(57)【要約】【課題】複雑な形状であっても比較的容易に製造できる構造を有するクライオスタットを提供すること。【解決手段】極低温の冷媒が充填される内槽を内包するように形成された外槽の少なくとも一部が円筒体で形成されたクライオスタットにおいて、  前記円筒体は軸方向に沿って少なくとも２分割された分割片が円筒体として再構成されたことを特徴とするもの。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低温の冷媒が充填される内槽を内包するように形成された外槽の少なくとも一部が円筒体で形成されたクライオスタットにおいて、
前記円筒体は軸方向に沿って少なくとも２分割された分割片が円筒体として再構成されたことを特徴とするクライオスタット。
【請求項２】
前記円筒体は、複数の円筒体を組み合わせて屈曲するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクライオスタット。
【請求項３】
前記再構成された円筒体の外周には、補強部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクライオスタット。
【請求項４】
前記補強部材はリング状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のクライオスタット。
【請求項５】
前記補強部材は前記再構成された円筒体が貫通する穴が設けられた補強板であることを特徴とする請求項３に記載のクライオスタット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クライオスタットに関し、詳しくは、サーマルシールドの施工が容易に行える構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非破壊生体検査システムの一種に、極低温におけるジョセフソン効果を利用して脳などの生体磁気を計測するＳＱＵＩＤ（Superconducting Quantum Interference Device）磁束計測システムがある。
【０００３】
このようなＳＱＵＩＤ磁束計測システムでは、測定センサなどを冷却保持するために、従来から、図４に示すようなクライオスタットが用いられている。
【０００４】
図４において、クライオスタット１は、内槽２と外槽３によりその本体が形成されており、脳磁計に代表される生体磁気計測装置では極めて微弱な磁気信号を計測するためにそれらはたとえばガラス繊維強化プラスチック（Glass Fiber Reinforced Plastics、以下ＧＦＲＰと記す）を素材として形成されている。
【０００５】
内槽２は、有底円筒状の本体部２ａと、本体部２ａの上部に本体部２ａよりも径を絞られて形成された円筒状のネック部２ｂとからなり、本体部２ａの底部は人の頭部に適合するように円弧状に形成されている。
【０００６】
内槽２の円弧状底部の内面には、生体検査用のセンサ（ＳＱＵＩＤセンサアレー）４がネック部２ｂより内槽２の本体部２ａ内に挿入されて放射状に設けられている。内槽２の内部にはこのセンサ４を冷却する冷媒として例えば液体ヘリウムがネック部２ｂより充填されていて、ネック部２ｂの内部には断熱材５が設けられている。
【０００７】
外槽３は内槽２を内包するように形成され、外槽３の内壁と内槽２の外壁との間には真空層６が形成されている。また、外槽３の側面には真空層６に連通する真空引口３ａが形成され、外槽３の底部は内槽２の円弧状の底部を囲むように形成されて、その外部に脳磁計測部３ｂが形成されている。
【０００８】
内槽２のネック部２ｂの外周面には、ドーナツ状の高温用の第１のサーマルアンカ７ａと低温用の第２のサーマルアンカ７ｂが、真空層６内に位置するようにして、順次下方に固着されている。これらのサーマルアンカ７ａ，７ｂは、例えば銅などで形成された熱伝導率が高く、かつ熱容量の高い熱溜めである。
【０００９】
これらサーマルアンカ７ａ，７ｂには、それぞれ例えば銅からなるメッシュ状で外部からの輻射熱をシールドするサーマルシールド８ａ，８ｂの一端が熱伝導可能に固着され、サーマルシールド８ｂを内側、サーマルシールド８ａを外側として内槽２を順次取り囲むように真空層６内に配置されている。
【００１０】
サーマルシールド８ｂの他端は内槽２の円弧状の底部近傍の真空層６内においては人の頭部に適合する円弧状に形成され、サーマルシールド８ａの他端は内槽２の円弧状の底部近傍まで直線状に形成されている。
【００１１】
このように構成されたクライオスタットにおける、外部からの熱の侵入を防止するサーマルシールド効果について説明する。内槽２内の液体ヘリウムは、外部からの放射や伝導による侵入熱で少しずつ蒸発し、蒸発したヘリウムはネック部２ｂと断熱材５の隙間を上昇する。その際にネック部２ｂが冷却され、ガスが熱を吸収して熱交換が行われる。
