JPH066068A - 変動磁場シールド性能測定用シールドボックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は変動磁場に対するシールド性能を簡
単且つ高精度に測定できるシールドボックスを提供する
ことを目的とする。 【構成】 六面体の隅部に配置され六面体の骨組をなす
支柱枠と、前記支柱枠に着脱可能に且つ磁場の漏洩を防
ぐように装着されて二重壁六面体を形成するそれぞれ内
外２枚のシールド板とを具え、前記六面体の１つの面の
内外のシールド板をそれぞれ開閉可能な扉状とした変動
磁場シールド性能測定用シールドボックス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種磁性材料の変動磁
場に対するシールド性能を、種々の壁面構成について評
価することが可能な変動磁場シールド性能測定用シール
ドボックスに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のインテリジェントビルや精密工場
に設置される機器には、磁気に対して敏感なものが多く
なってきている。例えば、電子顕微鏡は感度を上げるた
めに、磁気の変動成分を２ｍＧ（ミリガウス）以下に抑
えるようになっている。それに対して、現在の日常環境
においては、種々の磁気発生源が近くに存在している。
例えば、電車や車、あるいは送電線等の周辺には大きな
磁気が発生しており、近くに建屋を造る場合、数１０ｍ
Ｇの変動磁場が存在する。その中に設置される精密機器
は、磁気的な悪環境下に曝されることになり、満足に機
器の性能を発揮することは出来なくなる。

【０００３】この対処方法として、機器周辺あるいは機
器が設置される部屋全体をパーマロイ、アモルファス、
珪素鋼板等の強磁性体で囲み、外部からの侵入磁場を吸
い取る形で磁気の侵入を防ぐ、磁気シールドルーム（ボ
ックス）を設置する方法が採られる。上記の強磁性体
は、１Ｇ（ガウス）以下の磁気特性に優れて高い透磁率
を示し、変動磁場のような小さい磁場においても効率よ
く磁気をシールドすることが出来る。

【０００４】唯、材料本来の磁気シールド性能は高いも
のの、磁気シールドルーム形状にすると多くの問題点が
出てくる。継ぎ目や扉・窓のような開口等からの漏洩磁
場の問題、材料の種類や厚さ、対象にする磁場の種類
（大きさ・周波数・方向等）による磁気シールド性能の
違い等である。このような変動磁場に対する各種データ
の収集を簡単かつ高精度に行えるものとして、本特許出
願人は先に特願平４−８５６４０号『変動磁場シールド
性能測定用シールドボックス』を提案した。これは、六
面体の適当な一面に取り付けた種々形状の被験財を取り
替えることにより、変動磁場に対する各種シールド性能
を測定することが出来るものである。

【０００５】一方、変動磁場用のシールドルームにおい
て、シールド効果に大きな影響を及ぼす要因として、壁
面の構成方法がある。六面体で囲う方法が最もシールド
効果が高い構成方法であるが、実際には場所的及びコス
ト的制約から、壁面の一部の面を削除したり、天井や床
を削除したりするケースがある。また、さらに高いシー
ルド効果を求める場合、壁面を２層にする等の多層構造
が採られる。多層構造は、複数のシールド板を適当な空
間を隔てて配するもので、変動磁場においては大きな効
果を発揮する。

【０００６】このようなシールドルームの設計において
は、壁面構成の違いがシールド効果に及ぼす影響に関す
る各種データが必要になる。データの収集には、磁場解
析によるコンピューターシミュレーションも行われる
が、実験での確認が重要になる。変動磁場に対するシー
ルド実験は、それぞれの壁面の構成方法に対応した模擬
モデルを作成し、コイルにより作られる磁場の中に置い
て性能を測定する方法で行われる。唯、この方法ではモ
デル作成に多くのコストと労力を要するため、円筒（例
えば、φ１０ｃｍ×長さ３０ｃｍ程度）を磁場中に置い
て、内部の磁場を測定する簡易法が多用されている。円
筒を２重にすれば、多層効果も確認できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】各種壁面の構成方法に
対応したモデルを作成するには、多くのコストと労力を
要する。そのため、多くの種類のモデルを作成すことは
出来ず、限定条件下でのデータしか採れない。モデルを
小さくすると、材料費は少なくて済むが、労力は同じく
らい要するとともに、精度面で問題が生じる。

【０００８】一方、円筒を用いた簡易法は、実際の磁気
シールドルームとは大きく異なった形状であり、形状の
要素を組み込むことが出来ず、磁場の分布等も把握出来
ない。また、磁気の回り込みも生じ、精度面で問題があ
る。以上のように、従来の各種壁面構成に対する変動磁
場シールド性能測定用のモデルでは、変動磁場に対する
シールド性能を多様かつ正確に評価することが難しく、
簡単かつ高精度にシールド性能を測定出来るものが望ま
れていた。

