JP2011249693A - 磁性角筒体、磁気シールド体、及び磁性角筒体の比透磁率調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気シールド体を構成する磁性角筒体の寸法等を変えることなく、磁性角筒体毎に各方向の比透磁率を調整することができる、磁性角筒体、磁気シールド体、及び磁性角筒体の比透磁率調整方法を提供すること。
【解決手段】磁性材料により形成された中空の磁性角筒体２０であって、磁気シールド体１を構成するための磁性角筒体２０において、側面２１、２２又は角部２３に形成された切り欠き部３０〜３２であって、当該切り欠き部３０〜３２に直交する方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部３０〜３２がない同一形状の磁性角筒体２０における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部３０〜３２であり、当該比透磁率の所要の低減量に対応した長さ及び幅で形成された切り欠き部３０〜３２を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、磁界を遮蔽するための磁気シールド体と、この磁気シールド体に使用される磁性角筒体、及び磁性角筒体の比透磁率調整方法に関する。

従来、磁界を遮蔽するため、磁界発生源を覆うことによって、当該磁界発生源にて形成された磁界が外部に漏洩することを防止する磁気シールドルームが提案されている。この磁気シールドルームは、例えば、医療施設で用いられるＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置を設置するための部屋（以下「ＭＲＩ室」）として実用化されている。この磁気シールドルームは、概略的には、壁、天井、及び床の全部又は一部に磁性材料を埋設することで構成されており、これら壁、天井、及び床に到達した磁束を磁性材料を介して迂回させることで、磁界が外部に漏洩することを防止している。

このような磁気シールドルームは、磁界発生源を壁、天井、及び床によって囲繞しているので、この磁気シールドルームの内部空間が密閉され、入室者に圧迫感を与える可能性がある。この点を解消するため、開放型の磁気シールド体を用いて磁気シールドルームを構成することも提案されている（例えば特許文献１参照）。この開放型の磁気シールド体は、複数の筒体を枠体にて支持することで構成されている。この構造によれば、磁気シールドルームの内部と外部とが、筒体の内部空間を介して視覚的に開放されるので、入室者に対する圧迫感を低減することができる。

しかしながら、特許文献１の磁気シールド体は、複数の筒体を相互に線状に接触させていたので、この接触部分に対して応力集中を生じさせる等の問題があった。この点を解消するため、本願発明者等は、複数の筒体を相互に間隔を空けて非接触状に配置して構成された磁気シールド体を提案した（特許文献２参照）。図２２は従来の磁気シールドルームの平面図、図２３は従来の磁気シールド体の斜視図（一部の磁性角筒体を分解斜視図として示す）である。これら図２２、２３において、磁気シールド体１００は、ＭＲＩ室から漏洩する磁気を遮蔽するためのものであって、フレーム１０１に形成された複数の貫通孔１０２に、透磁性を有する複数の角筒状の筒体（磁性体角筒）１０３を装着して構成されている。この構造によれば、磁性体角筒１０３への応力負荷を低減することができると共に、磁気シールド体１００の組立てや解体が容易である。

特開平６−１３７８１号公報 特開２００８−１６００２７号公報

このように構成された磁気シールド体における磁気シールド性能を高めるためには、磁気シールド体に入射した磁気を、この磁気シールドの内部において特定の方向に誘導したい場合がある。

例えば、室者の圧迫感を一層低減するために、磁気シールド体の壁面方向に沿ってより多くの磁気を誘導することで、磁気シールド体に直交する方向に向かう磁気を低減できれば、その分だけ磁性体角筒の奥行きを短くすることができ、入室者の圧迫感を一層低減することが可能となる。

しかしながら、特許文献２に記載の如き磁気シールド体においては、外部に漏洩する磁気の大きさは、各磁性体角筒の開口幅と奥行きとの比率で決まってしまい、開口幅を狭くしなければ奥行きを短くすることができず、開口幅を変えることなく奥行きのみを短くすることはできなかった。

あるいは、入室者の圧迫感を一層低減するために、磁気シールド体を構成する複数の磁性体角筒の一部の開口を、他の磁性体角筒の開口よりも大きくしたいとのニーズがある。

しかしながら、特許文献２に記載の如き磁気シールド体においては、上述のように、外部に漏洩する磁気の大きさは、各磁性体角筒の開口幅と奥行きとの比率で決まってしまうため、奥行きを変えることなく磁性体角筒を大開口にすることができなかった。

このような課題を解決するためには、磁気シールド体を構成する複数の磁性体角筒における比透磁率を各方向毎に調整し、大開口にした磁性体角筒を含む領域のように、磁気漏洩を防止したい領域に誘導される磁気を低減することが必要となる。そして、このように磁性体角筒における比透磁率を各方向毎に調整するためには、複数の磁性体角筒を相互に異なる間隔で配置したり、数の磁性体角筒を異なる寸法で形成したり、複数の磁性体角筒の厚みを相互に変えることが考えられる。しかしながら、このように複数の磁性体角筒を相互に異なる寸法等とした場合には、磁性体角筒の製造や管理の労力が増加し、磁気シールド体の組み立ても大変であり、かつ、磁気シールド体の意匠性が低下するという問題がある。なお、一般的な磁気シールド体においては、水平や垂直方向に高い比透磁率を有する磁性体（例えば、方向性電磁鋼板）を使用することにより、磁場を誘導することも考えられるが、角筒構造と異なり奥行き方向の磁場の向きを制御するためには、壁厚を変える方法しかなく、磁気の方向を制御することは依然として困難であった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、磁気シールド体を構成する磁性体角筒の寸法等を変えることなく、比透磁率を各方向毎に調整することができる、磁性角筒体、磁気シールド体、及び磁性角筒体の比透磁率調整方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の磁性角筒体は、磁性材料により形成された中空の磁性角筒体であって、磁気シールド体を構成するための磁性角筒体において、側面又は角部に形成された切り欠き部であって、当該切り欠き部に直交する方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部であり、当該比透磁率の所要の低減量に対応した長さ及び幅で形成された切り欠き部を備える。

