(57)【要約】【課題】励磁中又は励磁後の定常運転中にクエンチ現象の発生が防止される超電導磁石装置を提供する。【解決手段】超電導磁石装置(10)が、通電により静磁場を発生する超電導コイル(20)と、超電導コイル(20)を浸漬しコイル線材の臨界温度よりも低温に冷却する冷媒(L)を保持する冷媒容器(11)と、超電導コイル(20)に励磁電流を通じさせる励磁装置(27)が接続する中継端子(25)と、励磁電流を上昇させている期間に超電導コイル(20)を摂動させる摂動付与手段(30)とを、備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久電流を循環させて静磁場を誘導する超電導コイルと、
前記超電導コイルを浸漬し前記永久電流が維持される臨界温度よりも低温に冷却する冷媒を保持する冷媒容器と、
前記超電導コイルに励磁電流を通じさせる励磁装置が接続する中継端子と、
前記励磁電流が通じている期間に前記超電導コイルに摂動を付与する摂動付与手段とを、備えることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超電導磁石装置における前記摂動付与手段は、
前記超電導コイルに変動磁場を付与するソレノイドであることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項３】
請求項２に記載の超電導磁石装置における前記ソレノイドは、
前記超電導コイルの巻き線が巻回しているボビンに固定されていることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項４】
請求項２に記載の超電導磁石装置における前記ソレノイドは、
前記冷媒容器の内側に固定されていることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項５】
請求項２に記載の超電導磁石装置における前記ソレノイドは、
前記冷媒容器の外側に固定されていることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項６】
請求項１に記載の超電導磁石装置における前記摂動付与手段は、
前記超電導コイルの巻き線が巻回しているボビンに立設するとともに先端に当接鍔が設けられている固定軸と、
前記当接鍔から前記ボビンまでの間を前記固定軸に沿って可動するとともにその軸周りにソレノイドが巻回している可動筒とを、有する弾性波発生器であることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項７】
請求項１に記載の超電導磁石装置における前記摂動付与手段は、
前記冷媒容器に保持されている冷媒を、前記超電導コイルの巻回方向に流動させる流動ポンプであることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項８】
請求項１に記載の超電導磁石装置における前記摂動付与手段は、
前記冷媒容器に保持されている冷媒に、音響波を付与する液中スピーカであることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項９】
請求項１に記載の超電導磁石装置における前記摂動付与手段は、
前記超電導コイルの巻き線が巻回しているボビンに設けられている超音波探触子であることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の超電導磁石装置における前記摂動付与手段は、
前記超電導コイルの近傍に配置される磁性体と、
前記磁性体を変位させる駆動手段とを、有する磁性駆動体であることを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項１１】
永久電流を循環させて静磁場を誘導する超電導コイルと、
前記超電導コイルを浸漬し前記永久電流が維持される臨界温度よりも低温に冷却する冷媒を保持する冷媒容器と、