【０００９】本発明は変動磁場に対するシールド性能を
簡単且つ高精度に測定できるシールドボックスを提供す
ることを目的とするものである。

【００１０】

【課題を達成するための手段】 六面体のそれぞれの
面が、着脱可能な内外２枚のシールド板からなるシール
ドボックスを作り、適当な面の板を着脱することによ
り、変動磁場に対する各種シールド性能を測定する。 前記六面体シールドボックスを次のように構成す
る。

【００１１】ア．面を構成する板を、パーマロイ、アモ
ルファス、珪素鋼板等の強磁性材料とし、それぞれの面
において少なくとも２枚の適当な空間を隔てて配置す
る。 イ．上記アのシールド板において、継ぎ目からの磁場の
漏洩がないよう、各板を磁気抵抗なく堅固に接合する。 ウ．上記アの板のコーナー部からの磁場の漏洩を防ぐた
め、パーマロイ、アモルファス、珪素鋼板等の強磁性材
料からなるコーナーアングルを設ける。

【００１２】エ．上記ウのコーナーアングルを取り付け
るとともに、ボックス全体を支持するため、非磁性材料
からなる支柱を設ける。 オ．シールドボックス内部での各種操作を可能にするた
め、容易に開閉出来るとともに閉じたときには機械的に
押さえ付けられ、周辺からの磁場の漏洩を抑えられる扉
機構を、内外層にそれぞれ設ける。

【００１３】

【作用】コイルにより作られる磁場空間内にシールドボ
ックスを置き、シールドボッスル内部にガウスメーター
等のセンサーを設置し、内部の磁場を測定する。シール
ドボックスの基本的な形態は六面体であるが、必要によ
り特定壁面のシールド板を取外し、又はシールド板を１
枚とし、又はシールド体の厚さを変えて磁場の強さを測
定することにより、シールド性能を評価できる。

【００１４】各種壁面構成における測定値の差が、その
壁面構成でのシールド性能となる。コイルから発生する
磁場の大きさ，周波数，分布を変えるとともに、シール
ドボックスの磁場に対する角度を変えると、各種壁面構
成におけるシールドボックス、及びシールド板のシール
ド性能を測定することができる。

【００１５】

【実施例】シールド体をＰＣパーマロイからなるパーマ
ロイ板で構成した本発明の実施例を図１乃至図３につい
て説明する。図において、１は六面体の隅部に配置され
六面体の骨組となる支柱枠、１ａ，１ｂ，１ｃ・・・・
は支柱枠１を形成する支柱、２，３は内側及び外側のパ
ーマロイ板、２ａ，３ａはパーマロイ板の内側及び外側
扉、４，５は支柱枠１に固定された内側及び外側のパー
マロイアングル、１０はシールドボックス（全体）、１
１は磁場発生用のヘルムホルツコイル、１２は設置台、
１３は調整台、１４はシールドボックス１０の内部に設
置されるセンサー、１５はセンサー１４とガウスメータ
ー１６を接続するケーブル、１７はガウスメーター１６
とコンピューター１８を接続する情報ラインである。

【００１６】シールドボックス１０の基本的な形状は六
面体であり、六面体を構成するシールド板はパーマロ
イ、アモルファス、珪素鋼板等の高透磁率を有するもの
であれば何でもよいが、本実施例では最も磁気シールド
特性の優れたＰＣパーマロイを前提にして説明する。Ｐ
Ｃパーマロイは、ニッケルを７８％程度含んだ合金であ
り、低い磁場において非常に高い透磁率を有し、変動磁
場のシールドには最適なものである。

【００１７】シールドボックス１０のそれぞれの面は、
内外２枚のパーマロイ板２，３で構成される。それぞれ
の板は、コーナー部で一体となるように固定される。コ
ーナーには支柱枠１が配されており、ボックス全体を堅
固に支持する。支柱枠１にはパーマロイアングル４，５
がビス止め、あるいは溶接で取り付けられ、コーナー接
合部からの磁場の漏洩を防止する。パーマロイアングル
４，５と適当な重ね代を介して内外のパーマロイ板２，
３を所定の位置にビスで取り付ける。パーマロイ板２，
３とパーマロイアングル４，５の接触面の巾とビス止め
ピッチは、パーマロイ板の厚さにより変わってくるが、
厚さ１．５ｍｍの板であれば、巾５０ｍｍ、ビスのピッ
チは５０ｍｍ程度である。ビスは、千鳥状に配すると効
果的である。ビスの取り付け，取り外しによりパーマロ
イ板の着脱作業が行われる。これらの作業は、全て外部
から可能である。

【００１８】尚、パーマロイは、製造装置の関係から市
場に出ているものは巾３３０ｍｍ程度のものしかない。
よって、１ｍ角程度の板を作るには、数枚を接合して作
らなければならない。この場合、継ぎ目から磁場の漏洩
を抑えるため、パーマロイ製当て板等を使用する。ま
た、シールドボックス１０は、適当な一面に開口とその
扉２ａ，３ａを有する。壁面が２層のため、扉も外側扉
と内側扉の２つ必要である。また、開閉するためには、
外側扉が内側扉より１回り大きいサイズである必要があ
る。扉部分のパーマロイ板と開口周囲のパーマロイ板と
は、接触面からの磁場の漏洩を防ぐため、重ね代を設
け、且つ扉閉鎖時に扉２ａ，３ａを開口周囲に押付ける
構造とする。

【００１９】支柱枠１の内外のパーマロイアングル４，
５のそれぞれに内外２枚のパーマロイ板を取り付けるこ
とにより、六面体が形成されるが、内外２層のどちらか
一方、あるいは両方を取り外せば種々の壁面構成が実現
される。尚、直接的にシールド効果を期待するパーマロ
イの平板部とコーナー接合部からの磁場の漏洩を防止す
るコーナーアングル以外の支柱枠１等の部分は、磁気の
影響をなくすためステンレス等の非磁性材料である必要
がある。また、変動磁場による渦電流効果まで加味する
と、ベークライトやＦＲＰのような非導電性の材料が望
ましい。その結果、純粋なシールド効果を把握すること
が出来る。

【００２０】次に本発明によるシールドボックス１０を
設置する変動磁場発生装置を図３について説明する。ヘ
ルムホルツコイル１１が作る磁場空間に、設置台１２及
び調整台１３を介してシールドボックス１０が設置され
る。設置台１２は、床の鉄筋により磁場の乱れが生じる
ことを防ぐもので、装置全体を上方に持ち上げるもので
ある。調整台１３は、ヘルムホルツコイル１１に対する
シールドボックス１０の高さ及び方向を調整するもので
ある。

【００２１】シールドボックス１０の大きさは、磁場の
均一度の関係からヘルムホルツコイル１１の外径の１／
２以下が望ましく、ヘルムホルツコイル１１の外径が２
ｍであれば、１ｍ以下のサイズである。また、シールド
ボックス１０内に設置されたガウスメーター１６のセン
サー１４により、内部の磁場が測定され、情報ライン１
７を通してコンピューター１８にデータが送られる。

【００２２】所定の壁面構成を有するシールドボックス
１０を１対のヘルムホルツコイル１１の中間に置き、ヘ
ルムホルツコイル１１により発生する磁場を変化させ、
またシールドボックス１０の方向を調整して、変動磁場
に対するシールド性能の測定を行うことができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明による変動磁場シールド性能測定
用シールドボックスは、六面体の隅部に配置され六面体
の骨組をなす支柱枠と、前記支柱枠に着脱可能に且つ磁
場の漏洩を防ぐように装着されて二重壁六面体を形成す
るそれぞれ内外２枚のシールド板とを具え、前記六面体
の１つの面の内外のシールド板をそれぞれ開閉可能な扉
状とし、更に前記内外２枚のシールド板を、それぞれパ
ーマロイ、アモルファス、珪素鋼板等の強磁性材料によ
り構成したことにより、次の効果を有する。

【００２４】基本モデルとして、六面体のシールドボッ
クスを１つ作るだけでよく、実験に要するコストと労力
を大幅に低減出来る。また、適当な面のシールド板を着
脱することにより、全体あるいは一部が１層構造の壁面
構成になったり、一部の壁面を削除したモデルを構成す
ることも簡単に出来る。それにより、シールドルームの
各種壁面構成方法に対する変動磁場シールド特性をあら
ゆる角度から把握出来る。更に材料や厚さの違いによる
差も簡単に求められる。

【００２５】また、実物の１／１０程度の大きさで内部
の磁場分布の測定が可能であるため、従来に較べて非常
に高精度な情報を得ることが出来る。この結果をコンピ
ューターシミュレーションにフィードバックすることに
より、磁気シールドルーム全体形状でのシールド特性を
精度よくシミュレート出来るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシールドボックスの実施例におけ
るシールド板の展開図である。

【図２】シールド板を組付けた図１の実施例の水平断面
図である。

【図３】変動磁場においてシールド性能を測定するシス
テム図である。

【符号の説明】

１ 支柱枠 １ａ，１ｂ 支柱 ２ 内側パーマロイ板 ２ａ 内側扉 ３ 外側パーマロイ板 ３ａ 外側扉 ４ 内側パーマロイアングル ５ 外側パーマロイアングル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 六面体の隅部に配置され六面体の骨組を
   なす支柱枠と、前記支柱枠に着脱可能に且つ磁場の漏洩
   を防ぐように装着されて二重壁六面体を形成するそれぞ
   れ内外２枚のシールド板とを具え、前記六面体の１つの
   面の内外のシールド板をそれぞれ開閉可能な扉状とした
   ことを特徴とする変動磁場シールド性能測定用シールド
   ボックス。
2. 【請求項２】 内外２枚のシールド板を、それぞれパー
   マロイ、アモルファス、珪素鋼板等の強磁性材料により
   構成した請求項１記載の変動磁場シールド性能測定用シ
   ールドボッスス。