JP3532888B2 - 強磁気力場発生装置 - Google Patents
強磁気力場発生装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強磁気力場発生装
置に関するものである。
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】タンパク質の構造を解析する方法として
はＸ線構造解析がある。このＸ線構造解析をするために
はタンパク質を結晶化する必要があるが、この結晶の品
質が解析精度を支配する一因となっている。
はＸ線構造解析がある。このＸ線構造解析をするために
はタンパク質を結晶化する必要があるが、この結晶の品
質が解析精度を支配する一因となっている。
【０００３】最近、微小重力空間ではタンパク質水溶液
の対流が抑えられ、１Ｇの重力中で作製したものよりも
タンパク質結晶の品質が優れていることが報告されてい
る（Ｎ．Ｉ．Ｗａｋａｙａｍａ，Ｍｉｔｓｕｏ Ａｔａ
ｋａ，Ｈａｒｕｏ Ａｂｅ，“Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａ
ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｏ
ｎ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
ｈｅｎ ｌｙｓｏｚｙｍｅ，”Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ １７８ ｐｐ．６５３
−６５６，１９９７．）。
の対流が抑えられ、１Ｇの重力中で作製したものよりも
タンパク質結晶の品質が優れていることが報告されてい
る（Ｎ．Ｉ．Ｗａｋａｙａｍａ，Ｍｉｔｓｕｏ Ａｔａ
ｋａ，Ｈａｒｕｏ Ａｂｅ，“Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａ
ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｏ
ｎ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
ｈｅｎ ｌｙｓｏｚｙｍｅ，”Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ １７８ ｐｐ．６５３
−６５６，１９９７．）。
【０００４】微小重力環境を数日間実現する方法として
は、試料を衛星軌道上に打ち上げる方法、あるいは、タ
ンパク質や水等は反磁性体であるので、重力を打ち消す
ように磁気力をタンパク質水溶液に加える方法がある。
しかし前者には費用が掛かることや機会がよく取れない
等の問題があり、後者の磁気力を用いる方法が期待され
ている。なお、言うまでもないが、反磁性体とは、外部
磁場Ｈに対して逆方向に磁化する物質のことである。
は、試料を衛星軌道上に打ち上げる方法、あるいは、タ
ンパク質や水等は反磁性体であるので、重力を打ち消す
ように磁気力をタンパク質水溶液に加える方法がある。
しかし前者には費用が掛かることや機会がよく取れない
等の問題があり、後者の磁気力を用いる方法が期待され
ている。なお、言うまでもないが、反磁性体とは、外部
磁場Ｈに対して逆方向に磁化する物質のことである。
【０００５】本発明は、地上にて磁気力により微小重力
環境を実現させる装置に関するものである。用途として
は、主にタンパク質の結晶成長があるが、それのみに留
まらず、微小重力環境を利用した合金、薬、タンパク質
以外の結晶等の精製等にも適用することができる。
環境を実現させる装置に関するものである。用途として
は、主にタンパク質の結晶成長があるが、それのみに留
まらず、微小重力環境を利用した合金、薬、タンパク質
以外の結晶等の精製等にも適用することができる。
【０００６】磁気力によってタンパク質水溶液等を地上
で仮想的に微小重力状態にするためには、絶対値が大き
