JP6903930B2

JP6903930B2 - 磁気シールドルーム

Info

Publication number: JP6903930B2
Application number: JP2017023766A
Authority: JP
Inventors: 朝彦澁谷
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2021-07-14
Anticipated expiration: 2037-02-13
Also published as: DE112017007048T5; JP2018131730A; US10876288B2; WO2018146911A1; US20190368191A1

Description

本発明は、各種磁気計測に用いられる磁気シールドルームに関する。

下記特許文献１は、微弱な脳磁場を計測する脳磁計測システムに使用される生体磁場計測用の磁気シールドルームを開示しており、この磁気シールドルームの内部には、計測用のＳＱＵＩＤ（Superconducting Quantum Interference Device：超伝導量子干渉デバイス）及び測定テーブルが設置される。

特開２００７−３１１５２３号公報

例えば磁気シールドルームが可搬型であって小型の場合、設置場所によっては振動があると、小型がゆえに磁気シールドルーム自体も振動で揺れることがある。このため、測定具を磁気シールドルーム内の床面に置いただけでは、磁気シールドルーム内における測定具の位置が動いてしまうという課題があった。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、内部空間における測定具の位置ずれを抑制可能な磁気シールドルームを提供することにある。

本発明のある態様は、磁気シールドルームである。この磁気シールドルームは、
磁気シールドされた内部空間を形成する上部シールド体、側周部シールド体、及び下部シールド体を備え、
前記磁気シールドされた内部空間を、第１内部空間と第２内部空間とに上下に分割する仕切り部材が設けられ、
前記下部シールド体の下面に、前記下部シールド体よりも高剛性の台座が設けられ、
前記台座に支持部材が立設され、
前記支持部材は、前記下部シールド体及び前記仕切り部材を貫通し、前記第２内部空間よりも上方の前記第１内部空間に延出する。

前記支持部材は、少なくとも一部が中空であり、中空部分に繋がる開口を外面に有し、
前記支持部材の内側を通って配線が上下方向に延出してもよい。

前記支持部材で測定具が前記内部空間に支持され、前記測定具から前記配線が延びていてもよい。
前記支持部材は、棒状であって、複数立設されてもよい。

前記磁気シールドルームは、可搬型であってもよい。
前記仕切り部材は、前記内部空間を第１内部空間と第２内部空間とに分割する磁気シールド体であってもよい。
前記支持部材は前記下部シールド体を貫通するとともに前記仕切り部材を貫通し、前記支持部材の先端が前記上部シールド体に向かって延びていてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、内部空間における測定具の位置ずれを抑制可能な磁気シールドルームを提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る磁気シールドルーム１を前方から見た、遠近法による透視図。支持部材７１,７２に測定治具８０を取り付けた状態における、磁気シールドルーム１の斜視断面図。磁気シールドルーム１を背面右上方向から見た斜視図。磁気シールドルーム１を背面左上方向から見た斜視図。図２における測定治具８０の周辺の要部拡大図。図５の要部拡大側断面図であって、測定治具８０に保持された磁気センサ８３の配線８５が支持部材７１の開口７１ａから支持部材７１の内部に入る様子を示す要部拡大側断面図。磁気シールドルーム１の下部を拡大し、仕切り部材１５を省略すると共に、支持部材７２の下端部（台座７０のネジ穴に入り込む部分）が見えるように下部シールド体１３を部分的に透過した要部拡大斜視断面図。磁気シールドルーム１のシールド体の、貫通穴５０の周囲の断面図。本発明の実施の形態２に係る磁気シールドルーム２を正面左上方向から見た斜視図。磁気シールドルーム２を背面右上方向から見た斜視図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１〜図８を参照し、本発明の実施の形態１に係る磁気シールドルーム１を説明する。磁気シールドルーム１は、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３、及び側面開口を開閉する扉２０を有し、さらに、これらにより形成される内部空間を、第１及び第２内部空間Ｓ１,Ｓ２に分割する仕切り部材１５を有する。図示は省略したが、第２内部空間Ｓ２の扉２０側の開口を塞ぐ着脱又は開閉自在な蓋を設けてもよい。この場合、当該蓋は、仕切り部材１５等と同様に磁気シールド体であるとよい。

