JPH09236583A - 超電導体の特性測定方法及び超電導体の特性測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超電導応用装置を設計製作するにあたって必
要となる超電導体の特性を評価するための超電導体の特
性測定方法を確立することおよびこの超電導体の特性測
定を行うことための超電導体の特性測定装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 超電導状態を呈することが可能な円盤状
の固定部４の上方に円盤状の磁気発生可動部９をギャッ
プＧを開けて相対させ、そのギャップ長に対する固定部
４と磁気発生可動部９との間に作用する電磁力の特性に
ついて、磁気発生可動部９の磁界の影響が固定部４に及
ばない程度に磁気発生可動部９を固定部４から離隔させ
た初期位置で固定部４を非超電導状態から超電導状態に
初期化し、磁気発生可動部９を固定部４に接触しない範
囲でその近傍の指定位置まで垂直方向にかつ等速度で接
近させた後、指定時間停止させ、その後に初期位置まで
磁気発生可動部９を等速度で固定部４から離隔させて電
磁力の接近−離隔特性を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超電導体の特性を
評価するための特性測定方法およびその特性測定装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、超電導状態を呈することが可
能な固定部に磁気発生可動部を手動により接近もしくは
離隔させ、この時に固定部と磁気発生可動部との間に作
用する電磁力の大きさの最大値を、各ギャップもしくは
偏位について測定することにより超電導体の特性を評価
する方法及びその装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の超電導体特性
測定方法および超電導体特性測定装置では、測定所要時
間を厳密に規定していなかったために、時々刻々と変化
する電磁力の測定においては再現性のあるデータが得ら
れないといった問題があった。また、磁気発生可動部を
手動により動していたので、その移動速度に個人差があ
り、従って、電磁力の測定に個人差が出る恐れがあっ
た。また、磁気発生可動部の移動、測定を全て人力に頼
っていたために非常に非効率的かつ測定結果の精度が悪
いという問題があった。例えば、ギャップを連続的に変
化させた時の電磁力の測定が連続的に行われず、その結
果として固定部および磁気発生可動部との間に異物が入
り込んたようなときなどにも、その影響かどうかを測定
結果だけから判断することが困難になるなどの曖昧さが
あった。また、固定部と磁気発生可動部とが円盤状のも
のにあっては、固定部と磁気発生可動部の面出しおよび
平行配置が不十分であったために、固定部の配置の仕方
によってギャップが変わることがあった。さらに、固定
部と磁気発生可動部とが中空円柱状のもにあっては、固
定部と磁気発生可動部の芯出し及び平行配置が不十分で
あったために、磁気発生可動部を固定部にかぶせる時に
両者が接触し、電磁力が正確に測定できないことがあっ
た。従来の超電導体の特性測定法では時間的な超電導体
の特性変化を度外視していたために、長期間にわたって
超電導応用装置に組み込まれ機能しなければならない超
電導体の特性を測定するための評価法としては不十分で
あった。

【０００４】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、超電導応用装置を設計製作
するにあたって必要となる超電導体の特性を評価するた
めの超電導体の特性測定方法を確立することおよびこの
超電導体の特性測定を行うことための超電導体の特性測
定装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の超電導
体の特性測定方法は、上記の課題を解決するため、超電
導状態を呈することが可能な円盤状の固定部の上方に円
盤状の磁気発生可動部をギャップを開けて相対させ、そ
のギャップ長に対する前記固定部と前記磁気発生可動部
との間に作用して時々刻々と変化する電磁力の特性につ
いて、前記磁気発生可動部の磁界の影響が前記固定部に
及ばない程度に前記磁気発生可動部を前記固定部から離
隔させた初期位置で前記固定部を非超電導状態から超電
導状態に初期化し、前記磁気発生可動部を前記固定部に
接触しない範囲でその近傍の指定位置まで垂直方向にか
つ等速度で接近させた後、指定時間停止させ、その後に
前記初期位置まで前記磁気発生可動部を等速度で前記固
定部から離隔させて電磁力の接近−離隔特性を測定する
ことを特徴とする。

