(57)【要約】【課題】本発明は超電導コイルを冷却する冷凍機を有した冷凍機冷却型超電導マグネット装置に関し、モータにより駆動される冷凍機により超電導コイルの冷却処理を行っても振動の発生を抑制することを課題とする。【解決手段】電源から供給される電力により励磁する超電導コイル１７Ａ，１７Ｂと、電源から供給される電力によりモータ１７Ａ，１７Ｂを回転させて超電導コイル１８を冷却するＧＭ冷凍機１３Ａ，１３Ｂとを有する冷凍機冷却型超電導マグネット装置において、前記超電導コイル１８が発生する磁場の方向と、前記モータ１７Ａ，１７Ｂの回転方向とを揃えた構成とすることにより、冷凍機冷却型超電導マグネット装置に発生する振動を抑制する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から供給される電力により励磁する超電導コイルと、
前記電源から供給される電力によりモータを回転させて前記超電導コイルを冷却する冷凍機とを有する冷凍機冷却型超電導マグネット装置において、
前記超電導コイルが発生する磁場の方向と、前記モータの回転方向とを揃えた構成としたことを特徴とする冷凍機冷却型超電導マグネット装置。
【請求項２】
電源から供給される電力により励磁する超電導コイルと、
前記電源から供給される電力によりモータを回転させて前記超電導コイルを冷却する冷凍機とを有する冷凍機冷却型超電導マグネット装置において、
前記超電導コイルが発生する磁場の方向に対し前記モータの回転方向が反対方向となる状態における前記モータの回転軸方向を基準方向とした場合、該モータの前記基準方向に対する取り付け角度θが０＜θ≦１８０°となるよう構成したことを特徴とする冷凍機冷却型超電導マグネット装置。
【請求項３】
電源から供給される電力により励磁する超電導コイルと、
前記電源から供給される電力によりモータを回転させることにより、内設されたディスプレーサを駆動して前記超電導コイルを冷却する冷凍機とを有する冷凍機冷却型超電導マグネット装置において、
前記ディスプレーサを非磁性材により構成したことを特徴とする冷凍機冷却型超電導マグネット装置。
【請求項４】
電源から供給される電力により励磁する超電導コイルと、
前記超電導コイルを冷却する冷凍機とを有する冷凍機冷却型超電導マグネット装置において、
前記冷凍機の駆動手段として流体モータを用いたことを特徴とする冷凍機冷却型超電導マグネット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍機冷却型超電導マグネット装置に係り、特に超電導コイルを冷却する冷凍機を有した冷凍機冷却型超電導マグネット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁場を利用した様々な測定装置がある中で、強力な磁場の発生が可能であり、操作の容易な冷凍機冷却型超電導マグネット装置がＶＳＭ（振動試料型磁力計）等の精密測定装置の構成部分として用いられている。冷凍機冷却型超電導マグネット装置は操作が容易である反面、内部にある超電導コイルを超電導状態に保ち磁場を発生させるため、冷凍機を稼動させる必要がある。
【０００３】
図８は従来の冷凍機冷却型超電導マグネット装置を示して折、また図９はこの冷凍機冷却型超電導マグネット装置とＶＳＭ（振動試料型磁力計）とを組み合わせた構成例を示している。
【０００４】
各図に示されるように、冷凍機冷却型超電導マグネット装置は、真空容器５１内に熱伝導率の高い材料（Ｃｕ、Ａｌなど）を用いた熱シールド容器５２が収容されており、熱シールド容器５２内には超電導コイル５３が収容されている。超電導コイル５３は熱負荷フランジ５４に設置されて熱的に結合している。
【０００５】
