JP2007299923A - 磁気シールドパネル及び磁気シールドルーム - Google Patents

Abstract

【課題】変動磁界に対して優れた遮蔽性を有し、組立て及び据付けが容易であり、遮蔽材料の増大を抑えた磁気シールドパネル及び磁気シールドルームを提供する。
【解決手段】導電性の内金属板１２と、内金属板１２の両面に設けられ、非導電性及び非透磁性を有する接合層１４と、接合層１４に接合される高透磁性の外金属板１８と、で形成された５層構造を有する磁気シールドパネル１０によって、変動磁界Ｈに対して高い遮蔽性を得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気を遮蔽する磁気シールドパネル及び磁気シールドルームに関する。

脳磁界や心臓磁界等の生体磁気計測装置、半導体製造用電子線マスク描画装置、半導体ウエハに直接描画する電子線描画装置、及び電子顕微鏡等は、電車の送・帰電流、又は車やエレベータなどの磁性体の移動等が起因となる変動磁界の磁気ノイズに影響を受け易い。

よって、一般には、これらの装置が置かれた部屋を高透磁性を有する磁気シールド層で囲んだ磁気シールドルームとし、部屋の外部から内部へ変動磁界が侵入しないようにしている。

このような磁気シールドルームは、磁気シールド層の高透磁性による磁気の吸収と、変動磁界の電磁誘導により磁気シールド層に発生する反発磁界とによって磁気を遮蔽するものであるが、十分な遮蔽効果を得るために、通常は、２〜３層の磁気シールド層で部屋を囲んでいる。

図１２の平面図に示すように、２層の磁気シールド層の配置モデルは、縦３，０００ｍｍ×横３，０００ｍｍ×高さ３，０００ｍｍの立方体の部屋Ａの周囲を囲む磁気シールド層２００と、この磁気シールド層２００を正方形状に囲む一辺の長さがＬ_１の磁気シールド層２０２とによって構成されている。

磁気シールド層２００と磁気シールド層２０２の透磁率は同じである。磁気シールド層２００と磁気シールド層２０２とは離れて配置されており、これらの層間距離Ｌ_２は、磁気シールド層２００のどの辺においても等しくなっている。

図１３には、変動磁界における、図１２の磁気シールド層配置モデルの遮蔽率が示されている。遮蔽率は、Ｗｉｌｌｓの理論に基づいた式（１）〜（４）の近似式を用いて計算した。

ここで、遮蔽率とは、磁気シールド層を設けていないときの部屋中心部の磁界Ｂ_０を磁気シールド層を設けたときの部屋中心部の磁界Ｂ_ｉで割った値のことである。よって、遮蔽率の値が大きいほど磁気遮蔽性が高いことを意味する。

式（１）〜（４）において、ｎは層数、ｉ、ｊは層番号、μ_Δは増分透磁率、ｔは層の厚さ、ａは立方体の辺の長さ、ｒは球体の半径を示している。立方体の場合には式（１）のＳ_ｉを式（３）により求め、球体の場合には式（２）のａ_ｉ、ａ_ｊをｒ_ｉ、ｒ_ｊとし、式（１）のＳ_ｉを式（４）により求める。

図１３の符号２０４、２０６、２０８、２１０は、磁気シールド層２００、２０２の増分透磁率μ_Δが１５，０００、２０，０００、２５，０００、３０，０００である場合の磁気シールド層２０２一辺の長さＬ_１に対する遮蔽率ＳＦ（＝Ｂ_０／Ｂ_ｉ）の値である。Ｌ_１の長さは３，０００ｍｍ〜５，０００ｍｍとした。

図１３からわかるように、遮蔽率ＳＦはＬ_１が大きくなるに従い大きくなる。よって、高い遮蔽効果を得るためには、磁気シールド層２０２を磁気シールド層２００からできるだけ離した外側に設けなければならない。

しかし、そのような大きな磁気シールド層２０２を設けるためには広い設置スペースが必要になり、また、磁気シールド層２０２を構築する材料が増大するのでコスト高になってしまう。さらに、磁気シールド層２００と磁気シールド層２０２は別々に据付けるので、据付け手間や据付け費用が掛かり過ぎてしまう。