【０００６】請求項２に記載の超電導体の特性測定方法
は、上記の課題を解決するため、超電導状態を呈するこ
とが可能な円盤状の固定部の上方に円盤状の磁気発生可
動部をギャップを開けて相対させ、そのギャップ長に対
する前記固定部と前記磁気発生可動部との間に作用して
時々刻々と変化する電磁力の特性について、前記磁気発
生可動部の磁界の影響が前記固定部に及びかつ接触しな
い範囲でその近傍まで前記磁気発生可動部を前記固定部
に接近させた初期位置で前記固定部を非超電導状態から
超電導状態に初期化し、前記磁気発生可動部の磁界の影
響が前記固定部に及ばない程度の指定位置まで前記磁気
発生可動部を垂直方向にかつ等速度で離隔させた後、指
定時間停止させ、その後に前記初期位置まで前記磁気発
生可動部を等速度で前記固定部に接近させて電磁力の離
隔−接近特性を測定することを特徴とする。

【０００７】請求項３に記載の超電導体の特性測定方法
は、上記の課題を解決するため、超電導体状態を呈する
ことが可能な中空円柱状の固定部の半径方向外方にこの
固定部を包囲する中空円柱状の磁気発生可動部をギャッ
プを開けて相対させ、前記固定部の高さ方向の幾何学的
中点と前記磁気発生可動部の高さ方向の幾何学的中点と
を水平方向に一致させた空間的位置を座標原点とし、前
記磁気発生可動部を前記座標原点から垂直方向に偏位さ
せたときに、その偏位長に対する前記固定部と前記磁気
発生可動部との間に作用して時々刻々と変化する電磁力
の特性について、前記磁気発生可動部が前記座標原点に
あるときに前記固定部を非超電導状態から超電導状態に
初期化し、前記磁気発生可動部の磁界の影響が前記固定
部に及ばない程度の指定位置まで前記磁気発生可動部を
垂直方向に等速度で前記座標原点から偏位させた後、指
定時間停止させ、その後に座標原点まで前記磁気発生可
動部を等速度で移動させて電磁力の偏位特性を測定する
ことを特徴とする。

【０００８】請求項４に記載の超電導体の特性測定方法
は、前記固定部を冷却により初期化した時のギャップ又
は偏位に対する磁界の状態と磁界の影響を受けた後のギ
ャップ又は偏位に対する磁界の状態とを磁気履歴現象と
して測定するために、請求項１ないし請求項３のいずれ
か１項に記載の超電導体の特性測定方法を繰り返し実行
することを特徴とする。

【０００９】請求項５に記載の超電導体の特性測定装置
は、上記の課題を解決するため、磁気発生可動部の移動
方向と移動速度と停止時間とをパーソナルコンピュータ
で指定することにより、前記磁気発生可動部を駆動する
モータを制御する制御部に制御信号を送信して、前記モ
ータにより前記磁気発生可動部に指定の動作を実行させ
ると共に、固定部と磁気発生可動部とのギャップ又は偏
位を計測するためのギャップセンサからの計測信号と前
記固定部と前記磁気発生可動部との間に作用して時々刻
々と変化する電磁力を計測するためのロードセルからの
計測信号とを指定サンプリング周期で前記パーソナルコ
ンピュータに取り込み、ギャップ又は偏位と電磁力との
関係を対応させて記録することを特徴とする。

【００１０】請求項６に記載の超電導体の特性測定装置
は、請求項５に記載のものにおいて、前記磁気発生可動
部の移動速度を等速制御することを特徴とする。

【００１１】請求項７に記載の超電導体の特性測定装置
は、請求項５に記載のものにおいて、請求項１又は請求
項２に記載の円盤状の固定部と請求項１又は請求項２に
記載の円盤状の磁気発生可動部との平行度を前記磁気発
生可動部の垂直方向の移動中に保持するために、前記固
定部と前記磁気発生可動部との面出しを行うと共にそれ
らを平行に配置したことを特徴とする。

【００１２】請求項８に記載の超電導体の特性測定装置
は、請求項５に記載のものにおいて、請求項３に記載の
中空円柱状の固定部とそれを包囲する請求項３に記載の
中空円柱状の磁気発生可動部とのギャップが前記磁気発
生可動部を垂直方向に偏位させた時に一定に保たれるよ
うに、前記固定部と前記磁気発生可動部との円柱の芯出
しをすると共にそれらを平行に配置したことを特徴とす
る。

【００１３】請求項９に記載の超電導体の特性測定装置
は、請求項５に記載のものにおいて、前記パーソナルコ
ンピュータにより超電導体の特性の測定の繰り返し回数
を指定できることを特徴とする。

