JPH05251774A - Ｓｑｕｉｄ磁束計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＳＱＵＩＤ磁束計を極低温冷凍機で冷却する
場合において、ＳＱＵＩＤ磁束計の入／出力特性に影響
を与えることなく、その磁束入力回路３２のピックアッ
プコイル３３を巻き付けているボビン３４の熱伝導特性
を向上させて、超電導線からなるピックアップコイル３
３に対する冷却効率を高め、冷凍機によるＳＱＵＩＤ磁
束計の冷却を有効に実現する。 【構成】 ＳＱＵＩＤ磁束計のピックアップコイル３３
が巻き付けられる円筒状の樹脂製ボビン３４を、その内
部に樹脂被膜を施した銅等の高熱伝導率で非磁性材料か
らなる線材３５をボビン３４の中心軸線方向及び円周方
向に縦横に編んで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、極低温レベルで超電導
状態となる超電導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ；Supercon
ductive Quantum Interference Device ）を備えたＳＱ
ＵＩＤ磁束計に関し、特に、超電導量子干渉素子に接続
される磁束入力回路における超電導ピックアップコイル
の伝熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、超電導デバイスの１つとし
て、ジョセフソン効果を利用した超電導量子干渉素子が
知られている。この超電導量子干渉素子に超電導ピック
アップコイルを有する磁束入力回路を接続することによ
り、例えば生体内に流れる微小電流に伴う磁界や体内の
微小磁性体からの磁界等、極めて微弱な磁束を測定する
ようにしたＳＱＵＩＤ磁束計を得ることができる。

【０００３】このＳＱＵＩＤ磁束計を極低温レベル、つ
まり超電導量子干渉素子及び超電導コイルが超電導状態
に転移する温度レベルまで冷却する場合、低温保持容器
（クライオスタット）内に極低温レベルの液体ヘリウム
を蓄え、該液体ヘリウムにＳＱＵＩＤ磁束計を浸漬して
冷却する方法がある。尚、その場合、通常は低温保持容
器内に寒冷発生用の冷凍機の冷却器を挿入して、容器内
で蒸発したヘリウムガスを冷凍機により凝縮液化させる
ことが行われる。

【０００４】この方法では、ＳＱＵＩＤ磁束計を液体ヘ
リウムに浸漬するので、そのＳＱＵＩＤ磁束計を全体に
亘って安定してかつ短時間で冷却することができる。し
かし、その反面、ＳＱＵＩＤ磁束計の冷却のために低温
保持容器内のヘリウムを介在させるため、冷却システム
が大型化し、操作性も悪くなる。このことから、上記Ｓ
ＱＵＩＤ磁束計を冷凍機の冷却器に直接伝熱可能に接触
させて冷却する方法が注目されている（例えば特開平２
―３０２６８０号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記磁束入力回路のピ
ックアップコイルは、通常、樹脂材料からなる円筒状の
ボビンにループ状に巻き付けられているが、このボビン
の樹脂材料の熱伝導率が小さいため、上記の如くＳＱＵ
ＩＤ磁束計を冷凍機により直接的に冷却する場合、ボビ
ン上のピックアップコイルをその超電導転移温度まで冷
却することが極めて難しいという問題がある。

【０００６】そこで、極低温域でも熱伝導率の大きい材
料である銅やアルミニウム等の金属でボビンを構成する
ようにしてもよいが、ボビンにおいて磁束入力回路の極
近傍に常電導電流の流れるループができ、この電流ルー
プとピックアップコイルの電流との間に相互インダクタ
ンスが発生して、ＳＱＵＩＤ磁束計の入力に対する出力
特性が特定周波数で変化するという新たな問題が生じ
る。

【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記ＳＱＵＩＤ磁束計におけるピック
アップコイルを巻き付けるボビンの構造を改良すること
で、ＳＱＵＩＤ磁束計の入／出力特性に悪影響を与える
ことなく、そのピックアップコイルに対する冷却効率を
高めて、冷凍機によるＳＱＵＩＤ磁束計の冷却を実効あ
らしめることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明では、樹脂被膜を施された銅やアルミニウ
ム等の高熱伝導率で非磁性材料からなる線材を樹脂製ボ
ビン内部に配置して構成した。

