JP2014008155A - Separation type magnetic shield device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separation type magnetic shield device for extremely effectively achieving a magnetic shield while having high accessibility to a magnetic shield space.SOLUTION: A separation type magnetic shield device 1 has a first magnetic shield body 2A having a rotational symmetry axis, and a second magnetic shield body 2B having a rotational symmetry axis, and the first magnetic shield body 2A and the second magnetic shield body 2B form a magnetic shield space S around the rotational symmetry axes inside while arranging the rotational symmetry axes oppositely with the rotational symmetry axes coincident. Compensation coils 10a, 10b made of a conductor wound around along peripheral surfaces of outer peripheral wall members are installed on the outer peripheral wall members of the first magnetic shield body 2A and the second magnetic shield body 2B to cause currents to flow, and magnetic fluxes in the rotational symmetry axis direction of the first magnetic shield body 2A and the second magnetic shield body 2B are deflected by magnetic fields generated in the compensation coils 10a, 10b to prevent the magnetic fluxes from flowing into the shield space S.

Description

本発明は、分離型磁気シールド装置に関するものであり、例えば、計測分野における、心臓磁界計測、動物生体磁気計測、更には、磁気ビーズを標識として用いるナノバイオ領域での計測などに利用することができる簡易型の分離型磁気シールド装置に関するものである。   The present invention relates to a separation type magnetic shield device, and can be used for, for example, cardiac magnetic field measurement, animal biomagnetic measurement, and measurement in a nano-bio region using magnetic beads as a label in the measurement field. The present invention relates to a simple separation type magnetic shield device.

例えば、心臓などの人の身体から発せられる磁界は、重要なリアルタイム生体情報で、しかも多くの情報を含んでいる。例えば心臓磁界を心磁計、例えばＳＱＵＩＤ磁束計６４チャンネルで検出すれば、心臓の電気生理学的機能を２次元マップすることが可能である。また、その刺激伝導系を伝って流れる電流ベクトルの時間的空間的情報など、心電図の波形分析による方法に比べ圧倒的に的確で多様な診断情報の獲得が可能である。   For example, a magnetic field generated from a human body such as the heart is important real-time biological information and includes a lot of information. For example, if the cardiac magnetic field is detected by a magnetocardiograph, for example, 64 channels of a SQUID magnetometer, the electrophysiological function of the heart can be two-dimensionally mapped. In addition, it is possible to obtain overwhelmingly accurate and diverse diagnostic information such as temporal and spatial information of the current vector flowing through the stimulation conduction system, as compared with the method based on electrocardiogram waveform analysis.

そこで、健常者はもちろん、寝たきりの患者からも、その身体から発せられる、例えば、心臓磁界のような生体磁気の計測に無理なく使用できる、部屋形ではない、分離可動式の高性能な磁気シールド装置の開発が希求されている。   Therefore, not only a healthy person but also a bedridden patient, it can be used with ease to measure biomagnetism such as a cardiac magnetic field, and it is not a room type, and it is a non-room type high performance magnetic shield. There is a need for device development.

本発明者らは、特許文献１にて、分離型磁気シールド装置を提案した。この分離型磁気シールド装置１Ａは、本願添付の図１２、図１３に示すように、第１磁気シールド側壁本体２Ａ及び第２磁気シールド側壁本体２Ｂを備えている。第１磁気シールド側壁本体２Ａの湾曲磁気シールド外側壁３には、円筒状空間Ｓの長手軸線を通る水平面Ｈｐに対して上下対称位置に、長手軸線方向に沿って延在する第１及び第２導体１０ａ、１０ｂを設け、この第１及び第２導体１０ａ、１０ｂに電流を流す。また、第２磁気シールド側壁本体２Ｂの湾曲磁気シールド外側壁３には、円筒状空間Ｓの長手軸線を通る水平面Ｈｐに対して上下対称位置に、長手軸線方向に沿って延在する第１及び第２導体１０ｃ、１０ｄを設け、この第１及び第２導体１０ｃ、１０ｄに電流を流す。これにより、第１磁気シールド側壁本体２Ａから第２磁気シールド側壁本体２Ｂへと水平方向に形成される磁束Ｈを、第１及び第２導体１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの回りに発生する磁界により、上下方向へと偏向し、円筒状空間Ｓへの磁束の流れ込みを阻止する。   In the patent document 1, the present inventors have proposed a separation type magnetic shield device. As shown in FIGS. 12 and 13 attached to the present application, the separation-type magnetic shield device 1A includes a first magnetic shield side wall body 2A and a second magnetic shield side wall body 2B. The first and second curved magnetic shield outer walls 3 of the first magnetic shield side wall main body 2A extend in the longitudinal axis direction at positions symmetrical with respect to the horizontal plane Hp passing through the longitudinal axis of the cylindrical space S. Conductors 10a and 10b are provided, and a current is passed through the first and second conductors 10a and 10b. In addition, the curved magnetic shield outer wall 3 of the second magnetic shield side wall body 2B has first and second extending along the longitudinal axis direction in a vertically symmetrical position with respect to a horizontal plane Hp passing through the longitudinal axis of the cylindrical space S. The second conductors 10c and 10d are provided, and a current is passed through the first and second conductors 10c and 10d. Thereby, the magnetic flux H formed in the horizontal direction from the first magnetic shield side wall body 2A to the second magnetic shield side wall body 2B is generated by the magnetic field generated around the first and second conductors 10a, 10b, 10c, and 10d. , It deflects in the vertical direction and prevents the magnetic flux from flowing into the cylindrical space S.

特開２００８−１６６６１８号公報JP 2008-166618 A

上記特許文献１に記載する構成の分離型磁気シールド装置１Ａは、磁気シールド空間Ｓへの高いアクセス性を有し、且つ、全方向の磁界成分に対して効果的に遮蔽することができ、磁気シールドが極めて有効に達成される。   The separation-type magnetic shield device 1A having the configuration described in Patent Document 1 has high accessibility to the magnetic shield space S and can effectively shield magnetic field components in all directions. Shielding is achieved very effectively.

一方、近年、例えば、乳がん検診などのような磁気ビーズを標識として用いるナノバイオ領域での計測の実用化が検討されているが、この場合、簡易に利用することができるより簡易型の分離型磁気シールド装置が望まれている。   On the other hand, in recent years, practical application of measurement in the nanobio region using magnetic beads as labels, such as breast cancer screening, has been studied. In this case, a simpler separation type magnetic that can be used easily A shield device is desired.

そこで、本発明の目的は、磁気シールド空間への高いアクセス性を有し、単一方向の磁界成分に対して磁気シールドが極めて有効に達成されるより簡易型の分離型磁気シールド装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a simpler separation type magnetic shield device that has high accessibility to a magnetic shield space and that can achieve magnetic shielding extremely effectively against magnetic field components in a single direction. That is.

上記目的は本発明に係る分離型磁気シールド装置にて達成される。要約すれば、本発明によれば、回転対称軸を有する第１磁気シールド本体と、回転対称軸を有する第２磁気シールド本体を有し、前記第１磁気シールド本体と前記第２磁気シールド本体は、対向配置されて内部にシールド空間を形成する分離型磁気シールド装置であって、
前記第１磁気シールド本体及び第２磁気シールド本体は、それぞれ、回転対称軸に対して垂直な平板状の端壁部材と、一端が前記端壁部材の外周部に接続され、他端が開口部とされる前記端壁部材の外周に沿って鍔状に形成された外周壁部材とを有し、
前記第１磁気シールド本体及び第２磁気シールド本体は、それぞれ、回転対称軸を一致させて、且つ、前記開口部が対向するようにして互いに所定距離離間して設置され、前記第１磁気シールド本体及び第２磁気シールド本体の内部に前記シールド空間が形成され、
前記第１磁気シールド本体及び前記第２磁気シールド本体の前記外周壁部材には、その周面に沿って巻き回した導体からなる補償コイルを設置して、電流を流し、
前記第１磁気シールド本体及び前記第２磁気シールド本体の回転対称軸方向の磁束を、前記補償コイルに発生する磁界により偏向し、前記シールド空間への磁束の流れ込みを阻止することを特徴とする分離型磁気シールド装置が提供される。 The above object is achieved by the separation type magnetic shield apparatus according to the present invention. In summary, according to the present invention, a first magnetic shield body having a rotational symmetry axis and a second magnetic shield body having a rotational symmetry axis are provided, and the first magnetic shield body and the second magnetic shield body are , A separation type magnetic shield device that is arranged opposite to form a shield space inside,
The first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body each have a flat end wall member perpendicular to the rotational symmetry axis, one end connected to the outer peripheral portion of the end wall member, and the other end opened. An outer peripheral wall member formed like a bowl along the outer periphery of the end wall member,
The first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body are installed with a rotational symmetry axis coincident with each other and spaced apart from each other by a predetermined distance so that the opening faces each other. And the shield space is formed inside the second magnetic shield body,
The outer peripheral wall member of the first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body is provided with a compensation coil made of a conductor wound along the peripheral surface thereof, and a current is passed therethrough,
Separation characterized in that the magnetic flux in the rotationally symmetric axial direction of the first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body is deflected by a magnetic field generated in the compensation coil to prevent the magnetic flux from flowing into the shield space. A magnetic shield device is provided.

