(57)【要約】【課題】傾斜磁場コイルの高周波変動磁場に起因する誘導加熱を抑制または低減する上で好適な熱シールドの構造及び同熱シールドを備えたマグネットシステムを提供する。【解決手段】中空の円筒形熱シールドは、前記円筒形内管の軸方向長の少なくとも一部にわたって軸方向に延びる円筒形補強材（３０）が含まれ、前記補強材は、前記環状コイル（１０）の外径より大きい内径を備えており、かつ、前記円筒形内管が前記環状コイルの内径より内側に配設され、一方、前記補強材は前記環状コイルの外径より外側に配設され、さらに前記補強材は前記円筒形内管に対して間隔をあけて接合されることにより、前記円筒形内管の機械的剛性が高められる。【選択図】図２
2012071129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸（Ａ−Ａ）を備える、環状コイル（１０）を含む管状の極低温冷却超電導マグネットのための中空の円筒形熱シールド（１６）であって、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管（３２）と、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピース（２４、６４）が含まれており、
前記中空の円筒形熱シールドに、さらに、前記円筒形内管の軸方向長の少なくとも一部にわたって軸方向に延びる円筒形補強材（３０）が含まれ、前記補強材は、前記環状コイル（１０）の外径より大きい内径を備えており、かつ、前記円筒形内管が前記環状コイルの内径より内側に配設され、一方、前記補強材は前記環状コイルの外径より外側に配設され、さらに前記補強材は前記円筒形内管に対して間隔をあけて接合されることにより、前記円筒形内管の機械的剛性が高められることを特徴とする、
中空の円筒形熱シールド。
【請求項２】
前記円筒形補強材が、間隔をあけて配置されたピラー（３４）によって前記円筒形内管に接合されることを特徴とする、請求項１に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項３】
前記円筒形補強材が、間隔をあけて配置された中空の通り穴（４０）によって前記円筒形内管に接合されていることを特徴とする、請求項１に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項４】
前記円筒形補強材が、前記熱シールドの周囲に延びる１つ以上の細長い弧状支持体（８２）によって前記円筒形内管に接合されていることを特徴とする、請求項１に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項５】
前記細長い弧状支持体に、周方向に間隔をあけて配置されたいくつかの弧状部材が含まれることを特徴とする、請求項４に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項６】
前記補強材が前記環状エンドピースの１つに隣接して配置され、それに機械的に取り付けられている（３１、４６）ことを特徴とする、請求項１または２に記載の熱シールド。
【請求項７】
前記補強材が前記環状エンドピース間に延び、それに機械的に取り付けられていることを特徴とする、請求項３に記載の熱シールド。
【請求項８】
前記補強材の少なくとも一部（６４ｄ）が前記熱シールドの環状エンドピースの一部を形成することを特徴とする、請求項３または６に記載の熱シールド。
【請求項９】
第１の軸（Ａ−Ａ）を備える、隣接環状コイル（１０ａ、１０ｂ）を含む管状の極低温冷却超電導マグネットのための中空の円筒形熱シールド（１６）であって、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピース（２４）が含まれており、
前記中空の円筒形熱シールドに、さらに、前記隣接コイル（１０ａ、１０ｂ）間に延びており、内径が前記隣接コイルの少なくとも一方の外径より小さく、前記隣接コイル間の軸方向間隔より短い距離だけ軸方向に延び、前記円筒形内管に対して間隔をあけて接合（３４、４０）された円筒形支持体（３０’）が含まれており、その結果、前記円筒形内管の機械的剛性が高まるようになっていることを特徴とする、中空の円筒形熱シールド。
【請求項１０】
前記円筒形補強材が、間隔をあけて配置されたピラー（３４）によって円筒形内管に接合されていることを特徴とする、請求項９に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項１１】
前記円筒形補強材が、間隔をあけて配置された中空の通り穴（４０）によって前記円筒形内管に接合されていることを特徴とする、請求項９に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項１２】
前記円筒形補強材が、前記熱シールドの周囲に延びる１つ以上の細長い弧状支持体（８２）によって前記円筒形内管に接合されていることを特徴とする、請求項９に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項１３】
前記細長い弧状支持体に、前記熱シールドの周囲に延びる完全な環状支持体が含まれることを特徴とする、請求項１２に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項１４】
前記細長い弧状支持体に、周方向に間隔をあけて配置されたいくつかの弧状部材が含まれることを特徴とする、請求項１２に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項１５】
前記細長い弧状支持体に、周方向において重なり合ういくつかの弧状部材が含まれることを特徴とする、請求項１２に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項１６】
前記環状エンドピースの少なくとも１つが、少なくとも２つの軸方向に離れた位置に配置された３つの軸方向の同軸部品（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）で形成され、前記エンドピースの半径方向の内側部品（６４ａ）及び半径方向の外側部品（６４ｃ）が、極低温冷却マグネットのそれぞれの内側コイル及び外側コイルを収容するように配置され、前記半径方向の中間部品（６４ｂ）が、軸方向において前記対応する半径方向の内側部品及び半径方向の外側部品よりも前記熱シールドの軸中心の近くに配置されるようになっていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の熱シールド。
【請求項１７】
前記３つの軸方向の同軸部品がすべて平面状であり、前記第１の軸に対して垂直に配置されることを特徴とする、請求項１６に記載の熱シールド。
【請求項１８】
前記半径方向の中間部品が円錐台形状であり、前記半径方向の中間部品（６４ｂ）の半径方向の外側端が、軸方向において前記半径方向の中間部品の半径方向の内側端より前記熱シールドの軸中心から遠くなっていることを特徴とする、請求項１６に記載の熱シールド。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイルを含むマグネットシステムであって、さらに、第２の軸を備え、前記熱シールド及びコイルを封入する中空の円筒形外側真空容器（１４）が含まれ、
前記外側真空容器に、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合して、エンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、
前記外側真空容器の環状エンドピース（６０）が、前記環状エンドピースの半径方向における中間部分（６０ｂ）が前記環状エンドピースの半径方向の内側端（６０ａ）及び半径方向の外側端（６０ｃ）よりも軸方向において前記外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分を備え、前記外側真空室の前記凹角部分が、前記外側真空室の前記円筒形内管に間隔をあけて接合されており（８０）、その結果、前記外側真空室の前記円筒形内管の機械的剛性が高まるようになっていることを特徴とする、
マグネットシステム。
【請求項２０】
