JPH08335796A

JPH08335796A - 電磁波シールド用メッシュおよび電磁波シールド方法

Info

Publication number: JPH08335796A
Application number: JP13955995A
Authority: JP
Inventors: Takanari Terakawa; 隆成寺川
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokimec Inc
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】光や空気の透過特性を良好に保持しつつ、高
シールド特性を実現する電磁波シールド用メッシュおよ
び電磁波シールド方法を提供する。【構成】導線を用いて形成される電磁波シールド用メ
ッシュにおいて、メッシュを構成する導線の線径ｄと、
その線間隔ａとを、１．１６≦（ａ／ｄ）≦８．５４の条件を満たすように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気的良導体である導
線を用いて構成される電磁波シールド用メッシュおよび
電磁波シールド方法に係り、特に、光や空気の透過特性
を良好に保持しつつ、高シールド特性を実現することが
できる電磁波シールド用メッシュおよび電磁波シールド
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】導体を編み込んだメッシュを用いて電磁
波シールドを行う場合、市販の金網を利用することが一
般的である。これらのメッシュによる電磁波シールドで
は、高いシールド特性の確保は、もっぱらメッシュの細
かさに求めている。しかし、電磁波のシールドをメッシ
ュにより行う必然性は、光や空気の透過機能も併せて求
めることにある。また、併せて、機械的強度をも期待さ
れることは言うまでもない。

【０００３】メッシュを用いて電磁波シールドを行わね
ばならない場合の代表的な例として、医療施設における
核磁気共鳴画像診断装置（ＭＲＩ）の撮影室患者監視窓
がある。この患者監視窓は、撮影室内に患者のみを入室
させ、装置操作者が室内の状況を監視するためのもので
ある。従って、この場合に、メッシュに求められる機能
は、電磁波シールド機能と共に、光透過率の良さ（室内
の見やすさ）である。また、メッシュを用いて電磁波シ
ールドを行なうことが求められる他の例として、一般の
研究室、生産工場などで使用されるシールド・ルームの
空調口における電磁波シールドにメッシュがある。この
場合に用いられるメッシュには、空気の透過率の良さが
求められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】つまり、メッシュを用
いて電磁波をシールドする場合、メッシュに求められる
機能は、（１）光或いは空気の透過性（一般にメッシュ
の開口率と呼ばれている値で定義される）、（２）高シ
ールド特性（対周波数シールド効果）、および、（３）
機械的強度の３点である。

【０００５】しかし、上述したように、従来の電磁波シ
ールド用メッシュでは、高シールド特性を求めるとする
と、メッシュを細かくすることになるため、光或いは空
気の透過性が悪くなり、一方、光或いは空気の透過性を
よくしようとすると、メッシュが粗くなって、シールド
性能が低下するという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、光や空気の透過特性を良
好に保持しつつ、高シールド特性を実現する電磁波シー
ルド用メッシュおよび電磁波シールド方法を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の態様によれば、導線を用いて形成さ
れる電磁波シールド用メッシュにおいて、メッシュを構
成する導線の線径ｄと、その線間隔ａとが、

【０００８】

【数３】１．１６≦（ａ／ｄ）≦８．５４（１）の関係にあることを特徴とする電磁波シールド用メッシ
ュが提供される。

【０００９】上記導線の線径は、好ましくは、１ｍｍ以
下とする。

【００１０】また、本発明の第２の態様によれば、空間
において電磁波シールドを行なう方法において、電磁波
をシールドすべき空間の面に、導線をメッシュ状に配置
し、かつ、導線のメッシュ状の配置は、メッシュを構成
する導線の線径ｄと、その線間隔ａとが、

