(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の構造上の脆弱性の問題を解決し、移動や衝撃にも耐える構造を有する、軽量で高強度の筒状とされる磁気シールド装置を提供する。【解決手段】両端が開口した筒状とされる磁気シールド装置１は、基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層２と外側炭素繊維強化複合材層３を備え、内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３との間に磁性体にて形成される磁性体層１１を固定配置し、磁性体層１１は、コイル導体２１（２１ａ、２１ｂ）を備えている。【選択図】図１
2006261618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が開口した筒状とされる磁気シールド装置であって、
基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層と外側繊維強化複合材層を備え、
前記内側繊維強化複合材層と前記外側繊維強化複合材層との間に磁性体にて形成される少なくとも１層の磁性体層を固定配置し、
前記磁性体層の少なくとも１層の磁性体層は、コイル導体を備えていることを特徴とする磁気シールド装置。
【請求項２】
前記コイル導体にはシェイキング電流を印加することを特徴とする請求項１の磁気シールド装置。
【請求項３】
前記磁性体は、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材であることを特徴とする請求項２の磁気シールド装置。
【請求項４】
前記コイル導体には消磁用電流を印加することを特徴とする請求項１の磁気シールド装置。
【請求項５】
前記磁性体は、低保磁力、高透磁率を有する磁性材であることを特徴とする請求項４の磁気シールド装置。
【請求項６】
少なくとも一方が開口した筒状とされる磁気シールド装置であって、
基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層と外側繊維強化複合材層を備え、
前記内側繊維強化複合材層と前記外側繊維強化複合材層との間に磁性体にて形成される少なくとも１層の磁性体層を固定配置し、
前記磁性体層の少なくとも１層の磁性体層は、磁気シェイキングすることを特徴とする磁気シールド装置。
【請求項７】
前記磁性体層は複数層からなり、前記磁気シェイキングする前記磁性体層と前記内側繊維強化複合材層との間に磁気シェイキングしない磁性体層を配置したことを特徴とする請求項６の磁気シールド装置。
【請求項８】
前記磁気シェイキングしない磁性体層を形成する磁性体は、アモルファス磁性材、パーマロイ系磁性材、又は鉄系微結晶材であることを特徴とする請求項７の磁気シールド装置。
【請求項９】
前記磁気シェイキングしない磁性体層を形成する磁性体は、薄い板状の前記磁性材を螺旋状に巻いた構造及び／又は軸線方向に沿って平行に配置した構造、又は、クロスに編んだ構造とされることを特徴とする請求項７又は８の磁気シールド装置。
【請求項１０】
前記磁気シェイキングしない磁性体層には、消磁コイルを設けたことを特徴とする請求項７〜９のいずれかの項に記載の磁気シールド装置。
【請求項１１】
前記磁気シェイキングする磁性体層を形成する磁性体は、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材であることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかの項に記載の磁気シールド装置。
【請求項１２】
前記保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材は、角形磁化特性を有したアモルファス磁性材、珪素鋼板材、鉄系微結晶材又はパーマロイ系磁性材であることを特徴とする請求項１１の磁気シールド装置。
【請求項１３】
前記磁気シェイキングする磁性体層を形成する磁性体は、螺旋状に巻いた構造又は軸線方向に沿って平行に配置した構造とされることを特徴とする請求項１１又は１２の磁気シールド装置。
【請求項１４】
前記内側繊維強化複合材層と前記外側繊維強化複合材層との間にスペース材を設け、
前記磁気シェイキングする磁性体層は、前記磁性体を前記スペース材の周面に配設することによって形成されることを特徴とする請求項６〜１３のいずれかの項に記載の磁気シールド装置。
【請求項１５】
前記磁気シェイキングする磁性体層は、各磁性体層毎にコイルを設け、磁気シェイキングを受けることを特徴とする請求項６〜１４の磁気シールド装置。
