(57)【要約】【課題】磁気シールド鋼板の厚み・磁気特性、磁気シールド装置の大きさが与えられたときの、汎用性のある設計技術が得られるようにし、かつ、具体的な磁気シールド装置の修正方法について示すようにする。【解決手段】設置領域１０の各面における捕捉磁束密度Ｂcと、設置領域１０の各面における代表長さｌと、設置領域１０の各面を通過する磁束Φαとを用いて、設置領域１０の各面の厚みであって、設置領域１０の各面が密閉される場合の厚みｄ1を算出する。また、その厚みｄ1と、シールド板群を構成するシールド板の幅Ｗと、そのシールド板群の配設周期（ピッチ）Ｐとを用いて、設置領域１０の各面の厚みであって、設置領域１０の各面にシールド板群が所定の間隔で並設される場合の各面の厚みｄ2を算出する。【選択図】図１
2009111032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気シールド装置の設計対象面における、磁性体による厚みを設計する磁気シールド装置の設計装置であって、
前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から磁界が発生した際に前記設計対象面に生じる磁束密度を、ユーザによる操作手段の操作に基づき入力する第１の入力手段と、
前記第１の入力手段により入力された磁束密度に基づいて、前記設計対象面を通過する磁束を導出する磁束導出手段と、
前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から発生した磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板により捕捉されることに基づく目標値としての捕捉磁束密度を、ユーザによる操作手段の操作に基づき入力する第２の入力手段と、
前記磁気シールド装置の設計対象面の大きさを表す代表長さを、ユーザによる操作手段の操作に基づき入力する第３の入力手段と、
前記第２の入力手段により入力された捕捉磁束密度に基づく磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板で捕捉されるようにするための当該設計対象面の厚みを、前記磁束導出手段により導出された磁束と、前記第２の入力手段により入力された捕捉磁束密度と、前記第３の入力手段により入力された代表長さとを用いて算出する算出手段とを有することを特徴とする磁気シールド装置の設計装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記設計対象面に配置される磁性体板により、当該設計対象面の全体が密閉される場合には、前記磁束導出手段により導出された磁束と、前記第２の入力手段により入力された捕捉磁束密度と、前記第３の入力手段により入力された代表長さとから、前記設計対象面の厚みを算出することを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド装置の設計装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記設計対象面に複数の磁性体板が所定の間隔で配置される場合には、前記磁束導出手段により導出された磁束と、前記第２の入力手段により入力された捕捉磁束密度と、前記第３の入力手段により入力された代表長さと、前記複数の磁性体板が前記設計対象面を占有する割合とから、前記設計対象面の厚みを算出することを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド装置の設計装置。
【請求項４】
前記算出手段により算出された前記設計対象面の厚みを適用して、前記磁気シールド装置を含む解析対象領域に生じる電磁場を解析する電磁場解析手段と、
前記電磁場解析手段により解析された電磁場に基づく磁気特性が、目標範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記電磁場解析手段により解析された電磁場に基づく磁気特性が、目標範囲内にないと判定された場合に、前記設計対象面の厚みの変更値を、ユーザによる操作手段の操作に基づき入力する第４の入力手段とを有し、
前記電磁場解析手段は、前記判定手段により、前記電磁場解析手段により解析された電磁場に基づく磁気特性が、目標範囲内であると判定されるまで、前記第４の入力手段により、前記設計対象面の厚みの変更値が入力される度に、当該入力された変更値を適用して、前記解析対象領域に生じる電磁場を解析することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気シールド装置の設計装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記電磁場解析手段により解析された電磁場に基づいて、前記磁気シールド装置を構成する磁性体板の透磁率が、最大透磁率の半分以上、最大透磁率以下の範囲にあるか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の磁気シールド装置の設計装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記電磁場解析手段により解析された電磁場に基づいて、最大透磁率の半分以上、最大透磁率以下の範囲にある磁性体板が、前記磁気シールド装置を構成する磁生体板全体の５０［％］以上あるか否かを判定することを特徴とする請求項５に記載の磁気シールド装置の設計装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記電磁場解析手段により解析された電磁場に基づく磁束密度の最大値が、前記磁性体板の飽和磁束密度の０．８倍以上、０．９倍以下の範囲であるか否かを判定することを特徴とする請求項５又は６に記載の磁気シールド装置の設計装置。
【請求項８】
前記算出手段は、前記磁気シールド装置から外部に漏れる磁界が問題となる所定の設計対象面の厚みを算出することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の磁気シールド装置の設計装置。
【請求項９】
磁気シールド装置の設計対象面における、磁性体による厚みを設計する磁気シールド装置の設計方法であって、
前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から磁界が発生した際に前記設計対象面に生じる磁束密度を、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第１の入力ステップと、
前記第１の入力ステップにより入力された磁束密度に基づいて、前記設計対象面を通過する磁束を導出する磁束導出ステップと、
前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から発生した磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板により捕捉されることに基づく目標値としての捕捉磁束密度を、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第２の入力ステップと、
前記磁気シールド装置の設計対象面の大きさを表す代表長さを、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第３の入力ステップと、
前記第２の入力ステップにより入力された捕捉磁束密度に基づく磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板で捕捉されるようにするための当該設計対象面の厚みを、前記磁束導出ステップにより導出された磁束と、前記第２の入力ステップにより入力された捕捉磁束密度と、前記第３の入力ステップにより入力された代表長さとを用いて算出する算出ステップとを有することを特徴とする磁気シールド装置の設計方法。
【請求項１０】
前記算出ステップは、前記設計対象面に配置される磁性体板により、当該設計対象面の全体が密閉される場合には、前記磁束導出ステップにより導出された磁束と、前記第２の入力ステップにより入力された捕捉磁束密度と、前記第３の入力ステップにより入力された代表長さとから、前記設計対象面の厚みを算出することを特徴とする請求項９に記載の磁気シールド装置の設計方法。
【請求項１１】
