JP3421099B2 - 超電導磁気シールド構造物 - Google Patents
超電導磁気シールド構造物Info
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体磁場計測や精密物
理計測等の微小磁場計測、半導体製造装置のＥＢ露光な
どの分野において使用される、比較的大型の磁気シール
ド空間を作るための超電導磁気シールド構造物に関す
る。
理計測等の微小磁場計測、半導体製造装置のＥＢ露光な
どの分野において使用される、比較的大型の磁気シール
ド空間を作るための超電導磁気シールド構造物に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に超電導体を利用した磁気シールド
構造は、磁力線が超電導体の内部に入り込めないという
マイスナー効果を利用した磁気シールド構造であり、例
えばマイスナー効果を有する材料を筒状構造物とし、こ
れを臨界温度以下に冷却して超電導状態に転移させ、筒
状構造物の内部空間を磁気シールドするものである。
構造は、磁力線が超電導体の内部に入り込めないという
マイスナー効果を利用した磁気シールド構造であり、例
えばマイスナー効果を有する材料を筒状構造物とし、こ
れを臨界温度以下に冷却して超電導状態に転移させ、筒
状構造物の内部空間を磁気シールドするものである。
【０００３】人体の脳から発生する微弱磁界を検出する
生体磁場計測などの分野においても、構造物自体のより
一層の大型化が望まれている。しかしながら、単純に大
型化といっても、全てが超電導体で覆われた一体成形型
の超電導磁気シールド構造物では、その大きさに見合っ
た焼成炉が必要となり、さらに超電導物質の塗布、構造
物の運搬の際にもその取扱いに困難が生じるため、大型
化にも自ずと限界があった。
生体磁場計測などの分野においても、構造物自体のより
一層の大型化が望まれている。しかしながら、単純に大
型化といっても、全てが超電導体で覆われた一体成形型
の超電導磁気シールド構造物では、その大きさに見合っ
た焼成炉が必要となり、さらに超電導物質の塗布、構造
物の運搬の際にもその取扱いに困難が生じるため、大型
化にも自ずと限界があった。
【０００４】そのために、互いの径の異なる円筒状超電
導体を、円筒軸が互いに一致するように重ね合わせた超
電導磁気シールド構造物が提案されている。これは、あ
る程度の大きさの超電導体を組み合わせることによっ
て、大型化（大容量化）の要求を満たそうとするもので
ある。
導体を、円筒軸が互いに一致するように重ね合わせた超
電導磁気シールド構造物が提案されている。これは、あ
る程度の大きさの超電導体を組み合わせることによっ
て、大型化（大容量化）の要求を満たそうとするもので
ある。
【０００５】しかしながらこれら従来の構造物にあって
は、重ね合わせ部分の隙間からの磁場漏洩の影響が極め
て大きく、その上、磁力線が狭い重ね合わせの隙間部分
に集中するため、その部分の超電導体に過度の磁場がか
かり、超電導状態が破れて、さらに磁場漏洩が大きくな
るという欠点を有していた。
は、重ね合わせ部分の隙間からの磁場漏洩の影響が極め
て大きく、その上、磁力線が狭い重ね合わせの隙間部分
に集中するため、その部分の超電導体に過度の磁場がか
かり、超電導状態が破れて、さらに磁場漏洩が大きくな
るという欠点を有していた。
【０００６】つまり、同じサイズの超電導磁気シールド
構造物で、その磁気シールド特性を比較した場合、上記
の理由によって複数個の超電導体を重ね合わせたタイプ
の磁気シールド構造物は、一体成形のものに比べて特性
的にかなり劣ったものになっていた。
構造物で、その磁気シールド特性を比較した場合、上記
の理由によって複数個の超電導体を重ね合わせたタイプ
の磁気シールド構造物は、一体成形のものに比べて特性
的にかなり劣ったものになっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決するものであって、複数個の超電導体を重ね合わせた
場合に生ずる重ね合わせ部分の隙間からの磁場漏洩の影
響を抑えて、一体成形で作製された同じサイズのものと
同等の高いシールド効率を構造体内部で実現できる新規
な超電導磁気シールド構造物を提供することを目的とす
る。
決するものであって、複数個の超電導体を重ね合わせた
場合に生ずる重ね合わせ部分の隙間からの磁場漏洩の影
響を抑えて、一体成形で作製された同じサイズのものと
同等の高いシールド効率を構造体内部で実現できる新規
な超電導磁気シールド構造物を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は斯かる課題
を解決するために鋭意研究したところ、超電導材料から
なる少なくとも２つ以上の互いに径の異なる円筒状超電