前記超電導コイルに励磁電流を通じさせる励磁装置が接続する中継端子とを、備える超電導磁石装置の励磁方法であって、
前記励磁電流が通じている期間に前記超電導コイルに摂動を付与することを特徴とする超電導磁石装置の励磁方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導コイルに電流を通電して静磁場を発生させる超電導磁石装置の技術分野に属し、特に、この超電導磁石装置の非励磁状態から定格までの励磁操作中又は定格励磁中に超電導状態が破壊するクエンチ現象の発生を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
クエンチ現象とは、超電導状態にある超電導コイルが、熱的、電磁気的又は機械的擾乱を受けて、その一部が常電導状態に転移すると、通電電流がその一部において電気抵抗を受けて発熱するとともに常電導領域がその全体に一気に拡大する現象をいい、結果として超電導コイルの冷媒（液体ヘリウムなど）が急激に気化してしまう。
一般的に超電導コイルを励磁させる手順としては、常温に置かれた超電導コイルを冷媒に浸漬し、超電導／常電導の転移温度（臨界温度）よりも低温に冷却した後に、この超電導コイルに励磁電流を通じさせることにより行う。
【０００３】
この励磁電流を定格電流まで上昇させる励磁操作期間又は定格電流に到達した後の定格励磁中の期間において、超電導コイルを構成する巻き線が、数μｍ程度でも動いて安定位置に移動したとする。すると、この移動に伴って、当該移動が生じた超電導コイルの部分において一時的に臨界温度を超えることがあり、前記したようなクエンチ現象のきっかけとなる。
【０００４】
なお、超電導コイルを定格まで励磁する工程において一度クエンチ現象が発生すると、その衝撃により巻き線が安定位置に移動して、次回のクエンチ現象を発生させる電流値が上昇するトレーニング効果が認められることが知られている。
このため超電導磁石装置の励磁操作中に超電導コイルに何回かのクエンチを経験させてトレーニングを行いながら、定格値に到達させることが行われている。但し、クエンチ現象は、高価な冷媒（液体ヘリウムなど）を大量に消費したり、冷媒容器の内圧を急激に上昇させたりするのでコスト面・安全面において問題がある。
よって、超電導磁石装置の励磁操作の期間を通してクエンチ現象の発生を防止する技術が求められている。
【０００５】
超電導磁石装置におけるこのようなクエンチ現象を防止する従来技術として次のようなものが公知である。
すなわち超電導コイルに外部磁場又は遠心力を加え、巻き線に過負荷を付与しながら、この超電導コイルを励磁する技術が知られている（例えば、特許文献１）。この特許文献１の出願時点では、過大な電磁力をコイルに与えるとトレーニング効果が得られという経験則が知られており、この経験則に基づいて外部磁場による電磁力または遠心力を加えることにより、クエンチを起こさずにトレーニングすることを目指している。
【０００６】
また、超電導コイルを励磁させた後に消磁させるといったサイクルを少なくとも３回以上繰り返す技術が知られている（例えば、特許文献２）。この特許文献２の発明によれば、クエンチ現象のきっかけを、巻き線の移動や巻き線間に充填される樹脂割れ等による不可逆的要因と、超電導コイルとボビンとの滑りによる可逆的要因とに分類した場合、前者の不可逆的要因によるクエンチ現象を防止することができるとしている。
【特許文献１】特開平２−２９６３０５号公報
【特許文献２】特開２００６−３２４４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示されている技術を適用して超電導コイルをトレーニングするには、被トレーニングコイルの定格磁場に対して十分に過大な電磁力を発生できる外部磁場を使用する必要がある。超電導コイルの巻き線全体を少ない回数でトレーニングするための外部コイルの発生磁場を大きくする必要があるため、外部コイルも超電導コイルにとなり、外部磁場発生装置が大掛かりなものになってしまう。同様に、巻き線に遠心力を作用させてトレーニングする場合でも、大きな遠心力を得るために超高速回転が必要となり回転設備は非常に大掛かりなものとなってしまう。