前記算出ステップは、前記設計対象面に複数の磁性体板が所定の間隔で配置される場合には、前記磁束導出ステップにより導出された磁束と、前記第２の入力ステップにより入力された捕捉磁束密度と、前記第３の入力ステップにより入力された代表長さと、前記複数の磁性体板が前記設計対象面を占有する割合とから、前記設計対象面の厚みを算出することを特徴とする請求項９に記載の磁気シールド装置の設計方法。
【請求項１２】
前記算出ステップにより算出された前記設計対象面の厚みを適用して、前記磁気シールド装置を含む解析対象領域に生じる電磁場を解析する電磁場解析ステップと、
前記電磁場解析ステップにより解析された電磁場に基づく磁気特性が、目標範囲内であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより、前記電磁場解析ステップにより解析された電磁場に基づく磁気特性が、目標範囲内にないと判定された場合に、前記設計対象面の厚みの変更値を、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第４の入力ステップとを有し、
前記電磁場解析ステップは、前記判定ステップにより、前記電磁場解析ステップにより解析された電磁場に基づく磁気特性が、目標範囲内であると判定されるまで、前記第４の入力ステップにより、前記設計対象面の厚みの変更値が入力される度に、当該入力された変更値を適用して、前記解析対象領域に生じる電磁場を解析することを特徴とする請求項９〜１１の何れか１項に記載の磁気シールド装置の設計方法。
【請求項１３】
前記判定ステップは、前記電磁場解析ステップにより解析された電磁場に基づいて、前記磁気シールド装置を構成する磁性体板の透磁率が、最大透磁率の半分以上、最大透磁率以下の範囲にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１２に記載の磁気シールド装置の設計方法。
【請求項１４】
前記判定ステップは、前記電磁場解析ステップにより解析された電磁場に基づいて、最大透磁率の半分以上、最大透磁率以下の範囲にある磁性体板が、前記磁気シールド装置を構成する磁生体板全体の５０［％］以上あるか否かを判定することを特徴とする請求項１３に記載の磁気シールド装置の設計方法。
【請求項１５】
前記判定ステップは、前記電磁場解析ステップにより解析された電磁場に基づく磁束密度の最大値が、前記磁性体板の飽和磁束密度の０．８倍以上、０．９倍以下の範囲であるか否かを判定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の磁気シールド装置の設計方法。
【請求項１６】
前記算出ステップは、前記磁気シールド装置から外部に漏れる磁界が問題となる所定の設計対象面の厚みを算出することを特徴とする請求項９〜１５の何れか１項に記載の磁気シールド装置の設計方法。
【請求項１７】
磁気シールド装置の設計対象面における、磁性体による厚みを設計することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から磁界が発生した際に前記設計対象面に生じる磁束密度を、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第１の入力ステップと、
前記第１の入力ステップにより入力された磁束密度に基づいて、前記設計対象面を通過する磁束を導出する磁束導出ステップと、
前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から発生した磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板により捕捉されることに基づく目標値としての捕捉磁束密度を、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第２の入力ステップと、
前記磁気シールド装置の設計対象面の大きさを表す代表長さを、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第３の入力ステップと、
前記第２の入力ステップにより入力された捕捉磁束密度に基づく磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板で捕捉されるようにするための当該設計対象面の厚みを、前記磁束導出ステップにより導出された磁束と、前記第２の入力ステップにより入力された捕捉磁束密度と、前記第３の入力ステップにより入力された代表長さとを用いて算出する算出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気シールド装置の設計装置、磁気シールド装置の設計方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、磁気シールド装置を設計するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気機器を使用すると周囲に磁界が発生する。そこで、磁気シールド装置を用いて、電気機器から発生する磁界が周囲に漏れないようにすることが行われている。
また、磁気シールド装置の近くに大電流が流れていたり、残留磁場のある磁性体があったりする場合には、そこから磁場が発生する。このような磁場は、磁気シールド装置内で精密装置の精密な測定を行おうとする場合の妨げとなる。そこで、外部磁場が進入しないように、磁気シールド装置を構成する必要もある。
【０００３】
このような磁気シールド装置として、シールドルームの全面を磁性体の板で覆う密閉型の磁気シールド装置がある。この密閉型の磁気シールド装置は、通気性が悪く、内部温度が非常に高くなるという問題点を有する。そこで、特許文献１には、複数の磁性体の板を、シールドルームの全面に亘ってすだれ状に並べて構成された開放型の磁気シールド装置が開示されている。
【０００４】
ところで、以上のような磁気シールド装置を設計する場合、どの位置にどの位の磁性体を使用するのかを設計する必要がある。
今までの磁気シールド装置の設計技術としては、特許文献２、３、４に記載されている。
特許文献２では、磁気シールド装置における形状（高さ、奥行き、幅といった長さ）を規定している。しかしながら、それぞれの面でシールド用鋼板がどの程度使用すべきかについては、明確に示されていないし、また、シールド鋼板の量の算出方法についても記載がない。また、そこでは、磁気シールド装置の形状が与えられた時に対しては、対処できない。
【０００５】
特許文献３では、磁気シールド鋼板の厚み及び磁気特性と、磁気シールド装置の大きさとを設計している。しかしながら、そこで導出された関係式および定数は、ある条件での実験データより導出したものであるため、その実験条件より外れた場合どこまで適用できるか不明である。したがって、特許文献３では、汎用性に欠ける。また、特許文献３では、材料（磁性体板）の透磁率について規定しているが、実際の透磁率は材料（磁性体板）に流れる磁束密度で変化する。このため、材料（磁性体板）に流れる磁束密度を規定する必要がある。しかしながら、特許文献３には、磁気シールド装置にどれほどの磁束密度を設定するのかが明示されていない。したがって、材料（磁性体板）に流れる磁束密度および透磁率の値によっては、材料（磁性体板）が磁気飽和してしまい、漏れ磁場が増えたり、逆に磁場が小さすぎて非効率であったりする。
特許文献４では、有限要素法を用いて磁場分布を算出し、その結果をもとにシールド装置の修正案を作成し、再度有限要素法計算を行い、最適なシールド装置を決定するものである。しかしながら、そこでは、磁場分布よりどのようにして修正案を作成するのか、また、何をもって最適性とするのか、といった明確な指針が提示されていない。
【０００６】
以上のごとく、従来の設計手法では、磁気シールド鋼板の厚み・磁気特性、磁気シールド装置の大きさが与えられたときの、汎用性のある設計技術になっていない、また、具体的な磁気シールド装置の修正方法について示されていない、といった技術的課題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６４６８６号公報
【特許文献２】特開２００３−３０９３９３号公報
【特許文献３】特開平３−２９６２９９号公報
