JP2005123084A - Magnetic line shielding mechanism of electromagnet - Google Patents
Magnetic line shielding mechanism of electromagnet Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005123084A JP2005123084A JP2003358267A JP2003358267A JP2005123084A JP 2005123084 A JP2005123084 A JP 2005123084A JP 2003358267 A JP2003358267 A JP 2003358267A JP 2003358267 A JP2003358267 A JP 2003358267A JP 2005123084 A JP2005123084 A JP 2005123084A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnet
- magnetic
- pair
- shield
- magnetic field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
本発明は、電磁石の磁力線シールド機構に関する。粒子線治療装置において荷電粒子を被験者に照射するための回転ガントリーや、荷電粒子を加速するサイクロトロン等の加速器では、荷電粒子を通過させる空間に強い磁場を形成し、この磁場によって粒子の走行方向を制御している。このような磁場の形成には、前記空間を挟むように配設された一対の磁極を有する電磁石が使用される。
本発明は、かかる空間に磁場を発生させる電磁石の磁力線シールド機構に関する。
The present invention relates to a magnetic field line shielding mechanism for an electromagnet. In an accelerator such as a rotating gantry for irradiating a subject with charged particles in a particle beam therapy system or a cyclotron that accelerates charged particles, a strong magnetic field is formed in the space through which charged particles pass, and this magnetic field changes the traveling direction of the particles. I have control. For the formation of such a magnetic field, an electromagnet having a pair of magnetic poles arranged so as to sandwich the space is used.
The present invention relates to a magnetic field line shielding mechanism for an electromagnet that generates a magnetic field in such a space.
図４に示すように、通常、加速器等において空間に磁場を形成する電磁石100 は、Ｃ字状の鉄芯101 を有しており、この鉄芯101 の対向する端部101a，101bの間に、粒子を通過させるためのエアギャップＡＧが形成されている。そして、この鉄芯101 の対向する端部101a，101bの周囲にそれぞれコイル102a，102bが巻き付けられている（例えば、非特許文献１）。
このため、コイル102a，102bに交流電流を流すと、コイル102a，102bの周囲には磁場が形成され、この磁場によって鉄芯101 の内部とエアギャップＡＧを通る連続した磁力線、つまり磁気回路が形成されるから、エアギャップＡＧに磁場を形成することができる。すると、このエアギャップＡＧを通過する荷電粒子（図４では紙面に垂直な方向に通過する）に、エアギャップＡＧ間に形成されている磁力線を作用させることができ、荷電粒子を加速することができるのである。
As shown in FIG. 4, an electromagnet 100 that normally forms a magnetic field in a space in an accelerator or the like has a C-shaped iron core 101, and between the opposite ends 101 a and 101 b of the iron core 101. An air gap AG for allowing particles to pass therethrough is formed. Coils 102a and 102b are wound around the opposing ends 101a and 101b of the iron core 101, respectively (for example, Non-Patent Document 1).
For this reason, when an alternating current is passed through the coils 102a and 102b, a magnetic field is formed around the coils 102a and 102b, and a continuous magnetic field line passing through the inside of the iron core 101 and the air gap AG, that is, a magnetic circuit is formed by this magnetic field. Thus, a magnetic field can be formed in the air gap AG. Then, the magnetic field lines formed between the air gaps AG can act on the charged particles passing through the air gap AG (passing in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 4), and the charged particles can be accelerated. It can be done.
しかるに、鉄芯101 に比べてエアギャップＡＧは、その透磁率が小さいので、このエアギャップＡＧでは磁束密度が低下してしまう。このため、従来は、磁束密度の低下を補うために、コイル102a，102bが形成する磁場の強度を大きくしていた。コイル102a，102bが形成する磁場の強度を大きくするためには、コイル102a，102bに流す電流を大きくする必要があるが、加速器の消費電力が大きくなるし、コイル自体の発熱が大きくなるという問題が生じる。
かといって、鉄芯101 の断面積を大きくすれば磁気飽和は防ぐことができるが、電磁石が大型化し、加速器自体も大型化してしまう。
However, since the air gap AG has a smaller magnetic permeability than the iron core 101, the magnetic flux density is lowered in the air gap AG. For this reason, conventionally, in order to compensate for the decrease in magnetic flux density, the strength of the magnetic field formed by the coils 102a and 102b has been increased. In order to increase the strength of the magnetic field formed by the coils 102a and 102b, it is necessary to increase the current flowing through the coils 102a and 102b. However, the power consumption of the accelerator increases and the heat generation of the coil itself increases. Occurs.
