JP6022411B2 - 広周波数対応型磁気シールドパネル及び構造 - Google Patents

Description

本発明は磁気シールドパネル及び構造に関し，とくに直流ないし１Ｈｚ程度の低周波数から１０００Ｈｚ程度の高周波数にわたる広い周波数（以下，本明細書において広周波数という）の磁場をシールド対象とした磁気シールドパネル及び構造に関する。

半導体製造施設等では，外乱磁場の影響を嫌う電子顕微鏡，ＥＢ露光装置，ＥＢステッパー等（嫌磁気装置）の正常な動作を保証するため，施設内に磁気シールドルーム（シールド空間）を設けることが求められる。従来の磁気シールドルームは，高い透磁率μを有するＰＣパーマロイ等の磁性体製の板（以下，磁性板という）により床，壁，天井の全体を隙間なく覆う構造（密閉型シールド構造）とすることが多い。しかし，密閉型シールド構造は磁性板材料サイズの制約から接合部が多くなるため，磁性板の接合部から侵入する磁場に伴う性能劣化を防ぐことが難しい問題点がある。これに対し，図１１に示すように，帯状磁性板を簾状又はルーバー状に並べた磁気シールド構造（以下，開放型シールド構造という）５が開発されている（特許文献１〜４参照）。

図１１に示す開放型シールド構造５は，長さ方向と交差する矩形断面の長辺を帯幅（例えば帯幅５０ｍｍ程度）とし短辺を帯厚（例えば２〜５ｍｍ程度）とする複数の帯状磁性板２を，各々の長さ方向中心軸Ｔが同一簾面Ｆ上に平行に並ぶように所要の板厚方向間隔ｄで配置して磁気シールド簾体３とし（同図（Ａ）参照），複数のシールド簾体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを対応する端縁の重ね合わせ（面接触）９により磁気的に接合して環状に閉じた帯状磁性板（以下，環帯状磁性板という）４を形成し，複数の環帯状磁性板４でシールド対象空間１を囲んだものである（同図（Ｂ）参照）。

図１１（Ｂ）の開放型シールド構造５は，環帯状磁性板４の板厚方向間隔ｄを，磁性板１０中の磁束の通りやすさ（磁性板のパーミアンス）が間隔ｄ中の磁束の通りやすさ（間隔のパーミアンス）より大きくなるように，すなわち間隔ｄの断面積Ｓａに対する磁性板１０の断面積Ｓｍと比透磁率μｓとの積（Ｓｍ・μｓ）の割合（Ｓｍ・μｓ／Ｓａ）が１より充分大きくなるように設計することができる。また，磁性板の接合部（重ね合わせ部９）において磁気的連続性を確保しやすいことから，適切な間隔ｄを設けて対象空間１に開放性（透視性，透光性，放熱性）を与えつつ，磁気的に閉じた環帯状磁性板４からなる磁性体回路に磁束を集中させて間隔ｄからの磁束の侵入（磁気シールド性能の劣化）を小さく抑えることができ，設計性能を発揮することが容易な構造となっている。更に，安全率を小さく抑え，従来の密閉型シールド構造に比して使用する材料を減らすことができるため，コストダウンにも繋がる利点を有している。

しかし，図１１の開放型シールド構造５は，直流の外乱磁場ないし数Ｈｚ以下の低い周波数（以下，低周波数又は低周波数域という）の交流の外乱磁場に対しては略設計どおりの磁気シールド性能を示すものの，外乱磁場が１０Ｈｚ〜商用周波数以上の周波数域（以下，高周波数又は高周波数域という）になるとシールド性能が劣化する問題点がある。図１３（Ｂ）のグラフは，ＰＣパーマロイ製の帯状磁性板２を井桁状に接合して環帯状磁性板４とし，その環帯状磁性板４からなる磁性体回路を用いた開放型シールド構造５の周波数別の磁気シールド性能を確認した実験結果を示す。実験では，図１１（Ｂ）の開放型シールド構造５を図１３（Ａ）に示すような環状コイルＬの中央部に設置し，周波数を１Ｈｚ，１０Ｈｚ，６０Ｈｚ，２００Ｈｚに切り替えながら略一様磁場Ｍ（１０μＴ）を印加して内側中心の磁気センサ８で磁場強度（実験値）を測定した。

図１３（Ｂ）の実験値のグラフは，印加磁場Ｍの周波数が高くなるに従って開放型シールド構造５の内側中心の磁場強度が大きくなること，つまり開放型シールド構造５の磁気シールド性能が低下することを示している。このような開放型シールド構造５の高周波数域における性能劣化の原因は，環帯状磁性板４の内部に電磁誘導によって渦電流（渦電流損）が生じるからと推測される。図１３（Ｂ）の解析値のグラフは，環帯状磁性板４の内部の渦電流を考慮して磁場数値解析により求めた磁気シールド性能を示し，渦電流を考慮した解析値が実験値とよく一致することを表している（開放型シールド構造の高周波数域における性能劣化の詳細は，本発明者らの先願である特願２０１２−２３６１６６号を参照）。

他方，従来から電磁誘導によって導体板に流れる渦電流を利用した磁気シールド法が知られており，その磁気シールド性能は周波数が高いほど有効に働くことが知られている（非特許文献１参照）。そこで，図１４（Ａ）に示すように銅製及びアルミニウム製の環帯状導体板３０を板厚方向間隔ｄで配置した開放型シールド構造を作成し，図１３（Ａ）の環状コイルＬの中央部に中心軸方向が磁場方向と一致するように設置して周波数１Ｈｚ，１０Ｈｚ，６０Ｈｚ，２００Ｈｚの略一様磁場Ｍ（１０μＴ）を印加したときの内側中心の磁場強度（実験値）を磁気センサ８で測定する実験を行った。図１４（Ｂ）に示す実験結果は，環帯状導体板３０を用いた開放型シールド構造の内側中心の磁場強度が印加磁場Ｍの周波数が高くなるに従って小さくなること，つまり開放型シールド構造の磁気シールド性能が向上することを示している。また同図は，アルミニウム製よりも導電率の大きい銅製の開放型シールド構造のシールド性能が高いことを示している。