【請求項１６】
前記磁気シェイキングする磁性体層は、隣接した前記磁性体層の磁性体が螺旋状に巻いた構造とされる場合には、共通するコイルにて磁気シェイキングを受けることを特徴とする請求項１３又は１４の磁気シールド装置。
【請求項１７】
少なくとも一方が開口した筒状とされる磁気シールド装置であって、
基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層と外側繊維強化複合材層を備え、
前記内側繊維強化複合材層と前記外側繊維強化複合材層との間に磁性体にて形成される複数の磁性体層をスペース材にて固定配置し、
前記磁性体層は、前記内側繊維強化複合材層から前記外側繊維強化複合材層へと順に、第１の磁性体層、第２の磁性体層、及び、第３の磁性体層を有し、
前記内側繊維強化複合材層に隣接した前記第１の磁性体層は、磁気シェイキングしない磁性体層であり、前記第２及び第３の磁性体層は、磁気シェイキングする磁性体層であることを特徴とする磁気シールド装置。
【請求項１８】
前記内側繊維強化複合材層に隣接した前記第１の磁性体層には、消磁用コイルを巻回したことを特徴とする請求項１７の磁気シールド装置。
【請求項１９】
前記内側繊維強化複合材層と前記外側繊維強化複合材層との間に第１及び第２スペース材を有し、
前記第１の磁性体層を形成する磁性体は、アモルファス磁性材、パーマロイ系磁性材、又は鉄系微結晶材であり、前記第２及び第３の磁性体層を形成する磁性体は、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材であって、
前記第１及び第２の磁性体層を形成する磁性体は、それぞれ前記第１スペース材の内周面及び外周面を覆うようにして配設し、第３の磁性体層を形成する磁性体は、前記第２スペース材の外周面を覆うようにして配設することを特徴とする請求項１７又は１８の磁気シールド装置。
【請求項２０】
前記保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材は、角形磁化特性を有したアモルファス磁性材、珪素鋼板材、鉄系微結晶材又はパーマロイ系磁性材であることを特徴とする請求項１９の磁気シールド装置。
【請求項２１】
前記第２の磁性体層を形成する磁性体は、前記第１スペース材の外周面に軸線方向に少しずつずらして螺旋状にて巻回され、前記第１及び第３磁性体層を形成する磁性体は、前記第１スペース材の内周面及び前記第２スペース材の外周面に軸線方向に沿って平行に配置されることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかの項に記載の磁気シールド装置。
【請求項２２】
第１のコイル線材が、前記第１スペース材の外周と、第２スペース材の内周とに配置され、前記第２の磁性体層を軸線方向に取り巻くようにしてトロイダル状に巻回され、
第２のコイル線材が、前記第２のスペース材の外周と、前記第３の磁性体層の外周とに配置され、前記第３の磁性体層を軸線方向に取り巻くようにしてトロイダル状に巻回されることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかの項に記載の磁気シールド装置。
【請求項２３】
コイル線材が、前記第１スペース材の外周と、前記第３の磁性体層の外周とに配置され、前記第２及び第３の磁性体層を軸線方向に取り巻くようにしてトロイダル状に巻回されることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかの項に記載の磁気シールド装置。
【請求項２４】
前記繊維強化複合材層は、強化繊維にマトリックス樹脂が含浸された繊維強化複合材にて形成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、又は、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維、又は、鋼繊維、チタン繊維などの金属繊維を一種、又は、複数種混入して使用することを特徴とする請求項１〜２３のいずれかの項に記載の磁気シールド装置。
【請求項２５】
前記強化繊維層の繊維目付は、３０〜１５００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項２４の磁気シールド装置。
【請求項２６】
前記マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又は、フェノール樹脂であることを特徴とする請求項２４又は２５の磁気シールド装置。
【請求項２７】