本発明の一実施態様によれば、前記第１磁気シールド本体と前記第２磁気シールド本体は、回転対称軸に対して垂直な水平面に対して対称形状とされる。   According to an embodiment of the present invention, the first magnetic shield body and the second magnetic shield body are symmetrical with respect to a horizontal plane perpendicular to the rotational symmetry axis.

本発明の他の実施態様によれば、前記第１磁気シールド本体と前記第２磁気シールド本体は、磁性体材料を成形して作製される。   According to another embodiment of the present invention, the first magnetic shield body and the second magnetic shield body are made by molding a magnetic material.

本発明の他の実施態様によれば、前記第１磁気シールド本体と前記第２磁気シールド本体は、支持体に磁性薄帯を積層して設けることにより形成される。この時、前記支持体は、繊維強化プラスチックにて作製される。   According to another embodiment of the present invention, the first magnetic shield body and the second magnetic shield body are formed by stacking magnetic ribbons on a support. At this time, the support is made of fiber reinforced plastic.

本発明の他の実施態様によれば、前記第１磁気シールド本体及び前記第２磁気シールド本体の前記外周壁部材は、回転対称軸に垂直な横断面形状が円形とされる。   According to another embodiment of the present invention, the outer peripheral wall members of the first magnetic shield body and the second magnetic shield body have a circular cross-sectional shape perpendicular to the rotational symmetry axis.

本発明の他の実施態様によれば、前記第１磁気シールド本体及び前記第２磁気シールド本体の前記外周壁部材の回転対称軸に沿った方向の幅は、前記外周壁部材の半径の（１／３）〜（１／２）とされる。   According to another embodiment of the present invention, the width of the first magnetic shield body and the second magnetic shield body in the direction along the rotational symmetry axis of the outer peripheral wall member is equal to (1) of the radius of the outer peripheral wall member. / 3) to (1/2).

本発明の他の実施態様によれば、前記第１磁気シールド本体及び第２磁気シールド本体にて形成される前記シールド空間内に磁界センサを設置して前記シールド空間内の回転対称軸方向の磁界を検出し、前記補償コイルの電流を調整する。   According to another embodiment of the present invention, a magnetic field sensor is installed in the shield space formed by the first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body, and a magnetic field in the rotationally symmetric axial direction in the shield space. And the current of the compensation coil is adjusted.

本発明の他の実施態様によれば、前記磁界センサは、前記第１磁気シールド本体と前記第２磁気シールド本体の開口部が所定距離離間して対称配置されて形成される空隙部の所定位置に設置される。   According to another embodiment of the present invention, the magnetic field sensor has a predetermined position of a gap formed by symmetrically arranging openings of the first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body at a predetermined distance. Installed.

本発明の分離型磁気シールド装置は、磁気シールド空間への高いアクセス性を有し、単一方向の磁界成分に対して磁気シールドが極めて有効に達成され、しかも、構造が簡易であり、製造コストをより低減し得る。特に、本発明の分離型磁気シールド装置は、回転対称軸から半径方向の一定距離にある全周領域での磁界をミニマム、即ち、０（ゼロ）或いは０（ゼロ）近傍の所定の大きさとすることができる。従って、本発明の分離型磁気シールド装置は、回転対称軸から一定半径の周のいずれかの位置で磁界を測定し、そこでの磁界をミニマムの大きさにすることにより、その半径の周のどこでもそのミニマムの磁場を得ることができ、そのため、回転軸方向の磁界のレベルを測定しながら、計測対象物の磁界を測定することが可能となる。従って、本発明の分離型磁気シールド装置は、より簡易型の装置として、例えば、計測分野における、心臓磁界計測、動物生体磁気計測、更には、磁気ビーズを標識として用いるナノバイオ領域での計測などに有効に利用することができる。   The separation-type magnetic shield device of the present invention has high accessibility to the magnetic shield space, the magnetic shield can be achieved very effectively against the magnetic field component in a single direction, and the structure is simple, and the manufacturing cost is high. Can be further reduced. In particular, in the separation type magnetic shield device of the present invention, the magnetic field in the entire circumference region at a certain distance in the radial direction from the rotational symmetry axis is set to a minimum, that is, a predetermined magnitude in the vicinity of 0 (zero) or 0 (zero). be able to. Therefore, the separation type magnetic shield apparatus of the present invention measures the magnetic field at any position on the circumference of a constant radius from the rotational symmetry axis, and makes the magnetic field there a minimum size so that it can be anywhere around the radius. The minimum magnetic field can be obtained, and therefore the magnetic field of the measurement object can be measured while measuring the magnetic field level in the rotation axis direction. Therefore, the separation type magnetic shield device of the present invention is a simpler device, for example, in the field of measurement, for example, cardiac magnetic field measurement, animal biomagnetic measurement, and further in the nano-bio region using magnetic beads as labels. It can be used effectively.

図１（ａ）は、本発明に係る分離型磁気シールド装置の一実施例の全体構成図であり、図１（ｂ）は、分離型磁気シールド装置の概略構成図である。FIG. 1A is an overall configuration diagram of an embodiment of a separation type magnetic shield device according to the present invention, and FIG. 1B is a schematic configuration diagram of the separation type magnetic shield device. 図２（ａ）は、本発明に係る分離型磁気シールド装置の他の実施例の全体構成図であり、図２（ｂ）は、分離型磁気シールド装置の概略構成図である。FIG. 2A is an overall configuration diagram of another embodiment of the separation type magnetic shield device according to the present invention, and FIG. 2B is a schematic configuration diagram of the separation type magnetic shield device. 図１に示す分離型磁気シールド装置の構成に従った場合の磁束線図である。It is a magnetic flux line diagram at the time of following the structure of the separation-type magnetic shield apparatus shown in FIG. 本発明の構成を採用しない場合の磁束線図である。It is a magnetic flux diagram in case the structure of this invention is not employ | adopted. 図２に示す分離型磁気シールド装置の構成に従った場合の磁束線図である。It is a magnetic flux line diagram at the time of following the structure of the separation-type magnetic shield apparatus shown in FIG. 本発明の分離型磁気シールド装置の中央部付近の磁束密度分布を示すグラフである。It is a graph which shows magnetic flux density distribution near the center part of the separation type magnetic shielding apparatus of this invention. 本発明の分離型磁気シールド装置及びその外方部の磁束密度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the magnetic flux density distribution of the isolation | separation type magnetic shielding apparatus of this invention, and its outer part. 磁気シールド本体の他の実施例の断面図である。It is sectional drawing of the other Example of a magnetic shield main body. 磁気シールド本体の一具体例の作製方法を説明する図である。It is a figure explaining the production method of one specific example of a magnetic shield main body. 図１０（ａ）〜（ｄ）は、磁気シールド本体の磁性体の作製方法を説明する平面図であり、図１０（ｅ）は、磁性体の積層構成の一例を説明する断面斜視図である。FIGS. 10A to 10D are plan views for explaining a method for producing a magnetic body of a magnetic shield body, and FIG. 10E is a cross-sectional perspective view for explaining an example of a laminated structure of magnetic bodies. . 図１１（ａ）〜（ｃ）は、磁気シールド本体の磁性体の作製方法の一例を説明する図である。11A to 11C are diagrams for explaining an example of a method for producing a magnetic body of the magnetic shield body. 従来の分離型磁気シールド装置を説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the conventional separation-type magnetic shield apparatus. 図１２の構成に従った場合の磁束線図である。It is a magnetic flux diagram at the time of following the structure of FIG.