環帯状磁性板（磁性体回路）４を用いた図１１（Ｂ）の開放型シールド構造の磁気シールド性能は印加磁場Ｍの周波数が高くなると低下するのに対し（図１３（Ｂ）参照），環帯状導体板（導体回路）３０を用いた図１４（Ａ）の開放型シールド構造の磁気シールド性能は印加磁場Ｍの周波数が高くなると向上することから（図１４（Ｂ）参照），環帯状磁性板（磁性体回路）４と環帯状導体板（導体回路）３０とを組み合わせて配置することにより，高周波数域（１０Ｈｚ〜商用周波数以上）の外乱磁場に対してもシールド性能が劣化しない開放型シールド構造を構築することが期待できる（この開放型シールド構造の詳細は特願２０１２−２３６１６６号を参照）。

国際公開２００４／０８４６０３号パンフレット 特開２００６−２６９６５６号公報 特開２００６−３５１５９８号公報 特開２００７−１０３８５４号公報

電気学会通信教育会編「電気学会大学講座 電気材料（改訂版）」社団法人電気学会，昭和３５年１２月２６日

本発明者等は，図１１（Ｂ）の環帯状磁性板（磁性体回路）と図１４（Ａ）環帯状導体板（導体回路）とを組み合わせた開放型シールド構造を製作し，図１３（Ａ）の実験と同様にして周波数１Ｈｚ，１０Ｈｚ，５０Ｈｚ，２００Ｈｚの磁場Ｍを印加したときの内側中心の磁場強度を測定し，シールド係数ＳＦ（＝印加磁場Ｍの強さ／測定磁場の強さ）を算出する実験を行った。実験結果を図１２（開放型シールド構造のグラフ）に示す。同図は，直流ないし数Ｈｚ以下の磁場に対する低周波数域の高いシールド性能が２００Ｈｚ程度の高周波数域まで劣化せずに維持されることを示している。すなわち，磁性体回路と導体回路とを組み合わせた開放型シールド構造とすることにより，電子顕微鏡，ＥＢ露光装置，ＥＢステッパー等の設置空間として相応しい磁気環境が提供できることを確認できた。

しかし，図１１（Ｂ）の磁性体回路と図１４（Ａ）の導体回路とを組み合わせた開放型シールド構造は，高周波数域における磁気シールド性能が必ずしも充分高くない問題点がある。例えば最近の医療施設や研究施設に導入される脳磁計や心磁計は，脳・心臓等の活動に伴い発生する脳磁波や心磁波といった超微弱な磁場を計測するため，数Ｈｚ以下の低周波数から１０００Ｈｚ程度の高周波数までの広周波数にわたって１ｎＴ（０．０１ｍＧ）以下の磁気環境に制御することが求められる。このような脳磁計・心磁計等を設置する従来の磁気シールドルームは，ＰＣパーマロイ等の磁性板で床，壁，天井の全体を隙間なく覆うと同時に，銅・アルミニウム等の導体板でも床，壁，天井の全体を覆い，磁性板と導体板とを多層化した密閉型シールド構造とすることが多い。導体板の密閉型シールド構造に流れるループ状の渦電流によって高周波数のシールド性能を確保し，導体板があまり有効でない直流ないし低周波数のシールド性能を磁性板の密閉型シールド構造によって確保する。このように磁性板と導体板とを多層化した密閉型シールド構造の０．１Ｈｚ〜１０００Ｈｚにおけるシールド係数ＳＦを図１２（密閉型シールド構造のグラフ）に併せて示す。

図１２の２つのグラフの比較から分かるように，磁性体回路と導体回路とを組み合わせた開放型シールド構造のシールド係数ＳＦは，直流ないし低周波数域（数Ｈｚ程度まで）において従来の密閉型シールド構造のシールド係数ＳＦより高いが，数Ｈｚ程度以上になると逆転されて従来の密閉型シールド構造のシールド係数ＳＦより小さくなってしまう。脳磁計・心磁計等に相応しい磁気環境を提供するためには，低周波数域において高いシールド性能を示す開放型シールド構造の利点と１０００Ｈｚ程度の高周波数域まで高いシールド性能を示す密閉型シールド構造の利点とを併せ持つ新たなシールド構造の開発が求められる。また本発明者は，上述した磁性体回路と導体回路とを組み合わせた開放型シールド構造の製作経験から，高いシールド性能を確実に得るためには，磁性板及び導体板を精度よく配置できる施工の容易性が極めて重要であるとの知見を得た。

そこで本発明の目的は，直流ないし１Ｈｚ程度の低周波数から１０００Ｈｚ程度の高周波数にわたり高い磁気シールド性能を有すると共に施工が容易な広周波数対応型磁気シールドパネル及び構造を提供することにある。

図１の実施例を参照するに，本発明による広周波数対応型磁気シールドパネル１０は，所定幅Ｗ及び所定長さＥの帯状磁性板２が全長に沿って取り付けられた非磁性長尺芯材１４の複数本を各帯状磁性板２が幅及び長さと直交する方向に所定間隔ｄで平行に並ぶように配置したパネル中間層１３，中間層１３の幅方向片側面に張り付けた非磁性導体板１６，並びに中間層１３の幅方向反対側面に張り付けた非磁性板１１を備え，非磁性導体板１６又は非磁性板１１をパネル中間層１３の各帯状磁性板２の長さ方向両端が露出する大きさとし，各長尺芯材１４の長さ方向端縁を対向させながら配置して隣接する各帯状磁性板２及び非磁性導体板１６の長さ方向端縁を接合することにより磁気シールド面（図４参照）を形成してなるものである。

長尺芯材１４が導電性であるときは，図示例のように，幅方向片側面の非磁性導電板１６を長尺芯材１４と絶縁しつつ張り付ける。望ましくは，図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように，隣接する非磁性導体板１６の長さ方向端縁に跨って重ね合わせる接合導体板１７を設け，パネル中間層１３の露出部に挿入して隣接する各帯状磁性板２の長さ方向端縁に跨って重ね合わせる接合磁性板１８を設ける。