【特許文献４】特開平３−７７１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題点にかんがみてなされたものであり、磁気シールド鋼板の厚み・磁気特性、磁気シールド装置の大きさが与えられたときの、物理法則に基づく汎用性のある設計技術が得られるようにし、かつ、具体的な磁気シールド装置の修正方法について示すことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、磁界発生源から発生した磁界が、磁気シールド装置の磁性体板にできるだけ多く捕捉されれば、その分磁気シールド装置から漏れる漏れ磁場は低減すると考える。このため、磁性体板に捕捉される磁束密度を規定するところに、最大の特徴がある。
本発明の磁気シールド装置の設計装置は、磁気シールド装置の設計対象面における、磁性体による厚みを設計する磁気シールド装置の設計装置であって、前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から磁界が発生した際に前記設計対象面に生じる磁束密度を、ユーザによる操作手段の操作に基づき入力する第１の入力手段と、前記第１の入力手段により入力された磁束密度に基づいて、前記設計対象面を通過する磁束を導出する磁束導出手段と、前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から発生した磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板により捕捉されることに基づく目標値としての捕捉磁束密度を、ユーザによる操作手段の操作に基づき入力する第２の入力手段と、前記磁気シールド装置の設計対象面の大きさを表す代表長さを、ユーザによる操作手段の操作に基づき入力する第３の入力手段と、前記第２の入力手段により入力された捕捉磁束密度に基づく磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板で捕捉されるようにするための当該設計対象面の厚みを、前記磁束導出手段により導出された磁束と、前記第２の入力手段により入力された捕捉磁束密度と、前記第３の入力手段により入力された代表長さとを用いて算出する算出手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の磁気シールド装置の設計方法は、磁気シールド装置の設計対象面における、磁性体による厚みを設計する磁気シールド装置の設計方法であって、前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から磁界が発生した際に前記設計対象面に生じる磁束密度を、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第１の入力ステップと、前記第１の入力ステップにより入力された磁束密度に基づいて、前記設計対象面を通過する磁束を導出する磁束導出ステップと、前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から発生した磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板により捕捉されることに基づく目標値としての捕捉磁束密度を、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第２の入力ステップと、前記磁気シールド装置の設計対象面の大きさを表す代表長さを、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第３の入力ステップと、前記第２の入力ステップにより入力された捕捉磁束密度に基づく磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板で捕捉されるようにするための当該設計対象面の厚みを、前記磁束導出ステップにより導出された磁束と、前記第２の入力ステップにより入力された捕捉磁束密度と、前記第３の入力ステップにより入力された代表長さとを用いて算出する算出ステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明のコンピュータプログラムは、磁気シールド装置の設計対象面における、磁性体による厚みを設計することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から磁界が発生した際に前記設計対象面に生じる磁束密度を、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第１の入力ステップと、前記第１の入力ステップにより入力された磁束密度に基づいて、前記設計対象面を通過する磁束を導出する磁束導出ステップと、前記磁気シールド装置の内部の磁界発生源から発生した磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板により捕捉されることに基づく目標値としての捕捉磁束密度を、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第２の入力ステップと、前記磁気シールド装置の設計対象面の大きさを表す代表長さを、ユーザによる操作ステップの操作に基づき入力する第３の入力ステップと、前記第２の入力ステップにより入力された捕捉磁束密度に基づく磁界が、前記設計対象面に配置された磁性体板で捕捉されるようにするための当該設計対象面の厚みを、前記磁束導出ステップにより導出された磁束と、前記第２の入力ステップにより入力された捕捉磁束密度と、前記第３の入力ステップにより入力された代表長さとを用いて算出する算出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁気シールド装置の設計対象面の厚みを、設計対象面を通過する磁束と、捕捉磁束密度と、設計対象面の代表長さとを用いて算出するようにした。したがって、磁気シールド鋼板の厚み・磁気特性、磁気シールド装置の大きさが与えられたときの、汎用性のある設計技術が得られるようにし、かつ、具体的な磁気シールド装置の修正方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、設計対象の磁気シールド装置が設置される領域の概略の一例を示す図である。具体的に図１（ａ）は、磁気シールド装置が設置される領域の斜視図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＷ方向から見た図を示す。
【００１４】
図１において、磁気シールド装置が設置される領域（以下、設置領域と称する）１０の内部には、磁界発生源１１が設置される。この磁界発生源１１は、例えば、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）である。磁界発生源１１としてＭＲＩを用いた場合、設計対象の磁気シールド装置は、ＭＲＩが備える励磁コイルから発生する磁界が、磁気シールド装置の外部に漏洩することをシールド（低減）するために使用されるものとなる。
【００１５】
本実施形態では、設計対象の磁気シールド装置は、予め定められた大きさの複数の磁性体の板（以下、シールド板と称する）を積み重ねたもの（以下、シールド板群と称する）を、設置領域１０の各面に１つ又は複数配設することにより構成される。本実施形態では、設置領域１０の各面におけるシールド板群による厚み（シールド板群を構成するシールド板の枚数）を算出することにより、磁気シールド装置の設計を行う場合を例に挙げて説明する。このように本実施形態では、シールド板群により磁性体板が構成される。
【００１６】
図２は、磁気シールド装置の設計装置（以下、設計装置と略称する）の構成の一例を示す図である。
図２において、設計装置２０は、操作部２１と、表示部２２と、処理部２３とを有している。
操作部２１は、キーボードやマウス等により構成される装置であり、ユーザにより実行された内容を処理部２３に伝えるようにするための装置である。
【００１７】
表示部２２は、ディスプレイ等により構成される装置であり、処理部２３により実行された処理結果等を表示するための装置である。ユーザは、この表示部２２に表示された内容を見ながら、操作部２１を操作して所望の内容を入力する。
処理部２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されるコンピュータである。この処理部２３は、ＲＯＭに記録されているプログラムを実行すること等により設計装置２０における処理動作を行う。
