JP2606972B2 - 電磁気シールド用材料 - Google Patents
電磁気シールド用材料Info
- Publication number
- JP2606972B2 JP2606972B2 JP3026493A JP2649391A JP2606972B2 JP 2606972 B2 JP2606972 B2 JP 2606972B2 JP 3026493 A JP3026493 A JP 3026493A JP 2649391 A JP2649391 A JP 2649391A JP 2606972 B2 JP2606972 B2 JP 2606972B2
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- magnetic
- shield
- magnetic field
- shielding
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- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気機器、電子機器等に
関連して用いられる電磁気を遮蔽するシールド容器等の
シールド材料に関する。
関連して用いられる電磁気を遮蔽するシールド容器等の
シールド材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気、電子機器の高性能化と急激な利用
拡大に伴って、これらの機器使用磁界は大きく又、高密
度になる一方、操作室や試験室または人体等を磁界から
保護したり、電子機器相互の磁気による障害を防ぐ為、
機器からでる磁界を遮蔽する能動遮蔽や、機器に侵入し
てくる磁界を遮蔽する受動遮蔽が行われ、磁気遮蔽材が
使用されている。例えば核磁気共鳴（ＮＭＲ）を用いた
イメージング装置においては、超電導磁石等による高磁
界を必要とするので、測定領域外への漏れ磁束が大きく
なる。そこで環境への漏れ磁界を少なくするため、磁気
シールドが行われる。また、ＳＱＵＩＤ等による生体磁
気研究のためには、微弱磁気環境が必要で、外部からの
磁気雑音を遮蔽するための磁気シールドが行われる。こ
のような磁気環境は、直流磁界だけではなく、実質交流
磁界シールドが重要である。
拡大に伴って、これらの機器使用磁界は大きく又、高密
度になる一方、操作室や試験室または人体等を磁界から
保護したり、電子機器相互の磁気による障害を防ぐ為、
機器からでる磁界を遮蔽する能動遮蔽や、機器に侵入し
てくる磁界を遮蔽する受動遮蔽が行われ、磁気遮蔽材が
使用されている。例えば核磁気共鳴（ＮＭＲ）を用いた
イメージング装置においては、超電導磁石等による高磁
界を必要とするので、測定領域外への漏れ磁束が大きく
なる。そこで環境への漏れ磁界を少なくするため、磁気
シールドが行われる。また、ＳＱＵＩＤ等による生体磁
気研究のためには、微弱磁気環境が必要で、外部からの
磁気雑音を遮蔽するための磁気シールドが行われる。こ
のような磁気環境は、直流磁界だけではなく、実質交流
磁界シールドが重要である。
【０００３】このような磁気妨害を回避する為には、シ
ールド材として鉄をはじめとする軟質磁性材料が用いら
れている。例えば、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を利用した厚
板鉄板等で磁気シールドを行う。また、部屋をシールド
する場合は、小型、軽量化の要請を受けて、最近では電
磁鋼板やパーマロイ、アモルファス等の磁性薄帯も使用
されるようになって来ている。磁気シールドには、一般
に透磁率の高い材料が使用される。しかし、実際にはシ
ールドされるべき磁場の種類、強さによって、適切な材
料の選択が必要とされる。磁気シールドは一般に直流磁
界を効果的にシールドする磁性材料が使用され、電磁波
シールドには、導電性材料を用いて、渦電流により効果
的にシールドを行うとされている。しかし導電性材料に
よる電磁波シールドが有効なのは、少なくとも数十kHz
以上の交流磁界で、直流から数十kHz での交流磁界に
は、従来余り考慮されておらず、強磁性材料が直流磁界
シールドと同じ考えで使用されている。
ールド材として鉄をはじめとする軟質磁性材料が用いら
れている。例えば、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を利用した厚
板鉄板等で磁気シールドを行う。また、部屋をシールド
する場合は、小型、軽量化の要請を受けて、最近では電
磁鋼板やパーマロイ、アモルファス等の磁性薄帯も使用
されるようになって来ている。磁気シールドには、一般