前記外側真空室の前記凹角部分が、通り穴によって前記外側真空室の前記円筒形内管に間隔をあけて接合されることを特徴とする、請求項１９に記載のマグネットシステム。
【請求項２１】
請求項１〜１８のいずれかに記載の中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイルを含むマグネットシステムであって、さらに、第２の軸を備え前記熱シールド及びコイルを封入する中空の円筒形外側真空容器（１４）が含まれ、
前記外側真空容器に、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、
前記円筒形内管がベローズ（７４）によって環状エンドピースに接合されることを特徴とする、
マグネットシステム。
【請求項２２】
前記外側真空容器の環状エンドピース（６０）が、前記環状エンドピースの半径方向における中間部分（６０ｂ）が前記環状エンドピースの半径方向の内側端（６０ａ）及び半径方向の外側端（６０ｃ）よりも軸方向において前記外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分（６２）を備えていることを特徴とする、請求項２１に記載のマグネットシステム。
【請求項２３】
請求項１〜１８のいずれかに記載の中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイル（１０）を含むマグネットシステムであって、さらに、第３の軸を備え前記コイルを封入する中空の円筒形極低温容器（１２）が含まれ、
前記極低温容器に、
前記第３の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
直径が前記円筒形内管の直径より大きく、前記第３の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、
前記円筒形内管がベローズ（７４）によって環状エンドピースに接合されることを特徴とする、
マグネットシステム。
【請求項２４】
前記極低温容器の環状エンドピースが、前記環状エンドピースの半径方向における中間部分（２４ｂ）が前記環状エンドピースの半径方向の内側端（２４ａ）及び半径方向の外側端（２４ｃ）よりも軸方向において前記外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分（２５）を備えていることを特徴とする、請求項２３に記載のマグネットシステム。
【請求項２５】
前記コイルの少なくともいくつかが円筒形巻型（２２）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１８〜２４のいずれかに記載のマグネットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温で冷却された管状超電導マグネット用の円筒形中空熱シールドに関するものであり、とりわけ、極低温で冷却された装置の傾斜磁場コイルによる誘導加熱（ＧＣＩＨ）を抑制する、ＭＲＩ（磁気共鳴画像診断）システムに用いられる上記のような熱シールドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩシステムに用いられる超電導マグネットは、一般に形状が円筒形であり、本発明は、このようなマグネットを対象にしている。ＭＲＩシステムでは、傾斜磁場コイルアセンブリによってパルス磁場が生じ、画像化空間の必要な空間符号化が行われる。こうした時変磁場は、近くにある導電材料に熱を誘導する。
【０００３】
図１には、ＭＲＩマグネットシステムの典型的な構成が示されている。コイル１０が、極低温容器内に配置された巻型（不図示）に巻き付けられている。極低温容器は、必要な冷却を施すため、ヘリウムのような極低温冷媒１５で部分的に充填されている。熱放射シールド１６が、極低温容器を包囲して、放射熱からそれを遮蔽している。極低温容器及び熱シールドは極低温冷凍機１７によって冷却される。コイル、巻型、極低温容器、及び、熱放射シールドは、外側真空室（ＯＶＣ）１４によって包囲されている。外側真空室１４と極低温容器１２の間の空間は、真空排気されている。外側真空室１４と熱放射シールド１６の間の空間には、アルミニウム蒸着ポリエステルフィルムのような固体断熱材１８を配置するのが望ましい。実際のＭＲＩマグネットシステムには、機械的支持構造のような多くの他の構成要素が設けられているが、分かりやすくするため図面には例示されていない。ＭＲＩシステムの設計において、極低温容器に対する熱流束の減少、外側真空室の内腔直径の最大化、その全長の短縮に多大の努力が払われる。外側真空室の内腔内には、一般に円筒形傾斜磁場コイルアセンブリが配置されている。
【０００４】
極低温容器、熱放射シールド、及び、外側真空容器は、それぞれ、一般に中空の円筒形エンクロージャであり、それぞれ、内管、外管、及び、内管と外管を接合する２つの環状エンドピースから構成されている。
【０００５】
熱放射シールドの内管は、一般に純アルミニウムのような電気的及び熱的に高伝導の材料からなり、厚さが約６ｍｍである。こうした材料は、傾斜磁場コイルアセンブリによる高周波（＞１００Ｈｚ）変動磁場から極低温容器を遮蔽するのに有効である。傾斜磁場コイルによって磁場がパルス状になるため、熱放射シールドの内管に比較的大きい渦電流が誘導される可能性がある。こうした渦電流によって、熱放射シールドの加熱が生じる。
【０００６】
しかしながら、二次及び三次渦電流は依然として問題のままである。極低温容器は、傾斜磁場コイルの高周波変動磁場にさらされないが、傾斜磁場コイルの磁気脈動によって、ＯＶＣ及び熱放射シールドの機械的振動が生じる。コイルの磁場内におけるこれらの振動によって、ＯＶＣ及び熱放射シールドの材料に誘導渦電流が生じる。これらの渦電流によって、さらに加熱が生じ、誘導渦電流によって生じた磁場によって、コイル１０及び極低温容器１２のような極低温で冷却された構成要素にさらなる渦電流が誘導され、加熱が生じることになる。こうした加熱の全てが、総称して傾斜磁場コイル誘導加熱（ＧＣＩＨ）として知られている。
【０００７】
傾斜磁場コイルの脈動がＯＶＣの内管及び熱放射シールドの内管の共鳴周波数に近い周波数である場合に、加熱はとりわけ顕著になる。管の材料が異なる場合でも、共鳴周波数の接近は、同様の寸法の入れ子式管の一つの特徴であると考えられている。
【０００８】
図１に例示のようなマグネットシステムの場合、コイル１０自体が極低温冷媒１５によって冷却され、ＧＣＩＨによって加熱されることはない。しかしながら、極低温容器及びコイルのＧＣＩＨや、熱放射シールドのＧＣＩＨによって生じる放射加熱のために、極低温冷媒の蒸発損が増大することになる。
【０００９】
最近の開発によって、「少クライオゲンインベントリ」マグネットまたは「ドライ」マグネットとさえ表現されるマグネットが得られるようになった。こうした設計において、マグネットを冷却するために極低温冷媒が供給されることはほとんどないか、全くない。「少クライオゲンインベントリ」マグネットの場合、比較的少量の極低温冷媒が循環して、マグネットコイルと熱接触し、循環する間に極低温冷凍機によって冷却される。「ドライ」マグネットの場合、極低温冷媒は供給されないが、極低温冷凍機が、銅またはアルミニウムのブレードまたは積層材のような熱伝導リンクを介してマグネットに熱的に結合されている。
【００１０】
「少クライオゲンインベントリ」マグネットあるいは「ドライ」マグネットの場合、ＧＣＩＨによる極低温容器またはシールドの加熱を吸収するための大量の極低温冷媒は存在しない。結果として、コイル１０が、比較的少量の加熱にさえ反応して熱くなり、急冷する恐れがある。従って、「少クライオゲンインベントリ」マグネットまたは「ドライ」マグネットにおけるＧＣＩＨを最小限に抑えることがとりわけ重要になる。これは、傾斜磁場コイル、ＯＶＣ内管、熱シールドのどれかにおいてＧＣＩＨによって生じる熱を遮断することによって対処可能である。本発明は、とりわけ、熱放射シールドにおいてＧＣＩＨによって生じる熱の大部分を遮断することを対象にしている。
【００１１】
この問題に対処するため、既にいくつかの試みがなされている。ある構成では（例えば特許文献１参照）、極低温容器に銅のコーティングまたはライニングが施された。これによって、極低温容器における渦電流を阻止したり、あるいはその大きさを抑えるのではなく、極低温容器の電気抵抗の低下により生じる加熱を抑制する。極低温容器の電気抵抗の低下は、渦電流の増大につながることが分かったので、このアプローチの成功は限定的であることが明らかになった。
