JP2892093B2 - 磁気遮へい方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気遮へい方法に関し、詳しくは磁場中に配
置された物体または空間を磁気遮へいする方法に関す
る。

［従来の技術］ 近来、超電導技術の発達によって大電流による超強磁
場の利用が盛んになりつつあり、これを用いたものとし
て医療用磁気共鳴画像化装置（MRI）、超伝導磁気浮上
列車、超電導船等が知られている。この超強磁場の利用
に伴い、人体およびそれを取り巻く環境に対して十分な
保護をするために、種々の磁気遮へい方法が知られてい
る。例えば、磁性体を磁場内に配置して磁気遮へいす
る方法、超電導体のマイスナー効果を利用して磁気遮
へいする方法、電流により逆磁場を発生させて磁場を
打ち消す方法等がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のような磁気遮へい方法において
は、以下の問題が生じていた。

の方法においては、磁性体によって磁気遮へいを行
なうため、遮へい物自身の重量が過大となってしまう。
また、強磁場中では磁気飽和を起こしてしまうことがあ
る。

の方法においては、超電導体が極低温動作であるた
め、極低温保存容器を用いなければならず、広い面積に
亘っての磁気遮へいに適用することは困難である。

の方法においては、部分的には有効であるが、全体
に亘っての磁気遮へいは均一に行なわれない。

本発明の磁気遮へい方法は上記課題を解決し、簡易な
構成で磁気遮へいの対象となる領域内における磁場の強
さを均一に減少させることを目的とする。

発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明の磁気遮へい方法は、 板状の非磁性体からなるパネルの外周近傍に沿って巻
かれたループコイルを備えた磁気遮へいユニット板を複
数並設して磁気遮へいの対象となる領域の境界面を覆
い、各ループコイル平面を貫く磁場を打ち消すため各ル
ープコイルに流す電流を個々に制御するようにしたこと
を特徴とする。

なお、遮へいすべき磁場の強さが変動する場合は、ホ
ール素子を用いて磁気量を電気量に変換する磁気センサ
を上記磁気遮へいユニット板の中央部に設けるととも
に、該磁気センサの出力電圧に応じてループコイルに流
す電流を制御する。

［作用］ 上記構成を有する本発明の磁気遮へい方法は、板状の
非磁性体からなるパネルの外周近傍に沿って巻かれたル
ープコイルを備えた磁気遮へいユニット板を複数並設し
て磁気遮へいの対象となる領域の境界面を覆い、そのル
ープコイルに流す電流を個々に制御して、各ループ平面
を貫く磁場の強さを減少させる。即ち、磁気遮へいユニ
ット板は、非磁性体のパネルに、そのパネルの外周近傍
で外周に沿って巻かれたループコイルが備えられてお
り、このループコイルに直流電流を流すと、パネル面に
垂直に磁場が発生する。従って、磁気遮へいユニット板
を磁気遮へいの対象となる領域の境界面に設置し、領域
内に生じている磁場を打ち消すように電流を流せば、領
域内の磁場の強さは減少する。また、複数の磁気遮へい
ユニット板を連接すれば、対象となる領域を簡単に覆う
ことができ、上述した磁気遮へい方法により領域全体に
亘る磁場の強さを一様に減少できる。

さらに、ホール素子を用いて磁気量を電気量に変換す
る磁気センサを上記磁気遮へいユニット板の中央部に設
けて、該磁気センサの出力電圧に応じてループコイルに
流す電流を制御するようにすれば、予め磁場の強さを測
定しループコイルの電流調整を行う必要がなくなるばか
りでなく、打ち消すべき磁場の強さが変動しても、それ
に追従して打ち消すように磁場を発生させることができ
る。

［実施例］ 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにする
ために、以下本発明の磁気遮へい方法の好適な実施例に
ついて説明する。

第１図は、一実施例としての磁気遮へい方法を実施す
るために用いられる磁気遮へい装置を表し、第２図は、
磁気遮へい装置を構成する磁気遮へいユニットを表す概
略斜視図である。

