JP2019044290A - 電磁波保護システム - Google Patents

Abstract

【課題】 人体を取り巻く環境に存在する各種の電磁波の異なる環境ごとにシステマチックに人体を保護すること。【解決手段】 本発明に係る電磁波保護システムは、（１）携帯電話をはじめとする人体近くで使用する携帯電子機器が放射する電磁波からの人体保護装置、（２）電子レンジやＩＨ調理器のような家庭電化製品や電力線から放射される電磁波からの人体保護装置、（３）各種無線機器、レーダー、携帯電話中継装置等から放射される屋外から侵入してくる電磁波からの人体保護装置、から構成される。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば電磁波保護システムに係り、特に通信機器、電子機器や電力線配電盤やブレーカ等から発生される電磁波より人体を保護する電磁波保護システムに関するものである。

近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯電話中継基地局、無線ＬＡＮ、家庭電化製品、レーダーなどから放射される電磁波が人体にも悪影響を及ぼす可能性が指摘されている。電磁波の有害症状として、めまい、吐き気、視覚障害、頭痛などの諸症状を誘発し、悪性腫瘍や白内障、アルツハイマーの遠因となるという研究結果も報告されている。

電磁波の健康被害についてはＷＨＯ（世界保健機構）が１９９６年に国際電磁波プロジェクトを立ち上げた。このプロジェクトでは、電磁波暴露の健康リスク評価を始め、「発がん性を示す証拠は限定的だが、発がん性があるかもしれない」と評価され、ＷＨＯの付属機関であるＩＡＲＣ（国際がん研究機関）でも同様に発がんの可能性があると評価された。

更に、２０００年には小児白血病との間に因果関係があるとの研究報告も出ているが、日本は他国の電磁波規制に比して対応が遅れており、２０１６年８月に世界的に最も厳格な電磁波基準を制定する法案提出が成されたところである。

上記のような動きからわかるように、各種の電磁波から人体を保護することは急務である。保護方法を検討するにあたっては、次のような３つの主要な保護について考慮しなければならない。（１）携帯電話をはじめとする人体近くで使用する携帯電子機器が放射する電磁波からの人体保護、（２）電子レンジやＩＨ調理器のような家庭電化製品より放射される電磁波および電気機器への電力線より放射される電磁波からの人体保護、（３）各種無線機器、レーダー、携帯電話中継装置等が放射する、屋外から侵入してくる電磁波からの人体保護、である。

上記のような人体を取り巻く電磁波環境への対策として、特許文献１に例示する如く、携帯電話のような電磁波発生源を電磁シールド材のケースで覆い、発生電磁波を低減するという技術思想開示がなされている。また、電磁シールド材やシールド形状等で、同様のシールドケースに関する技術思想が多数開示されている。

上記のような電磁シールドケースにより電磁波発生源から人体に到達する電磁波を低減することが可能となり、間接的に人体保護に役立てることができるが、これらの先行技術文献で開示されるのは、人体へ到来する電磁波から積極的に人体を保護するという目的の技術思想とは異なるものである。

一方、電気機器への電力線には電流が流れるために電磁波が発生する。特に電源投入時や電気機器の電源スイッチ投入時や切断時には非常に大きなサージ電流と上下振幅の大きいパルス状電圧とが印加され、電流と電圧との位相差が崩れてしまう。

この位相ずれによって大きな無効電力が生ずるため、せっかくの力率改善が崩れ大きなエネルギーロスを生じてしまう。簡単な消費電力の比較的小さな機器ならば、大きな自己インダクタンスを持つコイルを直列にはさみ、その後段に大き目のデカップリングコンデンサをつけることで、立ち上がりの緩和と、電源の低抵抗化とを両立できる可能性がある。また、パワーサーミスタと呼ばれる、電源投入直後の冷えているときには高抵抗を示し、温まると抵抗が下がるという、負の温度係数を持つ機器を用いる方法もあるが、これは電源切断直後の再投入には効果が無いなどの欠点を持つ。