前記スペース材は、ガラス繊維、若しくは、アラミド、ＰＢＯ、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維を一種、又は、複数種混入して製作された繊維強化複合材、又は、樹脂発泡体若しくはハニカム構造体であることを特徴とする請求項１４〜２６のいずれかの項に記載の磁気シールド装置。
【請求項２８】
前記内側繊維強化複合材層に隣接した前記第１の磁性体層は、軸線方向一端から距離（Ｌ１）の位置にて円周方向全周にわたってスリットが形成されていることを特徴とする請求項１〜２７のいずれかの項に記載の磁気シールド装置。
【請求項２９】
前記スリットが形成された距離（Ｌ１）は、前記第１の磁性体層の軸線中心からの半径を（ｄ）としたとき、
０．７５ｄ≦Ｌ１≦ｄ
であることを特徴とする請求項２８の磁気シールド装置。
【請求項３０】
前記第１の磁性体層より半径方向外方に位置した前記第２の磁性体層は、前記第１の磁性体層と同じ軸線方向一端から距離（Ｌ２）の位置にて円周方向全周にわたってスリットが形成されていることを特徴とする請求項１〜２９のいずれかの項に記載の磁気シールド装置。
【請求項３１】
前記スリットが形成された距離（Ｌ２）は、前記第１のスリットの距離（Ｌ１）に対して、
（１／２）Ｌ１≦Ｌ２≦（３／４）Ｌ１
であることを特徴とする請求項３０の磁気シールド装置。
【請求項３２】
請求項１〜３１のいずれかの項に記載の磁気シールド装置から選択される複数の磁気シールド装置を互いに嵌着して組み立てられたことを特徴とする磁気シールド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、磁気シェイキングを利用した磁気シールド装置に関し、例えば、磁気計測、生体磁気計測、食品中の異物検出、脳磁界計測、精密物理計測、磁気センサの校正などにおいて好適に利用し得る。又、本発明は、使用開始に先立って交流磁界を流し消磁することによって地磁気に対して大きなシールド効果を有する磁気シールド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、高次元脳機能解明のための脳磁界計測、超電導エレクトロニクス、サブミクロンオーダーの微細加工技術が要求される半導体工場における電子線描画装置などでは、磁気シールドが必須である。
【０００３】
磁気シールド性能を向上させる手段として、磁性体にシェイキングと呼ばれる保磁力程度の振幅を持つ交流磁界（即ち、シェイキング磁界）を重畳して印加すると、磁性体の増分透磁率を実効的に高めることができる、所謂、磁気シェイキングがあり、例えば特許文献１には、この磁気シェイキングを利用した磁気シールド法が記載されている。この方法の原理を使用した磁気シールド装置は、直流から商用電力の数次の高調波周波数帯域まで高いシールド性能を持つ。この方法を実施する磁気シールド装置の一例を図１３に示す。
【０００４】
本例にて、磁気シールド装置１００は、図１３に示すように、紙、樹脂、ＦＲＰ材（繊維強化樹脂）などで作製される両端が開口した円筒状の支持体１０１に角形磁化特性を有する磁性体薄膜を巻き付けて磁性体層１０２を形成し、この磁性体層１０２が形成された円筒体の回りにトロイダル状にコイル１０３を巻回して設け、コイル１０３には、磁性体層１０２に、１０ＫＨｚ以下であり、下限値としては特に限定されるものではないが、例えば、商用周波数の５０Ｈｚ程度以上のシェイキング磁界を与えるためにシェイキング電流が印加される。
【０００５】
このような構成の磁気シールド装置１００によれば、磁性体層１０２には、微弱磁界に対しても磁気シェイキングにより高い増分透磁率が付与され、円筒体の径方向の磁界に対して大きなシールド効果が得られ、上述のような、例えば、脳磁界計測などにも有効に使用することができる。
【０００６】
また、上記磁気シールド装置１００は、両端が開口した円筒形状という、設計、製造が容易な形状とされている。
【０００７】
本発明者らも又、軽量高性能磁気シールドの開発を行っているが、Ｃｏ系の無磁歪組成アモルファス磁性薄帯（Ｍｅｔｇｌａｓ２７０５Ｍ）は、ａｓ  ｃａｓｔ（熱処理なし）で高い角形磁化特性を持ち優れた磁気シェイキング特性を示す材料の１つであることに注目している。
【特許文献１】特公平３−６６８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このようなアモルファス磁性薄帯を円筒体の周りに巻き付け、シールド円筒を製作していたが未だ構造上脆弱であった。
【０００９】
つまり、その構造は、厚さ２０μｍ程度、幅５ｃｍ程度のテープ状の薄帯を円筒体に巻いて構成しなければならず、機械的振動や、移動に対して巻かれた薄帯がずれて性能が劣化する心配があった。