【０００９】具体的には、請求項１の発明では、図１に
示すように、極低温レベルで超電導状態となる超電導量
子干渉素子（３１）と、該超電導量子干渉素子（３１）
に接続される磁束入力回路（３２）とを備えたＳＱＵＩ
Ｄ磁束計において、上記磁束入力回路（３２）のピック
アップコイル（３３）を円筒状の樹脂製ボビン（３４）
に巻き付けた構成とし、上記ボビン（３４）内部に、樹
脂被膜を施された銅やアルミニウム等の高熱伝導率で非
磁性材料からなる線材（３５）がボビン（３４）の中心
軸線方向及び円周方向に縦横に編まれて構成されている
ことを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明では、図４に示す如く、上
記請求項１のＳＱＵＩＤ磁束計において、ボビン（３
４）の中心軸線方向の線材（３５）を円周方向の線材
（３５）よりも大径とする。

【００１１】請求項３の発明では、図５に示すように、
請求項１の発明の前提と同じＳＱＵＩＤ磁束計におい
て、磁束入力回路（３２）のピックアップコイル（３
３）が巻かれている円筒状の樹脂製ボビン（３４）内部
には、樹脂被膜を施された銅やアルミニウム等の高熱伝
導率で非磁性材料からなる線材（３５）と、ガラス繊維
等の非導電性材料からなる線材（３６）とが、上記前者
の高熱伝導率で非磁性材料からなる線材（３５）がボビ
ン（３４）の中心軸線方向に延びるように縦横に編まれ
て構成されている。

【００１２】請求項４の発明では、図６に示すように、
請求項１の発明の前提と同じＳＱＵＩＤ磁束計におい
て、磁束入力回路（３２）のピックアップコイル（３
３）が巻き付けられた円筒状のボビン（３４）は、樹脂
体（３７）内に銅やアルミニウム等の高熱伝導率で非磁
性材料からなる多数の線材（３５），（３５），…をボ
ビン（３４）の中心軸線方向に延びるように円周方向に
間隔をあけて埋め込んだ構成とする。

【００１３】

【作用】上記の構成により、請求項１の発明では、樹脂
製ボビン（３４）内部に、樹脂被膜を施された銅等の高
熱伝導率で非磁性材料からなる線材（３５）が縦横に編
まれて構成されているので、ボビン（３４）の中心軸線
方向及び円周方向、つまりボビン（３４）全体の熱伝導
特性がよくなる。このため、ＳＱＵＩＤ磁束計を極低温
冷凍機で冷却する場合、その冷凍機の冷却ステージにボ
ビン（３４）を伝熱可能に接続することで、冷却ステー
ジからの冷熱がボビン（３４）にスムーズに伝わってボ
ビン（３４）を容易に冷却でき、ボビン（３４）に巻か
れているピックアップコイル（３３）を超電導の転移温
度まで短時間に冷却することができる。

【００１４】また、ボビン（３４）を構成する線材（３
５）は樹脂被膜を施されているので、その線材（３５）
が銅やアルミニウム等の金属であっても、縦横に交差す
る線材（３５），（３５）同士が直接接触することはな
く、また、円周方向に延びる線材（３５）の端部同士が
接触することも回避でき、常電導電流のループは各線材
（３５）の断面内で生じるのみとなって極めて小さくな
り、常電導電流のループによるＳＱＵＩＤ磁束計の入／
出力特性の変化を抑制することができる。

【００１５】請求項２の発明では、ボビン（３４）の中
心軸線方向の線材（３５）が円周方向の線材（３５）よ
りも太いので、ボビン（３４）の中心軸線方向の熱伝導
特性が向上し、例えばボビン（３４）の端部を冷凍機の
冷却ステージに伝熱可能に接続しても、冷却ステージか
らの冷熱がボビン（３４）にスムーズに伝わってボビン
（３４）及びそれに巻かれているピックアップコイル
（３３）を超電導の転移温度まで短時間に冷却すること
ができる。

【００１６】請求項３の発明では、ボビン（３４）を構
成する線材（３５）のうち、中心軸線方向の線材（３
５）のみが樹脂被膜を施された銅やアルミニウム等の高
熱伝導率で非磁性材料からなり、円周方向の線材（３
６）はガラス繊維等の非導電性材料からなるので、ボビ
ン（３４）の中心軸線方向の熱伝導特性を向上させて、
冷凍機の冷却ステージによりボビン（３４）及びピック
アップコイル（３３）を超電導の転移温度まで短時間に
冷却することができるとともに、ボビン（３４）におい
て円周方向の電流ループが発生するのをさらに確実に抑
制でき、ＳＱＵＩＤ磁束計の入／出力特性変化の抑制を
より一層有効に図ることができる。