【０００８】
また、外部磁場の発生源として常電導コイルや永久磁石を使用する場合には、外部磁場強度が小さいため外部磁場発生源の極めて近傍にある巻き線しかトレーニングできない。このため、超電導コイルを収めた真空容器の内部に外部磁場発生源を配置し、その配置場所を移動しながら何回もトレーニングを行わなければならない。このため、真空容器内部で常電導コイルや永久磁石の位置を操作する複雑な仕掛けが必要となってしまう。
さらに、特許文献１に開示されているのは、過大な電磁力を与えただけでトレーニング効果が得られるという経験則に基づいた技術である。特許文献１の出願時点では、過大な電磁力を加えた結果が、どのように作用して、何故クエンチ現象を回避できるのかが明確化されておらず、クエンチ現象の発生を完全に回避してトレーニング効果を得ることは困難だったという問題がある。
【０００９】
また特許文献２に開示されている技術を適用する場合、定格まで電流を上昇させ定格励起状態になった後のクエンチ現象を抑制する効果が得られるが、超電導コイルを一回目に定格まで励磁する途中の過程におけるクエンチ現象の発生を防止できない問題がある。さらに、前記した可逆的要因によるクエンチを防止することができない問題がある。
【００１０】
本発明は、前記した問題を解決することを課題とし、非励磁状態から定格までの励磁操作中又は定格励磁中の超電導コイルにおいてクエンチ現象の発生が防止される超電導磁石装置及びその励磁方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記した課題を解決するために本発明は、超電導磁石装置において、通電時に静磁場を誘導する超電導コイルと、前記超電導コイルを浸漬し前記永久電流が維持される臨界温度よりも低温に冷却する冷媒を保持する冷媒容器と、前記超電導コイルに励磁電流を通じさせる励磁装置が接続する中継端子と、前記励磁電流が通じている期間に前記超電導コイルに摂動を付与する摂動付与手段とを、手段として備えることを特徴とする。
【００１２】
係る手段から発明が構成されることにより、非通電状態から定格電流まで通電電流を上昇させている期間（すなわち、励磁操作中（又は着磁中））に、摂動付与手段の作用によって超電導コイルは安定位置に向かって小刻みに移動することになる。このような超電導コイルの一回の小刻み移動に伴って放出される熱エネルギーは微小であるとともに、安定位置に至るまでに摩擦エネルギーが小刻みに時間をかけて放出されることになる。
【００１３】
超電導コイルの巻き線が、電磁力の働いていない励磁初期の位置から電磁力がかかった状態での安定位置まで一気に移動すると、この長距離移動での発熱量が大きいためクエンチが発生しやすくなる。一方、本発明での移動は小刻みなので、一回の小刻み移動での発熱量は微小であり、この微小発熱は冷媒によって即座に冷却されるので、当該部分の温度が臨界温度を超えることはない。このように、本発明ではクエンチ回避の方法が明確化されているので、特許文献１に記載の技術よりも小規模な手段で、より確実にクエンチを回避できる。
【００１４】
また、従来技術では、定格まで通電電流を上昇させた時点でも巻き線が安定位置に移動を完了していない可能性がある。この場合には、定格状態に到達してから、ある程度の時間が経過した後に、突然、巻き線が安定状態に移動してクエンチを発生させることがあった。これに対し、本発明では、励磁初期から通電電流の上昇に伴って、随時、コイルを小刻みに移動させているので、通電電流が定格に到達した時点で巻き線の安定位置への移動は概ね完了している。