JPH0373598A - 磁気シールド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ この発明は、磁気シールド装置、例えば医療用磁気共鳴
イメージング装置などの電磁石が発生する磁界を遮蔽す
るための磁気シールド装置に間するものである。

［従来の技術］ 第３図は従来の磁気シールド装置の一例として磁気共鳴
イメージング装置用の磁気シールド装置を示す一部切り
欠き斜視図である。

図において、符号〈１〉は靜磁界発生用の円筒形のコイ
ル（２）を有する電磁石であり、図では簡略化のため１
１ｉＩのコイル（２）を有するものを示したが、通常は
複数個の円筒形のコイル（２〉を組み合わせて用いてい
る。（３）は電磁石く１）の外周に設けられた磁気シー
ルド装置であり、この磁気シールド装置（３）は、それ
ぞれ単一の磁気シールド材（磁性材料）からなる端板（
３ａ）及びヨーク（３ｂ）からなっている。

上記のような磁気共鳴イメージング装置では、電磁石（
１）によって、図中破線で示す必要な磁界発生領域（４
）に発生される静磁界は、概略で０．１〜２テスラの高
い磁束密度のものであり、かつ３５ｃｚの球空間で例え
ば１０ｐｐｍ以下の高均一度が要求される。これに対し
て電磁石（１）は、円筒形のコイル〈２〉を用いている
ため、必要な磁界発生領域（４）以外に、例えば第４図
の左半分に示すように、その周囲にも広く漏洩磁界を発
生する。

第４図において、符号（５ｍ）〜（５ｄ）はそれぞれ等
磁束密度線であり、（５ａ）は１０ガウス、（５ｂ）は
５ガウス、（５ｃ）は３ガウス、（５ｄ〉は１ガウスで
ある。

このような外部漏洩磁界中に、磁気による影響を受は易
い機器が位置すると、この機器の使用に支障が生じてし
まう０例えば、カラーテレビは１ガウス以上で色ずれ等
の支障を生じてしまう。

そこで、電磁石（１）の周囲を単一磁性体からなる磁気
シールド装置（３）で包囲して外部漏洩磁界の低減を行
っている。この磁気シールド装置（３）は、電磁石（１
）の周囲の磁化力の高い領域に設けられるため、高い磁
化力領域で高い通過磁束密度となる磁性材料、例えば電
磁軟鉄板を材料としているにのような磁気シールド装置
く３）によって、第４図の右半分に示されるように、外
部漏洩磁界が低減される。

次に、磁気シールド装！（３）のシールド効果を、磁束
の磁路に着目して説明する。第５図の磁束１ｉｃｓ中矢
印）に示すように、コイル（２）で発生した磁束の一部
は、透磁率の高い磁気シールド装置（３）内に集中して
いる。この磁気シールド装置（３）を通る磁束は、主に
大気中から一方の端板（３＆）の端部に飛び込み、他方
の端板（３ａ）の端部から大気中に出て行く。このよう
に、磁気シールド装置（３）内に磁束が集中することに
より、磁気シールド装置（３）外への漏洩磁束は減少す
る。

一方、このような磁気シールド装置（３）の磁気シール
ド能力を向上させるためには、一般に次の２通りの方法
がとられる。

第１の方法は、第６図に示すように、磁気シールド装Ｗ
Ｌ（３）を構成する磁気シールド材の板厚を厚くする方
法であり、この場合、単純には磁気シールド材の板厚に
比例した磁束量を通過させるものと考えられる。しかし
、第５図との比較でも明らかなように、磁気シールド材
の板厚を厚くしても磁束の飛び込む部分の表面積は殆ど
変わらないため、端板（３ａ）の端部では、飛び込む磁
束の密度がかなり増加し、それに伴って表面に現れる磁
荷も増加してしまう。

この磁荷は、第６図のように、磁束の飛び込む部分でＳ
極、磁束の飛び出す部分でＮ極となり、コイル（２〉に
よる磁界と逆極性の磁界をつくる。

これにより、端板（３ａ）の端部では、電磁石（１〉に
よる磁界が打ち消されて弱められる。

ここで、磁気シールド材として用いられている電磁軟鉄
板は、第２図に示すように、高い磁化力領域では高い通
過磁束密度となるが、磁化力が低い領域では急速に通過
磁束密度が低くなる特性がある。従って、磁化力の低下
する端板（３ａ〉の端部では、磁気シールド材の板厚に
比例した磁気シールド効果は期待できず、確実な磁気シ
ールド効果を得るには、磁気シールド材をより厚くする
必要がある。