【００１７】請求項４の発明では、ボビン（３４）が、
樹脂体（３７）内に銅等の高熱伝導率で非磁性材料から
なる多数の線材（３５），（３５），…をボビン（３
４）の中心軸線方向に延びるよう円周方向に間隔をあけ
て埋設したものであるので、請求項３の発明と同様の作
用効果が得られる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１９】（実施例１）図３は本発明の実施例１の全
体構成を示し、この実施例ではＳＱＵＩＤ磁束計は人体
の心磁波を検出するために使用される。同図において、
（１）は心磁波を検出する被験者（Ｍ）を上載する支持
台で、電磁シールドルーム或いは磁気シールドルームの
内部に設置されている。支持台（１）の下方には円筒状
の受台（２）が設置され、この円筒状の受台（２）上に
密閉状の真空容器（３）が下端部を受台（２）内に没入
せしめて固定支持されている。この真空容器（３）の内
部は真空状態に保たれていて、その内部上端にＳＱＵＩ
Ｄ磁束計（Ｂ）が収容されている。（Ａ）はＳＱＵＩＤ
磁束計（Ｂ）を作動可能な極低温レベルに冷却する２元
回路のヘリウム冷凍機である。

【００２０】上記真空容器（３）には冷凍機（Ａ）の一
部を構成する予冷冷凍回路（４）の膨張機（５）及びＪ
−Ｔ回路（１０）の膨張ユニット（１１）が取り付けら
れている。上記予冷冷凍回路（４）は、Ｇ−Ｍ（ギフォ
ード・マクマホン）サイクルの冷凍機で構成されてい
て、Ｊ−Ｔ回路（１０）におけるヘリウムガスを予冷す
るためにヘリウムガスを圧縮膨張させるものであり、図
外の予冷用圧縮機と上記膨張機（５）とを閉回路に接続
してなる。上記膨張機（５）は真空容器（３）の底壁に
対し振動を絶縁された状態で取り付けられている。この
膨張機（５）は、真空容器（３）の底壁下面に固定配置
されたケーシング（６）と、該ケーシング（６）の上部
に連設された２段構造のシリンダ（７）とを有し、上記
ケーシング（６）には予冷用圧縮機の吐出側に接続され
る高圧ガス入口（６ａ）と、同吸入側に接続される低圧
ガス出口（６ｂ）とが開口されている。上記シリンダ
（７）は真空容器（３）の底壁を気密状に貫通して内部
に上方に延びており、その大径部の上端部には５５〜６
０Ｋの温度レベルに保持される第１ヒートステーション
（８）が、また小径部の上端には上記第１ヒートステー
ション（８）よりも低い１５〜２０Ｋの温度レベルに保
持される第２ヒートステーション（９）がそれぞれ形成
されている。

【００２１】そして、図示しないが、上記シリンダ
（７）内には、シリンダ（７）内に上記ヒートステーシ
ョン（８），（９）に対応する位置に膨張室を区画形成
するディスプレーサ（置換器）が往復動可能に嵌挿され
ている。一方、上記ケーシング（６）内には、回転する
毎に開弁して上記高圧ガス入口（６ａ）から流入したヘ
リウムガスを上記シリンダ（７）内の膨張室に供給し又
は膨張室内で膨張したヘリウムガスを低圧ガス出口（６
ｂ）から排出するように切り換わるロータリバルブと、
該ロータリバルブを駆動するバルブモータとが嵌装され
ている。そして、膨張機（５）におけるロータリバルブ
の開弁により高圧ヘリウムガスをシリンダ（７）内の膨
張室でサイモン膨張させて、その膨張に伴う温度降下に
より極低温レベルの寒冷を発生させ、その寒冷をシリン
ダ（７）における第１及び第２ヒートステーション
（８），（９）にて保持する。よって、予冷用圧縮機か
ら吐出された高圧のヘリウムガスを膨張機（５）に供給
し、その膨張機（５）での断熱膨張によりヒートステー
ション（８），（９）の温度を低下させて、Ｊ−Ｔ回路
（１０）における後述の予冷器（１５），（１６）を予
冷するとともに、膨張した低圧ヘリウムガスを圧縮機に
戻して再圧縮するようにした閉回路の予冷冷凍回路
（４）が構成されている。