However, if the cross-sectional area of the iron core 101 is increased, magnetic saturation can be prevented, but the electromagnet becomes larger and the accelerator itself becomes larger.
本発明はかかる事情に鑑み、空間中における磁束密度の低下を防ぐことができ、しかも電磁石を小型化できる電磁石の磁力線シールド機構を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a magnetic field line shielding mechanism for an electromagnet that can prevent a decrease in magnetic flux density in the space and that can reduce the size of the electromagnet.
第１発明の電磁石の磁力線シールド機構は、一対の磁極が、互いに対向するように、かつ、両者の間にエアギャップが形成されるように配設された交流電磁石において、前記エアギャップ間における磁束密度の低下を防ぐために設けられたシールド機構であって、該シールド機構が、前記一対の磁極の間に形成された前記エアギャップを挟み、かつ互いに対向するように設けられた一対のシールド部材からなり、該シールド部材の素材が、導電性を有する非磁性材料であることを特徴とする。
第２発明の電磁石の磁力線シールド機構は、第１発明において、前記シールド機構が、前記シールド部材と前記磁極との間に設けられた絶縁部材を備えていることを特徴とする。
第３発明の電磁石の磁力線シールド機構は、第１発明において、前記一対の磁極が、芯材と、該芯材の周囲に巻き付けられた一対のコイルとから構成されており、前記シールド機構が、前記一対のコイルの互いに対向する面に設けられた補助シールド部材を備えており、該補助シールド部材の素材が、導電性を有する非磁性材料であることを特徴とする。
第４発明の電磁石の磁力線シールド機構は、第３発明において、前記補助シールド部材が、前記芯材との間に前記コイルを挟むように設けられた側方カバーを備えていることを特徴とする請求項３記載の電磁石の磁力線シールド機構。
第５発明の電磁石の磁力線シールド機構は、第１発明において、荷電粒子を照射する回転ガントリーの走査電磁石に設けられていることを特徴とする。
The magnetic field line shielding mechanism of the electromagnet of the first invention is an AC electromagnet arranged such that a pair of magnetic poles face each other and an air gap is formed between them, and the magnetic flux between the air gaps A shield mechanism provided to prevent a decrease in density, the shield mechanism sandwiching the air gap formed between the pair of magnetic poles, and a pair of shield members provided to face each other Thus, the material of the shield member is a nonmagnetic material having conductivity.
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the shield mechanism includes an insulating member provided between the shield member and the magnetic pole.
According to a first aspect of the present invention, the pair of magnetic poles includes a core member and a pair of coils wound around the core member, and the shield mechanism includes: An auxiliary shield member provided on the mutually opposing surfaces of the pair of coils is provided, and a material of the auxiliary shield member is a nonmagnetic material having conductivity.
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the auxiliary shield member includes a side cover provided so as to sandwich the coil between the core member and the auxiliary shield member. 4. A magnetic field shielding mechanism for an electromagnet according to claim 3.
According to a fifth aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the electromagnet magnetic field shielding mechanism is provided in a scanning electromagnet of a rotating gantry that irradiates charged particles.
