JP4790000B2 - 超電導装置用真空容器および超電導装置 - Google Patents

Description

本発明は超電導装置用真空容器および超電導装置に関する。

従来、超電導コイルへの給電により磁束を発生させる超電導装置が提供されている。更に、超電導コイルを収容する真空断熱室を形成する真空容器が提供されている（特許文献１）。この真空容器は、超電導コイルの磁束が透過する。この場合、磁束が変化するとき、磁束の変化を妨げる方向に電磁誘導により渦電流が真空容器に流れ、真空容器が発熱するおそれがある。これを抑えるべく、電気抵抗が高い樹脂、ガラス繊維等の補強材で補強した複合化樹脂、アルミナ等のセラミックス等の非金属材料で真空容器は形成されている。
特開２００７−８９３４５号公報

上記した超電導装置用の真空容器によれば、渦電流による発熱が抑えられるものの、真空容器の母材は、電気抵抗が高い樹脂、ガラス繊維等の補強材で補強した複合化樹脂、セラミックス等の非金属材料で形成されている。このため熱輻射による熱侵入の不具合が発生していた。その理由としては、ガラス繊維等の補強材で補強した複合化樹脂、樹脂、セラミックス等の非金属材料については、電磁波が可視光波長領域の場合には、放射率および吸収率は、金属と大差がないものの、電磁波が赤外線光波長領域の場合には、熱輻射の放射率および吸収率は、金属の場合よりもかなり大きくなるためである。

殊に、超電導コイルを収容する真空容器の場合には、放射側となる高温側と吸収側となる低温側との温度差がかなり大きい。ここで、一般的には、放射率および吸収率は基本的には絶対温度の４乗の差に比例すると言われている。このことから、熱輻射の放射や吸収の影響により超電導コイルが昇温する傾向が見られる。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、真空容器の母材として非金属材料を用いつつも、熱輻射に起因する熱侵入を抑え、且つ、渦電流による発熱、渦電流損失を抑えるのにも有利な超電導装置用真空容器および超電導装置を提供するにある。

（１）様相１に係る超電導装置用真空容器は、磁場を発生させる超電導体を覆う真空断熱室を形成するように互いに対向すると共に前記超電導体からの磁束が透過する第１壁体および第２壁体を備える超電導装置用真空容器であって、第１壁体は、第２壁体よりも相対的に高温となり、熱輻射の放射を行う放射面を備えており、且つ、第２壁体は、第１壁体よりも相対的に低温となり、熱輻射の吸収を行う吸収面を備えており、第１壁体の放射面および第２壁体の前記吸収面のうちの少なくとも一方は、非金属材料を母材とし、表面に露出すると共に一端部から他端部にかけて渦巻き状に延設され且つ前記一端部および前記他端部が互いに非接触とされている複数の金属層を備えると共に、複数の金属層同士の間に非金属材料を露出させつつ複数の金属層を間隔を隔てて配置して形成されている金属層群を具備することを特徴とする。

（２）様相２に係る超電導装置は、磁束を発生させる超電導体と超電導体で発生した磁束を透過させる透磁コアとを有する磁場発生部と、超電導体を覆う真空断熱室を形成するように互いに対向すると共に超電導体で発生した磁束が透過する第１壁体および第２壁体を備える真空容器とを具備する超電導装置であって、第１壁体は、第２壁体よりも相対的に高温となり、熱輻射の放射を行う放射面を備えており、且つ、第２壁体は、第１壁体よりも相対的に低温となり、熱輻射の吸収を行う吸収面を備えており、第１壁体の放射面および第２壁体の吸収面のうちの少なくとも一方は、非金属材料を母材とし、表面に露出すると共に一端部から他端部にかけて渦巻き状に延設され且つ前記一端部および前記他端部が互いに非接触とされている複数の金属層を備えると共に、複数の金属層同士の間に非金属材料を露出させつつ複数の金属層を間隔を隔てて配置して形成されている金属層群を具備することを特徴とする。

（３）真空容器は、磁束を発生させる超電導体を覆う真空断熱室を形成する。真空容器は、真空断熱室を形成するように互いに対向する第１壁体および第２壁体を備える。真空とは大気圧よりも断熱が得られる減圧状態または真空状態をいい、例えば１０^−１Ｐａ以下，１０^−２Ｐａ以下程度であれば良く、更に高真空でも良い。ここで、第１壁体は、第２壁体よりも相対的に高温となり、熱輻射の放射を行う放射面を備えている。且つ、第２壁体は、第１壁体よりも相対的に低温となり、熱輻射の吸収を行う吸収面を備えている。

超電導体は磁束を発生させる。第１壁体および第２壁体は、超電導体からの磁束が透過する。この場合、磁束が変化すると、超電導体を収容する真空容器を構成する第１壁体および第２壁体の母材の全体が金属である場合には、磁束の変化に基づいて電磁誘導に基づいて渦電流のループが第１壁体および第２壁体において発生するおそれがある。渦電流のループは、磁束と直交する面方向に発生する。ここで、渦電流のジュール熱による発熱が第１壁体および第２壁体において発生するおそれがある。この場合、超電導体を昇温させる要因となり、超電導体の超電導状態を得るには、好ましくない。

そこで、本発明によれば、超電導コイル等の超電導体を収容する真空容器を構成する第１壁体および第２壁体の母材を非金属材料としている。しかしこの場合には、熱輻射の放射率および吸収率が増加する。このため、実際の使用環境において、超電導体に対する熱輻射が増加し、超電導体の極低温状態（超電導状態）を良好に得るには好ましくない。前述したように、ガラス繊維、セラミックス繊維等の無機繊維、炭素繊維等の補強材で補強した複合化樹脂、樹脂、セラミックス等の非金属材料については、赤外線波長領域の放射率および吸収率は、金属の場合よりもかなり大きいためである。

そこで様相１の本発明によれば、第１壁体の放射面および第２壁体の吸収面のうちの少なくとも一方は、非金属材料を母材とし、表面に露出すると共に一端部から他端部にかけて渦巻き状に延設され且つ前記一端部および前記他端部が互いに非接触とされている複数の金属層を備えると共に、複数の金属層同士の間に非金属材料を露出させつつ複数の金属層を間隔を隔てて配置して形成されている金属層群を備えている。このため、第１壁体の放射面および第２壁体の吸収面のうちの少なくとも一方において、非金属材料が露出する面積比率が低下すると共に、金属層が露出する面積比率が向上する。この結果、熱輻射において、放射面における放射率、吸収面における吸収率が低下する。従って放射面における放射および／または吸収面における吸収が低減される。この結果、超電導体に対する熱輻射が抑えられ、超電導体の昇温が抑制される。非金属材料は第１壁体および第２壁体の母材が基本的には非金属であるという意味であり、全部が非金属材料で形成することができるが、第１壁体および第２壁体の基本的性能に影響を与えない範囲内の少量であれば、例えば５質量％以内，３質量％以内であれば、樹脂、ガラス、セラミックス等に金属が配合されている形態でも良い。

