JP5937025B2 - Superconducting magnetic shield device - Google Patents
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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). .
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で外部磁場のシールドを行う場合には、シールド全体に超電導線材を配置し、超電導線材同士で電気的な閉回路を形成するように接続をする必要がある。超電導線材の接合にははんだが一般的に用いられるが、はんだ付け部分は有意な抵抗がある。 However, when shielding an external magnetic field with a tape-shaped superconducting wire, it is necessary to arrange the superconducting wire over the entire shield and connect the superconducting wires so as to form an electrical closed circuit. Solder is generally used for joining superconducting wires, but the soldered portion has significant resistance.
一方、超電導磁気シールドは外部から磁場を印加された際、その磁場を遮蔽するように超電導体に電流発生することにより機能を発揮するため、はんだ付け部分における抵抗値が大きくなれば、その抵抗によって超電導体に生じる電流が減衰し、磁気シールド効果が低下してしまう問題が生じる。 On the other hand, when a magnetic field is applied from the outside, the superconducting magnetic shield performs its function by generating a current in the superconductor so as to shield the magnetic field. There arises a problem that the current generated in the superconductor is attenuated and the magnetic shielding effect is lowered.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、テープ状超電導線材を用いても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 of the present invention is to provide a superconducting magnetic shield device capable of realizing high magnetic shielding properties even when a tape-shaped superconducting wire is used.
上記の課題は、ある観点からは、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、
テープ状超電導材をリング状に成形すると共に、前記第1の軸方向用超電導材の外周を包むよう配設される第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1の軸方向磁気シールド及び第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1の軸方向磁気シールド及び第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の軸方向用超電導材は、前記テープ状超電導材の両端部が対向離間された第1端部を有し、
前記第2の軸方向用超電導材は、前記テープ状超電導材の両端部が対向離間された第2端部を有し、
前記第1の軸方向用超電導材の前記第1端部の位置と前記第2の軸方向用超電導材の前記第2端部の位置とを異ならせると共に、前記第1の軸方向用超電導材の外周面と前記第2の軸方向用超電導材の内周面を導電性接合材で接合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 viewpoint, the above-described problem is a first axial magnetic shield having a first superconducting material for an axial direction in which a tape-shaped superconducting material is formed in a ring shape,
Forming a tape-shaped superconducting material into a ring shape, and a second axial magnetic shield having a second axial superconducting material disposed so as to wrap around the outer periphery of the first axial superconducting material;
The first axial magnetic shield and the second axial magnetic shield are arranged perpendicularly or inclined to the axial direction of the first axial magnetic shield and the second axial magnetic shield, and are electrically connected to the first axial magnetic shield and the second axial magnetic shield. A transverse magnetic shield having a transverse superconductor connected thereto;
A support for supporting the first axial magnetic shield, the second axial magnetic shield, and the lateral magnetic shield;
The first axial superconducting material has a first end portion in which both end portions of the tape-shaped superconducting material are opposed to each other.
The second axial superconducting material has a second end portion in which both end portions of the tape-shaped superconducting material are opposed to each other.
The position of the first end of the first superconducting material for the axial direction is different from the position of the second end of the superconducting material for the second axial direction, and the superconducting material for the first axial direction This can be solved by a superconducting magnetic shield device characterized in that the outer peripheral surface of the second conductive member and the inner peripheral surface of the second axial superconducting material are joined together by a conductive joining material.
開示の発明によれば、第1の軸方向用超電導材の端部位置と第2の軸方向用超電導材の端部位置とを異ならせると共に各軸方向用超電導材を導電性接合材で接合したことにより、端部位置における接続抵抗の低減を図ることができるため、テープ状超電導材を用いても高い磁気シールド効果を得ることができる。 According to the disclosed invention, the end position of the first axial superconducting material is different from the end position of the second axial superconducting material, and each axial superconducting material is joined by the conductive bonding material. As a result, the connection resistance at the end position can be reduced, so that a high magnetic shielding effect can be obtained even when a tape-shaped superconducting material is used.