【００１２】
ネック部２ｂが冷却されると、ネック部２ｂに固着された２段構成のサーマルアンカー７ａ，７ｂが冷却されるとともに、端部がサーマルアンカー７ａ，７ｂに固着された２重構成のサーマルシールド８ａ，８ｂも冷却され、外槽３の外部から侵入する輻射熱を吸収する。この輻射熱の吸収により、外部から内槽２への熱の侵入を防止するサーマルシールド効果が得られる。
【００１３】
なお、高温用のサーマルシールド８ａは例えば１００〜１８０Ｋと比較的温度が高く、低温用のサーマルシールド８ｂは２０〜５０Ｋと低く設定されている。そして、これら内槽２とサーマルシールド８ａ，８ｂと外槽３との隙間には、アルミを蒸着したスーパーインシュレーションと呼ばれるフィルム状の薄膜（図示せず）を互いに接触しないように多数枚挟み込み、多重の熱シールドを実現することで輻射による熱侵入を極めて低くするようにしている。
【００１４】
ところで、このようなクライオスタットは、内槽２が極低温にさらされることや、外槽３の内壁と内槽２の外壁との間には高い真空度を保持しなければならないことなどから、内槽２および外槽３とも円筒状の容器を組み合わせて製作されている。
【００１５】
図４に示すクライオスタットの製造工程は、たとえば以下のようになる。
１）内槽２
２）サーマルシールド８ｂ
３）サーマルシールド８ａ
４）別途製作の外槽３との組み合わせ
【００１６】
ところが、クライオスタットには、生体磁気計測装置の測定目的に応じて、図５のようにセンサ４が取り付けられる内槽２と外槽３の端部が他端に対して屈曲するように形成されたものもある。
【００１７】
特許文献１には、図４のような構成のクライオスタットについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００２−２４６６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、図５のような複雑な形状のクライオスタットにおいて、図４と同様に円筒状の容器を組み合わせて別途製作した外槽３を組み合わせて構成することは困難であり、サーマルシールド８ａ，８ｂを組み込むことはさらに困難である。
【００２０】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、複雑な形状であっても比較的容易に製造できる構造を有するクライオスタットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
極低温の冷媒が充填される内槽を内包するように形成された外槽の少なくとも一部が円筒体で形成されたクライオスタットにおいて、
前記円筒体は軸方向に沿って少なくとも２分割された分割片が円筒体として再構成されたことを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のクライオスタットにおいて、
前記円筒体は、複数の円筒体を組み合わせて屈曲するように構成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のクライオスタットにおいて、
前記再構成された円筒体の外周には、補強部材が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載のクライオスタットにおいて、
前記補強部材はリング状に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項３に記載のクライオスタットにおいて、
前記補強部材は前記再構成された円筒体が貫通する穴が設けられた補強板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、測定値の変化に応じた測定レンジのレンジアップ／レンジダウンを高速処理できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の概念説明図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図４】従来のクライオスタットの一例を示す構成図である。
【図５】従来のクライオスタットの他の例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の概念説明図であって、図４に示したクライオスタットのたとえば外槽３として用いられる円筒体Ｃを示したものであり、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は切断図である。
【００２９】