請求項２に記載の磁性角筒体は、請求項１に記載の磁性角筒体において、前記切り欠き部は、前記角部において、当該磁性角筒体の筒軸方向であるｚ方向に直交する方向に沿って形成されたものであって、前記ｚ方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部である。

請求項３に記載の磁性角筒体は、請求項１又は２に記載の磁性角筒体において、前記切り欠き部は、当該磁性角筒体の筒軸方向であるｚ方向に直交するｘ方向に沿った前記側部において、前記ｘ方向に直交する方向に沿って形成されたものであって、前記ｘ方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部である。

請求項４に記載の磁性角筒体は、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁性角筒体において、前記切り欠き部は、当該磁性角筒体の筒軸方向であるｚ方向と当該ｚ方向に直交するｘ方向とに直交するｙ方向に沿った前記側部において、前記ｙ方向に直交する方向に沿って形成されたものであって、前記ｙ方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部である。

請求項５に記載の磁気シールド体は、支持手段を介して相互に間隔を空けて並設された複数の磁性角筒体を備える磁気シールド体であって、前記複数の磁性角筒体の一部として、前記請求項１から４のいずれか一項に記載の磁性角筒体を有する。

請求項６に記載の磁性角筒体の比透磁率調整方法は、磁性材料により形成された中空の磁性角筒体であって、磁気シールド体を構成するための磁性角筒体の比透磁率を調整するための方法であって、前記磁性角筒体を準備する準備工程と、前記準備工程にて準備した前記磁性角筒体の側部又は角部に切り欠き部を形成する工程であって、当該切り欠き部に直交する方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部であり、当該比透磁率の所要の低減量に対応した長さ及び幅で切り欠き部を形成する切り欠き部形成工程とを含む。

請求項７に記載の磁性角筒体の比透磁率調整方法は、請求項６に記載の磁性角筒体の比透磁率調整方法において、前記準備工程において、磁性材料により形成された板状体を折り曲げることにより、前記磁性角筒体を形成し、前記切り欠き部形成工程において、前記板状体を折り曲げることにより形成された前記磁性角筒体の側部又は角部に、カッターでスリット状の前記切り欠き部を形成する。

請求項１に記載の磁性角筒体によれば、側面又は角部に形成された切り欠き部であって、当該切り欠き部に直交する方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部であり、当該比透磁率の所要の低減量に対応した長さ及び幅で形成された切り欠き部を備えるので、所要の方向（垂直方向、水平方向、及び奥行き方向の３方向の中から任意に選択した一つ以上の方向）の比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、磁性角筒体毎の各方向の比透磁率を容易に調整することができる。特に、切り欠き部を形成することで比透磁率を調整できるので、磁性角筒体の相互の間隔、切り欠き部以外の形状、厚み等を一定にできるので、磁性角筒体の製造や管理の労力の増加を招くことがなく、磁気シールド体の組み立ても容易であり、かつ、磁気シールド体の意匠性も低下させることがない。例えば、ＭＲＩ室の磁気シールド体において、ＭＲＩの入れ替えに伴って磁場の方向や角度が変わった場合であっても、各磁性角筒体の高さ、幅、奥行きが同一であるため、同一の支持手段に対して、切り欠き部のみが異なる磁性角筒体を入れ替えることで対応することができる。

請求項２に記載の磁性角筒体によれば、ｚ方向に沿った比透磁率を低減するための切り欠き部を設けたので、ｚ方向の比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、磁性角筒体のｚ方向の比透磁率を容易に調整することができる。特に、このようにｚ方向の比透磁率を調整できるので、開口幅寸法に対して奥行寸法を狭めた（小さくした）磁性角筒体を形成することができ、逆に、奥行寸法が同じである場合には開口幅寸法を広げた（大きくした）大開口の磁性角筒体を使用することが可能となるので、磁気シールド体の透視性を向上させ、磁気シールド体の解放感を高めることが可能となる。

請求項３に記載の磁性角筒体によれば、ｘ方向に沿った比透磁率を低減するための切り欠き部を設けたので、ｘ方向の比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、磁性角筒体のｘ方向の比透磁率を容易に調整することができる。

請求項４に記載の磁性角筒体によれば、ｙ方向に沿った比透磁率を低減するための切り欠き部を設けたので、ｙ方向の比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、磁性角筒体のｙ方向の比透磁率を容易に調整することができる。

請求項５に記載の磁気シールド体によれば、複数の磁性角筒体の一部として、切り欠き部によって比透磁率が調整された磁性角筒体を有するので、磁気を誘導したい方向（例えば、大開口化した磁性角筒体を回避する方向）に応じた比透磁率を有する磁性角筒体を用いることで、磁気シールド体の特定領域に誘導させる磁気を低減し、磁気シールド体の特定領域から漏洩する磁気を低減することができる。特に、切り欠き部を形成することで磁性角筒体毎の各方向の比透磁率を調整できるので、磁性角筒体の相互の間隔、切り欠き部以外の形状、厚み等を一定にできるので、磁性角筒体の製造や管理の労力の増加を招くことがなく、磁気シールド体の組み立ても容易であり、かつ、磁気シールド体の意匠性も低下させることがない。