に透磁率の高い材料が使用される。しかし、実際にはシ
ールドされるべき磁場の種類、強さによって、適切な材
料の選択が必要とされる。磁気シールドは一般に直流磁
界を効果的にシールドする磁性材料が使用され、電磁波
シールドには、導電性材料を用いて、渦電流により効果
的にシールドを行うとされている。しかし導電性材料に
よる電磁波シールドが有効なのは、少なくとも数十kHz
以上の交流磁界で、直流から数十kHz での交流磁界に
は、従来余り考慮されておらず、強磁性材料が直流磁界
シールドと同じ考えで使用されている。
【０００４】アモルファス磁性材料は透磁率が高く、且
つ薄帯で手に入るため、円筒やボックスの形のシールド
体の製造がし易く、鋳造ままの状態で使用されている。
しかし、このようなシールド体を数十kHz 以下の交流磁
界環境においてシールドを行っても、効果的にシールド
ができないことがある。即ち、通常磁気測定される透磁
率特性とは、シールド性能が対応しない場合が出てく
る。
つ薄帯で手に入るため、円筒やボックスの形のシールド
体の製造がし易く、鋳造ままの状態で使用されている。
しかし、このようなシールド体を数十kHz 以下の交流磁
界環境においてシールドを行っても、効果的にシールド
ができないことがある。即ち、通常磁気測定される透磁
率特性とは、シールド性能が対応しない場合が出てく
る。
【０００５】交流磁気シールドは一般に数十kHz 以下で
磁界強さも数百mG以下の外部磁界を遮蔽する目的で行わ
れる。従って、このような弱磁界でのシールドには磁束
密度が低くても透磁率が高いパーマロイが考えられる。
しかし、パーマロイは歪みに対して敏感であり透磁率が
著しく低下し、また、加工後の焼鈍も特殊雰囲気で非常
に高温長時間に渡り厳密で難しく、且つ焼鈍後の変形も
考慮せねばならない。さらに、パーマロイは高価であ
り、磁気シールド費用が大きくなり、シールド用材料と
していろいろ問題を抱えている。
磁界強さも数百mG以下の外部磁界を遮蔽する目的で行わ
れる。従って、このような弱磁界でのシールドには磁束
密度が低くても透磁率が高いパーマロイが考えられる。
しかし、パーマロイは歪みに対して敏感であり透磁率が
著しく低下し、また、加工後の焼鈍も特殊雰囲気で非常
に高温長時間に渡り厳密で難しく、且つ焼鈍後の変形も
考慮せねばならない。さらに、パーマロイは高価であ
り、磁気シールド費用が大きくなり、シールド用材料と
していろいろ問題を抱えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、交番
磁界に対して良好な遮蔽効果を示す軽量で安価な遮蔽材
料を提供することにある。
磁界に対して良好な遮蔽効果を示す軽量で安価な遮蔽材
料を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気シールド
用磁性材料としてＦｅ系アモルファス薄帯を用い、複数
枚数積層してシールド体とした後、無磁場で結晶化以下
の温度で焼鈍し、磁気シールド性とくに数kHz 以上の変
動磁界シールド性の優れた材料を提供する。このアモル
ファス薄帯シールド体は、２層以上の積層帯からなる。
通常、２〜２５枚の積層体として用いる。通常のアモル
ファス薄帯を１層だけでシールド体となしてもシールド
性能の顕著な差は見られない。
用磁性材料としてＦｅ系アモルファス薄帯を用い、複数
枚数積層してシールド体とした後、無磁場で結晶化以下
の温度で焼鈍し、磁気シールド性とくに数kHz 以上の変
動磁界シールド性の優れた材料を提供する。このアモル
ファス薄帯シールド体は、２層以上の積層帯からなる。
通常、２〜２５枚の積層体として用いる。通常のアモル
ファス薄帯を１層だけでシールド体となしてもシールド
性能の顕著な差は見られない。
【０００８】シールド体は円筒のように加工しても良
く、又パネルのように平面状で使用してもよい。積層体
は、ただ重ねるだけでもよいが、取り扱い易いように、
部分的又は全体に接合してもよい。ただし、接合する場
合、歪みをできるだけ少なくすることが肝要である。
又、広幅のシールド体を必要とする場合は、種々の既発
表の方法で接合してもよいし、ただ、重ね置くだけでも
よい。
く、又パネルのように平面状で使用してもよい。積層体
は、ただ重ねるだけでもよいが、取り扱い易いように、
部分的又は全体に接合してもよい。ただし、接合する場
合、歪みをできるだけ少なくすることが肝要である。
又、広幅のシールド体を必要とする場合は、種々の既発
表の方法で接合してもよいし、ただ、重ね置くだけでも
よい。
【０００９】本発明のシールド材の特徴は、交流磁界を