【００２２】一方、上記Ｊ−Ｔ回路（１０）は、約４Ｋ
の極低温レベルの寒冷を発生させるためにヘリウムガス
を圧縮してジュール・トムソン膨張させる冷凍回路であ
って、ヘリウムガスを圧縮するＪ−Ｔ圧縮機（図示せ
ず）と、その圧縮されたヘリウムガスをジュール・トム
ソン膨張させる上記膨張ユニット（１１）とを備えてい
る。この膨張ユニット（１１）は上記真空容器（３）の
底壁を気密状に貫通する第１のＪ−Ｔ熱交換器（１２）
を有し、該第１のＪ−Ｔ熱交換器（１２）には、真空容
器（３）の内部に配置された第２及び第３のＪ−Ｔ熱交
換器（１３），（１４）が接続されている。上記各Ｊ−
Ｔ熱交換器（１２）〜（１４）は１次側及び２次側をそ
れぞれ通過するヘリウムガス間で互いに熱交換させるも
ので、第１のＪ−Ｔ熱交換器（１２）の１次側は上記Ｊ
−Ｔ圧縮機の吐出側に接続されている。また、第１及び
第２のＪ−Ｔ熱交換器（１２），（１３）の各１次側同
士は、上記膨張機（５）の第１ヒートステーション
（８）外周に配置した熱交換器からなる第１予冷器（１
５）を介して接続されている。同様に、第２及び第３の
Ｊ−Ｔ熱交換器（１３），（１４）の各１次側同士は、
膨張機（５）の第２ヒートステーション（９）外周に配
置した熱交換器からなる第２予冷器（１６）を介して接
続されている。さらに、上記第３のＪ−Ｔ熱交換器（１
４）の１次側は、高圧のヘリウムガスをジュール・トム
ソン膨張させるＪ−Ｔ弁（１７）を介して冷却器（１
８）に接続されている。上記Ｊ−Ｔ弁（１７）は真空容
器（３）外から図外の操作ロッドによって開度が調整さ
れる。上記冷却器（１８）は受冷プレート（１９）下面
の受冷部（１９ａ）外周に巻かれたコイル状の配管から
なるもので、この構造によって受冷プレート（１９）が
冷却器（１８）と伝熱可能に接触して、それと同じ温度
の約４Ｋステージに保たれる。また、受冷プレート（１
９）の上面に上記ＳＱＵＩＤ磁束計（Ｂ）が伝熱可能に
一体的に取り付けられている。

【００２３】さらに、上記冷却器（１８）は上記第３及
び第２のＪ−Ｔ熱交換器（１４），（１３）の各２次側
を経て第１のＪ−Ｔ熱交換器（１２）の２次側に接続さ
れ、該第１のＪ−Ｔ熱交換器（１２）の２次側は上記Ｊ
−Ｔ圧縮機の吸入側に接続されている。よって、Ｊ−Ｔ
回路（１０）では、Ｊ−Ｔ圧縮機によりヘリウムガスを
高圧に圧縮して真空容器（３）側に供給し、それを真空
容器（３）の第１〜第３のＪ−Ｔ熱交換器（１２）〜
（１４）において圧縮機側に戻る低温低圧のヘリウムガ
スと熱交換させるとともに、第１及び第２予冷器（１
５），（１６）でそれぞれ膨張機（５）の第１及び第２
ヒートステーション（８），（９）と熱交換させて冷却
したのち、Ｊ−Ｔ弁（１７）でジュール・トムソン膨張
させて冷却器（１８）で１気圧、約４Ｋの気液混合状態
のヘリウムとなし、このヘリウムの蒸発潜熱により受冷
プレート（１９）及びそれに接触するＳＱＵＩＤ磁束計
（Ｂ）を約４Ｋの極低温レベルに冷却保持し、しかる
後、上記膨張によって低圧となったヘリウムガスを第１
〜第３のＪ−Ｔ熱交換器（１２）〜（１４）の各２次側
を通してＪ−Ｔ圧縮機に吸入させて再圧縮するように構
成されている。