第１発明によれば、交流電磁石のエアギャップに形成される磁場の変化に伴って、シールド部材内部には渦電流が形成される。この渦電流が形成する磁場によって、エアギャップ間を流れる磁力線がシールド部材よりも外方に漏れることを防ぐことができるから、エアギャップにおける磁束密度の低下を防ぐことができる。また、エアギャップ間における磁束密度の低下を防ぐことができるから、コイルの起磁力を増加させる必要がない。よって、磁石の芯材を大型化しなくても、エアギャップ間に所望の強度の磁場を形成することができるから、交流電磁石を小型化することができる。
第２発明によれば、磁力線が、磁極から直接シールド部材を通して外部に漏れることを防ぐことができるから、エアギャップ間における磁束密度が低下することを防ぐことができる。そして、磁極とシールド部材との間に電流が流れて、両者の抵抗によって磁極等が発熱して損傷することを防ぐことができる。
第３発明によれば、コイルから直接外部に漏れる磁力線を低減することができるから、交流電磁石に形成される磁気回路の磁束密度を高くすることができる。よって、交流電磁石を小型化しても、エアギャップ間に形成される磁場を強くすることができる。
第４発明によれば、コイルによって形成される磁力線のほとんどを、芯材に供給することができるから、交流電磁石に形成される磁気回路の磁束密度を高くすることができる。よって、交流電磁石を小型化しても、エアギャップ間に形成される磁場を強くすることができる。
第５発明によれば、回転ガントリーのノズル先端に設けられている走査電磁石を小型化することができるから、回転ガントリー自体を小型化することができ、回転ガントリーの回転半径を小さくすることができる。よって、回転ガントリーを備えた、例えば粒子線ガン治療装置等も小型化することができ、粒子線ガン治療装置等を収容する建造物なども小さくすることができる。
According to the first aspect of the invention, an eddy current is formed inside the shield member in accordance with a change in the magnetic field formed in the air gap of the AC electromagnet. Since the magnetic field generated by the eddy current can prevent the magnetic lines of force flowing between the air gaps from leaking outward from the shield member, it is possible to prevent a decrease in magnetic flux density in the air gap. Moreover, since the fall of the magnetic flux density between air gaps can be prevented, it is not necessary to increase the magnetomotive force of the coil. Therefore, a magnetic field having a desired strength can be formed between the air gaps without increasing the size of the magnet core material, so that the AC electromagnet can be reduced in size.
According to the second invention, it is possible to prevent magnetic field lines from leaking from the magnetic pole directly through the shield member to the outside, and thus it is possible to prevent the magnetic flux density between the air gaps from being lowered. And it can prevent that a current flows between a magnetic pole and a shield member, and a magnetic pole etc. generate | occur | produces and damages by resistance of both.
According to the third aspect of the invention, the lines of magnetic force leaking directly from the coil to the outside can be reduced, so that the magnetic flux density of the magnetic circuit formed in the AC electromagnet can be increased. Therefore, even if the AC electromagnet is downsized, the magnetic field formed between the air gaps can be strengthened.
According to the fourth aspect of the invention, since most of the magnetic lines of force formed by the coil can be supplied to the core material, the magnetic flux density of the magnetic circuit formed on the AC electromagnet can be increased. Therefore, even if the AC electromagnet is downsized, the magnetic field formed between the air gaps can be strengthened.
According to the fifth invention, since the scanning electromagnet provided at the nozzle tip of the rotating gantry can be reduced in size, the rotating gantry itself can be reduced in size and the rotation radius of the rotating gantry can be reduced. . Therefore, for example, a particle beam gun treatment apparatus equipped with a rotating gantry can be reduced in size, and a building that houses the particle beam gun treatment apparatus or the like can also be made smaller.
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態の磁力線シールド機構１０が設けられた交流電磁石１の概略説明図である。図１において、符号３、４は、互いに対向するように設けられた一対の磁極を示している。この一対の磁極３，４は、軸心が一致するように設けられた一対の芯材３ａ，４ａと、その側面に巻き付けられたコイル３ｂ，４ｂとから構成されている。このコイル３ｂ，４ｂには、図示しない交流電源が接続されており、このコイル３ｂ，４ｂには同位相の交流電流が同時に供給されるように調整されている。しかも、コイル３ｂ，４ｂは、同位相の交流電流を流すと、一対の芯材３ａ，４ａ中に、同位相の磁場が形成されるように配設されている。そして、一対の磁極３，４は、その一対の芯材３ａ，４ａの互いに対向する一端同士の間にエアギャップＡＧが形成されるように配設されており、その他端は、芯材２によって連結されている。
このため、コイル３ｂ，４ｂに交流電流を流せば、この電磁石１には、芯材２、一対の芯材３ａ，４ａおよびエアギャップＡＧを通る連続した磁力線、つまり磁気回路が形成されるから、エアギャップＡＧ間に磁場が形成されるのである。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an AC electromagnet 1 provided with a magnetic field shield mechanism 10 of the present embodiment. In FIG. 1, reference numerals 3 and 4 indicate a pair of magnetic poles provided so as to face each other. The pair of magnetic poles 3 and 4 includes a pair of core members 3a and 4a provided so that their axial centers coincide with each other, and coils 3b and 4b wound around the side surfaces thereof. An AC power supply (not shown) is connected to the coils 3b and 4b, and the coils 3b and 4b are adjusted so that an AC current having the same phase is supplied simultaneously. Moreover, the coils 3b and 4b are arranged so that a magnetic field having the same phase is formed in the pair of core members 3a and 4a when an alternating current having the same phase is passed. The pair of magnetic poles 3 and 4 are disposed such that an air gap AG is formed between the ends of the pair of core members 3 a and 4 a facing each other, and the other ends are formed by the core member 2. It is connected.