サージ電流対策としては、通常インダクタとキャパシタとを組み合わせた回路が用いられている。例えば、スイッチ素子に対応して設けられる回生回路内のリアクトル（インダクタ）が、スナバ回路内のスナバキャパシタと共振することにより、スナバキャパシタの充電電荷を電源に回生させて、サージ電圧の抑制を図る技術が考えられている。

しかし、インダクタは、受動素子の中でも部品構造が大きく、また実装面積も大きいので、インダクタを使用する回路は、回路規模が増大するという問題がある。

特許文献２においては、スイッチ素子と、上記スイッチ素子の動作時に発生する逆起電力を光エネルギーに変換し、上記光エネルギーから変換した電気信号にもとづいて上記スイッチ素子を駆動して、入力電圧に相似する電流波形を生成・印加して力率を改善する力率改善回路が提案されている。

しかし、上記で考えられる対策は電力線に直接電気素子を接続する対策であり、資格を有しない一般ユーザには対処できないものである。

上記のように、各種の電磁波から人体を保護するとともに、電磁波の発生を抑圧することが今後益々重要となってくるものと考えられるが、現在のところシステマチックにこれに応えるものがない。

特開平１１−４０９１号公報 特開２０１６−５３７９号公報

本願は上述した問題点を解決するためのもので、人体を取り巻く環境に存在する各種の電磁波より人体を保護することの可能な電磁波保護システムを提供することを課題とする。

さらに、上記各種の電磁波の異なる環境ごとにシステマチックに最適化される電磁波保護装置を実現することも課題とする。

上記のような各課題を解決するために、本発明に係る電磁波保護システムは、（１）携帯電話をはじめとする人体近くで使用する携帯電子機器から放射される電磁波からの人体保護装置、（２）電子レンジやＩＨ調理器のような家庭電化製品より放射される電磁波および電力線より放射される電磁波からの人体保護装置、（３）各種無線機器、レーダー、携帯電話中継装置等から放射される、屋外から侵入してくる電磁波からの人体保護装置の少なくともいずれかを備えて構成される。

上記態様において、上述の３種の保護装置は、電磁波反射体と電磁波吸収体とを備えて構成される。

また、上記記電磁波反射体及び電磁波吸収体を繊維状細線とし、反射体あるいは吸収体のどちらか一方あるいは両方を編み込んだ布状あるいはチップ状とした保護装置とする。

本発明の電磁波保護システムによれば、人体を取り巻く種々の環境において、人体への近接電磁波から、人体居住領域外から到来する電磁波に至るまでシステマチックに人体を保護することができる。また、副次的に、消費電力削減をなすことになるので、機械設備の負荷を軽減する点で設備、機器などにも極めて有用な効果を奏することができる。

本発明が適用される電磁波環境とその人体保護の概略図である。 本発明の近接電磁波発生源からの人体保護の概略図である。 本発明の一実施形態のシールドチップの概略図である。 本発明の一実施形態のシールドチップの設置概略図である。 本発明の一実施形態のシールドチップの表面積増大概略図である。 本発明の一実施形態のシールドチップの表面微小構造概略図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。

図１は本発明が適用される電磁波環境及びその人体保護の態様を説明するための概略図である。上述のように、本発明に係る電磁波からの人体保護装置は、携帯電話をはじめとする人体近傍で使用される携帯電子機器４から放射される電磁波からの人体保護装置１と、電子レンジやＩＨ調理器のような家庭用電化製品５および電力線配電盤やブレーカ８から放射される電磁波からの人体保護装置２と、各種無線機器、レーダー６、携帯電話中継装置７等から放射される屋外から侵入してくる電磁波からの人体保護装置３と、を備えて構成される。

図２は、上記の携帯電話をはじめとする人体近くで使用される携帯電子機器２４から放射される電磁波からの人体保護装置の一例を示す外観概略図である。電磁波発生源が人体に近接している場合は発生源自体との間隔が狭く、特に携帯電話のような電子機器は人体の一番大事な脳神経や非常に敏感な視神経、聴覚神経にも発生源が近くなるため、できるだけ有効な保護装置が必要である。