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
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
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、その中央部分には空間部14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
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
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
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
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の軸方向用テープ状超電導材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の軸方向用テープ状超電導材15Bにより構成されている(第1及び第2の軸方向用テープ状超電導材15A,15Bは、請求項に記載の軸方向用超電導材に相当する)。図4は、対応する一対の第1及び第2の軸方向用テープ状超電導材15A,15Bを拡大して示している。
The first axial
第1及び第2の軸方向用テープ状超電導材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。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テープ状超電導材15A,15Bは、1ターンコイルを構成する。
The first and second axial tape-like
また、第1及び第2の軸方向用テープ状超電導材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、その両端部は互いに近接した状態となる。以下、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aの両端部が対向離間した部位を第1端部17Aといい、第2の軸方向用テープ状超電導材15Bの両端部が対向離間した部位を第2端部17Bというものとする(図4参照)。
Further, the first and second axial tape-like
この第1及び第2の軸方向用テープ状超電導材15A,15Bを構成するテープ状超電導材21は、超電導材の外周を金属で覆った構成とされている。また、超電導材としては、臨界温度が高い高温超電導材を用いている。このテープ状超電導材21としては、例えば住友電気工業株式会社製のDI-BSCCO(製品名)を用いることができる。
The tape-shaped
ここで、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の大きさに注目する。第1の軸方向磁気シールド12Aを構成する第1の軸方向用テープ状超電導材15Aに対し、第2の軸方向磁気シールド12Bを構成する第2の軸方向用テープ状超電導材15Bはその直径が大きく設定されている。
Here, attention is focused on the size of the first axial
具体的には、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bは径方向に重ねられた構成とされており、第2の軸方向用テープ状超電導材15Bが第1の軸方向用テープ状超電導材15Aの外周を包むよう配設されている。
Specifically, the first axial tape-shaped
この第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bは、導電性接合材であるはんだ18により接合されている。具体的には、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aの第1端部17Aを除く外周面と、第2の軸方向用テープ状超電導材15Bの第2端部17Bを除く内周面ははんだ18を用いてはんだ接合されている。
The first axial tape-like
この際、第1端部17Aの位置と、第2端部17Bとの位置が異なるよう、第1の軸方向用テープ状超電導材15A及び第2の軸方向用テープ状超電導材15Bの位置が設定されている(この理由については、後述するものとする)。
At this time, the positions of the first axial tape-shaped
上記のようにはんだ付け接合されることにより、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bは電気的かつ機械的に接合された構成となる。
By soldering and joining as described above, the first axial tape-like
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、この第1及び第2の軸方向用テープ状超電導材15A,15Bが、支持体11の軸方向に複数積層された(積み重ねられた)構成とされている。
In the first axial
なお、第1及び第2の軸方向磁気シールド12A,12Bの支持体11への取り付け方法は特に限定されるものではない。例えば、先ず第1の軸方向磁気シールド12Aを構成する第1の軸方向用テープ状超電導材15Aを接着剤等を用いて支持体11に固定し、その後に第1の軸方向用テープ状超電導材15Aに第2の軸方向用テープ状超電導材15Bをはんだ接合する方法を用いてもよい。また、先に第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bをはんだ接合しておき、その後にこの一体化した軸方向用テープ状超電導材15A,15Bを支持体11に接着剤等を用いて固定する方法を用いても良い。これらの取り付け方法を用いることにより、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、支持体11に支持された構成となる。
In addition, the attachment method to the
次に、横方向磁気シールド13について説明する。
Next, the transverse
横方向磁気シールド13は、横方向用テープ状超電導材16(請求項に記載の横方向用超電導材)を支持体11の周方向に複数並設した(平行に並べた)構成を有している。この横方向用テープ状超電導材16は、上記したテープ状超電導材21と同様に、高温超電導材の外周を金属で覆った構成とされている。
The transverse