【００１０】
更には、円筒体を横に置くとき薄帯の巻かれたところを支えると、薄帯自身は弾性特性を持つが、形状が撓んで性能が低下すると言った問題があった。
【００１１】
また、ＲＦ帯の高周波電磁雑音に対しては、良導体が高いシールド性能を示すので、導電性材料で円筒状のものを作り、これと組み合わせることが必要であった。
【００１２】
そこで、本発明者らは、構造体としてＦＲＰ材、即ち、繊維強化樹脂（複合材）、特に、高い導電性を有し、高い周波数において誘導電流によるシールド効果が期待できる炭素繊維強化複合材に着目した。
【００１３】
本発明は、斯かる本発明者らの新規な知見に基づきなされたものである。
【００１４】
本発明の目的は、従来の構造上の脆弱性の問題を解決し、移動や衝撃にも耐える構造を有する、軽量で高強度の筒状とされる磁気シールド装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、筒状形態とされる基体と一体化した構造とされ、構造体が繊維強化複合材、特に、導電性を持つ炭素繊維強化複合材にて形成することによって、同時に導電性の筒状基体を形成することができ、地磁気に対し、また、低周波磁界にも高周波磁界にも優れたシールドを可能とした磁気シールド装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的は本発明に係る磁気シールド装置にて達成される。要約すれば、本発明によれば、少なくとも一方が開口した筒状とされる磁気シールド装置であって、
基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層と外側繊維強化複合材層を備え、
前記内側繊維強化複合材層と前記外側繊維強化複合材層との間に磁性体にて形成される少なくとも１層の磁性体層を固定配置し、
前記磁性体層の少なくとも１層の磁性体層は、コイル導体を備えていることを特徴とする磁気シールド装置が提供される。
【００１７】
本発明の一実施態様によれば、前記コイル導体にはシェイキング電流を印加する。このとき、前記磁性体は、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材とされる。
【００１８】
本発明の他の実施態様によれば、前記コイル導体には消磁用電流を印加する。このとき、前記磁性体は、低保磁力、高透磁率を有する磁性材である。
【００１９】
第２の本発明によれば、少なくとも一方が開口した筒状とされる磁気シールド装置であって、
基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層と外側繊維強化複合材層を備え、
前記内側繊維強化複合材層と前記外側繊維強化複合材層との間に磁性体にて形成される少なくとも１層の磁性体層を固定配置し、
前記磁性体層の少なくとも１層の磁性体層は、磁気シェイキングすることを特徴とする磁気シールド装置が提供される。
【００２０】
第２の本発明の一実施態様によると、前記磁性体層は複数層からなり、前記磁気シェイキングする前記磁性体層と前記内側繊維強化複合材層との間に磁気シェイキングしない磁性体層を配置する。
【００２１】
第２の本発明の他の実施態様によると、前記磁気シェイキングしない磁性体層を形成する磁性体は、アモルファス磁性材、パーマロイ系磁性材、又は鉄系微結晶材である。他の実施態様によると、この前記磁気シェイキングしない磁性体層を形成する磁性体は、薄い板状の前記磁性材を螺旋状に巻いた構造及び／又は軸線方向に沿って平行に配置した構造、又は、クロスに編んだ構造とされる。
【００２２】
第２の本発明の他の実施態様によると、前記磁気シェイキングしない磁性体層には、消磁コイルを設けることができる。
【００２３】
第２の本発明の他の実施態様によると、前記磁気シェイキングする磁性体層を形成する磁性体は、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材である。他の実施態様によると、前記保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材は、角形磁化特性を有したアモルファス磁性材、珪素鋼板材、鉄系微結晶材又はパーマロイ系磁性材である。他の実施態様によると、前記磁気シェイキングする磁性体層を形成する磁性体は、螺旋状に巻いた構造又は軸線方向に沿って平行に配置した構造とされる。
【００２４】
第２の本発明の他の実施態様によると、前記内側繊維強化複合材層と前記外側繊維強化複合材層との間にスペース材を設け、
