(57)【要約】【課題】磁気的安定性を確保しつつ、装置内部に外部から侵入する交流磁界による熱負荷増現象を大幅に低減することができ、もって冷却材の蒸発量を著しく減少させること。【解決手段】高電気抵抗の金属板からなり、超電導コイル４をその冷却材と共に内部に収納する内槽容器５と、この内槽容器５を覆うように設けられ、外部からの熱侵入を遮る輻射シールド板６と、内部が真空状態に保持され、内槽容器５および輻射シールド板６を収納する外槽容器７とから構成される超電導磁石装置において、内槽容器５の表面に、低温で電気抵抗が零となる超電導材を網目状に設置し、装置外部から侵入する交流磁界を遮蔽する閉回路１８を形成する。【選択図】　　図１
2004047995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電気抵抗の金属板からなり、超電導コイルをその冷却材と共に内部に収納する内槽容器と、この内槽容器を覆うように設けられ、外部からの熱侵入を遮る輻射シールド板と、内部が真空状態に保持され、前記内槽容器および輻射シールド板を収納する外槽容器とから構成される超電導磁石装置において、
前記内槽容器の表面に、装置外部から侵入する交流磁界を遮蔽するものであって、低温で電気抵抗が零となるＮｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体、またはＹ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の安定化材とからなる複合超電導板を素材とし、この複合超電導板に千鳥状の切れ目を入れて、前記複合超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げて形成した閉回路を備えたことを特徴とする超電導磁石装置。
【請求項２】
低温で電気抵抗が零となる超電導体を、有限の電気抵抗を示す常電導体（安定化材）によりサンドウィッチした形で積層して成る超電導板に千鳥状の切れ目を入れて、前記超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げて網目状の超電導閉回路を形成してなり、前記網目状の超電導閉回路における網目の基本形状寸法のうち、超電導板の刻み加工幅ｗ、押し広げる大きさＬ、および電流の折返し部の間隔Ｓが、それぞれ０．１ｍｍ＜ｗ＜５ｍｍ０．２ｍｍ＜Ｌ＜５ｍｍ０．４ｍｍ＜Ｓ＜１０ｍｍの範囲となるようにしたことを特徴する超電導磁気シールド材。
【請求項３】
低温で電気抵抗が零となる超電導体を、有限の電気抵抗を示す常電導体（安定化材）によりサンドウィッチした形で積層して成る超電導板に千鳥状の切れ目を入れて、前記超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げて網目状の超電導閉回路を形成してなり、前記低温で電気抵抗が零となる超電導体は、Ｎｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ−Ｚｒ合金、Ｖ３　Ｇａ、Ｖ３　Ｓｉ、Ｎｂ３　Ｓｎ、Ｎｂ３　Ａｌ、Ｎｂ３　Ｇａ、Ｎｂ３　Ｇｅ等の金属系超電導体のうちの少なくとも１種類で構成し、また有限の電気抵抗を示す常電導体は、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金等の少なくとも１種類で構成していることを特徴とする超電導磁気シールド材。
【請求項４】
低温で電気抵抗が零となる超電導体を、有限の電気抵抗を示す常電導体（安定化材）によりサンドウィッチした形で積層して成る超電導板に千鳥状の切れ目を入れて、前記超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げて網目状の超電導閉回路を形成してなり、前記網目状の超電導閉回路の表面に、インジウム、鉛、錫、鉛−錫合金等の低融点金属をメッキ法で付着していることを特徴とする超電導磁気シールド材。
【請求項５】
低温で電気抵抗が零となる超電導体を、有限の電気抵抗を示す常電導体（安定化材）によりサンドウィッチした形で積層して成る超電導板からなる超電導磁気シールド材の製造方法において、超電導板の板面の垂直方向に対して上下運動する刃物で、千鳥状に切れ目を入れるとほぼ同時にもしくは切れ目を入れた後に押し広げる加工方法（エキスパンドメタル加工法）により、複数の超電導閉回路を網目状に形成するようにしたことを特徴とする超電導磁気シールド材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば浮上式鉄道（リニアモーターカー）用超電導磁石装置のように、使用環境で変動磁界が作用する超電導磁石装置に係り、特に磁気的安定性を確保しつつ、装置内部に外部から侵入する交流磁界による熱負荷増現象を大幅に低減して、冷却材の蒸発量を著しく減少できるようにした超電導磁石装置に関するものである。
【０００２】
また、本発明は、超電導体を利用して磁界、主として変動（交流）磁界を遮蔽する超電導磁気シールド材とその製造方法に係り、特に超電導体による超電導閉回路を接続部分を導入しない形で形成しつつ、鎖交磁束不変の法則を確実に成立させることが可能な磁気的な安定性の高い超電導磁気シールド材とその製造方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
現在開発が進められているこの種の浮上式鉄道用の超電導磁石装置について、図２３乃至図２５を参照して説明する。
【０００４】
図２３は超電導磁石装置と浮上式鉄道の車体との関係を示す概要図、図２４は超電導磁石装置の要部構成例を示す断面図、図２５は超電導磁石装置の全体構成例を示す外観斜視図である。
【０００５】
図２３乃至図２５において、浮上式鉄道の車両１に搭載されて、車体２の浮上、案内、推進用として使用される超電導磁石装置３は、高電気抵抗（必要に応じて、低熱伝導かつ高電気抵抗）の金属板からなり、超電導コイル４をその冷却材（例えば、液体ヘリウム等）と共に内部に収納する内槽容器５と、この内槽容器５を覆うように設けられ、外部からの熱侵入（必要に応じて、外部からの熱侵入および交流磁界）を遮る輻射シールド板６と、内部が真空状態に保持され、内槽容器５および輻射シールド板６を収納する外槽容器７と、超電導コイル４を低温状態に保持するための冷凍機８とその冷却材タンク９、および配管類１０からなる冷却装置１１とから構成されている。
【０００６】
ところで、浮上式鉄道の走行システムは、図２３に示すように、車両１に搭載されている超電導磁石装置３に対向する形で、その断面がＵ字形のガイドウェイ１２に配置されている外部コイルである地上コイル１３に、車両１の走行速度に見合った周期数で交流通電を行ない、車両１を走行させるものである。この時、浮上・推進力の他に、地上コイル１３のピッチと走行速度とによって決まる高調波の電磁変動が、電磁気的な外乱として超電導磁石装置３に加わる。
【０００７】
上述のように、浮上式鉄道用の超電導磁石装置３は、原理的に走行速度に応じた電磁気的な外乱として、交流磁界を受信せざるを得ない使用環境にあることから、超電導磁石装置３の内部に侵入する交流磁界の電磁誘導作用によって、超電導状態を保持するのに必要な冷却材の蒸発量が大幅に増加する発熱現象が台頭し、超電導磁石装置３の運用を制約する大きな要因になっている。
【０００８】
このような発熱現象を熱負荷増現象と称するが、その発熱機構は次のように考えられている。
【０００９】
すなわち、超電導磁石装置３の内部に交流磁界が侵入すると、超電導コイル４を収納した内槽容器５に渦電流が誘起され、導体の抵抗に比例したジュール発熱を発生する。その結果、内槽容器５の温度が上昇し、超電導状態を保持するのに必要な冷却材の蒸発量が大幅に増加するというものである。
【００１０】
そして、このような超電導磁石装置３の内部に侵入する交流磁界による熱負荷増現像は、車両１の走行速度が比較的小さい領域、すなわち超電導磁石装置３の加振周波数が１００Ｈｚ以下の領域で顕在化するものであるが、将来的に、地上コイル１３の構成がより簡素化された場合には、電磁気的な外乱の空間波形の次数が低くなり、ほとんどの走行速度域で問題となる可能性がある。
【００１１】
また、超電導磁石装置３が浮上する高速走行状態で、超電導磁石装置３を固定する台車１４が、数Ｈｚで左右、上下に運動（揺動）する場合にも、超電導磁石装置３の内部に侵入する交流磁界が増加し、熱負荷増現象が台頭するため問題である。
【００１２】
このように、車両１の走行状態に応じた電磁気的な外乱による熱負荷増現象がさらに大きくなり、蒸発した冷却材が冷凍機８の冷却能力を超過する状態が長時間続くと、超電導コイル４の温度が急激に上昇するので、超電導状態が破壊（クエンチと称する）し、超電導磁石装置３の機能消失という最悪の事態に発展する可能性がある。
【００１３】
一方、最近では、上記のような超電導磁石装置における問題を解消するために、低温で電気抵抗が零となる超電導体を利用して磁気遮蔽を行なうことが提案されてきている。
【００１４】
そして、この種の低温で電気抵抗が零となる超電導体を利用した磁気遮蔽の方法としては、例えば超電導体の完全反磁性（マイスナー効果）を利用する方法（超電導遮蔽法）と、超電導体を含む導体を環状となるように接続して閉じた回路を構成し、その環状の閉回路に鎖交する磁束があると、それを打ち消す形で逆向きの磁束が発生するように閉回路に電流が発生する、いわゆる鎖交磁束不変の法則を利用する方法（電磁遮蔽法）とがある。
【００１５】
このうち、鎖交磁束不変の法則を利用した方法としては、例えば図２６に分解斜視図を示すように、第２種超電導体であるＮｂＴｉ合金と熱伝導性が良好で低電気抵抗の低い銅とからなるディスク状の超電導シート（または超電導フィルム）６０の厚み方向に小孔を設置したものを、絶縁板６１により電気的な絶縁性を確保しつつ、複数積層させる方法が提案されている。
【００１６】
この方法の特徴は、超電導シート（または超電導フィルム）６０の積層面と垂直な方向の磁気遮蔽能力が、非常に優れた性能を示すのに対し、積層面と平行な方向の特性が著しく低いというように、磁気遮蔽能力に強い異方性があることである。
【００１７】
このことは、超電導体の磁気的安定性を確保するためには、超電導体の厚さを数１０μｍ以下にする必要があることによるものであり、超電導シート（または超電導フィルム）６０の大きさには、このような形状的な大きな制約がある。
【００１８】