以下、本発明に係る分離型磁気シールド装置を図面に則して更に詳しく説明する。   Hereinafter, the separation type magnetic shield apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

実施例１
（分離型磁気シールド装置の全体構成）
図１（ａ）は、本発明に係る分離型磁気シールド装置１の一実施例を示す全体構成図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す分離型磁気シールド装置１の概略断面図である。 Example 1
(Overall configuration of separate magnetic shield device)
FIG. 1A is an overall configuration diagram showing an embodiment of a separation type magnetic shield apparatus 1 according to the present invention. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the separation type magnetic shield apparatus 1 shown in FIG.

本発明の分離型磁気シールド装置１は、回転対称軸Ｏｚを有する椀形状（深さが浅くされた容器形状）の磁気シェルとされる第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）を有している。   The separation-type magnetic shield device 1 of the present invention has first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B) that are magnetic shells having a bowl shape (container shape with a shallow depth) having a rotational symmetry axis Oz. have.

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施例にて、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂは、それぞれ、回転対称軸Ｏｚに対して垂直な平板状の端壁部材３と、一端が端壁部材３の外周部に接続され、他端が開口部５とされる端壁部材３の外周に沿って鍔状に形成された外周壁部材４とを有して構成される。従って、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの端壁部材３の反対側端である他端は開口部５とされる。なお、平板状端壁部材３は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、中央部に小径の貫通穴６を形成することも可能である。この穴６は、例えば、装置内部に設置される計測計の装着口或いは目視窓などとして使用可能である。   As shown in FIGS. 1A and 1B, in the present embodiment, the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B are respectively flat end walls perpendicular to the rotational symmetry axis Oz. The member 3 has an outer peripheral wall member 4 formed in a bowl shape along the outer periphery of the end wall member 3 having one end connected to the outer peripheral portion of the end wall member 3 and the other end being an opening 5. Composed. Therefore, the other end, which is the opposite end of the end wall member 3 of the first and second magnetic shield bodies 2A, 2B, is the opening 5. In addition, as shown in FIGS. 2A and 2B, the flat end wall member 3 can be formed with a small-diameter through hole 6 at the center. The hole 6 can be used, for example, as a mounting port for a measuring instrument installed inside the apparatus or a viewing window.

第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂは、通常、回転対称軸Ｏｚに垂直な横断面が円形の円筒形状とされるが、回転対称軸を有する、例えば、四角形以上の多角形状体とすることも可能である。本実施例にて、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂは、同じ形状寸法構成とされるが、所望により異なる形状寸法とすることもできる。   The first and second magnetic shield main bodies 2A and 2B are usually formed in a cylindrical shape having a circular cross section perpendicular to the rotational symmetry axis Oz. It is also possible to do. In the present embodiment, the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B have the same shape and size, but may have different shape and dimensions as desired.

第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂは、それぞれ、回転対称軸Ｏｚを一致させて、且つ、開口部５が対向するようにして、本実施例では、図面上、上下方向に、互いに所定距離（Ｓｇ)だけ離間して対称に配置され、支持手段（図示せず）にてその状態に支持される。つまり、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂは、回転対称軸Ｏｚに垂直で、且つ、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの回転対称軸Ｏｚ方向における対称基準面である水平面Ｈｐに対して、開口部５が対面するようにして上下対称位置に設置される。従って、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの内部には、上下方向に延びる回転対称軸Ｏｚの周りに円筒形状のシールド空間Ｓが形成される。なお、空間Ｓは、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂが円筒形状以外の形状とされる場合は厳密には円筒状ではないが、説明の簡略上、円筒状として説明する。   In the present embodiment, the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B are aligned with each other in the vertical direction on the drawing so that the rotational symmetry axes Oz coincide with each other and the openings 5 face each other. They are arranged symmetrically separated by a predetermined distance (Sg), and are supported in that state by support means (not shown). That is, the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B are symmetric reference planes perpendicular to the rotational symmetry axis Oz and in the rotational symmetry axis Oz direction of the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B. With respect to the horizontal plane Hp, it is installed in a vertically symmetrical position so that the opening 5 faces. Accordingly, a cylindrical shield space S is formed around the rotationally symmetric axis Oz extending in the vertical direction inside the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B. The space S is not strictly cylindrical when the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B have a shape other than a cylindrical shape, but will be described as a cylindrical shape for simplicity of explanation.

本発明の分離型磁気シールド装置１は、上述のように、対向配置された第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの外周壁部材４、４の間には、間隙Ｓｇが形成される。間隙Ｓｇの大きさは、分離型磁気シールド装置１の用途、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの寸法、形状に応じて種々に変更可能である。   In the separation type magnetic shield device 1 of the present invention, as described above, the gap Sg is formed between the outer peripheral wall members 4 and 4 of the first and second magnetic shield main bodies 2A and 2B arranged to face each other. . The size of the gap Sg can be variously changed according to the use of the separation type magnetic shield device 1 and the dimensions and shapes of the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B.

間隙Ｓｇは、大きくすればその分、分離型磁気シールド装置１の内部空間Ｓを広くすることができ好便であるが、間隙Ｓｇから外乱磁束が進入する可能性が大となる。そのために、外周壁部材４の幅（Ｈ）を増大すること、補償コイル１０ａ、１０ｂに流す通電量ｉａ、ｉｂを大とすることが考えられるが、実際的でない場合が生じる。本発明者らの研究実験の結果によると、通常、第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）の半径（Ｒ）の１／３〜１／２程度が好ましい。   If the gap Sg is increased, the internal space S of the separation type magnetic shield device 1 can be increased accordingly, which is convenient, but the possibility that a disturbance magnetic flux enters from the gap Sg increases. Therefore, it is conceivable to increase the width (H) of the outer peripheral wall member 4 and to increase the energization amounts ia and ib flowing through the compensation coils 10a and 10b, but there are cases where it is not practical. According to the results of our research experiments, it is usually preferable to be about 1/3 to 1/2 of the radius (R) of the first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B).

本発明によると、図１（ａ）、（ｂ）、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、上記構成の分離型磁気シールド装置１において、例えば銅線のような導体（即ち、補償コイル）１０（１０ａ、１０ｂ）が第１及び第２磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの外周壁部材４、４の外周面（必要に応じて内周面）に沿って巻き回して配置され、それぞれ、電源５０（５０Ａ、５０Ｂ）により所定の電流（補償電流）ｉａ、ｉｂが供給される。   According to the present invention, as shown in FIGS. 1 (a), 1 (b), 2 (a) and 2 (b), in the separated magnetic shield device 1 having the above-described configuration, a conductor such as a copper wire (ie, Compensation coil) 10 (10a, 10b) is disposed around the outer peripheral surfaces (inner peripheral surfaces as required) of the outer peripheral wall members 4, 4 of the first and second magnetic shield bodies 2A, 2B, respectively. The predetermined currents (compensation currents) ia and ib are supplied from the power source 50 (50A, 50B).

補償コイル１０ａ、１０ｂは、対応する外周壁部材４、４の外周面に密着して設置することもできるが、外周面より僅かに離間して、例えば５ｍｍ程度離間して設置しても良い。また、補償コイル１０ａ、１０ｂは、外周壁部材４、４の幅（Ｈ）（即ち、回転対称軸Ｏｚに沿った方向の幅）方向にて、通常、半分（（１／２）×Ｈ）程度の位置に配置されるのが好ましい。もし、補償コイル１０ａ、１０ｂの設置位置を、外周壁部材４、４の開口端縁開口部５に近づけた場合には、補償電流は小さくなり好ましいが、他方では補償コイル１０ａ、１０ｂにより発生した磁束が、第１及び第２磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの間隙Ｓｇからシールド空間Ｓ内へと入り込みシールド有効半径が減少するので好ましくない。   The compensation coils 10a and 10b can be installed in close contact with the outer peripheral surfaces of the corresponding outer peripheral wall members 4 and 4, but may be installed slightly apart from the outer peripheral surface, for example, about 5 mm apart. The compensation coils 10a and 10b are normally half ((1/2) × H) in the direction of the width (H) of the outer peripheral wall members 4 and 4 (that is, the width in the direction along the rotational symmetry axis Oz). It is preferable to arrange at a certain position. If the installation position of the compensation coils 10a and 10b is brought close to the opening edge opening 5 of the outer peripheral wall members 4 and 4, the compensation current is preferably small, but the other is generated by the compensation coils 10a and 10b. Since the magnetic flux enters the shield space S from the gap Sg between the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B, the shield effective radius is reduced.