く、空間的に均一な磁気力場（磁場と勾配磁場の積を磁
気力場と定義し、これ以降、磁気力場と表記する）が必
要となる。現在、絶対値が大きな磁気力場を実現させる
手段として、超伝導電磁石を外層、水冷銅磁石を内層に
用いたハイブリット型の大型電磁石が利用されている。
で仮想的に微小重力状態にするためには、絶対値が大き
く、空間的に均一な磁気力場（磁場と勾配磁場の積を磁
気力場と定義し、これ以降、磁気力場と表記する）が必
要となる。現在、絶対値が大きな磁気力場を実現させる
手段として、超伝導電磁石を外層、水冷銅磁石を内層に
用いたハイブリット型の大型電磁石が利用されている。
【０００７】しかしながら、このような大型のハイブリ
ット型電磁石は電磁石自体が巨大であり、運転に必要な
電力も数ＭＷと巨大である。よって、このような装置を
製造し運転するための費用は大きくなる。
ット型電磁石は電磁石自体が巨大であり、運転に必要な
電力も数ＭＷと巨大である。よって、このような装置を
製造し運転するための費用は大きくなる。
【０００８】この問題を解決する手段として、市販サイ
ズの超伝導マグネットの中空部分にその超伝導マグネッ
トと同じ方向に磁場を発生させる超伝導コイルと逆方向
の磁場を発生させる超伝導コイルとを加えることによっ
て大きな磁気力場を得る方法や、更に強磁性体のリング
又は円盤を加えて大きな磁気力場を得る方法がある（例
えば、特開２０００−７７２２５号公報参照）。
ズの超伝導マグネットの中空部分にその超伝導マグネッ
トと同じ方向に磁場を発生させる超伝導コイルと逆方向
の磁場を発生させる超伝導コイルとを加えることによっ
て大きな磁気力場を得る方法や、更に強磁性体のリング
又は円盤を加えて大きな磁気力場を得る方法がある（例
えば、特開２０００−７７２２５号公報参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術では、大きな磁気力場を発生させるために、
市販サイズの超伝導マグネットの中空部分に更なる超伝
導電磁石を加える必要がある。その場合、超伝導電磁石
を絶対温度４Ｋ程度に冷却する必要があるため、装置の
構造は複雑となり、製造コストが高くなってしまう。
た従来技術では、大きな磁気力場を発生させるために、
市販サイズの超伝導マグネットの中空部分に更なる超伝
導電磁石を加える必要がある。その場合、超伝導電磁石
を絶対温度４Ｋ程度に冷却する必要があるため、装置の
構造は複雑となり、製造コストが高くなってしまう。
【００１０】また、強磁性体のリングや円盤を単独で超
電導電磁石の中空部分に加えることによって磁気力場は
増加されるが、この場合、空間的に均一な磁気力場を得
ることができない。
電導電磁石の中空部分に加えることによって磁気力場は
増加されるが、この場合、空間的に均一な磁気力場を得
ることができない。
【００１１】この強磁性体のリングや円盤を単独で電磁
石の中空部分に加える場合の問題点について以下に詳細
に説明する。
石の中空部分に加える場合の問題点について以下に詳細
に説明する。
【００１２】図１０は従来の円盤状強磁性体を単独で超
電導電磁石の中空部分に加える場合の構成図である。
電導電磁石の中空部分に加える場合の構成図である。
【００１３】この図において、１０１は超伝導電磁石、
１０２はその超伝導電磁石の巻枠、１０３は超電導電磁
石の中空部分に置かれる円盤状強磁性体である。
１０２はその超伝導電磁石の巻枠、１０３は超電導電磁
石の中空部分に置かれる円盤状強磁性体である。
【００１４】図１１は図１０における強磁気力場発生装
置の磁気力場の分布図である。
置の磁気力場の分布図である。
【００１５】この図において、横軸は軸方向位置、縦軸
は磁気力場（Ｔ2 ／ｍ）を示し、網みかけ部分は試料空
間、曲線ａは超伝導電磁石とリング状強磁性体を配置し
た場合の軸方向位置に対する磁気力場を示している。
は磁気力場（Ｔ2 ／ｍ）を示し、網みかけ部分は試料空
間、曲線ａは超伝導電磁石とリング状強磁性体を配置し
た場合の軸方向位置に対する磁気力場を示している。