【００１２】
熱シールドの内管の機械的振動は、炭素繊維強化プラスチックＣＦＲＰのような高弾性率材料のパッチをシールドの内管に接着することによって（例えば、特許文献２参照）対処された。こうしたアプローチは、かなりの半径方向厚さの補強材が用いられる場合に限って、シールドの内管の共鳴周波数を変化させるのに有効であることが分っている。この結果、ＯＶＣの内腔を必要とされる直径に保つには、コイルの直径が増し、導線のコストが大幅に増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第７，５１４，９２８号明細書
【特許文献２】米国特許第７，５３５，２２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、傾斜磁場コイルの高周波変動磁場に起因する誘導加熱を抑制または低減する上で好適な熱シールドの構造及び同熱シールドを備えたマグネットシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題は、本発明によれば、特許請求の範囲に記載の装置によって解決される。即ち、「第１の軸（Ａ−Ａ）を備える、環状コイル（１０）を含む管状の極低温冷却超電導マグネットのための中空の円筒形熱シールド（１６）であって、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管（３２）と、前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピース（２４、６４）が含まれており、前記中空の円筒形熱シールドに、さらに、前記円筒形内管の軸方向長の少なくとも一部にわたって軸方向に延びる円筒形補強材（３０）が含まれ、前記補強材は、前記環状コイル（１０）の外径より大きい内径を備えており、かつ、前記円筒形内管が前記環状コイルの内径より内側に配設され、一方、前記補強材は前記環状コイルの外径より外側に配設され、さらに前記補強材は前記円筒形内管に対して間隔をあけて接合されることにより、前記円筒形内管の機械的剛性が高められることを特徴とする。」
また、「第１の軸（Ａ−Ａ）を備える、隣接環状コイル（１０ａ、１０ｂ）を含む管状の極低温冷却超電導マグネットのための中空の円筒形熱シールド（１６）であって、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピース（２４）が含まれており、前記中空の円筒形熱シールドに、さらに、前記隣接コイル（１０ａ、１０ｂ）間に延びており、内径が前記隣接コイルの少なくとも一方の外径より小さく、前記隣接コイル間の軸方向間隔より短い距離だけ軸方向に延び、前記円筒形内管に対して間隔をあけて接合（３４、４０）された円筒形支持体（３０’）が含まれており、その結果、前記円筒形内管の機械的剛性が高まるようになっていることを特徴とする。」
さらに、前記発明の各従属項の記載によって、さらに好適な態様が示される。
本発明の上記の及びさらなる目的、特徴、及び、効果については、図面と共に、その特定の実施形態に関する下記の記載からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＭＲＩ用の従来の超電導マグネットシステムの断面図である。
【図２】本発明の実施形態の１つの軸方向部分断面図である。
【図３】本発明の実施形態の１つの部分切取り図である。
【図４】図３の構造の半径方向部分断面図である。
【図５】従来の熱シールドを備えた従来のＯＶＣと、本発明の実施形態の１つによる熱シールドを備えた従来のＯＶＣの比較略部分断面図である。
【図６】本発明の実施形態の１つ軸方向部分断面図である。
【図７】本発明の実施形態の１つ軸方向部分断面図である。
【図８】図７の構造の部分断面図である。
【図８Ａ】図８に示す実施形態の変形態様を示す図である。
【図９】熱放射シールド及びＯＶＣの環状エンドピースの代替構成を例示した図である。
【図１０】図９Ｃ）の一部の拡大図である。
【図１１】本発明の異なる実施形態の詳細図である。
【図１２】本発明の異なる実施形態の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
熱放射シールド及びＯＶＣの両方の内管の共鳴周波数に近い周波数で傾斜磁場コイルを脈動させると、ＧＣＩＨの問題となるピークが発生する。内管の問題となる機械的共鳴は、ＯＶＣの内管と熱放射線シールドの内管の共鳴周波数を分離することによって抑制可能である。さらに、共鳴の大きさは、シールド内腔管をかなり補強することで、機械的振動の振幅を最小限に抑え、熱放射シールド、極低温容器、または、他の極低温で冷却される構成要素に誘導される二次または三次渦流及び加熱の程度を低減することによって抑制可能である。
【００１８】
従って、本発明では、熱放射シールドのより強固な（機械的により剛性の高い）内管を備える構造が提案される。熱放射管の内管は、有効に重量を増し、それにもかかわらず必要なコイル直径が増大しないようにすることが可能である。導線コストを増大させないで済むし、あるいは、熱放射線シールドの内腔直径を縮小しなくて済む。
【００１９】
熱放射シールドの補強された内管によって、ＯＶＣの内管と熱放射線シールドの内管の共鳴周波数が十分に分離される。傾斜磁場コイルの脈動による機械振動の振幅が小さくなり、さらに、冷材の渦電流が減少することになる。
【００２０】
本発明によれば、円筒形内管と、円筒形内管の軸方向長の少なくとも一部にわたって軸方向に延びる円筒形補強材を備える中空の円筒形熱放射シールドが提供される。補強材は、直径が円筒形内管よりも大きく、間隔をあけて円筒形内管に接合されており、その結果、円筒形内管の機械的剛性が向上する。
【００２１】
熱放射シールドの円筒形内管は、従来の構成よりも細くして、コイル直径を縮小し、導線コストの節約を可能にするのが望ましいが、さもなくば、ＯＶＣの内腔直径を拡大することも可能である。
【００２２】
本発明の態様の１つによれば、円筒形補強材は、熱放射シールドの内管のエンドピースにかかる力の大部分に作用することが可能であり、内管自体を従来より細い材料にすることを可能ならしめる。これによって、さらに、マグネットコイルの直径の縮小と、対応する導線コストの節約をもたらすことが可能になる、あるいはＯＶＣの内腔直径を増大させることが可能になる。さらに、熱放射シールドの内管及びエンドピースは、高純度のアルミニウムで製造することが可能である。本発明は、「少クライオゲンインベントリ」マグネットまたは「ドライ」マグネットにも適用できるし、超電導コイルが極低温冷媒に部分的に浸すことによって冷却される従来の「ウェット」マグネットにも適用可能である。
【００２３】
図２には、「ウェット」マグネットに適用された本発明の実施形態の１つが示されている。図１の特徴に対応する特徴は、対応する参照番号で識別される。図２には、軸方向部分断面図が描かれている。この断面は、軸方向の中心線Ｂ−Ｂに対してほぼ鏡映対称であり、マグネットシステムは、軸Ａ−Ａに対してほぼ対称である。
【００２４】
例示の構成において、コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが巻型２２に巻き付けられている。当該技術において周知のように、巻型は、３つの部分、すなわち、中心コイル１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを支持する中心部分２２ａと、それぞれ端コイル１０ａを支持する２つの端部分２２ｂから形成することが可能である。
【００２５】
それ自体周知のであるアクティブシールドの有効コイル１０ｓが、軸Ａ−Ａに対して中心コイル１０ｂ、１０ｃ、１０ｄより半径の大きい独立した機械的支持体４１に配置されている。極低温容器１２がコイル及び巻型を包囲し、極低温冷媒を保持している。
【００２６】
本発明のこの実施形態の特徴によれば、極低温容器１２の環状エンドピース２４は３つの同軸部品２４ａ、２４ｂ、２４ｃで形成されている。極低温容器の環状エンドピース２４は、環状エンドピース２４の半径方向における中間部品２４ｂが、環状エンドピースの半径方向の内側部品２４ａ及び半径方向の外側部品２４ｃよりも軸方向において極低温容器の軸中心Ｂ−Ｂに近くなるように凹角部分２５を備えている。所望の場合、凹角部分内に補助装置を取り付けることも可能である。