熱負荷フランジ５４は、２台設けられた冷凍機６１Ａ，６１Ｂの第２段冷却ステージと熱的に結合するように接続されている。この冷凍機６１Ａ，６１Ｂは、ギフォードマクマホン（ＧＭ）冷凍機であり、モータ６７Ａ，６７Ｂによりディスプレーサを駆動してＨｅガス圧縮機６２から供給されるＨｅガスを膨張空間で膨張させ、これにより極低温を得る構成とされている。このモータ６７Ａ，６７Ｂは、常温強磁場空間５７を挟んで対向するよう（１８０°離間して）配設されていた。
【０００６】
超電導電流リード５５（図９にのみ示す）はＢｉ系等の酸化物材料よりなり、その一端は真空容器５１に設けられた電流導入端子５６に接続されている。また、超電導電流リード５５の他端は、熱シールド容器５２内で超電導コイル５３と電気的接続が行なわれている。この超電導電流リード５５は、熱負荷フランジ５４及び熱シールド容器５２と熱的に結合している。更に、真空容器５１の中央部には、熱シールド容器５２を貫通して常温強磁場空間５７が形成されている。
【０００７】
磁場発生用の励磁用電源７０は、電流導入端子５６とケーブル７１で繋がっている。磁場を発生させる際には、励磁用電源７０から超電導電流リード５５を介して超電導コイル５３に通電させる。
【０００８】
また、測定装置８０（図９にのみ示す）は振動計であり、常温強磁場空間５７に繋がるように真空容器５１に設置される。よって、常温強磁場空間５７内に配設された被測定物は、超電導コイル５３により強磁界が印加される。また、この磁界印加状態下で被測定物に発生する振動は、測定装置８０により測定される。
【０００９】
超電導コイル５３を冷却する冷凍機は、冷凍機本体６１、Ｈｅガス圧縮機６２、フレキシブルホース６３を含む。冷凍機６１Ａ，６１Ｂを稼動させる場合、Ｈｅガス圧縮機６２からフレキシブルホース６３を通して圧縮Ｈｅガスが冷凍機本体６１Ａ，６１Ｂに供給される。また、Ｈｅガス圧縮機６２から冷凍機本体６１に、駆動用電源ケーブル６４が繋がっている。
【００１０】
Ｈｅガス圧縮機６２と冷凍機本体６１との間には、冷凍機本体６１の動作制御のためのバイパスユニット６５が設けられている。バイパスユニット６５と冷凍機本体６１はフレキシブルホース６３で繋がっている。
【００１１】
バイパスユニット６５は、ガス流路の切り換え部と、駆動用電源のオン−オフスイッチとを内蔵している。切り換え部は、Ｈｅガス圧縮機６２と冷凍機本体６１との間を接続するモードと、Ｈｅガス圧縮機６２と冷凍機本体６１との間を断とし圧縮ＨｅガスをＨｅガス圧縮機６２側で循環させるモードとの切り換えを行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように冷凍機冷却型超電導マグネット装置とＶＳＭとを組み合わせた構成では、冷凍機冷却型超電導マグネット装置に不要な振動が発生すると、測定装置８０はこの冷凍機冷却型超電導マグネット装置の振動を被測定物の振動と共に測定してしまう。このため、冷凍機冷却型超電導マグネット装置は、無振動であることが望ましい。
【００１３】
しかしながら、従来の冷凍機冷却型超電導マグネット装置は、各モータ６７Ａ，６７Ｂをその回転軸Ａ，Ｂ方向から見た場合（即ち、図８（Ｂ）に示すように見た場合）、モータ６７Ａの回転方向とモータ６７Ｂとの回転方向が同じ方向となるよう構成されていた。即ち従来では各モータ６７Ａ，６７Ｂの回転方向は、図８（Ｂ）に示すように、いずれも反時計方向である。
【００１４】
このように、常温強磁場空間５７（磁界の発生位置）を挟んで対向するよう配設されたモータ６７Ａ，６７Ｂの回転方向を同方向となるよう構成すると、モータ６７Ａ，６７Ｂのいずれか一方の回転方向は、超電導コイル５３が発生する磁場の方向と逆の方向となる。いま、図８において超電導コイル５３が発生する磁場の方向が矢印で示される方向（図中、上方向）であるとすると、モータ６７Ｂの回転方向は超電導コイル５３が発生する磁場の方向に揃うが、モータ６７Ａの回転方向は、超電導コイル５３が発生する磁場の方向と逆の方向となる。
【００１５】
