磁屏蔽体及磁屏蔽室的制作方法

专利名称：磁屏蔽体及磁屏蔽室的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁屏蔽体及一种遮蔽一磁场的磁屏蔽室。背景传统上，为了要遮蔽磁场曾经提出过一种磁屏蔽室，其藉由遮蔽磁场产生源，以防 止磁场产生源所生的磁场泄漏到外面。这种磁屏蔽室实际上被当成一室(以下称为“MRI 室”)，例如其装设用于医疗设施的磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)装置。 大致上，磁屏蔽室是被设成由所有或墙面、天花板及地板的一部分包覆着有一磁性材料。利 用一磁通量经由磁性材料分流绕过到达该墙面、天花板及地板，以防止磁场的泄漏。因为这种磁屏蔽室以墙面、天花板及地板包覆磁场产生源，故其本质上内部空间 就是封闭的，而给予进入磁屏蔽室的使用者感到压迫。为了要改善这个问题，因此提出一种 利用开放型磁屏蔽体的磁屏蔽室(例如参见专利文件一)。这种开放型磁屏蔽体被设计成 具有由一框架支撑的多个筒型本体。依据此一设计，通过筒型本体的内部空间，磁屏蔽室的 内外为开放可看透穿的。因此，当使用者进入室内时，可降低其压迫感。然而在专利文件一中，因为磁屏蔽体的筒型本体是以直线型彼此接触，所以会有 个问题在于，压力集中产生在接触的部分。在磁性本体上的压力集中会变成是磁性本体磁 性衰减的因素。为了要解决此一问题，本发明的发明人提出一种磁屏蔽体，其具有多个筒型 本体被排列成无接触的形态，在任两个筒型本体之间有一共用间隔(专利文件二，提交本 申请案时尚未公开)。依据此一设计，可减低传到筒型本体的压力负载，且磁屏蔽体的组装 与拆卸更为方便。专利文件一日本专利申请公开No. H6-13781专利文件二 日本专利申请No. 2006-35006
发明内容
发明所欲解决的问题然而，专利文件二所述的磁屏蔽体可能会随着筒型本体的摆设位置而降低磁场的 屏蔽效果。图38显示传统的磁共振成像室100的平面图。一磁屏蔽体102被设在磁共振 成像室100的墙面101上，且磁屏蔽体102主要是由具有共用间隔的数个筒型本体单元103 所组成。附图中的箭号方向为由磁共振成像装置104所产生的磁场的磁力线主要方向。各筒型本体单元103在一轴向的磁阻以及多个筒型本体单元103在相邻方向(垂 直于各筒型本体轴向的方向)的磁阻是可比较的。因为筒型本体单元103是连续地由一磁 性材料在一轴向所形成，所以在该轴向上的磁阻很小。因为一空气层位于筒型本体单元103 之间，所以在相邻方向的磁阻较大。因此，筒型本体单元103在纵轴方向(以下称轴向)所 感应的磁通量较大，而非在相邻方向感应的，是在Al区磁场的磁通量垂直于墙面101的墙 表面方向。因此，一磁通量从筒型本体单元103的外端流到磁共振成像室100的外面，磁场 的屏蔽效果就降低。本发明的一目的是利用筒型本体，提供更改良磁场的屏蔽效果的开放型磁屏蔽体及磁屏蔽室。解决问题的技术手段为了要解决上述问题，本发明在权利要求1所述的包括一筒型本体单元，包括具 有导磁性与共同相同的纵切面的形状的多个筒型本体，并设有一共用间隔使得各筒型本体 的一中心轴彼此重叠，且该些筒型本体的侧表面形成一共同的平面；以及一支撑单元支撑 多个筒型本体单元，使得该些筒型本体单元的筒型本体的侧表面以一共用间隔彼此面对依据本发明在权利要求2所述的，在权利要求1所述的本发明中，在构成该筒型本 体单元的该些筒型本体之间的共用间隔及构成相邻的另一筒型本体单元的该些筒型本体 之间的共用间隔是设在彼此相邻处。依据本发明在权利要求3所述的，在权利要求1或2所述的本发明中，该筒型本体 单元具有三或更多的筒型本体，且在该些筒型本体之间设有一共用间隔。依据本发明在权利要求4所述的，其具有在权利要求1-3中任一所述的磁屏蔽体， 该磁屏蔽体被设在至少一墙面的至少一部分，该墙面将一磁场产生源与外界隔离。依据本发明在权利要求5所述的，在权利要求4所述的本发明中，包括一第一磁屏 蔽体与一第二磁屏蔽体，其中该第一磁屏蔽体是如权利要求1-3中任一所述的磁屏蔽体， 该第二磁屏蔽体包括一筒型本体单元，该筒型本体单元包括具有导磁性的一筒型本体单 元，以及一支撑单元支撑多个筒型本体单元，使得该些筒型本体单元的筒型本体的侧表面 以一共用间隔彼此面对面，该第一磁屏蔽体是设在使得该第一磁屏蔽体的一筒型本体单元 的一中心轴垂直于一墙面的表面方向，所处位置为该墙面的一部分，其中该磁场产生源所 产生的磁力的一磁力线主要方向是垂直于该墙面的墙面表面方向，以及该第二磁屏蔽体是 设在使该墙面的表面方向垂直于该第二磁屏蔽体的一筒型本体单元的一中心轴，所处位置 至少为该墙面的另一部分，其中该磁场产生源所产生的磁力的一磁力线主要方向是非垂直 于该墙面的墙面表面方向。