また、このような方法以外に、例えば図２７に示すように、超電導線５８を数回捩り、その部分（接続部分）６２を半田等の低融点金属で接続して閉回路６３を構成する方法や、図２８および図２９にそれぞれ示すように、複数の超電導線５８を製織して圧延し、超電導線５８間を接続する超電導線５８間を半田等の低融点金属で接続するか、または超電導線５８間を摩擦圧接によって接続する等により、超電導線５８をメッシュ状にした閉回路６３を構成し、鎖交磁束不変の法則を利用する方法が提案されている。
【００１９】
超電導線５８により閉回路６３を構成することを意図したこの方法は、電流の集中を回避しつつ、磁気的安定性を確保するために、電流のパスを限定しかつ閉回路６３の一部に微小な抵抗成分を導入しようとしたものである。
【００２０】
しかしながら、上述したこれらの方法では、閉回路６３の一部に導入される抵抗成分が、構造上不安定になり易く、しかもその接続抵抗が比較的大きくなるため、特に周波数の低い交流磁界に対する磁気遮蔽能力が、必ずしも充分な特性を発揮することができない場合がある。
【００２１】
ところで、比較的大きな範囲に磁気遮蔽能力を付与しようとする場合には、ディスク状の超電導シート（または超電導フィルム）６０を、被遮蔽物の大きさに応じて拡大するだけでは、所定の磁気遮蔽能力を確保することはできない。これは、超電導体５２の面積が大きくなると、電流の迷走や集中が生じ、磁束跳躍（フラックス・ジャンプ）等の超電導状態を不安定にする現象が台頭して、必ずしも強磁界中で磁気遮蔽能力を安定的に確保することができないという問題が発生する恐れがあるからである。
【００２２】
一方、超電導線５８同志を接続して閉回路６３を構成する方法では、その接続部６２では、半田等の低融点金属で、銅等の常電導体（安定化材）５３同志を接触させる形となるため、超電導体５２同志が直接、接続した閉回路６３を構成することはできない。さらに、接続抵抗は、接続部分６２の半田の量にも関係するため、その接続抵抗は比較的大きく、期待した磁気遮蔽効果が得られない場合がある。
【００２３】
特に、接続抵抗が大きい箇所では、その接続部分６２にジュール発熱が生じるため、接続部分６２の温度が大幅に上昇して、超電導線５８の超電導状態が不安定になる結果、定常的に所定の磁気遮蔽能力が得られない事態に発展する恐れもある。
【００２４】
しかしながら、その一方で、閉回路６３の抵抗成分を完全に零にすると、誘導される遮蔽電流の大きさが、超電導体５２の臨界電流特性を超過する程に極端に大きくなり、超電導体５２の安定性が損なわれてしまう場合がある。
【００２５】
例えば、超電導体５２と安定化材５３とからなる超電導フィルム（または超電導フィルム）６０に、直径数ミリの複数の小孔を貫通させた閉回路６３の磁気遮蔽能力は、閉回路６３の抵抗成分が零になるため、著しく低い特性となる。
【００２６】
このことからも、閉回路６３の超電導状態の安定性を確保するためには、遮蔽電流の大きさを超電導体５２の臨界電流特性以下に抑制する必要があり、そのためには、電流のパスを形状的に限定して、超電導体５２による閉回路６３に微小抵抗成分を導入しなければならない。
【００２７】
また、特許文献１には、超電導磁石装置において、超電導メッシュ回路をアイランド状に分布させてなるシールド体が記載され、特許文献２には、超電導磁気遮蔽体において、超電導フィルム層相互間にＣｕ，Ａｌ，Ａｇ等の金属フィルム層を介している点、及び、網目状遮蔽体のごとく閉回路形成のためのハンダ等による接合部がまったく存在しない磁気遮蔽体として、小孔を設けている点が記載され、特許文献３には、透視性電磁波シールド材において、電磁波シールド材としてエキスパンドメタルを用いている点、及び、電磁波シールド材が網目の粗さが異なる２層の網目導線性網からなる点が記載されている。
【００２８】
【特許文献１】
特開平５−１７６４１５号公報
【００２９】
【特許文献２】
特開昭６３−２３３５７７号公報
【００３０】
【特許文献３】
特開平２−３０２０９８号公報
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の浮上式鉄道用超電導磁石装置のような使用環境で変動磁場が作用する超電導磁石装置においては、車両の走行状態に応じた電磁気的な外乱による熱負荷増現象は、超電導磁石装置の運用上のマージンを確保するために、その発熱量を大幅に低減する必要があるが、現在の技術ではその低減効果が十分なものではないという問題があった。
【００３２】
一方、従来の低温で電気抵抗が零となる超電導体を利用した磁気遮蔽方法においては、鎖交磁束不変の法則を確実に成立させることが難しく、磁気遮蔽能力が低いという問題があった。
【００３３】
また特許文献１，２，３個々又はそれらの組合せであっても、上述した課題の一部は解決するものの課題全体は解決できない。
【００３４】
本発明の第１の目的は、磁気的安定性を確保しつつ、装置内部に外部から侵入する交流磁界による熱負荷増現象を大幅に低減することができ、もって冷却材の蒸発量を著しく減少させることが可能な超電導磁石装置を提供することにある。
【００３５】
一方、本発明の第２の目的は、超電導体による超電導閉回路を接続部分を導入しない形で形成しつつ、鎖交磁束不変の法則を確実に成立させることが可能で磁気的な安定性の高い超電導磁気シールド材とその製造方法を提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、まず、請求項１に対応する発明では、高電気抵抗の金属板からなり、超電導コイルをその冷却材と共に内部に収納する内槽容器と、この内槽容器を覆うように設けられ、外部からの熱侵入を遮る輻射シールド板と、内部が真空状態に保持され、前記内槽容器および輻射シールド板を収納する外槽容器とから構成される超電導磁石装置において、
前記内槽容器の表面に、装置外部から侵入する交流磁界を遮蔽するものであって、低温で電気抵抗が零となるＮｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体、またはＹ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の安定化材とからなる複合超電導板を素材とし、この複合超電導板に千鳥状の切れ目を入れて、前記複合超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げて形成した閉回路を備えたことを特徴とする。
【００３７】
請求項２に対応する発明は、低温で電気抵抗が零となる超電導体を、有限の電気抵抗を示す常電導体（安定化材）によりサンドウィッチした形で積層して成る超電導板に千鳥状の切れ目を入れて、前記超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げて網目状の超電導閉回路を形成してなり、前記網目状の超電導閉回路における網目の基本形状寸法のうち、超電導板の刻み加工幅ｗ、押し広げる大きさＬ、および電流の折返し部の間隔Ｓが、それぞれ０．１ｍｍ＜ｗ＜５ｍｍ０．２ｍｍ＜Ｌ＜５ｍｍ０．４ｍｍ＜Ｓ＜１０ｍｍの範囲となるようにしたことを特徴する。
【００３８】
請求項３に対応する発明は、低温で電気抵抗が零となる超電導体を、有限の電気抵抗を示す常電導体（安定化材）によりサンドウィッチした形で積層して成る超電導板に千鳥状の切れ目を入れて、前記超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げて網目状の超電導閉回路を形成してなり、前記低温で電気抵抗が零となる超電導体は、Ｎｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ−Ｚｒ合金、Ｖ３　Ｇａ、Ｖ３　Ｓｉ、Ｎｂ３　Ｓｎ、Ｎｂ３　Ａｌ、Ｎｂ３　Ｇａ、Ｎｂ３　Ｇｅ等の金属系超電導体のうちの少なくとも１種類で構成し、また有限の電気抵抗を示す常電導体は、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金等の少なくとも１種類で構成していることを特徴とする。
【００３９】
請求項４に対応する発明は、低温で電気抵抗が零となる超電導体を、有限の電気抵抗を示す常電導体（安定化材）によりサンドウィッチした形で積層して成る超電導板に千鳥状の切れ目を入れて、前記超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げて網目状の超電導閉回路を形成してなり、前記網目状の超電導閉回路の表面に、インジウム、鉛、錫、鉛−錫合金等の低融点金属をメッキ法で付着していることを特徴とする。
【００４０】
請求項５に対応する発明は、低温で電気抵抗が零となる超電導体を、有限の電気抵抗を示す常電導体（安定化材）によりサンドウィッチした形で積層して成る超電導板からなる超電導磁気シールド材の製造方法において、超電導板の板面の垂直方向に対して上下運動する刃物で、千鳥状に切れ目を入れるとほぼ同時にもしくは切れ目を入れた後に押し広げる加工方法（エキスパンドメタル加工法）により、複数の超電導閉回路を網目状に形成するようにしたことを特徴とする超電導磁気シールド材の製造方法である。
【００４１】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の前提となる考え方について説明する。
【００４２】
超電導磁石装置における前述した熱負荷増は、内槽容器に作用する交流磁界の大きさの２乗に比例するものであるから、熱負荷増現象の台頭を低減する手段として、内槽容器を収納する外槽容器において、外部コイル（地上コイル）対向面（軌道側）の板厚およびその導電率を増加することにより、磁気遮蔽能力を向上させて、超電導磁石装置内部に侵入する交流磁界の大きさを低減する発信側の方法が考えられる。
【００４３】
しかし、このような方法では、内槽容器に到達する交流磁界の大きさを完全に零にすることができないことに加えて、超電導磁石装置の重量が大幅に増加するため、浮上式鉄道システムの構成上、現実的ではない。
【００４４】
一方、交流磁界を受信する内槽容器では、電気抵抗に比例したジュール発熱が発生することから、熱負荷増現象の台頭を低減する手段として、内槽容器の表面全体に、低温で電気抵抗が零になる板状の超電導材を設置することにより、発熱量を大幅に低減する方法が考えられる。
【００４５】
しかし、このような方法では、交流磁界を遮蔽する電流の集中や迷走が生じ易くなることに加えて、磁束跳躍（フラックス・ジャンプ）等の超電導状態を不安定にする現象が台頭し、必ずしも強磁界中で磁気遮蔽状態を安定的に実現することができないという問題が発生する恐れがある。
【００４６】
