(57)【要約】【課題】極低温容器の支持に必要な力を外部真空容器が支えないようにすることで、外部真空容器を厚い材料から構成する必要がない支持構成を提供する。【解決手段】外部真空容器（４）内に支持された前記極低温容器（２）を有するクライオスタットにおいて、外部真空容器の外部表面上に取り付けられ、且つ、床設置用の脚として機能するべく構成された、極低温容器及び前記外部真空容器の重量を支持するための少なくとも１つのハウジング（２０）と、前記ハウジング内に設置された少なくとも２つの取り付け部（２６、３０）と、上部支持要素（２２）及び下部支持要素（２３）である少なくとも２つの支持要素（２２、２３）とを備え、前記少なくとも２つの支持要素（２２、２３）は、前記個別の取り付け部（２６、３０）と前記極低温容器上の個別の取り付け部の間の前記外部真空容器の表面内の孔（３２）を通じて延長してなるものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部真空容器（４）内に支持された前記極低温容器（２）を有するクライオスタットにおいて、
前記外部真空容器の外部表面上に取り付けられ、且つ、床設置用の脚として機能するべく構成された、極低温容器及び前記外部真空容器の重量を支持するための少なくとも１つのハウジング（２０）と、
前記１つ又は複数のハウジング内に設置された少なくとも２つの取り付け部（２６、３０）と、
上部支持要素（２２）及び下部支持要素（２３）である少なくとも２つの支持要素（２２、２３）とを備え、
前記下部支持要素は、前記極低温容器上においては、相対的に高いところ（２８）に取り付けられ、且つ、前記ハウジング内においては、相対的に低いところに位置する取り付け部（３０）に取り付けられており、
前記上部支持要素は、前記極低温容器上においては、相対的に低いところ（２４）に取り付けられ、且つ、前記ハウジング内においては、相対的に高いところに位置する取り付け部（２６）に取り付けられており、
前記少なくとも２つの支持要素（２２、２３）は、それぞれ、支持要素が圧縮力又は張力によって保持され、これにより、前記極低温容器の重量の少なくとも一部を支えるように、前記個別の取り付け部（２６、３０）と前記極低温容器上の個別の取り付け部の間の前記外部真空容器の表面内の孔（３２）を通じて延長されており、
前記外部真空容器は、その内部が真空状態とされ、前記１つ又はそれぞれのハウジングは、前記１つ又はそれぞれの孔上において、前記外部真空容器内の前記真空を維持するべく十分な気密性を有するように構成され、且つ、前記外部真空容器に対してシールされていることを特徴とするクライオスタット。
【請求項２】
２つのハウジングを備え、各ハウジングが、前記外部真空容器の一側に沿って延長していることを特徴とする請求項１記載のクライオスタット。
【請求項３】
複数のハウジングを備え、各ハウジングが、前記外部真空容器のそれぞれの側に沿って延長していることを特徴とする請求項１記載のクライオスタット。
【請求項４】
前記１つ又は複数の支持要素は、引っ張りバンド、引っ張りロッド、ストラップ、圧縮支柱の内の少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のクライオスタット。
【請求項５】
前記極低温容器と前記外部真空容器の間に配設された熱放射シールド（３）を更に備えており、前記熱放射シールドには、前記支持要素が通過するべく、複数の孔を設けてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のクライオスタット。
【請求項６】
前記熱放射シールド（３）は、前記支持要素の内の少なくとも１つによって支持されていることを特徴とする請求項５記載のクライオスタット。
【請求項７】
前記熱放射シールド（３）は、上部支持要素（２２）及び下部支持要素（２３）である少なくとも２つの支持要素（２２、２３）によって支持されており、
前記下部支持要素は、前記熱放射シールド上においては、相対的に高いところ（２８）に取り付けられ、且つ、前記ハウジング内においては、相対的に低いところに位置する取り付け部（３０）に取り付けられており、
前記上部支持要素は、前記熱放射シールド上においては、相対的に低いところ（２４）に取り付けられ、且つ、前記ハウジング内においては、相対的に高いところに位置する取り付け部（２６）に取り付けられており、