一方、超電導体により磁束が発生する。磁束の変化に基づいて渦電流のループが金属層群に発生するとしても、金属層群を構成する各金属層は渦巻き状に延設された形状をなしており、互いに非金属材料で分断されており、各金属層の連続性が低下している。この結果、各金属層を構成する金属部分の露出面積は、真空容器全体が金属で形成されている場合に比較して、小さくされている。このため磁束の変化に基づいて渦電流のループが金属層群に発生するとしても、真空容器全体が金属で形成されている場合に比較して、渦電流のループは制約され、渦電流に基づくジュール熱が抑制される。この結果、渦電流に基づくジュール熱に起因する超電導体の昇温が抑制される。

本発明によれば、超電導コイル等の超電導体を覆う真空断熱室を形成する真空容器の第１壁体および第２壁体の母材として、熱輻射における放射率および吸収率が高い非金属材料を用いつつも、熱輻射に起因する熱侵入を抑えることができる。更に、磁束が変化するときであっても、真空容器全体が金属で形成されている場合に比較して、渦電流のループは分断されるためループの大きさが制約され、渦電流による発熱、渦電流損失を抑えるのにも有利となる。

本発明によれば、金属層群を構成する各金属層は渦巻き状に延設された形状をなしており、互いに非金属材料で分断されており、各金属層の連続性が低下している。この結果、各金属層を構成する金属部分の露出面積は、真空容器全体が金属で形成されている場合に比較して、小さくされている。このため磁束の変化に基づいて渦電流のループが金属層群に発生するとしても、真空容器全体が金属で形成されている場合に比較して、渦電流のループは分断されてループが制約され、渦電流に基づくジュール熱が抑制される。この結果、渦電流に基づくジュール熱に起因する超電導体の昇温が抑制される。

真空容器は、超電導体を覆う真空断熱室を形成するように互いに対向する第１壁体および第２壁体をもつ。真空断熱室は高真空状態（減圧状態）であり、例えば、1０^−２Ｐａ以下、殊に１０^−５Ｐａ以下が例示されるが、これに限定されるものではない。真空断熱室は真空ポンプで常時吸引することなく、真空状態に維持されている方式でも良いし、あるいは、真空ポンプにより吸引されて真空状態が維持されている方式でも良い。超電導体は、給電により磁場を発生する超電導コイルでも良いし、給電せずとも磁場を発生する超電導バルク磁石でも良い。超電導バルク磁石は、溶融凝固法により作製され、その主成分がＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ（ＲＥはＹ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｄｙ，Ｈｏのうちの１種または２種以上）のセラミックスであらわされることが好ましい。この場合、超電導を示す母相に絶縁相が微細に分散した組織を有する。絶縁相がピン止め点として働くため、捕捉磁場が大きい超電導が得られる。

本発明によれば、第１壁体および第２壁体の母材は、非金属材料である。非金属材料としては、ガラス繊維やセラミックス繊維等の無機繊維、炭素繊維等の補強材で補強した複合化樹脂、電気抵抗が高い樹脂、セラミックス等が例示される。これにより第１壁体および第２壁体において渦電流の発生が抑えられる。本発明の一視点によれば、金属層は、金属薄膜、金属箔、金属テープ、金属フィルム、金属片、金属粒、パンチングメタル、金属網状体のうちの少なくとも一つで形成されていることが好ましい（請求項２）。更に本発明の一視点によれば、放射面および／または吸収面において、第１壁体または第２壁体の母材は、隣設する金属層間において格子状または網目状に露出されていることが好ましい（請求項３）。この場合、渦巻き状の金属層同士の分断性が高まり、渦電流のループを制約させるのに貢献できる。金属層の孤立性が高い方が好ましいが、パンチングメタル、金属網状体等のように、金属層の一部同士が繋がっていても、電気抵抗が高くなるため、渦電流が抑制される。

本発明の一視点によれば、金属層群は、複数の子金属層同士の間に非金属材料を露出させつつ複数の子金属層を間隔を隔てて配置して形成されており、子金属層は、複数の孫金属層同士の間に非金属材料を露出させつつ複数の孫金属層を間隔を隔てて配置して形成されることが好ましい。この場合、孫金属層同士の分断性が高まり、渦電流のループを制約させるのに貢献できる。

本発明の一視点によれば、磁場発生部は、固定子と固定子に対して移動可能な可動子とを有する超電導モータを構成すると共に、超電導体は、コイル状をなしており、固定子および可動子のうちの少なくとも一方に設けられていることが好ましい（請求項６）。可動子は回転するタイプが好ましいが、往復直動するタイプでも良い。超電導モータの場合には、超電導コイルは固定子および可動子のうちの少なくとも一方に設けられている。更に、超電導体の超電導状態を維持するために超電導体をこれの臨界温度以下に維持する極低温発生部を具備することが好ましい（請求項７）。極低温発生部は、超電導体の超電導状態を維持するために超電導体を極低温に維持するものである。極低温とは、超電導体の超電導状態を維持できる温度域をいう。従って超電導体の臨界温度または組成によって、極低温の温度域は相違する。極低温とは、実用的には、窒素ガスの液化温度（７７Ｋ）以下であることが好ましい。但し、超電導体の組成によっては１００Ｋ以下、１５０Ｋ以下でよい場合がある。極低温発生部は冷凍機を含む構造であっても良いし、あるいは、冷凍機からの低温を超電導モータ側に伝熱させる伝熱機構でも良いし、あるいは、冷凍機を搭載せずに、極低温の冷媒を断熱保持する機構でも良い。

［参考例１］
図１および図２は本発明の参考例１の概念を示す。図１に示すように、本参考例に係る超電導装置用の真空容器４は、外側から内側にかけて、第１容器４３と、第１容器４３で覆われた第２容器４４と、第２容器４４で覆われた第３容器４５（第２壁体）と、第３容器４５で覆われた第４容器４６（第１壁体）とを同軸的に有する。第２容器４４と第３容器４５とで区画される室には、超電導装置２０Ａが収容されている。超電導装置２０Ａは、透磁率が高い材料（例えば鉄系材料）で形成された筒形状をなすヨークとして機能する透磁コア２１Ａと、透磁コア２１Ａに巻回された超電導材料で形成された超電導コイル２２とを有する。透磁コア２１Ａは径方向に突出する複数のティース部２１０をもつ。超電導コイル２２はティース部２１０に巻回されている。超電導コイル２２のうちティース部２１０を挟む位置に設けられているコイル２２ｘと２２ｙは、互い反対方向に電流を流す。第１容器４３の内周面４３ｉと第２容器４４の外周面４４ｐとは、外側真空断熱室４１を形成する。

図１に示すように、第３容器４５の内周面である吸収面４５ｉと第４容器４６の外周面である放射面４６ｐとは、内側真空断熱室４２を形成する。外側真空断熱室４１および内側真空断熱室４２は超電導コイル２２の断熱性を高めている。第３容器４５（第２壁体）および第４容器４６（第１壁体）は、樹脂、複合化樹脂、セラミックス等の非金属材料を母材として形成されており、渦電流損失を低減させている。樹脂は熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が採用される。樹脂は、エポキシ、フェノール、ポリスチレン、飽和ポリエステル、エポキシ、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネイト、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリサルホォン、ポリイミド等の公知の樹脂が例示される。複合化樹脂は補強材強化樹脂が挙げられる。補強材はガラス、セラミックス、炭素が例示され、繊維、粒体等が例示される。セラミックスは酸化物系、窒化物系、硼化物系が挙げられる。具体的には、アルミナ、シリカ、チタニア、マグネシア、ジルコニア、窒化硅素、炭化硅素、ムライト、窒化硼素、チタン酸アルミ等が例示される。