そこで、超電導状態の磁気的安定性を確保しつつ、外部からの交流磁界を遮蔽する手段として、電流の集中や迷走を回避するために、例えば図８に示すように、内槽容器５の表面に超電導線を網目状１６に設置する方法が考えられる。
【００４７】
しかし、このような方法では、図９に示すように、内槽容器５の表面に網目状の閉回路となるように超電導線１５を半田付けするのが一般的であり、各閉回路には有限の接続抵抗１７が確実に導入されてしまう。このため、周波数の低い領域では、必ずしも所定の磁気遮蔽能力を十分に確保することができないことが考えられる。
【００４８】
以上のような観点から、本発明では、浮上式鉄道用の超電導磁石装置のように、使用環境で交流磁界が作用する超電導磁石装置において、その熱負荷増現象の台頭を大幅に低減する手段として、交流磁界を受信する内槽容器の表面に、低温で電気抵抗が零となる超電導板を素材として網目状に設置し、装置外部から侵入する交流磁界を遮蔽する閉回路を形成するものである。
【００４９】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
なお、ここでは、超電導磁石装置の内部に収納される内槽容器を主な対象として述べる。
【００５１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の要部構成例を示す斜視図であり、図２３乃至図２５と同一要素には同一符号を付して示している。
【００５２】
すなわち、図１において、内槽容器５は、低温で電気抵抗が零となる超電導線を巻き回し、かつエポキシ樹脂等で一体になるようにモールドした超電導コイル４を、液体ヘリウム等の冷却材３０と共に収納しているものである。また、この内槽容器５は、超電導コイル４を励磁した時に発生する電磁力に対して、充分な材料強度を有する厚さのステレンス鋼等の金属板からなっている。さらに、この内槽容器５の表面には、装置外部から侵入する交流磁界を遮蔽し、内槽容器５の表面に生ずる渦電流発熱を抑制する手段として、低温で電気抵抗が零となる超電導材を網目状に設置し、装置外部から侵入する交流磁界を遮蔽する閉回路１８を形成している。
【００５３】
ここで、内槽容器５に設置される網目状の超電導材は、低温で電気抵抗が零となるＮｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体（またはＹ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体）と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の安定化材とからなる複合超電導板を素材とし、網目状に加工して接続抵抗がない複数の閉回路１８を形成したものを設置することが望ましい。
【００５４】
すなわち、この超電導材による網目状の閉回路１８を形成する方法としては、例えば図２および図３に示すように、Ｎｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体１９（またはＹ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体２０）と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の低温で充分電気抵抗が小さい材料からなる安定化材２１とからなる複合超電導板２２を素材とし、この複合超電導板２２に千鳥状の切れ目を入れて、複合超電導板２２に対してほぼ直交する方向（図示上下）に押し広げて形成する方法（エキスパンドメタル加工法）を採用する。このように、複合超電導板２２単体を加工することで、一枚の素材から接続抵抗を零とした複数の閉回路１８を、工業的な量産性が高くかつ容易に、網目状に形成することができる。
【００５５】
なお、この場合、素材とする複合超電導板２２は、Ｎｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体１９（またはＹ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体２０）と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の低温で充分電気抵抗が小さい材料からなる安定化材２１とを、少なくとも各々１層ずつ存在するように構成する複合板とするのが基本であるが、遮蔽する交流磁界の大きさが１ガウス以下の比較的小さい場合には、安定化材２１を省略することも可能である。
【００５６】
また、金属系超電導体１９、または酸化物系超電導体２０と安定化材２１との中間に、複合超電導板２２単体の製作時の熱処理等の時の両者の反応を抑制して所定の超電導特性を確保する目的で、Ｎｂ、Ｔａ等の介在物を存在させる構成としてもよい。
【００５７】
さらに、素材となる複合超電導板２２は、加工後の閉回路の超電導特性の安定性を確保する目的で、超電導材の厚さが、数１０μｍ以下となるような薄板材としておくことが望ましい。
【００５８】
さらにまた、素材となる複合超電導板２２は、超電導材が１層の場合のみでなく、超電導材は多層構成の複合板であっても良い。
【００５９】
一方、上記のようにして形成された網目状の複合超電導板１８に対して、インジウム、鉛、錫等の低融点金属をメッキ法等で被覆したり、内槽容器５と電気的に絶縁できるように絶縁処理した上に、インジウム、錫、鉛等の低融点金属でメタライズ（導電化）処理することも可能である。
【００６０】
このような表面処理を施すことで、網目状の複合超電導板２２と内槽容器５との固定を容易に行なえる利点がある他、迷走電流の発生を極力抑制でき、網目状の閉回路１８の安定性向上の点で極めて有効である。
【００６１】
また、図４は、網目状に加工した複合超電導板からなる閉回路１８の中央部に、長穴２３を貫通させた構成を示したものである。このように複合超導電板を構成することで、迷走電流の発生が低減されるため、この閉回路１８の磁気遮蔽能力を確保しつつ、超電導特性の安定性を向上できる。
【００６２】
なお、本実施形態の磁気遮蔽手段は、複合超電導板を網目状に加工した閉回路１８であるので、柔軟性が高く、被遮蔽物が複雑な形状であっても容易に設置できる点も大きな特徴の一つである。
【００６３】
上述したように、本実施形態の超電導磁石装置は、内槽容器５の表面に、低温で電気抵抗が零となるＮｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体（またはＹ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体）と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の安定化材とからなる複合超電導板を素材とし、この複合超電導板に千鳥状の切れ目を入れて、複合超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げて網目状に加工して、接続抵抗が零の複数の閉回路１８を形成したものを設置するようにしているので、超電導磁石装置の内部に装置外部から侵入する交流磁界による熱負荷増現象が大幅に低減でき、超電導磁石装置の特性を安定したものとすることができる。
【００６４】
すなわち、超電導磁石装置の内部に装置外部から侵入する交流磁界等の電磁気的な外乱を受信する内槽容器５に発生する熱負荷増現象が抑制され、その結果、液体ヘリウムのような冷却材３０の蒸発量の増加の問題を解消することが可能となり、超電導磁石装置の運用上の安定性を向上させることができる。
【００６５】
以下、かかる点に関してより具体的かつ詳細に説明する。
【００６６】
超電導磁石装置において、前述したような周波数の低い領域の磁気遮蔽能力を向上させるためには、接続抵抗のない閉回路を構成する必要がある。
【００６７】
この点、本実施形態では、低温で電気抵抗が零となるＮｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体１９（またはＹ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体２０）と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の安定化材２１とからなる複合超電導板２２を素材とし、この複合超電導板２２に、図２および図３に示すように千鳥状の切れ目を入れて、複合超電導板２２に対してほぼ直交する方向に押し広げる形で加工することにより、超電導材で構成する接続抵抗のない網目状の閉回路１８を実現することができる。
【００６８】
なお、上記のような複合超電導板２２について、超電導状態の電磁気的な外乱に対する安定性を確保する必要から、その素材の厚さは、構成する超電導材の厚さが数１０μｍ以下の大きさになるような薄板状態とし、さらに有効な磁気遮蔽能力を確保する必要から、加工後の網目の間隔は、１０ｍｍ以下の大きさにすることが各々望ましい。
【００６９】
また、本実施形態の複合超電導板２２は、薄板状態の素材を網目状に加工したものであるので、柔軟性が高いのが特徴で、そのため被遮蔽物が複雑な形状であっても容易に設置することが可能である。
【００７０】
一方、交流磁界を遮蔽する電流の大きさは、周波数によって変化するものの、１００ガウスの交流磁界に対して、閉回路に生ずる遮蔽電流は、概ね１０アンペアオーダであり、網目状に加工した超電導材の臨界電流に比べて充分に小さい大きさであるので、超電導磁石装置の走行時に生ずる電磁気的な外乱（交流磁界）に対して、高い磁気遮蔽能力を確保することができる。
【００７１】
また、超電導磁石装置に磁界を発生させる励磁段階での内槽容器５周辺の磁界変化は、走行時に比べて非常に大きいので、網目状の閉回路１８に生ずる遮蔽電流の大きさは、超電導材の臨界電流を大幅に超過するので、閉回路１８の超電導材はクエンチし、常電導化して短時間で遮蔽電流は減衰するので、超電導コイル４が発生する磁界を打ち消すようなことはない。
【００７２】
図５は、本実施形態の超電導材を網目状に形成した方式の磁気遮蔽能力について示したものである。
【００７３】
すなわち、図５では、網目状の超電導材単体をステンレス鋼材上に設置したもの（試料Ａ）と、網目状の超電導材単体を高純度銅板上に設置したもの（試料Ｂ）との２種類の試料について、試料を冷却材３０である液体ヘリウムにより浸漬して低温状態を保持した環境で、交流磁界を受信させた場合の遮蔽能力と周波数との関係を示している。
【００７４】
なお、図５には、比較の意味で、ステンレス鋼材、高純度銅板、および超電導体１９，２０と安定化材２１とからなる複合超電導板２２単体について評価した結果についても併せて示している。