本发明的效果依据本发明的权利要求1，增加多个筒型本体轴向上的磁阻，可促进沿着这些轴向 上主要方向的磁力线分流绕过到相邻方向的筒型本体单元，因此可防止或减少磁场泄漏到 一轴向上。依据本发明的权利要求2，可促进在多个彼此相邻的筒型本体单元之间的磁通量 传递，并可降低沿着筒型本体单元的轴向上的磁通量感应。因此，可降低或降低磁通量从轴 向上各筒型本体单元的端部表面流到外面。依据本发明的权利要求3，将各筒型本体单元分割成三或更多部分，可增加筒型本 体单元之间的中间层数量，且可增加沿着多个筒型本体轴向的磁阻。因此可更减少或防止 泄漏到轴向上的磁场。依据本发明的权利要求4，一磁屏蔽室利用权利要求1-3中任一项所述的磁屏蔽 体。利用此一设计，可防制一磁屏蔽室产生的磁通量泄漏一些到外面。依据本发明的权利要求5，藉由在相对于磁力线的主要方向上的较佳位置，组合第 一磁屏蔽体与第二磁屏蔽体，可进一步降低从磁屏蔽室泄漏到外面的磁场。附图简要说明


图1为依据本发明的一实施例，显示一磁屏蔽室相关部分的平面图。图2为第一磁屏蔽的相关部分的立体图。图3为筒型本体单元的立体图。图4为筒型本体单元变化实施例的立体图。图5为第一磁屏蔽体的部分分解立体图。图6为以不同于图5的方法制造的一第一磁屏蔽体的部分分解立体图。图7为依据图2所示的多个筒型本体单元，显示轴向间隔与相邻方向间隔的立体 示意图以及相关部分的立体图。图8为一第二磁屏蔽体的立体图。图9为依据实施例一，显示一磁屏蔽室的平面图。图10为一磁屏蔽体的垂直区，显示其磁通量的流向。图11显示非筒型本体模型的示意图。图12显示无分割模型的示意图。图13显示二分模型的示意图。图14显示三分模型的示意图。图15 (a)-(d)分别显示1/4对称模型，其中(a)显示非筒型本体模型的1/4对称 模型，(b)显示无分割模型的1/4对称模型，(c)显示二分模型的1/4对称模型，以及(d)显 示三分模型的1/4对称模型。图16(a)_(b)显示非筒型本体模型的分析结果，其中(a)显示一测量线的位置，以 及(b)显示图(a)测量线上磁通量泄漏的密度。图17(a)_(b)显示无分割模型的分析结果，其中(a)显示一测量线的位置，以及 (b)显示图(a)测量线上磁通量泄漏的密度。图18(a)_(b)显示二分模型的分析结果，其中(a)显示一测量线的位置，以及(b) 显示图(a)测量线上磁通量泄漏的密度。图19(a)_(b)显示三分模型的分析结果，其中(a)显示一测量线的位置，以及(b) 显示图(a)测量线上磁通量泄漏的密度。图20为依据实施例二的各种模型的共同部分，显示从一磁共振成像侧所示，具有 筒型本体单元的前视图。图21为无分割模型的侧视图。图22为二分模型的侧视图。图23为三分模型的侧视图。图24显示无分割模型的分析结果图。图25显示二分模型的分析结果图。图26显示三分模型的分析结果图。图27为依据实施例三的模型，其中(a)显示无分割模型，(b)显示隔15mm的三分 模型，(c)显示隔30mm的三分模型，以及(d)显示隔30mm的二分模型的另一模型。图28显示图27(a)所示的测量线2线上磁通量泄漏的密度。图29显示图27(a)所示的测量线3线上磁通量泄漏的密度。图30显示图27(a)所示的测量线4线上磁通量泄漏的密度。
图31(a)-(f)为依据实施例四的模型，其中(a)显示无分割模型，以及(b)到(f) 显示将筒型本体单元分成三个所获得的模型，且各模型在分割出的筒型本体单元之间具有 一共用间隔，分别为3mm、6mm、15mm、30mm及40mm。图32显示测量线2的示意图。图33显示图32所示的测量线2线上磁通量泄漏的密度。图34显示测量线3的示意图。图35显示图34所示的测量线3线上磁通量泄漏的密度。图36显示测量线4的示意图。图37显示图36所示的测量线4线上磁通量泄漏的密度。图38为传统的磁共振成像室相关部分的平面图。