第４容器４６の内周面４６ｉで形成される空間４７は、大気に連通する。このため第４容器４６（高温側の第１壁体）は第３容器４５よりも高温側とされる。第３容器４５（低温側の第２壁体）は、極低温に維持される超電導コイル２２を収容するため、低温側とされる。高温側の第４容器４６の放射面４６ｐは、熱輻射の放射側とされている。第３容器４５の吸収面４５ｉに内側真空断熱室４２を介して対面する。第３容器４５の吸収面４５ｉは、熱輻射の吸収側とされており、第４容器４６の放射面４６ｐに内側真空断熱室４２を介して対面する。ここで、超電導コイル２２の低温を維持するためには、高温側の第４容器４６から低温側の第３容器４５に向かう熱輻射をできるだけ遮断させることが好ましい。

図２は、第４容器４６（高温側の第１壁体）の外周面である放射面４６ｐを展開した展開図を模式的に示す。矢印ＬＷは第４容器４６の周方向を示す。図２に示すように、第４容器４６の放射面４６ｐは、磁束が透過する磁束透過領域４ｍを有する。第４容器４６の放射面４６ｐにおいて、磁束透過領域４ｍには金属層群３０１が積層されている。図２に示すように、金属層群３０１は、第４容器４６の放射面４６ｐの磁束透過流域４ｍにおいて、四角形状をなす複数の金属層３００を分断させつつ間隔を隔てて縦横に並設して表面に積層されている。隣設する金属層３００は、互いに孤立しており、金属層３００同士は互いに非接触である。具体的には、金属層群３０１を構成する複数の金属層３００は、放射面４６ｐの母材部分４６ｍにより分断されつつ、碁盤の目状に並設されており、表面に露出されている。すなわち、第４容器４６の放射面４６ｐの磁束透過流域４ｍにおいて、金属層３００は、Ｘ方向（第４容器４６の周方向）およびＹ方向（第４容器４６の高さ方向）に細かく分断されつつ、碁盤の目状に並設されている。第４容器４６を構成する非金属材料の母材は、母材部分４６ｍとして、放射面４６ｐにおいて網目状（格子状）を成しており、隣接する金属層３００同士の間において露出されている。図３は、第３容器４５（低温側の第２壁体）の吸収面４５ｉを展開した展開図を模式的に示す。矢印ＬＷは第３容器４５の周方向を示す。図３に示すように、第３容器４５の熱輻射の吸収面４５ｉは、磁束が透過する磁束透過流域４ｍを有する。第３容器４５の吸収面４５ｉにおいて、磁束透過流域４ｍには金属層群３０１が積層されている。

図３に示すように、金属層群３０１は、第３容器４５の吸収面４５ｉにおいて、複数の金属層３００を分断させつつ間隔を隔てて並設して表面に積層されている。具体的には、金属層群３０１を構成する複数の金属層３００は、吸収面４５ｉの母材部分４５ｍで細かく分断されつつ、碁盤の目状に並設されており、表面に露出されている。すなわち、第３容器４５の吸収面４５ｉの磁束透過流域４ｍにおいて、金属層３００は、Ｘ方向（第３容器４５の周方向）およびＹ方向（第３容器４５の高さ方向）に分断されつつ、碁盤の目状に並設されている。従って、第３容器４５を構成する非金属材料の母材は、母材部分４５ｍとして、吸収面４５ｉにおいて網目状（格子状）を成しており、隣接する金属層３００同士の間において露出されている。なお金属層３００の投影形状は四角であるが、これに限定されず、菱形、三角、互角、等の多角形状、円、楕円、リング等の円形状、文字形状、数字形状、記号形状等でも良い。

上記した金属層群３０１を構成する一つの金属層３００は、金属薄膜、金属箔、金属テープ、金属フィルム、金属片のうちの少なくとも一つで形成されていることが好ましい。金属薄膜は物理的な成膜法または化学的な成膜法で形成できる。物理的に成膜法としては、金属層３００同士の間隔等にもよるが、圧延法、圧着法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法が挙げられ、金属成膜後のドライエッチング法（例えばプラズマエッチング、反応性イオンエッチング、スパッタエッチング）等が挙げられる。化学的な成膜法としてはＣＶＤ法、スクリーン印刷などの印刷法、金属成膜後のウェットエッチング法等が挙げられる。この場合、開口を有するマスキング部材で放射面４６ｐおよび吸収面４５ｉを適宜覆うことができる。開口を通過した金属が放射面４６ｐ，吸収面４５ｉに成膜され、金属層３００が形成される。マスキング材で覆われた部分については、放射面４６ｐ，吸収面４５ｉに金属が成膜されないため、金属層３００が成膜されないため、母材４５ｍ，４６ｍが露出されている。

金属箔、金属テープ、金属フィルム、金属片の場合には、接着剤、圧着等で放射面４６ｐ，吸収面４５ｉに接合しても良い。ここで、第３容器４５を形成する母材の厚みをｔ３（図３参照）とし、第３容器４５に積層された金属層３００の厚みｔｍとするとき、ｔｍ／ｔ３としては、０．０００１〜０．１の範囲内、０．００１〜０．１の範囲内、０．０１〜０．１の範囲内で設定できる。また第４容器４６を形成する母材の厚みをｔ４（図２参照）とし、第４容器４６に積層された金属層３００の厚みｔｍとするとき、ｔｍ／ｔ４としては、０．０００１〜０．１の範囲内、０．００１〜０．１の範囲内、０．０１〜０．１の範囲内で設定できる。なお、ｔｍの値としては、真空容器のサイズ、厚み、用途、金属層３００の製造方法などによっても相違するが、０．１マイクロメートル〜５ミリメートルの範囲、０．３マイクロメートル〜１０００マイクロメートルの範囲、１〜５００マイクロメートルの範囲、２〜２００マイクロメートルの範囲等が例示される。但し、これらに限定されるものではない。

金属層３００の厚みが薄い場合には、電気抵抗が高くなり、渦電流が流れにくくなる傾向がある。金属テープ、金属フィルムおよび金属片としては、圧延化されたシートでも良い。透磁率を高めたアモルファス金属シートでも良い。金属層３００を形成する金属としては、電気抵抗が高い材料、透磁率が高い材料が好ましい。金属としては、遷移金属、その合金が挙げられる。例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、銀、銀合金、金、金合金、亜鉛、亜鉛合金、スズ、スズ合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、渦電流を低減させるためには、電気抵抗が高い金属を採用することが好ましい。金属層３００における磁束の透過性を確保するためには、透磁率が高い金属を採用することが好ましい。

