及び大きさの超電導磁
気遮蔽体に形成するとができる。例えば、支持体８０
を、四角筒状や太鼓胴状等所望の筒状にあるいはその筒
底面を部分球面状又は鏡板状に選んで、その外周または
内周に上記閉環状シート１を被着して、磁気遮蔽体とす
るのである。
また閉環状シート１の内径あるいは開口部の大きさは、
帯状シート１０からの形成の際の切開部６の長さを調節
するか若しくは、閉環状シート１の外周に突出した端部
２１、２２の折り畳み長さを調整して自由に調整できる
から、支持体８０の形状を磁気遮蔽空間の形状に合致す
るように適宜選んで、所望の形状及び大きさの超電導磁
気遮蔽体に形成するとができる。例えば、支持体８０
を、四角筒状や太鼓胴状等所望の筒状にあるいはその筒
底面を部分球面状又は鏡板状に選んで、その外周または
内周に上記閉環状シート１を被着して、磁気遮蔽体とす
るのである。
【００２９】上記実施例は、帯状の圧延シートから形成
された閉環状シート１を利用した例を示したが、帯状シ
ートとしては、スパッタリングによる積層シートも同様
に利用できる。この場合には、長尺のＡｌ箔に、Ｎｂ−
Ｔｉ合金層とＡｌ層とを１μｍ厚み以下に交互にスパッ
タ蒸着して、多層の蒸着層を形成し、この多層蒸着シー
トを所定長さに裁断し、長手方向に切開して閉環状シー
ト１とするのである。
された閉環状シート１を利用した例を示したが、帯状シ
ートとしては、スパッタリングによる積層シートも同様
に利用できる。この場合には、長尺のＡｌ箔に、Ｎｂ−
Ｔｉ合金層とＡｌ層とを１μｍ厚み以下に交互にスパッ
タ蒸着して、多層の蒸着層を形成し、この多層蒸着シー
トを所定長さに裁断し、長手方向に切開して閉環状シー
ト１とするのである。
【００３０】図３には、帯状シート１０の切開を工夫し
たさらに大径の単位磁気遮蔽体が示されている。この例
は、同図（Ａ）に示すように、帯状シート１０にその一
端を切り欠く第１の切開部６１がシート長手方向の中央
部に設けられ、当該第１の切開部６１により切開かれた
端部２１，２２を切り残して、第２の切開部６２が第１
の切開部６１の端部を迂回するように長手方向に設けら
れたもので、図３（Ｂ，Ｃ）に示すように、展開する
と、大径の閉環状シート１が得られ、これを単位磁気遮
蔽体として、同様に、積層すると、筒状の超電導磁気遮
蔽体を構成することができる。
たさらに大径の単位磁気遮蔽体が示されている。この例
は、同図（Ａ）に示すように、帯状シート１０にその一
端を切り欠く第１の切開部６１がシート長手方向の中央
部に設けられ、当該第１の切開部６１により切開かれた
端部２１，２２を切り残して、第２の切開部６２が第１
の切開部６１の端部を迂回するように長手方向に設けら
れたもので、図３（Ｂ，Ｃ）に示すように、展開する
と、大径の閉環状シート１が得られ、これを単位磁気遮
蔽体として、同様に、積層すると、筒状の超電導磁気遮
蔽体を構成することができる。
【００３１】次に、本発明の超伝導磁気遮蔽体の磁気遮
蔽能を以下のように調べた。帯状シート１０は、Ｎｂ−
Ｔｉ合金層の両面にＡｌ層を接合して、冷間圧延により
成形した幅５０ｍｍの三層構造の箔（Ｎｂ−Ｔｉ層厚３
４μｍ、Ａｌ層厚８μｍ、時効焼鈍材）を長さ１５０ｍ
ｍに切断し、長手方向の中央線上に９０ｍｍ長さの切開
をして、直径約５０ｍｍ、高さ２５ｍｍの閉環状シート
１を形成し、次いで、図２（Ａ）に示すように、この閉
環状シート１を１０枚重ね合わせて、単位磁気遮蔽体３
とした。
蔽能を以下のように調べた。帯状シート１０は、Ｎｂ−
Ｔｉ合金層の両面にＡｌ層を接合して、冷間圧延により
成形した幅５０ｍｍの三層構造の箔（Ｎｂ−Ｔｉ層厚３
４μｍ、Ａｌ層厚８μｍ、時効焼鈍材）を長さ１５０ｍ
ｍに切断し、長手方向の中央線上に９０ｍｍ長さの切開
をして、直径約５０ｍｍ、高さ２５ｍｍの閉環状シート
１を形成し、次いで、図２（Ａ）に示すように、この閉
環状シート１を１０枚重ね合わせて、単位磁気遮蔽体３
とした。
【００３２】単位磁気遮蔽体３を、図２（Ｃ）に示すよ
うに、アルミニウム製の外径５０ｍｍ、高さ１２０ｍ
ｍ、厚み３ｍｍの円筒支持体８０の外周に、上層及び下
層の２層に計７列にわたり低温用接着剤により覆設接着
して、超電導磁気遮蔽体８を形成した。
うに、アルミニウム製の外径５０ｍｍ、高さ１２０ｍ
ｍ、厚み３ｍｍの円筒支持体８０の外周に、上層及び下
層の２層に計７列にわたり低温用接着剤により覆設接着