【００１８】
具体的に処理部２３は、磁気シールド装置形状記憶部２３ａと、設計対象面設定部２３ｂと、磁束密度分布記憶部２３ｃと、設計対象面代表長さ記憶部２３ｄと、捕捉磁束密度記憶部２３ｅと、磁束導出部２３ｆと、厚み導出部２３ｇと、厚み表示部２３ｈとを有している。
【００１９】
磁気シールド装置形状記憶部２３ａは、設置領域１０の各面の形状（大きさ及び形）を記憶する。また、磁気シールド装置形状記憶部２３ａは、設置領域１０の各面におけるシールド板群の配設位置も記憶する。設置領域１０の各面の形状やシールド板群の配設位置は、例えば、ユーザによる操作部２１の操作に基づいて、磁気シールド装置形状記憶部２３ａに予め記憶される。
設計対象面設定部２３ｂは、設置領域１０の各面のうち、シールド板群による厚みの導出対象となる面（以下、設計対象面と称する）を設定する。図１に示した例では、設置領域１０の６つの面が、設計対象面として順次設定される。
【００２０】
磁束密度分布記憶部２３ｃは、磁界発生源１１から磁界を発生させた場合の、設置領域１０の各面における磁束密度の分布Ｂ（ｒ，ｓ）を記憶する。ここで、（ｒ，ｓ）は（ｘ，ｙ）または（ｙ，ｚ）または（ｚ，ｘ）を表すものとする。すなわち、（ｒ，ｓ）は、上面および下面においては（ｘ，ｙ）を、Ａ面およびＣ面においては（ｙ，ｚ）を、Ｂ面およびＤ面においては（ｚ，ｘ）面を表す。設置領域１０の各面における磁束密度の分布Ｂ（ｒ，ｓ）は、例えば、ユーザによる操作部２１の操作に基づいて、磁束密度分布記憶部２３ｃに予め記憶される。このように本実施形態では、磁気シールド装置により磁界が外部に漏洩するのをシールドする前の設置領域１０の各面における磁束密度の分布Ｂ（ｒ，ｓ）を磁束密度分布記憶部２３ｃに記憶する。このように本実施形態では、磁束密度分布記憶部２３ｃに磁束密度の分布Ｂ（ｒ，ｓ）を記憶することにより、第１の入力手段が実現される。
【００２１】
設計対象面代表長さ記憶部２３ｄは、設置領域１０の各面における代表長さｌを記憶する。本実施形態では、設置領域１０の各面における代表長さｌが、以下の（１）式で表されるものとする。尚、以下の説明では、設置領域１０の各面における代表長さｌを、必要に応じて、代表長さｌと略称する。
【００２２】
【数１】
2009111032.tif 000003
【００２３】
ここで、ｌ1は、設置領域１０の各面における縦の長さであり、ｌ2は、設置領域１０の各面における横の長さである。本実施形態では、設置領域１０の各面に対して、代表長さｌが設計対象面代表長さ記憶部２３ｄに記憶されている。また、代表長さｌは、例えば、ユーザによる操作部２１の操作に基づいて、設計対象面代表長さ記憶部２３ｄに予め記憶される。このように本実施形態では、設計対象面代表長さ記憶部２３ｄに代表長さｌが記憶されることにより、第３の入力手段が実現される。
【００２４】
捕捉磁束密度記憶部２３ｅは、設置領域１０の各面における捕捉磁束密度Ｂcを記憶する。本実施形態では、設置領域１０の各面における捕捉磁束密度Ｂcが１［Ｔ］であるとする。捕捉磁束密度Ｂcは、例えば、ユーザによる操作部２１の操作に基づいて、捕捉磁束密度記憶部２３ｅに予め記憶される。このように本実施形態では、捕捉磁束密度記憶部２３ｅに目標値としての捕捉磁束密度Ｂcが記憶されることにより、第２の入力手段が実現される。
磁束導出部２３ｆは、設計対象面設定部２３ｂで設定された設計対象面における磁束密度の分布Ｂ（ｒ，ｓ）を、磁束密度分布記憶部２３ｃから取得する。そして、磁束導出部２３ｆは、取得した磁束密度の分布Ｂ（ｒ，ｓ）と、設計対象面内の微小領域の面積ΔＳx,yとを、以下に示す（２）式に代入して、設計対象面を通過する磁束Φαを算出する。
【００２５】
【数２】
2009111032.tif 000004
【００２６】
ここで、設計対象面内の微小領域の面積ΔＳx,yは、磁気シールド装置形状記憶部２３ａに記憶されている設計対象面の形状に基づいて定められる。
このように本実施形態では、磁束導出部２３ｆにより、磁束導出手段が実現される。
【００２７】
厚み導出部２３ｇは、設計対象面設定部２３ｂで設定された設計対象面におけるシールド板群による厚みを算出する。この厚みを、シールド板群を構成するシールド板の１枚当たりの厚みで割ることにより、設計対象面設定部２３ｂで設定された設計対象面に配設されるシールド板群を構成するシールド板の枚数を算出することができる。
【００２８】
具体的に厚み導出部２３ｇは、以下のようにして、シールド板群による設計対象面における厚みを算出する。
まず、厚み導出部２３ｇは、設計対象面設定部２３ｂで設定された設計対象面に配設されるシールド板群により、その設計対象面の全体が覆われる（密閉される）か否かを判定する。この判定は、例えば、磁気シールド装置形状記憶部２３ａに記憶されているシールド板群の配設位置に基づいて行うことができる。
【００２９】
この判定の結果、設計対象面の全体がシールド板群により覆われる（密閉される）場合、厚み導出部２３ｇは、まず、設計対象面設定部２３ｂで設定された設計対象面における代表長さｌを設計対象面代表長さ記憶部２３ｄから取得すると共に、捕捉磁束密度Ｂcを捕捉磁束密度記憶部２３ｅから取得する。そして、厚み導出部２３ｇは、これら代表長さｌ及び捕捉磁束密度Ｂcと、磁束導出部２３ｆで導出された磁束Φαとを、以下の（３）式に代入して、設計対象面の厚みｄ1を算出する。そして、厚み導出部２３ｇは、算出した厚みｄ1を、予め定められているシールド板の１枚当たりの厚みで割ることにより、設計対象面設定部２３ｂで設定された設計対象面に配設されるシールド板群を構成するシールド板の枚数を算出する。
【００３０】
【数３】
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【００３１】
一方、設計対象面の全体がシールド板群により覆われず、複数のシールド板群が所定の間隔を有して並設される（一部が開放されている）場合、厚み導出部２３ｇは、まず、前述したようにして、厚みｄ1を算出する（（３）式を参照）。そして、厚み導出部２３ｇは、算出した厚みｄ1と、設計対象面に配設されるシールド板の幅Ｗと、設計対象面に配設されるシールド板群の配設周期（ピッチ）Ｐとを、以下の（４）式に代入して、設計対象面の厚みｄ2を算出する。
【００３２】
【数４】
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【００３３】
ここで、設計対象面に配設されるシールド板の幅Ｗと、設計対象面に配設されるシールド板群の配設周期（ピッチ）Ｐは、例えば、磁気シールド装置形状記憶部２３ａに記憶されているシールド板群の配設位置に基づいて算出することができる。尚、これら設計対象面に配設されるシールド板の幅Ｗと、設計対象面に配設されるシールド板群の配設周期（ピッチ）Ｐとを予め記憶しておくようにしてもよい。
【００３４】
図３は、設計対象面に配設されるシールド板の幅Ｗと、設計対象面に配設されるシールド板群の配設周期（ピッチ）Ｐとの一例を示す図である。図３では、幅Ｗのシールド板を積み重ねることにより構成されたシールド板群３１、３２、３３が、配設周期（ピッチ）Ｐで、設計対象面に並べられている場合を例に挙げて示している。（４）式に示す例では、（Ｗ／Ｐ）が、シールド板群が設計対象面を占有する割合になる。
以上のように本実施形態では、厚み導出部２３ｇにより、算出手段が実現される。尚、以上のようにして求められる設計対象面の厚みｄ1、ｄ2は、捕捉磁束密度Ｂcに基づく磁界が、設計対象面に配置されたシールド板群で捕捉されるようにするために必要な厚みである。
【００３５】
厚み表示部２３ｈは、設置領域１０の全ての面について、シールド板群による厚みｄ1、ｄ2が算出されると、その厚みｄ1、ｄ2を含む画像データを生成し、生成した画像データに基づく画像を表示部２２に表示させる。
【００３６】
次に、図４のフローチャートを参照しながら、本実施形態の設計装置２０における動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ１において、設計対象面設定部２３ｂは、設置領域１０の各面の１つを設計対象面として設定する。
次に、ステップＳ２において、磁束導出部２３ｆは、前述した（２）式を用いて、設計対象面を通過する磁束Φαを算出する。
【００３７】