仕切り部材１５は、下部シールド体１３と略平行であって、前記内部空間を上下に分割する。上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３、仕切り部材１５、及び扉２０は、磁場ノイズ及び電磁波ノイズを遮蔽できる磁気シールド体であり、例えば、高透磁率磁性体かつ導体としてのパーマロイ板と、導体としてのアルミニウム板とで非磁性材（木材等）を挟んで積層した積層パネル構造である。パーマロイ板は磁場ノイズの遮蔽に有効であり、アルミニウム板は高周波の電磁波ノイズの遮蔽に有効である。パーマロイ板やアルミニウム板自体も複数枚貼り合わせた積層構造にすると遮蔽率が向上していっそう好ましい。なお、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３及び仕切り部材１５は、それらを構成する磁気シールド体の導体同士が相互に電気的に接続されることが好ましい。また、扉２０は第１及び第２内部空間Ｓ１,Ｓ２に共通に設けられており、一枚の扉でもよいが、本実施の形態では左扉２１と右扉２２とからなる観音開き扉であり、図示しないヒンジで側周部シールド体１２の左右の開口縁部に開閉自在に連結される。

第１内部空間Ｓ１は、上部シールド体１１、仕切り部材１５、側周部シールド体１２、及び閉じた状態の扉２０で囲まれる空間である。第１内部空間Ｓ１は、第２内部空間Ｓ２よりも容積が大きく、図示しない測定対象や、測定対象の磁気を測定する磁気センサ８３（図６）等の測定機器（計測機器）、測定機器を保持する測定治具８０が配置される。測定治具８０の支持については後述する。第２内部空間Ｓ２は、下部シールド体１３、仕切り部材１５、側周部シールド体１２の下部、及び閉じた状態の扉２０（あるいは図示しない前述の蓋）で囲まれる空間である。第２内部空間Ｓ２は、第１内部空間Ｓ１よりも容積が小さく、図示しない付帯設備（電源ユニット、各種計測制御ユニット等）が設置される。なお、付帯設備を磁気シールドルーム１の外部に設けてもよく、この場合は、仕切り部材１５を省略し、磁気シールドルーム１の内部空間を一つにしてもよい。

上部シールド体１１、側周部シールド体１２、及び下部シールド体１３の少なくともいずれかには、図示しない測定器具に接続する配線や、図示しない付帯設備の電源コード、ケーブルを通すための貫通穴５０が形成される。図８に示すように、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３及び仕切り部材１５は、パーマロイ板６１、アルミニウム板６２、及び木材等の非磁性材６３を重ねて積層した積層パネル６０であり、積層パネル６０を貫通する貫通穴５０の内周面の少なくとも一部にはパイプ状貫通導体６４が設けられる。パイプ状貫通導体６４により、積層パネル６０の内面側のパーマロイ板６１及びアルミニウム板６２と、外面側のパーマロイ板６１及びアルミニウム板６２とを導通させて同電位にしている。パイプ状貫通導体６４の材質は、例えばアルミニウム、銅、パーマロイ等である。

下部シールド体１３の下側（下面）に、下部シールド体１３よりも高剛性で下部シールド体１３の底面と同寸法の台座７０が設けられ、台座７０上に下部シールド体１３が載置固定される。台座７０は、例えばステンレス鋼からなる。台座７０の底面に、床面上を移動させるための移動手段としてのストッパ付きキャスター７５が少なくとも３個以上取り付けられる。磁気シールドルーム１は、ここでは可搬型であり、キャスター７５を設けたことで移動の際に便利である。上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３及び仕切り部材１５は、台座７０と導通接続される（同電位となるように電気的に接続される）。なお、台座７０は高剛性で非導電性の非磁性材であってもよい。

台座７０には、２つの支持部材７１,７２が立設され、上方に延びる。支持部材７１,７２は、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、及び下部シールド体１３よりも高剛性の材質からなり、例えば非磁性ステンレス鋼等の非磁性金属である。支持部材７１,７２は、棒状であって外周面が円筒側面形状であり、下端部がネジになっていて、台座７０のネジ穴に螺着される。なお、台座７０に対する支持部材７１,７２の固定（取付）は、ネジ結合に限定されず、圧入等の他の固定（取付）方法であってもよい。支持部材７１,７２は、下部シールド体１３を貫通して第２内部空間Ｓ２に延出し、更に仕切り部材１５を貫通して第１内部空間Ｓ１に延出する。支持部材７１は、中空であり、図５に示すように、中空部分に繋がる開口７１ａを外周面に有する。支持部材７１の内側を通って、後述の配線８５が上下方向に延出する。支持部材７２は、中空であってもよいし、非中空であってもよい。支持部材７２は、中空である場合、内部が支持部材７２と同材料又はそれより高剛性の材料で埋められてもよい。この場合、支持部材７２の強度が向上し、測定治具８０及びそれに保持される磁気センサ８３等の測定機器の重量が大きい場合であっても確実に固定できる。支持部材７１に配線８５を通さない場合、支持部材７１も支持部材７２と同様に構成できる。