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
また本実施形態では、各々の横方向用テープ状超電導材16の長手方向が軸方向と平行なるよう構成されている。更に横方向用テープ状超電導材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 tape-shaped
各横方向用テープ状超電導材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の軸方向用テープ状超電導材15Bにはんだ19を用いて接合される。これにより、第2の軸方向用テープ状超電導材15Bと横方向用テープ状超電導材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 tape-shaped
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
なお、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、外部から磁場が印加された場合に同一の動作を行う。このため、説明及び図示の便宜上、図6及び図7には第2の軸方向磁気シールド12B(第2の軸方向用テープ状超電導材15B)のみを図示して説明するものとする。
The first axial
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(BA)が印加された場合は、軸方向磁気シールド12B(12A)が機能する。即ち、軸方向磁場(BA)が印加された場合は、軸方向磁気シールド12B(12A)を構成する各軸方向用テープ状超電導材15B(15A)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(BA)が空間部14内に影響することを防止できる。
As shown in FIG. 6, when an axial magnetic field (B A ) is applied to the superconducting
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(BS)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(BS)が印加された場合は、軸方向用テープ状超電導材15B(15A)及び横方向用テープ状超電導材16内に、横方向磁場(BS)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
前記のように、軸方向用テープ状超電導材15Bと横方向用テープ状超電導材16ははんだ19により接合することにより電気的に接続している(図5参照)。よって、横方向磁場(BS)で発生する超電導電流Aは各テープ状超電導材15B(15A),16の内部或いは各テープ状超電導材15B(15A),16を跨いで流れ、これにより横方向磁場(BS)が空間部14内に影響することを防止できる。
As described above, the tape-like
ここで、第1の軸方向磁気シールド12Aを構成する第1の軸方向用テープ状超電導材15A、及び第2の軸方向磁気シールド12Bを構成する第2の軸方向用テープ状超電導材15Bに形成される第1端部17A及び第2端部17Bに注目し、以下説明する。
Here, the first axial tape-shaped
第1及び第2の軸方向用テープ状超電導材15A,15Bは、テープ状超電導材21のリング状に成形した構成であるため、必然的にテープ端部が対向した第1及び第2端部17A,17Bが形成される。
Since the first and second axial tape-like
一方、図6を用いて説明したように、超電導磁気シールド装置10に対して軸方向磁場(BA)が印加された場合は、各軸方向用テープ状超電導材15B(15A)に発生する超電導電流を周方向に流す必要がある。このため、第1端部17A及び第2端部17Bを電気的に接続する必要がある。
On the other hand, as described with reference to FIG. 6, when an axial magnetic field (B A ) is applied to the superconducting
この第1及び第2端部17A,17Bを電気的に接続する方法としては、例えば第1及び第2端部17A,17Bにはんだを配設することにより電気的に接続する方法が考えられる。しかしながら、超電導磁気シールド装置10の使用状態においては第1及び第2の軸方向用テープ状超電導材15A,15Bを構成するテープ状超電導材21は超電導状態となっており、超電導状態のテープ状超電導材21の電気抵抗に対してはんだの電気抵抗は大きくなる。
As a method of electrically connecting the first and
このため、はんだが配設された第1及び第2端部17A,17Bにおいて超電導電流の流れが妨げられ、よって超電導磁気シールド装置10の磁気シールドが低下してしまうことが考えられる。
For this reason, it is conceivable that the flow of the superconducting current is hindered at the first and
そこで本実施形態では、図2及び図4に示すように、第1端部17Aの位置と第2端部17Bの位置を異ならせた構成とした。本実施形態では、第1端部17Aの配設位置と第2端部17Bの配設位置が、約180度離間するよう設定している。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the
このように第1端部17Aと第2端部17Bを離間して配置した場合、第1端部17Aは第2の軸方向用テープ状超電導材15Bの内周と接した状態となり、第2端部17Bは第1の軸方向用テープ状超電導材15Aの外周と接した状態となる。
When the
いま仮に、超電導磁気シールド装置10に対して軸方向磁場(BA)が印加され、これにより第1の軸方向用テープ状超電導材15Aに図4に矢印A1で示す超電導電流が発生したとする。この超電導電流A1は電気抵抗が高い第1端部17Aに至ると、図4に矢印A2で示す流れを形成する。
Suppose that an axial magnetic field (B A ) is applied to the superconducting
即ち、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bがはんだ18により電気的に接続されており、かつ第2の軸方向用テープ状超電導材15Bの電気抵抗は第1端部17Aの電気抵抗に比べて小さいため、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aを流れる超電導電流A1は電気抵抗が小さい第2の軸方向用テープ状超電導材15Bに流れ込む。