次に、ステップＳ３において、厚み導出部２３ｇは、磁気シールド装置形状記憶部２３ａに記憶されているシールド板群の配設位置に基づいて、ステップＳ１で設定された設計対象面に配設されるシールド板群により、その設計対象面の全体が覆われる（密閉される）か否かを判定する。
この判定の結果、設計対象面の全体が覆われる（密閉される）場合には、ステップＳ４に進む。ステップＳ４に進むと、厚み導出部２３ｇは、前述した（３）式を用いて、設計対象面におけるシールド板群による厚みｄ1を算出する。そして、後述するステップＳ６に進む。
【００３８】
一方、設計対象面の全体がシールド板群により覆われていない（一部が開放されている）場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５に進むと、厚み導出部２３ｇは、前述した（４）式を用いて、設計対象面におけるシールド板群による厚みｄ2を算出する。そして、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６に進むと、設計対象面設定部２３ｂは、設置領域１０の全ての面を解析対象領域として指定したか否かを判定する（すなわち、それら全ての面について、シールド板群による厚みｄ1、ｄ2を算出したか否かを判定する）。この判定の結果、設置領域１０の全ての面を解析対象領域として指定していない場合には、ステップＳ１に進み、設計対象面設定部２３ｂは、指定していない面の１つを解析対象領域として設定し、設置領域１０の全ての面を解析対象領域として指定するまで、ステップＳ１〜Ｓ６を繰り返し行う。そして、設置領域１０の全ての面が解析対象領域として指定され、それら全ての面について、シールド板群による厚みｄ1、ｄ2が算出されると、ステップＳ７に進む。
【００３９】
ステップＳ７に進むと、厚み表示部２３ｈは、設置領域１０の全ての面の厚みｄ1、ｄ2に関する画像を表示部２２に表示させる。そして、図４のフローチャートによる処理を終了する。
【００４０】
図５は、磁気シールド装置の各面に配設されるシールド板群を構成するシールド板の枚数を、設計装置２０により設計した場合と、従来のようにして経験的に設計した場合との夫々について示した図である。
【００４１】
図５において、Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面は、夫々図１（ｂ）に示した面を指す。また、図５に示す数値は、各面に配設されるシールド板群を構成するシールド板の枚数を示す。尚、図５では、設置領域１０の各面の一部が開放している開放型の磁気シールド装置を設計した場合を例に挙げて示している。
図５に示すように、設計装置２０により設計した場合には、底面（床面）におけるシールド板の枚数が多くなっており、この底面（床面）におけるシールド板の枚数の違いが、シールド板の総枚数の差異の大半を占めることが分かる。尚、底面（床面）は、漏れ磁場の評価の対象となりにくいので、底面（床面）におけるシールド板の枚数を、従来の値に減らすことができる。
【００４２】
図６は、磁気シールド装置の外部における磁束密度を、設計装置２０により設計した場合と、従来のようにして経験的に設計した場合との夫々について示した図である。図６において、グラフ６１が設計装置２０により設計した場合の磁束密度を示し、グラフ６２が従来のようにして設計した場合の磁束密度を示す。
尚、図６に示すＡ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面は、夫々図１（ｂ）に示した面を指す。また、図６では、磁気シールド装置の周方向の各面（Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面）から外側に１００［ｍｍ］離れた位置であって、磁界発生源１１の中心と同じ高さの位置における磁束密度の絶対値｜Ｂ｜を、電磁場解析により算出した結果を示している。また、図６では、磁束密度の絶対値｜Ｂ｜を相対値で示している。更に、図６では、磁界発生源から１．５［Ｔ］程度の磁界が発生しているものとして電磁場解析を行った結果を示している。
【００４３】
図６に示すように、設計装置２０により設計した場合の方が、従来のようにして設計した場合よりも、磁気シールド装置から漏れる磁界（漏れ磁場）の最大値が小さいことが分かる（Ｂ面におけるグラフ６１、６２の値を参照）。
【００４４】
以上のように本実施形態では、設置領域１０の各面における捕捉磁束密度Ｂcと、設置領域１０の各面における代表長さｌと、設置領域１０の各面を通過する磁束Φαとを（３）式に代入することにより、設置領域１０の各面の厚みであって、設置領域１０の各面が密閉される場合の厚みｄ1を算出する。また、その厚みｄ1と、シールド板群を構成するシールド板の幅Ｗと、そのシールド板群の配設周期（ピッチ）Ｐとを（４）式に代入することにより、設置領域１０の各面の厚みであって、設置領域１０の各面にシールド板群が所定の間隔で並設される場合の各面の厚みｄ2を算出する。
【００４５】
すなわち、磁気シールド装置により磁界が外部に漏洩するのをシールドする前の設置領域１０の各面における磁束密度の分布Ｂ（ｒ，ｓ）を入力して、設置領域１０の各面を通過する磁束Φαを求める。そして、設置領域１０の各面を通過する磁束Φαと、捕捉磁束密度Ｂcと、各面の代表長さｌとを近似パラメータとして用いることにより、磁界発生源１１から発生した磁界がシールド板に吸収されるようにするための厚みｄ1を近似計算する。また、設置領域１０の各面に一定周期で並設されるシールド板群の間隔に応じて、近似計算したシールド板群の厚みｄ1を調整して、設置領域１０の各面にシールド板群が所定の間隔で並設される場合の各面の厚みｄ2を算出する。
【００４６】
以上のようにすることで、磁気シールド鋼板の厚み・磁気特性、磁気シールド装置の大きさが与えられたときの、汎用性のある設計技術が得られるようにし、かつ、具体的な磁気シールド装置の修正方法を提供できる。また、過去の知見がなくても、例えば数秒の計算時間で、磁気シールド装置をある程度の精度で設計することができる。したがって、顧客のニーズに応じて、顧客の目の前で（その場で）磁気シールド装置の概略設計を行うことができる。
【００４７】
尚、本実施形態では、シールド板群を構成するシールド板の枚数が、設置領域１０の各面の厚みになる場合を例に挙げて説明した。すなわち、設置領域１０の各面と、シールド板群を構成するシールド板の面とが平行になるように、シールド板群を配設する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、設置領域１０の各面と、シールド板群を構成するシールド板の面とが垂直になるように、シールド板群を配設する場合には、シールド板の幅が、設置領域１０の各面の厚みになる。また、このようにした場合には、（４）式において、シールド板の幅Ｗの項に、シールド板の枚数に基づく厚みが代入されることになる。
【００４８】
また、本実施形態では、設置領域１０の各面における磁束密度の分布Ｂ（ｒ，ｓ）を磁束密度分布記憶部２３ｃに記憶するようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、設置領域１０の各面における磁束密度の代表値Ｂ（ｒ，ｓ）（例えば平均値）を磁束密度分布記憶部２３ｃに記憶するようにしてもよい。
【００４９】
また、本実施形態では、設置領域１０の各面における代表長さｌが、（１）式のようにして表される場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのようにする必要はない。設置領域１０の各面に配設されたシールド板群により捕捉された磁界の、その各面における移動距離を近似した値であれば、設置領域１０の各面における大きさを表す代表長さｌをどのように表してもよい。例えば、設置領域１０の各面における大きさを表す代表長さｌを、設置領域１０の各面における縦の長さｌ1と、設置領域１０の各面における横の長さｌ2との平均値としてもよい。また、設置領域１０の各面における縦の長さｌ1と、設置領域１０の各面における横の長さｌ2とのうち、長い方（又は短い方）を、設置領域１０の各面における大きさを表す代表長さｌとしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、設置領域１０の各面における捕捉磁束密度Ｂcが、１［Ｔ］である場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこのようにする必要はない。設置領域１０の各面に配設されるシールド板群により捕捉される磁界に基づく磁束密度の値であれば、どのような値を捕捉磁束密度Ｂcとしてもよい。例えば、磁気シールド装置を構成する磁性体（シールド板）における透磁率μと磁界Ｈとの関係を示す曲線においてピークを有する部分（好ましくは透磁率μが最大値を示す部分）における透磁率μの値と磁界Ｈの値とから定められる磁束密度の値を捕捉磁束密度Ｂcとすることができる。また、磁気シールド装置を構成する磁性体（シールド板）の種類が各面において異なる場合には、捕捉磁束密度Ｂcも各面において異なるものになる。