【００１１】

【数４】１．１６≦（ａ／ｄ）≦８．５４（１）の関係にあることを特徴とする電磁波シールド方法が提
供される。

【００１２】

【作用】従来、電磁波シールド機能を導体メッシュによ
って実現する場合、シールド性能は、もっぱらメッシュ
の目の細かさに求められていた。これは、導体メッシュ
による電磁波シールドの理論的な解析が行われず、単
に、経験的な推論によってのみメッシュの設計がなされ
ていたためである。本発明者は、導体メッシュによる電
磁波シールドについての理論的な解析を行って、単に、
使用メッシュの細かさのみならず、メッシュを構成する
電気的良導体線の線径も大きく影響することを見出し
た。特に、メッシュを構成する電気的良導体線の中心間
隔ａと線径ｄの比（ａ／ｄ）を、上述した（１）式の範
囲に選ぶことにより、効果的なシールド特性が得られる
ことを見出した。本発明は、発明者による新たな知見に
基づいてなされたものである。

【００１３】次に、本発明の原理について、図１および
図２を参照して説明する。

【００１４】図１はメッシュの電磁波シールド機能を示
す概念図である。図１では、大気空間に無限大メッシュ
が置かれ、平面波が、この無限大メッシュに垂直入射す
る場合を示している。電磁波シールドに有効な電気的良
導体金属線は、入射電界に平行な部分である。なお、図
１では、説明を簡単にするため、一方向の導体線群のみ
を示すが、この導体線群に直交する電界に対しては、メ
ッシュを形成するもう一方の直交する導体線群が、シー
ルドに有効となる。従って、実際には、この図１に示す
導体線群と直交する導体線群が配置される。

【００１５】図２は、電気的良導体として、図１に示す
線径ｄなるメッシュ素線（例えば、金属線）を間隔ａで
配置した平行線群で作る平面に平面波が垂直入射した場
合の等価回路である。図２における回路素子の値は、次
式で与えられる。なお、この式については、「ウェーブ
ガイドハンドブック（Waveguide Handbook)」（Ｎ．Ma
rcuvity著、Peter Peregrinus Ltd．、１９５１年発
行）２８５〜２８６頁に記載されている。

【００１６】

【数５】Ｘａ／Ｚ₀＝ａ／λ［１ｎ（ａ／πｄ）＋０．６０１（ａ／λ）²］（２）

【００１７】

【数６】Ｘｂ／Ｚ₀＝ａ／λ（ａ／πｄ）² （３）ここに、Ｚ₀は、大気中の波動インピーダンスであり、
λは入射平面波の波長である。

【００１８】そして、入射平面波の電力透過係数、即
ち、シールド値は、次式で示される。

【００１９】

【数７】｜Ｔ｜²＝４（Ｘａ／Ｚ₀）² 但し、Ｘａ／Ｚ₀≪１，Ｘｂ／Ｚ₀≪１（４）この（４）式は、（Ｘａ／Ｚ₀）が小さいほどシールド
効果が高いことを示す。（Ｘａ／Ｚ₀）は、上記（２）
式の（ａ／λ）の値が小さい程小さくなる。このこと
は、従来から電磁波シールド機能をメッシュに求める
際、シールド性能をメッシュの目の細かさに求めるとい
う技術思想に合致している。

【００２０】しかしながら、メッシュのシールド性能を
左右するのはメッシュの目の細かさだけではなく、
（２）式に含まれる１ｎ（ａ／πｄ）の値がシールド性
能を決定する鍵を握っているのである。即ち、｜１ｎ
（ａ／πｄ）｜の値が１以上の場合のみ、メッシュのシ
ールド性能が（ａ／λ）の値のみで決定づけられるので
ある。そして、より高いシールド性能は、｜１ｎ（ａ／
πｄ）｜の値を１未満にすることで得られるのである。

【００２１】この条件は、１．１６≦（ａ／ｄ）≦８．
５４の直接的な形に書き直される。即ち、電磁波シール
ドを目的としてメッシュを使用する場合には、使用メッ
シュの電気的良導体線の中心間隔ａと線径ｄの比（ａ／
ｄ）を上述の不等式に従って選択することが必要と言え
る。なお、当然のことながら、メッシュにおける最良シ
ールド特性は、１ｎ（ａ／πｄ）＝０、即ち、（ａ／
ｄ）＝πの時に得られることは言うまでもない。