【００７５】
また、各方式について、超電導コイル４の励磁状態および無励磁状態に相当する磁界環境の安定性を調べるために、試料の背景磁界が零の場合（白ぬき）と３テスラの強磁界を与えた場合（黒ぬり）の２条件についてそれぞれ評価した。
【００７６】
さらに、図５中、縦軸は印加する空間磁界と各材料の透過磁界との比率であり、磁気遮蔽能力の高いもの程、透過磁界は小さくなるので、その比率は小さい方が性能が良いことになる。
【００７７】
図５から、電気抵抗がステンレス鋼材に比べて２桁小さい高純度銅板では、磁気遮蔽能力は、周波数が増加するのに伴って高くなることがわかる。これは、磁界の導体内部に侵入できる深さが、周波数によって変化する表皮効果によるものである。そして、この特性は、ステンレス鋼材、高純度銅板共、背景磁界の有無にほとんど影響されることはない。
【００７８】
これに対して、超電導体１９，２０と安定化材２１とからなる複合超電導板２２単体では、背景磁界が零の場合には、超電導材を網目状に形成した方式の試料Ａとほぼ同等の特性を示したのに対し、背景磁界が３Ｔになると、磁気遮蔽能力は大幅に低下した。
【００７９】
これは、背景磁界によって、複合超電導板２２単体では、交流磁界を遮蔽する電流の集中や迷走が生じ易くなり、磁束跳躍（フラックス・ジャンプ）等の超電導状態を不安定にする現象が台頭するために、超電導状態が破壊されて、隣接する安定化材２１に磁気遮蔽電流が流れるからであると考えられる。
【００８０】
以上のような評価結果から、複合超電導板２２を網目状に形成した方式のものでは、強磁界中で侵入する交流磁界を遮蔽する手段として、極めて有効なものであることがわかった。また、その磁気遮蔽能力は、周波数にほとんど依存しないため、高純度銅板でも磁気遮蔽能力が小さくなる周波数の低い領域でも、高い磁気遮蔽能力を確保することができるという大きな利点がある。
【００８１】
そして、この周波数の低い領域でも高い磁気遮蔽能力を確保できることは、将来的に地上コイル１３の構成がより簡素化され、電磁気的な外乱の空間波形の次数が低くなった場合や、超電導磁石装置が浮上する高速走行状態で、超電導磁石装置を固定する台車１４が、数Ｈｚで左右、上下に運動（揺動）する場合における熱負荷増現象を大幅に低減できる効果があると言える。
【００８２】
さらに、試料Ｂのように、網目状の複合超電導板２２と高純度銅を組合せることにより、その磁気遮蔽能力をより一層向上させることができ、万一、網目状の超電導板２２の超電導状態が破壊されるような事態になったとしても、この場合には、少なくとも高純度銅と同等の磁気遮蔽能力が確保されるので、システムの安定性向上の点で極めて有効な手段であると言える。
【００８３】
なお、本実施形態では、内槽容器５の断面が楕円形状のものを示しているが、矩形断面の場合には、楕円断面の場合に比べて、さらに遮蔽電流が断面角部に集中するため、閉回路１８を設けたことによるジュール発熱抑制効果が大きくなる。
【００８４】
（第２の実施形態）
本第２の実施形態の浮上式鉄道用の超電導磁石装置が、前記第１の実施形態の超電導磁石装置と異なる点は、前記内槽容器５の表面に、低温で電気抵抗が零となる複合超電導板２２を素材として網目状に加工し、接続抵抗が零となる複数の閉回路１８を、超電導コイル４の巻線形状に応じた閉ループ電気回路を形成しないように複数に分割し、かつ装置外部から侵入する交流磁界の波長の１／Ｎ（Ｎ：整数）、または外部コイルである地上コイル１３の設置ピッチの１／Ｍ（Ｍ：整数）に対応する間隔でラップさせるように設置した構成としていることである。
【００８５】
ここで、地上コイル１３には、車両を推進させるための推進コイルと、車両を浮上・案内させるための浮上・案内コイルとがあり、これらの推進コイルおよび浮上・案内コイルが作用して発生する交流磁界の空間波形は、それぞれ異なるものである。
【００８６】
従って、この異なる空間波形によって、超電導磁石装置に発生する渦電流によるロスも異なるため、上述したように２種類の条件（１／Ｎ、または１／Ｍ）を設定している。
【００８７】
すなわち、超電導磁石装置が受信する交流磁界は、地上コイル１３の設置ピッチによって決まる移動磁界であることから、その磁気遮蔽能力の効率を確保するためには、地上コイル１３の設置ピッチの１／Ｎ（Ｎ：整数）に対応する間隔でラップさせた瓦積みの構成となるように設置するのがより望ましい。
【００８８】
従って、本実施形態の超電導磁石装置においては、低温で電気抵抗が零となる網目状に形成された複合超電導板２２を、超電導コイル４の巻線形状に応じた閉ループ電気回路を形成しないように複数に分割し、かつ地上コイル１３の設置ピッチの１／Ｎ（Ｎ：整数）に対応する間隔でラップさせるように設置していることにより、前記第１の実施形態の場合と同様の作用効果（磁気遮蔽効果）が得られるのに加えて、移動磁界に対する遮蔽能力をより一層向上させることができる。
【００８９】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の構成例を示す概要図であり、図２３乃至図２５と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００９０】
すなわち、本実施形態の浮上式鉄道用の超電導磁石装置は、図６に示すように、前記接続抵抗が零となる複数の閉回路１８を形成する網目状の複合超電導板を、銅、アルミニウム、銀等の低電気抵抗材２４と共に、前記内槽容器５の表面に設置した構成としていることである。
【００９１】
ここで、低電気抵抗材２４は、常温と極低温の抵抗の比率（残留抵抗比：ＲＲＲ）＞５０の関係を満足しつつ、０．１〜１ｍｍの厚さの被膜となるように設置することが運用上有利である。
【００９２】
すなわち、低電気抵抗材２４の厚さが、１ｍｍ以上の大きさになると、通常の励磁時におけるジュール損失が大幅に増加するため、その結果、冷却材３０である液体ヘリウムの蒸発量が大幅に増加する。また、超電導コイル４がクエンチして、急激に磁力が損失する場合には、１００ｋＡ以上の渦電流が内槽容器５に誘導され、そのジュール損失が１００ｋＷを超過することになるので、これらの発熱を抑制する必要があるというのが、その大きな理由である。
【００９３】
また、上記低電気抵抗材２４を、超電導コイル４の巻線形状に応じた閉ループ電気回路を形成しないように、分割（分割範囲２５）して内槽容器５の表面に設置することにより、閉ループ電気回路の抵抗が高抵抗化されるため、消磁時に発生するジュール損失が抑制されてより有効である。
【００９４】
さらに、網目状の複合超電導板２２と銅、アルミニウム、銀等の低電気抵抗材２４を、インジウム、インジウム−錫合金、鉛−錫合金等の低融点合金材で、内槽容器５の表面に半田付け固定するようにしてもよい。
【００９５】
従って、本実施形態の超電導磁石装置においては、接続抵抗が零となる複数の閉回路１８を形成する網目状の複合超電導板を、銅、アルミニウム、銀等の低電気抵抗材２４と共に、前記内槽容器５の表面に設置することにより、前記第１の実施形態の場合と同様の作用効果（磁気遮蔽効果）が得られるのに加えて、移動磁界に対する遮蔽能力をより一層向上させることができる。
【００９６】
（第４の実施形態）
本第４の実施形態の浮上式鉄道用の超電導磁石装置が、前記第１の実施形態の超電導磁石装置と異なる点は、前記内槽容器５の表面に、接続抵抗が零となる複数の閉回路１８を構成する網目状の複合超電導板２２を設置する場合に、熱可塑性樹脂等からなる接着剤で内槽容器５と固着した構成としていることである。
【００９７】
ここで、熱可塑性樹脂としては、超電導コイル４の使用温度のような低温でも金属との接着強度が充分確保する必要から、エチレンとメタクリル酸との共重合体を主成分とする接着剤を使用することが望ましい。
【００９８】
また、上記熱可塑性樹脂に、ガラス繊維、炭素繊維、またはアラミド繊維等を含むエポキシ樹脂等の絶縁材を、補強材として内槽容器５と固着することも有効である。
【００９９】
さらに、網目状の複合超電導板２２は、ガラス繊維、炭素繊維、またはアラミド繊維等を含むエポキシ樹脂等の絶縁材に加えて、閉回路１８と電気的な絶縁が確保されるように、ステンレス鋼、真鍮、銅、銅合金等の補強材を設置するようにしてもよい。
【０１００】
本実施形態の超電導磁石装置においても、前記第１の実施形態の場合と同様の作用効果（磁気遮蔽効果）を得ることができる。
【０１０１】
（第５の実施形態）
本第５の実施形態の浮上式鉄道用の超電導磁石装置が、前記第１の実施形態の超電導磁石装置と異なる点は、前記内槽容器５の表面に、接続抵抗が零となる複数の閉回路を構成する網目状の複合超電導板２２を設置する場合に、少なくともその一部を選択的に常電導に転移させる手段を備えた構成としていることである。
【０１０２】
すなわち、図７に示すように、網目状の複合超電導板から閉回路１８を形成すると、超電導磁石装置の励消磁時に発生する閉ループ電気回路において電流の集中する区間２６を導入すると、能動的に常電導転移が可能になる。
【０１０３】
また、より確実に常電導化させる手段として、外部からヒータを導入する方法も採用可能である。
【０１０４】
本実施形態の超電導磁石装置においては、前記第１の実施形態の場合と同様の作用効果（磁気遮蔽効果）が得られるのに加えて、励消磁時に確実に複合超電導板を常電導化することができるため、超電導磁石装置の運用上の安定性を向上させることができる。
【０１０５】
（第６の実施形態）
図１０（ａ）は本発明の第１の実施形態による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の要部構成例を示す斜視図、図１０（ｂ）は同じくその平面図であり、図１および図２３乃至図２５と同一要素には同一符号を付して示している。
【０１０６】
すなわち、図１０（ａ）において、内槽容器５は、低温で電気抵抗が零となる超電導線を巻き回し、かつエポキシ樹脂等で一体になるようにモールドした超電導コイル４を、液体ヘリウム等の冷却材３０と共に収納しているものである。また、この内槽容器５は、超電導コイル４を励磁した時に発生する電磁力に対して、十分な材料強度を有する厚さのステンレス鋼等の金属板からなっている。さらに、この内槽容器５の表面には、装置内部に外部から侵入した交流磁界により内槽容器５の表面に生じていた渦電流による発熱を抑制する手段として、低温で電気抵抗が零となる網目状の超電導材２３を用いて交流磁界を遮蔽する閉回路１８を形成している。
【０１０７】