したがって、定格電流到達後に巻き線が移動して発熱を伴うようなことは起こらない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、定格までの励磁操作の過程にある超電導コイル又は定格励磁中の超電導コイルにおいて、クエンチ現象の発生が防止される超電導磁石装置及びその励磁方法が提供されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に縦断面が示されている第１実施形態に係る超電導磁石装置１０は、冷媒容器１１と、第１超電導コイル２０ａ及び第２超電導コイル２０ｂ（以下、両者を区別する必要が無いときは単に「超電導コイル２０」と記載する）と、励磁装置２７が接続する中継端子２５ａ，２５ｂ（以下、両者を区別する必要が無いときは単に「中継端子２５」と記載する）と、ソレノイド（摂動付与手段）３０ａ，３０ｂ（以下、両者を区別する必要が無いときは単に「ソレノイド３０」と記載する）と、を構成に含むものである。
このように構成される超電導磁石装置１０は、励磁装置２７により励磁操作を行って超電導コイル２０に通電し、超電導コイル２０の中心軸方向（図２中のＺ軸方向）に静磁場を形成させるものである。
【００１７】
冷媒容器１１は、超電導コイル２０が超電導状態を示す臨界温度よりも沸点が低い冷媒Ｌ（例えば、液体ヘリウム）を、その内部に貯留するものである。
さらに、冷媒容器１１は、この冷媒Ｌに超電導コイル２０が浸漬するように、支持部材１２を介してこの超電導コイル２０を内部で支持している。この支持部材１２は、超電導コイル２０の全重量を支持するのに充分な強度を有しつつ、超電導コイル２０から冷媒容器１１への冷熱リークが極力少なくなるように設計されている。
なお、図示される冷媒容器１１は、一対の第１超電導コイル２０ａ及び第２超電導コイル２０ｂが共に浸漬されたものが例示されているが、このような形態に限定されるものではない。つまり、冷媒容器１１は、これら超電導コイル２０の中空部分や、二つの超電導コイル２０を隔てる部分に空間が形成されるような構成もとりうる。
【００１８】
第１超電導コイル２０ａは、筒状体の両端が鍔状に形成されているボビン２１ａに巻き線２２ａが巻回することにより構成されている。同様に、第２超電導コイル２０ｂも、筒状体の両端が鍔状に形成されているボビン２１ｂに巻き線２２ｂが巻回することにより構成されている。なお以下において、ボビン２１ａ，２１ｂは両者を区別する必要が無いときは単に「ボビン２１」と記載する
そして、第１超電導コイル２０ａと第２超電導コイル２０ｂとは、互いの中心軸を一致させた配置をとるものであり、図１に示されるように両者が連結した構成をなす場合もあるし、図２に示されるように両者が離間した構成をなす場合もある。
なお前記した支持部材１２の先端はこのボビン２１ａ（２１ｂ）に固定されることにより超電導コイル２０の重量を支えている。
【００１９】
図１に戻って説明を続ける。
中継端子２５は、冷却容器１１の壁面を貫通して設けられ、この冷却容器１１の内側と外側とを電気的に連通させるものである。
そして、中継端子２５ａの冷却容器１１の内側端子には、第１超電導コイル２０ａの巻き線２２ａの一方の引出線２４ａが接続し、その外側端子には、励磁装置２７の出力端子に連絡する連絡線２６ａに接続している。
また、第１超電導コイル２０ａの巻き線２２ａの他方の引出線２３は、第２超電導コイル２０ｂの巻き線２２ｂの一方の引出線２３に接続している。
そして、中継端子２５ｂの冷却容器１１の内側端子には、第２超電導コイル２０ｂの巻き線２２ｂの他方の引出線２４ｂが接続し、その外側端子には、励磁装置２７の出力端子に連絡する連絡線２６ｂに接続している。
【００２０】
ところで、引出線２４ａと引出線２４ｂとの間には、図示しない永久電流スイッチ(Persistent Current Switch)が設けられている。
この永久電流スイッチは、後記するように超電導コイル２０に通電される励磁電流が定格値に到達したところで、引出線２４ａと引出線２４ｂとを冷媒Ｌ中のポイントで短絡するものである。
このように永久電流スイッチが動作することにより、超電導コイル２０に永久電流を循環させることができるので、超電導磁石装置１０から励磁装置２７を切り離すことが可能になる。。
【００２１】