【００２４】上記ＳＱＵＩＤ磁束計（Ｂ）は、図２に示
すように、極低温レベルで超電導状態となる超電導量子
干渉素子（３１）と、該超電導量子干渉素子（３１）に
接続される磁束入力回路（３２）とを備えてなり、上記
超電導量子干渉素子（３１）は上記受冷プレート（１
９）の上面に伝熱可能に取付固定されている。一方、磁
束入力回路（３２）は、図１に示す如く、円筒状のボビ
ン（３４）にループ状に巻き付けられた超電導線からな
るピックアップコイル（３３）を有し、このピックアッ
プコイル（３３）はループが合計４つとされていて、そ
のうち上下のループ（３３ａ），（３３ｄ）の各々と中
央の２つのループ（３３ｂ），（３３ｃ）とを電流が互
いに交互に逆向きに流れるよう一定間隔をあけて直列に
接続した２回差動形のもので構成されている。つまり、
ＳＱＵＩＤ磁束計（Ｂ）は、４つのループ（３３ａ）〜
（３３ｄ）に巻かれたピックアップコイル（３３）で磁
場勾配を測定するグラジオメータを構成している。

【００２５】そして、上記受冷プレート（１９）の上面
には伝熱ブラケット（２０）が超電導量子干渉素子（３
１）を上方から覆うように取り付けられ、このブラケッ
ト（２０）の上面に上記ボビン（３４）が立設されてい
る。このボビン（３４）は２００〜３００mm程度の長さ
のもので、真空容器（３）の上壁中心に形成した上方膨
出部（３ａ）内を上方に延び、その上側部分にピックア
ップコイル（３３）が巻き付けられており、このボビン
（３４）を介してピックアップコイル（３３）をその超
電導転移温度以下まで冷却する。尚、上記真空容器
（３）の膨出部（３ａ）の上端は支持台（１）中心の開
口（１ａ）に臨んでおり、この開口（１ａ）を通して支
持台（１）上面の被験者（Ｍ）の心磁波を測定するよう
にしている。

【００２６】本発明の特徴は、上記ピックアップコイル
（３３）を巻き付けるボビン（３４）の構造にある。す
なわち、図１に示す如く、樹脂製ボビン（３４）の内部
に、高熱伝導率で非磁性材料としての線径０．５mm程度
の銅線に樹脂被膜を施した多数の線材（３５），（３
５），…がボビン（３４）の中心軸線方向及び円周方向
に縦横に円筒状に編まれて構成されている。尚、銅線に
代えてアルミニウム線を採用することもできる。

【００２７】図２及び図３中、（２１）は受冷プレート
（１９）、超電導量子干渉素子（３１）、ブラケット
（２０）、ボビン（３４）の下部等を覆うように真空容
器（３）内上部に配置された輻射シールドで、予冷冷凍
回路（３２）の膨張機における第１ヒートステーション
（８）に接触して８０Ｋ程度に保持される。また、図２
中、（２２）はボビン（３４）の周りに同心状に配置さ
れたスーパー・インシュレーションである。

【００２８】次に、上記実施例の作用について説明す
る。ヘリウム冷凍機（Ａ）の運転に伴ってＳＱＵＩＤ磁
束計（Ｂ）が冷却され、そのＳＱＵＩＤ磁束計（Ｂ）の
温度が約４Ｋの極低温レベルまで降下すると、該ＳＱＵ
ＩＤ磁束計（Ｂ）が作動状態になる。

【００２９】すなわち、まず、予冷冷凍回路（４）及び
Ｊ−Ｔ回路（１０）の各圧縮機が起動されてヘリウム冷
凍機（Ａ）が定常運転状態になると、予冷冷凍回路
（４）における膨張機（５）で予冷用圧縮機から供給さ
れた高圧のヘリウムガスが膨張し、このガスの膨張に伴
う温度降下によりシリンダ（７）の第１ヒートステーシ
ョン（８）が５５〜６０Ｋの温度レベルに、また第２ヒ
ートステーション（９）が１５〜２０Ｋの温度レベルに
それぞれ冷却される。