第２図に示すように、磁気遮へいユニット３は、磁気
遮へいユニット板５と電流可変型直流電源（以下、単に
直流電源と呼ぶ）７とからなる。磁気遮へいユニット板
５は、非磁性体である樹脂製の正方形のパネル９内にル
ープコイル11を埋設した薄い平板である。パネル９の一
辺は、本実施例では50cmであるが、用途に応じて任意の
長さで形成してもよい。ループコイル11は、パネル９の
外周に沿って平たく巻かれている。第２図は、磁気遮へ
いの原理を説明するために、ループコイル11は２周しか
巻かれていないが、実際には、発生させる磁場の強さお
よび流す電流に応じて巻き数は設定される。ループコイ
ル11の両端は、パネル９面のコーナーに設けられたター
ミナル13a、13bおよびリード線15を介して直流電源７に
接続される。直流電源７は、ループコイル11に直流電流
を流す電源であり、その電流値はボリューム7aの操作に
より所定範囲内で調節可能となっている。

この磁気遮へいユニット３を複数用いて、第１図に示
すように、磁気遮へい装置１は構成される。磁気遮へい
装置１は、磁気遮へいしたい領域（空間あるいは物体）
の全部あるいは一部を、複数の電磁遮へいユニット板５
を連結部材（図示略）により連結して取り囲む。本実施
例では、磁気遮へいしたい空間（以下、特定空間Ｓと呼
ぶ）を４角筒状に取り囲む。そして、各磁気遮へいユニ
ット３毎に備えられる直流電源７を、電源ボックス17内
に収納する。

この特定空間Ｓは、第１図の矢印Ａ方向に磁力線が貫
く磁場内にある。この磁力線分布を第３図（第１図の左
手前方向から見た図）に示す。磁力線Ｂの単位面積当た
りの本数が磁場の強さを表している。

特定空間Ｓを磁気遮へいする場合には、特定空間Ｓの
２つの境界面P1、P2に配置された電磁遮へいユニット板
５のループコイル11に、各々予め設定された値（後述す
る）の電流を流す。尚、境界面P3、P4に配置されたルー
プコイル11には電流を流さない。ここで、特定空間Ｓが
磁場内にないとした場合には、ループコイル11に直流電
流が流れると、特定空間Ｓおよびその周囲には、第４図
に示すように磁力線Ｂが発生する。各ループコイル11毎
の電流値は、第３図に示した磁力線Ｂと逆方向で、しか
も、磁場の強さ（磁力線Ｂの密度；磁束密度）が等しく
なるように設定されている。即ち、予め、各電磁遮へい
ユニット板５の配置される位置での磁場の強さを磁気セ
ンサ等により検出しておき、この磁場と逆方向で磁束密
度の等しい磁場を発生するだけの電流を流すのである。

特定空間Ｓが磁場内にある場合、各ループコイル11
に、このように設定された電流を流すと、特定空間Ｓ内
を貫いていた磁力線Ｂは、ループコイル11により発生す
る磁力線Ｂにより打ち消され、特定空間Ｓ内の磁場の強
さは減少する。即ち、第５図に示すような磁力線分布と
なり、特定空間Ｓ内の磁力線数が減少（磁場の強さが減
少）する。この結果、特定空間Ｓ内の磁気遮へいが実現
される。

以上説明した磁気遮へい装置１を用いた磁気遮へい方
法によれば、特定空間Ｓの磁気遮へいを、複数の磁気遮
へいユニット３に分担し、各ループコイル11に流す電流
を、各磁気遮へいユニット板５の配置された位置での磁
場の強さに対応した値に個々に設定しているため、広範
囲に亘って一様に磁場の強さを減少させることができ
る。この結果、簡易な構成で特定空間Ｓの不均一な磁場
を希望する値にまで均一に減少させることができる。

また、磁気遮へいユニット板５を用いているため、簡
単に所望の形に特定空間を覆うことができる。しかも、
持ち運びも容易であり、分解して他の特定空間の磁気遮
へいに流用することも可能である。従って、特定空間毎
にオーダーメイドで磁気遮へい装置を製作するといった
大がかりなものにはならない。また、サイズ・形の異な
る複数種類の磁気遮へいユニット板５を用意しておけ
ば、一層、複雑な覆い方に対処できる。更に、ループコ
イル11の巻き数の異なる複数種類の磁気遮へいユニット
板５を用意しておけば、電流可変型直流電源７を用いず
に定電流電源を用いても、打ち消し用の逆磁場の強さを
個々に設定することができる。この場合には、磁気遮へ
いユニット板５の数だけ電源を用意する必要はなく、各
ループコイル11を直列接続して電流を流しても、広範囲
に亘って一様に磁場の強さを減少させることができる。