【００１４】請求項１０に記載の超電導体の特性測定方
法は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の
ものにおいて、前記固定部と前記磁気発生可動部との間
に作用して時々刻々と変化する電磁力を、前記磁気発生
可動部を指定位置に保持した状態で時間的に連続して測
定することを特徴とする。

【００１５】請求項１１に記載の超電導体の特性測定装
置は、請求項１０に記載の超電導体の特性測定を行うた
めに、前記磁気発生可動部を指定位置に保持する制御装
置を備えたことを特徴とする。

【００１６】請求項１２に記載の超電導体の特性測定方
法は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の
ものにおいて、ギャップもしくは偏位を制御することに
より前記固定部と前記磁気発生可動部との間に作用する
電磁力を一定に保った状態でギャップもしくは偏位の測
定を時間的に連続して実施することを特徴とする。

【００１７】請求項１３に記載の超電導体の特性測定装
置は、請求項１２に記載の超電導体特性測定を行うため
に、ギャップもしくは偏位を制御して電磁力を一定に保
持する制御装置を備えたことを特徴とする。

【００１８】超電導体の特性は繰り返し測定することが
望ましく、超電導体の特性の時間的変化をあらかじめ予
想することによって、経年的に安定な超電導応用装置を
設計製作することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図をも
とに説明する。図１はこの発明の実施例による超電導体
特性測定装置全体の構成図である。図１において１は圧
縮・引張印加部、２は圧縮・引張印加部を動作させるた
めの制御および圧縮・引張印加部からの信号を受信する
計測制御部、３は計測制御部への制御プログラムの伝送
および計測データの処理を行うデータ処理部である。４
は超電導状態を呈することが可能な第２種超電導体から
なる固定部、５は固定部を超伝導状態にするために冷却
材を入れる液体窒素容器、６は固定部を液体窒素容器に
固定するための固定部取付部、７はテーブル、８は液体
窒素容器をテーブルに固定するための液体窒素容器固定
台、９は磁気発生可動部、１０は磁気発生可動部を動か
すためのクロスヘッド、１１は支持棒、１２は磁気発生
可動部を支持棒に取り付けるための磁気発生可動部の取
付部、１３は電磁力を測定するためのロードセルであ
る。

【００２０】圧縮・引張印加部１は機枠１Ａを有する。
機枠１Ａの上部にはクロスヘッド１０に取り付けられた
ギャップセンサ１０Ａに対向するギャップセンサ１０Ｂ
が設けられている。クロスヘッド１０には図示を略す歯
車機構が設けられている。この歯車機構は駆動機構１Ｂ
の一部を構成している。駆動機構１ＢはモータＭと、ボ
ールネジ１Ｃとから大略構成されている。モータＭの出
力軸にはプーリ１Ｄが取り付けられている。ボールネジ
１Ｃにはプーリ１Ｅが取り付けられている。プーリ１Ｄ
とプーリ１Ｃとの間にはベルト１Ｆが掛け渡されてい
る。データ処理部３はパーソナルコンピュータ３Ａとプ
リンタ３Ｂとから大略構成されている。

【００２１】この超電導体の特性測定装置では、まず、
図２に示すように、パーソナルコンピュータ３Ａにより
計測値のサンプリング個数を設定し（Ｓ１）、次に制御
目標値（ギャップ又は偏位）を入力する（Ｓ２）。そし
て、実行指示を与えると、パーソナルコンピュータ３Ａ
は制御目標値を計測制御部２に向かって出力する（Ｓ
３）。計測制御部２はこの制御目標値に基づいてモータ
Ｍを駆動し、これによりクロスヘッド１０が可動され
る。このクロスヘッド１０の可動によりギャップセンサ
１０Ｂの出力が変化する。このギャップセンサ１０Ｂの
検出出力は計測制御部２に入力される。計測制御部２は
ギャップセンサ１０Ｂの検出値と制御目標値とを比較し
（Ｓ４）、その検出値と制御目標値とが不一致のとき、
モータＭの駆動を続行し（Ｓ５）、その検出値と制御目
標値とが一致したとき、モータＭの駆動を停止した後
（Ｓ６）、ロードセル１３からの計測値を読み取る（Ｓ
７）。その計測値はパーソナルコンピュータ３Ａに読み
込まれる。パーソナルコンピュータ３Ａはギャップセン
サ１０Ｂの検出値と計測値とを対応づけて記憶する。次
に、計測制御部２はサンプリング個数と計測値読み込み
回数とを比較し（Ｓ８）、サンプリング個数と計測値の
読み込み回数とが不一致のときはＳ３に戻って計測値の
読取りを続行し、設定したサンプリング個数と計測値読
取り回数とが一致したときは、測定を終了する。