For this reason, if an alternating current is passed through the coils 3b and 4b, the electromagnet 1 is formed with continuous magnetic lines passing through the core material 2, the pair of core materials 3a and 4a, and the air gap AG, that is, a magnetic circuit. A magnetic field is formed between the air gaps AG.
さて、本実施形態の磁力線シールド機構１０を説明する。
図１に示すように、前記交流電磁石１の一対の磁極３，４間において、前記エアギャップＡＧの側方には、このエアギャップＡＧを挟むように、一対のシールド部材１１，１１が設けられている。この一対のシールド部材１１，１１は板状の部材であり、その素材が、例えば銅やアルミ、ステンレス等の導電性を有する非磁性材料である。そして、一対のシールド部材１１，１１は、エアギャップＡＧ側の面が互いに平行かつ対向するように設けられている。
Now, the magnetic field shield mechanism 10 of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, between the pair of magnetic poles 3, 4 of the AC electromagnet 1, a pair of shield members 11, 11 are provided on the side of the air gap AG so as to sandwich the air gap AG. ing. The pair of shield members 11 and 11 are plate-shaped members, and the material thereof is a nonmagnetic material having conductivity such as copper, aluminum, stainless steel, or the like. The pair of shield members 11 and 11 are provided such that the surfaces on the air gap AG side are parallel to and face each other.
前記コイル３ｂ，４ｂに交流電流を流せば、交流電流の周期に伴って、交流電磁石１に形成される磁場が時間とともに変化する。つまり、エアギャップＡＧに形成される磁場が変化すると、一対のシールド部材１１を貫通する磁力線の密度が変化するので、各シールド部材１１内部には渦電流が発生し、各シールド部材１１を貫通する方向へ進む磁力線の変化を打ち消すような磁場が形成される。つまり、図１に示すように、渦電流によって形成される磁場は、磁力線がシールド部材１１からエアギャップＡＧに向かう方向（矢印ａ）に流れるように形成される。すると、この渦電流によって形成される磁場によって、エアギャップＡＧ間を流れる磁力線はエアギャップＡＧの内側に押し戻される。よって、エアギャップＡＧ間を流れる磁力線が一対のシールド部材１１，１１よりも外方に漏れることを防ぐことができるから、エアギャップＡＧにおける磁束密度の低下を防ぐことができる。 If an alternating current is passed through the coils 3b and 4b, the magnetic field formed in the alternating current electromagnet 1 changes with time according to the period of the alternating current. That is, when the magnetic field formed in the air gap AG changes, the density of the magnetic lines of force penetrating the pair of shield members 11 changes, so that an eddy current is generated inside each shield member 11 and penetrates each shield member 11. A magnetic field is formed that cancels out the change in the magnetic field lines traveling in the direction. That is, as shown in FIG. 1, the magnetic field formed by the eddy current is formed such that the lines of magnetic force flow in the direction (arrow a) from the shield member 11 toward the air gap AG. Then, the magnetic field lines flowing between the air gaps AG are pushed back inside the air gap AG by the magnetic field formed by the eddy current. Therefore, it is possible to prevent the magnetic lines of force flowing between the air gaps AG from leaking outward from the pair of shield members 11, 11, thereby preventing a decrease in magnetic flux density in the air gap AG.
また、エアギャップＡＧ間における磁束密度の低下を防ぐことができるから、コイル３ｂ，４ｂの起磁力、つまりコイル３ｂ，４ｂに流す交流電流の電流量を増加させる必要がないので、交流電磁石１の芯材２や一対の磁極３，４の一対の芯材３ａ，４ａを大型化しなくても、エアギャップＡＧ間に所望の強度の磁場を形成することができる。 Further, since it is possible to prevent a decrease in magnetic flux density between the air gaps AG, there is no need to increase the magnetomotive force of the coils 3b and 4b, that is, the amount of alternating current flowing through the coils 3b and 4b. A magnetic field having a desired strength can be formed between the air gaps AG without increasing the size of the core material 2 and the pair of core materials 3a and 4a of the pair of magnetic poles 3 and 4.