以上説明した磁気遮へい装置を用いた場合には、予め
磁気遮へいユニット板５を配置する位置での磁場の強さ
を測定しておく必要があるが、以下に示す磁気遮へいユ
ニットを用いればその必要はなくなる。

第６図は、別の実施例としての磁気遮へいユニットを
表す。磁気遮へいユニット21は、磁気遮へいユニット板
23と電流制御増幅器25とからなる。磁気遮へいユニット
板23は、前記実施例で示した磁気遮へいユニット板５の
パネル９の中央部に磁気センサ27を埋設したものであ
る。磁気センサ27は、ホール素子を用いて磁気量を電気
量（ホール出力電圧）に変換するもので、磁場の強さに
比例した電圧を出力する。磁気センサ27およびループコ
イル11は、それぞれケーブル29およびリード線15を介し
て電流制御増幅器25に接続される。

電流制御増幅器25は、磁気センサ27の出力電圧に応じ
てループコイル11に直流電流を流す電源であり、磁気セ
ンサ27の出力電圧をフィードバック信号に用い、この出
力電圧が最小になるようにループコイル11の電流を制御
する。即ち、磁気遮へいユニット板23を貫く磁場の強さ
が最小になるように、ループコイル11の電流を制御する
フィードバックアンプである。

この磁気遮へいユニット21を複数用いて、特定空間Ｓ
の磁気遮へいを行なえば、前記実施例の効果に加えて、
磁場の変化に対応できるものとなる。即ち、特定空間Ｓ
の磁場の強さが変動しても、それに追従して打ち消すよ
うな磁場を発生させることができる。また、予め磁場の
強さを測定しループコイル11の電流調整を行なう必要は
なくなる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
うした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し
得ることは勿論である。例えば、本発明の磁気遮へいユ
ニット板においては、パネル面の形状を４角形にする必
要はなく、その材質も非磁性体であれば様々なもの（例
えば、アルミニウム）が適用できる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の磁気遮へい方法によれ
ば、板状の非磁性体からなるパネルの外周近傍に沿って
巻かれたループコイルを備えた磁気遮へいユニット板を
複数並設して磁気遮へいの対象となる領域の境界面を覆
い、各ループコイルに流す電流を、ループコイル平面を
貫く磁場の強さを減少させるように個々に制御している
ため、磁気遮へいの対象となる領域内における不均一な
磁場の強さを均一に減少することができる。また、磁気
遮へいユニット板であるので、簡単に所望の形に特定空
間を覆うことができ、持ち運びも容易であり、分解して
他の特定空間の磁気遮へいに流用することも可能であ
る。従って、特定空間毎にオーダーメイドで磁気遮へい
装置を製作するといった大がかりなものにはならない。
さらに、ホール素子を用いて磁気量を電気量に変換する
磁気センサを上記磁気遮へいユニット板の中央部に設け
て、該磁気センサの出力電圧に応じてループコイルに流
す電流を制御するようにすれば、予め磁場の強さを測定
しループコイルの電流調整を行う必要がなくなるばかり
でなく、打ち消すべき磁場の強さが変動しても、それに
追従して打ち消すように磁場を発生させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気遮へい方法を実施するために用い
られる一実施例としての磁気遮へい装置の概略斜視図、
第２図は磁気遮へい装置を構成する磁気遮へいユニット
を表す概略斜視図、第３図ないし第５図は磁力線分布を
表す説明図、第６図は別の実施例としての磁気遮へいユ
ニットの概略斜視図である。 １…磁気遮へい装置 ３、21…磁気遮へいユニット ５、23…磁気遮へいユニット板 ７…電流可変型直流電源 ９…パネル、11…ループコイル Ｓ…特定空間

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状の非磁性体からなるパネルの外周近傍
   に沿って巻かれたループコイルを備えた磁気遮へいユニ
   ット板を複数並設して磁気遮へいの対象となる領域の境
   界面を覆い、各ループコイル平面を貫く磁場を打ち消す
   ため各ループコイルに流す電流を個々に制御するように
   したことを特徴とする磁気遮へい方法。
2. 【請求項２】ホール素子を用いて磁気量を電気量に変換
   する磁気センサを上記磁気遮へいユニット板の中央部に
   設け、該磁気センサの出力電圧に応じてループコイルに
   流す電流を制御するようにしたことを特徴とする請求項
   （１）に記載の磁気遮へい方法。