【００２２】他方、一般に、電磁波シールド機能を目的
としてメッシュを使用する理由には、光の透過性、空気
の流通性等を確保することがある。また、この目的に使
用するメッシュの実現には、工業的に製作しやすいこと
も重要な要素となる。メッシュにおける光の透過性また
は空気流通性は、光または空気の透過を妨げるメッシュ
素線の線径ｄと素線間隔ａで定義される。これを、メッ
シュの開口率と呼んでいる。つまり、開口率γは、次式
で定義され、γが１に近い程光や空気の透過性が良いこ
とになる。

【００２３】

【数８】 γ＝（ａ−ｄ）／ａ（５）従って、メッシュ素線の線径ｄと素線間隔ａを、その比
（ａ／ｄ）が上記（１）式の条件を満たし、かつ、上記
（５）式の関係から、可能な限り大きなγとなる値とす
ることにより、光や空気の透過特性を良好に保持しつ
つ、高シールド特性を実現する電磁波シールドが導体メ
ッシュによって実現できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
３は、本発明の電磁波シールド用メッシュの一実施例を
示す。図３に示すメッシュ１０は、経糸１１および緯糸
１２として導電性のある素線をそれぞれ用いて織ったも
のである。素線は、導電性があればよく、例えば、銅
線、しんちゅう線、ステンレス線等の金属線が用いられ
る。金属線以外にも、表面に金属をコーティングした
り、導電性の繊維を混織して、導電性を持たせた糸を用
いることができる。また、素線は、可撓性が大きく、ま
た、できるだけ軽量であることが好ましい。可撓性を大
きくすることにより、メッシュの使い勝手を向上するこ
とができる。また、軽量とすることにより、メッシュの
支持を容易にすることができる。

【００２５】図３に示す電磁シールドメッシュの構造に
ついて、シールド性能の観点からさらに説明する。

【００２６】ところで、メッシュを用いて電磁波をシー
ルドする場合、メッシュに求められる機能は、上述した
ように、（１）光或いは空気の透過性（開口率）、
（２）高シールド特性（対周波数シールド効果）、およ
び、（３）機械的強度の３点である。

【００２７】まず、（３）の機械的強度について検討す
る。機械的強度は、工業的にメッシュを形成する上で、
製造コストを増大させることなく容易にメッシュを製作
することができ、しかも、機械的に丈夫であることとい
う要求であることを意味する。すなわち、機械的に丈夫
ということのみであれば、線径が太い金属線を用いるこ
とで対応できる。しかし、織機で織る際の容易性、メッ
シュに形成された後における加工の容易さおよび折たた
むなどの際の変形の容易性、重量等を考慮すると、線径
は細いことが望まれる。そこで、これらの得失を考慮す
ると、大量生産できて、低コスト化が可能であること、
軽量で可撓性を有し、取扱が容易であること等を考慮す
ると、素線の線径ｄは、一般的には、１ｍｍ以下に採る
べきであろう。

【００２８】次に、（１）の開口率は、通風、採光等を
考慮して定める。これは、大きな値とするほど、通風
性、採光が向上する。従って、γの値を０．５以上に採
ることで、満足されると思われる。

【００２９】さらに、（２）の高シールド特性（対周波
数シールド効果）は、遮断を要する周波数帯域におい
て、必要な遮蔽性能を持つ電磁波シールド用メッシュを
得るために、必要な使用電気的良導体の線径ｄとその間
隔ａとの比（ａ／ｄ）を、

【００３０】

【数９】１．１６≦（ａ／ｄ）≦８．５４（１）を満たすように定める。

【００３１】ここで、さらに、メッシュの通風性または
採光性について求められる一般的要求を満たす開口率γ
として、γ≧０．５とすれば、上記（１）式の下限は、
２≦（ａ／ｄ）となる。従って、電磁波シールド用メッ
シュに求められる条件は