励磁装置２７は、連絡線２６を介して中継端子２５に接続し、超電導コイル２０に励磁電流を通じさせるものである。この励磁装置２７は、次に説明する励磁操作が終了して超電導コイル２０に永久電流が循環するようになった後は、不要になるので超電導磁石装置１０から取り外されるものである。
【００２２】
ここで、図３のタイムチャートを参照して、超電導磁石装置１０（図１参照）の励磁操作を説明する。このタイムチャートは励磁装置２７から超電導コイル２０に対し通電される励磁電流の時間変化パターンを示している。
励磁装置２７は、時間ｔ０から通電を開始して、時間ｔ１に至るまでの間に超電導コイル２０に通電する励磁電流を０［Ａ］からＩｏｐ［Ａ］まで電流を増加させて定格稼動状態とする。そして、時間ｔ１以降は定格電流Ｉｏｐ［Ａ］を保持した状態で、前記した永久電流スイッチを動作させ、超電導コイル２０に永久電流を循環させる。
【００２３】
図４の概念図を参照して、励磁操作中に超電導コイル２０に作用する力を説明する。図４は図２における超電導コイル２０ａ，２０ｂのＲ−Ｚ断面を示し、巻き線２２に励磁電流Ｉが通電されている状態を示している。
このように巻き線２２に電流が流れると、ボビン２１に巻きつく方向の求心フープ力Ｆｒ、又は、巻き線２２の外周を覆うカバーに張り付く方向の遠心フープ力Ｆｒ’が働く。また、巻き線２２ａ，２２ｂの両方に電流が流れると、超電導コイル２０ａ，２０ｂが相互に引き合うコイル相互間引力Ｆｚ、又は、反発しあうコイル相互間斥力Ｆｚ’が働く。
【００２４】
そして、通電する励磁電流Ｉが増加するに従って、Ｚ軸方向に働くコイル相互間引力Ｆｚ又はコイル相互間斥力Ｆｚ’が大きくなるが、同時にＲ方向に働く求心フープ力Ｆｒ又は遠心フープ力Ｆｒ’による面圧も大きくなる。
このように通電する励磁電流Ｉが大きく面圧が大きい状態で巻き線２２が変位すれば、摺動摩擦による大きな摩擦エネルギを放出する可能性がある。
なお、以下においては、巻き線２２に働くコイル相互間引力Ｆｚと、フープ力Ｆｒとの寄与に着目して説明を行う。
【００２５】
図１に戻って説明を続ける。
ソレノイド（摂動付与手段）３０ａ，３０ｂ（適宜図２参照）は、超電導コイル２０が巻回しているボビン２１に固定され、励磁電流が通じている期間に超電導コイル２０に変動磁場を付与し超電導コイル２０を摂動させるものである。
ここで摂動とは、超電導コイル２０に対して小刻みな外力を付与して現位置から安定位置まで小刻みに移動させることをいう。
【００２６】
図３に示されるｔ０〜ｔ１期間の励磁操作中に超電導コイル２０からの誘導磁場と、ソレノイド３０が発振する変動磁場との相互作用により、ボビン２１には打撃力が与えられる。この衝撃で発生する弾性波はボビン２１を経由して巻き線２２にも伝播するのでボビン２１と巻き線２２の間で移動が発生しやすくなる。
【００２７】
図５（ａ）の概念図を参照して、励磁操作中に移動する超電導コイルの態様を説明する。この図５（ａ）は、巻き線２２に加わるコイル相互間引力Ｆｚと巻き線２２の下端の位置Ｚｎ（ｎ＝０，１，２…）の変化を模式的に示したものである。
励磁開始時に位置Ｚ０にあるとする。巻き線２２に電流が流れてコイル相互間引力Ｆｚが発生しても、巻き線２２とボビン２１の面間に摩擦力が発生しているので、直ちに巻き線２２が移動するとは限らない。この面間の最大摩擦係数をμとすると、最大摩擦力はμ×Ｆｒで表すことができる。Ｆｚがこの最大摩擦力より小さい間は、巻き線２２は移動しないので初期位置Ｚ０のままである。そして励磁電流Ｉが増加するにつれてＦｚ（ｚ＝１，２，３…）が増大しこの最大摩擦力より大きくなると、その瞬間に巻き線２２が位置Ｚ０からＺ１に変位し、さらにＺ２、Ｚ３へと変位していく。
【００２８】
図５（ｂ）のグラフ（比較例）を参照して、摂動付与手段３０を作動させない状態で励磁操作を行った場合の超電導コイル２０に作用する力Ｆｚとその位置Ｚとの関係を説明する。このとき、図５（ｂ）に示すように、巻き線２２とボビン２１との摺動面には、次式に相当する摩擦エネルギが放出される。