元件符号说明1磁屏蔽室 12b空间2，101墙面 13到15筒型本体3地板16中间层4，104磁共振成像装置5硅钢片6磁共振成像模型6a 线圈10第一磁屏蔽体11，21，41，103筒型本体单元12，22 框架12a框架用具本发明的较佳实施例本发明的实施例将在以下搭配附图作详细说明。首先，一、说明关于实施例的基本 概念；二、接着说明实施例的特定内容；最后是三、说明实施例的变化。应注意的是，本发明 并非限制在这些实施例。一、实施例的基本概念首先先描述各实施例共同的基本概念。依据本实施例的一磁屏蔽体，通过将磁屏 蔽体设计成围绕着磁场产生源，可防止磁场产生源所产生的全部或部分磁场经由该磁屏蔽 体泄漏到外面。磁场产生源是任意型的，且包括一磁共振成像装置、一永磁以及一电磁线 圈。磁屏蔽室被设计成具有磁屏蔽体，且该磁屏蔽体位于该磁屏蔽室的一墙面、天花板或地 板上。磁屏蔽室的设计包括一磁屏蔽体被设计在位于一墙面的整个表面，或类似者，除此之 外磁屏蔽体还可被设计成位于一部分的墙面，或类似者。在此一设计之下，本实施例的基本特征在于，构成磁屏蔽体的筒型本体单元被设 计成，使得具有导磁性的多个筒型本体单元安排在使筒型本体之间具有一共用间隔。也就 是上述专利文件二所提到的筒型本体被分割成数个部分对应于本实施例的筒型本体单元。 如上所述，利用数个具有共用间隔的筒型本体设计成一个筒型本体单元，共用间隔是位于 筒型本体之间，藉由提供一导磁层具有小的导磁性，例如筒型本体之间的一空气层，筒型本 体单元的一轴向的磁阻会增加，且泄漏到此轴向的磁场会降低或被防止。
20第二磁屏蔽体 30电磁屏蔽玻璃 100磁共振成像室 102磁屏蔽体 Al垂直区 A2平行区 A3非垂直平行区
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二、实施例的特定内容接下来依据本发明，说明磁屏蔽与磁屏蔽室的特定内容。(设计)图1为依据本实施例的磁屏蔽室，显示其相关部分的平面图。磁屏蔽室1是一个 磁共振成像室，其包括有一墙面2、一地板3及一天花板(未示于图1)，并具有一磁共振成 像装置4作为一磁场产生源位于地板3的一上表面。磁屏蔽室1的墙面2被设计成围绕着 整个磁共振成像装置4的周围。一第一磁屏蔽体10与一第二磁屏蔽体20位于墙面2的至 少一部分上。第一磁屏蔽体10与第二磁屏蔽体20的内部及外部有一电磁屏蔽玻璃30。第 一磁屏蔽体10是对应到权利要求中的磁屏蔽体，第二磁屏蔽体20是对应到权利要求中的 第二磁屏蔽体。以下将说明第一磁屏蔽体10与第二磁屏蔽体20是位于墙面2上。类似于 以下说明的设计，也可应用在位于地板3及天花板。(设计_第一磁屏蔽体)首先说明的是第一磁屏蔽体10。如图2的相关部分的立体图所示，第一磁屏蔽体 10被设计成包括有多个筒型本体单元11及一框架12。(设计-第一磁屏蔽体_筒型本体单元)各筒型本体单元11被设计成包括有多个(在本例为三个)筒型本体13到15，如 图3所示的立体示意图。各筒型本体13到15在轴向上的各端部为开放式的。这些开放端 在一内部空间彼此相通。各筒型本体13到15的纵向切面形状(垂直于筒型本体13到15 轴向的切面形状，以下作相同解释)彼此都相同。在此例中，切面形状都是相同的方形。筒 型本体13到15被设计成方的筒型本体的一个整体。筒型本体13到15的切面形状可以是 任意的，随着筒型本体而为彼此相同的任意形状。举例而言，切面形状可以是三角形、六角 形、或梯形。亦或者，筒型本体13到15可以是圆柱形的筒型本体，其切面形状为圆形或椭 圆形。然而，相邻筒型本体的磁阻会因为相邻筒型本体摆放的侧表面的平坦度而下降，如专 利文件二所述，在本实施例的筒型本体13到15的侧表面亦为平坦的。筒型本体13到15被设计成具有磁性材料，并具有导磁性可产生磁通量，以绕道通 过筒型本体13到15的内部。这种磁性材料的细部种类可以是任意的，且可以是硅钢片、透 磁合金(permalloy)、电磁钢片、或非晶质薄片。更特别的是，筒型本体13到15可藉由弯折 与焊接一个具有大宽度的硅钢片所制作，或者藉由将四个硅钢片彼此焊接或对接。在此情 下，即可个别制作筒型本体13到15。或者，可藉由制作一具有与筒型本体单元11相对应长 度的长形筒型本体，然后剪切长形筒型本体为预定长度，以制作出筒型本体13到15。制作 出筒型本体13到15可涂覆有防蚀剂。筒型本体13到15以此方法被设计成可使得筒型本体13到15的中心轴(纵向切 面形状的通道中心轴)彼此重叠，并使得筒型本体的侧表面形成共同的同一平面。