上記のごとく、本実施形態の磁力線シールド機構１０を交流電磁石１に設けておけば、エアギャップＡＧにおける磁束密度の低下を防ぐことができるから、エアギャップＡＧ間に所望の強度の磁場を形成することができ、交流電磁石１を小型化することができる。 As described above, if the magnetic field line shield mechanism 10 of the present embodiment is provided in the AC electromagnet 1, it is possible to prevent a decrease in magnetic flux density in the air gap AG, so that a magnetic field having a desired strength is formed between the air gaps AG. The AC electromagnet 1 can be reduced in size.
なお、図１に示すように、一対のシールド部材１１，１１と一対の磁極３，４の一対の芯材３ａ，４ａの間に、例えばセラミックや樹脂等の絶縁部材１５を設けておくと好適である。なぜなら、一対のシールド部材１１，１１に発生した渦電流が、一対のシールド部材１１，１１から一対の芯材３ａ，４ａに流れた場合、両者の間の抵抗によって一対の芯材３ａ，４ａ等が発熱して損傷する可能性があるが、絶縁部材１５を設けておけば、一対のシールド部材１１，１１から一対の芯材３ａ，４ａに電流が流れることを確実に防ぐことができ、発熱等による損傷を確実に防ぐことができるからである。 As shown in FIG. 1, an insulating member 15 such as ceramic or resin is preferably provided between the pair of shield members 11 and 11 and the pair of core members 3a and 4a of the pair of magnetic poles 3 and 4. It is. This is because when eddy currents generated in the pair of shield members 11, 11 flow from the pair of shield members 11, 11 to the pair of core members 3a, 4a, the pair of core members 3a, 4a, etc. due to the resistance between them. However, if the insulating member 15 is provided, current can be reliably prevented from flowing from the pair of shield members 11 and 11 to the pair of core members 3a and 4a. This is because damage due to such as can be surely prevented.
また、図１に示すように、コイル３ｂ，４ｂの周囲には、コイル３ｂ，４ｂを囲むように補助シールド部材１２，１３が設けられている。この補助シールド部材１２，１３は、底面カバー12a ,13aと、側方カバー12b ,13bとから構成されている。この底面カバー12a ,13aと、側方カバー12b ,13bは、シールド部材１１と同様に、導電性を有する非磁性材料によって形成されている。 As shown in FIG. 1, auxiliary shield members 12 and 13 are provided around the coils 3b and 4b so as to surround the coils 3b and 4b. The auxiliary shield members 12, 13 are composed of bottom covers 12a, 13a and side covers 12b, 13b. The bottom covers 12a and 13a and the side covers 12b and 13b are formed of a nonmagnetic material having conductivity, like the shield member 11.
底面カバー12a ,13aは、コイル３ｂ，４ｂの互いに対向する面、つまりコイル３ｂの下面およびコイル４ｂの上面に、それぞれ設けられている。また、側方カバー12b ,13bは、コイル３ｂ，４ｂの側面に設けられており、その内面と一対の芯材３ａ，４ａの側面との間にコイル３ｂ，４ｂを挟むように配置されている。
このため、コイル３ｂ，４ｂの外面から直接外部に漏れる磁力線を低減することができ、コイル３ｂ，４ｂによって形成される磁力線のほとんどを、一対の芯材３ａ，４ａに供給することができる。よって、交流電磁石１に形成される磁気回路の磁束密度を高くすることができるから、交流電磁石１を小型化しても、エアギャップＡＧ間に形成される磁場を強くすることができる。
そして、補助シールド部材１２，１３は、芯材２、一対の芯材３ａ，４ａに接触しないように配設されている。このため、芯材２から補助シールド部材１２，１３に電流が流れることを防ぐことができ、その電流が形成する磁場によってエアギャップＡＧ間に形成される磁場が乱れることを防ぐことができる。
The bottom covers 12a and 13a are provided on the opposing surfaces of the coils 3b and 4b, that is, the lower surface of the coil 3b and the upper surface of the coil 4b, respectively. Further, the side covers 12b and 13b are provided on the side surfaces of the coils 3b and 4b, and are arranged so that the coils 3b and 4b are sandwiched between the inner surfaces thereof and the side surfaces of the pair of core members 3a and 4a. .