Ｅ１＝（Ｚ１−Ｚ０）×（Ｆ１−０）  （１）
【００２９】
巻き線２２が位置Ｚ１に移動してしばらくの間は、力Ｆｚは摩擦力μ×Ｆｒより小さいので、巻き線２２は位置Ｚ１で静止している。力ＦｚがＦ２になったときに摩擦力μ×Ｆｒより大きくなると、その瞬間に巻き線位置がＺ１からＺ２に移動する。このときに、巻き線２２とボビン２１の摺動面には、次式に相当する摩擦エネルギが放出される。
Ｅ２＝（Ｚ２−Ｚ１）×（Ｆ２−Ｆ１）  （２）
【００３０】
巻き線２２はこのように摺動を繰り返しながら変位していくが、励磁電流が大きくなるにしたがって放出する摩擦エネルギが大きくなり、巻き線２２を構成する超電導体の温度が上昇しクエンチを誘発する可能性が大きくなる。
【００３１】
図５（ｃ）のグラフ（実施例）を参照して、摂動付与手段３０を作動させた状態で励磁操作を行った場合の超電導コイル２０に作用する力Ｆｚとその位置Ｚとの関係を説明する。図５（ｃ）に示される実施例は、励磁電流の通電により発生する電磁力に起因する力Ｆｚと摩擦力以外に、摂動付与手段３０による打撃力が加わる場合を示したものである。
図５（ｃ）に示される実施例の場合、力ＦｚがＦ１の半分のＦ０．５程度であっても打撃力により、両者の力の合計が摩擦力μ×Ｆｒを一瞬でも越えれば、巻き線２２は位置Ｚ０から位置Ｚ１の半分の位置Ｚ０．５へ移動することになる。このときに、巻き線２２とボビン２１の摺動面には、次式に相当する摩擦エネルギが放出される。
Ｅ１ａ＝（Ｚ０．５−Ｚ０）×（Ｆ０．５−０）  （３）
【００３２】
徐々に大きくなっていく力Ｆｚに対して摩擦力により不安定な状態で辛うじて現位置に留っている巻き線２２は、比較的小さな打撃力により移動する。さらに、力ＦｚがＦ０．５からＦ１になると電磁力及び加わった打撃力により、両者の合計が摩擦力μ×Ｆｒを一瞬でも越えれば、巻き線２２は摺動して位置Ｚ０．５からＺ１へ移動することになる。このときに、巻き線２２とボビン２１の摺動面には、次式に相当する摩擦エネルギが放出される。
Ｅ１ｂ＝（Ｚ１−Ｚ０．５）×（Ｆ１−Ｆ０．５）  （４）
【００３３】
このように実施例では、比較例において１回で移動していた変位量を、電磁力以外の力が加わることにより小刻みに複数回（実施例では２回）にわけて移動している。この結果、実施例において１回の移動で放出されるエネルギＥ１ａ，Ｅ１ｂ…のそれぞれは、比較例において１回の移動で放出されるエネルギＥ１，Ｅ２…の半分以下に抑制できる。
【００３４】
このように本実施形態によれば、摂動付与手段（ソレノイド３０）が動作して超電導コイル２０に電磁力以外の打撃力が加わることによって、小刻みに摺動が起こる。そして、巻き線２２が一刻み変位するに当たりに放出されるエネルギは小さく、巻き線２２が現位置から安定位置に移動するのに伴い放出される摩擦エネルギは多分割して放出されることになる。よって、実施例では、比較例のように巻き線２２が現位置から安定位置に向かって移動する際に、大きな摩擦エネルギが一気に放出されることがないので、励磁操作中にクエンチの発生が抑制される。
【００３５】
（第２実施形態）
図６に示す概念図を参照して本発明に適用される摂動付与手段の第２実施形態である弾性波発生器４０の説明を行う。この弾性波発生器４０は前記したソレノイド３０と同じ位置に配置されている（適宜図１，図２参照）。
弾性波発生器４０は、図６（ａ）に示されるように、固定軸４２と、可動筒４３とを含んで構成される。
【００３６】
固定軸４２は、その一端の固定鍔４４においてボビン２１に固定され立設するとともに、その反対端に当接鍔４１が設けられている。
可動筒４３は、当接鍔４１からボビン２１までの間を固定軸４２に沿って可動するとともにその軸周りにソレノイドが巻回している。そしてこのソレノイドの両端の引出線は、固定軸４２と可動筒４３との相対位置に依存せず、摺動リード４５に電気的に接触している。
そして、この摺動リード４５は、配線により制御回路３２に連絡している。
【００３７】