導体を、円筒軸が一致するように重ね合わせた場合、そ
の重ね合わせの隙間部分のすぐ外側に、隙間に沿ったリ
ング状の強磁性体を配置することによって磁場洩洩を防
止し得ることを見いだし、本発明を提供することができ
た。
を解決するために鋭意研究したところ、超電導材料から
なる少なくとも２つ以上の互いに径の異なる円筒状超電
導体を、円筒軸が一致するように重ね合わせた場合、そ
の重ね合わせの隙間部分のすぐ外側に、隙間に沿ったリ
ング状の強磁性体を配置することによって磁場洩洩を防
止し得ることを見いだし、本発明を提供することができ
た。
【０００９】 すなわち本発明は第１に、超電導材料か
らなる少なくとも２個以上の互いに径の異なる円筒状超
電導体を用いて、円筒軸が一致するように重ね合わせた
超電導磁気シールド構造物において、前記の重ね合わせ
た円筒状超電導体の超電導材料同士が直接に相互に重な
り合うとともに、前記重ね合わせの個所においてリング
状の強磁性体を、その内周面が前記の重ね合わされたう
ちの小径の円筒状超電導体の外周面に重ね合わされ、そ
の側面を前記の重ね合わされたうちの大径の円筒状超電
導体の端面に沿って配置したことを特徴とする超電導磁
気シールド構造物；第２に、超電導材料からなる少なく
とも２個以上の互いに径の異なる円筒状超電導体を用い
て、該円筒状超電導体のうちの小径の円筒状超電導体同
士を円筒軸が一致するように端面同士を突き合わせると
ともに、該突き合わせの個所を覆う形体で該円筒状超電
導体に前記の円筒状超電導体のうちの大径の円筒状超電
導体を円筒軸が一致するように重ね合わせた超電導磁気
シールド構造物において、前記の重ね合わせた円筒状超
電導体の超電導材料同士が直接に相互に重なり合うとと
もに、前記重ね合わせの個所においてリング状の強磁性
体を、その内周面が前記の重ね合わされたうちの小径の
円筒状超電導体の外周面に重ね合わされ、その側面を前
記の重ね合わされたうちの大径の円筒状超電導体の端面
に沿って配置したことを特徴とする超電導磁気シールド
構造物である。
らなる少なくとも２個以上の互いに径の異なる円筒状超
電導体を用いて、円筒軸が一致するように重ね合わせた
超電導磁気シールド構造物において、前記の重ね合わせ
た円筒状超電導体の超電導材料同士が直接に相互に重な
り合うとともに、前記重ね合わせの個所においてリング
状の強磁性体を、その内周面が前記の重ね合わされたう
ちの小径の円筒状超電導体の外周面に重ね合わされ、そ
の側面を前記の重ね合わされたうちの大径の円筒状超電
導体の端面に沿って配置したことを特徴とする超電導磁
気シールド構造物；第２に、超電導材料からなる少なく
とも２個以上の互いに径の異なる円筒状超電導体を用い
て、該円筒状超電導体のうちの小径の円筒状超電導体同
士を円筒軸が一致するように端面同士を突き合わせると
ともに、該突き合わせの個所を覆う形体で該円筒状超電
導体に前記の円筒状超電導体のうちの大径の円筒状超電
導体を円筒軸が一致するように重ね合わせた超電導磁気
シールド構造物において、前記の重ね合わせた円筒状超
電導体の超電導材料同士が直接に相互に重なり合うとと
もに、前記重ね合わせの個所においてリング状の強磁性
体を、その内周面が前記の重ね合わされたうちの小径の
円筒状超電導体の外周面に重ね合わされ、その側面を前
記の重ね合わされたうちの大径の円筒状超電導体の端面
に沿って配置したことを特徴とする超電導磁気シールド
構造物である。
【００１０】この場合、前記円筒状超電導体は、両端
閉、片端閉、両端開放の形状であるいずれかの円筒状中
空体、あるいは多角形状中空体であることに特徴を有す
るものである。
閉、片端閉、両端開放の形状であるいずれかの円筒状中
空体、あるいは多角形状中空体であることに特徴を有す
るものである。
【００１１】
【作用】本発明において、一例として開口径（５０mm）
の等しい２つの筒状超電導体として、図５に示す両端開
放タイプ、あるいは図６に示す片端閉塞タイプを用い
て、先ず両開口部を互いに突き合わせるように配置し、
その部分を覆う形体で開口径５２mmの筒状超電導体３を
重ね合わせる。
の等しい２つの筒状超電導体として、図５に示す両端開
放タイプ、あるいは図６に示す片端閉塞タイプを用い
て、先ず両開口部を互いに突き合わせるように配置し、
その部分を覆う形体で開口径５２mmの筒状超電導体３を
重ね合わせる。
【００１２】次いで、その重ね合わせの隙間部分のすぐ
外側に、隙間に沿ってリング状の強磁性体４（内径５２
mm×外径６２mm×厚さ１０mm）を配置した。
外側に、隙間に沿ってリング状の強磁性体４（内径５２
mm×外径６２mm×厚さ１０mm）を配置した。
【００１３】この場合、従来であると図７に示すよう
に、重ね合わせ部分の隙間からの磁場漏洩の影響が極め
て大きいものであったが、本発明では、図８に示すよう