請求項６に記載の磁性角筒体の比透磁率調整方法によれば、磁性角筒体を準備する準備工程と、この準備工程にて準備した磁性角筒体の側部又は角部に切り欠き部を形成する工程であって、当該切り欠き部に直交する方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部であり、当該比透磁率の所要の低減量に対応した長さ及び幅で切り欠き部を形成する切り欠き部形成工程とを含むので、所要の方向（垂直方向、水平方向、及び奥行き方向の３方向の中から任意に選択した一つ以上の方向）の比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、磁性角筒体毎の各方向の比透磁率を容易に調整することができる。特に、切り欠き部を形成することで比透磁率を調整できるので、磁性角筒体の相互の間隔、切り欠き部以外の形状、厚み等を一定にできるので、磁性角筒体の製造や管理の労力の増加を招くことがなく、磁気シールド体の組み立ても容易であり、かつ、磁気シールド体の意匠性も低下させることがない。例えば、ＭＲＩ室の磁気シールド体において、ＭＲＩの入れ替えに伴って磁場の方向や角度が変わった場合であっても、各磁性角筒体の高さ、幅、奥行きが同一であるため、同一の支持手段に対して、切り欠き部のみが異なる磁性角筒体を入れ替えることで対応することができる。

請求項７に記載の磁性角筒体の比透磁率調整方法によれば、磁性角筒体の形状や大きさを一定としたまま、カッターによる部分的な加工を施して切り欠き部を形成するだけで、各方向毎の比透磁率を調整できるので、比透磁率を容易に調整することができる。

本発明の実施の形態に係る磁気シールド体の斜視図である。 図１の磁性角筒体の斜視図である。 実際の磁性角筒体の斜視図である。 均質化モデルの斜視図である。 比透磁率μｘが調整された磁性角筒体の斜視図である。 図５に対応する均質化モデルの比透磁率の算定結果を示す図である。 比透磁率μｙが調整された磁性角筒体の斜視図である。 図７に対応する均質化モデルの比透磁率の算定結果を示す図である。 比透磁率μｚが調整された磁性角筒体の斜視図である。 図９に対応する均質化モデルの比透磁率の算定結果を示す図である。 比透磁率μｙ、μｚが調整された磁性角筒体の斜視図である。 図１１に対応する均質化モデルの比透磁率の算定結果を示す図である。 切り欠き部が形成されていない磁性角筒体と、この磁性角筒体の内部における磁束の流れを模式的に示した図である。 切り欠き部が形成された磁性角筒体と、この磁性角筒体の内部における磁束の流れを模式的に示した図である。 つなぎ長さを残さずに全て切った場合の磁性角筒体と、この磁性角筒体の内部における磁束の流れを模式的に示した図である。 磁気シールド体の縦断面図である。 磁気シールド体の立面図である。 比透磁率を調整しない場合の漏洩磁束密度を示す図である。 比透磁率を調整した場合の漏洩磁束密度を示す図である。 比透磁率を調整しない場合の磁束分布の大きさと向きを示す図である。 比透磁率を調整した場合の磁束分布の大きさと向きを示す図である。 従来の磁気シールドルームの平面図である。 従来の磁気シールド体の斜視図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。ただし、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（構成）
まず、磁気シールド体の基本的な構成について説明する。図１は本実施の形態に係る磁気シールド体の斜視図（一部の磁性角筒体を分解斜視図として示す）、図２は図１の磁性角筒体の斜視図である。以下、図１のＺ方向の距離を「奥行き」、Ｘ方向の距離を「幅」、Ｙ方向の距離を「高さ」と称する。図１に示すように、磁気シールド体１は、フレーム１０により、複数の磁性角筒体２０を相互に間隔を空けるように支持して構成されている。

この磁気シールド体１は、磁界発生源（図示せず）の周囲に配置されることで、この磁界発生源にて発生された磁界の全部又は一部が当該磁気シールド体１を介して外部に漏洩することを防止するものである。磁界発生源は任意であり、ＭＲＩ装置、永久磁石、電磁石コイル、超電導磁石を含む。磁気シールドルームは、その壁、天井、又は床に磁気シールド体１を配置することによって構成されるが、これら壁等の全面に磁気シールド体１を配置する構造以外に、これら壁等の一部のみに磁気シールド体１を配置する構造を含む。ただし、特に説明なき部分については、特許文献２と同様に構成することができる。

フレーム１０は、磁性角筒体２０を支持する支持手段で、中空角筒形状に形成されており、上下及び左右に複数並設されている。これら複数のフレーム１０は、別体に形成された後で並設されてもよく、あるいは一体に形成されてもよい。一体に形成する方法としては、例えば、複数の平板材を水平方向及び垂直方向に配置して相互に井桁状に組み合わせることで、各平板材の相互間にフレーム１０を形成することができる。このフレーム１０の内部には、貫通孔１１が形成されており、この貫通孔１１に磁性角筒体２０を収容することができる。

フレーム１０の材料は、磁性体１２よりも十分に磁気抵抗が大きく、かつ、磁性角筒体２０を支持するための所望の強度を有する限りにおいて任意であり、例えば、木材や樹脂を用いることができる。特に、フレーム１０の材料として導電性材料を用いることで、電磁波遮断効果を得ることができ、また、磁気発生源が移動等することで当該磁気発生源からの磁気が変動する場合においても、変動磁気を渦電流の効果により低減することができる。このフレーム１０の中心軸に直交する縦断面（図１のＺ−Ｙ平面。以下、単に「縦断面」という場合において同じ）における、当該フレーム１０の縦断面形状は任意であるが、ここでは高さ及び幅が等しい正方形状とされている。