【００２７】
本発明の特徴の１つによれば、熱シールドには、さらに、熱放射シールド１６の円筒形内管３２の軸方向長の一部にわたって軸方向に延びる円筒形補強材３０が含まれている。例示の実施形態の場合、補強材３０は、極低温容器１２と熱放射シールド１６の間の凹角部分２５内に少なくとも部分的に収容されている。例示の実施形態の場合、補強材３０は、熱放射シールド１６の環状エンドピース３３に溶接３１されているが、任意の適切な固定手段を用いることが可能である。
【００２８】
補強材３０は、ピラー３４によって間隔をあけて円筒形内管３２に接合されている。例示の実施形態の場合、ピラー３４は、内管３２の周囲に半径方向に間隔をあけて配置されている。ピラーは、端コイル１０ａと最も近い中心コイル１０ｂとの間の軸方向において同じ軸方向位置に全てを配置することが可能である。ピラーは、コイル１０ａ、１０ｂの軸方向位置によって範囲が限定されるさまざまな軸方向位置に配置することが可能である。
【００２９】
例示の実施形態の場合、ピラー３４は補強材３０に溶接３６され、皿小ねじ３８によって熱放射シールドの内管３２に固定されている。しかしながら、任意の適合する固定方法を用いることが可能である。
【００３０】
ピラー３４のそれぞれは、極低温容器１２の直交内腔４０を貫通している。各ピラー３４は、直交内腔４０を貫通して、熱放射シールドの内管３２と円筒形補強材３０の間に延びている。各直交内腔４０は、管状部材であり、内径が対応するピラー３４の直径よりやや大きめの円筒形の管が望ましい。図示の例には、極低温容器の所定位置に溶接された直交内腔管が示されている。任意の適合する取付け方法を用いることができるが、漏れ防止型にし、機械的に頑強にすることができるので、溶接が望ましい。直交内腔が設けられる巻型２２の各位置に対応する穴４２を設けて、熱放射シールド１６の内管３２と補強材３０の間に直交内腔４０を挿入できるようにしなければならない。
【００３１】
熱放射シールド１６の内管３２の軸方向端は、動作時、傾斜磁場コイルのパルス磁場によって最も影響される部分である。軸方向端は、円筒形補強材３０との機械的連結によってかなり補強されている。この結果、傾斜磁場コイルからのパルス磁場に応じた内管３２の機械的振動が抑えられ、さらに、熱放射シールドのＧＣＩＨ加熱が抑制され、極低温容器１２及びコイル１０の二次渦電流加熱が抑制されることになる。熱放射シールドは円筒形補強材によって補強され、エンドピース３３と内管３２の間の接合部に高い回転剛性が付与される。
【００３２】
図３には、本発明のもう１つの実施形態の部分切取り図が例示されている。図１、２に示す特徴に対応する特徴は、対応する参照番号を有している。
【００３３】
図３の実施形態の場合、マグネットコイル１０ａ〜１０ｄは、例えば、一体構造をなす一体化含浸構成部品として形成された軸方向に向けられた支持スペーサ４４を備える樹脂含浸系のコイルのような、自己支持形アセンブリとして構成されている。従って、図２に示すような巻型は不要になる。さらに、図３のマグネットは「ドライ」マグネットである。極低温容器は設けられていないが、マグネットコイル１０は、極低温冷凍機（不図示）への熱伝導によって冷却される。
【００３４】
この実施形態の場合、円筒形補強材３０はマグネットの全軸方向長にわたって延びている。この補強材は、熱放射シールド１６の両方の環状エンドピース３３に取り付けられている。例示の実施形態の場合、この取付けは不連続溶接４６によって実施されるが、任意の適合する方法を用いることが可能である。任意の適合する手段によってマグネットの残りの部分へのシールドコイル（不図示）の取付けを可能にするため、また、できればスペーサ４４への機械的取付けによってコイルに機械的支持体を取り付けるため、円筒形補強材には開口４８を設けることが可能である。
【００３５】
補強材は、ピラー３４によって半径方向及び軸方向に間隔をあけて円筒形内管３２に接合される。例示の実施形態の場合、ピラー３４は、さまざまな軸方向位置において、内管３２の周囲に半径方向の間隔をあけて配置されている。ピラーは、コイル１０間における軸方向位置、及び、軸方向に向けられたスペーサ４４間における半径方向の周位置に配置されている。
【００３６】
例示の実施形態の場合、ピラー３４は、皿小ねじ３８によって補強材３０及び熱放射シールドの内管３２に取り付けられている。しかしながら、任意の適合する固定方法を用いることが可能である。
【００３７】
熱放射シールドの内管３２は、円筒形補強材３０に機械的に連結することによって大幅に強化されている。この結果、傾斜磁場コイルからのパルス磁場に応じた内管３２の機械的振動が小さくなり、さらに、ＧＣＩＨが抑制され、熱放射シールドの二次及び三次渦電流加熱が抑制される。軸方向端が二次渦電流発生の影響を最も受けやすいので、端コイル１０ａに近い軸方向端の領域だけ補強材３０と内管３２を機械的に連結すれば十分であることが分かるであろう。
【００３８】
図４には、軸方向位置ＩＶ−ＩＶに対応する位置における図３の構造の半径方向部分断面図が示されている。
【００３９】
図５Ａ）及びＢ）には、従来のＯＶＣ１４及び熱放射シールド１６（図５Ａ）と本発明による極低温容器１４及び補強材３０が取り付けられた熱放射シールド１６（図５Ｂ）を比較する略部分断面図が示されている。この略図には、本発明の補強材によってＯＶＣの内管の有効直径が縮小されないことが明瞭に示されている。実際、本発明による補強材３０を用いると、より薄い内管３２の利用が可能になり、ＯＶＣの内管の有効直径が増す可能性がある。
【００４０】
図６には、本発明のもう１つの実施形態による超電導マグネットアセンブリの軸方向部分断面図が例示されている。やはり、アセンブリの軸方向端の一方だけしか例示されていないが、アセンブリは軸Ａ−Ａに対しほぼ対称である。
【００４１】
この実施形態の場合、コイル１０ａ、１０ｂの半径方向の外面が外部巻型５０に取り付けられている。コイル１０と外部巻型５０の間には、例えばエポキシ含浸ガラス繊維布による中間層５２を設けることが可能である。外部巻型は、例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂製の単一環状部品とすることもできるし、あるいは、例示のように、適切な倣削りを施すことによって組み合わさるように構成することが可能な、いくつかの部品から形成することも可能である。
【００４２】
図６の実施形態の場合、マグネットコイル１０は、円筒形支持体５０に対し外部取り付けされる自己支持形樹脂含浸コイルとして構成されている。従って、図２の巻型は不要になる。さらに、図６のマグネットは「ドライ」マグネットである。極低温容器は設けられていないが、マグネットコイル１０は、極低温冷凍機（不図示）への熱伝導によって冷却される。
【００４３】
この実施形態の場合、円筒形補強材３０がマグネットの軸方向全長にわたって延びている。補強材は、熱放射シールド１６の両方の環状エンドピース２４に取り付けられている。例示の実施形態の場合、この取付けは溶接４６によって実施されるが、任意の適合する方法を用いることが可能である。
【００４４】
補強材３０は、内管３２の周囲において半径方向に間隔をあけ、ピラー３４によって円筒形内管３２に接合されている。ピラーは、コイル１０間の軸方向位置に配置され、端コイル１０ａと隣接する中心コイル１０ｂとの間の円筒形支持体５０には、通り穴５４が形成されている。必要があれば、隣接コイル間の別の軸方向位置にさらに一連のピラーを設けることが可能である。
【００４５】
例示の実施形態の場合、ピラー３４は、皿小ねじ３８によって熱放射シールドの内管３２に取り付けられ、溶接３６によって補強材に取り付けられている。しかしながら、任意の適合する固定手段を用いることが可能である。
【００４６】
熱放射シールドの内管３２は、円筒形補強材３０に機械的に連結することによって大幅に強化されている。この結果、傾斜磁場コイル２３からのパルス磁場に応じた内管３２の機械的振動が小さくなり、さらに、ＧＣＩＨが抑制され、熱放射シールド１６の二次渦電流加熱が抑制される。軸方向端が二次渦電流発生の影響を最も受けやすいので、端コイル１０ａに近い軸方向端の領域だけ補強材３０と内管３２を機械的に連結すれば十分であることが分かるであろう。
【００４７】