このように、超電導コイル５３が発生する磁場の方向と、モータ６７Ａの回転方向とが逆であると、超電導コイル５３が発生する磁場はモータ６７Ａの回転を妨げる力として作用してしまい、冷凍機冷却型超電導マグネット装置に振動が発生してしまう。よって、従来構成の冷凍機冷却型超電導マグネット装置では、前記したようにＶＳＭ等と組み合わせて使用した場合、精度の高い振動測定を行うことができないという問題点があった。
【００１６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、モータにより駆動される冷凍機により超電導コイルの冷却処理を行っても振動の発生を抑制しうる冷凍機冷却型超電導マグネット装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１記載の発明は、
電源から供給される電力により励磁する超電導コイルと、
前記電源から供給される電力によりモータを回転させて前記超電導コイルを冷却する冷凍機とを有する冷凍機冷却型超電導マグネット装置において、
前記超電導コイルが発生する磁場の方向と、前記モータの回転方向とを揃えた構成としたことを特徴とするものである。
【００１９】
上記発明によれば、超電導コイルが発生する磁場の方向と、モータの回転方向とを揃えた構成としたことにより、モータを回転させても超電導コイルが発生する磁場はモータの回転を妨げる力とはならず、よって冷凍機冷却型超電導マグネット装置に振動が発生することを防止できる。
【００２０】
また、請求項２記載の発明は、
電源から供給される電力により励磁する超電導コイルと、
前記電源から供給される電力によりモータを回転させて前記超電導コイルを冷却する冷凍機とを有する冷凍機冷却型超電導マグネット装置において、
前記超電導コイルが発生する磁場の方向に対し、モータ回転方向が反対方向となる状態における前記モータの配置方向を基準方向とした場合、該モータの前記基準方向に対する配置角度θが０＜θ≦１８０°となるよう構成したことを特徴とするものである。
【００２１】
上記発明によれば、モータを基準方向に配置した場合に比べ、冷凍機冷却型超電導マグネット装置に発生する振動を抑制することができる。
【００２２】
即ち、モータの配置方向が基準方向であった場合、超電導コイルが発生する磁場はモータの回転を最も大きく妨げるよう作用する。しかしながら、モータの配置角度θを基準方向からずらすことにより、超電導コイルの磁場がモータの回転を妨げようとする力は漸次小さくなり、取り付け角度θがθ＝１８０°となった時点で最小となる。よって、モータの基準方向に対する配置角度θが０＜θ≦１８０°となるよう構成することにより、モータの配置方向を基準方向とした場合に比べ、冷凍機冷却型超電導マグネット装置に発生する振動を抑制することができる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明は、
電源から供給される電力により励磁する超電導コイルと、
前記電源から供給される電力によりモータを回転させることにより、内設されたディスプレーサを駆動して前記超電導コイルを冷却する冷凍機とを有する冷凍機冷却型超電導マグネット装置において、
前記ディスプレーサを非磁性材により構成したことを特徴とするものである。
【００２４】
上記発明によれば、ディスプレーサを非磁性材により構成したことにより、冷凍機を駆動しディスプレーサを往復動作させても、超電導コイルが発生する磁場によりディスプレーサが影響を受けることはなく、よって冷凍機冷却型超電導マグネット装置に振動が発生することを防止できる。
【００２５】
また、請求項４記載の発明は、
電源から供給される電力により励磁する超電導コイルと、
前記超電導コイルを冷却する冷凍機とを有する冷凍機冷却型超電導マグネット装置において、
前記冷凍機の駆動手段として流体モータを用いたことを特徴とするものである。
【００２６】