For this reason, it is possible to reduce the lines of magnetic force leaking directly from the outer surfaces of the coils 3b and 4b, and most of the lines of magnetic force formed by the coils 3b and 4b can be supplied to the pair of core members 3a and 4a. Therefore, since the magnetic flux density of the magnetic circuit formed in the AC electromagnet 1 can be increased, the magnetic field formed between the air gaps AG can be strengthened even if the AC electromagnet 1 is reduced in size.
The auxiliary shield members 12 and 13 are disposed so as not to contact the core member 2 and the pair of core members 3a and 4a. For this reason, it can prevent that an electric current flows into the auxiliary | assistant shield members 12 and 13 from the core material 2, and can prevent that the magnetic field formed between the air gap AG is disturb | confused by the magnetic field which the electric current forms.
なお、図２に示すように、補助シールド部材１２，１３は、底面カバー12a ,13aだけを有するものとしてもよいし（図２（Ａ））、補助シールド部材１２，１３自体を設けなくてもよく（図２（Ｂ））、この場合、交流電磁石１の構造をより簡単にできる。 As shown in FIG. 2, the auxiliary shield members 12 and 13 may have only the bottom covers 12a and 13a (FIG. 2A), or the auxiliary shield members 12 and 13 themselves may not be provided. Well (FIG. 2 (B)), in this case, the structure of the AC electromagnet 1 can be simplified.
また、本実施形態の磁力線シールド機構１０は、粒子線治療装置の回転ガントリーにおいて、そのノズルの先端部に設けられている走査電磁石、具体的には、ワブラー電磁石やスキャニング電磁石等に適用すると好適である。
粒子線ガン治療装置等では、回転ガントリーの大きさやその回転半径によって、装置の大きさや装置を収容する建造物などが規制されてしまうため、回転ガントリー自体を小型化するとともにその回転半径を小さくすることが非常に求められていた。
このような粒子線治療装置において、ノズルの先端部に設けられている走査電磁石に本実施形態の磁力線シールド機構１０を適用すれば、走査電磁石を小型化することができるので、回転ガントリー自体を小型化することが可能となる。すると、回転ガントリーの回転半径も小さくすることができるし、回転ガントリーが設けられている粒子線ガン治療装置等自体を小型化することができるし、粒子線ガン治療装置等を収容する建造物なども小さくすることができる。
Further, the magnetic field shield mechanism 10 of the present embodiment is preferably applied to a scanning electromagnet provided at the tip of the nozzle in the rotating gantry of the particle beam therapy apparatus, specifically, a wobbler electromagnet or a scanning electromagnet. is there.
In particle beam gun therapy devices, etc., the size of the rotating gantry and the radius of rotation limit the size of the device and the building that houses the device. Therefore, the rotating gantry itself is downsized and its rotating radius is reduced. It was highly sought after.
In such a particle beam therapy apparatus, if the magnetic field line shield mechanism 10 of this embodiment is applied to the scanning electromagnet provided at the tip of the nozzle, the scanning electromagnet can be miniaturized, and thus the rotating gantry itself can be miniaturized. Can be realized. Then, the rotating radius of the rotating gantry can be reduced, the particle beam gun therapy apparatus provided with the rotating gantry can be miniaturized, a building that houses the particle beam gun therapy apparatus, etc. Can also be reduced.
なお、本実施形態の磁力線シールド機構１０は、上述したような粒子線治療装置の回転ガントリーの走査電磁石だけでなく、エアギャップＡＧ間に磁場を形成させる交流電磁石であれば、種々な装置に使用されている交流電磁石に適用することができる。
例えば、シンクロトロンや、サイクロトロン等の荷電粒子を加速する加速器に使用される電磁石にも適用することができる。この場合、電磁石自体が小さくなったことによって、粒子の回転半径を小さくできるので、加速器自体も小型化することができる。
The magnetic field shield mechanism 10 of the present embodiment can be used in various devices as long as it is an AC electromagnet that forms a magnetic field between the air gaps AG as well as the scanning electromagnet of the rotating gantry of the particle beam therapy system as described above. It can be applied to AC electromagnets.
For example, the present invention can be applied to an electromagnet used in an accelerator that accelerates charged particles such as a synchrotron and a cyclotron. In this case, since the rotating radius of the particles can be reduced by reducing the size of the electromagnet itself, the accelerator itself can also be reduced in size.