有効に遮蔽するため、焼鈍を無磁場中で行うことで、透
磁率を向上させるため、通常行われる磁場中で焼鈍を行
わないことである。焼鈍条件は、アモルファス材が結晶
化しない条件で、通常３００℃〜４００℃の温度を選
ぶ。雰囲気は非酸化性が望ましいが、短時間焼鈍であれ
ば大気中でもよい。
有効に遮蔽するため、焼鈍を無磁場中で行うことで、透
磁率を向上させるため、通常行われる磁場中で焼鈍を行
わないことである。焼鈍条件は、アモルファス材が結晶
化しない条件で、通常３００℃〜４００℃の温度を選
ぶ。雰囲気は非酸化性が望ましいが、短時間焼鈍であれ
ば大気中でもよい。
【００１０】本発明で用いるアモルファス合金材料は、
通常Ｆｅａ−Ｘｂ−Ｍｃで表示されるＦｅ系合金であ
る。Ｘは３ｄ，４ｄ元素の１種又は２種以上を示し、そ
の含有量は０〜４０at％、Ｍはメタロイド元素で、Ｂ，
Ｓｉ，Ｃ，Ｐ，Ｇｅの少なくとも１種を示す。その含有
量は１０〜３０at％の範囲にある。残部はＦｅ及び不可
避不純物である。Ｃｏ系アモルファスを用いてもよい
が、非常に高価であり、大面積シールド部材とするには
適さない。
通常Ｆｅａ−Ｘｂ−Ｍｃで表示されるＦｅ系合金であ
る。Ｘは３ｄ，４ｄ元素の１種又は２種以上を示し、そ
の含有量は０〜４０at％、Ｍはメタロイド元素で、Ｂ，
Ｓｉ，Ｃ，Ｐ，Ｇｅの少なくとも１種を示す。その含有
量は１０〜３０at％の範囲にある。残部はＦｅ及び不可
避不純物である。Ｃｏ系アモルファスを用いてもよい
が、非常に高価であり、大面積シールド部材とするには
適さない。
【００１１】磁気シールドを行う場合、シールド材料の
選択は、透磁率の高い材料が求められる。磁気シールド
性は材料の透磁率と関係し、例えば無限円筒シールド体
の場合は、シールド性Ｓは透磁率μと板厚ｔの積を円筒
径で割った値になり、透磁率が大きくなればシールド性
Ｓも大きくなる。ここでシールド性Ｓは、シールドすべ
き磁界強さＨｅをシールドした磁界強さＨｉで割った値
である。
選択は、透磁率の高い材料が求められる。磁気シールド
性は材料の透磁率と関係し、例えば無限円筒シールド体
の場合は、シールド性Ｓは透磁率μと板厚ｔの積を円筒
径で割った値になり、透磁率が大きくなればシールド性
Ｓも大きくなる。ここでシールド性Ｓは、シールドすべ
き磁界強さＨｅをシールドした磁界強さＨｉで割った値
である。
【００１２】そこで、透磁率を向上させるため、磁界中
で焼鈍を行う。しかしこのようにして透磁率を向上させ
たシールド体では、交流磁界下のシールド性能は透磁率
の向上に対応して良くならないことを見出した。すなわ
ち、交流磁界下においては、透磁率よりも磁性体のミク
ロな磁気的構造が重要であることを明らかにし、無磁場
中焼鈍することによりシールド体のシールド性能を飛躍
的に向上させ得る方法を開発するに至った。
で焼鈍を行う。しかしこのようにして透磁率を向上させ
たシールド体では、交流磁界下のシールド性能は透磁率
の向上に対応して良くならないことを見出した。すなわ
ち、交流磁界下においては、透磁率よりも磁性体のミク
ロな磁気的構造が重要であることを明らかにし、無磁場
中焼鈍することによりシールド体のシールド性能を飛躍
的に向上させ得る方法を開発するに至った。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて、具体的に
説明する。
説明する。
【００１４】実施例１ 内径６０mm長さ２００mmの円筒シールド容器を２５μｍ
厚のＦｅ−Ｓｉ−Ｂアモルファス薄帯で１層３層及び６
層で構成した。円筒容器を鋳造まま（Ａ）及び１５エル
ステッドの直流磁場中焼鈍（Ｂ）無磁場焼鈍（Ｃ）を施
しシールド体とした。焼鈍条件はいずれも３５０℃３０
分とした。シールド体を２０kHz までの交流磁界下にお
いてシールド性能を測定した。シールド性能は、タンジ
ェンシャルシールド性ＳＴ（シールド円筒長さ方向に垂
直に外部交流磁界がかかる）を評価した（図１）。図に
おいて、１：シールド体、２：磁界センサー、３：計測
器、４：外部交番磁界を示す。又、シールド体の磁気測
定をシールド磁界と平行（円周方向）で測定し、透磁率
を得た。シールド性能と透磁率の関係を表１に示す。表
１より明らかに本発明によるシールド体は、透磁率が低
いにも拘らず非常に良好なシールド性能が得られてい
る。
厚のＦｅ−Ｓｉ−Ｂアモルファス薄帯で１層３層及び６
層で構成した。円筒容器を鋳造まま（Ａ）及び１５エル
ステッドの直流磁場中焼鈍（Ｂ）無磁場焼鈍（Ｃ）を施
しシールド体とした。焼鈍条件はいずれも３５０℃３０
分とした。シールド体を２０kHz までの交流磁界下にお
いてシールド性能を測定した。シールド性能は、タンジ