図６（ｄ）に示すグラフは、弾性波発生器４０に対し制御回路３２から供給される電流の時間変化パターンを示すものである。ここで、図６（ａ）〜（ｄ）を参照して弾性波発生器４０の動作を説明する。
まず、図６（ｄ）に示されるように制御回路３２が電圧０で、弾性波発生器４０に対し電流が供給されていない状態では、可動筒４３は固定軸４２に対して任意位置に位置している（図６（ａ）では真中に位置している）。次に、制御回路３２から負電圧を付与すると、超電導コイル２０ａ，２０ｂの発する大きな磁場に反発して、可動筒４３は固定軸４２に沿って移動して当接鍔４１に当接した状態になる。
【００３８】
次に、制御回路３２から大きな正電圧を付与すると、可動筒４３は当接鍔４１から固定鍔４４に向かって固定軸４２に沿って高速で移動し、超電導コイル２０に向かって激しく衝突する。この衝突したときに発生する弾性波により、励磁操作中の超電導コイル２０の巻き線２２は、現位置から安定位置に向かって摺動する。このようにして発生させる弾性波の作用によりクエンチの発生を抑制することができる。なお、この第２実施形態は、超電導コイル２０に通電される励磁電流がある程度大きくなったときのクエンチ抑制に適した方法である。
【００３９】
また、第１実施形態のソレノイド３０と第２実施形態の弾性波発生器４０を組合わせた摂動付与手段を設置して、超電導コイル２０に通電する励磁電流が小さい状態ではソレノイド３０で摂動を与え、励磁電流が大きいときには弾性波発生器４０で摂動を与えることにより効果的に励磁操作中のクエンチを抑制することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
図７（ａ）に示す概念図を参照して本発明に適用される摂動付与手段の第３実施形態である流動ポンプ５１の説明を行う。
流動ポンプ５１は、冷媒容器１１に保持されている冷媒Ｌを、超電導コイル２０の巻回方向に流動させるものである。このように、流動ポンプ５１が動作することにより、超電導コイル２０は冷媒Ｌから流動振動を受けることとなり、巻き線２２は現位置から安定位置に向かって摺動する。
【００４１】
（第４実施形態）
図７（ｂ）に示す概念図を参照して本発明に適用される摂動付与手段の第４実施形態である液中スピーカ５２の説明を行う。
液中スピーカ５２は、冷媒容器１１に保持されている冷媒Ｌに、音響波を付与するものである。このように、液中スピーカ５２が動作することにより、超電導コイル２０は冷媒Ｌを媒介して音響波振動を受けることとなり、巻き線２２は現位置から安定位置に向かって摺動する。
【００４２】
（第５実施形態）
図７（ｃ）に示す概念図を参照して本発明に適用される摂動付与手段の第５実施形態である超音波探触子５３の説明を行う。
超音波探触子５３は、ボビン２１に固定されて巻き線２２に超音波を照射する。これにより巻き線２２は現位置から安定位置に向かって摺動する。
【００４３】
（第６実施形態）
図７（ｄ）に示す概念図を参照して本発明に適用される摂動付与手段の第６実施形態であるローカルコイル（ソレノイド）５４の説明を行う。
ローカルコイル５４は、冷媒容器１１（図１参照）の内側に固定されており、変動磁場を発生させて超電導コイル２０の巻き線２２を現位置から安定位置に向かって摺動させる。
【００４４】
（第７実施形態）
図８に示す超電導磁石装置の全体斜視図を参照して本発明に適用される摂動付与手段の第７実施形態であるループコイル５５ａ，５５ｂの説明を行う。
ループコイル（ソレノイド）５５ａ，５５ｂは、冷媒容器１１の外側に固定されており、変動磁場を発生させて超電導コイル２０の巻き線を現位置から安定位置に向かって摺動させる。
【００４５】
（第８実施形態）
図９に示す超電導磁石装置の縦断面図を参照して本発明に適用される摂動付与手段の第８実施形態である磁性駆動体５６ａ，５６ｂの説明を行う。
磁性駆動体５６ａ，５６ｂは、第１超電導コイル２０ａ及び第２超電導コイル２０ｂを隔てる空間に配置されるものであって、それぞれ磁性体５８（５８ａ，５８ｂ）と、駆動手段５７（５７ａ，５７ｂ）とを含んで構成されている。