【００２２】以下に、この超電導体の特性測定装置を用
いての特性測定の実施例を説明する。

【００２３】（実施例１）図３は図１に示す固定部４お
よび磁気発生可動部９の詳細図である。この図３は、固
定部４および磁気発生可動部９が円盤状である場合を示
している。図３において、１５は第２種超電導体であ
る。この第２種超電導体は固定部４の一部を構成してい
る。１６は磁気発生可動部９の一部を構成する環状永久
磁石である。これらの環状永久磁石１６は半径方向内方
から半径方向外方に順次ならべられている。その固定部
４と磁気発生可動部９とは初期ギャップＧを開けて相対
されている。固定部４と磁気発生可動部９との間には電
磁力が作用する。

【００２４】請求項１に記載の超電導体の特性測定方法
はその電磁力の特性について、磁気発生可動部９の磁界
の影響が固定部４に及ばない程度に磁気発生可動部９を
固定部４から初期ギャップＧだけ離隔させた初期位置
で、図１に示す液体窒素容器５に液体窒素１４を満たし
て固定部４を冷却して非超電導状態から超電導状態に初
期化し、次に磁気発生可動部９が固定部４に接触しない
範囲で指定した近傍まで磁気発生可動部９を垂直方向に
等速度で固定部４に接近させた後、指定時間停止させ、
その後に初期ギャップＧまで磁気発生可動部９を等速度
で固定部４から離隔させて電磁力の接近−離隔特性Ｓを
測定する測定方法である。図４は、この測定方法により
測定された電磁力の接近−離隔特性Ｓであり、縦軸は電
磁力Ｆ（単位ｋｇｆ）、横軸はギャップＧ（単位ｍｍ）
である。具体的には、ギャップＧを初期ギャップ１０ｍ
ｍから１ｍｍまで２０ｍｍ／ｍｉｎの等速度で縮小させ
た後、１０秒間ギャップを保持し、その後にギャップを
１ｍｍから初期ギャップ１０ｍｍまで２０ｍｍ／ｍｉｎ
の等速度で拡大させて電磁力の接近−離隔特性Ｓを得
た。ここで、Ｓ１は接近特性を示し、Ｓ２は離隔特性を
示す。この測定結果には再現性があり、客観的な超電導
体特性測定を実現できるという効果がある。

【００２５】（実施例２）請求項２に記載の超電導体の
特性測定方法は、その電磁力の特性について、磁気発生
可動部９の磁界の影響が固定部４に及びかつ接触しない
範囲の近傍であるギャップＧまで磁気発生可動部９を固
定部４まで接近させた初期位置で、図１に示す液体窒素
容器５に液体窒素１４を満たして固定部４を冷却して非
超電導状態から超電導状態に初期化し、次に磁気発生可
動部９の磁界の影響が固定部４に及ばない程度の指定位
置まで磁気発生可動部９を垂直方向に等速度で固定部４
から離隔させた後、指定時間停止させ、その後に初期ギ
ャップＧまで磁気発生可動部９を等速度で固定部４に接
近させて得られる電磁力の離隔−接近特性Ｒを測定する
測定方法である。図５は、この測定方法により測定され
た電磁力の離隔−接近特性Ｒであり、縦軸は電磁力Ｆ
（単位ｋｇｆ）、横軸はギャップＧ（単位ｍｍ）であ
る。具体的には、ギャップＧを初期ギャップ１ｍｍから
１０ｍｍまで２０ｍｍ／ｍｉｎの等速度で拡大させた
後、１０秒間ギャップを保持し、その後にギャップＧを
１０ｍｍから初期ギャップ１ｍｍまで２０ｍｍ／ｍｉｎ
の等速度で縮小させて電磁力の離隔−接近特性Ｒを得
た。ここで、Ｒ１は離隔特性を示し、Ｒ２は接近特性を
示す。この測定結果には再現性があり、客観的な超電導
体特性測定を実現できるという効果がある。