【００５１】
また、本実施形態では、設置領域１０の全ての面について、厚みｄ1、ｄ2を算出するようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、設置領域１０の全ての面ではなく、磁気シールド装置から外部に漏れる磁界が問題となる所定の面（例えば、底面を除く面やＢ面）だけの厚みｄ1、ｄ2を算出するようにしてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、設計対象面が矩形である場合を例に挙げて示したが、設計対象面は、矩形に限定されず、磁気シールド装置が設定されるシールドルームに合わせて設定することができる。
また、本実施形態では、複数のシールド板群を所定の間隔で並設することにより、設計対象面の一部が開放されるようにした場合を例に挙げて説明したが、設計対象面の一部が開放されるようにする方法は、このようなものに限定されるものではない。
【００５３】
（第２の実施形態）
【００５４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述した第１の実施形態では、過去の知見がなくても、磁気シールド装置をある程度の精度で設計することができるようにした。本実施形態では、第１の実施形態の手法で算出した、設置領域１０の各面における厚みｄ1、ｄ2を用いて、より高精度に磁気シールド装置を設計する場合を説明する。このように本実施形態と前述した第１の実施形態とは、磁気シールド装置の設計方法の一部が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付する等して詳細な説明を省略する。
【００５５】
図７は、本実施形態における設計装置で設計対象とする磁気シールド装置の構成の一例を示す図である。図８は、磁気シールド装置が設置される領域（設置領域）の概略の一例を示す図である。具体的に図８（ａ）は、磁気シールド装置が設置される領域（設置領域）の斜視図を示し、図８（ｂ）、図８（ｃ）は、夫々図８（ａ）のＵ方向、Ｖ方向から見た図を示す。
【００５６】
図７、図８に示すように、磁気シールド装置７１（設置領域８１）の内部には、磁界発生源７２が設置される。
また、本実施形態では、磁気シールド装置７１は、図８に示す設置領域８１のＢ面、上面、Ｄ面、及び底面で構成される面に沿って、相対的に内側に配設された内側シールド部７３と、図８に示す設置領域８１のＢ面、Ａ面、Ｄ面、及びＣ面で構成される面に沿って、相対的に外側に配設された外側シールド部７４とを備える。
【００５７】
具体的に、内側シールド部７３は、Ｂ面、上面、Ｄ面、及び底面で構成される面の周方向と平行になるように長手方向が配設された複数のシールド板群を有している。これら複数のシールド板群は、所定の間隔で、Ｂ面、上面、Ｄ面、及び底面で構成される面の幅方向に並設されている。一方、外側シールド部７４は、Ｂ面、Ａ面、Ｄ面、及びＣ面で構成される面の周方向と平行になるように長手方向が配設された複数のシールド板群を有している。これら複数のシールド板群は、所定の間隔で、Ｂ面、Ａ面、Ｄ面、及びＣ面で構成される面の幅方向に並設されている。
【００５８】
図９は、設計装置の構成の一例を示す図である。
図９において、設計装置９０は、操作部２１と、表示部２２と、処理部９１とを有している。
前述したように、操作部２１は、ユーザにより実行された内容を処理部９１に伝えるようにするための装置であり、表示部２２は、処理部９１により実行された処理結果等を表示するための装置である。
処理部９１は、図２に示した処理部２３と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されるコンピュータであり、ＲＯＭに記録されているプログラムを実行すること等によって設計装置９０における処理動作を行う。
【００５９】
具体的に処理部９１は、簡易設計部９１ａと、電磁場解析部９１ｂと、漏れ磁場判定部９１ｃと、磁界分布表示部９１ｄと、厚み変更部９１ｅと、厚み表示部９１ｆとを有している。
簡易設計部９１ａは、第１の実施形態で説明したようにして設置領域８１の各面における厚みｄ1、ｄ2を、概略値として算出する。具体的に簡易設計部９１ａは、図２に示した磁気シールド装置形状記憶部２３ａと、設計対象面設定部２３ｂと、磁束密度分布記憶部２３ｃと、設計対象面代表長さ記憶部２３ｄと、捕捉磁束密度記憶部２３ｅと、磁束導出部２３ｆと、厚み導出部２３ｇとを有している。
尚、以下の説明では、簡易設計部９１ａにより求められた厚みｄ1、ｄ2を、必要に応じて概略厚みｄ1、ｄ2と称する。
【００６０】
電磁場解析部９１ｂは、簡易設計部９１ａで算出された概略厚みｄ1、ｄ2を有するように磁気シールド装置７１を構成した場合に、磁気シールド装置７１の内部及びその周囲を含む所定の解析対象領域における電磁場（磁界）がどのようになっているのかを解析する（電磁場解析を行う）。
具体的に電磁場解析部９１ｂは、磁気特性演算部９２ａと、磁束密度分布演算部９２ｂとを有し、以下に説明するような等価ＢＨ法と称する方法で電磁場解析を行うようにしている。
【００６１】
磁気特性演算部９２ａは、図７に示した磁気シールド装置７１とその周囲とを含む所定の解析対象領域内において、繰り返し同じ構成を有すると見なせる複数の領域の１つを等価的な要素（以下、等価要素と称する）と見なし、この等価要素内の平均磁気特性を有限要素法により算出する。本実施形態では、平均磁気特性として、平均透磁率μaveを算出するものとする。
具体的に本実施形態では、磁気特性演算部９２ａは、以下の（５）式を用いて、平均透磁率μaveを算出するものとする。
【００６２】
【数５】
2009111032.tif 000007
【００６３】
ここで、μFeは、磁気シールド装置７１を構成するシールド板の各軸（図８のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の透磁率である。μairは、空気の透磁率である。ｄは、等価要素内におけるシールド板群の厚み（等価要素内に含まれるシールド板の枚数）、ｌは、等価要素の厚み（例えば、等価要素に含まれるシールド板群の厚み方向の長さ）である。Ｂaveは、等価要素における平均磁束密度であり、Ｈaveは、等価要素における平均磁界である。
【００６４】
そして、磁気特性演算部９２ａは、大きさ及び入射角度の少なくとも何れか一方が異なる複数の外部磁界を与えた場合の平均透磁率μaveを（５）式を用いて算出し、算出した平均透磁率μaveと、平均磁束密度Ｂaveとの関係を求める。このとき、簡易設計部９１ａで算出された概略厚みｄ1、ｄ2が、（５）式に示すｄに代入される。
【００６５】
図１０は、等価要素における平均透磁率μaveと平均磁束密度Ｂaveとの関係の一例を示す図である。
図１０において、グラフ１０１は、等価要素内に含まれるシールド板の磁化容易軸方向の平均透磁率μaveと平均磁束密度Ｂaveとの関係を示すものである。また、グラフ１０２は、等価要素内に含まれるシールド板の磁化困難軸方向の平均透磁率μaveと平均磁束密度Ｂaveとの関係を示すものである。また、グラフ１０３は、等価要素内に含まれるシールド板の積層方向（シールド板群の厚み方向）の平均透磁率μaveと平均磁束密度Ｂaveとの関係を示すものである。
【００６６】
磁束密度分布演算部９２ｂは、以上のようにして磁気特性演算部９２ａで算出された"等価要素における平均透磁率μaveと平均磁束密度Ｂaveとの関係"に基づいて、解析対象領域に生じる磁束線（磁界の分布）を求める。そして、磁束密度分布演算部９２ｂは、例えば、解析対象領域内の位置であって、磁気シールド装置７１の外部の所望の位置における磁束密度（の分布）を、求めた磁束線から導出する。