前記少なくとも２つの支持要素（２２、２３）は、それぞれ、支持要素が圧縮力又は張力によって保持され、これにより、前記熱放射シールドの重量の少なくとも一部を支えるように、前記個別の取り付け部（２６、３０）と前記極低温容器上の個別の取り付け部の間の前記外部真空容器の表面内の孔（３２）を通じて延長されていることを特徴とする請求項５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、容器内に物品を支持するための構成に関するものであり、更に詳しくは、外部真空容器内に極低温容器を支持するための構成に関するものである。このような構成は、磁気共鳴画像（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）や核磁気共鳴（Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：ＮＭＲ）システムなどの画像システムに使用される磁石を収容するのに有用である。但し、本発明は、真空状態の外部容器内に極低温容器を支持することを要するあらゆるアプリケーションに対して適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
図１は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）又は磁気共鳴画像（ＭＲＩ）システムにおける従来のソレノイド磁石の構成断面図を示している。超伝導線からなるいくつかのコイルが巻枠１上に巻き付けられている。巻き付けられたコイルは、極低温液冷媒２ａによって、その沸点で少なくとも部分的に充填され、極低温容器２内に収容されている。これにより前記コイルは、その臨界点未満の温度に保持される。
【０００３】
又、図１には、外部真空容器４及び熱シールド３も示されている。周知のように、これらは、通常、極低温液冷媒２ａを収容している極低温容器２を周囲の雰囲気から熱的に絶縁するべく機能している。外部真空容器４と熱シールド３の間の空間には、固体絶縁体５を配設することもある。画像形成の対象である患者又はその他の物体にアクセスできるように、特定寸法の中央ボア４ａが設けられている。
【０００４】
従来においては、極低温容器の重量を支持するべく、極低温容器２と外部真空容器４の間には、いくつかの支持要素７が接続されている。これらは、引っ張りバンド、引っ張りロッド、ストラップ、圧縮支柱、又はこの目的に適合した任意の既知の要素であり得る。これらの要素は、非常に小さな熱伝導率を具備する必要がある。これは、通常、周辺温度である外部真空容器４から極低温容器２への熱の流入を極小化するために重要である。支持要素は、通常、熱シールド３の孔を貫通している。熱シールド３を支持するべく、類似の又は代替支持構成を備えることができる。
【０００５】
出願係属中の特許文献１は、このようなシステムに使用される支持ストラップの特に有利な構成について記述している。
【０００６】
通常、床設置型のシステムは、システム全体の重量を支持するべく、外部真空容器に装着された設置脚６（又は、これに類似したもの）を必要とすることになる。
【０００７】
従来の構成の欠点の１つは、外部真空容器４が、極低温容器２及びその内容物を支持するのに必要なすべての力を支えなければならないという事実に起因している。外部真空容器４は、図示のシステム内における最大のコンポーネントであり、且つ、このような大きな荷重を支持するべく、厚い材料から製造しなければならない。
【０００８】
【特許文献１】英国特許出願公開第２４２６５４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、極低温容器（又は、その他の支持対象の装置）を支持するのに必要な力を外部真空容器が支えないようにすることにより、外部真空容器を厚い材料から構成する必要がないような支持構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、特許請求の範囲に記載されたような構成を備えることにより、前記課題は解決される。その代表的な構成としては、「外部真空容器（４）内に支持された前記極低温容器（２）を有するクライオスタットにおいて、前記外部真空容器の外部表面上に取り付けられ、且つ、床設置用の脚として機能するべく構成された、極低温容器及び前記外部真空容器の重量を支持するための少なくとも１つのハウジング（２０）と、前記１つ又は複数のハウジング内に設置された少なくとも２つの取り付け部（２６、３０）と、上部支持要素（２２）及び下部支持要素（２３）である少なくとも２つの支持要素（２２、２３）とを備え、前記下部支持要素は、前記極低温容器上においては、相対的に高いところ（２８）に取り付けられ、且つ、前記ハウジング内においては、相対的に低いところに位置する取り付け部（３０）に取り付けられており、前記上部支持要素は、前記極低温容器上においては、相対的に低いところ（２４）