上記発明によれば、冷凍機の駆動手段として流体モータを用いたことにより、冷凍機を駆動しても、超電導コイルが発生する磁場により冷凍機の駆動手段が影響を受けることはなく、よって冷凍機冷却型超電導マグネット装置に振動が発生することを防止できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施例である冷凍機冷却型超電導マグネット装置１０Ａ（以下、超電導マグネット装置という）を示している。この超電導マグネット装置１０Ａは、例えばＶＳＭ（振動試料型磁力計）と組み合わされて使用されるものである。
【００２９】
具体的には、超電導マグネット装置１０Ａに形成された常温強磁場空間２３内に被検査物を装着し、この被検査物に超電導マグネット装置１０Ａにより磁場を印加しつつ、被検査物の振動を測定装置により測定する。尚、超電導マグネット装置１０ＡをＶＳＭと組み合わされた構成は、図９に示した構成と略同一であるため、図１には超電導マグネット装置１０Ａのみ示し、ＶＳＭに関する構成の図示は省略するものとする。
【００３０】
超電導マグネット装置１０Ａは、大略すると真空容器本体１１、熱シールド板１６、ギフォードマクマホン式冷凍機１３Ａ，１３Ｂ（以下、ＧＭ冷凍機という）、超電導コイル１８、及び常温強磁場空間２３等により構成されている。
【００３１】
熱シールド板１６は真空容器本体１１に内設されており、この真空容器本体１１１の上部には、常温強磁場空間２３の開口を囲繞するよう複数（本実施例では２台）のＧＭ冷凍機１３Ａ，１３Ｂが配設されている。本実施例では、この複数のＧＭ冷凍機１３Ａ，１３Ｂは同一構成とされており、図示しない冷媒を圧縮する冷凍機コンプレッサに接続されている。この冷凍機コンプレッサで高圧に圧縮された冷媒（例えば、ヘリウムガス）は、ＧＭ冷凍機１３Ａ，１３Ｂに供給される。
【００３２】
また、ＧＭ冷凍機１３Ａ，１３Ｂにはモータ１７Ａ，１７Ｂが設けられており、このモータ１７Ａ，１７Ｂを駆動させることにより、内設されたディスプレーサが図中Ｘ方向（上下方向）に往復移動する構成とされている。そして、このディスプレーサの往復移動により、冷凍機コンプレッサから供給された高圧冷媒はＧＭ冷凍機１３Ａ，１３Ｂの内部で膨張され、これにより温度低下が発生して冷凍機内に配設された蓄冷材が冷却される。また、膨張することにより低圧となった冷媒は、冷凍機コンプレッサに戻されて再び高圧化される。
【００３３】
このＧＭ冷凍機１３Ａ，１３Ｂは、１段目冷却シリンダ１４Ａと２段目冷却シリンダ１４Ｂとを有している。１段目冷却シリンダ１４Ａは熱シールド板１６の天板に熱的に接続され、２段目冷却シリンダ１４Ｂは冷却ステージ１５と熱的に接続されている。
【００３４】
よって、ＧＭ冷凍機１３Ａ，１３Ｂが熱シールド板１６を冷却することにより外部の熱が熱シールド板１６内に侵入するのを防止し、かつ超電導コイル１８は冷却ステージ１５を介してＧＭ冷凍機１３Ａ，１３Ｂ（２段目冷却シリンダ１４Ｂ）により臨界温度以下に冷却される。これにより超電導コイル１８は、超電導状態を実現する。
【００３５】
真空容器本体１１は、その中央に環状の空間を形成している。そして超電導コイル１８は、この環状空間を囲繞するように配設されている。よって、超電導コイル１８に電源供給がされて励磁すると、真空容器本体２１に形成された環状空間には磁場が発生し、よってこの環状空間は常温磁場空間２３として機能する。これにより、常温強磁場空間２３内に装着された被測定物は超電導コイル１８から強磁界が印加され、この強磁界が印加され状態で振動測定が可能となる。
【００３６】
ここで、本実施例に係る超電導マグネット装置１０Ａの各ＧＭ冷凍機１３Ａ，１３Ｂに設けられたモータ１７Ａ，１７Ｂの回転方向と、超電導コイル１８が発生する磁場の方向について詳述する。
【００３７】