尚、解析対象領域に生じる磁束線は、有限要素法（例えば、ガラーキン法、ＩＣＣＧ法）を用いて求めるようにする。また、磁気シールド装置７１の外部の所望の位置を導出するのは、磁気シールド装置７１内の磁界発生源７２から発生する磁界が、磁気シールド装置７１の外部にどの程度漏洩しているのかを評価するためである。例えば、本実施形態では、磁界発生源７２の中心と同じ高さの位置であって、磁気シールド装置７１の各面から１００［ｍｍ］外側に離れた位置を、磁気シールド装置７１の外部の所望の位置としている。
以上のように本実施形態では、電磁場解析部９１ｂ（磁気特性演算部９２ａ、磁束密度分布演算部９２ｂ）により、電磁場解析手段が実現される。
【００６７】
図９の説明に戻り、漏れ磁場判定部９１ｃは、磁束密度分布演算部９２ｂで演算された磁束密度が、目標範囲内であるか否かを判定する。
具体的に本実施形態では、漏れ磁場判定部９１ｃは、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度に基づいて、透磁率が所定の範囲のシールド板群（面積又は体積）が、磁気シールド装置７１を構成するシールド板群全体の５０［％］以上であるか否かを判定する。ここで、所定の範囲とは、例えば、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度に基づいて得られる最大透磁率の０．５倍以上（半分以上）、最大透磁率以下である。更に、漏れ磁場判定部９１ｃは、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度の最大値が、磁気シールド装置７１を構成するシールド板の飽和磁束密度の０．８倍以上、０．９倍以下であるか否かを判定する。
以上のように本実施形態では、漏れ磁場判定部９１ｃにより、判定手段が実現される。
【００６８】
磁界分布表示部９１ｄは、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度が、目標範囲内ではないと漏れ磁場判定部９１ｃにより判定された場合に、磁束密度分布演算部９２ｂで求められた磁束密度の分布を表示部２２に表示させる。ユーザは、この磁束線の分布を参考にして、厚みｄの変更値を決定する。そして、ユーザは、その厚みｄの変更値を、操作部２１を操作することにより入力する。この際、ユーザは、磁束線に基づく磁束密度の値が相対的に高い面に使用するシールド板の枚数を増大させ、磁束線に基づく磁束密度の値が相対的に低い面に使用するシールド板の枚数を減少させるように、厚みｄの変更値を決定する。
【００６９】
厚み変更部９１ｅは、このようにして入力された厚みｄの変更値を取得して、電磁場解析部９１ｂに出力する。電磁場解析部９１ｂは、厚み変更部９１ｅから厚みｄの変更値が出力されると、それまでに使用していた厚みｄを、その変更値に変更して、前述した計算を再度行う。そして、電磁場解析部９１ｂは、等価要素における平均透磁率μaveと平均磁束密度Ｂaveとの関係と、解析対象領域に生じる磁束線と、磁気シールド装置７１の外部の所望の位置における磁束密度とを求める。
以上のように本実施形態では、厚み変更部９１ｅにより、第４の入力手段が実現される。
【００７０】
電磁場解析部９１ｂは、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束線に基づく磁束密度が、目標範囲内であると漏れ磁場判定部９１ｃにより判定されるまで、厚み変更部９１ｅから出力された変更値を繰り返し入力し、入力した変更値を用いて電磁場解析を繰り返し行う。
【００７１】
そして、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度が、目標範囲内であると漏れ磁場判定部９１ｃにより判定されると、漏れ磁場判定部９１ｃは、その磁束密度を導出した際に電磁場解析部９１ｂで使用された厚みｄを磁気シールド装置７１の設計値として決定する。
そして、厚み表示部９１ｆは、磁気シールド装置７１の設計値として決定された厚みｄを表示部２２に表示させる。尚、磁気シールド装置７１の設計値として決定された厚みｄの他に、後に述べるステップＳ２４で導出された磁束密度の分布を表示部２２に併せて表示させるようにしてもよい。
【００７２】
次に、図１１のフローチャートを参照しながら、本実施形態の設計装置９０における動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ２１において、簡易設計部９１ａは、設置領域１０の各面における概略厚みｄ1、ｄ2を算出する。
次に、ステップＳ２２において、磁気特性演算部９２ａは、ステップＳ２１で算出された概略厚みｄ1、ｄ2を用いて、等価要素における平均透磁率μaveを算出する。
次に、ステップＳ２３において、磁気特性演算部９２ａは、等価要素における平均透磁率μaveと平均磁束密度Ｂaveとの関係を求める。
【００７３】
次に、ステップＳ２４において、磁束密度分布演算部９２ｂは、ステップＳ２３で求められた等価要素における平均透磁率μaveと平均磁束密度Ｂaveとの関係に基づいて、解析対象領域に生じる磁束密度（の分布）を求める。
【００７４】
次に、ステップＳ２５において、漏れ磁場判定部９１ｃは、ステップＳ２４で求められた磁束密度が目標範囲内であるか否かを判定する。この判定の結果、ステップＳ２４で求められた磁束密度が目標範囲内である場合には、漏れ磁場判定部９１ｃは、その磁束特性を導出した際に電磁場解析部９１ｂで使用された厚みｄを磁気シールド装置７１の設計値として決定し、ステップＳ２６に進む。そして、厚み表示部９１ｆは、磁気シールド装置７１の設計値として決定された厚みｄを表示部２２に表示させる。
【００７５】
一方、ステップＳ２４で求められた磁束密度が目標範囲内でない場合には、ステップＳ２７に進む。そして、磁界分布表示部９１ｄは、ステップＳ２４で導出された磁束密度の分布を表示部２２に表示させる。
次に、ステップＳ２８において、厚み変更部９１ｅは、操作部２１の操作により、厚みｄの変更値が入力されるまで待機する。そして、厚みｄの変更値が入力されると、ステップＳ２９に進む。そして、厚み変更部９１ｅは、その厚みｄの変更値を電磁場解析部９１ｂに出力する。電磁場解析部９１ｂは、それまでに使用していた厚みｄを、その変更値に変更して、ステップＳ２２〜Ｓ２４を再度行う。
【００７６】
図１２は、各面に配設されるシールド板群（内側シールド部７３、外側シールド部７４が備えるシールド板群）を構成するシールド板の枚数と、内側シールド部７３（内層）及び外側シールド部７４（外層）における磁束密度の分布とを、従来のようにして経験的に設計した場合（従来）と、その設計した値に夫々２枚ずつシールド板を増加させた場合（板厚増加）と、本実施形態の設計装置９０により設計した場合（本手法）との夫々について示した図である。尚、図１２では、磁界発生源７２から１．５［Ｔ］程度の磁界が発生しているものとして電磁場解析を行った結果を示している。
【００７７】
図１２に示すように、本実施形態の設計装置９０を用いて設計を行うと、外側シールド部７４（外層）におけるＢ面の磁束密度を、他の方法で設計した場合よりも小さくすることができ、磁気シールド装置７１における最大磁束密度を低減させることが分かる。また、本実施形態の設計装置９０を用いて設計を行うと、使用するシールド板の枚数が増加するのを防止することができることも分かる。
【００７８】
図１３は、磁気シールド装置７１の外部における磁束密度を、従来のようにして経験的に設計した場合と、その設計した値に夫々２枚ずつシールド板を増加させた場合と、本実施形態の設計装置９０により設計した場合との夫々について示した図である。図１３において、グラフ１３１が従来のようにして設計した場合の磁束密度を示し、グラフ１３２が、従来のようにして設計した値に夫々２枚ずつシールド板を増加させた場合の磁束密度を示し、グラフ１３３が、設計装置９０により設計した場合の磁束密度を示す。
尚、図１３では、磁気シールド装置７１の周方向の各面（Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面）から外側に１００［ｍｍ］離れた位置であって、磁界発生源７２の中心と同じ高さの位置における磁束密度の絶対値｜Ｂ｜を、電磁場解析により算出した結果を示している。また、図１３では、磁束密度の絶対値｜Ｂ｜を相対値で示している。更に、図１３では、磁界発生源７２から１．５［Ｔ］程度の磁界が発生しているものとして電磁場解析を行った結果を示している。