第１及び第２磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの補償電流ｉａ、ｉｂは、同じとされるが、必要に応じて、それぞれ異なる値の最適値に調整することができる。また、必要に応じて、電流の向きを変えることも可能である。補償電流１ａ、１ｂは、分離型磁気シールド装置１内に設置された磁界センサ３００によってシールド空間Ｓ内の磁界を検出し、その大きさがミニマム、即ち、０（ゼロ）、或いは、０（ゼロ）近傍の所定の大きさになるように制御される。本実施例では、磁界センサ３００としては、フラックスゲート直交磁界センサなどとすることができ、回転対称軸Ｏｚ方向の磁束を検出する。通常、磁界センサ３００は、対向配置された第１及び第２磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの水平位置基準面（（１／２）×Ｓｇ）である水平面Ｈｐ上のいずれかの位置に配置される。なお、磁界センサ３００は、磁気シールド本体２の半径Ｒ×（１／３）（本実施例では、ｒ＝１０ｃｍ）よりも回転対称軸Ｏｚ側に設置するのが好ましい。詳しくは後述するが、本発明では、磁束線図を示す図６、図７から分かるように、シールド比１０００以上が達成されており、この領域が計測対象物の配置位置とされるからである。   The compensation currents ia and ib of the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B are the same, but can be adjusted to optimum values of different values as necessary. In addition, the direction of the current can be changed as necessary. The compensation currents 1a and 1b detect the magnetic field in the shield space S by the magnetic field sensor 300 installed in the separation type magnetic shield device 1, and the magnitude thereof is minimum, that is, 0 (zero) or 0 (zero). ) It is controlled to have a predetermined size in the vicinity. In this embodiment, the magnetic field sensor 300 can be a fluxgate orthogonal magnetic field sensor or the like, and detects a magnetic flux in the direction of the rotationally symmetric axis Oz. Normally, the magnetic field sensor 300 is disposed at any position on the horizontal plane Hp that is the horizontal position reference plane ((1/2) × Sg) of the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B that are opposed to each other. . The magnetic field sensor 300 is preferably installed closer to the rotational axis Oz than the radius R × (1/3) of the magnetic shield body 2 (r = 10 cm in this embodiment). As will be described in detail later, in the present invention, as can be seen from FIGS. 6 and 7 showing the magnetic flux diagrams, a shield ratio of 1000 or more is achieved, and this region is the arrangement position of the measurement object. .

なお、本実施例では、補償コイル１０ａ、１０ｂは、図１（ａ）にて、矢印方向へと電流ｉａ、ｉｂが流される。また、補償コイル１０ａ、１０ｂは、それぞれ、所定ターン数（巻数）とすることができるが、通常、１〜１００ターンにて構成され、各コイルには、ターン数×電流値＝２０〜３０アンペア・ターン程度の電流を流し、地磁気を含め時間変動磁界をシールドすることができる。   In the present embodiment, the currents ia and ib flow through the compensation coils 10a and 10b in the direction of the arrows in FIG. Each of the compensation coils 10a and 10b can have a predetermined number of turns (number of turns), but is usually configured with 1 to 100 turns, and each coil has a number of turns × current value = 20 to 30 amperes. -A current of about a turn can be passed to shield time-varying magnetic fields including geomagnetism.

上記説明では、補償電流ｉａ、ｉｂは、分離型磁気シールド装置１内に設置された磁界センサ３００によって内部の磁界を検出し、その大きさが０（ゼロ）、或いは、０（ゼロ）近傍の所定の大きさとなるように制御されるものとして説明したが、別法としては、磁界センサ３００を磁気シールド装置１の外側に設置し、この外部設置の磁気センサ３００にて外部磁界を検出し、予め定めた係数によって電流を流し、外部磁界をキャンセルすることも可能である。この場合、予め定める係数は、事前にセンサ位置を決定し、例えば回転対称軸Ｏｚ上、水平面Ｈｐから１ｍ離隔した位置などとし、回転対称軸Ｏｚに平行に、大きさの分かった磁界（試験磁界）を加え、補償電流を徐々に大きくして行き、最も補償効果の大なる大きさを求め、係数を得ることができる。   In the above description, the compensation currents ia and ib are detected by the magnetic field sensor 300 installed in the separation type magnetic shield device 1 and the magnitude of the compensation currents ia and ib is 0 (zero) or near 0 (zero). As described above, the magnetic field sensor 300 is installed outside the magnetic shield device 1, and an external magnetic field is detected by the external magnetic sensor 300. It is also possible to cancel the external magnetic field by passing a current with a predetermined coefficient. In this case, the predetermined coefficient determines the sensor position in advance, for example, a position 1 m away from the horizontal plane Hp on the rotational symmetry axis Oz, and a magnetic field (test magnetic field) whose magnitude is parallel to the rotational symmetry axis Oz. ), The compensation current is gradually increased, the magnitude of the largest compensation effect is obtained, and the coefficient can be obtained.

本発明の分離型磁気シールド装置１は、上記構成とすることにより、回転対称軸Ｏｚ、即ち、本実施例では図面上、上下方向に延在する軸線Ｏｚ方向に沿って形成される磁束（Ｈ）を、補償コイル１０ａ、１０ｂの回りに発生する磁界により、第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）に沿って偏向し、円筒状空間Ｓへの磁束の流れ込みを阻止することができる。   The separation type magnetic shield device 1 of the present invention has the above-described configuration, so that the magnetic flux (H) formed along the rotationally symmetric axis Oz, that is, the axis Oz direction extending in the vertical direction in the drawing in this embodiment. ) Is deflected along the first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B) by the magnetic field generated around the compensation coils 10a and 10b, and the flow of magnetic flux into the cylindrical space S is prevented. Can do.

（具体例１）
ここで、第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）について、その具体的寸法形状をその一例について説明する。 (Specific example 1)
Here, specific dimensions of the first and second magnetic shield main bodies 2 (2A, 2B) will be described as an example.

第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）は、磁性体材料を成形して作製することができる。磁性体材料としては、例えば、パーマロイ（例えばＰＣ級パーマロイ）が好適に使用される。第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）は、本例では半径Ｒの円形状横断面を有した椀形状とされるが、厚さ（Ｔ）が０．５〜５ｍｍ程度の板状のパーマロイを板金加工等によって作製し得る。例えば、本発明の分割型磁気シールド装置１を、上述したように、磁気ビーズを標識として用いるナノバイオ領域での計測などに利用することができる分離型磁気シールド装置として使用する場合には、通常、直径Ｄ（＝２Ｒ）は４００ｍｍ〜１０００ｍｍとされる。また、外周壁部材４の幅（Ｈ）は、５０ｍｍ〜２００ｍｍとされる。外周壁部材４の幅Ｈは、大きくすればその分広い範囲をシールドすることが可能となるが、補償コイル１０ａ、１０ｂに流す通電量ｉａ、ｉｂは大となる。本発明者らの研究実験の結果によると、第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）の半径（Ｒ）の１／３〜１／２程度が好ましい。幅（Ｈ）が半径（Ｒ）の１／３未満では、磁気シールド効果が低下し、また、半径（Ｒ）の１／２以上となると、シールド空間Ｓは増大するものの、半径（Ｒ）の１／２未満の場合に比べて、補償電流ｉａ、ｉｂが、１．５倍以上と大きく増大し、コストパフォーマンスの点で効率的でない。   The first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B) can be produced by molding a magnetic material. As the magnetic material, for example, permalloy (for example, PC class permalloy) is preferably used. The first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B) have a bowl shape having a circular cross section with a radius R in this example, but the thickness (T) is about 0.5 to 5 mm. A plate-shaped permalloy can be produced by sheet metal processing or the like. For example, when the split magnetic shield device 1 of the present invention is used as a separate magnetic shield device that can be used for measurement in the nanobio region using magnetic beads as labels, as described above, usually, The diameter D (= 2R) is 400 mm to 1000 mm. The width (H) of the outer peripheral wall member 4 is 50 mm to 200 mm. If the width H of the outer peripheral wall member 4 is increased, a wider range can be shielded. According to the results of the experiments conducted by the present inventors, about 1/3 to 1/2 of the radius (R) of the first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B) is preferable. When the width (H) is less than 1/3 of the radius (R), the magnetic shielding effect decreases. When the width (H) is greater than or equal to 1/2 of the radius (R), the shield space S increases, but the radius (R) Compared to the case of less than 1/2, the compensation currents ia and ib are greatly increased by 1.5 times or more, which is not efficient in terms of cost performance.

