JPH065645B2

JPH065645B2 - 超電導体磁気装置

Info

Publication number: JPH065645B2
Application number: JP63005277A
Authority: JP
Inventors: 照栄片岡
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1994-01-19
Anticipated expiration: 2009-01-19
Also published as: JPH01184805A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、超電導体を用いることにより磁束を漏洩や減
衰なく伝導し、断面積を変化して収束、又は、分散状態
にする、磁気的導管からなる磁気装置に関するものであ
る。

＜従来の技術＞従来、磁束を伝導したり、その集中又は収束するとき
は、硅素鋼やパーマロイ、又は、フェライトなど、透磁
率の大きい磁性材を用いる技術を、一般に用いていた。
第３図は、従来の例を示す高透磁率材料４によって磁場
を収束するもので、磁場１内に、その中心部５の断面積
を小さくし、両端の部分６の断面積を大きくした高透磁
率材４を置いて、その中心部で磁束を収束するものであ
る。例として、高透磁率材４に、軟鉄を用いても、その
透磁率が空気と比較すると、著しく大きいので、磁束を
収束して伝導することができた。高透磁率材として、け
い素鋼などを用いた変圧器のコア、モーターの磁心、あ
るいはフェライトなどを用いた小型のコイルやトラン
ス、又は磁気ヘッドなどのコアがあった。

＜発明が解決しようとする問題点＞透磁率の高い磁性材により磁束を伝導、又は、収束する
とき、その磁性材の透磁率はかなり高いが、現実には磁
性材の透磁率は有限であり、磁束の漏れを生じていた。
磁性材を通る磁束と、漏れて空気中を通る磁束の比は、
その磁性材と空気の透磁率の比、及びその磁性材で構成
する磁気回路の形状などにより変わるので、漏れ磁束に
より磁束伝達率が低下したり、外部の雑音磁場をひろっ
たり、使用する周波数が高いときは、コアの渦電流によ
る損失や電磁誘導による雑音発生など、害の発生源にな
ることもあった。

本発明は、従来の磁性材による磁気回路がもつ問題点を
解消し、磁束の漏洩や、雑音などの問題のない磁束の導
管を提供するものである。

＜問題を解決するための手段＞本発明は超電導体、特に最近開発された高温超電導体，
のマイスナー効果によって磁束を漏れなく伝導、又は、
収束する磁気回路に関するものである。

超電導体は、完全反磁性であるから磁界は浸透しない。
従って、磁束を反射、又は、散乱しない形状の超電導体
の導管は、内部の磁束を漏洩させることなく伝導し、そ
のなかの磁束密度を、その導管の断面積に逆比例させる
ことができる。この磁束導管に、少なくとも１ケ所に、
なかの磁束に沿った全長に電流を遮断する薄い絶縁層を
作製しておくことにより、その磁束の変化により導管に
誘導された電流が管径をループ状に流れることはなくな
る。

以上の構成の磁束導管により、磁束を漏洩することなく
伝導し、導管に内部の磁束に影響をあたえる誘導電流を
流さないものにできる。

＜作用＞本発明は、磁束を伝導する導管の少なくともその内側
を、超電導体で構成し、磁束を散乱・反射しない形状に
して、その導管からの磁束の漏洩や反射をなくし、か
つ、その導管のなかの磁束によりその磁束に影響する誘
導電流は、流れない構成にしてあるので、この導管を用
いた超電導体磁気装置のなかで磁束を有効に使用でき
る。又、この装置の外部へ電磁誘導による雑音を出した
り、この装置のなかの磁束の導管内へ外部の雑音電波を
侵入させることもない。従って、本発明の装置を接近さ
せて使用してもクロストークなどの問題も発生しなくな
る。

＜実施例＞本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。

第１図に縦断面、第２図に第１図のａ−ａ′横断面を示
したのは、本発明の磁気装置の基本的構成である第１の
実施例を示すもので、第３図の従来例に対応するもので
ある。これらの図は、中央部を細くした超電導体の導管
２の縦方向に全長にわたって薄い絶縁層３をもつ、円筒
形の磁束導管２を示している。