また、磁気シールドクリーンルームにおいては装置が大型になり、清浄用空気を流すためのチャンバー設備等が必要になるので、必然的に部屋も大きくなる。例えば、３ｍ角立方体の部屋を５ｍ角立方体の部屋に変えた場合を考えると、式（３）により、同じ遮蔽率ＳＦを確保するためには、磁気シールド層一辺の長さａ_ｉが５／３倍になれば、遮蔽層の厚さｔは５／３倍になる。これを磁気シールド層の重量に換算すると６．７倍程度になり、材料費の大きなコストアップになってしまう。

特許文献１は、図１４に示すように、高導電率を有する金属板２１２の両面に、高透磁率を有する金属板２１４、２１６が設けられた積層構造の磁気シールドルーム用壁部材２１８である。また、この積層構造の各層同士はそれぞれ空隙なく面接触して一体となっている。

特許文献１では、金属板２１２の導電率と金属板２１４、２１６の透磁率の積を最大にする（渦電流効果の侵入深さを最小にする）構造によって、変動磁界に対して遮蔽効果を発揮する。

壁部材２１８が十分な磁気遮蔽性を発揮するので、この壁部材２１８の外側に別の遮蔽層を設ける必要がない。また、一体構造なので据付け手間が減る。これらにより、遮蔽する部屋の外側に設置スペースを確保する必要がなく、遮蔽層の材料費や据付け費用のコストアップを抑えることができる。

しかし、特許文献１は、渦電流効果の侵入深さを最小にする構造によって磁気遮蔽効果を発揮するものなので、金属板２１２、２１４、２１６同士を隙間なく面接触させて電気的に一体な構造にしなければならない。よって、金属板２１２、２１４、２１６同士の間に少しでも隙間が形成されると十分な磁気遮蔽性が得られなくなってしまう。

そのために、壁部材２１８を組立てる際には、金属板２１２、２１４、２１６を貼合わせて一体化するために、各金属板の表面を精度良く平滑にしなければならない。また、金属板２１２がアルミニウムの場合には、表面に酸化被膜が形成されているので、アルミニウムの表面に銅等の薄膜を形成する特別な表面処理が必要になる。

図１４では、左右に配置された壁部材２１８をつなぐ際に、壁部材２１８端部とカバー帯片２２０との嵌合を適切に行うために、軟誘電体材料２２２が金属板２１２と金属板２１４及び金属板２１６との間に設けられているが、軟誘電体材料２２２の両面に隙間が形成されないようにする必要があり、また、軟誘電体材料２２２に十分な密着性を有する材料を用いなければならない。

また、壁部材２１８内に空間を設けることができないので、壁材として求められる他の機能（例えば、遮音性、断熱性など）を壁部材２１８の内部に付加させることができない。
特願２００３−５５９２０８号公報

本発明は係る事実を考慮し、変動磁界に対して優れた遮蔽性を有し、組立て及び据付けが容易であり、遮蔽材料の増大を抑えた磁気シールドパネル及び磁気シールドルームを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、変動磁気を遮蔽する磁気シールドパネルにおいて、導電性の内金属板と、前記内金属板の両面に設けられ、非導電性及び非透磁性を有する接合層と、前記接合層に接合される高透磁性の外金属板と、で形成された５層構造を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明では、内金属板が導電性を有するので、変動磁界が作用すると内金属板に電磁誘導による反発磁界が発生し、変動磁界を打ち消す。

さらに、内金属板の両面には、接合層を介して高透磁性の外金属板が設けられているので、内金属板に発生する渦電流の磁気抵抗を小さくする。よって、磁束が通り易くなるので多くの反発磁界を誘起でき、変動磁界に対してより高い遮蔽性を得ることができる。

この反発磁界は、変動磁界の周波数が高いほど大きくなり、高い遮蔽効果を発揮することができる。

また、導電性の内金属板および高透磁性の外金属板のどちらか一方の金属板だけでは十分な遮蔽効果が得られない０．１Ｈｚ程度の低い周波数の変動磁界においても、内金属板と外金属板が一体化した構造は十分な遮蔽効果を発揮する。

また、接合層は非導電性及び非透磁性を有する層であるので、内金属板と外金属板の間に空隙が形成されても磁気遮蔽効果が発揮される。よって、内金属板及び外金属板の表面を精度良く平滑にしたり、特別な表面処理を施さなくてもよいので、磁気シールドパネルの組立て（一体化）が容易にできる。

