JP2006032433A

JP2006032433A - 磁気シールド装置

Info

Publication number: JP2006032433A
Application number: JP2004205183A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Fujisaki; 敬介藤崎
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】磁気シールド装置に使用する鋼板量を低減して製造コストを安くできるうえ、鋼板の磁束密度が磁気飽和領域に達することによる磁束漏れを防止することができ、磁気シールド装置内に設置された制御機器などへの悪影響を防止することができる磁気シールド装置を提供する。
【解決手段】簾状磁性体により構成された内側層および外側層からなる二層式の磁気シールド装置であって、前記内側層および／または外側層の磁束の多い箇所の板厚を磁束の少ない箇所の板厚より厚くすることを特徴とする磁気シールド装置。
好ましくは、励磁体を内側に設置する磁気シールド装置であって、前記内側層の板厚（ti）を外側層の板厚（to）より厚くすることを特徴とする磁気シールド装置。好ましくは、前記内側層における対向する辺に凸部を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、簾状磁性体により構成された内側層および外側層からなる二層式の磁気シールド装置に関する。

磁気シールド装置は、例えば、ＭＲＩ（核磁気共鳴装置）などの励磁体から発生する磁束を遮断して磁場の影響を受け易いセンサーや制御機器を保護する装置であり、この磁気シールド装置に関して従来から種々の提案がなされている。
例えば、特開２００２−１６４６８６号公報には、有限長磁性体の群を磁界内に、簾状に並べることによって、通気性および透視性のある磁気シールド装置が開示されている。
しかし、特開２００２−１６４６８６号公報に記載された従来技術では、磁気シールド装置に必要な鋼板が多くなり、製造コストが高くつくという問題点があった。

また、従来の磁気シールド装置では、鋼板の磁束密度が磁気飽和領域に達して磁束漏れが生じるという問題点があった。
また、特開２００２−１６４６８６号公報に記載された従来技術では、磁気シールド装置の内側層に磁束密度が高い箇所が発生し、この磁束を漏れないようにするために磁気シールド装置に必要な鋼板が多くなり、製造コストが高くつくという問題点があった。
さらに、磁束は鋼板に沿って直角に流れないで、曲線を描いて距離が短くなるように流れるため、磁気シールド装置内に磁束密度が高い場所が発生することにより磁気シールド装置内に設置された制御機器などに悪影響を及ぼすという問題点があった。
特開２００２−１６４６８６号公報

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、磁気シールド装置に使用する鋼板量を低減して製造コストを安くできるうえ、鋼板の磁束密度が磁気飽和領域に達することによる磁束漏れを防止することができ、さらに、磁気シールド装置内に設置された制御機器などへの悪影響を防止することができる磁気シールド装置を提供することを課題とする。

本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果、簾状磁性体により構成された内側層および外側層からなる二層式の磁気シールド装置において、内側層および／または外側層の磁束の多い箇所の板厚を磁束の少ない箇所の板厚より厚くすることにより、磁気シールド装置に使用する鋼板量を低減して製造コストを安くできるうえ、鋼板の磁束密度が磁気飽和領域に達することによる磁束漏れを防止することができ、さらに、内側層の対向する辺に凸部を設けて磁束の流れを均一化することにより、シールド装置に使用する鋼板量を低減して製造コストを安くできるうえ、磁気シールド装置内に設置された制御機器などへの悪影響を防止することができる磁気シールド装置を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）簾状磁性体により構成された内側層および外側層からなる二層式の磁気シールド装置であって、
前記内側層および／または外側層の磁束の多い箇所の板厚を磁束の少ない箇所の板厚より厚くすることを特徴とする磁気シールド装置。
（２）励磁体を内側に設置する磁気シールド装置であって、前記内側層の板厚（ti）を外側層の板厚（to）より厚くすることを特徴とする（１）に記載の磁気シールド装置。
（３）前記内側層の上方および下方のサドル部の板厚（ts）を局所的に厚くすることを特徴とする（２）に記載の磁気シールド装置。
（４）励磁体を外側に設置する磁気シールド装置であって、前記外側層の板厚（to）を内側層の板厚（ti）より厚くすることを特徴とする（１）に記載の磁気シールド装置。
（５）前記内側層または外側層を、磁気シールド装置の窓またはドア部分を回避するように曲げることを特徴とする（１）乃至（４）の何れか１項に記載の磁気シールド装置。