超電導コイル２２は、給電により磁束を発生させる。磁束の大きさが変化すると、仮に、第４容器４６（高温側の第１壁体）および第３容器４５（低温側の第２壁体）の母材の全体が金属である場合には、磁束の変化に基づく渦電流のループが大きくなる。このため渦電流のジュール熱により発熱が第４容器４６および第３容器４５においてかなり発生するおそれがある。この場合、超電導コイル２２を昇温させる要因となり、超電導コイル２２の超電導状態を得るには、好ましくない。そこで、第４容器４６および第３容器４５の母材を、上記した非金属材料としている。しかしこの場合、熱輻射の放射率および吸収率が増加するため、超電導コイル２２の極低温状態を得るには好ましくない。前述したように、ガラス繊維等の補強材で補強した複合化樹脂、樹脂、セラミックス等の非金属材料の赤外線の輻射率は、金属よりもかなり大きいためである。例えば、文献によれば、輻射率は金属では０．１以下であるが、非金属材料では０．６〜１．０とされている。このため高温側の第４容器４６の放射面４６ｐにおける放射を抑えることが好ましい。同様に、低温側の第３容器４５の吸収面４５ｉにおける熱輻射の吸収を抑えることも好ましい。

そこで、上記したように第４容器４６の放射面４６ｐの磁束透過領域４ｍにおいては、複数の金属層３００を散点状に分断させつつ間隔を隔てて並設して形成された金属層群３０１が形成されている。このため、放射面４６ｐにおいて、熱輻射の放射率が高い非金属材料が占める面積比率が低下すると共に、熱輻射の放射率が非金属材料よりも相対的に低い金属層３００が占める面積比率が向上する。この結果、放射面４６ｐにおける放射率が低下する。従って放射面４６ｐにおいて熱輻射の放射が低減される。この結果、超電導装置の超電導コイル２２に熱影響を与えることが低減される。

同様に、上記したように第３容器４５の吸収面４５ｉの磁束透過領域４ｍにおいては、複数の金属層３００を散点状に分断させつつ間隔を隔てて並設して形成された金属層群３０１が形成されている。このため、第３容器４５の吸収面４５ｉにおいて、熱輻射の吸収率が高い非金属材料が占める面積比率が低下すると共に、熱輻射の吸収率が非金属材料よりも相対的に低い金属層３００が占める面積比率が向上する。この結果、吸収面４５ｉにおける吸収率が低下する。従って第３容器４５の吸収面４５ｉにおいて熱輻射の吸収が低減される。この結果、第４容器４６が高温となるときであっても、超電導装置の超電導コイル２２に熱影響を与えることが低減される。従って超電導コイル２２を極低温に維持するのに貢献できる。

さて、超電導コイル２２への給電により磁場が発生するが、磁束の変化に基づいて渦電流のループが金属層群３０１に発生するとしても、金属層群３０１を構成する各金属層３００は散点状とされ、互いに細かく分断されている。すなわち、隣設する金属層３００同士の間には、第３容器４５および第４容器４６を構成する母材である非金属材料が、母材部分４５ｍ，４６ｍとして露出されている。この結果、各金属層３００を構成する金属部分の露出面積は、かなり小さくされている。このため磁束の変化に基づいて渦電流のループが金属層群３０１に発生するとしても、第３容器４５および第４容器４６の全体が金属で形成されている場合に比較して、渦電流のループは制約される。よって渦電流に基づくジュール熱が抑制される。従って第３容器４５および第４容器４６の昇温化が抑制される。この意味においても、超電導コイル２２を極低温に維持するのに貢献できる。更に渦電流損失も低減され、超電導コイル２２の出力を高めるのに有利となる。金属層３００を渦巻き状とすることもできる。

［参考例２］
参考例２は参考例１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図１を準用する。上記したように第４容器４６の放射面４６ｐにおいては、複数の金属層３００を分断させつつ間隔を隔てて並設して形成された金属層群３０１が形成されている。しかしながら、上記した低温側の第３容器４５の吸収面４５ｉにおいては金属層群３０１が形成されておらず、第３容器４５の母材である非金属材料が露出されている。この場合、熱輻射の吸収抑制効果は低減されるものの、第３容器４５における渦電流損失は抑えられる。金属層３００を渦巻き状とすることもできる。

［参考例３］
参考例３は参考例１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図１を準用する。上記したように第３容器４５の吸収面４５ｉにおいては、複数の金属層３００を分断させつつ間隔を隔てて並設して形成された金属層群３０１が形成されている。しかしながら、上記した高温側の第４容器４６の放射面４６ｐにおいては金属層群３０１が形成されておらず、第４容器４６の母材である非金属材料が露出されている。この場合、熱輻射の放射抑制効果は低減されるものの、第４容器４６における渦電流損失は抑えられる。金属層３００を渦巻き状とすることもできる。

［参考例４］
図４および図５は参考例４を示す。本参考例は参考例１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図４は、第４容器４６の放射面４６ｐの展開図を模式的に示す。第４容器４６の放射面４６ｐの磁束透過領域４ｍにおいては、複数の金属層３００を分断させつつ間隔を隔てて縦横に碁盤の目状に並設して形成された金属層群３０１が露出されて形成されている。従って、第４容器４６の放射面４６ｐの母材部分４６ｍは、磁束透過流域４ｍにおいて、網目状（格子状）に露出されている。

図４に示すように、第４容器４６は、磁束が実質的に透過しない磁束非透過領域４ｎを有する。磁束非透過領域４ｎにおいては、磁束の変化に基づく渦電流の発生が抑制されている。このため磁束非透過領域４ｎにおいては、熱輻射の放射をできるだけ抑えるために、母材の露出を防止すべく、連続性が高い連続金属層３０３が積層されている。この結果、磁束非透過領域４ｎにおける熱輻射の放射が抑えられている。図５は、第３容器４５の吸収面４５ｉの展開図を模式的に示す。第３容器４５の吸収面４５ｉの磁束透過領域４ｍにおいては、複数の金属層３００を分断させつつ間隔を隔てて縦横に碁盤の目状に並設して形成された金属層群３０１が露出されて形成されている。従って、第３容器４５の吸収面４５ｉの母材部分４５ｍは、磁束透過流域４ｍにおいて、表面において網目状（格子状）を成しており、露出されている。図５に示すように、第３容器４５は、磁束が実質的に透過しない磁束非透過領域４ｎを有する。磁束非透過領域４ｎにおいては、磁束の変化に基づく渦電流の発生が抑制されている。このため磁束非透過領域４ｎにおいては、熱輻射の吸収をできるだけ抑えるために、母材の露出を防止すべく、連続性が高い連続金属層３０３が積層されている。この結果、磁束非透過領域４ｎにおける熱輻射の吸収が抑えられている。金属層３００を渦巻き状とすることもできる。

［参考例５］
図６は参考例５を示す。図６は放射面４６ｐを展開した展開図を模式的に示す。図６に示すように、金属層群３０１は、放射面４６ｐに積層された複数の子金属層３００Ｂを間隔を隔てて並設して形成されている。隣設する子金属層３００Ｂ同士の間には、第４容器４６を構成する非金属材料の母材部分４６ｍ（樹脂、繊維強化樹脂、セラミックス等）が格子状に露出されている。更に、一つ単位の子金属層３００Ｂは、複数の孫金属層３００Ｃを間隔を隔てて縦横に並設して形成されている。隣設する子金属層３００Ｂ間には、第４容器４６を構成する非金属材料の母材部分４６ｍｓ（樹脂、繊維強化樹脂、セラミックス等）が格子状に露出されている。