好ましい実施例では，図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように，帯状磁性板２を，複数のＰＣパーマロイ製薄板２１と絶縁性薄材２２とを交互に重ね合わせて積層した積層帯状磁性板とする。この場合は，接合磁性板１８として，帯状磁性板２の複数のＰＣパーマロイ製薄板と交互に重ね合わせる複数のＰＣパーマロイ製薄板２３を積層した積層接合磁性板を用いることができる。パネル１０の幅方向片側の非磁性導体板１６は，例えば所要導電性能が得られる厚さのアルミニウム板とすることができる。或いは図２に示すように，パネル１０の幅方向片側の非磁性導体板１６を，非磁性板１２と銅板１６ｂとを重ね合わせた積層板としてもよい。

また，図７の実施例を参照するに，本発明による広周波数対応型磁気シールド構造は，上述した図１（又は図２）の磁気シールドパネル１０を磁気シールド対象空間１の特定方向軸（例えばＸ軸）の周りの内周面に各長尺芯材１４の長さ方向端縁を対向させながら配置し，隣接パネル１０の各帯状磁性板２及び非磁性導体板１６を接合することにより（図３の接続方法を参照），対象空間１を囲む磁性体回路４及び導体回路３０を形成してなるものである。

好ましくは，図７〜図９に示すように，上述した図１（又は図２）の磁気シールドパネル１０を磁気シールド対象空間１の直交３方向軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の周りの内周面にそれぞれ各長尺芯材１４の長さ方向端縁を対向させながら配置することにより壁４面，天井面，床面にそれぞれ内外２層パネル（図５参照）を設置し，内外２層の何れか一層（例えば外層）の隣接パネル１０の各帯状磁性板２及び非磁性導体板１６の長さ方向端縁を接合すると共に，内外２層の何れか他層（例えば内層）の隣接パネル１０の各帯状磁性板２の長さ方向端縁を接合することにより，対象空間１の直交３方向軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の周りの内周面をそれぞれ囲む３組の磁性体回路４（図７（Ｂ），図８（Ｂ），図９（Ｂ）参照）と，対象空間１を覆う導体回路３０（図７（Ａ），図８（Ａ），図９（Ａ）参照）とを形成する。この場合は，図５に示すように，内外２層の何れか一層（例えば内層）の磁気シールドパネルは，上述した非磁性導体板１６を張り付けた磁気シールドパネル１０に代えて，パネル中間層１３の幅方向片側面及び反対側面にそれぞれ非磁性板１１，１２を張り付けた磁気シールドパネル４０とすることができる。

本発明による広周波数対応型磁気シールドパネル１０は，所定幅Ｗ及び所定長さＥの帯状磁性板２が全長に沿って取り付けられた非磁性長尺芯材１４の複数本を各帯状磁性板２が幅及び長さと直交する方向に所定間隔ｄで平行に並ぶように配置してパネル中間層１３とし，その中間層１３の幅方向片側面に非磁性導体板１６を張り付け，中間層１３の幅方向反対側面に非磁性板１１を張り付け，非磁性導体板１６又は非磁性板１１をパネル中間層１３の各帯状磁性板２の長さ方向両端が露出する大きさとし，各長尺芯材１４の長さ方向端縁を対向させながら配置して隣接する各帯状磁性板２及び非磁性導体板１６の長さ方向端縁を接合することにより磁気シールド面を形成するので，次の有利な効果が得られる。

（イ）帯状磁性板２が全長に沿って取り付けられた非磁性長尺芯材１４を所定間隔ｄで平行に配置することにより，パネル中間層１３に磁気シールド簾体３が内包された磁気シールドパネル１０を形成できる。
（ロ）パネル中間層１３に内包された磁気シールド簾体３によって低周波数における高いシールド性能を確保すると同時に，中間層３の幅方向片側面に張り付けた非磁性導体板１６によって１０００Ｈｚ程度の高周波数域における高いシールド性能を確保する磁気シールドパネル１０を形成できる。
（ハ）複数のパネル１０を各長尺芯材１４の長さ方向端縁を対向させながら配置し，隣接パネル１０の磁気シールド簾体３（複数の帯状磁性板２）及び非磁性導体板１６の長さ方向端縁を接合することにより，直流ないし１Ｈｚ程度の低周波数から１０００Ｈｚ程度の高周波数まで高い磁気シールド性能を示す磁気シールド面を形成できる。
（ニ）また，磁気シールド簾体３（複数の帯状磁性板２）と非磁性導体板１６とを一体のパネル１０とすることにより，両者を一体に施工することが可能となり，施工の効率化・容易化を図り，ひいては磁気シールド施工の工期短縮を図ることができる。
（ホ）更に，磁気シールド簾体３（複数の帯状磁性板２）と非磁性導体板１６とを工場で製作可能なパネル１０とすることにより，隣接する簾体３及び非磁性導体板１６の施工精度・接合精度の向上と漏洩磁場の減少とを図ることができ，とくに直流ないし準直流（１Ｈｚ程度まで）における高いシールド性能が確保できる。

以下，添付図面を参照して本発明を実施するための形態及び実施例を説明する。
本発明による磁気シールドパネルの一実施例の説明図である。 本発明による磁気シールドパネルの他の実施例の説明図である。 本発明の磁気シールドパネルの接続方法の説明図である。 本発明の磁気シールドパネルを列状に接続して形成したシールド面の一実施例を表す図である。 本発明による磁気シールドパネルを重ねて内外２層パネルとした実施例の説明図である。 本発明の磁気シールドパネルを列状に接続して形成したシールド面の他の実施例を表す図である。 磁気シールド対象空間のＸ方向軸周りの内周面に本発明の磁気シールドパネルを列状に接続して形成したシールド面の説明図である。 磁気シールド対象空間のＹ方向軸周りの内周面に本発明の磁気シールドパネルを列状に接続して形成したシールド面の説明図である。 磁気シールド対象空間のＺ方向軸周りの内周面に本発明の磁気シールドパネルを列状に接続して形成したシールド面の説明図である。 磁気シールド対象空間の内周面に対する本発明の磁気シールドパネルの施工方法の説明図である。 従来の開放型シールド構造の説明図である。 磁性体回路と導体回路とを組み合わせた従来の密閉型シールド構造及び開放型シールド構造のシールド性能を比較した実験データである。 磁気シールド性能を検証する実験方法及びその実験結果の説明図である。 導体回路を用いた開放型シールド構造及びそのシールド性能の説明図である。