（６）励磁体を内側に設置する磁気シールド装置であって、
前記磁気シールド装置は、内側層および外側層からなる二層式であり、
前記内側層における対向する辺に凸部を有することを特徴とする磁気シールド装置。
（７）前記凸部は、磁気シールド装置の側面における中央近傍に設けることを特徴とする（６）に記載の磁気シールド装置。
（８）前記内側層の対向する辺を構成する鋼板を、磁化容易方向が前記内側層の対向する辺の方向の方向性電磁鋼板とし、
前記凸部を構成する鋼板を、磁化容易方向が前記内側層の対向する辺に対して垂直方向の方向性電磁鋼板とすることを特徴とする（６）または（７）に記載の磁気シールド装置。

本発明によれば、簾状磁性体により構成された内側層および外側層からなる二層式の磁気シールド装置において、内側層および／または外側層の磁束の多い箇所の板厚を磁束の少ない箇所の板厚より厚くすることにより、磁気シールド装置に使用する鋼板量を低減して製造コストを安くできるうえ、鋼板の磁束密度が磁気飽和領域に達することによる磁束漏れを防止することができ、さらに、内側層の対向する辺に凸部を設けて磁束の流れを均一化することにより、シールド装置に使用する鋼板量を低減して製造コストを安くできるうえ、磁気シールド装置内に設置された制御機器などへの悪影響を防止することができる磁気シールド装置を提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態について、図１乃至図８を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の磁気シールド装置の実施形態を例示する図であり、磁気シールドの内側に励磁体を設置する場合を示す。
図１において、１は内側層、２は外側層、３は励磁体を示す。
本発明は、簾状磁性体により構成された内側層および外側層からなる二層式の磁気シールド装置である。
図１（a）に示す簾状磁性体により構成された内側層１と図１（ｂ）に示す簾状磁性体により構成された外側層２とを組み合わせることによって、磁気シールド装置（c）が構成されている。
図１に示すように、本発明を適用する二層式磁気シールド装置は、例えば、内側層１を垂直の複数層からなり、外側層２を水平の複数層から構成されている。

本実施形態では、図１に示すように、励磁体３を磁気シールドの内側に設置するため、内側層１の方が、外側層２よりも磁束密度が多くなる。
そこで、磁束の多い箇所である内側層１の板厚（ti）を、磁束の少ない箇所である外側層２の板厚（to）より厚くすることによって、鋼板が磁気飽和領域に達して磁束が漏れることを防止することができる。
本実施形態では、図１に示すように、内側層１を垂直の複数層からなり、外側層２を水平の複数層から構成されており、内側層の１層は例えば図３に示すような幅Ｄが５０ｍｍ程度の帯鋼で、厚さ方向に方向性電磁鋼板（ＧＯ）を積層して板厚（ti）が約３ｍｍ程度にした鋼板を用いる一方で、外側層２の板厚（to）は、約１ｍｍとすることができるので、鋼板量を低減することによって、製造コストを安くすることができる。
また、内側層１と外側層２とがクロスする面をガントリー面と呼ぶが、鋼板の磁束密度が磁気飽和領域に達しないようにするためには、このガントリー面だけでなく、内側層の全ての鋼板の板厚を厚くすることが好ましい。
なお、図３に示す矢印の方向は、方向性電磁鋼板の磁化容易軸の方向を示す。磁束の流れ方向と磁化容易軸の方向を一致させることによって磁束の流れを円滑にできるので磁気遮蔽効果を向上させることができる。