本具体例１では、第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）は、厚さ（Ｔ）が５ｍｍのＰＣ級パーマロイ（比透磁率１００００）を使用して、直径（Ｄ）が６０ｃｍ、幅（Ｈ）が１０ｃｍの椀形状とされた。   In the first specific example, the first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B) are made of a PC class permalloy (relative magnetic permeability 10000) having a thickness (T) of 5 mm and a diameter (D). It was made into a bowl shape having a width of 60 cm and a width (H) of 10 cm.

対向配置された第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの外周壁部材４の間に形成される間隙Ｓｇは、上述したように、第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）の半径（Ｒ）の１／３〜１／２程度が好ましいが、本具体例１では、間隙Ｓｇ＝１００ｍｍとした。   As described above, the gap Sg formed between the outer peripheral wall members 4 of the first and second magnetic shield main bodies 2A and 2B arranged to face each other is the first and second magnetic shield main bodies 2 (2A and 2B). The radius (R) is preferably about 1/3 to 1/2 of the radius (R), but in this specific example 1, the gap Sg was set to 100 mm.

（磁気シールド効果）
図３は、上記具体例１に示す構成とされた第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）及び補償コイル１０ａ、１０ｂを備えた分離型磁気シールド装置１を使用した場合の本発明による磁気シールド効果を示す磁束線図である。つまり、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂは、厚さ（Ｔ）が５ｍｍ、比透磁率１００００のＰＣ級パーマロイで作製し、外径（Ｄ）が６０ｃｍ、外周壁部材４の幅（Ｈ）は１０ｃｍとされた。また、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの間隙Ｓｇは１０ｃｍとした。補償コイル１０ａ、１０ｂは、第１及び第２の磁気シールド本体２Ａ、２Ｂの外周壁部材４の幅（Ｈ）方向中央部（Ｈ／２）の位置に、且つ、外周壁部材４の外周面から外方へと５ｍｍ離隔した位置に設置した。 (Magnetic shield effect)
FIG. 3 shows a case where the separated magnetic shield device 1 including the first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B) and the compensation coils 10a and 10b configured as shown in the first specific example is used. It is a magnetic flux diagram which shows the magnetic shielding effect by invention. That is, the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B are made of PC class permalloy having a thickness (T) of 5 mm and a relative permeability of 10,000, an outer diameter (D) of 60 cm, and a width of the outer peripheral wall member 4. (H) was 10 cm. The gap Sg between the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B was 10 cm. The compensation coils 10a and 10b are located at the position of the central portion (H / 2) in the width (H) direction of the outer peripheral wall member 4 of the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B, and the outer peripheral surface of the outer peripheral wall member 4 It was installed at a position 5 mm away from the outside.

上構成の分離型磁気シールド装置１において、回転対称軸（垂直方向Ｚ軸）方向の１ガウス（Ｇ）（１０-4Ｔ）の一様な磁界に対して、補償コイル１０ａ、１０ｂは、総ターン数１００、１ターン当たり補償電流ｉａ、ｉｂを０．２３７Ａとして、即ち、１Ｇ磁界に対して２３．７６アンペア・ターンにて最適化することができた。 In the separation-type magnetic shield device 1 having the above configuration, the compensation coils 10a and 10b are configured so as to have a uniform magnetic field of 1 gauss (G) (10 −4 T) in the rotational symmetry axis (vertical Z axis) direction. It was possible to optimize the number of turns 100 and the compensation currents ia and ib per turn to 0.237 A, that is, 23.76 ampere turns for a 1 G magnetic field.

本発明の分離型磁気シールド装置１による磁気シールド効果を示す図３の磁束線図をみると、磁束線は、遮蔽空間Ｓ内には侵入していないことが分かる。シールド空間Ｓの中央部分での遮蔽率は、１／１０００以下、つまり、シールド比では１０００を超えている。参考までに、図４に、補償電流ｉａ、ｉｂを０（ゼロ）とした時の磁束線図を示す。図３と図４を比較すると、本発明の分離型磁気シールド装置１による磁気シールド効果が顕著であることが分かる。   If the magnetic flux diagram of FIG. 3 which shows the magnetic shielding effect by the separation-type magnetic shielding apparatus 1 of this invention is seen, it will be understood that the magnetic flux lines do not enter the shielding space S. The shielding rate at the central portion of the shield space S is 1/1000 or less, that is, the shield ratio exceeds 1000. For reference, FIG. 4 shows a magnetic flux diagram when the compensation currents ia and ib are set to 0 (zero). Comparing FIG. 3 and FIG. 4, it can be seen that the magnetic shield effect by the separated magnetic shield device 1 of the present invention is remarkable.

図５には、本発明の他の実施例である、図２（ａ）、（ｂ）に示す第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）の平板状端壁部材３の中央部に穴６を形成したときの磁気シールド効果を示す磁束線図である。穴６の大きさは直径を６ｃｍとした。それ以外は、具体例１に示す構成の分離型磁気シールド装置１である。本発明に従って、補償コイル１０ａ、１０ｂによる補償を実施することにより、良好なシールド空間Ｓを達成し得ることが分かる。   FIG. 5 shows the center of the flat end wall member 3 of the first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B) shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), which is another embodiment of the present invention. It is a magnetic flux diagram which shows the magnetic shielding effect when the hole 6 is formed in a part. The size of the hole 6 was 6 cm in diameter. Other than that is the separation type magnetic shield device 1 having the configuration shown in the first specific example. It can be seen that a good shield space S can be achieved by performing compensation with the compensation coils 10a, 10b according to the present invention.

更に、本発明によるシールド効果を確認するために図３及び図５の縦軸Ｚ＝０、即ち、水平面Ｈｐ位置での、Ｚ軸（回転対称軸）から水平面Ｈｐ上外側へＺ方向磁束密度成分を計算した結果を図６、図７に示す。即ち、図６は、磁気シールド中央水平面Ｈｐにおける磁束密度分布を示しており、縦軸（回転対称軸Ｏｚ）は磁束密度Ｚ方向成分、横軸は回転対称軸（Ｏｚ）からの半径方向距離（ｒ）を示す。図６は、図７における半径方向距離（ｒ）が０．２ｍ（２０ｃｍ）までの範囲の拡大図である。図７より、補償コイル１０ａ、１０ｂ付近の、即ち、半径ｒ＝０．３ｍ（３０ｃｍ）付近である外周壁部材４近傍位置では一旦磁束密度が増加するが、外周壁部材４の更に半径方向外方のｒ＝０．７ｍ（７０ｃｍ）付近では、印加した磁界の強度１（Ｇ）（１０-4Ｔ）であることが分かる。 Further, in order to confirm the shielding effect according to the present invention, the Z-direction magnetic flux density component from the Z axis (rotation symmetry axis) to the outer side on the horizontal plane Hp at the vertical axis Z = 0 in FIG. 3 and FIG. The results of calculating are shown in FIGS. That is, FIG. 6 shows the magnetic flux density distribution in the magnetic shield central horizontal plane Hp, the vertical axis (rotation symmetry axis Oz) is the magnetic flux density Z direction component, and the horizontal axis is the radial distance from the rotation symmetry axis (Oz) ( r). FIG. 6 is an enlarged view of the range in FIG. 7 where the radial distance (r) is up to 0.2 m (20 cm). As shown in FIG. 7, the magnetic flux density once increases in the vicinity of the compensation coils 10a and 10b, that is, in the vicinity of the outer peripheral wall member 4 in the vicinity of the radius r = 0.3 m (30 cm). In the vicinity of r = 0.7 m (70 cm), the strength of the applied magnetic field is 1 (G) (10 −4 T).