本参考例によれば、超電導コイル２２への給電により磁場が発生する。ここで、磁束の変化に基づいて渦電流のループが金属層群３０１に発生するとしても、金属層群３０１を構成する子金属層３００Ｂは、表面に露出する非金属材料の母材部分４６ｍにより互いに細かく分断されており、メッシュ構造を採用している。更に、一の子金属層３００には、母材部分４６ｍｓを表面に露出させつつ孫金属層３００Ｃが分断されつつ縦横に並設されている。なお、母材部分４６ｍｓの幅Ｗ２は、母材部分４６ｍの幅Ｗ１よりも小さい。母材部分４６ｍ，４６ｍｓは格子状に限らず、放射状でも良く、すだれ状でも良い。子金属層３００Ｂは縦横に配置されているが、千鳥配列でも良い。孫金属層３００Ｃは縦横に配置されているが、千鳥配列でも良い。このような本実施例によれば、一つの孫金属層３００Ｃを構成する金属部分が占める露出面積は、第４容器４６全体が金属で形成されている場合に比較して、遙かに小さくされている。このため磁束の変化に基づいて渦電流のループが金属層群３０１に発生するとしても、渦電流のループは制約され、渦電流に基づくジュール熱、渦電流損失が抑制される。第３容器４５の吸収面４５ｉについても、図６に示すメッシュ構造が採用されていても良い。金属層３００を渦巻き状とすることもできる。

［参考例６］
図７は参考例６を示す。本参考例は参考例１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。図７は、第４容器４６の放射面４６ｐおよび／または第３容器４５の吸収面４５ｉの展開図を模式的に示す。図７に示すように、金属層群３０１は、孤立した複数の金属層３００を間隔を隔てて千鳥配列で並設して形成されている。隣設する子金属層３００同士の間には、非金属材料の母材部分４５ｍ，４６ｍが露出されている。金属層３００をこれの垂直方向から投影した投影形態は、円形状とされている。金属層３００を渦巻き状とすることもできる。

［参考例７］
図８は参考例７を示す。図８は、放射面４６ｐおよび／または吸収面４５ｉの展開図を模式的に示す。図８に示すように、金属層群３０１は、孤立した複数の金属層３００を間隔を隔てて並設して形成されている。隣設する子金属層３００同士の間には、非金属材料の母材部分４５ｍ，４６ｍが表面において露出されている。金属層３００の投影形態は六角形状とされている。この場合、放射面４６ｐおよび吸収面４５ｉの単位面積において、金属層３００が占める面積割合が高くなる。

［参考例８］
図９は参考例８を示す。図９は、放射面４６ｐおよび／または吸収面４５ｉの展開図を模式的に示す。金属層群３０１を構成する互いに孤立する金属層３００の投影形態は長円形状とされている。

［参考例９］
図１０は参考例９を示す。図１０は、放射面４６ｐおよび／または吸収面４５ｉの展開図を模式的に示す。図１０に示すように、金属層群３０１は、複数の金属粒子３０５（金属層）を溶射、接着、半田付け等により接合させることにより形成されている。金属粒子３０５は、互いに結合している部分も存在するが、基本的には、渦電流のループを制約させるように互いに間隔を隔てて独立して離間している孤立度が高い。

［参考例１０］
図１１は参考例１０を示す。図１１に示すように、非金属材料で形成されている放射面４６ｐおよび／または吸収面４５ｉには、凸状の係合部４９０が形成されている。金属層群３０１を構成する金属層３００は係合部４９０に機械的に係合している。係合部４９０は金属層３００の全周に連続的にまたは断続的に設けられていることが好ましい。万一、磁束および渦電流に基づいて大きめの電磁力が金属層３００に作用するときであっても、金属層３００の脱落は係合部４９０により抑えられる。金属層３００を渦巻き状とすることもできる。

［実施例１］
図１２は実施例１を示す。本実施例は参考例１〜１０と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図１を準用できる。図１２は、放射面４６ｐおよび／または吸収面４５ｉの展開図を模式的に示す。図１２に示すように、金属層群３０１を構成する金属層３００の１単位は、一端部３００ｆから他端部３００ｅにかけて細長く延設されており、角形状に渦巻き形をなしている。すなわち、１単位は、長く延びる金属層３００が複数箇所で複数方向に曲成されている形状をなす。一端部３００ｆと他端部３００ｅとは非接触であり、電気的に非導通である。この場合、渦電流のループ低減効果が確保される。更に、放射面４６ｐおよび吸収面４５ｉにおいて非金属材料の母材部分４６ｍ，４５ｍが占める面積が低下するため、放射率または吸収率が低減される。

［実施例２］
図１３は実施例２を示す。本実施例は参考例１〜１０と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図１を準用できる。図１３は、放射面４６ｐおよび／または吸収面４５ｉの展開図を模式的に示す。図１３に示すように、金属層群３０１を構成する金属層３００の１単位は、一端部３００ｆから他端部３００ｅにかけて細長く延設されており、円弧形状に渦巻き形をなしている。一端部３００ｆと他端部３００ｅとは非接触である。この場合、渦電流のループ低減効果が確保される。更に、放射面４６ｐおよび吸収面４５ｉにおいて非金属材料の母材部分４６ｍ，４５ｍが占める面積が低下するため、放射率または吸収率が低減される。

［参考例１１］
図１４は参考例１１を示す。図１４は、放射面４６ｐおよび／または吸収面４５ｉの展開図を模式的に示す。図１４に示すように、金属層群３０１は、細長く延びる線状に延設された金属層３００を網形状に配置して形成されている。この場合においても、放射面４６ｐ，吸収面４５ｉにおいて、金属層３００が露出されているため、非金属材料の母材部分４６ｍ，４５ｍが占める面積が低下し、熱輻射の放射率または吸収率が低減され、熱輻射の抑制に貢献できる。更に、放射面４６ｐおよび／または吸収面４５ｉにおいて、非金属材料である母材部分４５ｍ，４６ｍが露出するため、金属層３００の連続性が低下し、金属層群３０１の電気抵抗が高くなり、渦電流が抑制される。

線状に延設された金属層３００同士の間隔ＤＡは適宜選択でき、例えば、１マイクロメートル〜１０ミリメートルの範囲、１０マイクロメートル〜５ミリメートルの範囲で適宜設定できる。間隔ＤＡが大きい場合には、通常の網製造工程で形成できる。間隔ＤＡが小さい場合には、金属層群３０１は、ドライエッチングまたはウェットエッチング、ワイヤボンディング等を利用した微細加工プロセスで形成できる。間隔ＤＡが赤外線波長領域よりも小さい場合には、赤外線が透過しにくなり、赤外線の輻射の遮断効果を高めることができる。なお赤外線波長領域は一般的には１〜１０００マイクロメートルである。