また、本発明の磁気シールドパネルによって部屋を囲むことにより十分な磁気遮蔽性が得られるので、この磁気シールドパネルの外側を別の遮蔽層でさらに囲む必要はない。これにより、遮蔽材料の増大を抑えることができ、広い設置スペースが不要となる。

また、磁気シールドパネルの５層構造は、接合層を介して内金属板と外金属板が一体となったものなので、内金属板、接合層、及び外金属板を別々に据付けなくてよい。よって、据付け手間が掛からない。

請求項２に記載の発明は、前記内金属板と前記外金属板との間の一部には、前記接合層のない空気層が設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明では、内金属板と外金属板との間の一部に接合層のない空気層を設けることによって、磁気シールドパネルに遮音性や断熱性の機能を付加することができる。

請求項３に記載の発明は、前記接合層は、非導電性及び非透磁性を有する接合部材であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明では、接合部材により非導電性及び非透磁性を有する接合層を形成する。よって、接合部材の厚さを変えることによって容易に磁気シールドパネルの厚さや磁気遮蔽率を調整することができる。

また、接合部材を部分的に設けた場合には、内金属板と外金属板の間に空気層を形成することができるので、この空気層によって磁気シールドパネルに遮音性や断熱性の機能を付加することができる。

請求項４に記載の発明は、前記接合層は、非導電性及び非透磁性を有するシート材であることを特徴としている。

請求項４に記載の発明では、シート材により非導電性及び非透磁性を有する接合層を形成する。よって、シート材の有する物性によって磁気シールドパネルに複数の機能（例えば、遮音性や断熱性等）を持たせることができる。

請求項５に記載の発明は、前記接合層は、非導電性及び非透磁性を有する接着剤であることを特徴としている。

請求項５に記載の発明では、前記接合層に非導電性及び非透磁性を有する接着剤を用いることによって、容易に内金属板及び外金属板を貼り合せ、一体化させることができる。

請求項６に記載の発明は、前記内金属板は、アルミニウム、銅、又はステンレスであることを特徴としている。

請求項６に記載の発明では、内金属板に導電性の高いアルミニウム、銅、又はステンレスを用いることによって、変動磁界により内金属板に発生する反発磁界をより大きくすることができるので、優れた磁気遮蔽性を得ることができる。

請求項７に記載の発明は、前記外金属板は、パーマロイ、ミューメタル、アモルファス、又は珪素鋼板であることを特徴としている。

請求項７に記載の発明では、外金属板に透磁性が特に高いパーマロイ、ミューメタル、アモルファス、又は珪素鋼板を用いることによって、内金属板に発生する渦電流の磁気抵抗をより小さくし、反発磁界を大きくすることができるので、優れた磁気遮蔽性を得ることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の磁気シールドパネルによって、部屋空間を形成する壁面、床面、及び天井面を覆うことを特徴としている。

請求項８に記載の発明では、部屋空間を形成する壁面、床面、及び天井面を磁気シールドパネルで覆うことによって、請求項１〜請求項７と同様の効果を得ることができ、また、磁気遮蔽性に優れた磁気シールドルームを構築することができる。

本発明の磁気シールドパネル及び磁気シールドルームは、上記構成としたので、変動磁界に対して優れた遮蔽性を有し、組立て及び据付が容易であり、遮蔽材料の増大を抑えることができる。

図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る磁気シールドパネル及び磁気シールドルームについて説明する。

なお、本実施形態に係る磁気シールドパネルは、脳磁界や心臓磁界等の生体磁気計測装置、半導体製造用電子線マスク描画装置、半導体ウエハに直接描画する電子線描画装置、又は電子顕微鏡等が備えられた部屋の外部に発生する変動磁界が部屋の内部へ侵入することを防ぐ、さまざまな用途の磁気シールドルームへの適用が可能である。

図１の磁気シールドパネル１０のＢ−Ｂ断面図である図２に示すように、導電性の内金属板としての厚さ１０ｍｍのアルミニウム板１２の両面に、接合層を形成する接合部材としての厚さ１０ｍｍの木製の角材１４が水平方向（矢印Ｃの方向）に所定の間隔を空けて並べられている。すなわち、各角材１４は図１の鉛直方向（矢印Ｅの方向）に沿って設けられている。

そして、各角材１４の隣には、空気層としての空間１６が形成されている。

さらに、接合層の外側には、高透磁性の外金属板としての厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８が設けられ、アルミニウム板１２、角材１４、パーマロイ板１８が一体となった構造になっている。