磁性角筒体２０は、フレーム１０の内部に形成された貫通孔１１に配置されるもので、このフレーム１０の内寸とほぼ合致する外寸を持つ中空の角筒形状に形成されている。この磁性角筒体２０は、隣接する磁性角筒体２０との間において、フレーム１０の肉厚に対応する空間を隔てて配置されている。この磁性角筒体２０は、磁性材料により形成される。この磁性材料の具体的種類は任意であるが、例えば珪素鋼板（方向性珪素鋼板、無方向性珪素鋼板）、パーマロイ、電磁鋼板、あるいは、アモルファス板を用いることができる。特に、磁性角筒体２０を珪素鋼板から形成した場合には、パーマロイ等から形成する場合に比べて材料コストが安価であるため、磁性角筒体２０の製造コストを低減することができる。例えば、磁性角筒体２０は、１枚の珪素鋼板を曲げ加工したり、２枚の珪素鋼板を相互に溶接あるいは付き合わせにて接合することで製造される。なお、１枚の珪素鋼板を曲げ加工することにより磁性角筒体２０を形成する場合には、この折り曲げ部分に焼き鈍し処理を施することで磁化特性を初期化することが好ましい。なお、磁性角筒体２０の各側面には、錆び止め等のための塗装を行なってもよい。

ここで、磁性角筒体２０には、切り欠き部３０〜３２が形成されている。この切り欠き部３０〜３２は、磁性角筒体２０の比透磁率を調整するために形成されたもので、磁性角筒体２０のｘ方向に沿った側部２１、ｙ方向に沿った側部２２、又はｘ方向に沿った側部２１とｙ方向に沿った側部２２から形成される直角状の角部２３のうち、少なくとも一つ（図２では、これら全て）において、スリット状の切り込み部として形成されている。ただし、切り欠き部３０〜３２の形状は、スリット状に限定されず、例えば、丸孔状や楕円孔状等の孔形状としてもよい。この他にも、磁性角筒体２０の側部２１、２２や角部２３の一部分を除外して磁性的な非連続空間を形成できる限りにおいて、任意の形状の切り欠き部３０〜３２を形成することができる。

このように、磁気シールド体１を構成する複数の磁性角筒体２０のうち、一部の磁性角筒体２０に切り欠き部３０〜３２を形成し、その比透磁率を調整することで、磁気シールド体１の内部に、比透磁率を低減させた領域を形成し、当該領域以外の領域に磁気が流れるように誘導することで、所定領域から漏洩する磁気を低減することが可能となる。このように漏洩磁気を低減する領域や、漏洩磁気の強さは、切り欠き部３０〜３２を形成する領域と、切り欠き部３０〜３２を形成する部分、切り欠き部３０〜３２の幅（切り欠き部３０〜３２がスリット状である場合には、その形成方向に直交する方向の寸法）、及び切り欠き部３０〜３２の長さ（切り欠き部３０〜３２がスリット状である場合には、その切り欠き部３０〜３２の形成方向に沿った方向の寸法）を調整することで、比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、比透磁率を調整することが可能となる。以下、このように切り欠き部３０〜３２を形成することの意義等について、さらに詳細に説明する。なお、比透磁率は、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３方向に分解されるため、以下では、ｘ方向の比透磁率をμｘ、ｙ方向の比透磁率をμｙ、ｚ方向の比透磁率をμｚとそれぞれ称する。

（均質化モデル）
まず、磁性角筒体２０の比透磁率を効率的に導出するための方法について説明する。本実施の形態では、実際の磁性角筒体２０のモデル（以下、実モデル）を均質化手法にて均質化することによって作成された等価的なモデル（以下、均質化モデル）で置き換え、この均質化モデルの比透磁率を算定することにより、実際の磁性角筒体２０の比透磁率を導出する。図３は、実際の磁性角筒体２０の斜視図、図４は、均質化モデルの斜視図である。ここでは、概略的には、実モデルと均質化モデルのそれぞれに対して一様磁界を印加した場合における、これら実モデルと均質化モデルのそれぞれの磁気エネルギーを算定し、これらの磁気エネルギーが相互に一致することを条件として、均質化モデルの比透磁率の算定式を導出する。

図３に示すように、実際の磁性角筒体２０の寸法を、幅＝高さ＝２９６ｍｍ、奥行き＝３００ｍｍ、厚さ＝３．５ｍｍ、隣接する他の実際の磁性角筒体２０との隙間＝２ｍｍとし、磁界の大きさ＝Ｈ、磁束密度＝Ｂ、比透磁率＝μ、実際の磁性角筒体２０の単位体積当たりの磁気エネルギー＝Ｘとすると、この磁気エネルギーＸは、式（１）で表わされる。

ここで、ｘ方向の比透磁率＝μｘを導出すると、実モデルの全磁気エネルギーＸ（real）は、ｘ方向に一様磁界Ｂｘを印加した磁界解析を行い、得られた磁束分布から、式（２）のように表される。ここで、ｎｅ＝実モデルの要素数、ｉｅ＝要素ｉｅの値、Ｖ＝実モデルの体積である。

一方、図４に示す体積Ｖｈの均質化モデルにおける磁気エネルギーＸ（homo）は、式（３）のように表される。

ここで、実モデルの全磁気エネルギーＸ（real）と、均質化モデルにおける磁気エネルギーＸ（homo）は、相互に等しいことから、均質化モデルのｘ方向の比透磁率＝μｘについては、以下の式（４）が成り立つ。均質化モデルのｙ方向の比透磁率＝μｙと、均質化モデルのｚ方向の比透磁率＝μｚについても、同様に導出することができる。

（ｘ方向の比透磁率＝μｘの調整方法）
次に、ｘ方向の比透磁率＝μｘの調整方法について説明する。図５は、比透磁率μｘが調整された磁性角筒体２０（実モデル）の斜視図である。この磁性角筒体２０は、切り欠き部３０を備えて構成されている。この切り欠き部３０は、磁性角筒体２０の側部２１、２２の中で、ｘ方向に沿った２つの側部２１の各々に形成されたもので、ｘ方向に直交する方向に沿って形成されている。