【００３２】

【数１０】２≦（ａ／ｄ）≦８．５４（６）で与えられる。

【００３３】次に、上記実施例についての具体例につい
て説明する。この具体例では、メッシュの対象シールド
電磁波の上限周波数を１ＧＨｚと想定した場合につい
て、電気的良導体の線径ｄを１ｍｍとしたときの例と、
０．２５ｍｍとした時の例について述べる。

【００３４】まず、線径ｄを１ｍｍとした場合におい
て、（ａ／ｄ）＝２に採れば、ａ＝２ｍｍである。この
時のシールド値は、上記（２）式より、

【００３５】

【数１１】Ｘａ／Ｚ₀＝−１／１５０×０．４５＝−３×１０-3 となって、４４．４ｄＢとなる。

【００３６】また、（ａ／ｄ）＝８．５に採ると、ａ＝
８．５ｍｍとなり、１ｎ（ａ／πｄ）＝１となって、シ
ールド値は２５ｄＢとなる。さらに、（ａ／ｄ）＝πに
採れば、ａ＝３．１４ｍｍとなり、この時のＸａ／Ｚ₀
は、０．６０１×（π／３００）³となって、この時の
シールド値は１１７．２ｄＢである。

【００３７】次に、工業的製作が、より容易と思われる
線径として、線径ｄを０．２５ｍｍとすれば、（ａ／
ｄ）＝２ならば、ａ＝０．５ｍｍとなり、１ＧＨｚにお
けるシールド値が５６．５ｄＢである。（ａ／ｄ）＝
８．５では、ａ＝２．１ｍｍで、シールド値（１ＧＨ
ｚ）は３７ｄＢである。（ａ／ｄ）＝πに採ると、ａ＝
０．７９ｍｍでシールド値（１ＧＨｚ）は、実に１５３
ｄＢとなる。

【００３８】以上に述べたように、本発明による電磁波
シールドメッシュは、メッシュであるにもかかわらず、
遮蔽性能を十分大きくとることができ、しかも、開口率
もある程度大きく確保できる。そのため、本発明の電磁
波シールドメッシュは、これによりテント状の構造体を
形成して、電磁波遮蔽空間を構成することができる。ま
た、フレームを組み立てて、それに取り付けることによ
り、または、天井から吊り上げることにより、通気性お
よび採光が十分な電磁シールドルームを構成することが
できる。この他、電磁波遮蔽衣服の材料として、また、
機器類を包むことができる電磁波遮蔽シートの材料とし
て、さらに、ケーブルを被う電磁波遮蔽チューブの材料
として用いることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、光や空気の透過特性を
良好に保持しつつ、高シールド特性を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はメッシュの電磁波シールド機能を示す概
念図である。

【図２】図２は、電気的良導体として、線径ｄなるメッ
シュ素線を間隔ａで配置した平行線群で作る平面に平面
波が垂直入射した場合の等価回路図である。

【図３】本発明の電磁波シールド用メッシュの一例を示
す説明図。

【符号の説明】

１０…メッシュ１１…経糸１２…緯糸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導線を用いて形成される電磁波シールド
用メッシュにおいて、メッシュを構成する導線の線径ｄと、その線間隔ａと
が、次式の関係にあることを特徴とする電磁波シールド
用メッシュ。【数１】１．１６≦（ａ／ｄ）≦８．５４
【請求項２】請求項１において、導線の線径が１ｍｍ
以下である電磁波シールド用メッシュ。
【請求項３】空間において電磁波シールドを行なう方
法において、電磁波をシールドすべき空間の面に、導線
をメッシュ状に配置し、かつ、導線のメッシュ状の配置
は、メッシュを構成する導線の線径ｄと、その線間隔ａ
とが、次式の関係にあることを特徴とする電磁波シール
ド方法。【数２】１．１６≦（ａ／ｄ）≦８．５４
【請求項４】請求項３において、導線の線径が１ｍｍ
以下である電磁波シールド方法。