磁気シールドルーム２０は、図３に示すように、変動磁界の磁気ノイズに影響を受け易い装置２２を内部に備えた部屋Ａの壁面、床面、及び天井面を磁気シールドパネル１０で覆うことによって構築されている。

次に、本発明の実施形態に係る磁気シールドパネル及び磁気シールドルームの作用及び効果について説明する。

図２に示すように、内金属板としてのアルミニウム板１２が導電性を有するので、変動磁界Ｈが作用するとアルミニウム板１２に電磁誘導による反発磁界Ｆが発生し、変動磁界Ｈを打ち消す。

さらに、アルミニウム板１２の両面には、角材１４を介して高透磁率を有するパーマロイ板１８が設けられているので、アルミニウム板１２に発生する渦電流の磁気抵抗を小さくする。よって、磁束が通り易くなるので多くの反発磁界Ｆを誘起でき、変動磁界Ｈに対してより高い遮蔽性を得ることができる。

この反発磁界Ｆは、変動磁界Ｈの周波数が高いほど大きくなり、高い遮蔽効果を発揮することができる。

また、アルミニウム板１２およびパーマロイ板１８のどちらか一方の金属板だけでは十分な遮蔽効果が得られない０．１Ｈｚ程度の低い周波数の変動磁界においても、アルミニウム板１２とパーマロイ板１８が一体化した構造は十分な遮蔽効果を発揮する。

また、非導電性及び非透磁性を有する角材１４をアルミニウム板１２とパーマロイ板１８の間に設けて、アルミニウム板１２、角材１４、及びパーマロイ板１８を一体化するときに、角材１４とアルミニウム板１２及びパーマロイ板１８との間に部分的に空隙ができてもよい。接合層としての角材１４と同様に、空隙も非導電性及び非透磁性を有するので、アルミニウム板１２とパーマロイ板１８の間に空隙が形成されても磁気遮蔽効果が発揮される。よって、アルミニウム板１２やパーマロイ板１８の表面を精度良く平滑にしたり、特別な表面処理を施さなくてもよいので、磁気シールドパネル１０の組立て（一体化）が容易にできる。同様に、空間１６も非導電性及び非透磁性を有するので、アルミニウム板１２とパーマロイ板１８の間に空間１６が形成されていてもよい。

また、角材１４の厚さを変えることによって容易に磁気シールドパネル１０全体の厚さや磁気遮蔽率を調整することができる。

磁気シールドパネルの組立てが容易なので、数種類の厚さのアルミニウム板１２、パーマロイ板１８、角材１４を用意すれば、さまざまな組合わせの磁気シールドパネルを容易に組立てることができる。よって、汎用性及び柔軟性に富んだ磁気シールドパネルを提供することができる。

また、空気層としての空間１６によって磁気シールドパネル１０に遮音性や断熱性の機能を付加することができる。また、空間１６がアルミニウム板１２とパーマロイ板１８の熱膨張率の違いによる伸縮量の差を吸収するので、磁気シールドパネル１０の反りを防ぐことができる。

また、磁気シールドパネル１０によって十分な磁気遮蔽性が得られるので、この磁気シールドパネル１０の外側を別の遮蔽層で囲む必要がない。これにより、遮蔽材料の増大を抑えることができ、広い設置スペースが不要となる。

また、磁気シールドパネル１０の５層構造は、角材１４を介してアルミニウム板１２とパーマロイ板１８が一体となったものなので、アルミニウム板１２及びパーマロイ板１８を別々に据付けなくてよい。よって、据付け手間が掛からない。

これまで述べたように、磁気シールドパネル１０は変動磁界Ｈに対して優れた磁気遮蔽性を有するので、遮蔽する部屋Ａの壁面、床面、及び天井面を磁気シールドパネル１０で覆った磁気シールドルーム２０（部屋Ａ）内に、電車の送・帰電流、又は車やエレベータなどの磁性体の移動等が起因となる変動磁界が侵入するのを防ぐことができる。よって、部屋Ａ内部に備えられた脳磁界や心臓磁界等の生体磁気計測装置、半導体製造用電子線マスク描画装置、半導体ウエハに直接描画する電子線描画装置、及び電子顕微鏡等の装置２２が、磁気ノイズによる悪影響を受けることがない。