図２は、本発明の磁気シールド装置の実施形態を例示する図であり、磁気シールドの外側に励磁体を設置する場合を示す。
図２において、１は内側層、２は外側層、３は励磁体を示す。
本実施形態では、図２に示すように、励磁体３を磁気シールドの外側に設置するため、外側層２の方が、内側層１よりも磁束密度が多くなる。
そこで、磁束の多い箇所である外側層２の板厚（to）を、磁束の少ない箇所である内側層１の板厚（ti）より厚くすることによって、鋼板が磁気飽和領域に達して磁束が漏れることを防止することができる。
本実施形態では、図２に示すように、内側層１を垂直の複数層からなり、外側層２を水平の複数層から構成されており、外側層２の１層は例えば図３に示すような幅Ｄが５０ｍｍ程度の帯鋼で、厚さ方向に方向性電磁鋼板（ＧＯ）を積層して板厚（to）が約3ｍｍ程度にした鋼板を用いる一方で、内側層１の板厚（ti）は、約1ｍｍとすることができるので、トータルの鋼板量を低減して、磁気シールド装置の製造コストを安くすることができる。
また、鋼板の磁束密度が磁気飽和領域に達しないようにするためには、前述のガントリー面だけでなく、外側層の全ての鋼板の板厚を厚くすることが好ましい。

図４は、磁気シールドの内側に励磁体を設置する場合における本発明の好ましい実施形態を例示する図である。
図４において、４はサドル部を示す。
本発明者等は、磁気シールドの内側に励磁体を設置する場合における磁束の分布を解析したところ、図４に示すサドル部の磁束密度が他の部分に比べて著しく高いことを見出した。
ここに、サドル部とは、図４に示す内側層の上方および下方のサドル状の部分をいい、この部分の板厚（ts）を局所的に厚くして、この部分の鋼板の磁束密度が磁気飽和領域に達することを防止することにより、磁束の漏れを防止することができる。
磁束密度が高い部分がサドル状になる理由は明確ではないが、磁気シールド装置のコーナー部分を磁束が通過する際に、磁束が歪んで不規則に変形するためであると考えられる。

図５は、本発明の磁気シールド装置の窓またはドア部分の好ましい実施形態を例示する図である。
図５において、１は内側層、５は窓またはドアを示す。
磁気シールド装置に窓またはドアを設置すると、その部分から磁束が漏れするため好ましくない。
そこで、図５に示すように、記内側層１（または外側層）を、磁気シールド装置の窓またはドア部分を回避するように曲げることによって、磁束を遮断することなく流すことができるので、窓またはドア部分からの磁束の漏れを最小限に抑えることができる。

図６は、本発明における磁気シールド装置の実施形態を例示する平面図である。
図６において、１は内側層、２は外側層、３は励磁体、６は凸部を示す。
図６において、磁気シールド装置内に設置された励磁体３から発生する磁束は、内側層１および外側層３によって遮蔽されるが、発明者等の解析によると、磁気シールド装置の側面における中央付近の磁束密度が高くなることが判明した。
磁束密度が高くなると、その部分の鋼板が磁気飽和状態となり、鋼板から磁束が漏れる原因となるうえ、磁束が鋼板に沿って直角に曲がらないで、曲線を描いて距離が短くなるように流れることから、磁気シールド装置内にも磁束が流れるため、制御機器などに悪影響を与えてしまう。
そこで、本発明の磁気シールド装置は、内側層１の対向する辺に凸部６を設けることによって、磁束の流れを誘導することを特徴とする。
すなわち、内側層１における対向する辺に凸部６を設けることによって、励磁体３から発生する磁束の流れを引きつけて、磁気シールド装置全体に磁束が流れるように誘導することができるので、鋼板内の磁束の流れが均一になり、磁束の遮蔽効率が向上するため、シールド装置に使用する鋼板量を低減して製造コストを安くできるうえ、磁気シールド装置内部の磁束の流れが励磁体３と凸部６との間に集中し、それ以外に行かないようになるので、磁気シールド装置内に設置された制御機器などへの悪影響を防止することができる。