That is, the first axial tape-shaped
これにより超電導電流は、図4に矢印A2で示す流れを形成する。その後、超電導電流A2はそのまま第2の軸方向用テープ状超電導材15Bを流れるか、或いは再び第1の軸方向用テープ状超電導材15Aに戻る流れを形成する。
Thereby, the superconducting current forms a flow indicated by an arrow A2 in FIG. Thereafter, the superconducting current A2 flows through the second axial tape-shaped
また軸方向磁場(BA)が印加されることにより、第2の軸方向用テープ状超電導材15Bに図4に矢印B1で示す超電導電流が発生したとすると、この超電導電流B1は電気抵抗が高い第2端部17Bに至ると同図に矢印B2で示す流れを形成する。
If a superconducting current indicated by an arrow B1 in FIG. 4 is generated in the second axial tape-like
即ち、上記した第1の軸方向用テープ状超電導材15Aに発生した超電導電流A1と同様に,第2の軸方向用テープ状超電導材15Bを流れる超電導電流B1は第2端部17Bよりも電気抵抗が小さい第1の軸方向用テープ状超電導材15Aに流れ込む。その後、超電導電流B2はそのまま第1の軸方向用テープ状超電導材15Aを流れるか、或いは再び第2の軸方向用テープ状超電導材15Bに戻る流れを形成する。
That is, similar to the superconducting current A1 generated in the first axial tape-shaped
特に、本実施形態では第1及び第2の軸方向用テープ状超電導材15A,15Bが第1及び第2端部17A,17Bを除く全面においてはんだ18ではんだ接合されているため、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bとの間の電気抵抗は小さくなっている。よって、超電導電流は第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bとの間で流れ易い状態となっており、上記した矢印A2,B2で示した超電導電流の流れを確保することができる。
In particular, in the present embodiment, the first and second axial tape-like
このように本実施形態に係る超電導磁気シールド装置10によれば、第1端部17Aと第2端部17Bの配設位置を異ならせることにより、また第1及び第2の軸方向用テープ状超電導材15A,15Bが広い面積ではんだ接合される構成としたことにより、各軸方向用テープ状超電導材15A,15Bに端部17A.17Bが形成されていても、超電導磁気シールド装置10に印加される軸方向磁場(BA)の変化速度を緩和する超電導電流を良好に流すことができ、よって超電導磁気シールド装置10のシールド効果の低下を防止することが可能となる。
As described above, according to the superconducting
ここで、各端部17A,17Bの近傍における第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bの接続抵抗に注目する。
Here, attention is paid to the connection resistance between the first axial tape-like
上記した実施形態では、軸方向用テープ状超電導材15Bは第1端部17Aを除き第1の軸方向用テープ状超電導材15Aを覆うように形成した構成とされていた。しかしながら以下の接続抵抗の説明においては、図8及び図9に示すように、第2の軸方向用テープ状超電導材15Bが軸方向用テープ状超電導材15Aに対し第1端部17Aの近傍においてと長さlsl(以下、この長さを接続距離という)において接続されていたと仮定して説明するものとする。
In the embodiment described above, the axial tape-shaped
いま、第1端部17Aにおける接続抵抗値をRslとし、各軸方向用テープ状超電導材15A,15Bの幅をaとし、はんだ抵抗率とはんだ厚さの積をRctとすると、Rsl=(Rct/a×lsl)となる。それは、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bとを接合するはんだ18のはんだ抵抗率をρslとし、はんだ18の厚さをδslとすると、Rct≒ρsl×δslで表わされる。
Now, assuming that the connection resistance value at the
ここで上記の各式に基づき、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bの接続距離Lslが5mmである場合の接続抵抗Rsl5と接続距離Lslが2000mmである場合の各接続抵抗Rsl2000を求めると、Rsl5=0.24μΩとなりRsl2000=0.000675μΩとなる。よって、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bとの接続距離Lslが長いほど接続抵抗Rslを小さくすることができることが分かる。
Here, based on the above equations, the connection resistance R sl5 and the connection distance when the connection distance L sl between the first axial tape-shaped
次に、上記の如く求められた各軸方向用テープ状超電導材15A,15Bの接続距離Lslと接続抵抗Rslとに基づき、接続距離Lslと磁気シールド率との関係をシミュレーションにより求めた。その結果を図10に示す。ここで、シールド率とは、超電導磁気シールド装置10の空間部14内の磁場の強さ(BIN)に対する外部の磁場BOUTの強さの比をいうものとする(磁気シールド率=BOUT/BIN)。
Next, based on the connection distance L sl and the connection resistance R sl of the tape-shaped