して、超電導磁気遮蔽体８を形成した。
【００３３】液体ヘリウム中において、超電導マグネッ
トの軸心上に配置して、磁気遮蔽体の中空部内にホール
素子磁気センサーを固定して、磁界を印加した。上記単
位磁気遮蔽体３単独では、軸方向の外部磁界５０００Ｇ
までは、中空部内は実質的に零磁界にすることができ
た。又、上記の超電導磁気遮蔽体８は、軸方向及び径方
向の外部磁界約１Ｔに対して、中空部内は中心軸状で実
質的に零磁界に遮蔽することができた。
トの軸心上に配置して、磁気遮蔽体の中空部内にホール
素子磁気センサーを固定して、磁界を印加した。上記単
位磁気遮蔽体３単独では、軸方向の外部磁界５０００Ｇ
までは、中空部内は実質的に零磁界にすることができ
た。又、上記の超電導磁気遮蔽体８は、軸方向及び径方
向の外部磁界約１Ｔに対して、中空部内は中心軸状で実
質的に零磁界に遮蔽することができた。
【００３４】次に、外形４００ｍｍ、高さ３５０ｍｍ、
厚さ３ｍｍのステンレス鋼製支持体の外周に上記３層構
造のＮｂ−Ｔｉ圧延シートを用いて大型の磁気遮蔽体を
試作して、磁気遮蔽能力を調べた。
厚さ３ｍｍのステンレス鋼製支持体の外周に上記３層構
造のＮｂ−Ｔｉ圧延シートを用いて大型の磁気遮蔽体を
試作して、磁気遮蔽能力を調べた。
【００３５】組立は、幅１００ｍｍの上記圧延シートの
長手方向に切開線をいれて、直径４００ｍｍ、高さ５０
ｍｍの閉環状シートを形成し、この閉環状シート２０枚
重積して形成した単位磁気遮蔽体６列を支持体の外周に
低温用接着剤で軸方向に被着して、磁気遮蔽体とした。
長手方向に切開線をいれて、直径４００ｍｍ、高さ５０
ｍｍの閉環状シートを形成し、この閉環状シート２０枚
重積して形成した単位磁気遮蔽体６列を支持体の外周に
低温用接着剤で軸方向に被着して、磁気遮蔽体とした。
【００３６】試験結果は、液体ヘリウム温度において、
磁気遮蔽体の軸方向の磁場１５００Ｇに対して中空部内
は実質的に零磁界にすることができた。
磁気遮蔽体の軸方向の磁場１５００Ｇに対して中空部内
は実質的に零磁界にすることができた。
【００３７】
【発明の効果】本発明の筒状の超電導磁気遮蔽体は、超
電導体層と常電導金属層との積層体の閉環状シートを利
用するが、閉環状シートは当該積層体の狭幅帯状シート
から形成され、その開口部の寸法形状は、帯状シートの
幅に依存せず、単に帯状シートの中央部切開長さにより
決められるので、任意の大きさの閉環状シートが簡便に
得られ、従って、超電導体層を含む素材の大きさに限定
されず、大型の超電導磁気遮蔽体が製作できる。
電導体層と常電導金属層との積層体の閉環状シートを利
用するが、閉環状シートは当該積層体の狭幅帯状シート
から形成され、その開口部の寸法形状は、帯状シートの
幅に依存せず、単に帯状シートの中央部切開長さにより
決められるので、任意の大きさの閉環状シートが簡便に
得られ、従って、超電導体層を含む素材の大きさに限定
されず、大型の超電導磁気遮蔽体が製作できる。
【００３８】また、帯状シートから単位磁気遮蔽体を形
成する際に、超電導材料の歩留がよく、複雑な熱間加工
や機械加工を必要とせず、簡便に目的形状の磁気遮蔽体
が得られる。
成する際に、超電導材料の歩留がよく、複雑な熱間加工
や機械加工を必要とせず、簡便に目的形状の磁気遮蔽体
が得られる。
【図１】超電導体層と常電導金属との積層体の帯状シー
トの平面図（Ａ）、当該帯状シートから形成した閉環状
シートの斜視図（Ｂ、Ｃ）及び当該帯状シートの積層構
造を示す断面図（Ｄ）。
トの平面図（Ａ）、当該帯状シートから形成した閉環状
シートの斜視図（Ｂ、Ｃ）及び当該帯状シートの積層構
造を示す断面図（Ｄ）。
【図２】閉環状シートの斜視図（Ａ、Ｂ）と、当該閉環
状シートを組み合わせて構成した円筒状超電導磁気遮蔽
体の斜視図（Ｃ）。
状シートを組み合わせて構成した円筒状超電導磁気遮蔽
体の斜視図（Ｃ）。
【図３】切開された帯状シート（Ａ）と、展開して閉環
状シート（Ｂ、Ｃ）との斜視図。
状シート（Ｂ、Ｃ）との斜視図。