このように切り欠き部３０を形成した場合の比透磁率の変化を、上述した均質化モデルを用いて算定した。図５に示す実モデルの寸法は、幅＝高さ＝奥行き＝３００ｍｍ、厚さ＝７ｍｍ、隣接する他の実際の磁性角筒体２０との隙間＝２ｍｍとし、切り欠き部３０の幅＝５ｍｍとした。また、切り欠き部３０を形成する前の磁性角筒体２０の比透磁率を、μｘ＝μｙ＝１００００、μｚ＝１０００とした。そして、この実モデルを均質化した均質化モデル（図４と同様）について、比透磁率μｘ、μｙ、μｚを算定した。ここでは、切り欠き部３０を形成した側部２１において、切り欠き部３０に沿った方向の幅であって、切り欠き部３０の延長線上において切り欠き部３０が形成されることなく残った部分の幅（側部２１の全長から切り欠き部３０の長さを引いた距離。以下、つなぎ長さ）をＷｘとし、このつなぎ長さＷｘを変化させた場合における、比透磁率μｘ、μｙ、μｚを算定した。

この算定結果を、図６に示す。この結果から分かるように、つなぎ長さＷｘが小さくなる程（切り欠き部３０の長さが長くなる程）、比透磁率μｘが小さくなることが確認された。また、つなぎ長さＷｘに関わらず、比透磁率μy、μzは変化しないことが確認された。これらのことから、磁性角筒体２０の側部２１、２２の中で、ｘ方向に沿った側部２１に、ｘ方向に直交する方向に沿って切り欠き部３０を形成することにより、ｘ方向の比透磁率＝μｘのみを調整することができ、切り欠き部３０の長さを変えることでμｘを所望の値に調整できる。さらに、この図６の結果から分かるように、つなぎ長さＷｘと比透磁率μｘは単なる比例関係ではなく、つなぎ長さＷｘが短くなるに伴って（切り欠き部３０が長くなるに伴って）、比透磁率μｘは２次曲線状に低下する。このような関係は、例えば、切り欠き部３０を形成する個所数や幅と、比透磁率μｘとの関係にも当てはまる。すなわち、個所数に関して、図５では、切り欠き部３０を、ｘ方向に沿った２つの側部２１の各々に形成しているが、このように２つの側部２１の各々に形成した場合の比透磁率μｘは、
一方の側部２１のみに形成した場合の比透磁率μｘに比べて、単純に半分にはならず、２〜３割の低減となる。また、幅に関して、図５では、切り欠き部３０の幅＝５ｍｍとしているが、この幅を倍にしても、比透磁率μｘは単純に半分にはならず、２次曲線状に低下する。ただし、切り欠き部３０の総体積（切り欠き部３０の長さ×幅×厚み）が一定であれば、切り欠き部３０の長さを長くなるように変化させた場合に比べて、切り欠き部３０の幅を太くなるように変化させた方が、比透磁率μｘが滑らかに（小さい変化分で）低減されることが確認されており、後者の方が比透磁率μｘを微妙に変化させることができる点で好ましい。なお、これら個所数や幅に関する傾向は、ｙ方向やｚ方向に関しても同様である。

（ｙ方向の比透磁率＝μｙの調整方法）
次に、ｙ方向の比透磁率＝μｙの調整方法について説明する。図７は、比透磁率μｙが調整された磁性角筒体２０（実モデル）の斜視図である。この磁性角筒体２０は、切り欠き部３１を備えて構成されている。この切り欠き部３１は、磁性角筒体２０の側部２１、２２の中で、ｙ方向に沿った２つの側部２２の各々に形成されたもので、ｙ方向に直交する方向に沿って形成されている。

このように切り欠き部３１を形成した場合の比透磁率の変化を、上述した均質化モデルを用いて算定した。図７に示す実モデルの寸法、切り欠き部３１を形成する前の磁性角筒体２０の比透磁率、及び比透磁率μｘ、μｙ、μｚの算定条件は、図５に示す実モデルと同じであり、この実モデルを均質化した均質化モデル（図４と同様）について、比透磁率μｘ、μｙ、μｚを算定した。ここでは、つなぎ長さＷｙを変化させた場合における、比透磁率μｘ、μｙ、μｚを算定した。

この算定結果を、図８に示す。この結果から分かるように、つなぎ長さＷｙが小さくなる程（切り欠き部３１の長さが大きくなる程）、比透磁率μｙが小さくなることが確認された。また、つなぎ長さＷｙに関わらず、比透磁率μｘ、μzは変化しないことが確認された。これらのことから、磁性角筒体２０の側部２１、２２の中で、ｙ方向に沿った側部２２に、ｙ方向に直交する方向に沿って切り欠き部３１を形成することにより、ｙ方向の比透磁率＝μｙのみを調整することができ、切り欠き部３１の長さを変えることでμｙを所望の値に調整できる。

（ｚ方向の比透磁率＝μｚの調整方法）
次に、ｚ方向の比透磁率＝μｚの調整方法について説明する。図９は、比透磁率μｚが調整された磁性角筒体２０（実モデル）の斜視図である。この磁性角筒体２０は、切り欠き部３２を備えて構成されている。この切り欠き部３２は、磁性角筒体２０の４つの角部の各々に形成されたもので、ｚ方向に直交する方向に沿って形成されている。

このように切り欠き部３２を形成した場合の比透磁率の変化を、上述した均質化モデルを用いて算定した。図９に示す実モデルの寸法、切り欠き部３２を形成する前の磁性角筒体２０の比透磁率、及び比透磁率μｘ、μｙ、μｚの算定条件は、図５に示す実モデルと同じであり、この実モデルを均質化した均質化モデル（図４と同様）について、比透磁率μｘ、μｙ、μｚを算定した。ここでは、つなぎ長さＷｚを変化させた場合における、比透磁率μｘ、μｙ、μｚを算定した。