本実施例では、超電導コイル１８が発生する磁場の方向と、モータ１７Ａ，１７Ｂの回転方向とを揃えた構成としている。具体的には、各モータ１７Ａ，１７Ｂをその回転軸Ａ，Ｂ方向から見たとき、即ち各モータ１７Ａ，１７Ｂを図１（Ｂ）に示すように見たとき、超電導コイル１８が発生する磁場の方向が図１（Ｂ）に矢印Ｘ１で示す方向であったとすると、本実施例ではモータ１７Ａの回転方向をこの磁場方向Ｘ１と揃うように時計方向の回転に設定し、モータ１７Ｂの回転方向を磁場Ｘ１と揃うように反時計方向の回転となるよう設定した構成としている。
【００３８】
このように、モータ１７Ａ，１７Ｂの回転方向と超電導コイル１８が発生する磁場の方向とを揃えることにより、モータ１７Ａ，１７Ｂを回転させても超電導コイル１８が発生する磁場はモータ１７Ａ，１７Ｂの回転を妨げる力として作用することはなく、よって超電導マグネット装置１０Ａに振動が発生することを防止できる。従って、本実施例に係る超電導マグネット装置１０ＡをＶＳＭと組み合わせて使用しても、超電導マグネット装置１０Ａは振動しないため、被測定物に対して高精度の振動測定を行うことが可能となる。
【００３９】
尚、超電導コイル１８が発生する磁場の方向が図１（Ｂ）に矢印Ｘ２で示す方向であった場合には、各モータ１７Ａ，１７Ｂの回転方向を上記した例と反対方向に設定することにより、モータ１７Ａ，１７Ｂの回転方向と超電導コイル１８が発生する磁場の方向とを揃えることができる。
【００４０】
図２乃至図３は、上記構成とされた超電導マグネット装置１０Ａに発生する振動を測定した実験結果を示している。
図２は、本実施例に係る超電導マグネット装置１０Ａにおいて、超電導コイル１８に磁界を発生させていないときの振動の発生状態を示している。図３は比較のため、従来の超電導マグネット装置（図８参照）において、超電導コイル５３に磁界を発生させると共にモータ６４Ａ，６７Ｂを回転させときの振動の発生状態を示している。更に図４は、本実施例に係る超電導マグネット装置１０Ａにおいて、超電導コイル１８に磁界を発生させると共にモータ１７Ａ，１７Ｂを回転させたときの振動の発生状態を示している。
【００４１】
尚、各図において、縦軸は発生する振動の加速度を示しており、横軸は時間を示している。また、各図において（Ａ）は図中矢印Ｘ方向に発生する振動を示し、（Ｂ）は図中矢印Ｙ方向に発生する振動を示し、（Ｃ）は図中矢印Ｚ方向に発生する振動を示している。
【００４２】
図２に示すように、超電導コイル１８が磁界を発生させていないときは、Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向に対し振動はほとんど発生していない。従って、従来超電導マグネット装置に振動が発生していたのは、超電導コイル１８が発生する磁界に関係があることが判る。
【００４３】
また、モータ６７Ａ，６７Ｂの回転方向と超電導コイル１８が発生する磁場方向とが揃えられていない従来の構成では、図３に示されるように、特にＸ方向に対して大きな振動が発生している。これは、従来の超電導マグネット装置は、図８を用いて説明したように、超電導コイル５３が発生する磁場の方向と、モータ６７Ａの回転方向とが逆であるため、超電導コイル５３が発生する磁場はモータ６７Ａの回転を妨げる力として作用してしまい、これにより振動が発生すると考えられる。
【００４４】
これに対し、モータ１７Ａ，１７Ｂの回転方向と超電導コイル１８が発生する磁場の方向とを揃えた本実施例に係る超電導マグネット装置１０Ａでは、図４に示すように、図３に示した従来の振動特性に対し、発生する振動が大きく抑制されている。従って、本実施例に係る超電導マグネット装置１０ＡをＶＳＭと組み合わせて使用した場合、被測定物に対して高精度の振動測定を行うことが可能となる。
【００４５】
尚、図４（Ａ）に示す本実施例に係る超電導マグネット装置１０Ａの振動特性は、約１ｓｅｃ毎に似た特性を繰り返す周期性を有している。よって、ＶＳＭで被測定物に対して更に高精度の振動特性を行うため、本実施例に係る超電導マグネット装置１０Ａで発生する振動をフィルタ処理等を行って除去する場合、このフィルタの設計を容易とすることができる。
【００４６】