【００１６】図１２は従来のリング状強磁性体を単独で
超電導電磁石の中空部分に加える場合の構成図である。
超電導電磁石の中空部分に加える場合の構成図である。
【００１７】この図において、１１１は超伝導電磁石、
１１２はその超伝導電磁石の巻枠、１１３は超電導電磁
石の中空部分に置かれるリング状強磁性体である。
１１２はその超伝導電磁石の巻枠、１１３は超電導電磁
石の中空部分に置かれるリング状強磁性体である。
【００１８】図１３は図１２における強磁気力場発生装
置の磁気力場の分布図である。
置の磁気力場の分布図である。
【００１９】この図において、横軸は軸方向位置、縦軸
は磁気力場（Ｔ2 ／ｍ）を示し、網みかけ部分は試料空
間、曲線ｂは超伝導電磁石とリング状強磁性体を配置し
た場合の軸方向位置に対する磁気力場を示している。
は磁気力場（Ｔ2 ／ｍ）を示し、網みかけ部分は試料空
間、曲線ｂは超伝導電磁石とリング状強磁性体を配置し
た場合の軸方向位置に対する磁気力場を示している。
【００２０】図１０や図１２に示すように、市販サイズ
の中心磁場２Ｔ以上の磁場を発生する超伝導電磁石１０
１，１１１の中空内部に円盤状強磁性体１０３やリング
状強磁性体１１３を配置すると強磁性体の磁化は飽和
し、磁化の方向は超伝導電磁石１０１，１１１の磁場の
方向と平行になる。例えば純鉄の場合、その飽和磁化は
２．２Ｔである。このような強磁性体の近傍では磁場勾
配が大きくなり、磁気力場（磁場と勾配磁場の積）は増
加されることとなる。しかしながら、図１０に示すよう
に円盤状強磁性体１０３を単独で超伝導電磁石１０１の
中空部分赤道面上方に配置した場合、磁気力場の軸方向
の分布は、図１１に示すようになり、空間的に均一とは
ならない。
の中心磁場２Ｔ以上の磁場を発生する超伝導電磁石１０
１，１１１の中空内部に円盤状強磁性体１０３やリング
状強磁性体１１３を配置すると強磁性体の磁化は飽和
し、磁化の方向は超伝導電磁石１０１，１１１の磁場の
方向と平行になる。例えば純鉄の場合、その飽和磁化は
２．２Ｔである。このような強磁性体の近傍では磁場勾
配が大きくなり、磁気力場（磁場と勾配磁場の積）は増
加されることとなる。しかしながら、図１０に示すよう
に円盤状強磁性体１０３を単独で超伝導電磁石１０１の
中空部分赤道面上方に配置した場合、磁気力場の軸方向
の分布は、図１１に示すようになり、空間的に均一とは
ならない。
【００２１】また、同様に図１２に示すように、リング
状強磁性体１１３を単独で超伝導電磁石１１１の中空部
分赤道面上方に配置した場合でも、磁気力場の軸方向の
分布は、図１３に示すようになり、空間的に均一とはな
らない。
状強磁性体１１３を単独で超伝導電磁石１１１の中空部
分赤道面上方に配置した場合でも、磁気力場の軸方向の
分布は、図１３に示すようになり、空間的に均一とはな
らない。
【００２２】本発明は、上記した問題点を除去し、市販
サイズの超伝導電磁石に更なる超伝導電磁石を加えるこ
となく磁気力場を増加させ、かつ磁気力場を空間的に均
一にすることができる強磁気力場発生装置を提供するこ
とを目的とする。
サイズの超伝導電磁石に更なる超伝導電磁石を加えるこ
となく磁気力場を増加させ、かつ磁気力場を空間的に均
一にすることができる強磁気力場発生装置を提供するこ
とを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕強磁気力場発生装置において、中心軸が鉛直方向
を向いているソレノイド状超伝導電磁石の中空内部の赤
道面上方に一つの円盤状強磁性体を前記中心軸対称に配
置し、前記円盤状強磁性体の上方に一つのリング状強磁
性体を前記円盤状強磁性体に接触することなく前記中心
軸対称に配置したことを特徴とする。
成するために、 〔１〕強磁気力場発生装置において、中心軸が鉛直方向
を向いているソレノイド状超伝導電磁石の中空内部の赤
道面上方に一つの円盤状強磁性体を前記中心軸対称に配
置し、前記円盤状強磁性体の上方に一つのリング状強磁