この算定結果を、図１０に示す。この結果から分かるように、つなぎ長さＷｚが小さくなる程（切り欠き部３２の長さが大きくなる程）、比透磁率μｚが小さくなることが確認された。また、つなぎ長さＷｚに関わらず、比透磁率μｘ、μｙは変化しないことが確認された。これらのことから、磁性角筒体２０の角部に、ｚ方向に直交する方向に沿って切り欠き部３２を形成することにより、ｚ方向の比透磁率＝μｚのみを調整することができ、切り欠き部３２の長さを変えることでμｚを所望の値に調整できる。

（複数方向の比透磁率の調整方法）
次に、複数方向の比透磁率を同時に調整する方法について説明する。図１１は、比透磁率μｙ、μｚが調整された磁性角筒体２０（実モデル）の斜視図である。この磁性角筒体２０は、図７、９にそれぞれ示したものと同じ切り欠き部３１、３２を備えて構成されている。

このように切り欠き部３１、３２を形成した場合の比透磁率の変化を、均質化モデル（図４と同様）を用いて、上記比透磁率μｙ、μｚをそれぞれ個別的に調整した場合と同様の方法で算定した。

この算定結果を、図１２に示す。この結果から分かるように、切り欠き部３１と切り欠き部３２を同時に形成した場合においても、比透磁率μｙの特性については、切り欠き部３１のみを形成した場合と同じであり、比透磁率μｚの特性については、切り欠き部３２のみを形成した場合と同じであり、つなぎ長さＷｙは、比透磁率μｘ、μｚに影響を与えず、つなぎ長さＷｚは、比透磁率μｘ、μｙに影響を与えないことが確認された。これらのことから、磁性角筒体２０に切り欠き部３１と切り欠き部３２を同時に形成した場合には、ｙ方向の比透磁率＝μｙとｚ方向の比透磁率＝μｚのみを調整することができ、切り欠き部３１、３２の長さを変えることで比透磁率μｙ、μｚを所望の値に調整できる。

また、結果の図示は省略するが、図５、７、９にそれぞれ示したものと同じ切り欠き部３０〜３２を同時に形成した場合においても、同様の結果が確認された。すなわち、この場合においても、比透磁率μｘの特性については、切り欠き部３０のみを形成した場合と同じであり、比透磁率μｙの特性については、切り欠き部３１のみを形成した場合と同じであり、比透磁率μｚの特性については、切り欠き部３２のみを形成した場合と同じであり、つなぎ長さＷｘは、比透磁率μｙ、μｚに影響を与えず、つなぎ長さＷｙは、比透磁率μｘ、μｚに影響を与えず、つなぎ長さＷｚは、比透磁率μｘ、μｙに影響を与えないことが確認された。これらのことから、磁性角筒体２０に切り欠き部３０〜３２を同時に形成した場合には、ｘ方向の比透磁率＝μｘ、ｙ方向の比透磁率＝μｙ、及びｚ方向の比透磁率＝μｚを調整することができ、切り欠き部３０〜３２の長さを変えることで比透磁率μｘ、μｙ、μｚを所望の値に調整できる。

（比透磁率調整の原理）
以上のように切り欠き部３０〜３２を形成することにより、比透磁率を調整することができる原理を説明する。一例として、ｙ方向に沿った２つの側部２２の各々において、ｙ方向に直交する方向に沿って形成された切り欠き部３１が形成された磁性角筒体２０の内部における磁束の流れについて説明する。図１３〜１５は、切り欠き部３１の形成状態が異なる複数の磁性角筒体２０と、これら複数の磁性角筒体２０の各々内部における磁束の流れを模式的に示した図であり、図１３は、切り欠き部３１が形成されていない磁性角筒体２０に関する図、図１４は、切り欠き部３１が形成された磁性角筒体２０に関する図、図１５は、つなぎ長さＷｙを残さずに全て切った場合の磁性角筒体２０に関する図である。ここでは、図示下方から上方に向かう磁束が入射した状態を想定する。

図１３（ａ）に示すように、切り欠き部３１が形成されていない磁性角筒体２０においては、図１３（ｂ）に示すように、磁束は、ｙ方向に沿った側部２２の全域を伝って流れる。これに対して、図１４（ａ）に示すように、切り欠き部３１が形成された磁性角筒体２０においては、図１４（ｂ）に示すように、磁束は、ｙ方向に沿った側部２２のうち、空気があり磁気抵抗が高い切り欠き部３１には流れず、磁気抵抗の低い磁性体部分（切り欠き部以外の部分）のみを伝って流れる。さらに、図１５（ａ）に示すように、全て切った磁性角筒体２０においては、図１５（ｂ）に示すように、磁束は、ｙ方向に沿った側部２２のうち、磁気抵抗の低い磁性体部分（切り欠き部以外の部分）がないため、空気があり磁気抵抗が高い切り欠き部を介して減衰して流れる。これらのことから、切り欠き部３０〜３２の幅が広い程、また、切り欠き部３０〜３２の長さが長い程、磁束が流れにくくなり、磁気抵抗が高くなるため、比透磁率を低減できることが判る。換言すれば、比透磁率の所望の低減量に合致した幅及び長さで、特定方向及び特定箇所に切り欠き部３０〜３２を形成することで、所望の方向の比透磁率を所望の低減量だけ低減できることが判る。