次に、磁気シールド能力を向上させるための第２の方法
は、磁気シールド材を多重にする方法であり、第７ｆ！
ｌにその一例を示す、第７図において。

符号（５）は内側端板（５ｍ）と内側ヨーク（５ｂ）と
からなる内側シールド体、（６）は外側端板（６ａ）と
外側ヨーク（６ｂ）とからなる外側シールド体、（７）
はこれらの内側及び外側シールド体（５）、（６）から
なる２重磁気シールド装置である。

この２重磁気シールド装置（７）では、第５図のものに
比べて、磁気シールド材の合計の厚さが増加していると
ともに、磁束の出入りする部分である各端板（５ｇ）　
、　　（６ａ）の端部の表面積が、第５図の端板〈３ａ
〉の端部の表面積よりも大きくなっている。しかし、外
側端板（６ａ）は、内側端板（５ａ）によりコイルく２
）からの磁界がシールドされているため、磁化力の低い
条件下に位置している。このため、外側端板（６ａ）の
通過磁束密度は前述のように急速に低下する。従って、
この第２の方法で磁気シールド能力を確実に向上させる
には、各シールド体（５）、（６）の板厚をそれぞれ厚
くしたり、３重以上の構造にしたりする必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成された従来の磁気シールド装置におい
ては、端板（３ａ）及び外側端板（６ａ）の端部におけ
る通過磁束密度が低いため、磁気シールド能力を向上さ
せるためには、全体の板厚を厚くしたり、３重以上の多
重構造にしたりする必要があり、全体が大形化するとと
もに重量化するという問題点があり、このような問題点
を解決しなければならないという課題を有していた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、全体を大形化及び重量化することなく磁気シ
ールド能力を効率良く向上させることができる磁気シー
ルド装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ この発明に係る磁気シールド装置は、第１の磁性材料か
らなる第１の磁気シールド体を、電磁石の周りに設ける
とともに、第１の磁性材料よりも磁化力が低い条件で高
い通過磁束密度を得る第２の磁性材料からなる第２の磁
気シールド体を、第１の磁気シールド体の外側に設けた
ものである。

［作用］ この発明においては、電磁石に近い磁化力の高い領域で
第１の磁気シールド体が磁気をシールドし、第１の磁気
シールド体によって低下された低い磁化力の領域で第２
の磁気シールド体が磁気をシールドする。

［実施例］ 以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。

第１図はこの発明の一実施例による磁気シールド装置を
有する磁気共鳴イメージング装置の要部断面図であり、
第３図と同−又は相当部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。

図において、符号〈１１〉は電磁石（１）の外周に設け
られている第１の磁気シールド体であり、この第１の磁
気シールド体（１１）は第１の端板（ｌ１ｇ、）及び第
１のヨーク（ｆｌｂ）がらなっている。

また、この第１の磁気シールド体（１１）は第１の磁性
材料である電磁軟鉄板からなっている。

（１２）は第１の磁気シールド体（１１）の外周に設け
られている第２の磁気シールド体であり、この第２の磁
気シールド体（１２〉は第２の端板（１２ａ）及び第２
のヨーク（１２ｂ）からなっている。

また、この第２の磁気シールド体く１２〉は第２の磁性
材料であるケイ素鋼板（ケイ素鋼帯）を積層してなって
いる。

ここで、第２図は磁気シールド材く磁性材料）の受ける
磁化力と通過磁束密度との関係を示す関係図である０図
のように、第１の磁気シールド体（１１〉を構成する電
磁軟鉄は、磁化力の高い条件下で高い通過磁束密度を得
ており、これに対して第２の磁気シールド体（１２）を
構成するケイ素鋼板は、磁化力の低い条件下で高い通過
磁束密度を得ている。