【００３０】一方、これと同時に、Ｊ−Ｔ回路（１０）
では、圧縮機から吐出された高圧のヘリウムガスが真空
容器（３）側に供給され、この真空容器（３）側に供給
された高圧ヘリウムガスは、第１のＪ−Ｔ熱交換器（１
２）の１次側に入り、そこで圧縮機側へ戻る２次側の低
圧ヘリウムガスと熱交換されて常温３００Ｋから約７０
Ｋまで冷却され、その後、上記膨張機（５）の５５〜６
０Ｋに冷却されている第１ヒートステーション（８）外
周の第１予冷器（１５）に入って約５５Ｋまで冷却され
る。この冷却されたガスは第２のＪ−Ｔ熱交換器（１
３）の１次側に入って、同様に２次側の低圧ヘリウムガ
スとの熱交換により約２０Ｋまで冷却された後、膨張機
（５）の１５〜２０Ｋに冷却されている第２ヒートステ
ーション（９）外周の第２予冷器（１６）に入って約１
５Ｋまで冷却される。さらに、ガスは第３のＪ−Ｔ熱交
換器（１４）の１次側に入って２次側の低圧ヘリウムガ
スとの熱交換により約５Ｋまで冷却され、しかる後にＪ
−Ｔ弁（１７）に至る。このＪ−Ｔ弁（１７）では高圧
ヘリウムガスは絞られてジュール・トムソン膨張し、１
気圧、約４Ｋの気液混合状態のヘリウムとなってＪ−Ｔ
弁（１７）下流の冷却器（１８）へ供給される。そし
て、この冷却器（１８）において、上記気液混合状態の
ヘリウムにおける液部分の蒸発潜熱により受冷プレート
（１９）が冷却される。この受冷プレート（１９）が冷
却されると、該受冷プレート（１９）に伝熱可能に接触
しているＳＱＵＩＤ磁束計（Ｂ）の超電導量子干渉素子
（３１）、ボビン（３４）及び磁束入力回路（３２）の
ピックアップコイル（３３）も冷却される。

【００３１】そして、上記蒸発した低圧ヘリウムガスは
冷却器（１８）から第３のＪ−Ｔ熱交換器（１４）の２
次側に戻ってその間に約４Ｋの飽和ガスとなり、このヘ
リウムガスは第２及び第１のＪ−Ｔ熱交換器（１３），
（１２）の２次側を通って順に１次側の高圧ヘリウムガ
スを冷却しながら最後に約３００Ｋ（室温）まで温度上
昇し、しかる後、圧縮機の吸入側へ戻る。以上で予冷冷
凍回路（４）及びＪ−Ｔ回路（１０）の１サイクルが終
了し、以後、同様なサイクルが繰り返されて冷凍機
（Ａ）の冷凍運転が行われる。このような冷凍運転の継
続によりＳＱＵＩＤ磁束計（Ｂ）の温度が極低温レベル
（作動温度レベル）に向かって降下し、その極低温レベ
ルへの到達の後にＳＱＵＩＤ磁束計（Ｂ）が作動状態と
なる。

【００３２】この実施例の場合、上記超電導線からなる
ピックアップコイル（３３）を巻き付けた樹脂製ボビン
（３４）の内部には、熱伝導率の高い銅線に樹脂被膜を
施してなる線材（３５）が縦横に編まれて構成されてい
るので、ボビン全体を樹脂材料のみで形成する場合に比
べ、ボビン（３４）の中心軸線方向及び円周方向の熱伝
導特性が向上する。このため、冷凍機（Ａ）によって４
Ｋレベルに冷却されている受冷プレート（１９）から冷
熱がボビン（３４）にスムーズに伝わってボビン（３
４）を容易に冷却でき、ボビン（３４）に巻かれている
ピックアップコイル（３３）を極低温レベルに短時間に
冷却することができる。

【００３３】また、樹脂製ボビン（３４）内部に構成さ
れる線材（３５）は銅線ではあるものの、表面が絶縁材
である樹脂被膜で覆われているので、その線材（３
５），（３５）同士が縦横に交差する部分や円周方向の
端部で直接に接触することはない。その結果、ボビン
（３４）において常電導電流のループは大きな範囲で発
生せず、各線材（３５）の断面内で生じるのみとなって
極めて小さくなり、よって、電流ループによるＳＱＵＩ
Ｄ磁束計（Ｂ）の入／出力特性の変化を抑制することが
できる。