［参考例１２］
図１５は参考例１２を示す。図１５は、放射面４６ｐおよび／または吸収面４５ｉの展開図を模式的に示す。図１５に示すように、金属層群３０１は、パンチングで形成された複数の貫通穴３０８を区画する金属層３００を有するシート状のパンチングメタルで形成されている。貫通穴３０８では非金属材料である母材部分４５ｍ，４６ｍが露出するため、金属層３００の連続性が低下する。つまり、金属層３００同士は一部接続されているものの、金属層３００の他の部分は貫通穴３０８により離間している。よって、金属層群３０１の電気抵抗が高くなり、渦電流が抑制される。更に、金属層３００が露出されているため、放射面４６ｐおよび吸収面４５ｉにおいて、非金属材料の母材部分４６ｍ，４５ｍが占める面積が低下し、熱輻射の放射率または吸収率が低減される。

［参考例１３］
図１６および図１７は参考例１３として適用例を示す。本例は、超電導装置の代表例である磁場発生装置の一例として超電導モータ装置に適用している。図１６は、本例に係る超電導モータ装置１を示す。超電導モータ装置１は、車載用、定置用、産業用等に利用できるものであり、磁場発生部として機能する超電導モータ２と、極低温発生部３と、容器４と、電流導入端子５と、給電端子６とを有する。

ここで、超電導モータ２は、位相が１２０度ずつそれぞれ相違する三相の交流電流を給電するモータを形成する。超電導モータ２は、これの軸心Ｐ１の回りを１周する円筒形状をなす固定子２０と、固定子２０に対して回転可能な可動子として機能する回転子２７とを有する。回転子２７は、超電導モータ２の軸心Ｐ１の回りで回転可能に支持された回転軸２８と、回転軸２８の外周部にこれの周方向に間隔を隔てて配置された複数個の永久磁石部２９とを有する。永久磁石部２９は公知の永久磁石で形成できる。

固定子２０は、透磁コアとして機能する透磁率が高い材料で形成された円筒形状をなす固定鉄心２１と、固定鉄心２１に巻回されて保持された超電導コイル２２とを有する。超電導コイル２２は三相の交流電流を通電できるように３個に分割されている。超電導コイル２２は公知の超電導材料で形成されている。超電導コイル２２は、固定鉄心２１の内周部に形成されたスロットル溝２１ａ内に配置されている。三相の交流電流が超電導コイル２２に流れると、固定子２０の回りつまり軸心Ｐ１の回りを回転する回転磁場が発生する。回転磁場により回転子２７がこれの軸心Ｐ１の回りで回転し、モータ機能が得られる。

極低温発生部３は、超電導コイル２２の超電導状態を維持するために超電導コイル２２を極低温に維持するものである。極低温発生部３で得られる極低温の温度領域は、超電導コイル２２を構成する超電導材料の材質に応じて選択されるが、ヘリウム液化温度以下または窒素液化温度以下にでき、例えば、例えば０〜１５０Ｋ、殊に１〜１００Ｋ、１〜８０Ｋとすることができる。但し、超電導材料の材質によってはこれらに限定されるものではない。極低温発生部３は、極低温をコールドヘッド３２において発生させる冷凍機３０と、冷凍機３０のコールドヘッド３２と超電導モータ２の固定子２０の固定鉄心２１とを伝熱可能に繋ぐ伝熱材料を基材とする伝熱部３３とを有する。冷凍機３０としては、パルス管冷凍機、スターリング冷凍機、ギホードマクマホン冷凍機、ソルベイ冷凍機、ヴィルマイヤー冷凍機等といった公知の冷凍機を例示できる。伝熱部３３は、高い伝熱性を有する材料（例えば、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金）等で形成されている。

図１６に示すように、容器４は容器状をなしており、超電導コイル２２を断熱させる断熱室として機能する減圧断熱室として機能する真空断熱室４０を形成する。容器４の真空断熱室４０は、固定子２０に巻回されて保持されている超電導コイル２２の外周側（外側）を固定子２０の外周側（外側）と共に包囲する外側真空断熱室４１（温度：例えば７０〜３５０Ｋ，圧力：例えば１０^−２Ｐａ以下）と、超電導コイル２２の内周側（内側）を固定子２０の内周側（内側）と共に包囲する内側真空断熱室４２（温度：例えば７０〜３５０Ｋ，圧力：例えば１０^−２Ｐａ以下）とを有する。なお、真空断熱室４０は出荷時に高真空状態（大気圧よりも減圧されている状態）に維持されているが、メンテナンス等により長期にわたり高真空状態に維持されることが好ましい。

この場合、超電導コイル２２は外側真空断熱室４１と内側真空断熱室４２とで包囲されているため、超電導コイル２２は極低温状態に維持され、ひいては超電導状態が維持される。図１に示すように、外側真空断熱室４１は、固定子２０の外周部を包囲する第１断熱室部分４１ａと、伝熱部３３およびコールドヘッド３２の外側を包囲する第２断熱室部分４１ｃとを有する。第２断熱室部分４１ｃは、伝熱部３３およびコールドヘッド３２を包囲しており、これらの低温を維持する。

図１６に示すように、容器４は、外側から内側にかけて、同軸的に配置された第１容器４３、第２容器４４、第３容器４５、第４容器４６を有する。第１容器４３および第２容器４４は、外側真空断熱室４１を形成するように、固定鉄心２１の径方向において互いに対面する。第３容器４５および第４容器４６は、内側真空断熱室４２を形成するように、固定鉄心２１の径方向において互いに対面する。

第４容器４６で区画される円筒形状の空間４７には、回転子２７が回転可能に配置されている。空間４７は大気に連通している。回転子２７は回転作動体に連結されている。なお、超電導モータ装置１が自動車等の車両に搭載される場合には、回転作動体は走行用のホィール等が例示される。従って、回転子２７が回転すると、ホィールが回転することができる。

図１６に示すように、第１容器４３は、超電導モータ２の外周部を包囲する筒状の第１包囲部４３１と、超電導コイル２２に給電する３相用の電流導入線５６を案内する案内室４３２を形成する筒状をなす案内部４３３と、コールドヘッド３２および伝熱部３３を覆うように第２包囲部４３４と、冷凍機３０の冷媒ガスを圧縮させる圧縮機構３０ａのフランジ３０ｃを取り付けるための取付フランジ部４３５とを有する。案内部４３３は、第１容器４３のうち超電導モータ２を包囲する第１包囲部４３１から突設されている。なお、第１容器４３の外側は大気開放とすることができるが、これに限定されるものではない。第１容器４３の外側は断熱材で覆われていても良い。

第１容器４３を構成する材料としては、漏れ磁束を透過させないか、あるいは、透過させにくいこと、強度を有することが好ましい。このような材料としては、透磁率が低い非磁性等の金属材料（例えばオーステナイト系等のステンレス鋼等の合金鋼）が例示される。第２容器４４，第３容器４５，第４容器４６を構成する材料としては、磁束を透過させ得るが、磁束の変化に基づく渦電流を抑制すべく、電気抵抗が高い材料が好ましい。このような材料としては、樹脂、補強材強化樹脂、セラミックス等が例示される。補強材強化樹脂の補強材はガラス、セラミックス等の無機物が例示される。補強材は補強繊維が好ましく、ガラス繊維、セラミックス繊維等の無機繊維が例示される。樹脂は熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでも良い。