也就是， 筒型本体13到15的相邻设计可使得其他筒型本体14与15的端部是位于筒型本体13沿 着其轴向的一端部延伸的位置上。筒型本体13到15在筒型本体之间具有一共用间隔(以下称为“轴向间隔”)。一 中间层16形成在筒型本体13到15之间。较佳者，该中间层16填充具有高磁阻的材料。举 例而言，中间层16可以就是简单的空气层，或是以具有非磁材料的磁屏蔽层作为筒型本体 13到15之间的中间层16。在设计此种磁屏蔽层时，此一设计使得一非磁材料的短形筒型本体，形成具有如同筒型本体13到15相同的纵向切面形状。这些筒型本体13到15被设 计成在筒型本体之间具有一共用间隔。以此方法设计具有共用间隔的筒型本体13到15， 藉此可增加筒型本体13到15之间的磁阻(以下称轴向磁阻)。或者，在筒型本体13到15 之间可设计有一间隔体，在预定间隔处支撑筒型本体13到15之间的共用间隔。中间层16的角度、形状、或长度可以是任意的。在图3的例子中，筒型本体13到 15在一切面处成延着垂直于轴向(对应于权利要求中的纵向切面)的方向被分割，藉此形 成中间层16。另外或者，如图4所示，藉由以预定角度α的切面上分割筒型本体13到15， 以形成中间层16。除了以平面切割之外，筒型本体13到15亦可被分割成非平面的(例如 曲面表面及崎岖表面)。筒型本体13到15的数量(筒型本体单元11的分割数量)可以是任意的。虽然 在图3的例子是将筒型本体单元11分割成三个筒型本体13到15，筒型本体单元11可以是 被分割成两个、四个或更多。然而，如后述实施例所示，将筒型本体单元分割成三或更多个， 而非仅分割成两个的时候，可增加其轴向磁阻，并可增加其轴向上的磁场遮蔽效果。具有不 同分割数目的筒型本体单元11可以是混合的并呈现为一个第一磁屏蔽体10。(设计-第一磁屏蔽体_框架)在图2中，框架12支撑筒型本体单元11，且其为对应于权利要求中的一支撑单元。 如图5的立体图所示，框架12被设计成在水平方向与垂直方向上设有具有多个平坦的框架 用具12a，并将平坦的框架用具12a结合成井字形。筒状空间12b几乎完全对应于筒型本 体单元11的一外形，且形成在框架用具12a之间。将筒型本体单元11插入筒状空间12b， 筒型本体单元11与筒型本体单元11之间的共用间隔(以下称为“邻向间隔”)为无接触状 态，筒型本体单元11的轴向为平行方向，且筒型本体单元11的筒型本体13到15的侧表面 为共同的平行方向。以此方法设计的邻向间隔，筒型本体单元11之间的磁阻被称为“邻向 磁阻”。框架用具12a的用具材料可以是任意的，只要该用具的磁阻远大于筒型本体13到 15的磁阻，以及只要该用具具有所需的强度以支持筒型本体单元11。例如，该用具的材料 可用木质或树脂。尤其是，利用导体材料作为框架用具12a的用具，可获得电磁波遮蔽效^ ο除了图5所示的制造方法之外，亦可利用图6的制造方法制作第一磁屏蔽体10。 也就是在图5所示的方法中，框架12是一个具有对应于第一磁屏蔽体10深度的框架，且筒 型本体13到15全部都插入框架12。就另一方面，在图6所示的方法中，框架12被分割成 多个框架，各框架的深度是分别对应于筒型本体13到15，且筒型本体13到15分别插入框 架12。在图6所示的方法中，第一磁屏蔽体10的结构设计为框架12具有在框架12之间的 一共用间隔，筒型本体13到15插入框架12的状态，因此可获得与图5所示方法制造的第 一磁屏蔽体10的效果相同。(设计-关于磁阻结构的细节)在本实施例中，要决定关于磁阻的各部分的设计细节，以获得“邻向磁阻 < 轴向磁 阻”的关系。与磁阻相关的各部分的设计可有一轴向间隔、一邻向间隔、位于筒型本体13到 15之间的一形成中间层16的物质，或者提到框架用具12a的厚度与材料。例如，关于轴向 磁阻，当轴向间隔放大且形成中间层16的物质的磁阻放大时，可将该磁阻设的大一点。关于邻向磁阻，当邻向间隔小点且形成框架用具16a的物质的磁阻小点时，可将该磁阻设的 小一点。尤其是，当中间层16的物质与框架用具12a的材料的影响可以忽略不计，可获得 如图7相关部分(省略框架12)立体图所示，轴向间隔大于邻向间隔的“邻向磁阻<轴向磁 阻”的关系。以此设计将轴向磁阻设定大于邻向磁阻，可提升磁力线在沿着轴向到相邻方向 的主要方向上的跨越绕道，将在以下详述。如图7所示，较佳者，筒型本体单元11中的筒型本体13到15及其他筒型本体单 元11中的筒型本体13到15的设计为彼此随着筒型本体单元11的相邻而相邻。