図１は，本発明による磁気シールドパネル１０の実施例を示す。図示例のパネル１０は，所定幅Ｗ（例えば帯幅５０ｍｍ程度）及び所定長さＥ（例えば８００ｍｍ程度）の帯状磁性板２が全長に沿って取り付けられた非磁性長尺芯材１４の複数本を平行に配置したパネル中間層１３と，その中間層１３の幅方向片側面に張り付けた非磁性導体板１６と，その中間層１３の幅方向反対側面に張り付けた非磁性板１１とにより構成されている。非磁性長尺芯材１４は，例えばアルミニウム製，木製，樹脂製，非磁性ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）製の角パイプ（例えば６０ｍｍ角，厚さ２ｍｍ）であるが，剛性さえ確保できればＣ型チャンネル材等を利用することもできる。そのような長尺芯材１４の複数本を平行に配置することにより剛性のパネル中間層１３を形成することができる。

非磁性長尺芯材１４の各々に取り付ける帯状磁性板２は，図１１を参照して上述したように，長さ方向中心軸Ｔと交差する矩形断面の長辺を幅Ｗとし短辺を厚さ（例えば２〜５ｍｍ程度）とした所定長さＥの磁性板であり，その長さ方向中心軸Ｔを長尺芯材１４の長方向中心軸と位置合わせしたものでる。複数の非磁性長尺芯材１４を，各々に取り付けた帯状磁性板２が幅及び長さと直交する方向（すなわち厚さ方向）に所定間隔ｄで平行に並ぶように配置することにより，図１１（Ａ）と同様の磁気シールド簾体３が内包されたパネル中間層１３を作成することができる。例えば，各帯状磁性板２の長さ方向中心軸Ｔが同一簾面Ｆ上に所要厚さ方向間隔ｄで平行に並ぶように各長尺芯材１４を配置する。

帯状磁性板２は透磁率μの高い任意の磁性板を用いて作成できるが，望ましくは図３（Ａ）に示すように，厚さ０．５ｍｍ程度の複数のＰＣパーマロイ製薄板２１と，それと同じ又は少し厚い（０．５〜０．６ｍｍ程度）複数の絶縁性薄材２２とを交互に重ね合わせて積層した積層帯状磁性板とする。ＰＣパーマロイの磁気特性は，ある程度薄いほうが高いことが知られており，さらに絶縁性薄材２２を介して必要な板厚に積層することで断面に流れる渦電流（渦電流損）を小さく抑え，高周波数域における磁気シールド性能の低下を抑えることができる。絶縁性薄材２２の一例は非磁性かつ不良導体製のシート状又はフィルム状の紙や樹脂であり，例えば両面テープとすることができる。

パネル中間層１３の幅方向片側面に張り付ける非磁性導体板１６は，例えば適当な厚さ（例えば２〜５ｍｍ程度）のアルミニウム板とするが，図２に示すように，アルミニウム製，木製，樹脂製，非磁性ステンレス鋼製の非磁性板１２と銅板１６ｂとを重ね合わせた積層板とすることもできる。また，パネル中間層１３の幅方向反対側面に張り付ける非磁性板１１は，適当な厚さ（例えば２〜１０ｍｍ程度）のアルミニウム製，木製，樹脂製，非磁性ステンレス鋼製等の平板である。好ましい実施例では，非磁性導体板１６を所要導電性能が得られる厚さのアルミニウム板（例えば５ｍｍ程度）とし，非磁性板１１をそれよりも厚さの薄いアルミニウム板（例えば２ｍｍ程度）とすることができる。

図示例の磁気シールドパネル１０は，次の方法で作成することができる。先ず，所定大きさの非磁性板１１（例えば厚さ２ｍｍ程度のアルミニウム板）上に所要間隔ｄ（例えば２００ｍｍ）で非磁性長尺芯材１４（例えばアルミニウム製角パイプ）を平行に並べてビスで固定し，各芯材１４の非磁性板１１と直交する側面上にそれぞれ所定幅Ｗの帯状磁性板２を全長に沿って載置し，載置した帯状磁性板２を非磁性（例えばＳＵＳ３０４製）のビス又はカシメ１９（図３（Ａ）参照）によって長尺芯材１４に固定する。そして，各長尺芯材１４の非磁性板１１と反対側に，所定大きさの非磁性導体板１６（例えば厚さ５ｍｍ程度のアルミニウム板）を非磁性板１１と平行に張り付けて同様にビスで固定する。

非磁性導体板１６の材質は適宜選択可能であるが，図１４（Ｂ）を参照して上述したように導電率が大きいとシールド性能も高いことから，導電率の大きい銅製とすることも有効である。ただし，銅はアルミニウムに比して高価であることから，必要に応じて図２に示すように，非磁性導体板１６を非磁性板１２と銅板１６ｂとを重ね合わせた積層板とすることができる。比較的安価で厚い非磁性板（例えばアルミニウム製）の対１１，１２を用いて磁気シールドパネル１０の支持構造を構成し，その一方の非磁性板１２の外面全体に比較的高価で薄い銅板１６ｂを重ね合わせることにより，シールド性能の高いパネル１０の製造コストを低く抑えることができる。

また，パネル中間層１３の長尺芯材１４が導電性（例えばアルミニウム製）であるときは，図１に示すように，長尺芯材１４と非磁性導電板１６との間に絶縁紙等の絶縁層１５を介在させて両者の絶縁を確保する。図２のように非磁性板１２と銅板１６ｂとを重ね合わせて非磁性導体板１６とする場合は，図１と同様に長尺芯材１４と非磁性板１２との間に絶縁層１５を介在させてもよいが，図２のように非磁性板１２と銅板１６ｂとの間に同じ大きさの絶縁紙等を敷き込んで絶縁層１５とすることができる。ただし，非磁性板１２が絶縁性であるときは絶縁層１５を省略できる。