図７には、本発明のもう１つの実施形態のもう１つの軸方向部分断面図が示されている。この実施形態の場合、複数の短い円筒形補強材３０’が設けられており、それぞれ、端コイル１０ａ及び中心コイル１０ｂ、１０ｃの少なくともいくつかの外側半径より小さい内側半径を備えている。
【００４８】
この実施形態の場合、コイル１０は、やはり図６に関連して論述したように外部支持体５０に取り付けられている。しかしながら、この場合、ピラー３４は外部支持体を貫通していない。例えばコイル１０ａと１０ｂの間といったコイル間に、すぐ隣接したコイルの少なくとも一方の外径より小さい内径を備えた円筒形補強材３０’が設けられている。円筒形支持体は、ほぼ環状であり、すぐ隣接したコイル間の軸方向間隔より短い距離だけ軸方向に延びている。ピラー３４は、円筒形支持体の周囲に半径方向に間隔をあけて設けられており、円筒形補強材３０’と熱放射シールドの内管３２の間に半径方向に間隔をあけて取り付けられている。例示の実施形態の場合、ピラーは皿小ねじ３８によって取り付けられているが、任意の適合する取付け方法を用いることが可能である。
【００４９】
熱放射シールド１６の内管３２は、円筒形補強材３０’に機械的に連結することによって大幅に強化されている。この結果、傾斜磁場コイルからのパルス磁場に応じた内管３２の機械的振動が小さくなり、さらに、ＧＣＩＨが抑制され、熱放射シールド１６の二次渦電流加熱が抑制される。内管３２の軸方向端が二次渦電流発生の影響を最も受けやすいので、外側コイル１０ａに近い軸方向端の領域だけ補強材３０’と内管３２を機械的に連結すれば十分であることが分かるであろう。
【００５０】
図８には、図７の実施形態のラインＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った半径方向の部分断面図が示されている。
【００５１】
例えば図７に例示のような本発明のいくつかの実施形態では、熱シールドを円筒形補強材に機械的に連結する既述のピラー３４の一部または全てを熱シールドの周囲に延びる１つ以上の細長い弧状支持体に置き換えることが可能である。極端な場合には、細長い弧状支持体は熱シールドの周囲に延びる完全な環状支持体とすることも可能である。
【００５２】
図８Ａは図８に似ているが、熱シールド３２の周囲に延び、それを円筒形補強材３０’に機械的に連結する細長い弧状支持体８２の例を示している。細長い弧状支持体８２は、熱シールドの周囲に延びる完全な環状支持体とすることもできるし、あるいは、周方向において重なり合う場合もあれば、間隔をあけて配置される場合もある、いくつかの弧状部材の１つとすることも可能である。
【００５３】
図９Ａ）〜９Ｃ）には、本発明の異なる実施形態による熱放射シールド及び真空室のエンドピースに関する代替構成が例示されている。
【００５４】
図９Ａ）の場合、熱放射シールド１６は、半径方向の外側端が多少窪んで凸状外面を形成する、ほぼ平面の従来の環状エンドピース３３を備えている。外側真空室１４は、同様の形状の環状エンドピース４７を備えている。熱放射シールドと外側真空室のこの構成は、従来のマグネットシステムに似ている。円筒形補強材３０は熱放射シールドの外壁の一部を形成しない。
【００５５】
本発明のオプションの特徴に基づく図９Ｂ）、９Ｃ）の場合、円筒形補強材３０は、円筒形補強材３０の軸方向長の少なくとも一部に沿って熱放射シールド１６の外壁の一部を形成している。
【００５６】
図９Ｂ）の構成において、熱放射シールド１６は、シールドコイル１０ｓを所定位置に保持する支持体４９を囲むように形成された熱放射シールド１６ｃによって連結された、２つの中空の円筒形熱放射シールド１６ａ及び１６ｂから構成されている。内側コイル及び端コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃを囲む環状熱放射シールド１６ａは、円筒形補強材３０をその外管として利用している。外側真空室１４は、それぞれＯＶＣのエンドピースまわりに延びる環状キャビティ５８を形成する、成形エンドピース５６を備えている。代替案として、キャビティ５８は、ＯＶＣのエンドピースの一部のまわりに延びる一部だけ環状のものとすることも可能である。例示のように、エンドピースは、軸方向断面が湾曲した形状を有することが可能であり、金属スピニングによって形成することが可能である。
【００５７】
図９Ｃ）の構成の場合、熱放射シールド１６のエンドピース６４は、それぞれほぼ平面状の環状部分６４ａ、６４ｂ、６４ｃから構成されている。熱放射シールドの構造は、図２の極低温容器１２に関して論述したものに似ている。３つの部分６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、全て平面状のシングルピース材料から形成されるのが望ましい。環状エンドピース６４は、環状エンドピースの半径方向における中間部分６４ｂが、環状エンドピースの半径方向の内側部分６４ａ及び半径方向の外側部分６４ｃよりも軸方向において外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分を備えている。半径方向の中間部分６４ｂは、円筒形壁部分６４ｄ、６４ｅによって半径方向の内側部分６４ａと半径方向の外側部分６４ｃに取り付けられている。円筒形壁部分６４ｄは円筒形補強材３０の一部である。従って、エンドピース６４は、熱放射シールドのエンドピースまわりに延びる環状キャビティ６２を形成するが、代わりに、キャビティ６２は、環状エンドピースを適正に形成することによって、熱放射シールドのエンドピースの一部のまわりに延びる一部だけ環状のものとすることも可能である。ＯＶＣ１４のエンドピース６０は、それぞれほぼ平面状の３つの環状部分６０ａ、６０ｂ、６０ｃから構成されている。ＯＶＣの構造は、図２の極低温容器１２に関して論述したものに似ている。３つの部分６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、全て平面状のシングルピース材料から形成されるのが望ましい。環状エンドピース６０は、環状エンドピースの半径方向における中間部分６０ｂが、環状エンドピースの半径方向の内側部分６０ａ及び半径方向の外側部分６０ｃよりも軸方向において外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分を備えている。半径方向の中間部分は、円筒形壁部分６０ｄ、６０ｅによって半径方向の内側部分６０ａと半径方向の外側部分６０ｃに取り付けられている。従って、エンドピース６０は、ＯＶＣのエンドピースまわりに延びる環状キャビティ６６を形成するが、代わりに、キャビティ６６は、環状エンドピースを適正に形成することによって、ＯＶＣのエンドピースの一部のまわりに延びる一部だけ環状のものとすることも可能である。
【００５８】
一般に、完成したＭＲＩシステムの場合、凸状の装飾的「外観」カバーがＯＶＣに被せられる。キャビティ５８、６６によって、ＯＶＣと装飾的外観カバーとの間に、補助装置を収容するために用いることが可能な空間が形成される（ただし、補助装置がその空間内の磁場に耐えられることを条件とする）。
【００５９】
図１０には、図９Ｃ）のＸで表示された部分の拡大図が示されている。すなわち、図１０には、ＯＶＣのオプションの特徴が例示されている。図９Ａ）、９Ｂ）のように隅肉７０を用いてエンドピース４７、５６に溶接された内管７２を備えるのではなく、図１０の実施形態は、ベローズ７４によってＯＶＣのエンドピース６０ａに連結された細い内管７２を備えている。ＯＶＣのエンドピース６０ａを変位させることになる大気圧が、エンドピースのたわみ及びベローズ７４の変位によって吸収されるので、ベローズが存在すると、内管７２が端荷重を受けないことになる。従って、内管７２はその内面に作用する大気圧に耐えさえすればよいので、極めて細くすることが可能になる。細い内管を用いると、例えば、ＯＶＣの重量及び材料コストの低減や、ＯＶＣの内腔直径を拡大して患者の快適性を増すか、コイルの直径を縮小して導線コストを低下させる機会、もしくは、その２つを組み合わせる機会といった、いくつかの利点が生じる。ベローズ７４は、単一のコンボルーションベローズが望ましい。
【００６０】
端荷重に影響されないこうした細いＯＶＣ内管を用いると、その共鳴周波数を熱放射シールドの強化された内管３２の共鳴周波数から大きく離れるようにすることが可能になる。熱放射シールドの内腔管３２は、それに作用する急冷力にはシールド端部及び内管の強化セクションが対応するので、従来よりはるかに細くすることが可能である。