【００７９】
図１３に示すように、設計装置９０により設計した場合の方が、他の方法で設計した場合よりも、磁気シールド装置７１から漏れる磁界（漏れ磁場）の最大値が小さいことが分かる（Ｂ面におけるグラフ１３１、１３２、１３３の値を参照）。
以上のように、本実施形態の設計装置９０を用いれば、磁気シールド装置７１から漏洩する磁界の空間的なばらつきを他の方法よりも低減することができ、その結果、磁気シールド装置７１から漏洩する磁界に基づく最大磁束密度を他の方法よりも低減できることが分かる。
【００８０】
以上のように本実施形態では、第１の実施形態で説明したようにして算出した概略厚みｄ1、ｄ2を用いて、磁気シールド装置７１を仮設計し、その仮設計した磁気シールド装置７１及びその周囲における磁束線の分布を、電磁場解析により求め、求めた磁束線の分布に基づく磁気特性が目標範囲内になるまで、厚みｄを変えて電磁場解析を繰り返し行うようにした。したがって、前述した第１の実施形態で説明した効果に加え、磁気シールド装置７１から漏洩する磁界（磁束密度の値とその空間的なばらつき）を低減することを、磁気シールド装置７１全体に使用するシールド板を大幅に増大させることなく実現できるという効果を有する。
【００８１】
尚、本実施形態では、等価ＢＨ法において、等価要素における平均透磁率μaveと平均磁束密度Ｂaveとの関係を求めるようにしたが、必ずしも、このようにする必要はない。例えば、等価要素における平均磁束密度Ｂaveと平均磁界Ｈaveとの関係を求めるようにしてもよい。また、電磁場解析を行っていれば、必ずしも等価ＢＨ法を用いる必要はない。例えば、メッシュの数は多くなるが、有限要素法をそのまま適用して電磁場解析を行うようにしてもよい。
【００８２】
また、本実施形態では、透磁率が所定の範囲のシールド板群が、全体の５０［％］以上であるか否かを判定するようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、透磁率が所定の範囲のシールド板群が、全体の６０［％］、７０［％］以上であるか否かを判定するようにしてもよい。また、本実施形態では、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度に基づいて得られる最大透磁率の０．５倍以上、最大透磁率以下を、所定の範囲としたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度に基づいて得られる最大透磁率の０．６倍以上、最大透磁率の０．８倍以下を、所定の範囲としてもよい。
この他、シールド板群の透磁率ではなく、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度に基づく透磁率が、前記所定の範囲にある領域（面積又は体積）が、解析対象領域の全体の５０［％］以上（好ましくは６０［％］、より好ましくは７０［％］）であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００８３】
また、本実施形態では、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度の最大値が、磁気シールド装置７１を構成するシールド板の飽和磁束密度の０．８倍以上、０．９倍以下であるか否かを判定するようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度の最大値が、磁気シールド装置７１を構成するシールド板の飽和磁束密度の０．７５倍以上、０．９５倍以下であるか否かを判定するようにしてもよい。
この他、磁束密度分布演算部９２ｂで導出された磁束密度ではなく（解析対象領域の磁束密度の全体の最大値ではなく）、シールド板群内の磁束密度の最大値が、磁気シールド装置７１を構成するシールド板の飽和磁束密度の０．７５倍以上、０．９５倍以下（好ましくは０．８倍以上、０．９倍以下）であるか否かを判定するようにしてもよい。
また、本実施形態においても、前述した第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
【００８４】
以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。上記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、設計対象の磁気シールド装置が設置される領域の概略の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示し、磁気シールド装置の設計装置の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示し、設計対象面に配設されるシールド板の幅と、設計対象面に配設されるシールド板群の配設周期（ピッチ）との一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示し、設計装置における動作の一例を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態を示し、磁気シールド装置の各面に配設されるシールド板群を構成するシールド板の枚数を、設計装置により設計した場合と、従来のようにして経験的に設計した場合との夫々について示した図である。
【図６】本発明の第１の実施形態を示し、磁気シールド装置の外部における磁束密度を、設計装置により設計した場合と、従来のようにして経験的に設計した場合との夫々について示した図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示し、設計装置で設計対象とする磁気シールド装置の構成の一例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態を示し、磁気シールド装置が設置される領域（設置領域）の概略の一例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態を示し、設計装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態を示し、等価要素における平均透磁率と平均磁束密度との関係の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態を示し、設計装置における動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態を示し、内側シールド部、外側シールド部が備えるシールド板群を構成するシールド板の枚数と、内側シールド部（内層）及び外側シールド部（外層）における磁束密度の分布とを、従来のようにして経験的に設計した場合と、その設計した値に夫々２枚ずつシールド板を増加させた場合と、本実施形態の設計装置により設計した場合との夫々について示した図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態を示し、磁気シールド装置の外部における磁束密度を、従来のようにして経験的に設計した場合と、その設計した値に夫々２枚ずつシールド板を増加させた場合と、本実施形態の設計装置により設計した場合との夫々について示した図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  設置領域
１１  磁界発生源
２０  設計装置
２１  操作部
２２  表示部
２３  処理部
２３ａ  磁気シールド装置形状記憶部
２３ｂ  設計対象面設定部
２３ｃ  磁束密度分布記憶部
２３ｄ  設計対象面代表長さ記憶部
２３ｅ  捕捉磁束密度記憶部
２３ｆ  磁束導出部
２３ｇ  厚み導出部
２３ｈ  厚み表示部
３１〜３３  シールド板群
７１  磁気シールド装置
７２  磁界発生源
７３  内側シールド部
７４  外側シールド部
８１  設置領域
９０  設計装置
９１  処理部
９１ａ  簡易設計部
９１ｂ  電磁場解析部
９１ｃ  漏れ磁場判定部
９１ｄ  磁界分布表示部
９１ｅ  厚み変更部
９１ｆ  厚み表示部
９２ａ  磁気特性演算部
９２ｂ  磁束密度分布演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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