１ 閉環状シート １０ 帯状シート ２１、２２ 端部 ３ 単位磁気遮蔽体 ６ 切開部（縁） ８ 超電導磁気遮蔽体 ８０ 支持体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 光平 大阪市北区堂山町１番５号 高圧ガス工 業株式会社内 (72)発明者 佐藤 学 大阪市北区堂山町１番５号 高圧ガス工 業株式会社内 (72)発明者 久田 健次 大阪市中央区久太郎町三丁目６番８号 東洋アルミニウム株式会社内 (72)発明者 横手 隆昌 大阪市中央区久太郎町三丁目６番８号 東洋アルミニウム株式会社内 審査官 内田 博之 (56)参考文献 特開 平６−140120（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−180917（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−42512（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−81941（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 9/00 ZAA
Claims (9)
- 【請求項１】 超電導体層と常電導金属層とから成る積
層体の帯状シートをその長手方向に切開して、接合部の
ない閉環状シートとなし、当該閉環状シートをもって単
位磁気遮蔽体となした環状超電導磁気遮蔽体。 - 【請求項２】 超電導体層と常電導金属層とから成る積
層体の帯状シートをその長手方向中央に折線部をもって
２重折りとなし、両端部を残して当該折線部を切開し
て、一対の帯状部片を形成し、該一対の帯状部片を相反
対側に湾曲して閉環状シートとなし、当該閉環状シート
をもって単位磁気遮蔽体となした環状超電導磁気遮蔽
体。 - 【請求項３】 超電導体層と常電導金属層とから成る積
層体の帯状シートから一体に形成された閉環状シートで
あつて、当該閉環状シートは、両端部を共通し且つ相互
に分離した一対の帯状部片が相反対方向に湾曲して成
り、当該閉環状シートをもって単位磁気遮蔽体となした
環状超電導磁気遮蔽体。 - 【請求項４】 上記単位磁気遮蔽体を複数層に積層して
成る請求項１乃至３いずれか記載の環状超電導磁気遮蔽
体。 - 【請求項５】 請求項１乃至４いずれか記載の環状超電
導磁気遮蔽体を、筒状の支持体の周面に、筒軸方向に共
軸状に並列して、覆設したことを特徴とする筒状超電導
磁気遮蔽体。 - 【請求項６】 上記支持体の周面に並列して覆設した第
１の環状超電導磁気遮蔽体の外周に第２の環状超電導磁
気遮蔽体を並列して覆設し、第１の環状超電導磁気遮蔽
体の相近接する周縁が第２の環状超電導磁気遮蔽体の周
体により被覆されて成る請求項５記載の筒状超電導磁気
遮蔽体。 - 【請求項７】 上記の超電導体層がＮｂ−Ｔｉ合金層
で、常電導金属層がＣｕ層若しくはＡｌ層であり、且
つ、上記帯状シートが上記積層体を冷間圧延して成る請
求項１乃至３いずれか記載の環状超電導磁気遮蔽体。 - 【請求項８】 上記帯状シートが上記積層体を冷間圧延
工程後に時効熱処理してα−Ｔｉ相を析出して成る請求
項１乃至３いずれか記載の環状超電導磁気遮蔽体。 - 【請求項９】 上記の超電導体層がＮｂ−Ｔｉ合金層、
ＮｂＮ化合物層及びＮｂＮ−ＴｉＮ混晶体層のいずれか
一種の層で、上記常電導金属層がＣｕ層若しくはＡｌ層
であり、且つ、上記帯状シートはシート基板に当該超電
導体層と当該常電導金属層とが交互にスパッター蒸着し
て形成された積層体から成る請求項１乃至３いずれか記
載の環状超電導磁気遮蔽体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02483593A JP3199888B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 帯状超電導シートから形成された超電導磁気遮蔽体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02483593A JP3199888B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 帯状超電導シートから形成された超電導磁気遮蔽体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06216565A JPH06216565A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3199888B2 true