次に、図５を参照しつつ、本発明の第２実施例に係る超電導マグネット装置について説明する。
前記した第１実施例に係る超電導マグネット装置１０Ａは、前記したように超電導コイル１８が発生する磁場の方向と、モータ１７Ａ，１７Ｂの回転方向とを揃えた構成とした。この構成を、超電導マグネット装置１０Ａを平面視した時のモータ１７Ａ，１７Ｂの配置の仕方として見ると、図１（Ａ）に示すようにモータ１７Ａとモータ１７Ｂは配置方向が反対となっている。即ち、モータ１７Ａの配置方向に対し、モータ１７Ｂは１８０°回転された構成となっている。これに対し、図８を用いて説明した従来の超電導マグネット装置は、図８（Ａ）に示すようにモータ６７Ａとモータ６７Ｂは配置方向が同一方向となっている。
【００４７】
そこで本発明者は、従来のようにモータ１７Ａ（ＧＭ冷凍機１３Ａ）を超電導コイル１８が発生する磁場の方向と反対方向となる位置（以下、この位置を基準位置という）に配置し、この基準位置からＧＭ冷凍機１３Ａ（モータ１７Ａ）を角度θ回転させ、このときに超電導マグネット装置に発生する振動加速度（Ｘ方向）を測定した。図６は、その結果を示している。
【００４８】
図６において、θ＝０°が基準位置である。この基準位置からＧＭ冷凍機１３Ａ（モータ１７Ａ）を角度θ回転させると、同図に示すように超電導マグネット装置に発生する振動加速度は漸次減少する。よって、超電導マグネット装置に配設される各モータ１７Ａ，１７Ｂの基準方向に対する配置角度θを０＜θ≦１８０°となるよう配置する構成することにより、各モータ１７Ａ，１７Ｂを基準方向に配置とした場合に比べ、冷凍機冷却型超電導マグネット装置に発生する振動を抑制することができる。
【００４９】
即ち、モータ１７Ａ，１７Ｂの配置方向が基準方向であった場合、超電導コイル１８が発生する磁場はモータ１７Ａ，１７Ｂの回転を最も大きく妨げるよう作用する。しかしながら、モータ１７Ａ，１７Ｂの配置角度θを基準方向からずらすことにより、超電導コイル１８の磁場がモータ１７Ａ，１７Ｂの回転を妨げようとする力は漸次小さくなり、取り付け角度θがθ＝１８０°となった時点で最小となる。よって、モータ１７Ａ，１７Ｂの基準方向に対する配置角度θが０＜θ≦１８０°となるよう構成することにより、モータ１７Ａ，１７Ｂの配置方向を基準方向とした場合に比べ、冷凍機冷却型超電導マグネット装置に発生する振動を抑制することができる。
【００５０】
次に、本発明の第３実施例について説明する。
図７は、第３実施例に係る超電導マグネット装置１０Ｂを説明するための図である。尚、図７において、第１実施例の説明に用いた図１に示した構成と同一構成については同一符合を付してその説明を省略する。
【００５１】
超電導マグネット装置１０Ｂに配設されるＧＭ冷凍機１３Ｃ，１３Ｄは、１段目冷却シリンダ１４Ａと２段目冷却シリンダ１４Ｂとを有しており、１段目冷却シリンダ１４Ａは熱シールド板１６を冷却し、２段目冷却シリンダ１４Ｂは冷却ステージ１５を介して超電導コイル１８を冷却する機能を奏する。このＧＭ冷凍機１３Ｃ，１３Ｄは、モータ１７Ｃ，１７Ｄを駆動させることにより内設されたディスプレーサ１９を図中Ｘ方向（上下方向）に往復移動させ、図示しない冷凍機コンプレッサから供給された高圧冷媒（例えば、ヘリウムガス）を各冷却シリンダ１４Ａ，１４Ｂ内部で膨張され、これにより温度低下を発生させる構成となっている。
【００５２】
また、ディスプレーサは、冷却効率を高めるために蓄冷材を内設した構成とされている。この蓄冷材は、従来では磁気相転移にとも成す比熱異常を利用するため、強磁性材料を多用していた。しかしながら、ディスプレーサの構成物である蓄冷材が強磁性材料を含むと、超電導コイル１８で発生する磁界は強磁性材料を含むディスプレーサに影響を及ぼしてしまい、これによりディスプレーサの往復運動時にモータに振動が発生してしまう現象が発生する。
【００５３】