【００２６】（実施例３）図６は請求項３に記載の固定
部４および磁気発生可動部５の詳細図を示す。その図６
は、固定部４および磁気発生可動部９が中空円柱状であ
る場合を示している。図６において、１７は第２種超電
導体である。この第２種超電導体１７は固定部４の一部
を構成している。磁気発生可動部９は半径方向外方から
固定部４を包囲する。この磁気発生可動部９はその内周
部に環状永久磁石１８を有する。これらの環状永久磁石
１８は上下方向に等間隔に並べられている。その磁気発
生可動部９と固定部４とは均一な半径方向ギャップＧ´
を開けて相対されている。固定部４の高さ方向の幾何学
的中点Ｏ１と磁気発生可動部９の高さ方向の幾何学的中
点Ｏ２とを水平方向に一致させた空間的位置を座標原点
Ｏ３とし、磁気発生可動部９を座標原点Ｏ３から偏位さ
せたときに磁気発生可動部９と固定部４との間に電磁力
が作用する。

【００２７】請求項３に記載の超電導体の特性測定方法
はその電磁力の特性について、磁気発生可動部９が座標
原点Ｏ３にあるときに、図１に示す液体窒素容器５に液
体窒素１４を満たして固定部４を冷却して非超電導状態
から超電導状態に初期化し、次に磁気発生可動部９の磁
界の影響が固定部４に及ばない程度の指定位置まで磁気
発生可動部９を垂直方向に等速度で上方に偏位させた
後、指定時間に停止させ、その後に座標原点Ｏ３まで磁
気発生可動部９を等速度で移動させて電磁力の偏位特性
Ｑを測定する測定方法である。図７は、この測定方法に
より測定された電磁力の偏位特性Ｑであり、縦軸は電磁
力Ｆ（単位ｋｇｆ）、横軸は偏位Ｏ３（単位ｍｍ）であ
る。具体的には、偏位を座標原点Ｏ３である０ｍｍから
３０ｍｍまで５ｍｍ／ｍｉｎの等速度で拡大させた後、
１０秒間偏位を保持し、その後に偏位を３０ｍｍから座
標原点である０ｍｍまで５ｍｍ／ｍｉｎの等速度で縮小
させて電磁力の偏位特性を得た。Ｑ１は偏位を等速度で
拡大させたときの偏位特性であり、Ｑ２は偏位を等速度
で縮小させたときの偏位特性である。この測定結果には
再現性があり、客観的な超電導体特性測定を実現できる
という効果がある。

【００２８】（実施例４）図８は請求項４に記載の測定
方法により測定された電磁力の特性であり、具体的には
実施例１の測定方法を繰り返し行うことにより得られた
電磁力の特性である。その図８において、縦軸は電磁力
Ｆ（単位ｋｇｆ）、横軸はギャップＧ（単位ｍｍ）であ
る。具体的には、実施例１の円盤状の磁気発生可動部９
の円盤状の固定部４に対する接近、停止、離隔を２回繰
り返すことにより得られた電磁力の接近特性Ｓである。
Ｓ１は第１接近特性、Ｓ２は第１離隔特性、Ｓ３は第２
接近特性、Ｓ４は第２離隔特性を示し、Ｄ１は第１接近
特性Ｓ１と第２接近特性Ｓ３との差、Ｄ２は第１離隔特
性Ｓ２と第２離隔特性Ｓ４との差を示している。この測
定結果を見ればわかるとおり、超電導体の特性測定を繰
り返し行うことにより、超電導体の特性変化を考慮した
超電導体の特性測定が実現できるという効果がある。ま
たこの測定結果には、再現性があり、この測定方法によ
れば、客観的な超電導体特性測定を実現できるという効
果がある。

【００２９】（実施例５）図９は請求項１０に記載の測
定方法により測定された電磁力の特性であり、縦軸は電
磁力Ｆ（単位ｋｇｆ）およびギャップＧ（単位ｍｍ）で
あり、横軸は時間（単位ｓｅｃ）である。具体的には、
実施例１と同様にして磁気発生可動部９を固定部４から
ギャップ１０ｍｍだけ離隔された位置で、図１に示す液
体窒素容器５に液体窒素１４を満たして固定部４を冷却
して非超電導状態から超電導状態に初期化し、次に磁気
発生可動部９を垂直方向に２０ｍｍ／ｍｉｎの等速度で
固定部４にギャップ０．９６ｍｍまで接近させて、停止
させた後に時々刻々と変化する電磁力（載荷力）を時間
的連続に測定したものである。この測定結果を見ればわ
かるとおり、この超電導体特性測定方法を用いれば、超
電導体の時々刻々と変化する特性を考慮した超電導体の
特性測定が実現できるという効果がある。またこの測定
結果には再現性があり、この測定方法によれば、客観的
な超電導体特性測定を実現できるという効果がある。