更に，パネル中間層１３の幅方向両側の非磁性導体板１６と非磁性板１１とを異なる大きさとし，非磁性導体板１６及び非磁性板１１の何れか一方を各帯状磁性板２の長さ方向両端に揃えた大きさ（例えば長さ８００ｍｍ×高さ８００ｍｍ）とするのに対し，他方を各帯状磁性板２の長さ方向両端が露出する大きさ（例えば長さ６８０ｍｍ×高さ８００ｍｍ）とすることにより，図１に示すようにパネル中間層１３の各帯状磁性板２の長さ方向両端に露出部Ｇ（例えば幅（１２５−Ｐ）ｍｍ／２）を形成する。各帯状磁性板２の長さ方向両端に露出部Ｇを形成することにより，図３を参照して後述するように，隣接するパネル１０の各帯状磁性板２の接合施工の容易化・高精度化を図ることができる。

図１の実施例では，非磁性板１１を各帯状磁性板２の長さ方向両端が露出する大きさとすることにより，図３（Ｃ）に示すようにパネル中間層１３の各帯状磁性板２の長さ方向両端を非磁性板１１側に露出させている。ただし，露出部Ｇを非磁性導体板１６側に形成することも可能であり，後述する接合磁性板１８の施工性（挿入可能性）等を考慮して露出部Ｇを何れの側に形成するか選択することができる。例えば床面等のように非磁性板１１側（外側）から接合磁性板１８を挿入できない場合は，図３（Ｄ）に示すように非磁性導体板１６を各帯状磁性板２の長さ方向両端が露出する大きさとし，各帯状磁性板２の長さ方向両端の露出部Ｇを非磁性導体板１６側に形成することができる。なお，図示例では長尺芯材１４の大きさ（長さ）を非磁性板１１及び非磁性導体板１６の短い方に揃えているが，長い方に揃えることも可能である。

図２のように非磁性板１２と銅板１６ｂとを重ね合わせて非磁性導体板１６とする場合も，その非磁性板１２を非磁性板１１と異なる大きさとすることにより，パネル１０の接合施工の容易化・高精度化を図ることができる。すなわち，例えば銅板１６ｂを付設する一方の非磁性板１２を各帯状磁性板２の長さ方向両端に揃えた大きさとするのに対し，他方の非磁性板１１を各帯状磁性板２の長さ方向両端が露出する大きさとすることにより，各帯状磁性板２の長さ方向両端に露出部Ｇを形成することができる。

図３は，図１の複数の磁気シールドパネル１０を長尺芯材１４の長さ方向端縁を対向させながら配置し，隣接するパネル１０の各帯状磁性板２及び非磁性導体板１６の長さ方向端縁を接合して磁気シールド面を形成する方法を示す。同図（Ａ）は長さ方向端縁を対向させた隣接パネル１０ａ，１０ｂの正面図を表し，同図（Ｃ）は上面図を表す。図示例の帯状磁性板２は４枚のＰＣパーマロイ製薄板２１（厚さ０．５ｍｍ）と３枚の絶縁性薄材２２とを交互に重ね合わせて積層したものであるが，絶縁性薄材２２はパネル１０の非磁性板１１と同様に帯状磁性板２より長さ方向両端が短くなっており，長さ方向両端の露出部Ｇには絶縁性薄材２２が積層されておらず，４枚のＰＣパーマロイ製薄板２１だけで帯状磁性板２が構成されている。また，図示例の隣接パネル１０ａ，１０ｂは，５ｍｍ程度の間隙Ｐを介して各帯状磁性板２及び非磁性導体板１６の長さ方向端縁を対向させている。

図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように，隣接パネル１０ａ，１０ｂの非磁性導体板１６は，その長さ方向両端の外表面に同じ材料（例えばアルミニウム製又は銅製）からなる接合導体板１７を隣接する非磁性導体板１６の長さ方向端縁に跨って重ね合わせ，非磁性（例えばＳＵＳ３０４製）のビス又はカシメ１９によって固定することにより電気的に一体化することができる（図４（Ｂ）も参照）。或いは，接合導体板１７の重ね合わせに代えて又は加えて，隣接パネル１０ａ，１０ｂの非磁性導体板１６をハンダ接合することにより，一層高い電気的接続性及びシールド性能を確保することも可能である。

また図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように，隣接パネル１０ａ，１０ｂの各帯状磁性板２は，各帯状磁性板２の長さ方向両端に設けた露出部Ｇ（例えば幅（１２５−Ｐ）ｍｍ／２）に接合磁性板１８（例えば長さ１１５ｍｍ）を挿入し，隣接パネル１０ａ，１０ｂの各帯状磁性板２の長さ方向端縁に跨って重ね合わせることにより磁気的に一体化することができる。図示例の接合磁性板１８は，帯状磁性板２と同様に複数のＰＣパーマロイ製薄板２３を積層し，帯状磁性板２の複数のＰＣパーマロイ製薄板２１の間に１枚ずつ挿入して交互に重ね合わせるものである。上述したように，帯状磁性板２のＰＣパーマロイ製薄板２１の間にはそれと同じ又は少し厚い絶縁性薄材２２が露出部Ｇ以外の部分に挟み込まれており，絶縁性薄材２２が存在しない露出部ＧではＰＣパーマロイ製薄板２１の相互間に隙間が形成されているため，帯状磁性板２のＰＣパーマロイ製薄板２１の相互間に接合磁性板１８のＰＣパーマロイ製薄板２３を比較的簡単に挿入して重ね合わせることができる。

なお，図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように，各帯状磁性板２の長さ方向両端と接合磁性板１８とには，それぞれ対応する箇所に適当数（図示例では長さ方向両端にそれぞれ４箇所ずつ）の長孔２７ａが設けられており，重ね合わせて位置合わせした帯状磁性板２及び接合磁性板１８の長孔２７ａに非磁性（例えばＳＵＳ３０４製）のボルト２７を挿入して両者を結合することができる。また，ボルト挿入孔を長孔とすることにより，帯状磁性板２及び接合磁性板１８の位置合わせの誤差を吸収することができる。