この閉回路１８は、図１０（ｂ）に示すように、網目状の超電導材を、内槽容器５の内縁部５ａおよび外縁部５ｂに設置し、かつ網目状の超電導材を用いて、装置外部から侵入する交流磁界の波長の１／Ｎ（Ｎ：整数）に対応する間隔で内縁部５ａと外縁部５ｂを電気的に接続して、装置外部から侵入する交流磁界を遮蔽する閉回路を形成している。
【０１０８】
ここで、内槽容器５に設置される網目状の超電導材は、低温で電気抵抗が零となるＮｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体、またはＹ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の安定化材とからなる複合超電導板を素材とし、網目状に加工して接続抵抗がない複数の閉回路１８で形成したものを設置することが望ましい。
【０１０９】
すなわち、この超電導材により網目状の閉回路１８を形成する方法としては、前記図２および図３に示した場合と同様に、Ｎｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体１９、（またはＹ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体２０）と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の低温で充分電気抵抗が小さい材料からなる安定化材２１とからなる複合超電導板２２を素材とし、この複合超電導板２２に千鳥状の切れ目を入れて、複合超電導板２２に対してほぼ直交する方向に押し広げて形成する方法（エキスパンドメタル加工法）を採用する。このように、複合超電導板２２単体を加工することで、一枚の素材から接続抵抗を零とした複数の閉回路１８を、工業的を量産性が高くかつ容易に、網目状に形成することができる。
【０１１０】
なお、この場合、素材とする複合超電導板２２は、Ｎｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体１９、（またはＹ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体２０）と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の低温で充分電気抵抗が小さい材料からなる安定化材２１とを、少なくとも各々一層ずつ存在するように構成する複合板とするのが基本であるが、遮蔽する交流磁界の強さが１ガウス以下の比較的小さい場合には、安定化材２１を省略することも可能である。
【０１１１】
また、複合超電導板２２単体の製作時の熱処理等の場合に金属系超電導体１９、または酸化物系超電導体２０と安定化材２１との反応を抑制して所定の超電導特性を確保する目的で両者の中間に、Ｎｂ、Ｔａ等の介在物を存在させる構成としてもよい。
【０１１２】
さらに、素材となる複合超電導板２２は、加工後の閉回路の超電導特性の安定性を確保する目的で、超電導材の厚さが、数１０μｍ以下となるような薄板材としておくことが望ましい。
【０１１３】
さらにまた、素材となる複合超電導板２２は、超電導材が一層の場合のみでなく、多層構成の複合板であってもよい。
【０１１４】
一方、上記のように形成した網目状の複合超電導板２２はインジウム、鉛、錫等の低融点金属をメッキ法で被覆することも可能である。
【０１１５】
このような表面処理をすることで、網目状の複合超電導板２２と内槽容器５との固定を容易に行える利点がある他、網目状の閉回路１８の安定性向上の点で極めて有効である。
【０１１６】
なお、本実施形態の磁気遮蔽手段は、複合超電導板を網目状に加工した閉回路１８であるので、柔軟性が高く、被遮蔽物が複雑な形状であっても容易に設置できるのも大きな特徴の一つである。
【０１１７】
本実施形態の超電導磁石装置においては、装置内部に外部から侵入する交流磁界を遮蔽するために、内槽容器５の表面に生ずる渦電流の大部分が、低温で電気抵抗が零となる内槽容器５表面の網目状の超電導材で構成された閉回路１８に流れるため、閉回路１８の抵抗に比例した内槽容器５のジュール発熱が大幅に減少し、装置内部に侵入した交流磁界により増加していた熱負荷が著しく低減し、その結果、液体ヘリウムのような冷却材３０の蒸発量の増加の問題を解消することができ、また移動磁界に対する遮蔽能力が高くなり、電磁気的な外乱に対する安定性の高い超電導磁石装置を得ることができる。
【０１１８】
なお、本実施形態では、内槽容器５の断面が楕円形状のものを示しているが、矩形断面の場合には、楕円断面の場合に比べて、さらに遮蔽電流が断面角部に集中するため、閉回路１８を設けたことによるジュール発熱抑制効果が大きくなる。
【０１１９】
（第７の実施形態）
図１１は、本発明の第７の実施形態による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の構成例を示す概要図であり、図１および図１０、図２３乃至図２５と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１２０】
すなわち、本実施形態の浮上式鉄道用の超電導磁石装置は、図１１に示すように、低温で電気抵抗が零となる網目状に形成された超電導材からなる閉回路１８を、銅、アルミ、銀等の低電気抵抗材２４と共に、前記内槽容器５の表面に設置した構成としている。
【０１２１】
ここで、低電気抵抗材２４は、常温と極低温の抵抗比率（残留抵抗比：ＲＲＲ）が＞５０の関係を満足し、かつ０．１ｍｍから１ｍｍの厚さの皮膜となるように設置することが運用上有利である。
【０１２２】
すなわち、低電気抵抗材２４の厚さが１ｍｍ以上の大きさとなると、通常の励磁に伴って発生するジュール損失が大幅に増加し、その結果、冷却材３０である液体ヘリウムの蒸発量が大幅に増加する。また、超電導コイル４がクエンチして急激に磁力が失われる場合には、１００ｋＡ以上の渦電流が内槽容器５に誘導され、そのジュール損失が１００ｋＷを超過することになるので、これらの発熱を抑制する必要があるというのが、その大きな理由である。
【０１２３】
また、上記低電気抵抗材２４を超電導コイル４の巻線形状に応じた閉ループ電気回路を構成しないように、分割（分割部分２５）を設けて内槽容器５の表面に設置することにより、通常の励磁およひ消磁に伴って発生する超電導コイル４の巻線形状に応じた渦電流に対する抵抗が高抵抗化されるため、この時発生するジュール損失が抑制されてより有利である。
【０１２４】
特に、分割部分２５は、内槽容器５のコーナー部と浮上走行時に下側となる直線部分にそれぞれ２箇所ずつ合計４箇所とすると、励磁および消磁の際に超電導コイル４の巻線形状に応じて誘起されるそれぞれの渦電流に対して、それぞれ最低一箇所分割部分２５が存在することになり、渦電流の抑制効果が高くなる。
【０１２５】
さらに、内槽容器５に設置される低温で電気抵抗が零となる網目状に形成される超電導板材２３と銅、アルミ、銀等の低電気抵抗材２４は、インジウム、インジウム−錫合金、鉛−錫合金等の低融点合金材で、内槽容器５の表面に半田付け固定するようにしてもよい。
【０１２６】
本実施形態の超電導磁石装置においては、低温で電気抵抗が零となる網目状に形成された超電導板材からなる閉回路１８を、銅、アルミ、銀等の低電気抵抗材２４と共に、内槽容器５の表面に設置することにより、装置内部に外部から侵入する交流磁界を遮蔽するために、内槽容器５の表面に生ずる渦電流の大部分が、低温で電気抵抗が零となる内槽容器５の表面の網目状の超電導材で形成された閉回路１８に流れ、残りの電流も低電気抵抗材２４を流れるため、閉回路１８の抵抗に比例した内槽容器５のジュール発熱が大幅に減少し、前記第６の実施形態以上の効果が得られるのに加えて、移動磁界に対する遮蔽能力がより一層高くなり、電磁気的な外乱に対する安定性の高い超電導磁石装置を得ることができる。
【０１２７】
（第８の実施形態）
第８の実施形態の浮上式鉄道用超電導磁石装置が、前記第６の実施形態と異なる点は、前記内槽容器５の表面に、低温で電気抵抗が零となる網目状の複合超電導板２２を用いた交流磁界を遮蔽する閉回路１８を設置する際に、熱可塑性樹脂からなる接着剤で内槽容器５の表面に固着して構成していることである。
【０１２８】
ここで、熱可塑性樹脂としては、超電導コイル４の使用温度のような低温でも金属との接着強度を充分確保する必要から、エチレンとメタクリル酸との共重合体を主成分とする接着剤を使用することが望ましい。
【０１２９】
また、上記熱可塑性樹脂に、ガラス繊維、炭素繊維、またはアラミド繊維等を含むエポキシ樹脂等の絶縁材を、補強材として内槽容器５と固着することも有効である。
【０１３０】
さらに、上記ガラス繊維、炭素繊維、またはアラミド繊維等を含むエポキシ樹脂等の絶縁材に加えて、閉回路１８と電気的な絶縁が確保されるように、ステンレス鋼、真鍮、銅、銅合金等の補強材を設置するようにしても良い。
【０１３１】
本実施形態の超電導磁石装置においても、前記第６の実施形態の場合と同様の作用効果（磁気遮蔽効果）を得ることができる。
【０１３２】
（第９の実施形態）
第９の実施形態の浮上式鉄道用超電導磁石装置が、前記第６の実施形態と異なる点は、前記内槽容器５の表面に、低温で電気抵抗が零となる網目状の複合超電導材２３を用いた交流磁界を遮蔽する閉回路１８を設置する際に、少なくともその一部を選択的に常電導に転移させる手段を備えた構成としていることである。
【０１３３】
すなわち、図１２に示すように、網目状の複合超電導板２２を用いた交流磁界を遮蔽する閉回路１８の分割部分２５に対向する部分（幅ａ）を、他の部分（幅ｂ）よりも幅を狭くすると、超電導磁石装置の励磁および消磁に伴なって発生する超電導コイル４の巻線形状に応じた渦電流がこの部分で集中し、能動的に常電導転移が可能になる。
【０１３４】
また、より確実に常電導転移させる手段として、外部からヒータを導入する方法も採用可能である。
【０１３５】
本実施形態の超電導磁石装置においても、前記第６の実施形態の場合と同様の作用を得ることができるのに加えて、超電導磁石装置の励磁および消磁の際に、確実に複合超電導板２２を常電導化することができるため、この時の内槽容器５のジュール発熱を減少させることができ、その結果、液体ヘリウムのような冷却材３０の蒸発量の増加の問題を解消することが可能となり、超電導磁石装置の運用上の安定性を向上させることができる。
【０１３６】
（変形形態１）