【００３４】（実施例２）上記実施例１では、樹脂製ボ
ビン（３４）内部に構成される中心軸線方向及び円周方
向の線材（３５），（３５）をいずれも同径としている
が、図４に示す実施例２のように、ボビン（３４）の中
心軸線方向の線材（３５）の線径を円周方向の線材（３
５）よりも大径にしてもよい。こうすることで、ボビン
（３４）の中心軸線方向の熱伝導特性が円周方向に比べ
さらに向上し、上記の構造のようにボビン（３４）の下
端部を冷凍機（Ａ）の受冷プレート（１９）に伝熱可能
に接触させる構造であっても、受冷プレート（１９）か
らの冷熱がボビン（３４）によりスムーズに伝わり、ボ
ビン（３４）及びそれに巻かれているピックアップコイ
ル（３３）に対する冷却効率を高めることができる。

【００３５】（実施例３）図５は本発明の実施例３を示
し、樹脂製ボビン（３４）内部における円周方向の線材
を変えたものである。すなわち、この実施例では、磁束
入力回路（３２）のピックアップコイル（３３）を巻き
付ける円筒状の樹脂製ボビン（３４）内部には、上記実
施例１、２と同様に線材を中心軸線方向及び円周方向に
縦横に編んだものが構成されており、そのうち、中心軸
線方向の線材（３５）は、樹脂被膜を施した銅線（又は
アルミニウム線等）からなるが、円周方向の線材（３
６）は、ガラス繊維等の非導電性材料からなっている。

【００３６】この実施例では、ボビン（３４）内部に構
成される中心軸線方向の線材（３５）が樹脂被膜を施さ
れた銅線やアルミニウム線からなるので、上記実施例１
と同様に、ボビン（３４）の中心軸線方向の熱伝導特性
を向上させて、冷凍機（Ａ）の受冷プレート（１９）に
よりボビン（３４）及びピックアップコイル（３３）を
超電導の転移温度まで短時間に冷却することができる。
このことに加え、ボビン（３４）内部の円周方向の線材
（３６）はガラス繊維等の非導電性材料からなるので、
ボビン（３４）で円周方向の電流ループが発生するのを
さらに確実に抑制でき、ＳＱＵＩＤ磁束計（Ｂ）の入／
出力特性変化の抑制をより一層有効に図ることができる
利点がある。

【００３７】（実施例４）図６は実施例４を示す。樹脂
製ボビン（３４）の内部には銅やアルミニウム等の高熱
伝導率で非磁性材料からなる多数の線材（３５），（３
５），…がボビン（３４）の中心軸線方向に延びるよう
に間隔をあけて埋設されている。

【００３８】この実施例の場合、冷凍機（Ａ）の受冷プ
レート（１９）からの冷熱は樹脂体（３７）内の線材
（３５），（３５），…を経てボビン（３４）の中心軸
線方向に伝達され、このことでボビン（３４）の中心軸
線方向の熱伝導特性を向上させることができる。

【００３９】また、これら線材（３５），（３５），…
はボビン（３４）の円周方向に間隔があけられて配置さ
れているので、ボビン（３４）の円周方向に電流ループ
が発生することはなく、ＳＱＵＩＤ磁束計（Ｂ）の入／
出力特性変化の抑制を有効に図ることができる。

【００４０】尚、本発明は、心磁波測定用以外のＳＱＵ
ＩＤ磁束計に対しても適用できるのは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明した如く、請求項１の発明によ
ると、ＳＱＵＩＤ磁束計のピックアップコイルが巻き付
けられる円筒状の樹脂製ボビン内部に、樹脂被膜を施し
た銅等の高熱伝導率で非磁性材料からなる線材を縦横に
編んで配置したので、電流ループによるＳＱＵＩＤ磁束
計の入／出力特性の変化を抑制しながら、ボビン全体の
熱伝導特性を向上させることができ、ＳＱＵＩＤ磁束計
を極低温冷凍機で冷却する場合にボビンを及びピックア
ップコイルを超電導の転移温度に容易に冷却することが
できる。

【００４２】請求項２の発明によると、上記ボビンの中
心軸線方向の線材を円周方向の線材よりも大径にしたの
で、ボビンの中心軸線方向の熱伝導特性を向上させるこ
とができ、ボビンの端部を冷凍機の冷却ステージに伝熱
可能に接続してもボビン及びそれに巻かれているピック
アップコイルを超電導の転移温度にさらに容易に冷却す
ることができる。