図４は，図１の磁気シールドパネル１０を磁気シールド対象空間１の特定方向軸（例えばＸ軸，図７参照）の周りの内周面に長尺芯材１４の長さ方向端縁を対向させながら配置し，上述した図３の方法で隣接パネル１０の各帯状磁性板２及び非磁性導体板１６の長さ方向端縁を列状に接続することにより形成した磁気シールド構造を表す。図４（Ａ）は磁気シールド構造をパネル１０の非磁性板１１の側から見た状況を示す。各パネル１０は同じ大きさ（８００ｍｍ×８００ｍｍ）であり，図示例のように対向方向の隣接パネル１０の非磁性板１１の間には内部の各帯状磁性板２が露出する垂直方向の露出部Ｇが形成されている。その露出部Ｇに接合磁性板１８を挿入して隣接する各帯状磁性板２の長さ方向端縁と重ね合わせ，隣接パネル１０の各帯状磁性板２を長さ方向へ列状に接合することにより，例えば図７（Ｂ）に示すように，対象空間１の中心点Ｏ上のＸ軸を囲む磁性体回路４を形成することができる。なお，対象空間１のコーナー部では，予め帯状磁性板２が直角Ｌ字状に接合された磁気シールド簾体３の内包されたＬ字状磁気シールドパネル１０を用いることができる。

図４（Ｂ）は，磁気シールド構造をパネル１０の非磁性導体板１６の側から見た状況を示す。対向方向（水平方向）及びその直交方向（垂直方向）の周囲パネル１０の非磁性導体板１６の間に接合導体板１７を重ね合わせることにより，各パネル１０の非磁性導体板１６をそれぞれ各長尺芯材１４の長さ方向（及びその直交方向）へ接続する。隣接パネル１０の非磁性導体板１６を長さ方向へ列状に接合することにより，例えば図７（Ａ）に示すように，対象空間１の中心点Ｏ上のＸ軸を囲む導体回路３０を形成することができる。なお，対象空間１のコーナー部では，予め断面Ｌ字状の非磁性導体板１６が張り付けられたＬ字状磁気シールドパネル１０を用いることができる。

図７は，磁気シールド対象空間１の中心点Ｏ上のＸ軸の周りの内周面に磁気シールドパネル１０を配置して構成した磁気シールド構造を示しているが，Ｘ軸と直交するＹ軸の周りの内周面にパネル１０を配置して図８のような磁気シールド構造を構成し，或いはＸ軸及びＹ軸と直交するＺ軸の周りの内周面にパネル１０を配置して図９のような磁気シールド構造を構成することもできる。図７（Ａ）の導体回路３０はＸ軸方向の到来磁場に対して，図８（Ａ）の導体回路３０はＹ軸方向の到来磁場に対して，図９（Ａ）の導体回路３０はＺ軸方向の到来磁場に対してシールド効果を発揮する。これに対し磁性体回路４はそれぞれ１つの回路で２方向の到来磁場に対応することができ，図７（Ｂ）の磁性体回路４はＹ軸方向及びＺ軸方向の到来磁場に対して，図８（Ｂ）の磁性体回路４はＸ軸方向及びＺ軸方向の到来磁場に対して，図９（Ａ）の磁性体回路４はＸ軸方向及びＹ軸方向の到来磁場に対してシールド効果を発揮する。

上述したように，磁性体回路４は低周波数域において高いシールド性能を発揮し，導体回路３０は高周波数域において高いシールド性能を発揮する。従って，シールド対象磁場の到来方向に応じて図７〜図９の導体回路３０及び磁性体回路４を適宜に組み合わせることにより，所望方向の到来磁場に対して低周波数（数Ｈｚ程度）から商用周波数（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ），さらに高周波数（１０００Ｈｚ程度）まで高い磁気シールド効果を発揮する磁気シールド構造が得られる。

好ましくは，磁気シールド対象空間１の直交３方向軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の周りの内周面にそれぞれ各長尺芯材１４の長さ方向端縁を対向させながら磁気シールドパネルを配置し，図５に示すように対象空間１の壁４面，天井面，床面にそれぞれ内外２層パネルを設置することにより，図７〜図９の導体回路３０及び磁性体回路４を全て組み合わせた磁気シールド構造を構築する。すなわち，内外２層の何れか一層（例えば外層）において隣接パネルの各帯状磁性板２及び非磁性導体板１６の長さ方向端縁を接合すると共に，内外２層の何れか他層（例えば内層）において隣接パネルの各帯状磁性板２の長さ方向端縁を接合することにより，図７（Ｂ），図８（Ｂ），図９（Ｂ）を参照して上述したように，対象空間１の直交３方向軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の周りの内周面をそれぞれ囲む３組の磁性体回路４と，図７（Ａ），図８（Ａ），図９（Ａ）を参照して上述したように，対象空間１の全体を覆う導体回路３０とを形成する。

図５に示す２層パネルにおいて，内外２層の何れか一層（例えば外層）は図１のように非磁性導体板１６を張り付けた磁気シールドパネル１０とするが，他層（例えば内層）のパネルには非磁性導体板６を張り付ける必要がなく，幅方向片側面及び反対側面にそれぞれ非磁性板１１，１２を張り付けたパネル４０とすることができる。すなわち，対象空間１を覆う導体回路３０（図７（Ａ），図８（Ａ），図９（Ａ）参照）を形成するためには，外層パネル１０の非磁性導体板１６を対向方向及びその直交方向に相互に接合すれば足りるので，内層パネル４０の非磁性導体板１６を必要としない。また，図２のように幅方向両側に一対の非磁性板１１，１２を設け，その一方の非磁性板１２の外面に銅板１６ｂを重ね合わせる場合は，例えば外層パネル１０にのみ銅板１６ｂを付設すれば足り，例えば内層パネル４０には銅板１６ｂを付設する必要はない。

図５に示す２層パネルは，外層パネル１０及び内層パネル４０を，各々の長尺芯材１４（帯状磁性板２）の長さ方向が直交するように積層している。例えば外層パネル１０は，図４（Ａ）のように各帯状磁性板２が水平方向となり且つ非磁性導体板１６が内側向きとなるように配置され，各帯状磁性板２の露出部Ｇに外側から接合磁性板１８を挿入して隣接する帯状磁性板２を接合することにより，図７（Ｂ）のようにシールド対象空間１の中心点Ｏ上のＸ軸を囲む磁性体回路４を形成する。これに対して内層パネル４０は，図６に示すように各帯状磁性板２が垂直方向となるように配置され，各帯状磁性板２の露出部Ｇに内側から接合磁性板１８を挿入して隣接する帯状磁性板２を接合することにより，例えば図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）のようにシールド対象空間１の中心点Ｏ上のＹ軸及びＺ軸を囲む磁性体回路４を形成する。３組の磁性体回路４と導体回路３０とで対象空間１を覆うことにより，全方向の外乱磁場に対して直流ないし１Ｈｚ程度の低周波数から１０００Ｈｚ程度の高周波数にわたり高い磁気シールド性能を発揮する磁気シールド構造が得られる。