図７は、本発明に用いる内側層の構造を例示する詳細図である。
図７において、１は内側層、２は外側層、３は励磁体、６は凸部を示す。
内側層１の１層は例えば図７に示すような幅Ｄが５０ｍｍ程度の帯鋼で、厚さ方向に方向性電磁鋼板（ＧＯ）を積層した板厚（ti）および、外側層２の板厚（to）を約１〜３ｍｍとすることによって、鋼板内の磁束の流れを確保することができる。
本発明においては、内側層１の側面における中央付近に凸部６を設けることによって、励磁体３にて発生した磁束の流れを引きつけることができる。
また、図７に示す矢印の方向は、方向性電磁鋼板の磁化容易軸の方向を示す。磁束の流れ方向と磁化容易軸の方向を一致させることによって磁束の流れを円滑にできるので磁気遮蔽効果を向上させることができる。
図７の例では、この凸部６は、内側層１の対向する辺と一体の方向性電磁鋼板から切り出しているため、鋼板内の磁束の流れが分断されない一方で、方向性電磁鋼板の磁化容易軸の方向が励磁体からの磁束の流れ方向と異なるので磁気遮蔽効率を抑制する傾向がある。

図８は、本発明に用いる内側層の構造を例示する詳細図である。
図８において、１は内側層、２は外側層、３は励磁体、６は凸部を示す。
図８の場合も、内側層１の側面における中央付近に凸部６を設けることによって、励磁体３にて発生した磁束の流れを引きつけることができる。
また、図８に示す矢印の方向は、方向性電磁鋼板の磁化容易軸の方向を示す。磁束の流れ方向と磁化容易軸の方向を一致させることによって磁束の流れを円滑にできるので磁気遮蔽効果を向上させることができる。
図８の例では、この凸部６は、内側層１の対向する辺とは別の方向性電磁鋼板から切り出すので切断加工が容易であるうえ、磁化容易軸の方向を辺に対して垂直方向にしているので、凸部６を構成する方向性電磁鋼板の磁化容易軸の方向と励磁体からの磁束の流れ方向が一致しているため磁気遮蔽効率を向上させることができる。

本発明の磁気シールド装置の実施形態を例示する図である。本発明の磁気シールド装置の実施形態を例示する図である。本発明の磁気シールド装置に用いる内側層を励磁する図である。磁気シールドの内側に励磁体を設置する場合における本発明の好ましい実施形態を例示する図である。、本発明の磁気シールド装置の窓またはドア部分の好ましい実施形態を例示する図である。本発明における磁気シールド装置の実施形態を例示する平面図である。本発明に用いる内側層の構造を例示する詳細図である。本発明に用いる内側層の構造を例示する詳細図である。

符号の説明

１内側層
２外側層
３励磁体
４サドル部
５窓またはドア
６凸部

Claims

簾状磁性体により構成された内側層および外側層からなる二層式の磁気シールド装置であって、
前記内側層および／または外側層の磁束の多い箇所の板厚を磁束の少ない箇所の板厚より厚くすることを特徴とする磁気シールド装置。
励磁体を内側に設置する磁気シールド装置であって、前記内側層の板厚（ti）を外側層の板厚（to）より厚くすることを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド装置。
前記内側層の上方および下方のサドル部の板厚（ts）を局所的に厚くすることを特徴とする請求項２に記載の磁気シールド装置。
励磁体を外側に設置する磁気シールド装置であって、前記外側層の板厚（to）を内側層の板厚（ti）より厚くすることを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド装置。
前記内側層または外側層を、磁気シールド装置の窓またはドア部分を回避するように曲げることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の磁気シールド装置。
励磁体を内側に設置する磁気シールド装置であって、
前記磁気シールド装置は、内側層および外側層からなる二層式であり、
前記内側層における対向する辺に凸部を有することを特徴とする磁気シールド装置。
前記凸部は、磁気シールド装置の側面における中央近傍に設けることを特徴とする請求項６に記載の磁気シールド装置。
前記内側層の対向する辺を構成する鋼板を、磁化容易方向が前記内側層の対向する辺の方向の方向性電磁鋼板とし、
前記凸部を構成する鋼板を、磁化容易方向が前記内側層の対向する辺に対して垂直方向の方向性電磁鋼板とすることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の磁気シールド装置。