に取り付けられ、且つ、前記ハウジング内においては、相対的に高いところに位置する取り付け部（２６）に取り付けられており、前記少なくとも２つの支持要素（２２、２３）は、それぞれ、支持要素が圧縮力又は張力によって保持され、これにより、前記極低温容器の重量の少なくとも一部を支えるように、前記個別の取り付け部（２６、３０）と前記極低温容器上の個別の取り付け部の間の前記外部真空容器の表面内の孔（３２）を通じて延されており、前記外部真空容器は、その内部が真空状態とされ、前記１つ又はそれぞれのハウジングは、前記１つ又はそれぞれの孔上において、前記外部真空容器内の前記真空を維持するべく十分な気密性を有するように構成され、且つ、前記外部真空容器に対してシールされていることを特徴とする。」
【００１１】
本発明の上記並びに更なる目的、利点、及び特徴については、添付の図面と共に、本発明の実施例に関する以下の説明を参照することにより、より一層明らかとなろう。
【００１２】
本発明によれば、極低温容器の支持は、引っ張りバンド、引っ張りロッド、ストラップ、圧縮支柱、又はこの目的に適合した任意の既知の要素によって提供されている。具体的には、これらの要素は、極低温容器２と、外部真空容器の外部表面上に提供されたハウジングの間に接続されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図２は、本発明の原理を概略的に示しており、この場合には、脚２０の形態においてハウジングが提供されており、これにより、本システムの床への設置を提供すると共に、極低温容器と外部真空容器の重量の少なくとも一部を支持している。いくつかの実施例においては、外部真空容器４のそれぞれの側部に沿って単一のハウジング（脚）を備えている。代替実施例においては、外部真空容器４のそれぞれの側部に沿った選択された位置に複数のハウジング（脚）を配置可能である。これらの位置は、システム全体の床による支持と、外部真空容器４内における極低温容器２の支持の許容可能な組み合わせを提供するべく、選択されることになる。
【００１４】
図２に示されるように、本発明の支持構造は、通常、複数の上部支持要素２２及び複数の下部支持要素２３を含む。上部支持要素２２は、極低温容器上の相対的に低い取り付け部２４とハウジング２０内の相対的に高い取り付け部２６の間を接続している。下部支持要素２３は、極低温容器上の相対的に高い取り付け部２８とハウジング２０内の相対的に低い取り付け部３０の間を接続している。
【００１５】
極低温容器と外部真空容器の相対的な動きを防止すると共に、極低温容器の重量の少なくとも一部を支持するべく、上部支持要素２２と下部支持要素２３のいずれか又は両方を張力によって（又は、圧縮力によって）支持するように構成することができる。
【００１６】
様々な支持要素は、すべての可能な方向における平行運動及び回転に対する支持及び抵抗力の許容可能な組み合わせを提供するべく、当業者に既知の方法によって決定され、算出された角度構成において配設される。それぞれの支持要素２２、２３は、相対的に高温である外部真空容器４から格段に低温である極低温容器２への熱伝導経路を形成しているため、使用する支持要素の数を最小限のものとすることが有利である。
【００１７】
実施例によっては、支持要素を平面的な構成で配置し、平行運動及び回転に対して必要な抵抗力を提供するのに必要な追加コンポーネントを備えることが有利な場合もある。
【００１８】
本発明の好適な実施例においては、支持要素２２、２３は、それぞれ、実際的な範囲において可能な限り、その熱抵抗を増大させ、且つ、これにより、それぞれの支持要素によって伝達される熱の流入を低減するべく構成されている。実際には、これは、下部支持要素２３が極低温容器上においては、高いところ２８に取り付けられ、且つ、ハウジング２０上においては、低いところ３０に取り付けられており、上部支持要素２３が、極低温容器上においては、低いところ２４に取り付けられ、且つ、ハウジング２０上においては、高いところ２６に取り付けられていることを意味することになる。
【００１９】
尚、図２に示されている構成は、外部真空容器４内において極低温容器２を支持するのに必要な支持要素しか示していないが、望ましくは、１つ又は複数の熱シールド３を支持するべく、類似の構成が提供されている。１つ又は複数のシールド３の重量は、極低温容器２及びその内容物よりも格段に小さいものであり、従って、外部真空容器４上における荷重の支持を回避することによって本発明の構成から得られる利点は、１つ又は複数のシールドに対して適用された場合には、あまり大きなものではない。但し、本発明の構成によれば、相対的に長く且つ大きな熱抵抗を有する支持要素２２、２３を使用することにより、１つ又は複数のシールドに対する熱の流入を制限することが可能である。又、極低温容器２が本発明に従って支持されている場合には、単一のシステム内において２つの異なるタイプの支持構成を提供するよりも、本発明の構成によって１つ又は複数のシールド３の支持を構成するほうが簡単である。任意の選択により、極低温容器２を支持している同一の支持要素２２、２３によって１つ又は複数のシールドを支持することが可能である。