そこで、本実施例に係る超電導マグネット装置１０Ｂは、ディスプレーサ１９を非磁性材により構成した。従って、ディスプレーサ１９に内設される蓄冷材も非磁性材により構成した。
【００５４】
本実施例のように、ディスプレーサ１９（蓄冷材を含む）を非磁性材により構成したことにより、冷却のためにディスプレーサ１９を往復動作させても、超電導コイル１８が発生する磁場によりディスプレーサ１９が影響を受けることはなく、よって冷凍機冷却型超電導マグネット装置１０Ｂに振動が発生することを防止できる。尚、第１実施例の構成のように、モータ１７Ａ，１７Ｂの回転方向と超電導コイル１８の磁場の方向とを揃えることにより、更に超電導マグネット装置１０Ｂに発生する振動を抑制することが可能となる。
【００５５】
次に、本発明の第４実施例について説明する。
【００５６】
上記した各実施例では、ＧＭ冷凍機１３Ａ〜１３Ｄを駆動するための駆動手段として電気モータ１７Ａ〜１７Ｄを用いた構成とされていた。電気モータ１７Ａ〜１７Ｄは、内設されたコイルに電流を流すことにより回転軸を回転させる構成であるため、前記したように超電導コイル１８に影響を受け、その配置方向によっては振動が発生する。
【００５７】
本実施例に係る超電導マグネット装置は、ＧＭ冷凍機のディスプレーサを駆動する手段として電気モータに替えて流体モータを用いたことを特徴とするものである。この際、流体モータを回転させる媒体となる流体は、エア，水，或いはオイル等の非磁性材よりなるものを用いている。
【００５８】
上記発明のように、ＧＭ冷凍機の駆動手段として流体モータを用いることにより、ＧＭ冷凍機を駆動しても、超電導コイルが発生する磁場により流体モータが影響を受けることはなく、よって超電導マグネット装置に振動が発生することを防止できる。
【００５９】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、冷凍機冷却型超電導マグネット装置に振動が発生することを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である超電導マグネット装置を示す構成図である。
【図２】超電導コイルが磁力を発生していない状態において、本発明の第１実施例である超電導マグネット装置に発生する振動加速度を示す図である。
【図３】超電導コイルの磁場の方向と冷凍機用モータの回転方向とが揃っていない構成である従来の超電導マグネット装置に発生する振動加速度を示す図である。
【図４】超電導コイルの磁場の方向と冷凍機用モータの回転方向とが揃っている本実施例に係る超電導マグネット装置に発生する振動加速度を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る超電導マグネット装置を説明するための図である。
【図６】冷凍機用モータの配設方向の回転角度と、超電導マグネット装置に発生する振動加速度との関係を示す図である。
【図７】本発明の第３実施例である超電導マグネット装置を説明するための図である。
【図８】従来の一例である超電導マグネット装置を示す構成図である。
【図９】従来の一例である超電導マグネット装置をＶＳＭに適用した例を示す構成図である
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ  超電導マグネット装置
１１  真空容器本体
１３Ａ〜１３Ｄ  ＧＭ冷凍機
１５  冷却ステージ
１６  熱シールド板
１７Ａ〜１７Ｄ  モータ
１８  超電導コイル
２２  中空円筒
２３  常温強磁場空間
【図１】
2004271028.tif 000003
【図２】
2004271028.tif 000004
【図３】
2004271028.tif 000005
【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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