脳神経保護については、薄鋼板等の電磁波反射体や磁性体や誘電体を備えてなる電磁波吸収体で構成される帽子あるいはヘルメット２１でかなりの保護が可能である。しかし、視覚神経や聴覚神経の保護については、できるだけ視覚や聴覚に影響を及ぼさないための電磁波保護装置が必要である。

上記電磁波反射体としては、鉄やステンレスや銅鉄合金のような金属体、あるいは導電体粒子を含むプラスチックなどを用いることができる。また、電磁波吸収体としては、電磁波を吸収して熱に変える磁性体や誘電体をシート状にしたり、塗料として用いたりすることができる。

図２の例では、電磁波反射体あるいは電磁波吸収体もしくはその両者を繊維状にして、繊維間の間隔を空けて編み込んだメッシュ構造の布状２２、２３とし、布の一端を上記帽子あるいはヘルメット２１の縁に固定し、携帯電子機器２４使用時には布２２、２３を垂れ下げることにより、顔面及び耳へ到来する電磁波から保護する。

上記のように、メッシュ構造の布２２、２３とすることにより、視界及び音波伝播を確保することができ、柔軟性があるため必要の無いときには帽子あるいはヘルメット中に畳み込んでおくことができる。なお、図２では説明のためにかなり粗いメッシュ構造としたものを一例として取り上げたものであるが、実際には、あまり視界を妨げず、電話等の音が聞こえる程度に細かいメッシュ構造にすることが好ましい。図２では、使用に便利なように、前面の布２２と側面の布２３とに分割した例を示しているが、両者を一体としてもよいことは自明の理である。

次に、電子レンジやＩＨ調理器のような家庭電化製品から放射される電磁波からの人体保護装置としては、図１に示すような人体を覆う衣服としての人体保護装置２とする。人体保護装置２の形態としては図１に示すような前掛け型としてもよく、通常の衣服と同じ各種形態とすることができる。人体保護装置２の素材としては、上記で説明した電磁波反射体と電磁波吸収体とを繊維状にして編み込んだ布状として製作したものが柔軟性からも望ましい。

図３は、人体保護のため電力線やブレーカからの電磁波放射を抑制するよう、本発明の一実施形態である電磁シールドチップ３１の外形図（平面図及び２方向からの立面図）を模式的に表した図である。同図においては、酸化鉄を主成分とするセラミック製のソフトフェライト（軟磁性）を板状チップに成形している態様を表している。

図４は、電磁シールドチップを実際に適用する場合の実施要領図である。板状チップに成形した本発明の電磁シールドチップ４１が電力線配電盤のブレーカ４２のスイッチ下部に貼り付け設置された例を示している。

まず、電磁波測定器により、最も電磁波が放出されている部分を探し、当該部分（本例ではブレーカ下部４３）に電磁シールドチップ４１が両面接着テープや接着剤にて貼り付け設置される。同図から分かるように、非常に簡単に設置ができ、電力線配線４４に人体が接触する危険もない。

上記の設置により、電圧、電流の位相差変動を抑え、無効電力発生による電力損失を抑制すると共に人体に有害と思われる電磁波発生を抑えることができる。また、上記素材を板状にして人体曲面に沿って配置した図１に示す人体保護装置としてもよい。

図５は、電磁シールドチップ５１の設置貼り付け面及び反対面の表面が、凹凸加工５２されることで、表面積を大とした、別態様を示した外形図である。電磁シールドチップ５１は電力線から放射される不要な電磁波を吸収し、ソフトフェライトの電磁波熱変換特性を利用して電磁波エネルギーを熱に変換し大気中に熱放散する。

上記の電磁シールドチップ５１の表面積拡大加工により熱放散効率が上がり、電磁波吸収効率を高めて電圧、電流の位相関係を安定化し力率改善効果を高めることができる。

図６は、電磁シールドチップ６１の内部に中空部分６２が設けられ、表面に超高周波電磁波にも共振して吸収するような微細加工６３が施されることで、いわゆるテラヘルツ加工を施すことにより広帯域の電磁波を吸収、熱変換放射できるようにした、また別の態様を示した外形図である。