【００４６】
磁性体５８は、超電導コイル２０の中心軸に対して略直交しかつ近接する位置に、配置されている。この磁性体５８は、超電導コイル２０の誘導磁場により大きく磁化する強磁性体であったり、永久磁石であったりする。
駆動手段５７は、磁性体５８を変位させるものであって、図示されるように、冷媒容器１１から磁性体５８の両端を支持するようにして配置されている。
なお、駆動手段５７は、図示されるように冷媒容器１１から磁性体５８を支持する構成をとる必要は特に無く、冷媒容器１１から他の部材で支持されている磁性体５８を単に加振するものであってもよい。
【００４７】
このように構成される磁性駆動体５６ａ，５６ｂが動作することで、この磁性駆動体５６ａ，５６ｂから発せられる変動磁場の影響を超電導コイル２０が受け、巻き線２２は、現位置から安定位置に向かって摺動することになる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る超電導磁石装置の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】第１実施形態における超電導磁石装置を構成する超電導コイル及び摂動付与手段の位置関係を示す斜視図である。
【図３】超電導磁石装置の励磁操作における通電電流の時間変化パターンを示すタイムチャートである。
【図４】励磁した超電導コイルに作用する力を説明する概念図である。
【図５】（ａ）は励磁操作中に移動する超電導コイルの態様を説明する概念図であって、（ｂ）は比較例として摂動付与手段を作動させない状態で励磁操作を行った場合の超電導コイルに作用する力Ｆｚとその位置Ｚとの関係を示すグラフであって、（ｃ）は実施例として摂動付与手段を作動させた状態の同関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明に適用される摂動付与手段の第２実施形態である弾性波発生器の動作を示す概念図であり、（ｄ）はこの弾性波発生器のソレノイドに対する通電電流の時間変化パターンを示すグラフである。
【図７】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明に適用される摂動付与手段の第３実施形態〜第６実施形態示す概念図であって、（ａ）は流動ポンプが示され（ｂ）は液中スピーカが示され（ｃ）は超音波探触子が示され（ｄ）は冷媒容器の内側に固定されているソレノイドを示している。
【図８】本発明に適用される摂動付与手段の第７実施形態であるループコイル（冷媒容器の外側に固定されているソレノイド）及び設置される超電導磁石装置を示す全体斜視図である。
【図９】本発明に適用される摂動付与手段の第８実施形態である磁性駆動体及び設置される超電導磁石装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    超電導磁石装置
１１    冷媒容器
１２    支持部材
２０，２０ａ  第１超電導コイル（超電導コイル）
２０，２０ｂ  第２超電導コイル（超電導コイル）
２１，２１ａ，２１ｂ  ボビン
２２，２２ａ，２２ｂ  巻き線
２５，２５ａ，２５ｂ  中継端子
２７    励磁装置
３０    ソレノイド（摂動付与手段）
４０    弾性波発生器（摂動付与手段）
４１    当接鍔
５１    流動ポンプ（摂動付与手段）
５２    液中スピーカ（摂動付与手段）
５３    超音波探触子（摂動付与手段）
５４    ローカルコイル（ソレノイド、摂動付与手段）
５５ａ，５５ｂ  ループコイル（ソレノイド、摂動付与手段）
５６ａ，５６ｂ  磁性駆動体（摂動付与手段）
５７    駆動手段
５８    磁性体
Ｉ      励磁電流
Ｌ      冷媒
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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