（ａ）前記第１乃至第９の各実施形態では、本発明を主として浮上式鉄道用の超電導磁石装置に適用する場合の構成を基本として説明してきたが、これに限らず、例えば核磁気共鳴診断装置（ＭＲＩ）、超電導限流器、磁気量子干渉測定装置（ＳＱＵＩＤ）、超電導ケーブル等、電磁気的な外乱による安定性を確保する必要がある超電導磁石装置についても、その磁気遮蔽手段として広い範囲で適用することも可能である。
【０１３７】
＊例えば、ＦＲＰ製のクライオスタットに収納した磁気量子干渉測定装置の磁気遮蔽手段として、前記第４の実施形態または第８の実施形態の場合と同様に、エチレンとメタクリル酸との共重合体を主成分とする熱可塑性樹脂等の接着剤で固着することにより、容易に絶縁体に高い磁気遮蔽能力を付加することができ、その測定感度を大幅に向上させることが可能となる。
【０１３８】
＊また、超電導ケーブル等の長尺形状のものへ適用する場合には、前記各実施例の構成をそのまま採用することも可能であるが、図１３に斜視図を示すように、長尺の電力ケーブル２７の周囲を螺旋状に被覆するように網目状の閉回路１８を設置して、低温状態を保持する構成とすることにより、容易に絶縁体に高い磁気遮蔽能力を付加することができる。
【０１３９】
さらに、この方法は、非常に簡便であるため量産性も高く、工業的にも極めて有効である。
【０１４０】
従って、このような構成とすることにより、電磁気的な外乱に対する電力ケーブル２７の安定性を、大幅に向上させることが可能となる。
【０１４１】
＊内槽容器５がＦＲＰ製の場合の超電導コイル４には、電磁気的な外乱が巻線部まで相当量到達するため、前記第４の実施例の場合と同様に、図１４に斜視図を示すように、網目状の複合超電導板で形成した閉回路１８を、金属と接着性の良好な熱可塑性樹脂と共に一体とした上で、超電導コイル４本体に設置することにより、線材に発生する電磁気的な発熱現象を大幅に抑制することが可能となる。
【０１４２】
（ｂ）上記（ａ）の各種変形例について共通した使用条件の制約は、磁気遮蔽手段である網目状の複合超電導板で形成した閉回路１８を低温状態に保持する点であり、この温度条件を満足できれば、各種低温機器の内槽容器以外の、例えば図２４に示される中間温度に保持される輻射シールド板６について、Ｙ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の臨界温度が液体窒素温度以上の酸化物系超電導体２１から構成した複合超電導板２２を素材として網目状に加工して、閉回路１８を形成することにより、磁気遮蔽能力が向上し、発熱を大幅に低減させることが可能となる。
【０１４３】
次に、本発明による超電導磁気シールド材（網目状の超電導体閉回路）について説明する。
【０１４４】
（第１０の実施形態）
図１５は、本第１０の実施形態による超電導磁気シールド材（網目状の超電導体閉回路）の構成例を示す要部斜視図である。
【０１４５】
すなわち、図１５に示すように、本実施形態による超電導磁気シールド材（網目状の超電導体閉回路）５１は、低温で電気抵抗が零となる超電導体５２を、熱伝導性が良好で有限の電気抵抗を示す銅等の常電導体（安定化材）５３によりサンドウィッチする形で積層した１枚の超電導板に千鳥状の切れ目を入れて、超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げ加工（エキスパンドメタル加工）して、超電導体５２による網目状の超電導閉回路５１を形成している。
【０１４６】
かかる本実施形態の超電導磁気シールド材５１においては、超電導体５２と安定化材５３とを積層した１枚の金属板から構成されていることにより、超電導閉回路５１の途中に接続部は全くなく、超電導体５２のみによる完全な超電導閉回路が形成される。
【０１４７】
このため、超電導閉回路５１に、鎖交する磁束の変化に伴なって誘導される電流は、その両端部（ボンド部と称する）５４において、局所的に折り返す形で向きを急変させて流れることになる。
【０１４８】
なお、この超電導閉回路５１は、１枚の超電導板から形成されているため、電流が折り返すボンド部５４においても、超電導体５２は形状的に分断されることなく連続したものになっているので、形成した超電導閉回路５１の接続抵抗は全く零である。
【０１４９】
すなわち、この超電導磁気シールド材５１に、その中心線と平行な磁界が作用すると、例えば図１６に概念図を示すように、超電導体５２による超電導閉回路５１には、鎖交磁束不変の法則に従って、超電導閉回路５１の内側に侵入する磁束を打消すように、確実に遮蔽電流５５が誘導される。
【０１５０】
しかも、この超電導閉回路５１のボンド部５４では、遮蔽電流５５が形状的に強制的かつ局部的に折り返す形でその向きを変えて流れるため、ボンド部５４にはこれに伴なう電磁誘導現象が生ずる。
【０１５１】
この現象は、ボンド部５４における局所的なものであるが、誘導される電流の影響を受けてエネルギーの損失がある。しかし、その損失は非常に小さいものであるので、超電導閉回路５１の一部に微小抵抗成分を導入したことと同じ物理的な意味がある。
【０１５２】
このことから、本実施形態の超電導磁気シールド材５１は、その閉回路において、超電導体同志を半田等の低融点金属で接続することなしに、閉回路に微小抵抗成分が導入されるため、鎖交磁束不変の法則に従って、遮蔽電流５５が誘導され、しかも安定性の高い磁気遮蔽能力を示すことになる。
【０１５３】
ここで、ボンド部５４での電流の折り返しに起因する電磁誘導現象によって局所的に微小な抵抗成分が発生することについて、より詳細に述べる。
【０１５４】
フレミングの法則によれば、電磁力は電流の向きと磁界の向きの両者に対して垂直の方向に働き、電流の向きが変化すれば、電磁力の向きも変化する。そして、この電磁力の変化を打ち消すように、新たに電流が発生する。この法則に従って、超電導閉回路５１におけるボンド部５４では、鎖交する磁束の変化に伴って誘導される電流５５が、形状的に強制的かつ局部的に折り返す形でその向きを変えて流れるため、ボンド部５４では局所的に別の回路で電流が誘導される。
【０１５５】
この誘導電流は、安定化材５３を経由するので、エネルギーの損失を伴なうものであるが、極めて局所的を現象であるため、その損失は非常に小さいものになると考えられる。
【０１５６】
このことは、接続部のない１枚の超電導板による超電導閉回路５１からみると、ボンド部５４に極めて微小な抵抗成分を導入したことと同じ効果が付与されたことと同様である。
【０１５７】
なお、この超電導閉回路５１において、前述した従来の板材（超電導フィルム６０等）の方法に比べて、電流のパスが限定されるので、電流の迷走は形状的に回避されるのは言うまでもない。
【０１５８】
このように超電導閉回路５１を形成することにより、迷走電流の発生を回避し、かつ超電導体同志を半田等の低融点金属で接続することなしに、閉回路に微小抵抗成分が導入することができることになるので、その磁気遮蔽能力の安定性は、大幅に向上することになる。
【０１５９】
また、本実施形態の超電導磁気シールド材５１は、構造上柔軟性が高いので、複雑な形状をしたものについても３次元的な磁気遮蔽を容易に付与することができる。
【０１６０】
さらに、磁気遮蔽が必要な箇所の材料が電気絶縁性の高い場合でも、エチレンとメタクリル酸等からなる接着剤により容易に一体にできるので、電気絶縁性の高い材料に対しても磁気遮蔽能力を容易に付与することができる。
【０１６１】
また、この超電導磁気シールド材５１を、電気的に絶縁する形で、複数の超電導磁気シールド材５１を重層させる構成とし、さらにその層数を調整することにより、任意の磁気遮蔽が可能になる。
【０１６２】
一方、エキスパンドメタル加工（切断）面には、構造上、超電導体５２が露出しているので、他の導電性材料との接続抵抗は極めて小さくできるといった特徴がある。このことから、本実施形態の超電導磁気シールド材５１を超抵抗化材料として、渦電流損の大きな箇所や超電導線同志の強磁界中での接続部に適用することにより、磁気的安定性を確保しつつ、その損失を大幅に低減できる作用がある。
【０１６３】
次に、本実施形態の超電導磁気シールド材（網目状の超電導閉回路）５１の製造方法について、具体的に説明する。
【０１６４】
すなわち、本実施形態の超電導磁気シールド材（網目状の超電導閉回路）５１の製造方法としては、低温で電気抵抗が零となるＮｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体（または、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏなどの酸化物系超電導体）５２と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の安定化材５３とからなる複合超電導板を素材として、この複合超電導板の板面の垂直方向に対して上下運動する刃物により、千鳥状に切れ目を入れるとほぼ同時にもしくは切れ目を入れた後に、複合超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げる加工方法（エキスパンドメタル加工法）を適用する。
【０１６５】
この方法で超電導複合板を加工することにより、１枚の素材から、接続抵抗を零とした複数の超電導閉回路５１を、工業的に量産性が高く、かつ容易に、網目状に形成することができる。
【０１６６】
また、上記の網目状の超電導閉回路５１において、網目の基本形状寸法のうち、超電導板の刻み加工幅ｗ、押し広げる大きさＬ、電流の折返し部の間隔Ｓが、それぞれ０．１ｍｍ＜ｗ＜５ｍｍ、０．２ｍｍ＜Ｌ＜５ｍｍ、０．４ｍｍ＜Ｓ＜１０ｍｍの範囲となるように加工する。
【０１６７】
一方、上記の網目状の超電導閉回路５１を構成する低温で電気抵抗が零となる超電導体５２は、Ｎｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ−Ｚｒ合金、Ｖ３　Ｇａ、Ｖ３　Ｓｉ、Ｎｂ３　Ｓｎ、Ｎｂ３　Ａｌ、Ｎｂ３　Ｇａ、Ｎｂ３　Ｇｅ等の金属系超電導体のうちの少なくとも１種類から形成し、また有限の電気抵抗を示す安定化材５３は、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金等の少なくとも１種類から形成することが基本であるが、遮蔽する交流磁界の大きさが１ガウス以下の比較的小さい場合には、安定化材５３を省略することも可能である。
【０１６８】
また、超電導体５２と安定化材５３との中間に、複合超電導板の製作段階の熱処理等による両者の反応を抑制して所定の超電導特性を確保する目的で、Ｎｂ、Ｔａ等の介在物を存在させる構成としてもよい。
【０１６９】
さらに、素材となる複合超電導板は、加工後の閉回路の超電導特性の安定性を確保する目的で、超電導体の厚さが、数１０μｍ以下となるような薄板材としておくことが望ましい。