这样的设 计结构可将各筒型本体单元11设计成相同形状与相同尺寸，且筒型本体单元11具有预定 间隔，使得各筒型本体单元11的一端面位于相同平面。依据此设计结构，筒型本体单元11 具有最小磁阻的部分(也就是筒型本体13到15的侧墙面部分)彼此相邻。因此可提升共 同相邻筒型本体单元11之间的磁通量流通，并降低筒型本体单元11沿着轴向上磁通量的 感应。因此，可减少或防止磁通量从各筒型本体单元11的轴向的端部表面流到外面。(设计-第二磁屏蔽体)接下来说明第二磁屏蔽体20。如图8所示的相关部分的立体图，第二磁屏蔽体20 的设计是用一框架22支撑筒型本体单元21。第二磁屏蔽体20可以是类似于专利文件二的 磁屏蔽体。筒型本体单元21利用磁性材料设计成类似于第一磁屏蔽体10的筒型本体单元 11的外型。各筒型本体单元21被设计成一个连续的筒型本体，未将构成筒型本体单元11 的筒型本体13到15彼此分离。框架22被设计成类似于第一磁屏蔽体10的框架12。利用 框架22支撑筒型本体单元21，筒型本体单元21被设计成非接触的状态，筒型本体单元21 的轴向呈平行方向，且筒型本体单元21的侧表面为共同的平行方向。第一磁屏蔽体10与 第二磁屏蔽体20可彼此隔开，或者可经由墙面2或经由以永磁或导电材料制成的通道而使 彼此相连。(设计_电磁屏蔽玻璃)在图1中，电磁屏蔽玻璃30是一电磁波屏蔽单元，以降低或遮蔽电磁波，且该电磁 屏蔽玻璃30是位于第一磁屏蔽体10与第二磁屏蔽体20的整个外侧表面。例如，电磁屏蔽 玻璃30被设计成将单一片状玻璃夹在金属网片中。以此设计提供的电磁屏蔽玻璃30，可减 少或预防电磁波及磁力的漏泄。然而，电磁屏蔽玻璃30可以是仅位于第一磁屏蔽体10与 第二磁屏蔽体20的里面与外面其中之一，亦或者例如，当框架12可遮蔽一定程度的电磁波 时，仅位于第一磁屏蔽体10与第二磁屏蔽体20的里面。当电磁波遮蔽效果不重要时，可省 略电磁屏蔽玻璃30。(实施例一)以下将搭配实施例说明上述的磁屏蔽室1的工作效果。图9为磁屏蔽室1的平面 图，并显示在磁共振成像装置4所产生的磁场中，磁场线的主要方向。这些磁场的方向是以 磁共振成像装置4为中心向外出去，最终到达墙面2。此时，磁场线的主要方向与墙面2的 表面方向之间的角度是根据磁共振成像装置4相对于墙面2的位置与方向而有不同。依据 此一角度，墙面2大致分成一区域(以下称为“垂直区域”)Al，其中磁场线的主要方向是垂 直于墙面2 ；—区域(以下称为“平行区域”)A2，其中磁场线的主要方向是平行于墙面2 ；以 及一区域(以下称为“非垂直平行区域”)A3，其中磁场线的主要方向形成的夹角非垂直或 非平行于墙面2。第一磁屏蔽体10被设在垂直区域Al与非垂直平行区域A3的墙面2上，且第二磁屏蔽体20被设在平行区域A2的墙面2上。在平行区域A2上，筒型本体单元21的磁阻小于空气的磁阻，如专利文件二所述。 因此，到达筒型本体单元21的磁场磁通量被筒型本体单元21吸收了，且被吸收的磁通量会 被传到相邻于筒型本体单元21的其他筒型本体。藉由重复的传递到这个相邻的方向，因此 在第二磁屏蔽体20内感应出磁通量，可防止磁场泄漏到外面。就另一方面而言，在垂直区域Al与非垂直平行区域A3上，被筒型本体单元11吸 收的磁通量藉由重复的传到筒型本体单元11之间，因此在第一磁屏蔽体10内感应出磁通 量，可防止磁场泄漏到外面，此类似于在平行区域A2上的方式。图10显示在垂直区域Al 上，第一磁屏蔽体10内的磁通量方向。磁通量会在筒型本体13到15内依序被传递。因为 在此轴向上的磁阻较大，可以促使磁通量被传递到相邻方向，并且沿着轴向抑制传递。因 此，可防止磁场泄漏到外面。接下来说明依据本实施例的设计的分析结果。图11到14所示的模型，建立有1/4 对称模型，且依据有限元方法的三度磁场分析，可获得磁共振成像模型所产生的磁场有降 低的效果。图11显示一模型(以下称为“非筒型本体模型”)没有筒型本体单元。图12显 示一模型(以下称为“无分割模型”)并未分割成第二磁屏蔽体20所用的各筒型本体单元。 图13显示一模型(以下称为“二分模型”)被设计成二分的筒型本体单元41。图14显示 一模型(以下称为“三分模型”)被设计成三分的筒型本体单元11。