こうして本発明の目的である「直流ないし１Ｈｚ程度の低周波数から１０００Ｈｚ程度の高周波数にわたり高い磁気シールド性能を有すると共に施工が容易な広周波数対応型磁気シールドパネル及び構造」の提供が達成できる。

図１０は，図１の磁気シールドパネル１０を用いて，磁気シールド対象空間１を覆う３組の磁性体回路４と導体回路３０とを構築した実施例の平面図を示す。本実施例では，帯幅Ｗ＝５０ｍｍの８枚のＰＣパーマロイ製薄板２１（厚さ０．５ｍｍ）と絶縁性薄材２２（厚さ０．５ｍｍの両面テープ）とを積層して接着固定した帯状磁性板２を用い，厚さ２ｍｍの非磁性板１１（アルミニウム製）と厚さ５ｍｍの非磁性導体板１６（アルミニウム製）の対向間隙に間隔ｄ＝２００ｍｍで配置・固定した非磁性角パイプからなる長尺芯材１４（アルミニウム製，６０ｍｍ角，厚さ２ｍｍ）にそれぞれ帯状磁性板２を取り付けた。また，各帯状磁性板２の長さ方向両端にそれぞれ４箇所の長孔２７ａを設け，長孔２７ａを設けた各帯状磁性板２の長さ方向両端が露出するように，非磁性板１１を帯状磁性板１２に比して短い（長さ方向両端がそれぞれ約６０ｍｍ短い）大きさとした。

施工手順として，先ずシールドルーム１の壁４面，天井面，床面の全体にそれぞれ外層パネル１０を長尺芯材１４の長さ方向端縁で対向させながら非磁性導体板１６が内側向きとなるように配置し，その非磁性導体板１６を隣接パネル１０の非磁性導体板１６と接合することにより対象空間１を覆う導体回路３０を形成したのち，その内表面の壁４面，天井面，床面の全体にそれぞれ内層パネル４０を長尺芯材１４の長さ方向端縁で対向させながら配置することにより，対象空間１の壁４面，天井面，床面にそれぞれ図５に示す２層パネル（１０＋４０）を配置した。

先ず，図示例の磁気シールドルーム１の四隅部の所定位置及びその間の適宜位置にそれぞれスタッド２５を建てる。スタッド２５は非磁性（例えばＳＵＳ３０４）とすることが望ましいが，磁性体回路の外側に位置することになるため鋼製（例えば軽量鉄骨）でも特に問題は生じない。次いで，各スタッド２５に壁４面の外層パネル１０を順次取り付けて固定する。例えば外層パネル１０の外表面の非磁性板１１にアルミニウム製Ｌ型アングル材（２０ｍｍ×２０ｍｍ×２０ｍｍ）を取り付け，そのアングル材を利用して外層パネル１０を順次スタッド２５に取り付けることができる。隣り合う外層パネル１０の各帯状磁性板２の長さ方向端縁は所定間隙Ｐ（例えば５ｍｍ程度）で対向させる。図３を参照して上述したように，外層パネル１０の外表面の非磁性板１１には内部の各帯状磁性板２の長さ方向両端が露出する露出部Ｇ（例えば幅（１２５−Ｐ）ｍｍ／２）が形成されている。

次に，外層パネル１０の外表面側から非磁性板１１に形成された露出部Ｇへ接合磁性板１８（長さ１１５ｍｍ）を挿入し，隣接する外層パネル１０の各帯状磁性板２の長さ方向端縁と重ね合わせることにより磁気的に一体化する。例えば接合磁性板１８を７枚の長孔２７ａ付きＰＣパーマロイ製薄板２３により構成し，帯状磁性板２のＰＣパーマロイ製薄板２１の間に，長孔２７ａを位置合わせしながら一枚ずつ水平方向に挿入する。長孔２７ａを位置合わせした後，非磁性（例えばＳＵＳ３０４製）のボルトを挿入して両者を結合する。露出部Ｇの幅に対して接合磁性板１８を１０ｍｍ程度短くすることにより，外層パネル１０の施工位置に設計位置からのズレが発生しても，外層パネル１０の帯状磁性板２と接合磁性板１８との充分な重ね合わせ長さ（最低でも５０ｍｍ）を確保することができる。また，ボルト挿入孔を長孔とすることにより，帯状磁性板２及び接合磁性板１８の位置合わせの誤差を吸収できる。なお，図示例では外層パネル１０の帯状磁性板２を水平方向に配置しているが，外層パネル１０の帯状磁性板２を垂直方向に配置することも可能である。

更に，外層パネル１０の内表面に設けた非磁性導体板１６の間の対向間隙Ｐ（例えば５ｍｍ程度）に，内側から幅１０５ｍｍの接合導体板１７（例えばアルミニウム製）を重ね合わせ，非磁性（例えばＳＵＳ３０４製）のビスで固定することにより，隣接する外層パネル１０の非磁性導体板１６を電気的に接続する。以上は壁面の構築方法であるが，天井面，床面についても同様に外層パネル１０を長さ方向に付き合わせながら配置して磁気的及び電気的に接続し，コーナー部についても磁気的及び電気的に接続することができる。

このようにして取り付けが完了した外層パネル１０の内側に適宜間隔で非磁性受材２６（例えば２０ｍｍ角のアルミニウム製角パイプ）を絶縁しつつ固定し，その受材２６に内層パネル４０を順次取り付けて固定する。上述した外層パネル１０と同様に，隣り合う内層パネル１０の長さ方向端縁も所定対向間隙Ｐ（例えば５ｍｍ程度）で対向させることにより，内層パネル１０の内表面の非磁性板１１に内部の各帯状磁性板２の長さ方向両端が露出する露出部Ｇを形成する。なお，図示例では内層パネル４０の帯状磁性板２を垂直方向に配置しているが，外層パネル１０の帯状磁性板２が垂直方向に配置されている場合は，内層パネル４０の帯状磁性板２を水平方向に配置することも可能である。