なお、本実施形態では、アルミニウム板１２及び角柱１４の厚さを１０ｍｍ、パーマロイ板１８の厚さを２ｍｍとしたが、必要とする磁気シールドパネルの厚さや磁気遮蔽率に応じて適宜決めればよい。

また、内金属板としてアルミニウム板１２を用いた例を示したが、導電性の金属板であればよく、銅又はステンレス等を用いてもよい。アルミニウム、銅、又はステンレスの金属板は高い導電性を有するので、変動磁界Ｈによって内金属板に発生する反発磁界Ｆをより大きくすることができ、優れた磁気遮蔽性を得ることができる。

また、外金属板としてパーマロイ板１８を用いた例を示したが、高透磁性の金属板であればよく、ミューメタル、アモルファス、又は珪素鋼板等を用いてもよい。パーマロイ、ミューメタル、アモルファス、又は珪素鋼板の金属板は、透磁性が特に高いので、内金属板に発生する渦電流の磁気抵抗をより小さくし、反発磁界Ｆを大きくすることができるので、優れた磁気遮蔽性を得ることができる。

また、図１に示すように、角材１４を鉛直方向（矢印Ｅの方向）に沿って設けたが、水平方向（矢印Ｃの方向）に沿って設けたり、格子状にしてもよい。また、接合層の全面を木製の板材としてもよい。さらに、角材１４や板材を合成樹脂製にしたり、紙を重ねて製作してもよい。合成樹脂製や紙製のハニカムを接合層に設ければ、剛性や断熱性に優れた磁気シールドパネルを構築することができる。

また、図４に示すように、接合層を非導電性及び非透磁性を有するシート材２４にすれば、シート材２４の有する物性によって磁気シールドパネル２６に複数の機能（例えば、遮音性や断熱性等）を持たせることができる。

シート材２４として、接着剤付きグラスファイバーシートや段ボール材等を用いてもよいし、図５の断面図に示すような構造の紙製のシート材７４や図６の断面図に示すような構造のフィルム製のエアキャップシート材７６を用いてもよい。

また、接合層を図４のシート材２４ではなく、非導電性及び非透磁性を有する接着剤とすれば、容易にアルミニウム板１２及びパーマロイ板１８を貼り合せ、一体化させることができる。このとき接着剤は、アルミニウム板１２及びパーマロイ板１８の全面に塗布してもよいし、部分的に塗布して空隙を有するようにしてもよい。

磁気シールドパネル１０は、図７に示すように、パーマロイ製の帯板２８を接合部付近のパーマロイ板１８の外側に設け、帯板２８、パーマロイ板１８、及びアルミニウム板１２を貫通するボルト３０等を用いて帯板２８で磁気シールドパネル１０を挟み込むことによって接合される。

アルミニウム板１２及びアルミニウム製の帯板３２の表面には、メッキ又は蒸着によって銅やニッケルの表層３４が形成されているので、図７の左右のアルミニウム板１２の端部に帯板３２を橋渡すことによって、左右のアルミニウム板１２の表層３４が帯板３２の表層３４にそれぞれ接触し、電気的に接続される。

これによって、溶接による接続を不要とし、容易に磁気シールドパネル１０同士を電気的に接合することができる。

銅やニッケルのメッキ又は蒸着は特殊な表面処理であるが、接合部付近のみに施せばよいので、コストが大きく掛かることはない。

パーマロイ板１８の表面には酸化皮膜が形成されていないので、接触させるだけの通常の接続で電気的及び磁気的な接続を確保することができる。

また、磁気シールドパネル１０、２６の表面に仕上げ材等の材料を貼付けたり、ペンキ等を塗って、５層以上の多層構造にして用いてもよい。また、磁気シールドパネル１０、２６の表面にアルミニウム、銅、ステンレス、パーマロイ、ミューメタル、アモルファス、珪素鋼板等の金属板の層をさらに増やして設けたり、磁気シールドパネル１０、２６を複数枚重ねて用いてもよい。
（実施例）
表１には、図９、１０に示す磁気シールドルーム３５、３６、４０、４４、４８、４９の部屋の外から部屋の中心に向ってＸ方向の一様磁界を加えたときの各周波数の磁界に対する遮蔽率（＝Ｂ_０／Ｂ_ｉ）が示されている。これらの遮蔽率は、有限要素法を用いた三次元磁界解析によって求めた値である。表１の実施例１〜６は、図９、１０の（Ａ）〜（Ｆ）にそれぞれ対応している。また、図８の符号７８、８０、８２、８４、８６、８８は、表１をグラフ化したものであり、表１の実施例１〜６にそれぞれ対応している。