図６、図７を参照すると、シールド空間Ｓ内では、磁束密度が効果的に小さくなっており、本発明によれば、磁気シールド効果が顕著であることが分かる。   6 and 7, it can be seen that the magnetic flux density is effectively reduced in the shield space S, and according to the present invention, the magnetic shield effect is remarkable.

上述にて理解されるように、第１磁気シールド本体２Ａと第２磁気シールド本体２Ｂを、左右及び上下対称形状とした場合には、分離型磁気シールド装置１のシールド空間Ｓの略中央部に、回転対称軸Ｏｚに沿った方向（本実施例では上下方向）の磁界成分に対して、磁束線の密度の最も薄い場所が形成される。また、この場合には、磁気勾配が実質的にゼロとなる空間を提供することができる。   As understood from the above, when the first magnetic shield main body 2A and the second magnetic shield main body 2B are symmetrically formed in the left-right and up-and-down symmetry, they are formed in the substantially central portion of the shield space S of the separation type magnetic shield device 1. For the magnetic field component in the direction along the rotational symmetry axis Oz (vertical direction in the present embodiment), a place where the density of the magnetic flux lines is the thinnest is formed. In this case, a space where the magnetic gradient is substantially zero can be provided.

図１２に示す特許文献１に記載する分離型磁気シールド装置は、全方向の磁界をシールドし、シールドされている空間の中で、或る１点（若しくは、或る１点の範囲）の箇所の磁界を少なくするものであるが、本発明の分離型磁気シールド装置は、回転対称軸から或る一定距離（半径方向の一定距離）の全周領域での磁界をミニマム、即ち、０（ゼロ）或いは０（ゼロ）近傍の所定の大きさとするものである。これにより、本発明の分離型磁気シールド装置は、回転対称軸から一定半径の周のいずれかの位置で磁界を測定し、そこでの磁界をミニマムの大きさにすれば、その半径の周のどこでもそのミニマムの磁場を得られる。このように、本発明の分離型磁気シールド装置は、回転軸方向の磁界のレベルを測定しながら、計測対象物の磁界を測定できる点に特長を有している。   The separation-type magnetic shield device described in Patent Document 1 shown in FIG. 12 shields magnetic fields in all directions, and a certain point (or a range of one point) in the shielded space. However, in the separation type magnetic shield device of the present invention, the magnetic field in the entire circumferential region at a certain distance (a certain distance in the radial direction) from the rotational symmetry axis is minimized, that is, 0 (zero). ) Or a predetermined size near 0 (zero). As a result, the separation type magnetic shield device of the present invention measures the magnetic field at any position on the circumference of the fixed radius from the rotational symmetry axis, and if the magnetic field there is made the minimum size, it can be anywhere around the radius. You can get the minimum magnetic field. Thus, the separation type magnetic shield device of the present invention is characterized in that the magnetic field of the measurement object can be measured while measuring the level of the magnetic field in the rotation axis direction.

尚、本発明の分離型磁気シールド装置１は、第１磁気シールド本体２Ａと第２磁気シールド本体２Ｂのいずれか、或いは、両磁気シールド本体２Ａ、２Ｂとも可動とすることも可能である。離間態様としては、例えば、可動の磁気シールド本体２Ａは、図１（ｂ）に一点鎖線にて示すように、他方の磁気シールド本体２Ｂに対して垂直方向に移動する構成とされているが、水平方向に平行に移動する構成とすることもできる。   In the separation type magnetic shield device 1 of the present invention, either the first magnetic shield main body 2A or the second magnetic shield main body 2B, or both the magnetic shield main bodies 2A, 2B can be movable. As the separation mode, for example, the movable magnetic shield main body 2A is configured to move in the vertical direction with respect to the other magnetic shield main body 2B, as shown by a one-dot chain line in FIG. It can also be set as the structure which moves in parallel with a horizontal direction.

また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、磁気シールド本体２の平板状端部材３に穴６を形成した構成では、装置上方から磁束計が分離型磁気シールド装置１の内部空間Ｓへと装入して取り付けることが可能となる。また、この穴６を装置内部の観察用の目視窓として利用することもできる。   Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, in the configuration in which the hole 6 is formed in the flat plate end member 3 of the magnetic shield main body 2, the magnetometer is disposed in the internal space of the separation type magnetic shield device 1 from above the device. It becomes possible to load and attach to S. Moreover, this hole 6 can also be utilized as a viewing window for observation inside the apparatus.

従って、本発明の高性能な分離型磁気シールド装置１は、シールド空間Ｓへの高いアクセス性を提供し、広い分野での応用が見込める。   Therefore, the high-performance separated magnetic shield device 1 of the present invention provides high accessibility to the shield space S and can be applied in a wide range of fields.

つまり、上述したように、本発明の分離型磁気シールド装置は、より簡易型の装置として、例えば、計測分野における、心臓磁界計測、動物生体磁気計測、更には、磁気ビーズを標識として用いるナノバイオ領域での計測などに有効に利用することができる。   That is, as described above, the separation-type magnetic shield device of the present invention is a simpler device, for example, in the field of measurement, cardiac magnetic field measurement, animal biomagnetism measurement, and nanobio region using magnetic beads as labels. It can be used effectively for measurement in the field.

実施例２
次に、本発明の分離型磁気シールド装置１の磁気シェルを構成する磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）の他の実施例について説明する。 Example 2
Next, another embodiment of the magnetic shield body 2 (2A, 2B) constituting the magnetic shell of the separation type magnetic shield device 1 of the present invention will be described.

上述のように、第１磁気シールド本体２Ａと第２磁気シールド本体２Ｂは、同じ構成とされるので、以下の説明では、第１及び第２磁気シールド本体２Ａ、２Ｂを、特に、区別することを必要としない場合には、磁気シールド本体２と総称して説明する。   As described above, since the first magnetic shield body 2A and the second magnetic shield body 2B have the same configuration, the first and second magnetic shield bodies 2A and 2B are particularly distinguished in the following description. In the case where it is not necessary, the magnetic shield main body 2 will be collectively referred to.

図８を参照すると、磁気シールド本体２は、所定の形状に作製された支持体２１と、この支持体２１にて保持される磁性体２４とにて構成される。   Referring to FIG. 8, the magnetic shield main body 2 is composed of a support body 21 made in a predetermined shape and a magnetic body 24 held by the support body 21.

本実施例にて、支持体２１は、磁性体２４を挟持する態様で設けられた内層支持体２２と表層支持体２３とにて構成される。内層支持体２２及び表層支持体２３は、それぞれ、一端が平板状の端壁部材２２ａ、２３ａと、この端壁部材２２ａ、２３ａの外周に沿って鍔状に形成された外周壁部材２２ｂ、２３ｂとにて形成されており、従って、端壁部材２２ａ、２３ａの反対側端である他端は開口部５とされる。   In this embodiment, the support 21 is composed of an inner layer support 22 and a surface layer support 23 that are provided in such a manner as to sandwich the magnetic body 24. Each of the inner layer support 22 and the surface layer support 23 has end wall members 22a and 23a each having a flat plate shape, and outer peripheral wall members 22b and 23b formed in a bowl shape along the outer periphery of the end wall members 22a and 23a. Therefore, the other end which is the opposite end of the end wall members 22a and 23a is the opening 5.

本実施例では、支持体２１を構成する内層支持体２２及び表層支持体２３は、紙、樹脂、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、非磁性金属、その他種々の材料が使用可能であるが、本実施例では、ＦＲＰにて作製した。ＦＲＰの強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステル、ポリエチレンなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用され、樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又は、フェノール樹脂が使用される。   In this embodiment, paper, resin, FRP (fiber reinforced plastic), nonmagnetic metal, and other various materials can be used for the inner layer support 22 and the surface layer support 23 constituting the support 21. In the example, it was prepared by FRP. As the reinforcing fiber of FRP, inorganic fibers such as carbon fiber, glass fiber and basalt fiber; metal fibers such as boron fiber, titanium fiber and steel fiber; aramid, PBO (polyparaphenylene benzbisoxazole), polyamide, polyarylate, Organic fibers such as polyester and polyethylene are used singly or in a mixture of a plurality of types, and used as a resin are normal temperature curable or thermosetting epoxy resin, vinyl ester resin, MMA resin, acrylic resin. An unsaturated polyester resin or a phenol resin is used.