性体を前記円盤状強磁性体に接触することなく前記中心
軸対称に配置したことを特徴とする。
【００２４】〔２〕強磁気力場発生装置において、中心
軸が鉛直方向を向いており、該中心軸に対して同軸状に
配置された複数のソレノイド状超伝導電磁石の中空内部
の赤道面上方に一つの円盤状強磁性体を前記中心軸対称
に配置し、前記円盤状強磁性体の上方に一つのリング状
強磁性体を前記円盤状強磁性体に接触することなく前記
中心軸対称に配置したことを特徴とする。
軸が鉛直方向を向いており、該中心軸に対して同軸状に
配置された複数のソレノイド状超伝導電磁石の中空内部
の赤道面上方に一つの円盤状強磁性体を前記中心軸対称
に配置し、前記円盤状強磁性体の上方に一つのリング状
強磁性体を前記円盤状強磁性体に接触することなく前記
中心軸対称に配置したことを特徴とする。
【００２５】〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の強磁気
力場発生装置において、更に、前記赤道面に対して対象
となる位置に前記円盤状強磁性体及びリング状強磁性体
と同じ形状の円盤状強磁性体及びリング状強磁性体を配
置したことを特徴とする。
力場発生装置において、更に、前記赤道面に対して対象
となる位置に前記円盤状強磁性体及びリング状強磁性体
と同じ形状の円盤状強磁性体及びリング状強磁性体を配
置したことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００２７】図１は本発明の原理を示す強磁気力場発生
装置の構成図であり、図１（ａ）はその強磁気力場発生
装置の断面図、図１（ｂ）はその強磁気力場発生装置の
一部破断斜視図である。
装置の構成図であり、図１（ａ）はその強磁気力場発生
装置の断面図、図１（ｂ）はその強磁気力場発生装置の
一部破断斜視図である。
【００２８】これらの図において、１は超伝導電磁石、
２はその超伝導電磁石の巻枠、３は超電導電磁石１の中
空部分に置かれる円盤状強磁性体、４は超電導電磁石１
の中空部分に置かれるリング状強磁性体である。
２はその超伝導電磁石の巻枠、３は超電導電磁石１の中
空部分に置かれる円盤状強磁性体、４は超電導電磁石１
の中空部分に置かれるリング状強磁性体である。
【００２９】この図に示すように、円盤状強磁性体３を
超伝導電磁石１の中空部分赤道面上方に配置し、更に円
盤状強磁性体３の上方に円盤状強磁性体３とは非接触の
状態で円盤状強磁性体３と同軸になるようにリング状強
磁性体４を配置する。このような構成にすることによ
り、リング状強磁性体４と円盤状強磁性体３の勾配磁場
が足し合わされることとなり、リング状強磁性体４と円
盤状強磁性体３の間に磁気力場が増加され、試料空間の
強度が一様となる空間を得ることができる。
超伝導電磁石１の中空部分赤道面上方に配置し、更に円
盤状強磁性体３の上方に円盤状強磁性体３とは非接触の
状態で円盤状強磁性体３と同軸になるようにリング状強
磁性体４を配置する。このような構成にすることによ
り、リング状強磁性体４と円盤状強磁性体３の勾配磁場
が足し合わされることとなり、リング状強磁性体４と円
盤状強磁性体３の間に磁気力場が増加され、試料空間の
強度が一様となる空間を得ることができる。
【００３０】図２はこの時の磁気力場の軸方向の分布を
示す図である。
示す図である。
【００３１】この図において、横軸は軸方向位置、縦軸
は磁気力場（Ｔ2 ／ｍ）を示し、網みかけ部分は試料空
間、曲線ｃは超伝導電磁石と円盤状強磁性体及びリング
状強磁性体を配置した場合の軸方向位置に対する磁気力
場を示している。
は磁気力場（Ｔ2 ／ｍ）を示し、網みかけ部分は試料空
間、曲線ｃは超伝導電磁石と円盤状強磁性体及びリング
状強磁性体を配置した場合の軸方向位置に対する磁気力
場を示している。
【００３２】この図から明らかなように、上記の試料空
間内では市販サイズの超伝導電磁石１の発生できる磁気
力場を、従来のように更なる超伝導電磁石を用いること