図１６に示すように、第１容器４３に部分的に突設されている筒形状をなす案内部４３３の先端部には、第１保持部としての固定盤７０が固定されている。前記した固定盤７０は、電気的および熱的に絶縁性が高い材料、および／または、磁束を透過させにくい材料で形成されていることが好ましい。例えば、樹脂、繊維強化樹脂、セラミックスが例示される。場合によっては、透磁率が低い非磁性等の金属材料としても良い。この場合、電気絶縁構造を採用することが好ましい。案内室４３２は外側真空断熱室４１に連通しているため、超電導モータ２の駆動時には真空断熱状態（減圧断熱状態）とされ、断熱機能を発揮することができる従って電流導入端子５はできるだけ低温に維持されやすい。図１６に示すように、複数（３個）の電流導入端子５は、超電導コイル２２に電流導入線５６を介して電気的に接続されており、超電導コイル２２に給電する導電材料を基材とする端子である。電流導入端子５は、第１容器４３の案内部４３３の先端部の固定盤７０に固定状態に保持されている。

電流導入端子５を固定盤７０に固定する構造としては、特に限定されない。本実施例によれば、具体的には、固定盤７０に形成された貫通孔に電流導入端子５がほぼ同軸的に挿通されている。貫通孔の内壁面と電流導入端子５の外壁面との間には、気密性を高めるシール材が介在している。これにより案内室４３２は、容器４の外側の大気に対してシールされており、案内室４３２の高真空状態（減圧状態）が維持される。なお、図１６に示すように、案内室４３２は電流導入端子５の他端側を収容している。電流導入端子５の一端側は、案内室４３２から露出している。なお、電流導入端子５を形成する材料としては導電材料であれば特に限定されず、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、銀、銀合金等が例示されるが、これらに限定されるものではなく、要するに導電性を有するものであれば良い。

超電導モータ２が駆動されるときには、容器４の外部に配置されている図略の切替スイッチがオンされると、外部の電源に繋がる電流導入端子５に三相の交流が給電される。ひいては超電導コイル２２に給電される。この結果、超電導モータ２において回転磁場が軸心Ｐ１の回りで発生し、回転子２７が軸心Ｐ１の回りで回転する。これにより超電導モータ２が駆動される。ここで、磁束は第３容器４５，内側真空断熱室４２，第４容器４６を透過し、回転子２７の永久磁石部２９に吸引および反発作用を発生させ、回転子２７が回転する。

このように超電導モータ２が駆動されるとき、極低温発生部３が発生する極低温により超電導コイル２２および固定鉄心２１は、極低温状態に良好に維持される。故に、超電導コイル２２が臨界温度以下に良好に維持され、超電導モータ２は良好に回転駆動する。なお、超電導コイル２２の電気抵抗は０かあるいは著しく低いため、超電導モータ２０の出力は高い。固定鉄心２１の径内方向に指向するティース部２１０には超電導コイル２２が巻回されている。 本実施例によれば、第４容器４６の内周面で形成される空間４７は、大気に連通する。このため第４容器４６は第３容器４５よりも高温側とされている。第３容器４５は超電導コイル２２を収容するため、低温側とされている。第４容器４６の外周面である放射面４６ｐは、熱輻射を放射する側とされており、第３容器４５に内側真空断熱室４２を介して対面する。第３容器４５の内周面である吸収面４５ｉは、熱輻射を吸収する側とされており、第４容器４６の放射面４６ｐに内側真空断熱室４２を介して対面する。ここで、超電導コイル２２の低温を維持するためには、高温側の第４容器４６から低温側の第３容器４５に向かう熱輻射をできるだけ遮断させることが好ましい。

そこで、図１７に示すように、高温側の第４容器４６の放射面４６ｐにおいて、これの磁束透過流域４ｍには金属層群３０１が積層されている。低温側の第３容器４５の吸収面４５ｉにおいても、これの磁束透過流域４ｍには金属層群３０１が積層されている。この結果、高温側の第４容器４６から内側真空断熱室４２を介して低温側の第３容器４５に向かう熱輻射の放射および吸収をできるだけ低減させることができる。

［参考例１４］
本参考例は参考例１３と基本的には同様の構成および作用効果を有するため、図１６および図１７を準用する。第１容器４３の内周面４３ｉは外気に接近しているため高温側とされている。内周面４３ｉには金属層群３０１が積層されている。第２容器４４の外周面４４ｐは超電導コイル２２に近いため、低温側とされている。外周面４４ｐには金属層群３０１が積層されている。この結果、高温側の第１容器４３の内周面４３ｉから外側真空断熱室４１を介して低温側の第２容器４４の外周面４４ｐに向かう熱輻射をできるだけ抑制させることができる。勿論、実施例１５と同様に、第４容器４６の放射面４６ｐに金属層群３０１が積層されている。第３容器４５の吸収面４５ｉには金属層群３０１が積層されている。

［参考例１５］
図１８は参考例１５を示す。本参考例は参考例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。図１８に示すように、金属層群３０１は、放射面４６ｐに積層された複数の子金属層３００を間隔を隔てて縦横に並設して形成されている。千鳥配列としても良い。隣設する子金属層３００同士の間には、第４容器４６を構成する非金属材料の母材部分４６ｍ（樹脂、繊維強化樹脂、セラミックス等）が露出されている。更に、一つ単位の子金属層３００は、長手方向に線状に延びる複数の孫金属層３０３Ｅを間隔を隔てて、孫金属層３０３Ｅの延びる方向と交差する方向に沿ってすだれ状に並設して形成されている。隣設する子金属層３００間には、第４容器４６を構成する非金属材料の母材部分４６ｍ（樹脂、繊維強化樹脂、セラミックス等）がすだれ状に露出されている。孫金属層３０３Ｅが延びる方向は、矢印Ｙ方向でも良いし、矢印Ｘ方向でも良い。そして、すだれ状に隣設する孫金属層３０３Ｅ同士の間には、第４容器４６を構成する非金属材料の母材部分４６ｍｓ（樹脂、繊維強化樹脂、セラミックス等）が露出されている。孫金属層３００Ｅ同士は、表面に露出する非金属材料の母材部分４６ｍｓにより互いに細かく分断されており、すだれ構造を採用しており、渦電流のループを制約できる。第３容器４５の吸収面４５ｉについても同様の構造とされており、孫金属層３００Ｅ同士は、表面に露出する非金属材料の母材部分４５ｍｓにより互いに細かく分断されており、すだれ構造を採用している。なお渦電流は磁束に対して直交する方向にループ状に流れる性質をもつため、上記したすだれ構造は、ループを遮断させ易い。要するに、複数の孫金属層３００Ｅは、どのような配置構造であっても、母材部分４６ｍｓ，４５ｍｓを露出させつつ、間隔を隔てて並設されていればよい。

［その他］
上記した適用例によれば、回転子２７は、軸心の回りで回転可能に支持された回転軸２８と、回転軸２８の外周部にこれの周方向に間隔を隔てて配置された複数個の永久磁石部２９とを有する。しかしこれに限らず、固定子２０側に永久磁石部が設けられており、回転子２７側に超電導コイル２２が設けられていても良い。上記した適用例によれば、車載用の超電導モータ装置１に適用しているが、車載用に限らず、定置用でも良い。上記した実施例によれば、超電導モータ装置１は回転タイプであるため、可動子は回転子２７とされているが、可動子を直動させる直動タイプのリニアモータでも良い。この場合、固定子２０は一方向に延設された形状となり、可動子を直動させる可動磁場を発生させる。