（磁性角筒体２０の比透磁率調整方法）
次に、このような磁性角筒体２０の比透磁率調整方法について説明する。磁性角筒体２０は、例えば、従来と同様の方法により、磁性材料の板状体を折り曲げて形成する（準備工程）。そして、この折り曲げ前の段階において、あるいは、折り曲げ後の段階において、板状体や磁性角筒体２０の側部２１、２２や角部２３にカッターを押し当てることで、スリット状の切り欠き部（切り込み部）３０〜３２を入れる（切り欠き部形成工程）。ただし、切り欠き部３０〜３２の形成は、この他の方法で行うこともでき、例えば、磁性角筒体２０を鋳造で形成する場合には、切り欠き部３０〜３２も鋳造時に形成することができる。あるいは、磁性材料の板状体を折り曲げる前の段階や、磁性角筒体２０を形成した後の段階で、打ち抜き加工を施すことで、切り欠き部３０〜３２を形成してもよい。また、切り欠き部３０〜３２の形成後に焼鈍を行うことで、切り欠き時に生じた歪みによる磁気特性の劣化を改善し、磁性角筒体２０の各部の比透磁率を均質化することが好ましい。

（磁気シールド体への磁性角筒体の適用例）
次に、磁気シールド体１に対して、上記の方法により比透磁率が調整された磁性角筒体２０を適用する例について説明する。ここでは、ＭＲＩ室からの磁気漏洩を低減するための磁気シールド体１であって、図１とは異なり、入室者の圧迫感を低減するために大開口を設けた磁気シールド体１を想定し、比透磁率が調整された磁性角筒体２０を使用した効果を三次元磁界解析により確認した。

図１６は、磁気シールド体１の解析モデルの縦断面図、図１７は、磁気シールド体１の解析モデルの立面図である。ここで、磁気シールド体１の対称性を考慮して、１／４領域（ｘ方向とｙ方向の中央線で４分割した場合における右上領域。以下同じ）のみを表している。磁場発生源としては、ＭＲＩの電磁石コイル（幅=奥行き＝２００ｍｍ×２００ｍｍ、高さ＝１２００ｍｍ）起磁力＝４００００ＡＴ）を想定し、この電磁石コイルから２０００ｍｍだけ離れた場所に磁気シールド体１を設置することを想定した。このモデルにおいて、磁気シールド体１は、並設された複数の磁性角筒体２０Ａの中央に、大開口の磁性角筒体２０Ｂを配置して構成されており、高さ＝幅＝７２００ｍｍ、奥行き＝３００ｍｍである。大開口の磁性角筒体２０Ｂは、高さ＝幅＝２４００ｍｍ、奥行き＝３００ｍｍとして形成され、他の磁性角筒体２０Ａは、高さ＝幅＝奥行き＝３００ｍｍとして形成されている。

この磁気シールド体１に対して磁気発生源（磁気コイル）から発生する磁界を印加した場合における漏洩磁束密度と磁束分布を、磁性角筒体２０の比透磁率を調整しない場合と、磁性角筒体２０Ａ，２０Ｂのｘ、ｙ、ｚ方向の比透磁率を調整した場合とで、それぞれ三次元磁界解析により求めて比較した。

図１８には、比透磁率を調整しない場合の漏洩磁束密度、図１９には、比透磁率を調整した場合の漏洩磁束密度を、それぞれ示す。これら図１８、１９では、磁気シールド体１の各領域の漏洩磁束密度が大きくなる程、色が濃くなるものとして表示している。これら図１８、１９から分かるように、比透磁率を調整した場合よりも、比透磁率を調整した場合の方が、大開口の磁性角筒体２０Ｂに対応する領域に含まれる色の濃さが低減している（すなわち、漏洩磁束密度が低減している）ことが分かる。また、大開口の磁性角筒体２０Ｂからの最大漏洩磁束密度は、図１８では約１３Ｔ、図１９では約７Ｔであった。

さらに、図２０には、比透磁率を調整しない場合の磁束分布の大きさと向き、図２１には、比透磁率を調整した場合の磁束分布の大きさと向きを、それぞれ示す。これら図２０、２１では、磁束分布の大きさを矢印の長さ、磁束分布の向きを矢印の向きにより表示している。これら図２０、２１から分かるように、比透磁率を調整しない場合よりも、比透磁率を調整した場合の方が、磁気コイルから発生して磁気シールド体１に入射した磁束が、大開口の磁性角筒体２０Ｂを避けるように流れているのが分かる。これらのことから、磁性角筒体２０の磁気抵抗を調整することにより、大開口の磁性角筒体２０Ｂにおける最大漏洩磁束密度を小さくできることが確認された。

（実施の形態の効果）
このように本実施の形態によれば、側面又は角部に形成された切り欠き部３０〜３２であって、当該切り欠き部３０〜３２に直交する方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部３０〜３２がない同一形状の磁性角筒体２０における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部３０〜３２であり、当該比透磁率の所要の低減量に対応した長さ及び幅で形成された切り欠き部３０〜３２を備えるので、所要の方向（垂直方向、水平方向、及び奥行き方向の３方向の中から任意に選択した一つ以上の方向）の比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、磁性角筒体２０毎の各方向の比透磁率を容易に調整することができる。特に、切り欠き部３０〜３２を形成することで比透磁率を調整できるので、磁性角筒体２０の相互の間隔、切り欠き部３０〜３２以外の形状、厚み等を一定にできるので、磁性角筒体２０の製造や管理の労力の増加を招くことがなく、磁気シールド体の組み立ても容易であり、かつ、磁気シールド体１の意匠性も低下させることがない。