なしに増加させることができ、なおかつ空間的に均一に
することができる。
間内では市販サイズの超伝導電磁石１の発生できる磁気
力場を、従来のように更なる超伝導電磁石を用いること
なしに増加させることができ、なおかつ空間的に均一に
することができる。
【００３３】図３は本発明の第１実施例を示す強磁気力
場発生装置の構成図である。
場発生装置の構成図である。
【００３４】この図において、１１は超伝導電磁石、１
２はその超伝導電磁石の巻枠、１３は超電導電磁石１１
の中空部分に置かれる円盤状強磁性体、１４は超電導電
磁石１１の中空部分に置かれるリング状強磁性体であ
る。ここでは、円盤状強磁性体１３の位置は超伝導電磁
石の中心位置から７０ｍｍの高さであり、リング状強磁
性体１４の位置は超伝導電磁石の中心位置から９２ｍｍ
の高さに配置する。
２はその超伝導電磁石の巻枠、１３は超電導電磁石１１
の中空部分に置かれる円盤状強磁性体、１４は超電導電
磁石１１の中空部分に置かれるリング状強磁性体であ
る。ここでは、円盤状強磁性体１３の位置は超伝導電磁
石の中心位置から７０ｍｍの高さであり、リング状強磁
性体１４の位置は超伝導電磁石の中心位置から９２ｍｍ
の高さに配置する。
【００３５】表１に示す諸元を有する市販サイズの超伝
導電磁石１１を用い、図３に示すように、その超伝導電
磁石１１の中空部分の赤道面上方に純鉄からなる円盤状
強磁性体１３とリング状強磁性体１４を配置する。
導電磁石１１を用い、図３に示すように、その超伝導電
磁石１１の中空部分の赤道面上方に純鉄からなる円盤状
強磁性体１３とリング状強磁性体１４を配置する。
【００３６】
【表１】
【００３７】純鉄からなる円盤状強磁性体１３とリング
状強磁性体１４の形状を表２に示す。
状強磁性体１４の形状を表２に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】純鉄からなる円盤状強磁性体１３とリング
状強磁性体１４は超伝導電磁石の発生磁場の方向に磁化
し、その磁化は飽和し、２．２Ｔとなる。
状強磁性体１４は超伝導電磁石の発生磁場の方向に磁化
し、その磁化は飽和し、２．２Ｔとなる。
【００４０】図４は本発明の第１実施例の具体例を示す
強磁気力場発生装置の構成図である。
強磁気力場発生装置の構成図である。
【００４１】この図において、２１は超伝導電磁石、２
２はその超伝導電磁石の巻枠、２３は円盤状強磁性体、
２４はリング状強磁性体、２５は超伝導電磁石２１の保
冷容器、２６は円盤状強磁性体２３とリング状強磁性体
２４を保冷容器２５へ固定するための非磁性体からなる
支持材である。
２はその超伝導電磁石の巻枠、２３は円盤状強磁性体、
２４はリング状強磁性体、２５は超伝導電磁石２１の保
冷容器、２６は円盤状強磁性体２３とリング状強磁性体
２４を保冷容器２５へ固定するための非磁性体からなる
支持材である。
【００４２】この図に示すように、純鉄からなる円盤状
強磁性体２３とリング状強磁性体２４には磁気力が働く
ので、非磁性体からなる支持材２６で超伝導電磁石２１
の中空部分に確実に固定する。
強磁性体２３とリング状強磁性体２４には磁気力が働く
ので、非磁性体からなる支持材２６で超伝導電磁石２１
の中空部分に確実に固定する。
【００４３】図５に円盤状強磁性体とリング状強磁性体
がない状態での反磁性体に働く磁気力のベクトル図を、
図６に円盤状強磁性体とリング状強磁性体が有る状態で
の反磁性体に働く磁気力のベクトル図を示す。
がない状態での反磁性体に働く磁気力のベクトル図を、
図６に円盤状強磁性体とリング状強磁性体が有る状態で
の反磁性体に働く磁気力のベクトル図を示す。
【００４４】図５及び図６において、横軸は径方向位置
（ｍ）、縦軸は軸方向位置（ｍ）であり、枠取りは径１
０ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒状の試料空間を示してい
る。
（ｍ）、縦軸は軸方向位置（ｍ）であり、枠取りは径１
０ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒状の試料空間を示してい
る。
【００４５】図５と図６を比較すると判るように、純鉄
からなる円盤状強磁性体２３とリング状強磁性体２４が
有ることにより、径１０ｍｍ、長さ１０ｍｍの試料空間
内において磁気力場は増加されていることが判る。
からなる円盤状強磁性体２３とリング状強磁性体２４が
有ることにより、径１０ｍｍ、長さ１０ｍｍの試料空間
内において磁気力場は増加されていることが判る。
【００４６】また、図７に磁気力場の軸方向の分布を示
す。
す。
【００４７】この図において、横軸は軸方向位置
（ｍ）、縦軸は磁気力場（Ｔ2 ／ｍ）を示し、軸方向の
０．０８２〜０．０９２は試料空間、曲線ｄは超伝導電
磁石と円盤状強磁性体及びリング状強磁性体を配置した
場合の軸方向位置に対する磁気力場を示している。
（ｍ）、縦軸は磁気力場（Ｔ2 ／ｍ）を示し、軸方向の
０．０８２〜０．０９２は試料空間、曲線ｄは超伝導電
磁石と円盤状強磁性体及びリング状強磁性体を配置した
場合の軸方向位置に対する磁気力場を示している。
【００４８】この図から判るように磁気力場を空間的に
均一にすることができ、さらに、その値は６００Ｔ2 ／
ｍから１４２０Ｔ2 ／ｍに増加することができた。
均一にすることができ、さらに、その値は６００Ｔ2 ／
ｍから１４２０Ｔ2 ／ｍに増加することができた。
【００４９】図８は本発明の第２実施例を示す強磁気力
場発生装置の構成図である。
場発生装置の構成図である。
【００５０】この図において、３１は第１の超伝導電磁
石、３２はその第１の超伝導電磁石３１の巻枠、３３は
円盤状強磁性体、３４はリング状強磁性体、３５は第１
の超伝導電磁石３１の外側に同軸状に配置される第２の
超伝導電磁石、３６はその第２の超伝導電磁石の巻枠で
ある。
石、３２はその第１の超伝導電磁石３１の巻枠、３３は
円盤状強磁性体、３４はリング状強磁性体、３５は第１
の超伝導電磁石３１の外側に同軸状に配置される第２の
超伝導電磁石、３６はその第２の超伝導電磁石の巻枠で
ある。
【００５１】このように、超伝導電磁石を二重にしたこ
とにより大きな磁場を発生できる超伝導電磁石の場合に
も本発明は有効である。
とにより大きな磁場を発生できる超伝導電磁石の場合に
も本発明は有効である。
【００５２】図９は本発明の第３実施例を示す強磁気力
場発生装置の構成図である。
場発生装置の構成図である。
【００５３】この図において、４１は超伝導電磁石、４
２はその超伝導電磁石４１の巻枠、４３，４３′は円盤
状強磁性体、４４，４４′はリング状強磁性体、４５は
超伝導電磁石４１の保冷容器、４６は円盤状強磁性体４
３，４３′とリング状強磁性体４４，４４′を保冷容器
４５へ固定するための非磁性体からなる支持材である。
２はその超伝導電磁石４１の巻枠、４３，４３′は円盤
状強磁性体、４４，４４′はリング状強磁性体、４５は
超伝導電磁石４１の保冷容器、４６は円盤状強磁性体４
３，４３′とリング状強磁性体４４，４４′を保冷容器
４５へ固定するための非磁性体からなる支持材である。
【００５４】この実施例では、第１実施例と同じ材質、
形状の円盤状強磁性体４３及びリング状強磁性体４４
を、更に超伝導電磁石４１の中空空間の軸対象の位置に
配置する。つまり、２組の円盤状強磁性体４３，４３′
及びリング状強磁性体４４，４４′を備えるようにした
ものである。
形状の円盤状強磁性体４３及びリング状強磁性体４４
を、更に超伝導電磁石４１の中空空間の軸対象の位置に
配置する。つまり、２組の円盤状強磁性体４３，４３′
及びリング状強磁性体４４，４４′を備えるようにした
ものである。
【００５５】この方法により強磁性体と超伝導電磁石に
働く電磁力の和はゼロになり、超伝導電磁石に強磁性体
を加えたことによる付加的な電磁力が相殺される。この
結果、第１実施例と同様に磁気力場を約２倍の６００Ｔ
2 ／ｍから１４２０Ｔ2 ／ｍに増加することができる。