この磁束導管２は、超電導体への磁界の侵入深さ以上に
なる約１０^-7ｍ以上の厚さの超電導体層があればよいの
で、成膜技術で作製することができる。

実施例では、導管を縦に切断した形状のアルミナ成型品
（図示せず）の内面に、臨界温度Ｔｃが９０Ｋ位になる
イットリウム−バリウム−銅の酸化物(Ｙ−Ba−Cu−O)
をスパッタリング法で、厚さ10μmの膜状に付着させ空
気中で熱処理した。作製した超電導体膜をもつアルミナ
成型品を絶縁性接着剤によって、薄い絶縁層３の部分で
結合して導管２を作製した。

本発明の導管２は、前記第１の実施例で用いたアルミナ
以外に、ジルコニアやシリカなども用いることができ、
又、膜の作製には、ＣＶＤ法や蒸着法などを使用するこ
とができ、又、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ以外の超電導体を使用す
ることができる。

作製した導管２は、第１図のように、左側から磁束１を
導入すると、磁束１は導管の中央部でも、マイスナー効
果によって漏洩することはないので、磁束密度を高くで
きる。（但し、臨界磁界以下にする。）この導管２は、その全長にわたり、その超電導体に薄い
絶縁層３を設けているので、内部の磁束１が変化して
も、この磁束１に影響する磁場を発生させる誘導電流は
流れない。なお、絶縁層３は薄いので磁束１の漏洩など
の問題はない。

第４図と、第５図は、本発明をトランス１４に適用した
第２の実施例の断面図と、その導管のｂ−ｂ′断面図で
ある。中空のドーナツ形超電導体導管２は導管の全長に
導管の絶縁層３が作られている。

この入力コイル７に電流ｉ_１を流すと、発生する磁束１
は、中空ドーナツ状導管６の内面で完全に反射されるの
で、全て出力コイル８を貫通し、誘導電流ｉ_２を発生さ
せる。

本発明のトランス１４には、従来のような磁性材のコア
はないので、従来コアに発生した渦電流による損失はな
い。導管２は、絶縁層３が設けてあるので、導管２には
磁束１に影響する誘導電流が流れない。また、このトラ
ンス１４からの磁束漏洩により、トランスの外部へ雑音
電磁波を出したり、外部から電磁波が入ることもない。
このトランスの入力コイル７と、出力コイル８も同じ超
電導体の線材、箔材などを用いれば、コイルの電流で
も、磁束の導管でも損失を生じないので、変換効率が１
００％のトランスを作製することができる。

この第２の実施例であるトランス１４も第１の実施例の
方法で超電導体の磁束導管２を作製できる。

第６図は、本発明を磁気ヘッドに適用した第３の実施例
の断面図であり、第７図は、第６図のｃ−ｃ′断面図で
ある。この磁気ヘッド１５の導管２も、第１の実施例と
同じように絶縁層３の部分で、超電導体膜を作製した後
接合する方法で作製した。第６図の磁気ヘッド１５は磁
気テープ９の磁気記録膜１０への書込みと、読取りに使
用するもので、磁気テープとの接触側の磁気的微細な開
口部１３と絶縁層３以外は少なくとも内面が超電導体よ
りなる磁気導管２から構成されている。磁気テープ９に
記録された磁極が発生する磁束１は、この磁気ヘッドの
開口部１３の一方から入り、漏洩することなく他方から
出て行く。従って、この超電導体の導管１のなかに、コ
イル１１を設けておけば、磁気テープの記録が、磁束１
の変化になり、コイル１１へ誘導電流として検出され
る。磁気テープ９へ記録するときは、上記と逆に、コイ
ル１１に記録電流を流せば、磁気ヘッド１５内の磁束１
になり、磁束１は超電導体の導管により、完全に磁気テ
ープへ導かれて、その磁気記録体を磁化して記録するも
のである。この磁気ヘッド１５を読取り専用にするとき
は、コイル１１を小型の磁気センサーにすることがで
き、磁気ヘッド１５の小型化を計ることができる。第８
図と第９図は磁気ヘッドの他の実施を示した（第９図は
第８図のｄ−ｄ′断面図）、第４の実施例である。超電
導体のブロックを加工して、内部に磁束１の通路と磁束
１に沿って全長に絶縁層３をもち、そのテープ９に接触
する側の開口部を、テープに対し移動する方向に対し、
２つに分けるよう超電導体の隔壁にした超電導体の導管
２に、小型の磁気センサー１２を組込む構成である。一
方の開口部から入った磁気テープの磁束１は完全に他方
の開口部から出るが、小型で、磁束１の通路が短く、効
率のよい磁気ヘッド１５にすることができる。