【００６１】
本発明によれば、シールド構造の共鳴挙動にかなりの「調整」を施すことによって、熱放射シールド、ＯＶＣ、及び、極低温容器の内管の共鳴周波数を確実に分離することが可能になる。
【００６２】
本発明については、限られた数の実施形態例について説明してきたが、当該技術者には、さまざまな修正及び変更が可能であることが明らかであろう。例えば、円筒形補強材３０を内管３２に接合するピラー３４が例示されているが、任意の他の適合する機械的継手を用いることが可能である。例えば、ピラー３４について述べた各実施形態において、図２に４０で示すような中空の通り穴を代わりに設けることが可能である。こうした通り穴を用いると、中実ピラーに比べて機械的剛性を高めることが可能になり、導電体の挿入やマグネットのコイル間における他の用務を有効に実施することが可能になる。中実ピラーの代わりに中空の通り穴が用いられると、内管３２及び補強材３０の動的挙動はさまざまな影響を受ける可能性があり、このさまざまな動的挙動を有効に利用して、さまざまな同軸管の共鳴周波数を確実に分離することが可能である。
【００６３】
図１１に示すような実施形態の場合、通り穴８０がＯＶＣに設けられ、より直径の大きい通り穴４０が熱放射シールドに設けられている。図１１の部分拡大図が図１２に示されている。例示の実施形態の場合、極低温容器は設けられていないが、通り穴４０、８０と同軸をなし、極低温容器の円筒形内壁と外壁をつなぐさらなる通り穴が設けられた、同様の実施形態を構成することが可能である。ＯＶＣにこうした通り穴を設けることによって、電気ケーブルを通したり、他の用務を行うのに役立つ経路が得られるが、これは、凹部２５内に補助装置が設けられる実施形態にはとりわけ有用であることが立証されるであろう。
【００６４】
こうした通り穴は、機械的強度及び真空気密のため、図１１及び１２に略示されているように所定位置において溶接するのが望ましい。
【００６５】
図１１に例示のピラー３４及び図９の実施形態における対応する特徴は、熱放射シールドの剛性を増すため、図８Ａに例示され、添付の説明に記載された１つ以上の細長い弧状支持体８２に置き換えることが可能である。
【００６６】
ＯＶＣに通り穴を設けると、ＧＣＩＨの影響を受けやすい領域の機械的強度が増し、用いられる材料を薄くすることが可能になる。一般に、熱放射シールド１６の通り穴４０のいくつかのところにのみ通り穴８０を設ければ十分であることが分かるであろう。ＯＶＣ通り穴８０の配置は、必要な動的挙動をもたらすように、また、熱放射シールドの内管の共鳴周波数からＯＶＣの内管の共鳴周波数を有効に離すように決定することが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    環状コイル
１２    円筒形極低温容器
１４    円筒形外側真空容器
１６    中空の円筒形熱シールド
２２    円筒形巻型
２３    傾斜磁場コイル
２４    環状エンドピース
２４ａ  半径方向の内側部分
２４ｂ  半径方向の中間部分
２４ｃ  半径方向の外側部分
２５    凹角部分
３０    円筒形補強材
３０’  円筒形補強材
３２    円筒形内管
３３    環状エンドピース
３４    ピラー
３８    皿小ねじ
４０    通り穴
４７    環状エンドピース
５０    外部巻型
５４    通り穴
５６    環状エンドピース
５８    環状キャビティ
６０    環状エンドピース
６２    環状キャビティ
６４    環状エンドピース
６４ａ  半径方向の内側部品
６４ｂ  半径方向の中間部品
６４ｃ  半径方向の外側部品
６６    環状キャビティ
７０    隅肉
７２    内管
７４    ベローズ
８０    通り穴
８２    弧状支持体
【図１】
2012071129.tif 000003
【図２】
2012071129.tif 000004
【図３】
2012071129.tif 000005
【図４】
2012071129.tif 000006
【図５】
2012071129.tif 000007
【図６】
2012071129.tif 000008
【図７】
2012071129.tif 000009
【図８】
2012071129.tif 000010
【図８Ａ】
2012071129.tif 000011
【図９】
2012071129.tif 000012
【図１０】
2012071129.tif 000013
【図１１】
2012071129.tif 000014
【図１２】
2012071129.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月10日(2012.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸（Ａ−Ａ）を備える、環状コイル（１０）を含む管状の極低温冷却超電導マグネットのための中空の円筒形熱シールド（１６）であって、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管（３２）と、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピース（２４、６４）が含まれており、
前記中空の円筒形熱シールドに、さらに、前記円筒形内管の軸方向長の少なくとも一部にわたって軸方向に延びる円筒形補強材（３０）が含まれ、前記補強材は、前記環状コイル（１０）の外径より大きい内径を備えており、かつ、前記円筒形内管が前記環状コイルの内径より内側に配設され、一方、前記補強材は前記環状コイルの外径より外側に配設され、さらに前記補強材は前記円筒形内管に対して間隔をあけて接合（３４、４０）されることにより、前記円筒形内管の機械的剛性が高められることを特徴とする、
中空の円筒形熱シールド。
【請求項２】
前記円筒形補強材が、間隔をあけて配置されたピラー（３４）によって前記円筒形内管に接合されることを特徴とする、請求項１に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項３】
前記円筒形補強材が、間隔をあけて配置された中空の通り穴（４０）によって前記円筒形内管に接合されていることを特徴とする、請求項１に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項４】
前記補強材が前記環状エンドピースの１つに隣接して配置され、それに機械的に取り付けられている（３１、４６）ことを特徴とする、請求項１または２に記載の熱シールド。
【請求項５】
前記補強材が前記環状エンドピース間に延び、それに機械的に取り付けられていることを特徴とする、請求項３に記載の熱シールド。
【請求項６】
前記補強材の少なくとも一部（６４ｄ）が前記熱シールドの環状エンドピースの一部を形成することを特徴とする、請求項３または４に記載の熱シールド。
【請求項７】
第１の軸（Ａ−Ａ）を備える、隣接環状コイル（１０ａ、１０ｂ）を含む管状の極低温冷却超電導マグネットのための中空の円筒形熱シールド（１６）であって、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピース（２４）が含まれており、
前記中空の円筒形熱シールドに、さらに、前記隣接コイル（１０ａ、１０ｂ）間に延びており、内径が前記隣接コイルの少なくとも一方の外径より小さく、前記隣接コイル間の軸方向間隔より短い距離だけ軸方向に延び、前記円筒形内管に対して間隔をあけて接合（３４、４０）された円筒形支持体（３０'）が含まれており、その結果、前記円筒形内管の機械的剛性が高まるようになっていることを特徴とする、中空の円筒形熱シールド。
【請求項８】
前記円筒形補強材が、間隔をあけて配置されたピラー（３４）によって円筒形内管に接合されていることを特徴とする、請求項７に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項９】
前記円筒形補強材が、間隔をあけて配置された中空の通り穴（４０）によって前記円筒形内管に接合されていることを特徴とする、請求項７に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項１０】