働く電磁力の和はゼロになり、超伝導電磁石に強磁性体
を加えたことによる付加的な電磁力が相殺される。この
結果、第１実施例と同様に磁気力場を約２倍の６００Ｔ
2 ／ｍから１４２０Ｔ2 ／ｍに増加することができる。
【００５６】なお、この実施例は、必ずしも第１実施例
と同じ材質、形状の強磁性体を用いることに限定したも
のではなく、強磁性体と超伝導電磁石の電磁力の和がゼ
ロになるように強磁性体を配置するものであれば、これ
に限定するものではない。
と同じ材質、形状の強磁性体を用いることに限定したも
のではなく、強磁性体と超伝導電磁石の電磁力の和がゼ
ロになるように強磁性体を配置するものであれば、これ
に限定するものではない。
【００５７】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００５８】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、従来のように、内装される超伝導電磁石に更な
る超伝導電磁石を加えることなしに、磁気力場を均一度
を保ちながら増加させることが可能になる。
よれば、従来のように、内装される超伝導電磁石に更な
る超伝導電磁石を加えることなしに、磁気力場を均一度
を保ちながら増加させることが可能になる。
【００５９】また、磁気力場の大きさに対しての装置の
コンパクト化と製造コストの低減を図ることができる。
コンパクト化と製造コストの低減を図ることができる。
【図１】本発明の原理を示す強磁気力場発生装置の構成
図である。
図である。
【図２】図１における磁気力場の軸方向の分布を示す図
である。
である。
【図３】本発明の第１実施例を示す強磁気力場発生装置
の構成図である。
の構成図である。
【図４】本発明の第１実施例の具体例を示す強磁気力場
発生装置の構成図である。
発生装置の構成図である。
【図５】円盤状強磁性体とリング状強磁性体がない状態
での反磁性体に働く磁気力のベクトル図である。
での反磁性体に働く磁気力のベクトル図である。
【図６】円盤状強磁性体とリング状強磁性体が有る状態
での反磁性体に働く磁気力のベクトル図である。
での反磁性体に働く磁気力のベクトル図である。
【図７】本発明の第１実施例の具体例を示す強磁気力場
発生装置の磁気力場の軸方向の分布を示す図である。
発生装置の磁気力場の軸方向の分布を示す図である。
【図８】本発明の第２実施例を示す強磁気力場発生装置
の構成図である。
の構成図である。
【図９】本発明の第３実施例を示す強磁気力場発生装置
の構成図である。
の構成図である。
【図１０】従来の円盤状強磁性体を単独で超電導電磁石
の中空部分に加える場合の構成図である。
の中空部分に加える場合の構成図である。
【図１１】図１０における強磁気力場発生装置の磁気力
場の分布図である。
場の分布図である。
【図１２】従来のリング状強磁性体を単独で超電導電磁
石の中空部分に加える場合の構成図である。
石の中空部分に加える場合の構成図である。
【図１３】図１２における強磁気力場発生装置の磁気力
場の分布図である。
場の分布図である。
１，１１，２１，４１ 超伝導電磁石
２，１２，２２，４２ 超伝導電磁石の巻枠
３，１３，２３，３３，４３，４３′ 円盤状強磁性
体 ４，１４，２４，３４，４４，４４′ リング状強磁
性体 ２５，４５ 超伝導電磁石の保冷容器 ２６，４６ 非磁性体からなる支持材 ３１ 第１の超伝導電磁石 ３２ 第１の超伝導電磁石の巻枠 ３５ 第２の超伝導電磁石 ３６ 第２の超伝導電磁石の巻枠
体 ４，１４，２４，３４，４４，４４′ リング状強磁
性体 ２５，４５ 超伝導電磁石の保冷容器 ２６，４６ 非磁性体からなる支持材 ３１ 第１の超伝導電磁石 ３２ 第１の超伝導電磁石の巻枠 ３５ 第２の超伝導電磁石 ３６ 第２の超伝導電磁石の巻枠
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 和田 仁
茨城県つくば市松代５−609−１