以上のように、本発明の磁気ヘッド１５は、磁性体のコ
アがないので、従来のような、信号磁束によって発生す
る渦電流による損失がなく、又絶縁層３を設けてあるか
ら、超電導体に内部の磁束による誘導電流もないから、
原理的には、極めて高い周波数でも感度が低下しない。

また、この磁気ヘッド１５は超電導体の導管２により構
成されているので外部に雑音電磁波を出すことも、外部
からの雑音電磁波が入ることもない。なお、現在使用さ
れている磁気ヘッド１５のギャップはμｍ程度になって
いる。これは磁性材の間に融解ガラスをはさむ方法で作
製されているが、本発明の磁気ヘッド１５も、磁気テー
プと接触するギャップ１３の部分のみ磁性材で形成して
もよい。

以上は水平記録の磁気ヘッド１５について説明したが、
形状を変え、導管２の開口部を磁気テープの上と下に配
置させることにより、垂直記録用の磁気ヘッド１５にす
ることができる。

第１０図は、前記の例以外の超電導体導管２の断面の例
を示した。第１０図の(a)図は、導管２の超電導体が絶
縁層３を介して重なり合う部分をもつ例であり、(b)は
超電導体層導管２の中心に対して斜めに絶縁層３をも
ち、かつ導管の分割数も多くした例で、(c)図は、方形
の断面をもつ導管２の例である。この第１０図の例の断
面のように絶縁層３を構成することで、磁束の漏洩を更
に少なくすることができる。

＜発明の効果＞本発明の超電導体磁気装置は、磁束による誘導電流を流
さない絶縁層をもった超電導体の磁束の導管を用いるこ
とにより、磁束を漏洩することなく伝導するもので、コ
アの必要もなく、外部からの電磁波の混入もない。従っ
て、磁束を高周波の領域迄効率よく伝達し、かつ雑音の
混入もない超電導体磁気装置にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の断面図、第２図は第１
図のａ−ａ′断面図、第３図は磁性体による従来例の説
明図、第４図は本発明の第２の実施例の断面図、第５図
は第４図のｂ−ｂ′断面図、第６図は本発明の第３の実
施例の断面図、第７図は第６図のｃ−ｃ′断面図、第８
図は本発明の第４の実施例の断面図、第９図は第８図の
ｄ−ｄ′断面図、第１０図の(a)，(b)，(c)は他の導管
の断面の例を示した図である。１は磁束、２は超電導体の導管、３は絶縁層、４は磁性
材料、５は磁性材料の中心部、６は磁性材料の端部、７
はトランスの入力コイル、８はトランスの出力コイル、
９は磁気テープ、１０は磁気記録膜、１１は磁気ヘッド
のコイル、１２は磁気センサ、１３は磁気ヘッドのギャ
ップ、１４はトランス、１５は磁気ヘッドである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、マイスナー効果の侵入磁場の
深さ以上の超電導体の厚さの内面をもち、一方から入っ
た磁束を散乱や反射することなく通過させる形状の導管
に於て、前記超電導体には、前記磁束に沿って、前記導
管の全長にわたり、少なくとも１個所に電流を遮断する
薄い絶縁層を設けたことを特徴とする超電導体磁気装
置。
【請求項２】前記磁束の導管の断面積又は形状が一定で
ないことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電
導体磁気装置。
【請求項３】前記超電導体磁気装置は、環状に構成さ
れ、内部に前記超電導体磁気装置内の全ての磁束が貫通
する、入力と出力用の１組のコイルを備えたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項、又は、第２項記載の超電
導体磁気装置。
【請求項４】前記超電導体磁気装置の導管の両端の開口
部が磁気記録体に記録される磁気分極の両極になる配置
にした構成を特徴とする特許請求の範囲第１項、又は、
第２項記載の超電導体磁気装置。
【請求項５】前記超電導体磁気装置内に、磁束を検出す
る磁気センサを設けたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項、第２項、第３項、又は第４項記載の超電導体磁
気装置。