また、ｚ方向に沿った比透磁率を低減するための切り欠き部３２を設けたので、ｚ方向の比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、磁性角筒体２０のｚ方向の比透磁率を容易に調整することができる。特に、このようにｚ方向の比透磁率を調整できるので、開口幅寸法に対して奥行寸法を狭めた（小さくした）磁性角筒体２０を形成することができ、逆に、奥行寸法が同じである場合には開口幅寸法を広げた（大きくした）大開口の磁性角筒体２０を使用することが可能となるので、磁気シールド体１の透視性を向上させ、磁気シールド体１の解放感を高めることが可能となる。

また、ｘ方向に沿った比透磁率を低減するための切り欠き部３０を設けたので、ｘ方向の比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、磁性角筒体２０のｘ方向の比透磁率を容易に調整することができる。

また、ｙ方向に沿った比透磁率を低減するための切り欠き部３１を設けたので、ｙ方向の比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、磁性角筒体２０のｙ方向の比透磁率を容易に調整することができる。

また、複数の磁性角筒体２０の一部として、切り欠き部３０〜３２によって比透磁率が調整された磁性角筒体２０を有するので、磁気を誘導したい方向に応じた比透磁率を有する磁性角筒体２０を用いることで、磁気シールド体１の特定領域に誘導させる磁気を低減し、磁気シールド体１の特定領域から漏洩する磁気を低減することができる。

また、磁性角筒体２０を準備する準備工程と、この準備工程にて準備した磁性角筒体２０の側部２１、２２又は角部２３に切り欠き部３０〜３２を形成する工程であって、当該切り欠き部３０〜３２に直交する方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部３０〜３２がない同一形状の磁性角筒体２０における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部３０〜３２であり、当該比透磁率の所要の低減量に対応した長さ及び幅で切り欠き部３０〜３２を形成する切り欠き部形成工程とを含むので、所要の方向の比透磁率を所要の低減量だけ低減させることができ、磁性角筒体２０の各方向の比透磁率を容易に調整することができる。特に、切り欠き部３０〜３２を形成することで比透磁率を調整できるので、磁性角筒体２０の相互の間隔、切り欠き部３０〜３２以外の形状、厚み等を一定にできるので、磁性角筒体２０の製造や管理の労力の増加を招くことがなく、磁気シールド体１の意匠性も低下させることがない。

また、磁性角筒体２０の形状や大きさを一定としたまま、カッターによる部分的な加工を施して切り欠き部３０〜３２を形成するだけで、各方向の比透磁率を調整できるので、比透磁率を容易に調整することができる。

また、均質化手法により比透磁率を算定しているので、実モデルのみを用いて比透磁率を算定する場合に比べて、比透磁率の算定が容易になり、磁気シールド体１や磁性角筒体２０の設計が容易になる。

（実施の形態に対する変形例）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。

上記実施の形態で示した形状や数値は例示であり、各寸法値は任意に変更することができる。

磁気シールド体１の全体構成は、上記説明したものとは異なる構成としてもよい。例えば、上記実施の形態では、フレーム１０に複数の磁性角筒体２０を配置して構成された磁気シールド体１を示したが、例えば、このように複数の磁性角筒体２０により構成された筒状遮蔽体と、磁性板状体により構成された板状遮蔽体とを、相互に接するように配置して磁気シールド体１を構成してもよい。

１ 磁気シールド体
１０ フレーム
１１ 貫通孔
２０、２０Ａ、２０Ｂ 磁性角筒体
２１、２２ 側部
２３ 角部
３０〜３２ 切り欠き部

Claims (7)

1. 磁性材料により形成された中空の磁性角筒体であって、磁気シールド体を構成するための磁性角筒体において、
   側面又は角部に形成された切り欠き部であって、当該切り欠き部に直交する方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部であり、当該比透磁率の所要の低減量に対応した長さ及び幅で形成された切り欠き部を備える、
   磁性角筒体。
2. 前記切り欠き部は、前記角部において、当該磁性角筒体の筒軸方向であるｚ方向に直交する方向に沿って形成されたものであって、前記ｚ方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部である、
   請求項１に記載の磁性角筒体。
3. 前記切り欠き部は、当該磁性角筒体の筒軸方向であるｚ方向に直交するｘ方向に沿った前記側部において、前記ｘ方向に直交する方向に沿って形成されたものであって、前記ｘ方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部である、
   請求項１又は２に記載の磁性角筒体。
4. 前記切り欠き部は、当該磁性角筒体の筒軸方向であるｚ方向と当該ｚ方向に直交するｘ方向とに直交するｙ方向に沿った前記側部において、前記ｙ方向に直交する方向に沿って形成されたものであって、前記ｙ方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部である、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の磁性角筒体。
5. 支持手段を介して相互に間隔を空けて並設された複数の磁性角筒体を備える磁気シールド体であって、
   前記複数の磁性角筒体の一部として、前記請求項１から４のいずれか一項に記載の磁性角筒体を有する、
   磁気シールド体。
6. 磁性材料により形成された中空の磁性角筒体であって、磁気シールド体を構成するための磁性角筒体の比透磁率を調整するための方法であって、
   前記磁性角筒体を準備する準備工程と、
   前記準備工程にて準備した前記磁性角筒体の側部又は角部に切り欠き部を形成する工程であって、当該切り欠き部に直交する方向に沿った比透磁率を、当該切り欠き部がない同一形状の磁性角筒体における同一方向の比透磁率より低減するための切り欠き部であり、当該比透磁率の所要の低減量に対応した長さ及び幅で切り欠き部を形成する切り欠き部形成工程と、
   を含む磁性角筒体の比透磁率調整方法。
7. 前記準備工程において、磁性材料により形成された板状体を折り曲げることにより、前記磁性角筒体を形成し、
   前記切り欠き部形成工程において、前記板状体を折り曲げることにより形成された前記磁性角筒体の側部又は角部に、カッターでスリット状の前記切り欠き部を形成する、
   請求項６に記載の磁性角筒体の比透磁率調整方法。

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