(56)参考文献 特開2000−77225（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−329835（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−172825（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01F 6/00 - 6/06
H01F 7/20
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 中心軸が鉛直方向を向いているソレノイ
ド状超伝導電磁石の中空内部の赤道面上方に一つの円盤
状強磁性体を前記中心軸対称に配置し、前記円盤状強磁
性体の上方に一つのリング状強磁性体を前記円盤状強磁
性体に接触することなく前記中心軸対称に配置したこと
を特徴とする強磁気力場発生装置。 - 【請求項２】 中心軸が鉛直方向を向いており、該中心
軸に対して同軸状に配置された複数のソレノイド状超伝
導電磁石の中空内部の赤道面上方に一つの円盤状強磁性
体を前記中心軸対称に配置し、前記円盤状強磁性体の上
方に一つのリング状強磁性体を前記円盤状強磁性体に接
触することなく前記中心軸対称に配置したことを特徴と
する強磁気力場発生装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の強磁気力場発生装
置において、更に、前記赤道面に対して対象となる位置
に前記円盤状強磁性体及びリング状強磁性体と同じ形状
の円盤状強磁性体及びリング状強磁性体を配置したこと
を特徴とする強磁気力場発生装置。
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| US10/362,213 US7286033B2 (en) | 2001-06-26 | 2002-06-12 | Ferro-magnetic force field generator |
| PCT/JP2002/005834 WO2003001542A1 (fr) | 2001-06-26 | 2002-06-12 | Generateur de champ de force ferromagnetique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001192419A JP3532888B2 (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | 強磁気力場発生装置 |
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|---|---|
| JP2003007525A JP2003007525A (ja) | 2003-01-10 |
| JP3532888B2 true JP3532888B2 (ja) | 2004-05-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001192419A Expired - Lifetime JP3532888B2 (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | 強磁気力場発生装置 |
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| JP (1) | JP3532888B2 (ja) |
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- 2002-06-12 US US10/362,213 patent/US7286033B2/en not_active Expired - Fee Related
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