次に，内層パネル４０の内側から露出部Ｇへ接合磁性板１８を挿入し，隣接する内層パネル１０の帯状磁性板２と重ね合わせる。外層パネル１０の場合と同様に，例えば接合磁性板１８を７枚の長孔２７ａ付きＰＣパーマロイ製薄板２３により構成し，帯状磁性板２のＰＣパーマロイ製薄板２１の間に，長孔２７ａを位置合わせしながら一枚ずつ水平方向に挿入することができる。そして，長孔２７ａを位置合わせした後，非磁性（例えばＳＵＳ３０４製）のボルトを挿入して両者を結合する。最後に，外層パネル１０の外側に建てたスタッド２５を利用して外装仕上げを施す。内面については，内層パネル４０の非磁性板１１に形成された露出部Ｇを非磁性板（例えばアルミニウム帯板）で塞ぎ，必要に応じて仕上げ内装を施すことができる。

１…磁気シールド対象空間（磁気シールドルーム）
２…帯状磁性板（短冊形磁性板） ３…磁気シールド簾体
４…環帯状磁性板（磁性体回路） ５…開放型シールド構造
６…環状導体板 ８…磁気センサ
９…重ね合わせ部
１０…磁気シールドパネル １１，１２…非磁性板
１３…パネル中間層 １４…非磁性長尺芯材（角パイプ）
１５…絶縁層 １６…非磁性導体板
１６ｂ…銅板
１７…接合導体板 １８…接合磁性板
１９…ビス（又はカシメ） ２１，２３…ＰＣパーマロイ製薄板
２２…絶縁性薄材
２５…スタッド ２６…受材
２７…ボルト ２７ａ…長孔
３０…環帯状導体板（導体回路）
４０…磁気シールドパネル
Ｘ，Ｙ，Ｚ…軸 Ｔ…長さ方向中心軸
Ｆ…簾面 ｄ…間隔
Ｅ…長さ Ｇ…露出部
Ｉ…電流
Ｌ…コイル Ｍ…外乱磁場
Ｏ…中心点 Ｗ…帯状磁性板の帯幅
Ｐ…間隙

Claims (11)

1. 所定幅及び所定長さの帯状磁性板が全長に沿って取り付けられた非磁性長尺芯材の複数本を各帯状磁性板が幅及び長さと直交する方向に所定間隔で平行に並ぶように配置したパネル中間層，前記中間層の幅方向片側面に張り付けた非磁性導体板，並びに前記中間層の幅方向反対側面に張り付けた非磁性板を備え，前記非磁性導体板又は非磁性板をパネル中間層の各帯状磁性板の長さ方向両端が露出する大きさとし，前記各長尺芯材の長さ方向端縁を対向させながら配置して隣接する各帯状磁性板及び非磁性導体板の長さ方向端縁を接合することにより磁気シールド面を形成してなる広周波数対応型磁気シールドパネル。
2. 請求項１の磁気シールドパネルにおいて，前記長尺芯材が導電性であるときに，前記幅方向片側面の非磁性導電板を長尺芯材と絶縁しつつ張り付けてなる広周波数対応型磁気シールドパネル。
3. 請求項１又は２の磁気シールドパネルにおいて，前記隣接する非磁性導体板の長さ方向端縁に跨って重ね合わせる接合導体板を設けてなる広周波数対応型磁気シールドパネル。
4. 請求項１から３の何れかの磁気シールドパネルにおいて，前記パネル中間層の露出部に挿入して隣接する各帯状磁性板の長さ方向端縁に跨って重ね合わせる接合磁性板を設けてなる広周波数対応型磁気シールドパネル。
5. 請求項１から４の何れかの磁気シールドパネルにおいて，前記帯状磁性板を，複数のＰＣパーマロイ製薄板と絶縁性薄材とを交互に重ね合わせて積層した積層帯状磁性板としてなる広周波数対応型磁気シールドパネル。
6. 請求項４に従属する請求項５の磁気シールドパネルにおいて，前記接合磁性板を，前記帯状磁性板の複数のＰＣパーマロイ製薄板と交互に重ね合わせる複数のＰＣパーマロイ製薄板を積層した積層接合磁性板としてなる広周波数対応型磁気シールドパネル。
7. 請求項１から６の何れかの磁気シールドパネルにおいて，前記幅方向片側の非磁性導体板を，所要導電性能が得られる厚さのアルミニウム板としてなる広周波数対応型磁気シールドパネル。
8. 請求項１から６の何れかの磁気シールドパネルにおいて，前記幅方向片側の非磁性導体板を，非磁性板と銅板とを重ね合わせた積層板としてなる広周波数対応型磁気シールドパネル。
9. 請求項１から８の何れかの磁気シールドパネルを磁気シールド対象空間の特定方向軸周りの内周面に前記各長尺芯材の長さ方向端縁を対向させながら配置し，隣接パネルの各帯状磁性板及び非磁性導体板の長さ方向端縁を接合することにより，対象空間を囲む磁性体回路及び導体回路を形成してなる広周波数対応型磁気シールド構造。
10. 請求項１から８の何れかの磁気シールドパネルを磁気シールド対象空間の直交３方向軸周りの内周面にそれぞれ前記各長尺芯材の長さ方向端縁を対向させながら配置することにより壁４面，天井面，床面にそれぞれ内外２層パネルを設置し，前記内外２層の何れか一層の隣接パネルの各帯状磁性板及び非磁性導体板の長さ方向端縁を接合すると共に，前記内外２層の何れか他層の隣接パネルの各帯状磁性板の長さ方向端縁を接合することにより，対象空間の直交３方向軸周りの内周面をそれぞれ囲む３組の磁性体回路と対象空間を覆う導体回路とを形成してなる広周波数対応型磁気シールド構造。
11. 請求項１０の磁気シールド構造において，前記内外２層の何れか一層の磁気シールドパネルを，請求項１から８の何れかの磁気シールドパネルに代えて，前記パネル中間層の幅方向片側面及び反対側面にそれぞれ非磁性板を張り付けた磁気シールドパネルとしてなる広周波数対応型磁気シールド構造。