【００２０】
図３は、本発明の一実施例によるハウジング２０の部分切取斜視図を示している。ハウジングは、極低温容器及び外部真空容器の重量の少なくとも一部を支持するべく、床設置用の脚として機能するように構成されている。図示のように、極低温容器２が外部真空容器４内に設けられている。２つの熱放射シールド３ａ、３ｂが設けられており、外部真空容器４と極低温容器２の間に配置されている。ハウジング２０は、外部真空容器４の外部表面上に設けられている。外部真空容器の壁には、孔３２が設けられており、引っ張りバンド２３ａ又はロッド２３ｂなどの支持要素が外部真空容器４の内部からハウジング２０の内部に通過できるようになっている。ハウジング２０は、その内部が真空状態となるため、高度な真空を維持するべく十分な気密性を有するように構成され、且つ、外部真空容器に対してシールされなければならない。
【００２１】
図示の実施例においては、ロッド支持要素２３ｂは、熱シールド３ａ、３ｂに装着されており、引っ張り支持バンド２３ａは、極低温容器２に装着されている。それぞれの熱放射シールドには、２３ａなどの支持要素による極低温容器の支持を実現するべく、孔が設けられなければならない。
【００２２】
取り付け部３０は、ロッド支持要素２３ｂに対する機械的な支持を提供している。バンド２３ａなどのその他のタイプの支持部材は、適宜、代替取り付け部を必要とすることになる。尚、下部支持部材２２用の取り付け部２６が示されているが、この図面には、わかりやすくするべく、下部支持部材は示されていない。
【００２３】
本発明によれば、いくつかのハウジング２０が設けられており、支持部材は、外部真空容器の表面上に取り付けられたハウジング２０に装着されている支持部材によって極低温容器を支持できるように、構成されている。この結果、極低温容器を機械的に支持するのに必要な力を外部真空容器が支える必要がないため、外部真空容器自体を薄く且つ軽い材料から構成することができる。ハウジング２０は、従来の解決手段におけるような構造的に補強された外部真空容器と比べて、厚く且つ強力ではあるが相対的に安価であって製造が容易な材料から構成される。
【００２４】
本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）又は磁気共鳴画像（ＭＲＩ）システムにおける超伝導磁石を収容するのに使用されるものなどの外部真空容器内における極低温容器及び／又は１つ又は複数の熱シールドの有利な熱抵抗を有する支持方式を提供している。
【００２５】
本発明によれば、極低温容器及び／又は１つ又は複数の熱シールドを支持する荷重は、外部真空容器の外部表面上に取り付けられたハウジングによって支えられている。又、このハウジングは、（いずれにしても必要となるコンポーネントである）床設置用の脚としても機能するべく構成されている。この結果、極低温容器及び／又は１つ又は複数の熱シールドを支持するための十分な強度を必要とすることなしに、外部真空容器を、その独自の重量及び外部雰囲気の圧力を支えるに十分な強度を有するように適宜製造可能である。従来の構成においては、厚い壁、又はバトレスなどの強化構成、又はダブラープレートによって外部真空容器を強化することが必要であると考えられている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】核磁気共鳴（ＮＭＲ）又は磁気共鳴画像（ＭＲＩ）システムにおける従来のソレノイド磁石の構成断面図である。
【図２】本発明の原理を概略的に示す図である。
【図３】本発明の一実施例による支持構成の特定部分の切取斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
２  極低温容器
３  熱放射シールド
４  外部真空容器
２０  ハウジング
２２  上部支持要素
２３  下部支持要素
２４、２６、２８、３０  取り付け部
３２  孔
【図１】
2008034846.tif 000003
【図２】
2008034846.tif 000004
【図３】
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