图11到14所示的各模型是一种平面方形的磁屏蔽室1，其形状为长1700mmX宽 1650mm(以下将说明，沿着水平表面的其中的一方向称为纵向或X方向；沿着水平表面并垂 直X向的方向称为横向或Y方向；以及垂直于X向与Y向的方向称为高度方向或称Z方向)。 硅钢片5被放置在五个非位于开口上的表面上，或安排筒型本体单元11、21及41。所有的 模型中，硅钢片5的厚度皆为1. 5mm。一磁共振成像模型6被安排在磁屏蔽室1的一平面中 心的位置，磁共振成像模型6具有四个线圈6a，线圈6a尺寸为长357mmX宽26mm，且在线 圈6a之间有一共用间隔为140mm或128mm。各线圈6a的产生磁力为32 (AT)。从磁共振成 像模型6的平面中心位置到一开口或筒型本体单元11、21及41内侧的端部表面的距离为 525mm。在开口的一周围表面设有长IOOmmX宽300mm的硅钢片。在各模型中，筒型本体单元11、21及41具有一方形的筒型本体，其形状为长 145mmX宽147mm，且是以Imm的硅钢片所形成的，邻向间隔为3mm。图13中的二分模型的 筒型本体单元41，在磁共振成像模型6的相邻侧的各筒型本体的长度为175mm，与磁共振成 像模型6相分离侧的各筒型本体的长度为90mm，且筒型本体之间的间隔为15mm。图14中的 三分模型的筒型本体单元11，各筒型本体的长度为90mm，且筒型本体之间的间隔为15mm。图15(a)到15(d)显示1/4对称模型分别对应于图11到图14。图16到图19显 示图15(a)到15(d)对应的分析结果。图16到图19中，图(a)显示一测量线的位置，及图 (b)显示(a)的测量线上的磁场强度。一横向轴显示磁通量泄漏的密度(单位为特斯拉)， 且一纵轴显示与原点到测量线相距的高度(mm)。图16到图19中，图(b)亦显示一模型的 结果分析(以下称为“0-导磁模型”)，图12的无分割模型，在Y方向上具有关联的导磁性 设为0。首先，请参考图16到18，从图中可明白一磁场泄漏到外面的情形，与无分割模型 相较，在二分模型下可降低到等于或小于2/3，在三分模型下可降低到等于或小于1/2。参
10考图18与图19，从图中可得一磁场泄漏到外面的情形，与二分模型相较，三分模型可降低 泄漏，在0导磁模型下可更进一步地降低。参考图19，一磁场的泄漏在开口端的表面内侧(筒型本体单元11、21及41的内 侧)，依“0导磁模型>三分模型>二分模型>无分割模型”的顺序相继变小。由以上可得 知，在无分割模型中，藉由在磁性材料组成的筒型本体单元21内收集磁通量，在筒型本体 单元21的内部空间中的磁场变小，就另一方面，在二分模型与三分模型中，未有磁性材料 收集磁通量，但是磁通量转移到彼此相邻的筒型本体单元11及41。另一方面而言，在图19中，在开口端表面的外侧(筒型本体单元11、21及41的外 侧)，依“无分割模型>二分模型>三分模型> 0导磁模型”的顺序相继变小。由以上可得 知，在无分割模型中，磁通量被收集在以磁性材料组成的筒型本体单元21内，轴向上所感 应的磁通量以及从开口端的表面流到磁屏蔽室1外面的总量很大，且就另一方面，在其他 模型，磁通量未被收集在磁性材料内，但结果是磁通量被感应到彼此相邻的筒型本体单元 11及41，从开口端的表面流到磁屏蔽室1外面的磁通量总量较少。(实施例二)接下来说明实施例二。在实施例二中，除非有特别说明，否则工作条件与上述实施 例一相同。在实施例二，三中1/8对称模型包括建立无分割模型、二分模型、三分模型，依据 有限元方法的三度磁场分析，可获得磁共振成像模型所产生的磁场有降低的效果。图20为 各种模型的共同部分，从一磁共振成像模型侧面沿着χ方向视图，显示具有筒型本体单元 的前视图，图21为无分割模型的侧视图，图21为二分模型的侧视图，以及图23为三分模型 的侧视图。模型的尺寸为长750mmX宽864mmX高450mm。磁共振成像模型6具有两线圈 6a，线圈6a尺寸为长180mmX宽26mmX高180mm且具有间隔为140mm。从磁共振成像模型 6到筒型本体单元11、21及41内侧的端部表面其距离，在无分割模型(筒型本体单元21) 的距离为340mm，在二分模型(筒型本体单元41)的距离为325mm，在三分模型(筒型本体 单元11)的距离为310mm。如图20所示，在开口的一周围表面设有长750mmX高50mm及长 IOOmmX高450mm的硅钢片。在各模型中，筒型本体单元11、21及41的一表面的厚度为1mm，该表面平行于xy 方向，且有另一表面厚度为Imm平行于yz方向。