図９、１０の（Ａ）〜（Ｆ）の左側に示された磁気シールドルーム３５、３６、４０、４４、４８、４９は、縦３，０００ｍｍ×横３，０００ｍｍ×高さ３，０００ｍｍの立方体の部屋をｘ＝０の面、ｙ＝０の面、及びｚ＝０の面で切断した１／４モデルであり、それぞれのモデルの右側には、磁気シールドパネル３７、３８、４２、４６、５０、５１の断面図が示されている。

図９（Ａ）の磁気シールドパネル３５は、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板１２のみの比較例としてのモデルである。

図９（Ｂ）の磁気シールドパネル３８は、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板１２、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８の順に配置され、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２との層間距離ｄは０ｍｍとなっている（すなわち、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２は接触している）。

図９（Ｃ）の磁気シールドパネル４２は、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板１２、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８の順に配置され、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２との層間距離ｄは１０ｍｍとなっている（すなわち、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２の間に厚さ１０ｍｍの空気層５２が形成されている）。

図１０（Ｄ）の磁気シールドパネル４６は、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板１２、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８の順に配置され、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２との層間距離ｄは４０ｍｍとなっている（すなわち、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２の間に厚さ４０ｍｍの空気層５２が形成されている）。

図１０（Ｅ）の磁気シールドパネル５０は、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板１２、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８の順に配置され、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２との層間距離ｄは８０ｍｍとなっている（すなわち、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２の間に厚さ８０ｍｍの空気層５２が形成されている）。

図１０（Ｆ）の磁気シールドパネル５１は、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８のみの比較例としてのモデルであり、厚さ１７０ｍｍの空気層５２が形成されている。

表１の実施例１〜６の解析数値より、本発明が対象とする周波数０．１、１、１０、４０Ｈｚの変動磁界においては、層間距離ｄが変わっても、磁気シールドパネル３８、４２、４６、５０の中間層にアルミニウム板１２が設けられていれば、２０以上の十分な遮蔽率が得られることがわかる。

また、周波数０Ｈｚの直流磁界においては、層間距離ｄが大きいほど遮蔽率が大きくなるが、変動磁界においては層間距離ｄにあまり依存しない。

特に、生体磁気計測装置、マスク描画装置、電子線描画装置等が影響を受け易い磁気ノイズは、直流磁界ではなく電車の送・帰電流、又は車やエレベータなどの磁性体の移動等に起因する変動磁界なので、この周波数帯に属する周波数０．１Ｈｚの変動磁界に対する遮蔽性が重要になる。

周波数０．１Ｈｚの変動磁界において、実施例２〜５の遮蔽率は９３付近のほぼ同じ値を示しているので、より層間距離ｄの影響を受け難い周波数であることがわかる。

これは、アルミニウム板を磁気シールドパネルの中間層に設ければ、層間距離に関係なく十分な遮蔽性が得られることを示しており、周波数０．１Ｈｚの変動磁界における実施例２の遮蔽率９４と、周波数０．１Ｈｚの変動磁界における実施例６の遮蔽率４４．０２を比べてもよくわかる。

よって、パーマロイ板１８だけの構成の磁気シールドパネル（実施例６、周波数０．１Ｈｚ）は、層間距離が小さくても中間層にアルミニウム板１２が設けられている磁気シールドパネル（実施例２、周波数０．１Ｈｚ）の遮蔽率には及ばないことがわかる。

また、周波数０．１Ｈｚの変動磁界において、実施例２〜５は、ほぼ９３付近の遮蔽率であるのに対して、実施例１の遮蔽率は１．０１２、実施例６の遮蔽率は４４．０２とかなり小さくなっている。

これにより、アルミニウム板１２およびパーマロイ板１８のどちらか一方の金属板だけでは十分な遮蔽効果が得られない０．１Ｈｚ程度の低い周波数の変動磁界においても、アルミニウム板１２とパーマロイ板１８が一体化した構造は十分な遮蔽効果を発揮することがわかる。