前記環状エンドピースの少なくとも１つが、少なくとも２つの軸方向に離れた位置に配置された３つの軸方向の同軸部品（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）で形成され、前記エンドピースの半径方向の内側部品（６４ａ）及び半径方向の外側部品（６４ｃ）が、極低温冷却マグネットのそれぞれの内側コイル及び外側コイルを収容するように配置され、前記半径方向の中間部品（６４ｂ）が、軸方向において前記対応する半径方向の内側部品及び半径方向の外側部品よりも前記熱シールドの軸中心の近くに配置されるようになっていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の熱シールド。
【請求項１１】
前記３つの軸方向の同軸部品がすべて平面状であり、前記第１の軸に対して垂直に配置されることを特徴とする、請求項１０に記載の熱シールド。
【請求項１２】
前記半径方向の中間部品が円錐台形状であり、前記半径方向の中間部品（６４ｂ）の半径方向の外側端が、軸方向において前記半径方向の中間部品の半径方向の内側端より前記熱シールドの軸中心から遠くなっていることを特徴とする、請求項１０に記載の熱シールド。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイルを含むマグネットシステムであって、さらに、第２の軸を備え、前記熱シールド及びコイルを封入する中空の円筒形外側真空容器（１４）が含まれ、
前記外側真空容器に、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合して、エンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、
前記外側真空容器の環状エンドピース（６０）が、前記環状エンドピースの半径方向における中間部分（６０ｂ）が前記環状エンドピースの半径方向の内側端（６０ａ）及び半径方向の外側端（６０ｃ）よりも軸方向において前記外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分を備え、前記外側真空室の前記凹角部分が、前記外側真空室の前記円筒形内管に間隔をあけて接合されており（８０）、その結果、前記外側真空室の前記円筒形内管の機械的剛性が高まるようになっていることを特徴とする、
マグネットシステム。
【請求項１４】
前記外側真空室の前記凹角部分が、通り穴によって前記外側真空室の前記円筒形内管に間隔をあけて接合されることを特徴とする、請求項１３に記載のマグネットシステム。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれかに記載の中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイルを含むマグネットシステムであって、さらに、第２の軸を備え前記熱シールド及びコイルを封入する中空の円筒形外側真空容器（１４）が含まれ、
前記外側真空容器に、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、
前記円筒形内管がベローズ（７４）によって環状エンドピースに接合されることを特徴とする、
マグネットシステム。
【請求項１６】
前記外側真空容器の環状エンドピース（６０）が、前記環状エンドピースの半径方向における中間部分（６０ｂ）が前記環状エンドピースの半径方向の内側端（６０ａ）及び半径方向の外側端（６０ｃ）よりも軸方向において前記外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分（６２）を備えていることを特徴とする、請求項１５に記載のマグネットシステム。
【請求項１７】
請求項１〜１２のいずれかに記載の中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイル（１０）を含むマグネットシステムであって、さらに、第３の軸を備え前記コイルを封入する中空の円筒形極低温容器（１２）が含まれ、
前記極低温容器に、
前記第３の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
直径が前記円筒形内管の直径より大きく、前記第３の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、
前記円筒形内管がベローズ（７４）によって環状エンドピースに接合されることを特徴とする、
マグネットシステム。
【請求項１８】
前記極低温容器の環状エンドピースが、前記環状エンドピースの半径方向における中間部分（２４ｂ）が前記環状エンドピースの半径方向の内側端（２４ａ）及び半径方向の外側端（２４ｃ）よりも軸方向において前記外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分（２５）を備えていることを特徴とする、請求項１７に記載のマグネットシステム。
【請求項１９】
前記コイルの少なくともいくつかが円筒形巻型（２２）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１５〜１８のいずれかに記載のマグネットシステム。
【請求項２０】
第１の軸（Ａ−Ａ）を備える、隣接環状コイル（１０ａ、１０ｂ）を含む管状の極低温冷却超電導マグネットのための中空の円筒形熱シールド（１６）であって、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピース（３３）が含まれており、
前記中空の円筒形熱シールドに、さらに、前記隣接コイル（１０ａ、１０ｂ）間に延びており、内径が前記隣接コイルの少なくとも一方の外径より小さく、前記隣接コイル間の軸方向間隔より短い距離だけ軸方向に延び、前記円筒形内管に対して間隔をあけて接合（３４、４０）された円筒形支持体（３０'）が含まれており、その結果、前記円筒形内管の機械的剛性が高まるようになっていることを特徴とする、中空の円筒形熱シールド。
【請求項２１】
前記円筒形支持体が、間隔をあけて配置されたピラー（３４）によって円筒形内管に接合されていることを特徴とする、請求項２０に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項２２】
前記円筒形支持体が、間隔をあけて配置された中空の通り穴（４０）によって前記円筒形内管に接合されていることを特徴とする、請求項２０に記載の中空の円筒形熱シールド。
【請求項２３】
前記環状エンドピースの少なくとも１つが、少なくとも２つの軸方向に離れた位置に配置された３つの軸方向の同軸部品（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）で形成され、前記エンドピースの半径方向の内側部品（６４ａ）及び半径方向の外側部品（６４ｃ）が、極低温冷却マグネットのそれぞれの内側コイル及び外側コイルを収容するように配置され、前記半径方向の中間部品（６４ｂ）が、軸方向において前記対応する半径方向の内側部品及び半径方向の外側部品よりも前記熱シールドの軸中心の近くに配置されるようになっていることを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれかに記載の熱シールド。
【請求項２４】
前記３つの軸方向の同軸部品がすべて平面状であり、前記第１の軸に対して垂直に配置されることを特徴とする、請求項２３に記載の熱シールド。
【請求項２５】
前記半径方向の中間部品が円錐台形状であり、前記半径方向の中間部品（６４ｂ）の半径方向の外側端が、軸方向において前記半径方向の中間部品の半径方向の内側端より前記熱シールドの軸中心から遠くなっていることを特徴とする、請求項２３に記載の熱シールド。
【請求項２６】
請求項２０〜２５のいずれかに記載の中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイルを含むマグネットシステムであって、さらに、第２の軸を備え、前記熱シールド及びコイルを封入する中空の円筒形外側真空容器（１４）が含まれ、
前記外側真空容器に、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合して、エンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、