なお、本実施形態の磁力線シールド機構１０が適用される電磁石１は、上記の交流電磁石に限られず、エアギャップＡＧを通る連続した磁気回路が形成される交流電磁石であればよく、狭義の交流電磁石はもちろん、パルス電磁石にも適用することができる。 In addition, the electromagnet 1 to which the magnetic field line shield mechanism 10 of the present embodiment is applied is not limited to the above-described AC electromagnet, and may be an AC electromagnet in which a continuous magnetic circuit passing through the air gap AG is formed. Of course, it can be applied to a pulse electromagnet.
つぎに、本実施形態の磁力線シールド機構１０を備えた交流電磁石（本実施例１）と、シールド機構を有しない交流電磁石（従来例１）において、エアギャップ間に形成される磁場の磁束密度を比較した。
図３に示すように、本実施例１の磁束密度の極大値および極小値が、従来例１の磁束密度の極大値および極小値の約1.4倍となっていることから、エアギャップ間に形成される磁場の磁束密度が強化されていることが確認できる。
Next, the magnetic flux density of the magnetic field formed between the air gaps in the AC electromagnet (Example 1) provided with the magnetic field line shield mechanism 10 of the present embodiment and the AC electromagnet (Conventional Example 1) not having the shield mechanism. Compared.
As shown in FIG. 3, the maximum value and the minimum value of the magnetic flux density of the first embodiment are about 1.4 times the maximum value and the minimum value of the magnetic flux density of the conventional example 1, so that it is formed between the air gaps. It can be confirmed that the magnetic flux density of the applied magnetic field is enhanced.
また、本発明の磁力線シールド機構は、エアギャップ間に磁場を形成させる交流電磁石であれば、種々な装置に使用されている交流電磁石に適用することができ、上述した回転ガントリーやシンクロトロン、サイクロトロン等の粒子加速器に適用することができる。 Further, the magnetic field line shielding mechanism of the present invention can be applied to AC electromagnets used in various devices as long as they are AC electromagnets that form a magnetic field between air gaps. The rotating gantry, synchrotron, and cyclotron described above can be used. It can be applied to particle accelerators such as
１ 交流電磁石
３ 磁極
４ 磁極
１０ 磁力線シールド機構
１１ シールド部材
１２ 補助シールド部材
１３ 補助シールド部材
１５ 絶縁部材
ＡＧ エアギャップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC electromagnet 3 Magnetic pole 4 Magnetic pole 10 Magnetic field line shield mechanism 11 Shield member 12 Auxiliary shield member 13 Auxiliary shield member 15 Insulation member AG Air gap
Claims (5)
該シールド機構が、
前記一対の磁極の間に形成された前記エアギャップを挟み、かつ互いに対向するように設けられた一対のシールド部材からなり、
該シールド部材の素材が、導電性を有する非磁性材料である
ことを特徴とする電磁石の磁力線シールド機構。 In an alternating current electromagnet arranged such that a pair of magnetic poles face each other and an air gap is formed between them, a shield mechanism provided to prevent a decrease in magnetic flux density between the air gaps. There,
The shield mechanism is
The air gap formed between the pair of magnetic poles, and a pair of shield members provided to face each other,
An electromagnetic field line shielding mechanism for an electromagnet, wherein the shield member is a nonmagnetic material having conductivity.
前記シールド部材と前記磁極との間に設けられた絶縁部材を備えている
ことを特徴とする請求項１記載の電磁石の磁力線シールド機構。 The shield mechanism is
The electromagnetic field line shielding mechanism according to claim 1, further comprising an insulating member provided between the shield member and the magnetic pole.
前記シールド機構が、
前記一対のコイルの互いに対向する面に設けられた補助シールド部材を備えており、
該補助シールド部材の素材が、導電性を有する非磁性材料である
ことを特徴とする請求項１記載の電磁石の磁力線シールド機構。 The pair of magnetic poles is composed of a core material and a pair of coils wound around the core material,
The shield mechanism is
An auxiliary shield member provided on the mutually opposing surfaces of the pair of coils,
2. The electromagnetic field line shielding mechanism according to claim 1, wherein the auxiliary shield member is made of a non-magnetic material having conductivity.
前記芯材との間に前記コイルを挟むように設けられた側方カバーを備えている
ことを特徴とする請求項３記載の電磁石の磁力線シールド機構。 The auxiliary shield member is
4. A magnetic field line shielding mechanism for an electromagnet according to claim 3, further comprising a side cover provided so as to sandwich the coil between the core member and the core member.