表２には、図１１に示す磁気シールドルーム５４、５８、６２、６６、７０の部屋の外から部屋の中心に向ってＸ方向の一様磁界を加えたときの各周波数の磁界における遮蔽率が示されている。これらの遮蔽率は、有限要素法を用いた三次元磁界解析により求めた値である。表２の実施例７〜１１は、図１１の（Ａ）〜（Ｅ）にそれぞれ対応している。

図１１（Ａ）の左側に示された磁気シールドルーム５４は、縦３，０００ｍｍ×横３，０００ｍｍ×高さ３，０００ｍｍの立方体の部屋をｘ＝０の面、ｙ＝０の面、及びｚ＝０の面で切断した１／４モデルである。

図１１（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）の左側に示された磁気シールドルーム５８、６２、７０は、縦２，０００ｍｍ×横２，０００ｍｍ×高さ２，０００ｍｍの立方体の部屋をｘ＝０の面、ｙ＝０の面、及びｚ＝０の面で切断した１／４モデルである。

図１１（Ｄ）の左側に示された磁気シールドルーム６６は、縦１，２００ｍｍ×横１，２００ｍｍ×高さ１，２００ｍｍの立方体の部屋をｘ＝０の面、ｙ＝０の面、及びｚ＝０の面で切断した１／４モデルである。

それぞれのモデルの右側には、磁気シールドパネル５６、６０、６４、６８、７２の断面図が示されている。

図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）の磁気シールドパネル５６、６０、６８は、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板１２、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８の順に配置され、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２との層間距離は０ｍｍとなっている（すなわち、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２は接触している）。

図１１（Ｃ）の磁気シールドパネル６４は、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８、厚さ１０ｍｍの空気層５２、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８の順に配置され、アルミニウム板１２がない構成となっている。

図１１（Ｅ）の磁気シールドパネル７２は、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８、厚さ１５ｍｍのアルミニウム板１２、厚さ２ｍｍのパーマロイ板１８の順に配置され、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２との層間距離は０ｍｍとなっている（すなわち、パーマロイ板１８とアルミニウム板１２は接触している）。

よって、表２の実施例７〜１１の解析数値より、本発明が対象とする周波数０．１、１、１０、１００の変動磁界においては、部屋の大きさが変わっても、磁気シールドパネル５６、６０、６８、７２の中間層にアルミニウム板１２が設けられていれば、２０以上の十分な遮蔽率が得られることがわかる。

また、周波数０．１Ｈｚの変動磁界において、実施例８の磁気シールドルーム５８（２ｍ角立方体、アルミニウム板あり）の遮蔽率は１３０であるのに対して、実施例７の磁気シールドルーム５４（３ｍ角立方体、アルミニウム板あり）の遮蔽率は９４である。磁気シールドルーム５４の遮蔽率は、磁気シールドルーム５８の約７２％であり、部屋が大きくなっても遮蔽率がそれほど低くはならない。

同様に、周波数０．１Ｈｚの変動磁界において、実施例７の磁気シールドルーム５４（３ｍ角立方体、アルミニウム板あり）の遮蔽率９４は、実施例９の磁気シールドルーム６２（２ｍ角立方体、アルミニウム板なし）の遮蔽率３３．６よりもはるかに高い値になっている。

さらに、周波数０．１Ｈｚの変動磁界において、実施例７の磁気シールドルーム５４（３ｍ角立方体、アルミニウム板あり）の遮蔽率は９４であるのに対して、磁気シールドパネルの中間層にアルミニウム板が設けられていない１．２ｍ角立方体の磁気シールドルームの遮蔽率は６７であり、小さい部屋の方が遮蔽率が低くなってしまっている。ここで、磁気シールドパネルの中間層にアルミニウム板が設けられていない１．２ｍ角立方体の磁気シールドルームの遮蔽率は、実施例１０の直流磁界（周波数０Ｈｚ）における遮蔽率の値に相当するので６７となる。

よって、実施例８と７、実施例７と９、実施例７と１０を比較することにより、遮蔽する部屋の大きさよりも磁気シールドパネルの中間層に設けられるアルミニウム板の有無の方が、高い遮蔽効果を発揮するために重要であることがわかる。