【００３０】（実施例６）図１０は請求項１２に記載の
測定方法により測定された電磁力の特性であり、縦軸は
ギャップＧ（単位ｍｍ）および電磁力Ｆ（単位ｋｇ
ｆ）、横軸は時間（単位ｓｅｃ）である。具体的には、
実施例１と同様にして磁気発生可動部９を固定部４から
初期ギャップ１０ｍｍだけ離隔された位置で、図１に示
す液体窒素容器５に液体窒素１４を満たして固定部５を
冷却して非超電導状態から超電導状態に初期化し、次に
磁気発生可動部９を垂直方向に５ｍｍ／ｍｉｎの等速度
で固定部４に接近させて、電磁力（載荷力）が１０．４
５ｋｇｆとなった後に停止させ、もしそのままギャップ
Ｇを制御しなければ時々刻々と変化する電磁力が増加す
れば磁気発生可動部９を固定部４から遠ざけ、その電磁
力が減少すれば磁気発生可動部９を固定部４に近付ける
ようにギャップＧをフィードバック制御することによ
り、一定に保った状態で、ギャップＧを時間的連続に測
定したものである。この測定結果を見ればわかるとお
り、この超電導体の特性測定を用いれば、超電導体の時
々刻々と変化する特性を考慮した超電導体の特性測定が
実現できるという効果がある。この測定結果には再現性
があり、この測定方法によれば、客観的な超電導体特性
測定を実現できるという効果がある。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、超電導体の特
性測定において超伝導状態を呈することが可能な円盤状
の固定部と円盤状の磁気発生可動部との間に作用して時
々刻々と変化する電磁力の接近−離隔特性について接近
速度、停止時間および離隔速度を指定することにより、
再現性および客観性のある超電導体特性測定が実現でき
るという効果がある。

【００３２】請求項２の発明によれば、超電導体の特性
測定において超伝導状態を呈することが可能な円盤状の
固定部と円盤状の磁気発生可動部との間に作用して時々
刻々と変化する電磁力の離隔−接近特性について離隔速
度、停止時間および接近速度を指定することにより、再
現性および客観性のある超電導体特性測定が実現できる
という効果がある。

【００３３】請求項３の発明によれば、超電導体の特性
測定において超伝導状態を呈することが可能な中空円柱
状の固定部と中空円柱状の磁気発生可動部との間に作用
して時々刻々と変化する電磁力の偏位特性について偏位
速度、停止時間および偏位速度を指定することにより、
再現性および客観性のある超電導体特性測定が実現でき
るという効果がある。

【００３４】また、請求項４の発明によれば、固定部を
冷却により初期化した時のギャップ又は偏位に対する磁
界の状態と磁界の影響を受けた後のギャップ又は偏位に
対する磁界の状態とを磁気履歴現象として測定できる。

【００３５】請求項５、請求項６に記載の発明によれ
ば、磁気発生可動部の動作および計測を自動的に行う超
電導体特性測定装置により、超電導体の特性測定を省力
的かつ高精度に誰でも簡単に実施できるという効果があ
る。また、計測を連続的に実施することにより、その場
で測定結果の真偽判定が可能となるという効果もある。

【００３６】また、請求項７に記載の発明によれば、円
盤状の固定部と円盤状の磁気発生可動部の面出しおよび
それらの平行配置を行う超電導体特性測定装置により、
固定部と磁気発生可動部との平行度がその磁気発生可動
部を垂直方向に移動させた時にも保たれるという効果が
ある。

【００３７】請求項８に記載の発明によれば、中空円柱
状の固定部とそれを包囲する中空円柱状の磁気発生可動
部の芯出しおよびそれらの平行配置を行う超電導体特性
測定装置により、固定部とそれを包囲する磁気発生可動
部とのギャップが磁気発生可動部を垂直方向に偏位させ
た時にも一定に保たれるため、たとえば磁気発生可動部
を固定部にかぶせるときに両者が接触し電磁力の測定が
不正確となることがなくなるという効果がある。

【００３８】請求項９に記載の発明によれば、測定を省
力的かつ構成度に誰にでも簡単に実施できるという効果
がある。

【００３９】請求項１０に記載の発明によれば、超電導
体特性測定において固定部と磁気発生可動部との間に作
用して時々刻々と変化する電磁力を、磁気発生可動部を
指定位置に保持した状態で時間的連続に測定することに
より、超電導体特性の経時変化を考慮した超電導体の特
性測定が実現できるという効果がある。

【００４０】請求項１１に記載の発明によれば、磁気発
生可動部を指定位置に保持するための制御装置を備えた
超電導体の特性測定装置により、超電導体の特性測定が
省力的かつ高精度に誰にでも簡単に実施できるという効
果がある。

【００４１】請求項１２に記載の発明によれば、ギャッ
プもしくは偏位を制御することにより固定部と磁気発生
可動部との間に作用する電磁力を一定に保った状態で、
ギャップもしくは偏位の測定を時間的に連続して実施す
ることにより、超電導体の特性の経時変化を考慮した超
電導体の特性測定が実現できるという効果がある。

【００４２】請求項１３に記載の発明によれば、ギャャ
ップもしくは偏位を制御して固定部と磁気発生可動部と
の間に作用する電磁力を一定に保つ制御装置を備えた超
電導体の特性測定装置により、超電導体の特性測定が省
略的かつ高精度に誰にでも簡単に実施できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる超電導体の特性測定装置の全
体構成を示す概略図である。