にリング状の強磁性体として代表的なパーマロイを用い
たところ、比透磁率が約１００，０００と非常に大きい
ため、磁束はその内部に取り入れられ、その結果、重ね
合わせ部分の隙間にかかる実質的な磁場の強度は著しく
低減され、重ね合わせ部分の隙間からの磁場漏洩は極端
に少なくなることがわかった。
に、重ね合わせ部分の隙間からの磁場漏洩の影響が極め
て大きいものであったが、本発明では、図８に示すよう
にリング状の強磁性体として代表的なパーマロイを用い
たところ、比透磁率が約１００，０００と非常に大きい
ため、磁束はその内部に取り入れられ、その結果、重ね
合わせ部分の隙間にかかる実質的な磁場の強度は著しく
低減され、重ね合わせ部分の隙間からの磁場漏洩は極端
に少なくなることがわかった。
【００１４】また、従来のように過度の磁場がかかった
場合においても超電導状態が破れて磁場漏洩が大きくな
ってしまうということもなかった。
場合においても超電導状態が破れて磁場漏洩が大きくな
ってしまうということもなかった。
【００１５】以下、図面を参照に本発明について詳細に
説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるもので
はない。
説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるもので
はない。
【００１６】
【実施例１】図１に示すように外径５０mm×長さ５０mm
×厚さ１mmの片端閉塞タイプの円筒状超電導体が端部に
位置するよう、他の２個の円筒状超電導体と同軸的に順
次組み合わせると共に、重ね合わせの隙間部分には、内
径５２mm×外径６２mm×厚さ１０mmのリング状の強磁性
体４と、内径５４mm×外径６４mm×厚さ１０mmの強磁性
体４とを取り付けた。
×厚さ１mmの片端閉塞タイプの円筒状超電導体が端部に
位置するよう、他の２個の円筒状超電導体と同軸的に順
次組み合わせると共に、重ね合わせの隙間部分には、内
径５２mm×外径６２mm×厚さ１０mmのリング状の強磁性
体４と、内径５４mm×外径６４mm×厚さ１０mmの強磁性
体４とを取り付けた。
【００１７】この超電導磁気シールド構造物の中心軸に
平行に外部磁場Ｈｅｘ（１．０Ｇ）を印加した場合、図
中の点Ｐ１において、透過磁場Ｈｔｒが１．０μＧ、磁
場減衰率（Ｈｔｒ／Ｈｅｘ）として１０-6の値が得られ
たが、リングを取り外した場合の磁場減衰率は１０-3と
半分の値であった。
平行に外部磁場Ｈｅｘ（１．０Ｇ）を印加した場合、図
中の点Ｐ１において、透過磁場Ｈｔｒが１．０μＧ、磁
場減衰率（Ｈｔｒ／Ｈｅｘ）として１０-6の値が得られ
たが、リングを取り外した場合の磁場減衰率は１０-3と
半分の値であった。
【００１８】
【実施例２】図３に示すように、突き合わせた２個の外
径５０mm×長さ５０mm×厚さ１mmの両端開放タイプの円
筒状超電導体１の中央部に、外径５３mm×長さ５０mm×
厚さ１mmの円筒状超電導体３を重ね合わせ、両端部の隙
間に内径５２mm×外径６２mm×厚さ１０mmのリング状の
強磁性体４を取り付けた。
径５０mm×長さ５０mm×厚さ１mmの両端開放タイプの円
筒状超電導体１の中央部に、外径５３mm×長さ５０mm×
厚さ１mmの円筒状超電導体３を重ね合わせ、両端部の隙
間に内径５２mm×外径６２mm×厚さ１０mmのリング状の
強磁性体４を取り付けた。
【００１９】この超電導磁気シールド構造物の中心軸に
平行に外部磁場Ｈｅｘ（１．０Ｇ）を印加した場合、図
中の点Ｐ２において、透過磁場Ｈｔｒは１．０μＧ、磁
場減衰率（Ｈｔｒ／Ｈｅｘ）として１０-6の値が得られ
たが、リングを取り外した場合の磁場減衰率は１０-3と
半分の値であった。
平行に外部磁場Ｈｅｘ（１．０Ｇ）を印加した場合、図
中の点Ｐ２において、透過磁場Ｈｔｒは１．０μＧ、磁
場減衰率（Ｈｔｒ／Ｈｅｘ）として１０-6の値が得られ
たが、リングを取り外した場合の磁場減衰率は１０-3と
半分の値であった。
【００２０】
【発明の効果】上述のように本発明構造物は、重ね合わ
せの隙間部分のすぐ外側に配置されたリング状の強磁性
体によって、外部の磁力線は、強磁性体の透磁率が非常
に大きいために、強磁性体内部に取り入れられ、その結
果、重ね合わせ部分の隙間にかかる実質的な磁場の強度
は著しく低減され、重ね合わせ部分の隙間からの磁場漏
洩が極端に少なくなり、非常に高いシールド効率を有す
る超電導磁気シールド構造物を提供することができる。
せの隙間部分のすぐ外側に配置されたリング状の強磁性
体によって、外部の磁力線は、強磁性体の透磁率が非常
に大きいために、強磁性体内部に取り入れられ、その結
果、重ね合わせ部分の隙間にかかる実質的な磁場の強度
は著しく低減され、重ね合わせ部分の隙間からの磁場漏
洩が極端に少なくなり、非常に高いシールド効率を有す