また、周波数０Ｈｚの直流磁界において、実施例９の磁気シールドルーム６２（２ｍ角立方体、アルミニウム板なし）の遮蔽率は３３．４１であるのに対して、磁気シールドパネルの中間層にアルミニウム板が設けられていない３ｍ角立方体の磁気シールドルームの遮蔽率は２２であり、磁気シールドルーム６２（２ｍ角立方体、アルミニウム板なし）の遮蔽率３３．４１の約６６％となる。このように、部屋が大きくなると遮蔽率がかなり低下してしまう。ここで、磁気シールドパネルの中間層にアルミニウム板が設けられていない３ｍ角立方体の磁気シールドルームの遮蔽率は、実施例７の直流磁界（周波数０Ｈｚ）における遮蔽率の値に相当するので２２となる。

よって、実施例９と７の比較により、中間層にアルミニウム板が設けられていない磁気シールドルームの遮蔽率は、中間層にアルミニウム板が設けられている磁気シールドルームに比べて、部屋の大きさによる影響を受け易いことがわかる。

また、周波数０．１Ｈｚの変動磁界において、実施例８（２ｍ角立方体、パーマロイ板厚２ｍｍ、アルミニウム板厚１０ｍｍ）と実施例１１（２ｍ角立方体、パーマロイ板厚２ｍｍ、アルミニウム板厚１５ｍｍ）を比較すると、パーマロイ板１８の厚さを変えずに、アルミニウム板１２のみを厚くすることによって遮蔽率が１３０から１９２にアップしているので、高価なパーマロイ板１８の厚さを抑えても十分な遮蔽性の確保が可能であることがわかる。

これまで述べたように、実施例１〜１１によって、磁気シールドパネルの中間層にアルミニウム板のような導電性の内金属板を設け、その両面にパーマロイ板のような高透磁性の外金属板を設けた構造にすれば、周波数０．１Ｈｚ付近の変動磁場において、内金属板と外金属板の層間距離や遮蔽する部屋の大きさの影響を受けることなく十分な遮蔽性が得られることがわかる。

本発明の実施形態に係る磁気シールドパネルを示す説明図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態に係る磁気シールドパネル及び磁気シールドルームを示す説明図である。 本発明の実施形態に係る磁気シールドパネルの変形例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る磁気シールドパネルのシート材の断面図である。 本発明の実施形態に係る磁気シールドパネルのシート材の断面図である。 本発明の実施形態に係る磁気シールドパネルの接合方法を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る磁気シールドルームの磁界の周波数に対する遮蔽率の値を示す線図である。 本発明の実施形態に係る磁気シールドルームの三次元磁界解析モデルを示す斜視図及び断面図である。 本発明の実施形態に係る磁気シールドルームの三次元磁界解析モデルを示す斜視図及び断面図である。 本発明の実施形態に係る磁気シールドルームの三次元磁界解析モデルを示す斜視図及び断面図である。 従来の磁気シールド層の配置モデルを示す平面図である。 磁気シールド層一辺の長さに対する遮蔽率の値を示す線図である。 従来の磁気シールドルーム用の壁部材を示す断面図である。

符号の説明

１０ 磁気シールドパネル
１２ アルミニウム板（内金属板）
１４ 角材（接合部材、接合層）
１６ 空間（空気層）
１８ パーマロイ板（外金属板）
２０ 磁気シールドルーム
２４ シート材（接合層）
２６ 磁気シールドパネル

Claims (8)

1. 変動磁気を遮蔽する磁気シールドパネルにおいて、
   導電性の内金属板と、
   前記内金属板の両面に設けられ、非導電性及び非透磁性を有する接合層と、
   前記接合層に接合される高透磁性の外金属板と、
   で形成された５層構造を有することを特徴とする磁気シールドパネル。
2. 前記内金属板と前記外金属板との間の一部には、前記接合層のない空気層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気シールドパネル。
3. 前記接合層は、非導電性及び非透磁性を有する接合部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気シールドパネル。
4. 前記接合層は、非導電性及び非透磁性を有するシート材であることを特徴とする請求項１に記載の磁気シールドパネル。
5. 前記接合層は、非導電性及び非透磁性を有する接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の磁気シールドパネル。
6. 前記内金属板は、アルミニウム、銅、又はステンレスであることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の磁気シールドパネル。
7. 前記外金属板は、パーマロイ、ミューメタル、アモルファス、又は珪素鋼板であることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の磁気シールドパネル。
8. 請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の磁気シールドパネルによって、部屋空間を形成する壁面、床面、及び天井面を覆うことを特徴とする磁気シールドルーム。

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