本発明の電磁シールドチップの表面積拡大やテラヘルツ加工の表面加工形状は、図５、図６以外にも各種考えられるが、それらは全て本発明の技術思想に含まれるものである。

次に、各種無線機器やレーダーや携帯電話中継装置等が放射する、屋外から侵入してくる電磁波からの人体保護としては、図１に示す電磁波反射体及び電磁波吸収体あるいは上記電磁シールドチップを板状にした壁材や壁紙、あるいは粉末状にして壁塗料などの建材として住環境の外から到来する電磁波から人体を保護する人体保護装置３とする。

以上述べてきたように、本発明を実際に応用する場合は、各種のバリエーションが考えられるが、それらはすべて本発明の技術思想に含まれるものである。

本発明によれば、近年増加する無線機器類からの電磁波より人体を保護することが可能となり、特にＷＨＯの研究報告にある小児白血病と因果関係があるとされる電磁波から幼児や児童を保護することは火急の課題である。さらに、成人といえども電磁波の影響が大きいと思われる生殖器官や脳に対する保護は必要不可欠で、今後本発明の電磁波保護システムの広い応用発展が予想されるところ、本発明はこれらに資するものである。また、副次的に、消費電力削減をなすことになるので、機械設備の負荷を軽減する点で設備、機器などにも極めて有用な効果を奏することができる。以上から、本願発明は、医療補助産業、健康具産業、通信機器業等各種産業において広い利用可能性を有する。

１，２，３…人体保護装置、４…携帯電子機器、５…家庭用電化製品、６…レーダー、７…携帯電話中継装置、8…ブレーカ、２１…帽子あるいはヘルメット、２２…布、２３…布、２４…携帯電子機器、３１…電磁シールドチップ、４１…電磁シールドチップ、４２…ブレーカ、４３…ブレーカ下部、４４…電力線配線、５１…電磁シールドチップ、５２…凹凸加工、６１…電磁シールドチップ、６２…中空部分、６３…微細加工

また、上記電磁波反射体及び電磁波吸収体を繊維状細線とし、反射体あるいは吸収体のどちらか一方あるいは両方を編み込んだ布状あるいはチップ状とした保護装置とする。

Claims (8)

1. 人体近くで動作する電気製品が放射する電磁波から人体を保護する第１の人体保護装置と、
   家庭電化製品や電力線から放射される電磁波から人体を保護する第２の人体保護装置と、
   人体住環境外から到来する電磁波から人体を保護する第３の人体保護装置と
   のいずれか１つ以上を備えて構成され、
   前記第１乃至第３の人体保護装置は電磁波反射体と電磁波吸収体とのどちらか一方、あるいは両方が用いられることを特徴とする電磁波保護システム。
2. 前記第１乃至第３の人体保護装置は、前記電磁波反射体と前記電磁波吸収体とのどちらか一方、あるいは両方が繊維状にして用いられることを特徴とする請求項１記載の電磁波保護システム。
3. 前記第１の人体保護装置として、前記電磁波反射体と前記電磁波吸収体とのどちらか一方、あるいは両方が繊維状にされて、使用者の視界及び音波伝播を妨げない程度に間隔を空けたメッシュ構造の布状幕が用いられることを特徴とする請求項１または２記載の電磁波保護システム。
4. 前記第２の人体保護装置として、前記電磁波反射体と前記電磁波吸収体とのどちらか一方、あるいは両方が繊維状にされて人体を覆う衣服として用いられることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の電磁波保護システム。
5. 前記第３の人体保護装置として、前記電磁波反射体と前記電磁波吸収体とのどちらか一方、あるいは両方が板状あるいは繊維状にされた建材として用いられることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の電磁波保護システム。
6. 前記第１乃至第３の人体保護装置は、酸化鉄を主成分とするセラミック製の板状体が貼り付けられることで電磁波吸収を行う電磁波シールドチップとすることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の電磁波保護システム。
7. 前記板状体が貼り付けられる面の反対面が、表面積を大とする複雑構造であるとする電磁シールドチップであることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の電磁波保護システム。
8. 前記板状体が貼り付けられる面の反対面が、各種波長の電磁波に共振する微細構造である電磁シールドチップであることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項記載の電磁波保護システム。

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