在图21的无分割模型中，筒型本体单元21 的尺寸为长142mmX宽270mmX高142mm。在图22的二分模型中，在磁共振成像模型6的 相邻侧的筒型本体的尺寸为长142mmX宽195mmX高142mm，以及在磁共振成像模型6的 分离侧的筒型本体的尺寸为长142mmX宽90mmX高142mm。这些筒型本体彼此间具有一 共用间隔为15mm。在图23的三分模型中，三个筒型本体各尺寸为长142mmX宽90mmX高 142mm，且彼此有一共用间隔为15mm。图24显示图21的无分割模型的分析结果图，图25显示图22的二分模型的分析 结果图，以及图26显示图23的三分模型的分析结果图。各图显示在平行于xy方向上，高 度为从底部表面(Z = O)到3. 25mm高处上的空气或材料中，三度磁场的分析结果。在图24 到图26中，磁通量的大小与方向分别显示为三角形。比较图24与图25及图26后可以得 知，被筒型本体单元11、21及41吸收之后，相比较于无分割模型，在二分模型及三分模型中 有更多磁场沿着相邻方向(χ方向)分流绕过，且相比较于无分割模型，在二分模型及三分 模型中沿着筒型本体单元11、21及41的轴向(y方向)到达外面的磁场总量降低更多。尤其是，比较图25与图26后可以得知，相比较于二分模型，在三分模型中的磁场沿着相邻方 向分流绕道的较多，且在三分模型中，磁场总量到达筒型本体单元11、21及41外端减少的 较二分模型更多。因此可以得知，分割筒型本体单元11、21及41可增加磁场漏到外面的遮蔽效果， 而且这个效果在筒型本体单元11、21及41被分割为三个比两个时效果更高。相同的道理， 举例而言，纵使各筒型本体单元11、21及41的总长度是一样的，当分割数愈多，磁通量移向 筒型本体外面的程度就愈小，且防止磁场漏到外面的遮蔽效果就会增加。(实施例三)接下来说明实施例三。在实施例三中，除非有特别说明，否则工作条件与上述例 一相同。在实施例三，显示在图27(a)建立一种模型，依据一模型实验，可获得磁共振成像 模型所产生的磁场有减少的效果。非筒型本体模型进行分析，无分割模型显示在图27(a)， 将各筒型本体单元分割为三个，可获得一模型(以下称为“隔15mm的三分模型”)，以及如 图27(b)所示分割的筒型本体单元之间有一共用间隔为15mm;将各筒型本体单元分割为 三个，可获得一模型(以下称为“隔30mm的三分模型”)，如图27(c)所示分割的筒型本体 单元之间有一共用间隔为30mm;将各筒型本体单元分割为二个，可获得一模型(以下称为 “隔30mm的二分替换模型”)，以及在分割的筒型本体单元之间有一共用间隔为30mm，如图 27 (d)所示在相邻的筒型本体单元之间交替着分割位置。图28显示图27(a)的测量线2 (沿着ζ轴向上(正向)与向下(负向)的延伸线， 在ζ轴方向靠近中心位置为原始处)线上的磁场密度。图29显示图27(a)所示的测量线 3 (从与测量线2相同的原始处延着χ轴的延伸线)线上磁通量泄漏的密度。图30显示图 27(a)所示的测量线4(从与测量线2相同的原始处延着y轴的延伸线)线上磁通量泄漏的 密度。在图28到图30中，横向轴代表从测量线原始处的距离(mm)，以及纵向轴代表泄漏的 磁通量密度(单位为mG)。从图28到图30可清楚看出，因为在非筒型本体模型的磁通量泄 漏密度高于所有模型，可得知筒型本体单元为有效的。无分割模型与隔30mm的二分交替模 型具有实质相同的磁通量降低效果，且在隔15mm的三分模型与隔30mm的三分模型具有较 低的磁通量降低效果。当筒型本体单元以交替模型设置时，纵使筒型本体单元有被分割，仍 可得知磁通量下降效果并未加许多。可考虑其原因是因为交替设置筒型本体单元时，磁通 量未能顺利传递到相邻方向的筒型本体单元。因此，较佳为使得组成筒型本体单元的筒型 本体之间的共用间隔以及组成其他相邻筒型本体单元的筒型本体之间的共用间隔设在共 同相邻的位置，以此方式设置在隔15mm的三分模型与隔30mm的三分模型，以顺利将磁通量 传递到相邻方向的筒型本体单元。(实施例四)最后说明实施例四。在实施例四中，除非有特别说明，否则工作条件与上述例一相 同。在此例中，如图31(a)所示，建立一种模型，依据一模型实验，可获得磁共振成像模型所 产生的磁场有降低的效果。各线圈6a的产生磁力为1820 (AT)。从磁共振成像模型6的平 面中心位置到开口或筒型本体单元内侧的端部表面，其距离为400mm。