【００４３】請求項３の発明では、ボビンにおける中心
軸線方向の線材のみを樹脂被膜の銅等の高熱伝導率で非
磁性材料からなし、円周方向の線材はガラス繊維等の非
導電性材料で構成した。また、請求項４の発明では、ボ
ビンを、樹脂体内に銅等の高熱伝導率で非磁性材料から
なる線材をボビンの中心軸線方向に配置して埋設した構
成とした。従って、これら発明によれば、ボビンの中心
軸線方向の熱伝導特性を向上させて、冷凍機の冷却ステ
ージによりボビン及びピックアップコイルを超電導の転
移温度に容易に冷却することができるとともに、ボビン
において円周方向の電流ループが発生するのをさらに確
実に抑制でき、ＳＱＵＩＤ磁束計の入／出力特性変化の
抑制をより一層有効に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるボビン要部の拡大斜
視図である。

【図２】実施例１における極低温冷凍機の要部拡大断面
図である。

【図３】実施例１における極低温冷凍機及びＳＱＵＩＤ
磁束計を概略的に示す断面図である。

【図４】実施例２における図１相当図である。

【図５】実施例３における図１相当図である。

【図６】実施例４における図１相当図である。

【符号の説明】

（Ａ） ヘリウム冷凍機 （３） 真空容器 （４） 予冷冷凍回路 （５） 膨張機 （１０） Ｊ−Ｔ回路 （１７） Ｊ−Ｔ弁 （１８） 冷却器 （１９） 受冷プレート （Ｂ） ＳＱＵＩＤ磁束計 （３１） 超電導量子干渉素子 （３２） 磁束入力回路 （３３） ピックアップコイル （３４） ボビン （３５），（３６） 線材 （３７） 樹脂体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極低温レベルで超電導状態となる超電導
   量子干渉素子（３１）と、該超電導量子干渉素子（３
   １）に接続される磁束入力回路（３２）とを備えたＳＱ
   ＵＩＤ磁束計において、 上記磁束入力回路（３２）は円筒状の樹脂製ボビン（３
   ４）に巻かれたピックアップコイル（３３）を有してお
   り、 上記樹脂製ボビン（３４）の内部には、樹脂被膜を施さ
   れた銅やアルミニウム等の高熱伝導率で非磁性材料から
   なる線材（３５）がボビン（３４）の中心軸線方向及び
   円周方向に縦横に編まれて構成されていることを特徴と
   するＳＱＵＩＤ磁束計。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁束計におい
   て、 ボビン（３４）の中心軸線方向の線材（３５）は、円周
   方向の線材（３５）よりも大径であることを特徴とする
   ＳＱＵＩＤ磁束計。
3. 【請求項３】 極低温レベルで超電導状態となる超電導
   量子干渉素子（３１）と、該超電導量子干渉素子（３
   １）に接続される磁束入力回路（３２）とを備えたＳＱ
   ＵＩＤ磁束計において、 上記磁束入力回路（３２）は円筒状の樹脂製ボビン（３
   ４）に巻かれたピックアップコイル（３３）を有してお
   り、 上記樹脂製ボビン（３４）の内部には、樹脂被膜を施さ
   れた銅やアルミニウム等の高熱伝導率で非磁性材料から
   なる線材（３５）と、ガラス繊維等の非導電性材料から
   なる線材（３６）とが、上記高熱伝導率で非磁性材料か
   らなる線材（３５）がボビン（３４）の中心軸線方向に
   延びるように縦横に編まれて構成されていることを特徴
   とするＳＱＵＩＤ磁束計。
4. 【請求項４】 極低温レベルで超電導状態となる超電導
   量子干渉素子（３１）と、該超電導量子干渉素子（３
   １）に接続される磁束入力回路（３２）とを備えたＳＱ
   ＵＩＤ磁束計において、 上記磁束入力回路（３２）は円筒状のボビン（３４）に
   巻かれたピックアップコイル（３３）を有しており、 上記ボビン（３４）は、樹脂体（３７）内に銅やアルミ
   ニウム等の高熱伝導率で非磁性材料からなる多数の線材
   （３５），（３５），…をボビン（３４）の中心軸線方
   向に延びるように円周方向に間隔をあけて埋設した構成
   であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁束計。