前記外側真空容器の環状エンドピース（６０）が、前記環状エンドピースの半径方向における中間部分（６０ｂ）が前記環状エンドピースの半径方向の内側端（６０ａ）及び半径方向の外側端（６０ｃ）よりも軸方向において前記外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分を備え、前記外側真空室の前記凹角部分が、前記外側真空室の前記円筒形内管に間隔をあけて接合されており（８０）、その結果、前記外側真空室の前記円筒形内管の機械的剛性が高まるようになっていることを特徴とする、
マグネットシステム。
【請求項２７】
前記外側真空室の前記凹角部分が、通り穴によって前記外側真空室の前記円筒形内管に間隔をあけて接合されることを特徴とする、請求項２６に記載のマグネットシステム。
【請求項２８】
請求項２０〜２５のいずれかに記載の中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイルを含むマグネットシステムであって、さらに、第２の軸を備え前記熱シールド及びコイルを封入する中空の円筒形外側真空容器（１４）が含まれ、
前記外側真空容器に、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、
前記円筒形内管がベローズ（７４）によって環状エンドピースに接合されることを特徴とする、
マグネットシステム。
【請求項２９】
前記外側真空容器の環状エンドピース（６０）が、前記環状エンドピースの半径方向における中間部分（６０ｂ）が前記環状エンドピースの半径方向の内側端（６０ａ）及び半径方向の外側端（６０ｃ）よりも軸方向において前記外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分（６２）を備えていることを特徴とする、請求項２８に記載のマグネットシステム。
【請求項３０】
請求項２０〜２５のいずれかに記載の中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイル（１０）を含むマグネットシステムであって、さらに、第３の軸を備え前記コイルを封入する中空の円筒形極低温容器（１２）が含まれ、
前記極低温容器に、
前記第３の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、
直径が前記円筒形内管の直径より大きく、前記第３の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形外管と、
前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、
前記円筒形内管がベローズ（７４）によって環状エンドピースに接合されることを特徴とする、
マグネットシステム。
【請求項３１】
前記極低温容器の環状エンドピースが、前記環状エンドピースの半径方向における中間部分（２４ｂ）が前記環状エンドピースの半径方向の内側端（２４ａ）及び半径方向の外側端（２４ｃ）よりも軸方向において前記外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分（２５）を備えていることを特徴とする、請求項３０に記載のマグネットシステム。
【請求項３２】
前記コイルの少なくともいくつかが円筒形巻型（２２）に取り付けられていることを特徴とする、請求項２８〜３１のいずれかに記載のマグネットシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前記課題は、本発明によれば、特許請求の範囲に記載の装置によって解決される。即ち、「第１の軸（Ａ−Ａ）を備える、環状コイル（１０）を含む管状の極低温冷却超電導マグネットのための中空の円筒形熱シールド（１６）であって、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管（３２）と、前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピース（２４、６４）が含まれており、前記中空の円筒形熱シールドに、さらに、前記円筒形内管の軸方向長の少なくとも一部にわたって軸方向に延びる円筒形補強材（３０）が含まれ、前記補強材は、前記環状コイル（１０）の外径より大きい内径を備えており、かつ、前記円筒形内管が前記環状コイルの内径より内側に配設され、一方、前記補強材は前記環状コイルの外径より外側に配設され、さらに前記補強材は前記円筒形内管に対して間隔をあけて接合されることにより、前記円筒形内管の機械的剛性が高められることを特徴とする。」
また、「第１の軸（Ａ−Ａ）を備える、隣接環状コイル（１０ａ、１０ｂ）を含む管状の極低温冷却超電導マグネットのための中空の円筒形熱シールド（１６）であって、
前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、前記第１の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピース（２４）が含まれており、前記中空の円筒形熱シールドに、さらに、前記隣接コイル（１０ａ、１０ｂ）間に延びており、内径が前記隣接コイルの少なくとも一方の外径より小さく、前記隣接コイル間の軸方向間隔より短い距離だけ軸方向に延び、前記円筒形内管に対して間隔をあけて接合（３４、４０）された円筒形支持体（３０'）が含まれており、その結果、前記円筒形内管の機械的剛性が高まるようになっていることを特徴とする。」
また、「前記中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイルを含むマグネットシステムであって、さらに、第２の軸を備え、前記熱シールド及びコイルを封入する中空の円筒形外側真空容器（１４）が含まれ、前記外側真空容器に、前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合して、エンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、前記外側真空容器の環状エンドピース（６０）が、前記環状エンドピースの半径方向における中間部分（６０ｂ）が前記環状エンドピースの半径方向の内側端（６０ａ）及び半径方向の外側端（６０ｃ）よりも軸方向において前記外側真空容器の軸中心に近くなるように凹角部分を備え、前記外側真空室の前記凹角部分が、前記外側真空室の前記円筒形内管に間隔をあけて接合されており（８０）、その結果、前記外側真空室の前記円筒形内管の機械的剛性が高まるようになっていることを特徴とする。」
さらに、「前記中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイルを含むマグネットシステムであって、さらに、第２の軸を備え前記熱シールド及びコイルを封入する中空の円筒形外側真空容器（１４）が含まれ、前記外側真空容器に、前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、前記第２の軸とアライメントのとれた軸を備え、直径が前記円筒形内管の直径より大きい円筒形外管と、前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、前記円筒形内管がベローズ（７４）によって環状エンドピースに接合されることを特徴とする。」
また、「前記中空の円筒形熱シールド内に配置された超電導コイル（１０）を含むマグネットシステムであって、さらに、第３の軸を備え前記コイルを封入する中空の円筒形極低温容器（１２）が含まれ、前記極低温容器に、前記第３の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形内管と、直径が前記円筒形内管の直径より大きく、前記第３の軸とアライメントのとれた軸を備える円筒形外管と、前記円筒形内管と前記円筒形外管を接合してエンクロージャを形成する環状エンドピースが含まれており、前記円筒形内管がベローズ（７４）によって環状エンドピースに接合されることを特徴とする。」
さらに、前記発明の各従属項の記載によって、さらに好適な態様が示される。
本発明の上記の及びさらなる目的、特徴、及び、効果については、図面と共に、その特定の実施形態に関する下記の記載からより明らかになるであろう。