図10に示されるように、接続距離Lslが5mmである場合の磁気シールド率が500程度であるのに対し、接続距離Lslが2000mmである場合の磁気シールド率は約10000と大きく向上している。よって、このシミュレーションの結果より、第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bとの接続距離は長いほうが超電導磁気シールド装置10の磁気シールド率を高めることができることが分かった。
As shown in FIG. 10, the magnetic shield ratio when the connection distance L sl is 5 mm is about 500, whereas the magnetic shield ratio when the connection distance L sl is 2000 mm is greatly improved to about 10,000. ing. Therefore, from the result of this simulation, the longer the connection distance between the first axial tape-like
上記のように、本実施形態では、第1端部17A及び第2端部17Bを除き第1の軸方向用テープ状超電導材15Aと第2の軸方向用テープ状超電導材15Bははんだ18で接合された構成としている。よって、超電導磁気シールド装置10によれば,高い磁気シールド効果を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the first axial tape-shaped
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の軸方向用テープ状超電導材
15B 第2の軸方向用テープ状超電導材
16 横方向用テープ状超電導材
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
Claims (3)
テープ状超電導材をリング状に成形すると共に、前記第1の軸方向用超電導材の外周を包むよう配設される第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1の軸方向磁気シールド及び第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1の軸方向磁気シールド及び第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の軸方向用超電導材は、前記テープ状超電導材の両端部が対向離間された第1端部を有し、
前記第2の軸方向用超電導材は、前記テープ状超電導材の両端部が対向離間された第2端部を有し、
前記第1の軸方向用超電導材の前記第1端部の位置と前記第2の軸方向用超電導材の前記第2端部の位置とを異ならせると共に、前記第1の軸方向用超電導材の外周面と前記第2の軸方向用超電導材の内周面を導電性接合材で接合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 into a ring shape from a tape-shaped superconducting material;
Forming a tape-shaped superconducting material into a ring shape, and a second axial magnetic shield having a second axial superconducting material disposed so as to wrap around the outer periphery of the first axial superconducting material;
The first axial magnetic shield and the second axial magnetic shield are arranged perpendicularly or inclined to the axial direction of the first axial magnetic shield and the second axial magnetic shield, and are electrically connected to the first axial magnetic shield and the second axial magnetic shield. A transverse magnetic shield having a transverse superconductor connected thereto;
A support for supporting the first axial magnetic shield, the second axial magnetic shield, and the lateral magnetic shield;
The first axial superconducting material has a first end portion in which both end portions of the tape-shaped superconducting material are opposed to each other.
The second axial superconducting material has a second end portion in which both end portions of the tape-shaped superconducting material are opposed to each other.
The position of the first end of the first superconducting material for the axial direction is different from the position of the second end of the superconducting material for the second axial direction, and the superconducting material for the first axial direction A superconducting magnetic shield device, characterized in that an outer peripheral surface of the second conductive member and an inner peripheral surface of the second axial superconducting material are joined together by a conductive joining material.
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