ェンシャルシールド性ＳＴ（シールド円筒長さ方向に垂
直に外部交流磁界がかかる）を評価した（図１）。図に
おいて、１：シールド体、２：磁界センサー、３：計測
器、４：外部交番磁界を示す。又、シールド体の磁気測
定をシールド磁界と平行（円周方向）で測定し、透磁率
を得た。シールド性能と透磁率の関係を表１に示す。表
１より明らかに本発明によるシールド体は、透磁率が低
いにも拘らず非常に良好なシールド性能が得られてい
る。
【００１５】
【表１】
【００１６】実施例２ 内径６０mm長さ１５０mmの円筒シールド体を本発明に従
いＦｅ−Ｓｉ−Ｂアモルファス薄帯６層で無磁場焼鈍で
製造した。一方、７８％Ｎｉパーマロイ（ＰＣ）で板厚
０．２mmで同様の円筒を作り１１００℃で焼鈍を行い、
シールド体とした。実施例１と同じ測定方法でシールド
性能を評価した。結果を表２に示す。外部交流磁界は３
０mGとし、周波数を１０，２０kHzとした。
いＦｅ−Ｓｉ−Ｂアモルファス薄帯６層で無磁場焼鈍で
製造した。一方、７８％Ｎｉパーマロイ（ＰＣ）で板厚
０．２mmで同様の円筒を作り１１００℃で焼鈍を行い、
シールド体とした。実施例１と同じ測定方法でシールド
性能を評価した。結果を表２に示す。外部交流磁界は３
０mGとし、周波数を１０，２０kHzとした。
【００１７】
【表２】
【００１８】本発明によるシールド体は、高透磁率材の
代表であるパーマロイ以上の磁気シールド性を示した。
代表であるパーマロイ以上の磁気シールド性を示した。
【００１９】
【発明の効果】本発明の磁気シールド材は、交流磁界環
境のもとで、シールド効果を大幅に向上できる。これに
よって、低廉化、軽量化が計られ、焼鈍を含めた加工
性、取り扱い性が大幅に向上できた。
境のもとで、シールド効果を大幅に向上できる。これに
よって、低廉化、軽量化が計られ、焼鈍を含めた加工
性、取り扱い性が大幅に向上できた。
【図１】図１はシールド性能測定の説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 アモルファス磁性薄帯を２枚以上積層し
てなる電磁気シールド用材料であって、該アモルファス
磁性薄帯の結晶化温度以下の温度域かつ無磁場で焼鈍さ
れた電磁気シールド用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3026493A JP2606972B2 (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 電磁気シールド用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3026493A JP2606972B2 (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 電磁気シールド用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04266093A JPH04266093A (ja) | 1992-09-22 |
| JP2606972B2 true JP2606972B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=12195025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3026493A Expired - Lifetime JP2606972B2 (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 電磁気シールド用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606972B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56141096U (ja) * | 1980-03-24 | 1981-10-24 | ||
| JP2600887B2 (ja) * | 1989-02-27 | 1997-04-16 | 日立プラント建設株式会社 | 紫外線照射装置 |
-
1991
- 1991-02-20 JP JP3026493A patent/JP2606972B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04266093A (ja) | 1992-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961126 |