支持部材７１,７２は、磁気シールドルーム１内における測定治具８０の位置を固定するために用いられる。測定治具８０は、非磁性体であり、例えばアクリル等のプラスチック材料や木材である。図２に示すように、測定治具８０は、治具本体８１及び複数のスペーサ８２を有する。スペーサ８２は、略直方体であって、支持部材７１,７２を通す貫通孔を有する。スペーサ８２の枚数により、治具本体８１の高さを調節できる。治具本体８１は、測定器具としての磁気センサ８３（図６）を保持するものであり、支持部材７１,７２を通す貫通孔を有する。治具本体８１は、磁気センサ８３を保持する保持台８１ａを有し、更に支持部材７１の開口７１ａを露出させるための切欠８１ｂを有する。各磁気センサ８３から延びる配線８５が、切欠８１ｂ及び開口７１ａを通って支持部材７１の内部に至る。配線８５は、第２内部空間Ｓ２に設けられた不図示の付帯設備に接続されてもよいし、磁気シールドルーム１の外部に引き出されてもよい。

磁気シールドルーム１を使用する際には、第２内部空間Ｓ２に図示しない付帯設備を設置し、また、第１内部空間Ｓ１に磁気センサ８３等の測定機器を配置する。その後、図示しない測定対象を第１内部空間Ｓ１に配置し、扉２０を構成する左扉２１と右扉２２を閉じる。この結果、第１内部空間Ｓ１は外部に対して磁気シールドされ、外部からの磁場ノイズ及び電磁波ノイズの侵入を防止して、所要の磁気測定等を行うことができる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 下部シールド体１３の下面に、下部シールド体１３よりも高剛性の台座７０を設け、台座７０に支持部材７１,７２を立設しているため、支持部材７１,７２を利用して磁気シールドルーム１内に測定具を支持（固定）でき、磁気シールドルーム１が可搬型あるいは小型であっても測定具の位置ずれを抑制できる。測定具は、ここでは磁気センサ８３等の測定機器及びそれを保持する測定治具８０であり、必要に応じて、測定対象物を載置する台や、その他の測定に関連する物全般を含んでもよい。

(2) 支持部材７１,７２を、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、又は下部シールド体１３に設けると、パーマロイ等からなるシールド体は変形しやすいため、変形による位置ずれや磁気シールド性能の悪化が懸念されるが、本実施の形態ではシールド体よりも高剛性の台座７０に支持部材７１,７２を立設しているため、変形による位置ずれや磁気シールド性能の悪化が抑制される。

(3) 支持部材７１,７２の２本で測定具を支持するため、支持部材７１,７２が入手の容易な丸棒や丸パイプで、かつ支持部材７１,７２を通す測定治具８０の貫通穴が加工容易な丸穴であっても、測定治具８０の回り止めが可能である。

(4) 上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３、及び仕切り部材１５のいずれかに、１個又は複数個の貫通穴５０が設けられるため、各種配線作業に便利である。また、貫通穴５０の内面の少なくとも一部に貫通導体６４を設けて、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３又は仕切り部材１５の導体板（パーマロイ板６１及びアルミニウム板６２）と導通させることで、貫通穴５０からの電磁波ノイズの漏洩を少なくできる。

(5) 上部シールド体１１、側周部シールド体１２、及び下部シールド体１３、を含む磁気シールドルームの本体部を、高剛性の台座７０の上に載置、固定することで、前記本体部の底面の重量が分散、安定し、可動時の磁気シールドルーム１の歪みを少なくできる。

(6) 台座７０が導体である場合、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、及び下部シールド体１３（つまり磁気シールドルームの本体部）と台座７０とを電気接続することで、磁気シールドルーム１を固定設置した際のアースが取りやすくなる。つまり、台座７０を外部のアース接続端子に接続すればよい。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る磁気シールドルーム２を正面左上方向から見た斜視図である。図１０は、磁気シールドルーム２を背面右上方向から見た斜視図である。磁気シールドルーム２は、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３、及び表側及び裏側にそれぞれ形成された側面開口１８,１９を開閉する扉２５,２６を有し、さらに、これらにより形成される内部空間を第１及び第２内部空間Ｓ１１,Ｓ１２に分割する仕切り部材１７を有する。仕切り部材１７は、側周部シールド体１２と略平行であって、前記内部空間を左右に分割する。上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３、仕切り部材１７、及び扉２５,２６は、磁場ノイズ及び電磁波ノイズを遮蔽できる磁気シールド体であり、例えば、高透磁率磁性体かつ導体としてのパーマロイ板と、導体としてのアルミニウム板とで非磁性材（木材等）を挟んで積層した積層パネル構造である（実施の形態１と同様である）。扉２５は、第１内部空間Ｓ１１の側面開口１８を塞ぐもので、磁気シールドルーム２の正面側に位置する側面開口１８を開閉するスライド扉である。扉２６は、第２内部空間Ｓ１２の側面開口１９を塞ぐもので、磁気シールドルーム２の背面側の側面開口１９を開閉するスライド扉である。扉２５,２６はスライド式の代わりに回転扉等であってもよい。