また、磁性体２４は、アモルファス磁性薄帯、例えば、Ｃｏ系アモルファス磁性薄帯、例えば、メットグラス２７０５Ｍが好適に使用される。他に、微結晶磁性薄帯も使用することができるが、本実施例では、メットグラス２７０５Ｍを使用した。この場合、磁性体２４は、ＦＲＰ製内層支持体２２の端壁部材２２ａ及び外周壁部材２２ｂの外表面に接着剤にて貼着されるものとする。磁性体、即ち、磁性薄帯２４を層状に積層して構成するのが好ましい。磁性薄帯２４は、好ましくは、幅２５〜２００ｍｍの、厚さ１５μｍ以上、５００μｍ以下とされる磁性薄帯を、複数層積層した積層構造とされる。例えば２０μｍ厚の磁性薄帯を１０層〜３０層、或いは、作製される磁気シールド本体２のサイズによっては、更にそれ以上の層数を積層し、更にまた、これら積層体を二重、三重に重ね合わせて構成することができる。   As the magnetic body 24, an amorphous magnetic ribbon, for example, a Co-based amorphous magnetic ribbon, for example, Metglass 2705M is preferably used. In addition, although a microcrystalline magnetic ribbon can be used, in this example, Metgrass 2705M was used. In this case, the magnetic body 24 is attached to the outer surfaces of the end wall member 22a and the outer peripheral wall member 22b of the FRP inner layer support 22 with an adhesive. It is preferable that the magnetic material, that is, the magnetic ribbon 24 is laminated in layers. The magnetic ribbon 24 preferably has a laminated structure in which a plurality of magnetic ribbons having a width of 25 to 200 mm and a thickness of 15 μm to 500 μm are stacked. For example, 10 to 30 layers of a magnetic ribbon having a thickness of 20 μm, or more layers depending on the size of the magnetic shield body 2 to be produced, and further, these laminates are doubled or tripled. It can be configured by overlapping.

また、ＦＲＰ製内層支持体２２の外表面に貼着された磁性体２４の外表面上には、表層支持体２３が設けられる。勿論、所望に応じて、支持体２１は、内層支持体２２及び表層支持体外層２３のいずれかを省略して作製することも可能である。   A surface layer support 23 is provided on the outer surface of the magnetic body 24 adhered to the outer surface of the FRP inner layer support 22. Of course, the support 21 can be produced by omitting one of the inner layer support 22 and the outer surface support outer layer 23 as desired.

次に、本実施例における第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）について、その製造方法を説明し、具体的寸法形状の一例について説明する。   Next, a manufacturing method for the first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B) in the present embodiment will be described, and an example of specific dimensions and shapes will be described.

（具体例２）
図９〜図１１を参照すると、本具体例２にて、ＦＲＰ支持体２１を成型するための型２００は、直径６０５ｍｍ、高さ２５０ｍｍの円筒金属パイプ２０１に上蓋２０２を溶接で固着して作製した。 (Specific example 2)
Referring to FIGS. 9 to 11, in this second specific example, a mold 200 for molding the FRP support 21 is manufactured by fixing an upper lid 202 to a cylindrical metal pipe 201 having a diameter of 605 mm and a height of 250 mm by welding. did.

この型２００に、ガラス繊維クロスプリプレグ（繊維目付２７０ｇ／ｍ2）、炭素繊維プリプレグ（繊維目付４００ｇ／ｍ2）及びガラス繊維クロスプリプレグ（繊維目付４２９ｇ／ｍ2）を積層して、硬化し、ＦＲＰ内層支持体２２を形成した。 A glass fiber prepreg (fiber basis weight 270 g / m 2 ), a carbon fiber prepreg (fiber basis weight 400 g / m 2 ) and a glass fiber cross prepreg (fiber basis weight 429 g / m 2 ) are laminated on the mold 200 and cured. The FRP inner layer support 22 was formed.

次いで、上記成形硬化されたＦＲＰ内層支持体２２の上に、幅５０．８ｍｍ、厚さ０．０２ｍｍのアモルファス磁性薄帯（メットグラス２７０５Ｍ）を、本実施例では、２０層積層して磁性体層２４を形成した。   Next, 20 layers of amorphous magnetic ribbon (Metglass 2705M) having a width of 50.8 mm and a thickness of 0.02 mm are laminated on the above-molded and cured FRP inner layer support 22 in this embodiment to form a magnetic material. Layer 24 was formed.

更に説明すれば、磁気シールド本体２の平板状端壁部材３を形成するために、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、内層支持体２２の平板状端壁部材２２ａ上には、磁性薄帯２４ａを磁気的空隙が生じないようにして積層して作製される。このとき、第１層目は０°方向に配向し、第２層目は４５°方向に配向し、第３層目は９０°方向に配向し、第４層目は１３５°方向に配向する、といったように配向角度を互いに変えながら積層するのが好ましい。磁性薄帯２４ａは、図１０（ｅ）に示すように、互いにその縁部に沿って重なり合うように積層することもできる。   More specifically, in order to form the flat end wall member 3 of the magnetic shield main body 2, as shown in FIGS. 10 (a) to 10 (d), the flat end wall member 22a of the inner layer support 22 is formed on the flat end wall member 22a. The magnetic ribbon 24a is laminated so as not to generate a magnetic gap. At this time, the first layer is oriented in the 0 ° direction, the second layer is oriented in the 45 ° direction, the third layer is oriented in the 90 ° direction, and the fourth layer is oriented in the 135 ° direction. It is preferable to stack the layers while changing the orientation angle. As shown in FIG. 10E, the magnetic ribbons 24a can be laminated so as to overlap each other along the edge thereof.

また、磁気シールド本体２の外周面壁部材４を形成するために、内層支持体２２の外周面壁部材２２ｂ上には、磁性薄帯２４ｂを互いにその円周方向縁部に沿って図１１（ａ）、（ｃ）に示すように、磁気的空隙が生じないようにして巻き付け、積層して作製される。このとき、磁性薄帯２４ｂは、互いにその縁部に沿って重なり合うように積層することもできる。   Further, in order to form the outer peripheral surface wall member 4 of the magnetic shield main body 2, the magnetic ribbon 24b is disposed on the outer peripheral surface wall member 22b of the inner layer support 22 along the circumferential edge of each other as shown in FIG. As shown in (c), it is produced by winding and laminating so as not to generate a magnetic gap. At this time, the magnetic ribbons 24b can be laminated so as to overlap each other along the edge thereof.

なお、平板状端壁部材２２ａを形成する磁性体層２４ａと、外周面壁部材２２ｂを形成する磁性体層２４ｂは、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、連結磁性体２４ｃを配置し、曲がり込みラップすることによって、磁気的空隙が生じないようにする。このとき、磁性薄帯２４ｃは、互いにその縁部に沿って重なり合うように積層することもできる。   The magnetic layer 24a that forms the flat end wall member 22a and the magnetic layer 24b that forms the outer peripheral wall member 22b are connected to each other as shown in FIGS. 11 (a), (b), and (c). The body 24c is arranged, bent and wrapped so as not to generate a magnetic gap. At this time, the magnetic ribbons 24c can be laminated so as to overlap each other along the edge thereof.

上述のようにして、内層支持体２２上に磁性体薄層２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）が積層し接着固定された後、磁性体薄層２４の外表面に、樹脂未含浸のポリエチレンクロスシート（繊維目付９．５ｇ／ｍ2）、炭素繊維クロスシート（繊維目付６３５ｇ／ｍ2）及びポリエチレンクロスシート（繊維目付５００ｇ／ｍ2）を積層し、樹脂を含浸して、硬化し、ＦＲＰ製表層支持体２３を形成した。 As described above, after the magnetic thin layer 24 (24a, 24b, 24c) is laminated on the inner layer support 22 and bonded and fixed, the outer surface of the magnetic thin layer 24 is not impregnated with resin. (Fiber basis weight 9.5 g / m 2 ), carbon fiber cloth sheet (fiber basis weight 635 g / m 2 ) and polyethylene cloth sheet (fiber basis weight 500 g / m 2 ) are laminated, impregnated with resin, cured, and made of FRP A surface layer support 23 was formed.