【０１７０】
なお、素材となる複合超電導板は、超電導体５２が１層の場合のみでなく、超電導体５２が多層構成の複合板であってもよい。
【０１７１】
このように、本磁気遮蔽手段は、複合超電導板を網目状に加工した超電導閉回路５１であるので、柔軟性が高く、被遮蔽物が複雑な形状であっても容易に設置できる点も大きな特徴の一つである。
【０１７２】
そして、このように製造した超電導磁気シールド材５１を、例えば変動（交流）磁界を受信する環境で、直流の強磁界を発生する超電導磁石等の各種超電導応用装置の内部に設置すると、渦電流量を大幅に低減できるため、液体ヘリウム等の冷却材の消費量が大幅に抑制され、その結果、超電導応用装置の運用性能を大幅に安定にすることができる。
【０１７３】
以下、この点について、具体的かつ詳細に説明する。
【０１７４】
変動磁界を受信する超電導磁石において、その運用性能を大幅に向上させるためには、装置が受信する変動磁界の周波数によらず、安定した磁気遮蔽能力のある磁気シールド材が必要である。
【０１７５】
この点に関し、本実施形態では、低温で電気抵抗が零となるＮｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体（またはＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等の酸化物系超電導体）と、銅、銅−ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等の安定化材とからなる複合超電導板を素材として、この複合超電導板の板面の垂直方向に対して上下運動する刃物により、千鳥状に切れ目を入れるとほぼ同時にもしくは切れ目を入れた後に、複合超電導板に対してほぼ直交する方向に押し広げる加工方法（エキスパンドメタル加工法）を適用することにより、１枚の素材から、例えば図１７に示すように、接続抵抗を零とした複数の超電導閉回路５１を、工業的に量産性が高く安価に、かつ容易に製造することができる。
【０１７６】
なお、上記のような超電導複合板について、超電導状態の電磁気的な外乱に対する安定性を確保する必要から、その素材の厚さは、構成する超電導体５２の厚さが数１０μｍ以下の大きさになるような薄板状態とし、さらに有効な磁気遮蔽能力を確保する必要から、加工後の網目の大きさは、１０ｍｍ以下の大きさにすることが望ましいので、網目の基本形状寸法のうち、超電導板の刻み加工幅ｗ、押し広げる大きさＬ、電流の折返し部の間隔Ｓは、それぞれ０．１ｍｍ＜ｗ＜５ｍｍ、０．２ｍｍ＜Ｌ＜５ｍｍ、０．４ｍｍ＜Ｓ＜１０ｍｍの範囲となるように加工する。
【０１７７】
また、本実施形態の複合超電導板は、薄板状態の素材を網目状に加工したものであるので、柔軟性が高いのが特徴で、そのため、被遮蔽物が複雑な形状であっても容易に設置することができる。
【０１７８】
一方、変動（交流）磁界を遮蔽する電流の大きさは、周波数によって変化するものの、１００ガウスの交流磁界に対して、閉回路に生ずる遮蔽電流は、概ね１０アンペアオーダであり、網目状に加工した超電導材の臨界電流に比べて充分に小さい大きさであるので、超電導磁石装置の受信する電磁気的な外乱（交流磁界）に対し、高い磁気遮蔽能力を確保することができる。
【０１７９】
図１８は、本実施形態の複合超電導板を網目状に加工した超電導磁気シールド材５１について、試料を液体ヘリウムに浸漬して低温状態を保持した環境で、交流磁界を受信させた場合の磁気遮蔽能力と交流磁界の周波数の関係の一例を示す特性図である。
【０１８０】
図１８には、網目状に加工した複合超電導板（試料Ｅ）の結果に加えて、比較の意味で、網目状に加工する前の複合超電導板単体と高純度銅板について評価した結果も、併せて示している。
【０１８１】
また、各方式とも、環境磁界に対する安定性を調べるために、試料の背景磁界が零の場合（記号：白ヌキ）と、背景磁界が３テスラ印加した場合（記号：黒塗り）の２種類の条件について、それぞれ評価している。
【０１８２】
一方、図１８において、縦軸は、印加する空間（交流）磁界と各試料の透過磁界の関係との比率を示したもので、磁気遮蔽能力の高いもの程、透過磁界の大きさは小さくなるので、その比率が小さい方が、性能が良いことになる。
【０１８３】
図１８から、高純度銅板の磁気遮蔽能力は、周波数の低い領域では性能が低下することがわかる。これは、変動磁界が導体内部に侵入できる深さが、周波数によって変化するためで、表皮効果と呼ばれている物理的な現象の影響である。この特性は、背景磁界の大きさにほとんど影響されることはないものである。
【０１８４】
これに対し、網目状に加工する前の複合超電導板単体では、背景磁界が零の場合には、複合超電導板を網目状に加工したものとほぼ同等の特性を示したのに対し、背景磁界が３テスラになると、磁気遮蔽能力は著しく低下し、安定した特性が得られない。
【０１８５】
これは、背景磁界によって、複合超電導板単体では、交流磁界を遮蔽する電流の集中や迷走が生じ易くなり、磁束跳躍（フラックス・ジャンプ）等の超電導状態を不安定にする現象が台頭するために、超電導状態が破壊されて、隣接する安定化材に磁気遮蔽電流が流れるからであると考えられる。
【０１８６】
以上のような評価結果から、複合超電導板を網目状に加工した方式のものでは、強磁界中で、変動（交流）磁界を遮蔽する手段として、極めて有効なものであることがわかる。
【０１８７】
また、その磁気遮蔽能力は、周波数にほとんど依存しないため、高純度銅板でも、磁気遮蔽能力が低下する周波数の低い領域でも、高い磁気遮蔽能力を確保することができるという大きな効果がある。
【０１８８】
さらに、試料Ｆのように、網目状に加工した複合超電導板５１と高純度銅板とを組合せることにより、その磁気遮蔽能力を一層向上させることができる。
【０１８９】
また、万一、網目状に加工した複合超電導板５１の超電導状態が破壊されるような事態になったとしても、この場合には、少なくとも高純度銅板のみと同等の磁気遮蔽能力が確保されるので、本実施形態の超電導磁気シールド材５１を適用した場合の超電導応用装置において、システムの安定性向上の点で極めて有効な手段であると言える。
【０１９０】
さらにまた、試料Ｇは、網目状に加工した２枚の複合超電導板５１を、相互の電気絶縁性を確保しつつ積層したものであるが、図１８から、その磁気遮蔽能力はなお一層向上していることがわかる。
【０１９１】
このように、複数の網目状に加工した複合超電導板５１を組合せて重層させる方法も、極めて有効な手段である。
【０１９２】
上述したように、本実施形態の超電導磁気シールド材５１においては、接続部分がない形で超電導体５２が閉回路を構成するため、接続部分の導入が不可避な超電導線材による閉回路構成に比べて、本超電導磁気シールド材５１の磁気遮蔽能力は、高い安定性を得ることが可能となる。
【０１９３】
また、超電導体５２と隣接して熱伝導性と電気伝導性の良好な金属等の安定化材５３が配置されているため、その冷却効果により安定化されているので、超電導特性は所定の安定性を有することが可能となる。
【０１９４】
さらに、本超電導磁気シールド材５１を、中間に電気絶縁体を介在させつつ重ねることで、磁気遮蔽能力をより一層向上させることが可能となる。
【０１９５】
以上により、本超電導磁気シールド材５１は、直流の強磁界に曝される環境でも所定の磁気遮蔽能力を有することから、直流磁界を発生し、外部からの変動磁界を受信する環境にある前述したような超電導磁石装置における電磁誘導作用に伴なう冷却材の消費量が増加する低温容器の発熱の問題を大幅に改善することが可能な極めて有効な手段である。
【０１９６】
（第１１の実施形態）
本第１１の実施形態では、複合超電導板を構成する超電導体５２が、Ｎｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ３　−Ｓｎ金属間化合物等の金属系超電導体からなる複合超電導板を網目状に加工した後、さらに摂氏３５０〜４５０度の範囲の温度でほぼ１０〜１０３　時間、Ｎ２　ガス等の還元雰囲気で熱処理して、超電導磁気シールド材５１を製造している。
【０１９７】
このようなプロセスを経て製造した超電導磁気シールド材５１について、その磁気遮蔽能力を、前記第１０の実施形態の場合と同様の条件で評価したところ、熱処理なしのものに較べて、特性がより一層改善されることがわかった。
【０１９８】
（第１２の実施形態）
前記第１０および第１１の各実施形態では、超電導体と安定化材とを組合せた素材（複合超電導板）を網目状に加工する方法について説明したものであるが、本第１２の実施形態では、超電導体と安定化材とを組合せた素材を網目状に加工した後に、熱処理し、安定した超電導体を形成する超電導磁気シールド材１を製造している。
【０１９９】
以下、具体的にその製造方法について説明する。
【０２００】
素材は、ＮｂをＣｕ−Ｓｎ合金によりサンドウィッチする形で構成した積層板で、この素材を、前述のエキスパンドメタル加工法によって網目状の閉回路を形成した後に、摂氏８００度付近の温度で熱処理して、ＮｂとＣｕ−Ｓｎ合金の界面付近にＮｂ３　Ｓｎの超電導層を生成させ、網目状の超電導閉回路５１を形成する。
【０２０１】
このようなプロセスを経て製造した超電導磁気シールド材５１について、その磁気遮蔽能力を、前記第１０および第１１の各実施形態の場合と同様の条件で評価したところ、強磁界中でも安定した特性が得られることがわかった。
【０２０２】
（第１３の実施形態）
本第１３の実施形態では、素材（複合超電導板）を構成する超電導体５２が、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ等に代表される酸化物系超電導体のうちの少なくとも１種類で、有限の電気抵抗を示す常電導体（安定化材）５３が、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金等の少なくとも１種類から組合せた積層板を素材としている。
【０２０３】
そして、この素材を、前述のエキスパンドメタル加工法によって網目状の超電導閉回路５１を形成し、摂氏８００〜９００度の温度範囲で数時間、Ｏ２　ガス等の酸化雰囲気で熱処理する。
【０２０４】
このようなプロセスを経て製造した超電導磁気シールド材５１について、その磁気遮蔽能力を、前記第１０乃至第１２の各実施形態の場合と同様の条件で評価したところ、強磁界中でも安定した特性が得られることがわかった。
【０２０５】
（第１４の実施形態）