【図２】 本発明に係わる超電導体の特性測定装置の作
動を説明するためのフロー図である。

【図３】 実施例１及び実施例２の固定部と磁気発生可
動部との詳細構造の一例を示す図である。

【図４】 実施例１の電磁力の測定方法により得られた
接近−離隔特性を示す図である。

【図５】 実施例２の電磁力の測定方法により得られた
離隔−接近特性を示す図である。

【図６】 実施例３の固定部と可動部との詳細構造の一
例を示す図である。

【図７】 実施例３の電磁力の測定方法により得られた
偏位特性を示す図である。

【図８】 実施例４の電磁力の測定方法により得られた
接近−離隔特性を示す図である。

【図９】 ギャップを一定に保った状態での電磁力（載
荷力）の時間的変化を示す図である。

【図１０】 電磁力（載荷力）を一定に保った状態での
ギャップの時間的変化を示す図である。

【符号の説明】

４…固定部 ９…磁気発生可動部 Ｇ…ギャップ

フロントページの続き (72)発明者 山下 昌紀 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式会 社四国総合研究所内 (72)発明者 廣瀬 誠 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式会 社四国総合研究所内 (72)発明者 高畑 良一 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 宮川 裕豊 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超電導状態を呈することが可能な円盤状
   の固定部の上方に円盤状の磁気発生可動部をギャップを
   開けて相対させ、そのギャップ長に対する前記固定部と
   前記磁気発生可動部との間に作用して時々刻々と変化す
   る電磁力の特性について、前記磁気発生可動部の磁界の
   影響が前記固定部に及ばない程度に前記磁気発生可動部
   を前記固定部から離隔させた初期位置で前記固定部を非
   超電導状態から超電導状態に初期化し、前記磁気発生可
   動部を前記固定部に接触しない範囲でその近傍の指定位
   置まで垂直方向にかつ等速度で接近させた後、指定時間
   停止させ、その後に前記初期位置まで前記磁気発生可動
   部を等速度で前記固定部から離隔させて電磁力の接近−
   離隔特性を測定することを特徴とする超電導体の特性測
   定方法。
2. 【請求項２】 超電導状態を呈することが可能な円盤状
   の固定部の上方に円盤状の磁気発生可動部をギャップを
   開けて相対させ、そのギャップ長に対する前記固定部と
   前記磁気発生可動部との間に作用して時々刻々と変化す
   る電磁力の特性について、前記磁気発生可動部の磁界の
   影響が前記固定部に及びかつ接触しない範囲でその近傍
   まで前記磁気発生可動部を前記固定部に接近させた初期
   位置で前記固定部を非超電導状態から超電導状態に初期
   化し、前記磁気発生可動部の磁界の影響が前記固定部に
   及ばない程度の指定位置まで前記磁気発生可動部を垂直
   方向にかつ等速度で離隔させた後、指定時間停止させ、
   その後に前記初期位置まで前記磁気発生可動部を等速度
   で前記固定部に接近させて電磁力の離隔−接近特性を測
   定することを特徴とする超電導体の特性測定方法。
3. 【請求項３】 超電導体状態を呈することが可能な中空
   円柱状の固定部の半径方向外方にこの固定部を包囲する
   中空円柱状の磁気発生可動部をギャップを開けて相対さ
   せ、前記固定部の高さ方向の幾何学的中点と前記磁気発
   生可動部の高さ方向の幾何学的中点とを水平方向に一致
   させた空間的位置を座標原点とし、前記磁気発生可動部
   を前記座標原点から垂直方向に偏位させたときに、その
   偏位長に対する前記固定部と前記磁気発生可動部との間
   に作用して時々刻々と変化する電磁力の特性について、
   前記磁気発生可動部が前記座標原点にあるときに前記固
   定部を非超電導状態から超電導状態に初期化し、前記磁
   気発生可動部の磁界の影響が前記固定部に及ばない程度
   の指定位置まで前記磁気発生可動部を垂直方向に等速度
   で前記座標原点から偏位させた後、指定時間停止させ、
   その後に座標原点まで前記磁気発生可動部を等速度で移
   動させて電磁力の偏位特性を測定することを特徴とする
   超電導体の特性測定方法。
4. 【請求項４】 前記固定部を冷却により初期化した時の
   ギャップ又は偏位に対する磁界の状態と磁界の影響を受
   けた後のギャップ又は偏位に対する磁界の状態とを磁気
   履歴現象として測定するために、請求項１ないし請求項
   ３のいずれか１項に記載の超電導体の特性測定方法を繰
   り返し実行することを特徴とする超電導体の特性測定方
   法。
5. 【請求項５】 磁気発生可動部の移動方向と移動速度と
   停止時間とをパーソナルコンピュータで指定することに
   より、前記磁気発生可動部を駆動するモータを制御する
   制御部に制御信号を送信して、前記モータにより前記磁
   気発生可動部に指定の動作を実行させると共に、固定部
   と磁気発生可動部とのギャップ又は偏位を計測するため
   のギャップセンサからの計測信号と前記固定部と前記磁
   気発生可動部との間に作用して時々刻々と変化する電磁
   力を計測するためのロードセルからの計測信号とを指定
   サンプリング周期で前記パーソナルコンピュータに取り
   込み、ギャップ又は偏位と電磁力との関係を対応させて
   記録することを特徴とする超電導体の特性測定装置。
6. 【請求項６】 前記制御部は、前記磁気発生可動部の移
   動速度を等速制御することを特徴とする請求項５に記載
   の超電導体の特性測定装置。
7. 【請求項７】 請求項１又は請求項２に記載の円盤状の
   固定部と請求項１又は請求項２に記載の円盤状の磁気発
   生可動部との平行度を前記磁気発生可動部の垂直方向の
   移動中に保持するために、前記固定部と前記磁気発生可
   動部との面出しを行うと共にそれらを平行に配置したこ
   とを特徴とする請求項５に記載の超電導体の特性測定装
   置。
8. 【請求項８】 請求項３に記載の中空円柱状の固定部と
   それを包囲する請求項３に記載の中空円柱状の磁気発生
   可動部とのギャップが前記磁気発生可動部を垂直方向に
   偏位させた時に一定に保たれるように、前記固定部と前
   記磁気発生可動部との円柱の芯出しをすると共にそれら
   を平行に配置したことを特徴とする請求項５に記載の超
   電導体の特性測定装置。
9. 【請求項９】 前記パーソナルコンピュータにより超電
   導体の特性の測定の繰り返し回数を指定できることを特
   徴とする請求項５に記載の超電導体の特性測定装置。
10. 【請求項１０】 前記固定部と前記磁気発生可動部との
    間に作用して時々刻々と変化する電磁力を、前記磁気発
    生可動部を指定位置に保持した状態で時間的に連続して
    測定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
    ずれか１項に記載の超電導体の特性測定方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の超電導体の特性測
    定を行うために、前記磁気発生可動部を指定位置に保持
    する制御装置を備えたことを特徴とする超電導体の特性
    測定装置。
12. 【請求項１２】 ギャップもしくは偏位を制御すること
    により前記固定部と前記磁気発生可動部との間に作用す
    る電磁力を一定に保った状態でギャップもしくは偏位の
    測定を時間的に連続して実施することを特徴とする請求
    項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の超電導体の
    特性測定方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の超電導体特性測定
    を行うために、ギャップもしくは偏位を制御して電磁力
    を一定に保持する制御装置を備えたことを特徴とする超
    電導体特性測定装置。