る超電導磁気シールド構造物を提供することができる。
【図１】実施例１に示す本発明構造物の斜視図。
【図２】上記構造物の断面図。
【図３】実施例２に示す本発明構造物の斜視図。
【図４】上記構造物の断面図。
【図５】本発明構造物の説明図（両端開放タイプ）。
【図６】本発明構造物の説明図（片方閉塞タイプ）。
【図７】従来構造物における磁力線の移動図。
【図８】本発明構造物における磁力線の移動図。
１ 円筒状超電導体
２ 端部
３ 円筒状超電導体
４ 強磁性体リング
５ 磁力線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−266094（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−283892（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−291788（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−334384（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05K 9/00
H01L 39/00
Claims (2)
- 【請求項１】 超電導材料からなる少なくとも２個以上
の互いに径の異なる円筒状超電導体を用いて、円筒軸が
一致するように重ね合わせた超電導磁気シールド構造物
において、前記の重ね合わせた円筒状超電導体の超電導
材料同士が直接に相互に重なり合うとともに、前記重ね
合わせの個所においてリング状の強磁性体を、その内周
面が前記の重ね合わされたうちの小径の円筒状超電導体
の外周面に重ね合わされ、その側面を前記の重ね合わさ
れたうちの大径の円筒状超電導体の端面に沿って配置し
たことを特徴とする超電導磁気シールド構造物。 - 【請求項２】 超電導材料からなる少なくとも２個以上
の互いに径の異なる円筒状超電導体を用いて、該円筒状
超電導体のうちの小径の円筒状超電導体同士を円筒軸が
一致するように端面同士を突き合わせるとともに、該突
き合わせの個所を覆う形体で該円筒状超電導体に前記の
円筒状超電導体のうちの大径の円筒状超電導体を円筒軸
が一致するように重ね合わせた超電導磁気シールド構造
物において、前記の重ね合わせた円筒状超電導体の超電
導材料同士が直接に相互に重なり合うとともに、前記重
ね合わせの個所においてリング状の強磁性体を、その内
周面が前記の重ね合わされたうちの小径の円筒状超電導
体の外周面に重ね合わされ、その側面を前記の重ね合わ
されたうちの大径の円筒状超電導体の端面に沿って配置
したことを特徴とする超電導磁気シールド構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29615093A JP3421099B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 超電導磁気シールド構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29615093A JP3421099B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 超電導磁気シールド構造物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07131184A JPH07131184A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3421099B2 true JP3421099B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=17829807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29615093A Expired - Fee Related JP3421099B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 超電導磁気シールド構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3421099B2 (ja) |
-
1993
- 1993-11-01 JP JP29615093A patent/JP3421099B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07131184A (ja) | 1995-05-19 |
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