このようにして作製した第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）は、内層支持体２２の内径（Ｄ１）が６０５ｍｍ、支持体２１の平板状端壁部材２２ａ、２３ａの中心には、直径（ｄ１）が８０ｍｍの穴６が形成された。また、磁気シールド本体２の高さ（Ｈ１）は１２０ｍｍであった。磁性体２４の外径（Ｄ）は６００ｍｍ、磁性体２４の端壁部材２４ａに形成した孔径（ｄ）は１００ｍｍ、磁性体２４の外周壁部材２４ｂの幅（Ｈ）は１００ｍｍであった。つまり、磁性体２４の端面は、ＦＲＰにて被覆し、外部に露出しないようにした。   The first and second magnetic shield bodies 2 (2A, 2B) thus produced have an inner diameter (D1) of the inner layer support 22 of 605 mm, and are centered on the flat end wall members 22a and 23a of the support 21. The hole 6 having a diameter (d1) of 80 mm was formed. The height (H1) of the magnetic shield main body 2 was 120 mm. The outer diameter (D) of the magnetic body 24 was 600 mm, the hole diameter (d) formed in the end wall member 24a of the magnetic body 24 was 100 mm, and the width (H) of the outer peripheral wall member 24b of the magnetic body 24 was 100 mm. That is, the end face of the magnetic body 24 is covered with FRP so as not to be exposed to the outside.

また、上記構成の第１及び第２の磁気シールド本体２（２Ａ、２Ｂ）の外周壁面に、その中央部に位置して補償コイル１０（１０ａ、１０ｂ）を設置した。   Moreover, the compensation coil 10 (10a, 10b) was installed in the outer peripheral wall surface of the 1st and 2nd magnetic shield main body 2 (2A, 2B) of the said structure located in the center part.

このようにして作製した分離型磁気シールド装置１を使用した場合の磁束線図は、上述した図５に示すと同様のものであり、本実施例の構成とされる本発明の分離型磁気シールド装置１のシールド効果が立証された。   The magnetic flux diagram in the case of using the separation type magnetic shield device 1 manufactured in this way is the same as that shown in FIG. 5 described above, and the separation type magnetic shield of the present invention configured as in this embodiment. The shielding effect of the device 1 was proved.

１ 分離型磁気シールド装置
２（２Ａ、２Ｂ） 磁気シールド本体
３ 端壁部材
４ 外周壁部材
５ 開口部
１０（１０ａ、１０ｂ） 補償コイル
２１ 支持体
２２ 内層支持体
２３ 表層支持体
２４ 磁性体
３００ 磁界センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Separate type magnetic shield apparatus 2 (2A, 2B) Magnetic shield main body 3 End wall member 4 Outer peripheral wall member 5 Opening part 10 (10a, 10b) Compensation coil 21 Support body 22 Inner layer support body 23 Surface layer support body 24 Magnetic body 300 Magnetic field Sensor

Claims (9)

回転対称軸を有する第１磁気シールド本体と、回転対称軸を有する第２磁気シールド本体を有し、前記第１磁気シールド本体と前記第２磁気シールド本体は、対向配置されて内部にシールド空間を形成する分離型磁気シールド装置であって、
前記第１磁気シールド本体及び第２磁気シールド本体は、それぞれ、回転対称軸に対して垂直な平板状の端壁部材と、一端が前記端壁部材の外周部に接続され、他端が開口部とされる前記端壁部材の外周に沿って鍔状に形成された外周壁部材とを有し、
前記第１磁気シールド本体及び第２磁気シールド本体は、それぞれ、回転対称軸を一致させて、且つ、前記開口部が対向するようにして互いに所定距離離間して設置され、前記第１磁気シールド本体及び第２磁気シールド本体の内部に前記シールド空間が形成され、
前記第１磁気シールド本体及び前記第２磁気シールド本体の前記外周壁部材には、その周面に沿って巻き回した導体からなる補償コイルを設置して、電流を流し、
前記第１磁気シールド本体及び前記第２磁気シールド本体の回転対称軸方向の磁束を、前記補償コイルに発生する磁界により偏向し、前記シールド空間への磁束の流れ込みを阻止することを特徴とする分離型磁気シールド装置。 A first magnetic shield body having a rotationally symmetric axis; and a second magnetic shield body having a rotationally symmetric axis, wherein the first magnetic shield body and the second magnetic shield body are arranged to face each other to form a shield space inside. A separation type magnetic shield device to be formed,
The first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body each have a flat end wall member perpendicular to the rotational symmetry axis, one end connected to the outer peripheral portion of the end wall member, and the other end opened. An outer peripheral wall member formed like a bowl along the outer periphery of the end wall member,
The first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body are installed with a rotational symmetry axis coincident with each other and spaced apart from each other by a predetermined distance so that the opening faces each other. And the shield space is formed inside the second magnetic shield body,
The outer peripheral wall member of the first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body is provided with a compensation coil made of a conductor wound along the peripheral surface thereof, and a current is passed therethrough,
Separation characterized in that the magnetic flux in the rotationally symmetric axial direction of the first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body is deflected by a magnetic field generated in the compensation coil to prevent the magnetic flux from flowing into the shield space. Type magnetic shield device. 前記第１磁気シールド本体と前記第２磁気シールド本体は、回転対称軸に対して垂直な水平面に対して対称形状とされることを特徴とする請求項１に記載の分離型磁気シールド装置。   2. The separation type magnetic shield apparatus according to claim 1, wherein the first magnetic shield body and the second magnetic shield body are symmetrical with respect to a horizontal plane perpendicular to a rotational symmetry axis. 前記第１磁気シールド本体と前記第２磁気シールド本体は、磁性体材料を成形して作製されることを特徴とする請求項１又は２に記載の分離型磁気シールド装置。   3. The separation type magnetic shield device according to claim 1, wherein the first magnetic shield body and the second magnetic shield body are produced by molding a magnetic material. 前記第１磁気シールド本体と前記第２磁気シールド本体は、支持体に磁性薄帯を積層して設けることにより形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の分離型磁気シールド装置。   3. The separation type magnetic shield device according to claim 1, wherein the first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body are formed by stacking magnetic thin strips on a support. 前記支持体は、繊維強化プラスチックにて作製されることを特徴とする請求項４に記載の分離型磁気シールド装置。   The separation type magnetic shield apparatus according to claim 4, wherein the support is made of fiber reinforced plastic. 前記第１磁気シールド本体及び前記第２磁気シールド本体の前記外周壁部材は、回転対称軸に垂直な横断面形状が円形とされることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の分離型磁気シールド装置。   6. The outer peripheral wall member of the first magnetic shield body and the second magnetic shield body has a circular cross-sectional shape perpendicular to the rotational symmetry axis, according to any one of claims 1 to 5. The separation-type magnetic shield device described. 前記第１磁気シールド本体及び前記第２磁気シールド本体の前記外周壁部材の回転対称軸に沿った方向の幅は、前記外周壁部材の半径の（１／３）〜（１／２）とされることを特徴とする請求項６に記載の分離型磁気シールド装置。   The width of the first magnetic shield body and the second magnetic shield body in the direction along the rotational symmetry axis of the outer peripheral wall member is set to (1/3) to (1/2) of the radius of the outer peripheral wall member. The separation-type magnetic shield device according to claim 6. 前記第１磁気シールド本体及び第２磁気シールド本体にて形成される前記シールド空間内に磁界センサを設置して前記シールド空間内の回転対称軸方向の磁界を検出し、前記補償コイルの電流を調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の分離型磁気シールド装置。   A magnetic field sensor is installed in the shield space formed by the first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body to detect a magnetic field in a rotationally symmetric axial direction in the shield space and adjust the current of the compensation coil. The separation type magnetic shield device according to any one of claims 1 to 7, wherein 前記磁界センサは、前記第１磁気シールド本体と前記第２磁気シールド本体の開口部が所定距離離間して対称配置されて形成される空隙部の所定位置に設置されることを特徴とする請求項８に記載の分離型磁気シールド装置。   The magnetic field sensor is installed at a predetermined position of a gap formed by symmetrically arranging openings of the first magnetic shield main body and the second magnetic shield main body at a predetermined distance. 9. The separation type magnetic shield device according to 8.
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