上記のように構成された磁気シールド装置においては、
電磁石（１）から漏洩した磁界は、まず電磁石（１〉に
近い部分、即ち磁化力の高い領域に位置する第１の磁気
シールド体（１１）によりシールドされる。そして、更
に第１の磁気シールド体（１１）の外周に漏洩した磁界
が、第２の磁気シールド体（１２）によってシールドさ
れる。

このとき、第１の磁気シールド体（１１）によるシール
ドの結果、第１の磁気シールド体（１１）の外周は磁化
力が低い領域となり、第２の磁気シールド体（１２）の
通過磁束密度が大きくなるので、より効果的に磁気シー
ルドが行える。

これにより、この磁気シールド装置では、従来のものに
比べて、磁気シールド材の会計厚が同じであれば、通過
する磁束量が多くなり、磁気シールド能力が向上する。

また、要求されるシールド条件に対しては、従来のもの
より今計厚を薄くすることができ、全体を小形化及び軽
亙化することができる。

なお、上記実施例では端板形状が六角形のものを示した
が、円形や他の多角形のものでもよい。

また、上記実施例では２種類の磁性材料による２重構造
の磁気シールド装置を示したが、３１１１ｗｉ以上の磁
性材料による３重以上の構造のものであってもよい。

さらに、上記実施例では磁気共鳴イメージング装置の電
磁石（１）に用いられる磁気シールド装置を示したが、
例えば核融合装置の電磁石や、磁気浮上車の電磁石など
、他の装置の電磁石に用いられるものであってもよい。

さらにまた、上記実施例では磁気シールド装置として電
磁石（１）の外周部に直接取り付けられる直付形のもの
を示したが、例えば電磁石（１）の置かれた部屋の壁部
など、他の位置に取り付けられるものであってもよい。

また、上記実施例では磁気シールド装置として！磁石（
１）の外周部を包囲するものを示したが、電磁石（１）
の必要遮蔽領域への磁気をシールドできれば、部分的に
設けられるものでもよい。

さらに、上記実施例では第１の磁性材料として電磁軟鉄
を、第２の磁性材料としてケイ素鋼板を、それぞれ示し
たが、第２の磁性材料が第１の磁性材料よりも磁化力の
低い条件下で高い通過磁束密度を得られるものであれば
、それぞれ他の磁性材料であってもよい０例えば、第１
の磁性材料として一般構造用圧延鋼板など、第２の磁性
材料として高価にはなるがアモルファス材などを用いる
ことも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の磁気シールド装置は、
電磁石の周りの磁化力の高い領域に第１の磁性材料から
なる第１の磁気シールド体を設け、その外側の磁化力の
低い領域に、第１の磁性材料よりも磁化力の低い条件下
で高い通過磁束密７度を得る第２の磁性材料からなる第
２の磁気シールド体を設けたので、それぞれの磁気シー
ルド体が効果的に働き、全体を大形化及び重量化するこ
となく、磁気シールド能力を効率良く向上させることが
できるという効果を奏する。！、た、シールド能力を低
下させることなく、全体を小形軽量化することができる
という効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による磁気シールド装置を
有する磁気共鳴イメージング装置の要部断面図、第２図
は磁性材料の受ける磁化力と通過磁束密度との関係を示
すグラフ図、第３図は従来の磁気シールド装置の一例と
して磁気共鳴イメージング装置用の磁気シールド装置を
示す一部切り欠き斜視図、第４図は第３図の電磁石の外
部漏洩磁界分布を示す分布図、第５図は第３図の磁気シ
ールド装置内の磁束の流れを示す電磁石及び磁気シール
ド装置の断面図、第６図は磁気シールド材の板厚を厚く
した場合の磁束の流れを示す電磁石及び磁気シールド装
置の断面図、第７５！ｌは磁気シールド装置を２重構造
にした場合の磁束の流れを示す電磁石及び磁気シールド
装置の断面図である。 図において、（１）は電磁石、　　（１１）は第１の磁
気シールド体、（１２）は第２の磁気シールド体である
。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電磁石の周りに設けられ、第１の磁性材料からなる第
   １の磁気シールド体と、この第１の磁気シールド体の外
   側に設けられ、前記第１の磁性材料よりも磁化力が低い
   条件で高い通過磁束密度を得る第２の磁性材料からなる
   第２の磁気シールド体とを備えていることを特徴とする
   磁気シールド装置。