本第１４の実施形態では、前述のエキスパンドメタル加工法により形成した網目状の超電導閉回路５１において、その相互を絶縁しつつ重層した構成とし、特に重層する網目状の超電導閉回路５１において、その網目形状が各層毎に異なるようにし、さらに上層側の閉回路よりも下層側の閉回路の開口面積が小さくなるように配置している。
【０２０６】
この場合、超電導閉回路５１の表面の電気絶縁材料としては、例えばポリビニルホルマール（ＰＶＦ）、またはエチレンとメタクリル酸の共重合体を主成分とする熱可塑性樹脂を採用することができる。
【０２０７】
さらに、上記電気絶縁材料に、ガラス繊維、炭素繊維、またはアラミド繊維等を含んでいてもよい。
【０２０８】
このように構成した超電導磁気シールド材５１について、その磁気遮蔽能力を、前記第１０乃至第１３の各実施形態の場合と同様の条件で評価したところ、強磁界中でも安定した特性が得られることがわかった。
【０２０９】
（第１５の実施形態）
本第１５の実施形態では、前述のエキスパンドメタル加工法により形成した網目状の超電導閉回路５１における、装置外部から侵入する交流磁界に対して背後に、銅、アルミニウム等からなる低電気抵抗材を配置した構成とし、さらに網目状の超電導閉回路５１とその背後にある低電気抵抗材とを半田付けして、電気的に導通のある構成としている。
【０２１０】
なお、エキスパンドメタル加工法により形成した網目状の超電導閉回路５１の表面に、メッキ法等により、Ｉｎ、Ｐｂ−Ｓｎ合金、Ｐｂ、Ｓｎ等の低融点金属をあらかじめ設置しておくと、網目状の超電導閉回路５１と低電気抵抗材との接続を、より安定に行なうことができる点で有効である。
【０２１１】
このように構成した超電導磁気シールド材５１について、その磁気遮蔽能力を、前記第１０乃至第１４の各実施形態の場合と同様の条件で評価したところ、強磁界中でも安定した特性が得られることがわかった。
【０２１２】
（第１６の実施形態）
図１９は、直流磁界を発生し、外部からの変動磁界を受信する超電導磁石装置において、本発明の超電導磁気シールド材５１を、内部に超電導コイル５６を収納しかつ冷却材５９により低温に冷却された内槽容器（低温容器）５７の表面に設置した場合の状態を示す斜視図である。
【０２１３】
この種の超電導磁石装置では、装置外部から侵入した変動磁界が内槽容器５７に到達すると、電磁誘導作用によって渦電流が発生し、内槽容器５７を構成する材料の電気抵抗の大きさに比例したジュール熱が発生し、内槽容器５７の温度を上昇させる。その結果、冷却材５９の消費量を増加させる発熱の問題がある。
【０２１４】
この点、本第１６の実施形態では、図１９に示すように、本発明の超電導磁気シールド材５１を、内槽容器５７の少なくとも変動磁界が到達する部分に設置することにより、その発熱現象が大幅に抑制される効果を得ることができた。
【０２１５】
（変形形態２）
（ａ）前記第１０乃至第１６の各実施形態では、エキスパンドメタル加工法により形成した網目状の超電導磁気シールド材５１の交流特性を利用した場合について説明したが、これに限らず、本超電導磁気シールド材５１の直流特性を利用する場合についても同様に適用できるものである。
【０２１６】
図２０は、網目状に加工した超電導磁気シールド材５１について、一般の超電導線材の磁気的安定性を評価する場合と同様の方法で、単体の超電導特性について、磁界中の幅１０ミリ当りの臨界電流特性について調べた結果の一例を示す図である。
【０２１７】
図２０から、直流（輸送）電流特性の磁界安定性が、一般の超電導線材（記号＋）と同等の安定性を示すことがわかる。
【０２１８】
これは、網目状に加工した超電導磁気シールド材５１が、１枚の金属板から構成されていることに加えて、電流の向きが急変する箇所が周期的に導入されている形状により、磁気的安定性が確保されるものと考えられる。
【０２１９】
（ｂ）図２１に示すように、超電導線５８相互の接続は、半田付けによる方法が一般的に採用されているが、その接続部の環境が強磁界となる場合には、その磁界強度に応じて半田の電気抵抗が変化するため、超電導線５８相互の接続抵抗も、環境磁界の強度に変化することになる。
【０２２０】
そこで、図２１に示すように、本発明の超電導磁気シールド材５１を、超電導線５８相互の接続部に設置することにより、その接続抵抗が環境磁界の影響を受け難くして、その安定性を向上することができる。
【０２２１】
また、本発明の超電導磁気シールド材５１は、超電導体５２と安定化材５３とを積層させた超電導板をエキスパンドメタル加工しているため、その切断面には超電導体５２が露出した形になっているので、超電導線５８相互の接続抵抗を、さらに小さくすることができる。
【０２２２】
（ｃ）図２２に示すように、超電導線５８相互の接続部をカバーすることにより、その接続部がより一層低抵抗化されると共に、接続部の磁気的安定性向上に有効な構成とすることができる。
【０２２３】
（ｄ）本発明の超電導磁気シールド材５１を、渦電流が形状的に集中する箇所に、半田付け等によって直接設置することにより、渦電流によるジュール発熱は電気抵抗に比例して大きくなることから、その発熱を大幅に抑制することが可能となる。
【０２２４】
（ｅ）前記第１０乃至第１６の各実施形態では、本発明の超電導磁気シールド材５１を、主として浮上式鉄道用の超電導磁石装置に適用する場合の構成を基本として説明してきたが、これに限らず、前述の場合と同様に、例えば核磁気共鳴診断装置（ＭＲＩ）、超電導限流器、磁気量子干渉測定装置（ＳＱＵＩＤ）、超電導ケーブル等、電磁気的な外乱による安定性を確保する必要がある超電導磁石装置についても、その磁気遮蔽手段として広い範囲で適用することも可能である。
【０２２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気的安定性を確保しつつ、装置内部に外部から侵入する交流磁界による熱負荷増現象を大幅に低減することができ、もって冷却材の蒸発量を著しく減少させることが可能な超電導磁石装置を提供でき、また、超電導体による超電導閉回路を接続部分を導入しない形で形成しつつ、鎖交磁束不変の法則を確実に成立させることが可能で磁気的な安定性の高い超電導磁気シールド材とその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の第１の実施形態を示す要部斜視図。
【図２】同第１の実施形態の浮上式鉄道用の超電導磁石装置における磁気遮蔽手段である網目状の閉回路の一例を示す構成図。
【図３】同第１の実施形態の浮上式鉄道用の超電導磁石装置における複合超電導板から閉回路を形成した場合の一例を示す構成図。
【図４】同第１の実施形態の浮上式鉄道用の超電導磁石装置の第１の実施形態における網目状の閉回路の一例を示す構成図。
【図５】同第１の実施形態の浮上式鉄道用の超電導磁石装置における各種方法での磁気遮蔽能力と交流磁界の周波数との関係の一例を示す特性図。
【図６】本発明による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の第３の実施形態を示す構成図。
【図７】本発明による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の第５の実施形態を示す要部構成図。
【図８】超電導線による磁気遮蔽手段を内槽容器に適用した場合の一例を示す構成図。
【図９】図８の部分拡大詳細図。
【図１０】本発明による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の第６の実施形態を示す要部斜視図。
【図１１】本発明による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の第７の実施形態を示す構成図。
【図１２】本発明による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の第９の実施形態を示す要部構成図。
【図１３】本発明による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の変形例の一例を示す部分斜視図。
【図１４】本発明による浮上式鉄道用の超電導磁石装置の変形例の他の例を示す部分斜視図。
【図１５】本発明による超電導磁気シールド材（網目状の超電導閉回路）の第１０の実施形態を示す要部斜視図。
【図１６】本発明による網目状の超電導閉回路に誘導される遮蔽電流の向きを示す概念図。
【図１７】同第１０の実施形態における超電導磁気シールド材を示す図。
【図１８】各種材料において受信する交流磁界の周波数とその磁気遮蔽能力の関係の一例を示す特性図。
【図１９】本発明による超電導磁気シールド材の第１６の実施形態における設置状態を示す斜視図。
【図２０】本発明による超電導磁気シールド材の変形例における直流特性の一例を示す図。
【図２１】本発明による超電導磁気シールド材の変形例における超電導線相互の接続部構成例を示す斜視図。
【図２２】本発明による超電導磁気シールド材の変形例における超電導線相互の接続部カバー構成例を示す斜視図。
【図２３】超電導磁石装置と浮上式鉄道の車体との関係を示す概要図。
【図２４】超電導磁石装置の要部構成例を示す断面図。
【図２５】超電導磁石装置の全体構成例を示す外観斜視図。
【図２６】従来のディスク状の超電導シートを複数積層させる方法を示す分解斜視図。
【図２７】従来の超電導線により構成した閉回路の一例を示す図。
【図２８】従来の超電導線を製織して構成した閉回路の一例を示す図。
【図２９】従来の超電導線を製織して圧延して構成した閉回路の一例を示す図。
【符号の説明】
１…車両、２…車体、３…超電導磁石装置、４…超電導コイル、５…内槽容器、５ａ…内縁部、５ｂ…外縁部、６…輻射シールド板、７…外槽容器、８…冷凍機、９…冷却材タンク、１０…配管類、１１…冷却装置、１２…ガイドウェイ、１３…地上コイル、１４…台車、１５…超電導線、１６…超電導線設置範囲、１７…接続抵抗導入位置、１８…網目状の閉回路、１９…金属系超電導体、２０…酸化物系超電導体、２１…安定化材、２２…複合超電導板、２３…長穴、２４…低電気抵抗材、２５…分割範囲、２６…電流集中区間、２７…電力ケーブル、３０…冷却材、５１…超電導磁気シールド材（網目状の超電導閉回路）、５２…超電導体、５３…常電導体（安定化材）、５４…ボンド部、５５…誘導電流（遮蔽電流）、５６…超電導コイル、５７…内槽容器、５８…超電導線。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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