JP3199888B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=12149267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02483593A Expired - Fee Related JP3199888B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 帯状超電導シートから形成された超電導磁気遮蔽体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3199888B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106714539A (zh) * | 2017-01-07 | 2017-05-24 | 深圳市景程信息科技有限公司 | 正四边形结构的电磁脉冲防护装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100720057B1 (ko) * | 2005-07-06 | 2007-05-18 | 학교법인 한국산업기술대학 | 영구전류용 초전도자석 및 제조방법 |
| JP4723936B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2011-07-13 | 株式会社東芝 | 永久電流超電導コイルおよびマグネット |
| DE102011082652B4 (de) * | 2011-09-14 | 2013-08-01 | Bruker Biospin Ag | Verfahren zur Fertigung einer Magnetspulenanordnung aus einem geschlitzten bandförmigen Leiter und Magnetspulenanordnung |
| JP6083725B2 (ja) * | 2012-02-24 | 2017-02-22 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 高温超伝導体平テープ線材を用いた環状線構造体 |
| JP6211277B2 (ja) * | 2012-04-26 | 2017-10-11 | 住友重機械工業株式会社 | 脳磁計用超電導磁気シールド装置及びその製造方法 |
| CN102810378B (zh) * | 2012-07-13 | 2014-09-17 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导磁体及其制作方法 |
| DE102012217990A1 (de) * | 2012-10-02 | 2014-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Supraleitende Spuleneinrichtung und Herstellungsverfahren |
| JP5937026B2 (ja) * | 2013-02-15 | 2016-06-22 | 住友重機械工業株式会社 | 超電導磁気シールド装置 |
| JP5937025B2 (ja) * | 2013-02-15 | 2016-06-22 | 住友重機械工業株式会社 | 超電導磁気シールド装置 |
| JP6075773B2 (ja) * | 2013-05-01 | 2017-02-08 | 住友重機械工業株式会社 | 超電導磁気シールド装置 |
-
1993
- 1993-01-19 JP JP02483593A patent/JP3199888B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106714539A (zh) * | 2017-01-07 | 2017-05-24 | 深圳市景程信息科技有限公司 | 正四边形结构的电磁脉冲防护装置 |
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| JPH06216565A (ja) | 1994-08-05 |
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