非筒型本体模型进行 分析，无分割模型显示在图31 (a)，将各筒型本体单元分割为三个，且各模型在分割的筒型 本体单元之间有一共用间隔，分别为3mm、6mm、15mm、30mm及40mm，以此获得数个模型(以下 称为“隔3mm的三分模型”、“隔6mm的三分模型”、“隔15mm的三分模型”、“隔30mm的三分模型”、“隔40mm的三分模型”)，如图31(b)到31(f)所示。图33显示图32所示的测量线2线上磁通量泄漏的密度。相类似的，图35显示 图34所示的测量线3线上磁通量泄漏的密度，以及图37显示图36所示的测量线4线上磁 通量泄漏的密度。图32、34及36为xz平面的前视图。在图33、35及37中，横轴显示与 测量线的原点相距的距离，以及纵轴显示磁通量密度(单位为mG)。从图33、35及37中可 得知，磁通量的遮蔽效果随着共用间隔为3mm、6mm、15mm及30mm依序增加。当共用间隔为 30mm与40mm时，在这些例子之间磁屏蔽效果会有一些不同。从以上可得，在实施例四的条 件下，当筒型本体之间的共用间隔为约30mm，可以最小的共用间隔获得最大磁屏蔽效果。在 磁中心轴上的一点(位置0处)，当非筒型本体模型的磁通量的遮蔽效果为1时，在无分割 模型的磁通量的遮蔽效果增加到1. 7，以及在隔30mm的三分模型的磁通量的遮蔽效果增加 到 2. 45。三、实施例的变体虽然关于本发明的各实施例已说明如上，但各种特定的设计结构及技术手段本发 明的组态设置及技术手段，在不脱离本创作的精神和范围内，可任意修改或改进，这类的修 改变化说明如下。(本发明所欲解决的问题及其所达到的效果)本发明所欲解决的问题及其所达到的效果并非限制在上述内容，且本发明亦可解 决未述的问题并达到其他的效果。此外，在本发明中，有可能只解决部分的问题，并且只达 到部分的功效。(关于形状与数值)上述实施例所提到的形状与数值只是为了解释说明，各实施例中所用的尺寸数值 可任意变化。产业利用性本发明是要遮蔽从磁场产生源所产生的磁场，且适用于利用筒型本体与磁屏蔽室 设计的一开放式磁屏蔽体。
权利要求
一种磁屏蔽体，包括一筒型本体单元，所述筒型本体单元包括具有导磁性与共同相同的纵切面的形状的多个筒型本体，并设有一共用间隔使得各筒型本体的一中心轴彼此重叠，且该些筒型本体的侧表面形成一共同的平面；以及一支撑单元，所述支撑单元支撑多个筒型本体单元，使得该些筒型本体单元的筒型本体的侧表面以一共用间隔彼此面对面。
2.如权利要求1所述的磁屏蔽体，其中在构成该筒型本体单元的该些筒型本体之间的 共用间隔及构成相邻的另一筒型本体单元的该些筒型本体之间的共用间隔是设在彼此相 邻处。
3.如权利要求1或2所述的磁屏蔽体，其中该筒型本体单元具有三或更多的筒型本体， 且在该些筒型本体之间设有一共用间隔。
4.一种磁屏蔽室具有如权利要求1至3中任一项所述的磁屏蔽体，该磁屏蔽体被设在 至少一墙面的至少一部分，该墙面将一磁场产生源与外界隔离。
5.如权利要求4所述的磁屏蔽室，包括一第一磁屏蔽体与一第二磁屏蔽体，其中该第一磁屏蔽体是如权利要求1至3中任一项所述的磁屏蔽体，该第二磁屏蔽体包括一筒型本体单元，该筒型本体单元包括具有导磁性的一筒型本体 单元，以及一支撑单元支撑多个筒型本体单元，使得该些筒型本体单元的筒型本体的侧表 面以一共用间隔彼此面对面，该第一磁屏蔽体是设在使得该第一磁屏蔽体的一筒型本体单元的一中心轴垂直于一 墙面的表面方向，所处位置为该墙面的一部分，其中该磁场产生源所产生的磁力的一磁力 线主要方向是垂直于该墙面的墙面表面方向，以及该第二磁屏蔽体是设在使该墙面的表面方向垂直于该第二磁屏蔽体的一筒型本体单 元的一中心轴，所处位置至少为该墙面的另一部分，其中该磁场产生源所产生的磁力的一 磁力线主要方向是非垂直于该墙面的墙面表面方向。
全文摘要
一种磁屏蔽体包括一筒型本体单元，包括具有导磁性与共同相同的纵切面的形状的多个筒型本体，并设有一共用间隔使得各筒型本体的一中心轴彼此重叠，且该些筒型本体的侧表面形成一共同的平面；以及一支撑单元支撑多个筒型本体单元，使得该些筒型本体单元的筒型本体的侧表面以一共用间隔彼此面对面。
文档编号G12B17/02GK101911858SQ200880125010
公开日2010年12月8日 申请日期2008年11月11日 优先权日2007年11月19日
发明者山崎庆太, 广里成隆 申请人:株式会社竹中工务店