第１内部空間Ｓ１１は、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３及び仕切り部材１７及び及び閉じた扉２５で囲まれる空間である。第２内部空間Ｓ１２は、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３及び仕切り部材１７及び及び閉じた扉２６で囲まれる空間である。例えば、第１内部空間Ｓ１１に測定対象が配置され、測定対象を測定する磁気センサ等の測定機器は第２内部空間Ｓ１２に配置される。

実施の形態１と同様に、上部シールド体１１、側周部シールド体１２、下部シールド体１３及び仕切り部材１７のいずれかには、測定対象３０を測定する磁気センサ等に接続する配線や、電源ユニット、各種計測制御ユニット等の付帯設備の電源コード、ケーブルを通すための貫通穴５０が形成される。図８に示したように、貫通穴５０の内周面にはパイプ状貫通導体６４が設けられている。また、実施の形態１と同様に、下部シールド体１３の下面に、台座７０が設けられ、台座７０の底面にストッパ付きキャスター７５が少なくとも３個以上取り付けられ、２つの支持部材７１,７２が台座７０に立設されて第１内部空間Ｓ１１に延出する。

実施の形態２の場合、左右に分割した第１及び第２内部空間Ｓ１１,Ｓ１２を有するため、各内部空間Ｓ１１,Ｓ１２の高さを大きくでき、背の高い測定対象や背の高い付帯設備を収納するのに適している。その他の構成、作用効果は前述の実施の形態１と同様である。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

支持部材７１,７２は、外周面が円筒側面形状である場合に限定されず、角棒あるいは角パイプであってもよく、さらに、棒状やパイプ状にも限定されない。支持部材の数は、２つに限定されず、１つ又は３つ以上であってもよい。支持部材７１,７２は、鉛直方向（下部シールド体１３の上面と垂直な方向）に延出する場合に限定されず、斜めに傾いていてもよく、互いに非平行であってもよく、互いに交差してもよい。支持部材７１,７２に対する測定治具８０の取付は、測定治具８０の貫通穴に支持部材７１,７２を通す形態に限定されず、ブラケット等の支持具を介した取付であってもよい。

磁気シールドルームの外観が直方体形状であるが、円筒形状等の外観であってもよい。例えば、中空円筒の内部空間を上下又は左右に仕切り部材で分割する構造も可能である。また、複数の仕切り部材で内部空間を３つ以上に分割してもよい。実施の形態２においては、磁気シールドルームの正面側と背面側に扉を設けたが、分割された内部空間の開口を個別に開閉できれば、扉の配置は任意である。各実施の形態における扉は、回転式、スライド式に限定されず、内部空間の開口を開閉可能な構造であればよい。

１,２磁気シールドルーム、１１上部シールド体、１２側周部シールド体、１３下部シールド体、１５,１７仕切り部材、２０,２５,２６扉、５０貫通穴、６０積層パネル、７０台座、７１,７２支持部材、７１ａ開口、７５ストッパ付きキャスター、８０測定治具、８１治具本体、８１ａ保持台、８１ｂ切欠、８２スペーサ、８３磁気センサ、８５配線、Ｓ１,Ｓ１１第１内部空間、Ｓ２,Ｓ１２第２内部空間

Claims

磁気シールドされた内部空間を形成する上部シールド体、側周部シールド体、及び下部シールド体を備え、
前記磁気シールドされた内部空間を、第１内部空間と第２内部空間とに上下に分割する仕切り部材が設けられ、
前記下部シールド体の下面に、前記下部シールド体よりも高剛性の台座が設けられ、
前記台座に支持部材が立設され、
前記支持部材は、前記下部シールド体及び前記仕切り部材を貫通し、前記第２内部空間よりも上方の前記第１内部空間に延出する、磁気シールドルーム。
前記支持部材は、少なくとも一部が中空であり、中空部分に繋がる開口を外面に有し、
前記支持部材の内側を通って配線が上下方向に延出する、請求項１に記載の磁気シールドルーム。
前記支持部材で測定具が前記内部空間に支持され、前記測定具から前記配線が延びている、請求項２に記載の磁気シールドルーム。
前記支持部材は、棒状であって、複数立設されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気シールドルーム。
可搬型である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気シールドルーム。
前記仕切り部材は、前記内部空間を前記第１内部空間と前記第２内部空間とに分割する磁気シールド体である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁気シールドルーム。
前記支持部材は前記下部シールド体を貫通するとともに前記仕切り部材を貫通し、前記支持部材の先端が前記上部シールド体に向かって延びている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の磁気シールドルーム。