ことを特徴とする請求項１記載の電磁石の磁力線シールド機構。 2. The magnetic field line shielding mechanism for an electromagnet according to claim 1, wherein the magnetic field line shielding mechanism is provided on a scanning electromagnet of a rotating gantry that irradiates charged particles.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003358267A JP4279647B2 (en) | 2003-10-17 | 2003-10-17 | Electromagnetic field line shielding mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003358267A JP4279647B2 (en) | 2003-10-17 | 2003-10-17 | Electromagnetic field line shielding mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005123084A true JP2005123084A (en) | 2005-05-12 |
| JP4279647B2 JP4279647B2 (en) | 2009-06-17 |
Family
ID=34614892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003358267A Expired - Fee Related JP4279647B2 (en) | 2003-10-17 | 2003-10-17 | Electromagnetic field line shielding mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4279647B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007213848A (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnet device for charged particle accelerator |
| JP2013529360A (en) * | 2010-04-28 | 2013-07-18 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | Highly efficient magnetic scanning system |
| WO2015079773A1 (en) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | 株式会社村田製作所 | Electromagnet, camera-lens driving method, and electromagnet manufacturing method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4163939A1 (en) | 2021-10-07 | 2023-04-12 | Delta Electronics (Thailand) Public Co., Ltd. | Magnetic component with a fringing field shielding device |
-
2003
- 2003-10-17 JP JP2003358267A patent/JP4279647B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007213848A (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnet device for charged particle accelerator |
| JP4587967B2 (en) * | 2006-02-07 | 2010-11-24 | 三菱電機株式会社 | Electromagnetic device for charged particle accelerator |
| JP2013529360A (en) * | 2010-04-28 | 2013-07-18 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | Highly efficient magnetic scanning system |
| KR101838585B1 (en) * | 2010-04-28 | 2018-03-14 | 액셀리스 테크놀러지스, 인크. | Magnetic scanning system with improved efficiency |
| WO2015079773A1 (en) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | 株式会社村田製作所 | Electromagnet, camera-lens driving method, and electromagnet manufacturing method |
| US10147529B2 (en) | 2013-11-28 | 2018-12-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electromagnet, camera lens driving device, and production method of electromagnet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4279647B2 (en) | 2009-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2010040823A (en) | Superconducting coil and magnetic field generation device | |
| JP4513756B2 (en) | Electromagnetic wave generator | |
| RU2412498C2 (en) | Transformer magnetic core with magnetic shield | |
| KR940003640A (en) | Apparatus and method for confining molten metal using a horizontal alternating magnetic field | |
| JP4279647B2 (en) | Electromagnetic field line shielding mechanism | |
| Nomura et al. | Influence of magnet configurations on magnetic controlled TIG arc welding | |
| US4761584A (en) | Strong permanent magnet-assisted electromagnetic undulator | |
| JP2010158140A (en) | Linear motor | |
| JP2002296936A5 (en) | ||
| WO2005099079A1 (en) | Induction repulsion device | |
| CN100434928C (en) | Magnetic field generating system used for magnetic resonance equipment | |
| US20150084467A1 (en) | Reduced Reaction Rotary Alternating Current Generator | |
| JP2007311457A (en) | Structure and method for magnetic shield | |
| JP7068083B2 (en) | Scanning electromagnet device and charged particle beam irradiation system | |
| RU2193829C1 (en) | Induction charged-particle accelerator | |
| JPS63240366A (en) | Magnetohydrodynamic driving device | |
| JP2023029265A (en) | Magnetizing device and magnetizing method | |
| Marteau et al. | Description of an Electromagnetic/Permanent Magnet Helical Undulator for Fast Polarization Switching | |
| JP3127239B2 (en) | Method and apparatus for magnetizing a metal magnet | |
| JP2007084338A (en) | Magnetic levitation device and magnetic levitation method | |
| JP5622598B2 (en) | Charged particle beam deflector | |
| Schöbinger et al. | Magnetic Microwire Materials Route Magnetic Flux in Screens and Cores of Electrical Machines | |
| JP3868103B2 (en) | Charged particle beam trajectory forming apparatus and operating method thereof | |
| JPH099600A (en) | Actuator for magnetic disk device | |
| Demchenko et al. | Stand for RF gap breakdown strength study in magnetic field |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060614 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081030 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081111 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090107 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090310 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090312 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |