JPH05291779A

JPH05291779A - 変動磁場シールド性能測定用シールドボックス

Info

Publication number: JPH05291779A
Application number: JP8564092A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Niino; 敏文新納
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1993-11-05
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JP2764842B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、１つの装置で各種のシールド実験
を行うことのできる変動磁場シールド測定用シールドボ
ックスを提供することを目的とする。【構成】パーマロイ、アモルファス、珪素鋼等の強磁
性材料の板材からなる六面体の一つの面に、被験材取り
付け用開口と同開口の周囲に配置された被験材取付け穴
とを設け、前記六面体の他の面に、センサー設置用開口
と同開口を覆う扉とケーブル取り出し用開口とを設けた
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、種々の角度から評価するこ
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、これ等の近くに建屋を造る場合、
数１０ｍＧ位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、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】しかし、このような強磁性体は、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。例えば、大きな
面積にするには継ぎ目が必要であるし、扉や窓のような
開口も必要である。このような場所から大きな漏洩磁場
が生じる。また、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）によっても、磁気シー
ルド性能は大きく変わってくる。

【０００５】このため、変動磁場に対する磁気シールド
ルームの設計においては、磁気シールドに関する各種デ
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なわれるが、実験
で求めることが多い。変動磁場に対するシールド実験
は、材料本来のシールド性能を求めるものと、各種形状
でのシールド性能を求めるものがある。

【０００６】材料本来のシールド性能は、リング状の試
料を作成し、円周に巻いたコイルに電流を流して円周方
向に磁場を与え、サーチコイルにより磁束密度を測定す
る方法で求められる。試料はΦ４５ｍｍ程度であり、比
較的簡単に実験が出来る。一方、各種形状でのシールド
性能は、それぞれの形状のモデルを作成し、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な
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３
０ｃｍ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。円筒に継ぎ目を設ければ、継
ぎ目からの磁気の漏洩を確認出来る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には次
のような問題点がある。各種形状の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、簡単に開
口の位置や継ぎ目の位置等を変えてみることが出来ず、
多くの種類のデータは採れない。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、測定精度が低下する。

【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数か
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、上記の従来技術における問題点
を解消し、１つの装置で各種のシールド実験を行うこと
のできる変動磁場シールド測定用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】

【課題を解決するための手段】（１）パーマロイ・ア
モルファス・珪素鋼等の強磁性材料の板材を、継ぎ目か
らの磁場の漏洩がないように、磁気抵抗なく堅固に接合
して、六面体のボックスを作り、同ボックスの一つの面
に、各種形状の被験材を取り付けるための開口及び取り
付け用（ネジ）穴を設ける。（２）同ボックスの他の面に、ボックス内部での各種
操作を可能にするセンサー設置用開口を設け、同開口
に、容易に開閉出来るとともに、閉じたときには機械的
に押さえつけられ、周辺からの磁場の漏洩を抑えられる
扉を取り付ける。（３）ボックス内外部を結ぶケーブルを貫通させると
ともに、磁場の漏洩を極力抑えられるケーブル取り出し
用開口を設ける。

【００１１】

【作用】シールドボックスを構成するパーマロイ、アモ
ルファス、珪素鋼等の強磁性材料の板材が、外部の変動
磁場がボックス内部に侵入するのを防ぐ。シールドボッ
クスの一つの面に設けた被験材取り付け用開口に、種々
の材質、形状等の被験材を取り付け、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
とができる。

【００１２】このシールドボックスは、コイルにより作
られる磁場空間に設置され、内部の磁場を測定すること
により、シールド性能の評価がなされる。各種被験材毎
の測定値の差が、その被験材でのシールド性能となる。
被験材としては、各種形状を有するものが取り付けられ
るが、例えば隙間や開口を有する材料、その他、厚さや
材料の種類を変えたものも可能である。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、あらゆ
る変動磁場に対応出来る。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図１０について説
明する。図において、１はパーマロイ、アモルファス、
珪素鋼等の強磁性材料の板材（以下、パーマロイ板と言
う）、２は被験材取り付け用開口、３は被験材取り付け
穴、４はセンサー設置用開口、５はセンサー設置用開口
４の扉、６はケーブル取り出し用開口、７は被験材、８
は被験材７の外周部に設けた被験材取り付け穴、９は被
験材７に設けた第２被験材取り付け用開口、１１は開口
９の周囲に設けた被験材取り付け穴、１２は第２被験
材、１３は第２被験材１２の外周部に設けた被験材取り
付け穴、１０はシールドボックス（全体）である。１４
は板材１と同材質の当て板、１５は非磁性板材の当て
板、１６は半割パーマロイ板、１７は半割パーマロイ板
１６に設けたケーブル用穴、１８はケーブル、２０は１
対のヘルムホルツコイル、２１はコンピューター、２２
は情報ライン、２３はガウスメータ、２４はヘルムホル
ツコイル２０の架台、２５はシールドボックス１０の回
転テーブル、２６は架台２４、回転テーブル等を載置す
る設置台、２７はセンサーである。

【００１４】図１は本発明によるシールドボックスの全
体姿図である。形状は六面体であり、正面に被験材取り
付け用開口２を有する。また、その隣面に、センサー設
置用開口４と扉５とケーブル取り出し用開口６を有す
る。被験材取り付け用開口２の四周には被験材取り付け
穴３が設けられ、ビス止めにより被験材７とシールドボ
ックス１０を接触面の隙間なく密着させて取り付ける。
ビス止めのピッチ、即ち、被験材取り付け穴３の間隔は
５０ｍｍ以下、千鳥状に配すると効果的である。それぞ
れの開口の位置は、各種作業のし易いところでよいが、
図のように配すると反対面の平板との対比において、接
触面からの磁場の漏れの度合いを把握出来て望ましい。

【００１５】シールドボックス１０を構成する板材１の
材料は、パーマロイ、アモルファス、珪素鋼等の高透磁
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。ＰＣ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。

【００１６】通常、被験材７は、被験材取り付け用開口
２を覆うサイズで取り付けられるが、材料によっては大
きなサイズが製造不可能なものがある。その場合、被験
材７に設けた一回り小さい開口９に、小型の第２被験材
１２を被験材取り付け穴１１，１３によりビスで堅固に
取り付けた後、被験材７とともに被験材取り付け穴３，
８によりビスでシールドボックスに取り付ける。図３は
この状態を示すものである。

【００１７】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が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てい。この場合、継ぎ目から磁場の
漏洩を抑える工夫が必要になる。図４〜図６にパーマロ
イ板の接合方法の例を示す。図４は、２枚のパーマロイ
板１に渡るパーマロイ製当て板１４をビスで固定したも
のである。当て板１４の巾とビスのピッチは、パーマロ
イ板１の厚さにより変わってくるが、厚さ１．５ｍｍで
あれば巾１００ｍｍ、ビスのピッチは５０ｍｍ程度であ
る。

【００１８】図５は、パーマロイ製当て板１４をスポッ
ト溶接で固定したものである。この場合、溶接に伴う磁
気特性の劣化を回復するため、再度磁気焼鈍をする必要
がある。当て板１４の巾とスポット溶接のピッチは、パ
ーマロイ板１の厚さにより変わってくるが、厚さ１．５
ｍｍであれば巾１００ｍｍ、ピッチは３０〜５０ｍｍ必
要である。

【００１９】図６は、突き合わせ溶融溶接により接合し
たものである。この場合は、磁気焼鈍とともに、レベラ
ーによる歪取りをする必要がある。よって、大きなサイ
ズでは難しい。被験材７は、図７に示すように、アルゴ
ン溶接によりパーマロイ板１の開口２周辺に取り付けら
れたタップを有する非磁性当て板１５に、ビスで取り付
けられる。接触面からの磁場の漏洩を抑えるため、接触
巾は５０ｍｍ程度、ビス止めのピッチは５０ｍｍとして
いる。

【００２０】センサー設置用開口４の扉５を構成するパ
ーマロイ板とシールドボックス１０本体を構成するパー
マロイ板との接触面は、図８に示す如く、接触面からの
磁場の漏洩を抑えるため、重ね巾を５０ｍｍ程度とり、
扉５を閉めたときには機械的に押し付けて、両者を密着
させる。機械的な押し付けには、周辺に設けた数個のフ
ァスナーによる方法等が考えられる。

【００２１】ケーブル取り出し用開口６近傍の構成を図
９，図１０について説明する。ケーブルの端部は、コネ
クター（図示せず）になっており、ケーブル１８の直径
より大きいサイズである。よって、コネクターが通る程
度のケーブル取り出し用開口６をシールドボックス１０
のパーマロイ板に開けておき、ケーブル１８の直径程度
のケーブル用穴１７を半割パーマロイ板１６で作る。半
割パーマロイ板１６は、アルゴン溶接により開口６周辺
に取り付けられたタップを有する非磁性当て板１５に、
ビスで取り付けられる。

【００２２】なお、上述したシールドボックス１０は、
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、隙間からの磁場の漏洩を防止する当て板以外の部分
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。

【００２３】次に、本発明によるシールドボックス１０
の使用方法を図２について説明する。ヘルムホルツコイ
ル２０が作る磁場空間に、回転テーブル２５及び設置台
２６を介してシールドボックス１０が設置される。設置
台２６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、装置全体を上部に持ち上げるものである。回
転テーブル２５は、ヘルムホルツコイル２０に対するシ
ールドボックスの方向及び高さを調整するものである。

【００２４】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２０の外径の１／
２以下が望ましく、ヘルムホルツコイルの外径が２ｍ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２３のセンサー
２７により、内部の磁場が測定され、情報ライン２２を
通してコンピューター２１にデータが送られる。

【００２５】

【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、パーマロイ、アモルファス、珪
素鋼等の強磁性材料の板材からなる六面体の一つの面
に、被験材取り付け用開口と同開口の周囲に配置された
被験材取付け穴とを設け、前記六面体の他の面に、セン
サー設置用開口と同開口を覆う扉とケーブル取り出し用
開口とを設けたことにより、次の効果を有する。

【００２６】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、一面に取り付ける被験材形
状において、隙間の大きさ、各種継ぎ手形状、開口の大
きさ・位置等を変えることにより、シールドルームの各
種要素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。材料や厚さの違いによる差も簡単に求め
られる。

【００２７】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、従来装置と較べ
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】本発明シールドボックスの実施例の斜視図であ
る。

【図２】本発明によるシールドボックスを用いた変動磁
場シールド性能測定方法を示す構成図である。

【図３】第２被験材を取り付けた被験材の正面図であ
る。

【図４】ビス止めによるパーマロイ板の接合状態を示す
断面図である。

【図５】スポット溶接によるパーマロイ板の接合状態を
示す断面図である。

【図６】突き合わせ溶融溶接によるパーマロイ板の接合
状態を示す断面図である。

【図７】被験材取り付け部分の断面図である。

【図８】センサー設置用開口の扉と周辺部の接触状態を
示す断面図である。

【図９】ケーブル取り出し用開口を覆う半割パーマロイ
板の正面図である。

【図１０】図９のＡ−Ａ矢視断面図である。

【符号の説明】

１パーマロイ板２被験材取り付け用開口３被験材取り付け穴４センサー設置用開口５扉６ケーブル取り出し用開口１０シールドボックス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パーマロイ、アモルファス、珪素鋼等の
強磁性材料の板材からなる六面体の一つの面に、被験材
取り付け用開口と同開口の周囲に配置された被験材取付
け穴とを設け、前記六面体の他の面に、センサー設置用
開口と同開口を覆う扉とケーブル取り出し用開口とを設
け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。