上記した適用例によれば、回転子２７が永久磁石部２９を有し、固定子２０は、固定鉄心２１と、固定鉄心２１に巻回されて保持された超電導コイル２２とを有するが、これに限られるものではない。固定子が永久磁石部を有し、回転子が超電導コイルを有する構造でも良い。ティース部２１０は径内方向に突出していても良いし、超電導モータの種類によっては径外方向に突出していても良い。

更に、超電導装置としては、超電導モータ装置１に限定されるものではない。例えば透磁コア、超電導コイルおよび超電導コイルを冷却させる極低温発生部を有しており、磁場を発生させる磁場発生装置に適用することもできる。磁場発生装置としては、超電導スパッタリング装置、磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）、磁気シールド装置等が例示される。要するに、超電導コイルおよび超電導コイルを冷却させる極低温発生部３を有するものであれば良い。ある実施例に特有の構造および機能は他の実施例にも適用できる。その他、本発明は上記した実施形態および実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。

本発明は例えば産業用、車載用、医療用の超電導装置に利用することができる。

参考例１に係り、超電導装置を示す断面図である。 参考例１に係り、放射面を展開した状態を模式的に示す展開図である。 参考例１に係り、吸収面を展開した状態を模式的に示す展開図である。 参考例４に係り、放射面を展開した状態を模式的に示す展開図である。 参考例４に係り、吸収面を展開した状態を模式的に示す展開図である。 参考例５に係り、放射面および吸収面を展開した状態を模式的に示す展開図である。 参考例６に係り、放射面および吸収面を展開した状態の一部を模式的に示す展開図である。 参考例７に係り、放射面および吸収面を展開した状態の一部を模式的に示す展開図である。 参考例８に係り、放射面および吸収面を展開した状態の一部を模式的に示す展開図である。 参考例９に係り、放射面および吸収面を展開した状態の一部を模式的に示す展開図である。 参考例１０に係り、金属層が配置された放射面および吸収面付近を金属層の厚み方向に沿って切断した断面図である。 実施例１に係り、放射面および吸収面を展開した状態の一部を模式的に示す展開図である。 実施例２に係り、放射面および吸収面を展開した状態の一部を模式的に示す展開図である。 参考例１１に係り、放射面および吸収面を展開した状態の一部を模式的に示す展開図である。 参考例１２に係り、放射面および吸収面を展開した状態の一部を模式的に示す展開図である。 参考例１３に係り、放射面および吸収面を展開した状態の一部を模式的に示す展開図である。 参考例１３に係り、超電導モータ装置を示す部分断面図である。 参考例１５に係り、放射面および吸収面を展開した状態の一部を模式的に示す展開図である。

１は超電導モータ装置（超電導装置）、２は超電導モータ（磁場発生部）、２０は固定子、２１は固定鉄心（透磁コア）、２２は超電導コイル、２７は回転子（可動子）、３は極低温発生部、３０は冷凍機、３２はコールドヘッド、３３は伝熱部、４は容器、４１は外側真空断熱室、４２は内側真空断熱室、４３は第１容器、４４は第２容器、４５は第３容器（低温側の第２壁体）、４５ｉは吸収面、４６は第４容器（高温側の第１壁体）、４６ｐは放射面、４３２は案内室、４１は外側真空断熱室、４２は内側真空断熱室、５は電流導入端子、５６は電流導入線、３００は金属層、３０１は金属層群、３０３は連続金属層、３００Ｂは子金属層、３００Ｃは孫金属層を示す。

Claims (7)

1. 磁場を発生させる超電導体を覆う真空断熱室を形成するように互いに対向すると共に前記超電導体からの磁束が透過する第１壁体および第２壁体を備える超電導装置用真空容器であって、
   前記第１壁体は、前記第２壁体よりも相対的に高温となり、熱輻射の放射を行う放射面を備えており、且つ、前記第２壁体は、前記第１壁体よりも相対的に低温となり、熱輻射の吸収を行う吸収面を備えており、
   前記第１壁体の前記放射面および前記第２壁体の前記吸収面のうちの少なくとも一方は、非金属材料を母材とし、表面に露出すると共に一端部から他端部にかけて渦巻き状に延設され且つ前記一端部および前記他端部が互いに非接触とされている複数の金属層を備えると共に、複数の前記金属層同士の間に非金属材料を露出させつつ複数の前記金属層を間隔を隔てて配置して形成されている金属層群を具備することを特徴とする超電導装置用真空容器。
2. 請求項１において、前記金属層は、金属薄膜、金属箔、金属テープ、金属フィルム、金属片、金属粒、パンチングメタル、金属網状体のうちの少なくとも一つで形成されていることを特徴とする超電導装置用真空容器。
3. 請求項１または２において、前記第１壁体の前記放射面および前記第２壁体の前記吸収面のうちの少なくとも一方において、前記第１壁体または第２壁体の母材は、隣設する前記金属層間において格子状または網目状に露出されていることを特徴とする超電導装置用真空容器。
4. 請求項１〜３のうちの一項において、前記金属層群は、複数の子金属層同士の間に非金属材料を露出させつつ複数の子金属層を間隔を隔てて配置して形成されており、
   前記子金属層は、複数の孫金属層同士の間に非金属材料を露出させつつ複数の孫金属層を間隔を隔てて配置して形成されていることを特徴とする超電導装置用真空容器。
5. 磁束を発生させる超電導体と前記超電導体からの磁束を透過させる透磁コアとを有する磁場発生部と、
   前記超電導体を覆う真空断熱室を形成するように互いに対向すると共に前記超電導体で発生した磁場が透過する第１壁体および第２壁体を備える真空容器とを具備する超電導装置であって、
   前記第１壁体は、前記第２壁体よりも相対的に高温となり、熱輻射の放射を行う放射面を備えており、且つ、前記第２壁体は、前記第１壁体よりも相対的に低温となり、熱輻射の吸収を行う吸収面を備えており、
   前記第１壁体の前記放射面および前記第２壁体の前記吸収面のうちの少なくとも一方は、非金属材料を母材とし、表面に露出すると共に一端部から他端部にかけて渦巻き状に延設され且つ前記一端部および前記他端部が互いに非接触とされている複数の金属層を備えると共に、複数の前記金属層同士の間に非金属材料を露出させつつ複数の前記金属層を間隔を隔てて配置して形成されている金属層群を具備することを特徴とする超電導装置。
6. 請求項５において、前記磁場発生部は、固定子と前記固定子に対して移動可能な可動子とを有する超電導モータを構成すると共に、前記超電導体は、コイルを形成しており、前記固定子および前記可動子のうちの少なくとも一方に設けられていることを特徴とする超電導装置。
7. 請求項５または６において、更に、前記超電導コイルの超電導状態を維持するために前記超電導コイルを極低温に維持する極低温発生部を具備することを特徴とする超電導装置。

Images