円筒体ＣはＧＦＲＰで構成されていて、端面のほぼ直径方向に対応した（Ａ）に破線で示す切断線ＣＬ１、ＣＬ２に沿って軸方向に切断することにより、（Ｂ）に示すように左片Ｃ１と右片Ｃ２に分割される。
【００３０】
このように２分割された円筒体Ｃを外槽３として用いて図４に示すような直管形のクライオスタットを組み立てる製造工程は、以下のようになる。
１）内槽２
２）サーマルシールド８ｂ
３）サーマルシールド８ａ
４）左片Ｃ１と右片Ｃ２に分割されている円筒体Ｃの外槽３として再構成
【００３１】
左片Ｃ１と右片Ｃ２に分割されている円筒体Ｃを、内槽２、サーマルシールド８ｂおよびサーマルシールド８ａを内包する円筒状の外槽３として再構成するのにあたっては、左片Ｃ１の切断面ＣＰ１１、ＣＰ１２と対向する右片Ｃ２の切断面ＣＰ２１、ＣＰ２２を重ね合わせてＧＦＲＰとの親和性が高く気密性も優れた接着剤で接着したり、これら切断面間にＯリングを挟んで接合する。
【００３２】
内槽２の外周にサーマルシールド８ｂおよびサーマルシールド８ａを組み込むのにあたり、従来のように一体化された円筒状の外槽３を用いた場合には全周において所定の間隙が保たれるように全体の外形仕上がりを意識しなければならず、かなりの調整工数を必要としていたが、本発明のように２分割された円筒体Ｃを外槽３として用いることにより、円筒体Ｃの分割片ごとに部分的な微調整が行えることから、結果的には全体の組み立て調整工数を削減できる。
【００３３】
図２は本発明の他の実施例を示す構成図であり、図５のような屈曲管形のクライオスタットに適用したものであって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は部分断面図であり、図５と共通する部分には同一の符号を付けている。
【００３４】
図２において、外槽３は、２本の２点鎖線Ｌ１、Ｌ２で示す分割線に沿って分割された３つの部品Ｐ１〜Ｐ３を組み合わせて一体化することにより構成されている。なお、これら３つの部品Ｐ１〜Ｐ３は、ＧＦＲＰで形成されている。
【００３５】
具体的には、部品Ｐ１とＰ２は一端が軸方向に対して斜めに切断され他端は軸方向に対して直角に切断された円筒体であり、これら部品Ｐ１とＰ２は、図１と同様に、２分割された左片と右片が円筒体の外槽３として再構成されたものである。
【００３６】
部品Ｐ３は、図示しない被検体の頭部が挿入されるヘルメット部であり、円筒体の外槽３として再構成された部品Ｐ２の端部に接着あるいは結合により外槽３として一体化される。
【００３７】
図２に示す屈曲管形のクライオスタットを組み立てる製造工程は、以下のようになる。
１）内槽２
２）サーマルシールド８ｂ
３）サーマルシールド８ａ
４）部品Ｐ１を円筒体の外槽３の一部として再構成
５）部品Ｐ２を部品Ｐ１の端部に一体化して円筒体の外槽３の一部として再構成
６）部品Ｐ３を円筒体の端部に一体化して外槽３として再構成
【００３８】
このような構造にすることにより、形状が複雑なあらゆるクライオスタットを、比較的少ない工数で組み立てることができる。
【００３９】
図３も、本発明の他の実施例を示す構成図であり、接着あるいは結合により再構成された円筒体の外周にリング状の補強部材ＲＭを取り付けたものである。
【００４０】
円筒体を軸方向に沿って半分に切断したものを円筒体に再構成すると、引っ張り強度が低下することから、真空引きしたときに断面を広げる方向の力が加わることになる。そこで、円筒体の外周に補強部材ＲＭを取り付けて、円筒体の変形を防止する。
【００４１】
なお、補強部材ＲＭはリング状に限るものではなく、再構成された円筒体が貫通する穴が設けられた補強板であってもよい。
【００４２】
また、上記実施例では、脳磁計で用いるクライオスタットについて説明したが、これに限るものではなく、本発明は、各種のクライオスタットにも適用できるものである。
【００４３】
また、上記実施例では、円筒体を２分割する例について説明したが、形状によっては作業がしやすいように３分割以上にしてもよい。
【００４４】
以上説明したように、本発明によれば、複雑な形状であっても比較的容易に製造できる構造を有するクライオスタットが実現できる。
【符号の説明】
【００４５】
１  クライオスタット
２  内槽
２ａ  本体部
２ｂ  ネック部
３  外槽
４  センサ
６  真空層
７ａ，７ｂ  サーマルアンカ
８ａ，８ｂ  サーマルシールド
Ｃ  円筒体
ＣＬ１、ＣＬ２  切断線
Ｃ１  左片
Ｃ２  右片
ＣＰ１１、ＣＰ１２、ＣＰ２１、ＣＰ２２  切断面
ＲＭ  補強部材
Ｐ１〜Ｐ３  部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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