前記磁気シェイキングする磁性体層は、前記磁性体を前記スペース材の周面に配設することによって形成される。
【００２５】
第２の本発明の他の実施態様によると、前記磁気シェイキングする磁性体層は、各磁性体層毎にコイルを設け、磁気シェイキングを受ける。又、他の実施態様によると、前記磁気シェイキングする磁性体層は、隣接した前記磁性体層の磁性体が螺旋状に巻いた構造とされる場合には、共通するコイルにて磁気シェイキングを受ける。
【００２６】
第３の本発明によると、少なくとも一方が開口した筒状とされる磁気シールド装置であって、
基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層と外側繊維強化複合材層を備え、
前記内側繊維強化複合材層と前記外側繊維強化複合材層との間に磁性体にて形成される複数の磁性体層をスペース材にて固定配置し、
前記磁性体層は、前記内側繊維強化複合材層から前記外側繊維強化複合材層へと順に、第１の磁性体層、第２の磁性体層、及び、第３の磁性体層を有し、
前記内側繊維強化複合材層に隣接した前記第１の磁性体層は、磁気シェイキングしない磁性体層であり、前記第２及び第３の磁性体層は、磁気シェイキングする磁性体層であることを特徴とする磁気シールド装置が提供される。
【００２７】
第３の本発明の一実施態様によると、前記内側繊維強化複合材層に隣接した前記第１の磁性体層には、消磁用コイルを巻回する。
【００２８】
第３の本発明の他の実施態様によると、前記内側繊維強化複合材層と前記外側繊維強化複合材層との間に第１及び第２スペース材を有し、
前記第１の磁性体層を形成する磁性体は、アモルファス磁性材、パーマロイ系磁性材、又は鉄系微結晶材であり、前記第２及び第３の磁性体層を形成する磁性体は、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材であって、
前記第１及び第２の磁性体層を形成する磁性体は、それぞれ前記第１スペース材の内周面及び外周面を覆うようにして配設し、第３の磁性体層を形成する磁性体は、前記第２スペース材の外周面を覆うようにして配設する。
【００２９】
第３の本発明の他の実施態様によると、前記保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材は、角形磁化特性を有したアモルファス磁性材、珪素鋼板材、鉄系微結晶材又はパーマロイ系磁性材である。
【００３０】
第３の本発明の他の実施態様によると、前記第２の磁性体層を形成する磁性体は、前記第１スペース材の外周面に軸線方向に少しずつずらして螺旋状にて巻回され、前記第１及び第３磁性体層を形成する磁性体は、前記第１スペース材の内周面及び前記第２スペース材の外周面に軸線方向に沿って平行に配置される。
【００３１】
第３の本発明の他の実施態様によると、第１のコイル線材が、前記第１スペース材の外周と、第２スペース材の内周とに配置され、前記第２の磁性体層を軸線方向に取り巻くようにしてトロイダル状に巻回され、
第２のコイル線材が、前記第２のスペース材の外周と、前記第３の磁性体層の外周とに配置され、前記第３の磁性体層を軸線方向に取り巻くようにしてトロイダル状に巻回される。
【００３２】
第３の本発明の他の実施態様によると、コイル線材が、前記第１スペース材の外周と、前記第３の磁性体層の外周とに配置され、前記第２及び第３の磁性体層を軸線方向に取り巻くようにしてトロイダル状に巻回される。
【００３３】
上記各本発明にて、一実施態様によると、前記繊維強化複合材層は、強化繊維にマトリックス樹脂が含浸された繊維強化複合材にて形成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、又は、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維、又は、鋼繊維、チタン繊維などの金属繊維を一種、又は、複数種混入して使用する。このとき、一実施態様によれば、前記強化繊維層の繊維目付は、３０〜１５００ｇ／ｍ２である。
【００３４】
上記各本発明にて、他の実施態様によると、前記マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又は、フェノール樹脂である。
【００３５】
上記各本発明にて、他の実施態様によると、前記スペース材は、ガラス繊維、若しくは、アラミド、ＰＢＯ、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維を一種、又は、複数種混入して製作された繊維強化複合材、又は、樹脂発泡体若しくはハニカム構造体である。
【００３６】
上記各本発明にて、他の実施態様によると、前記内側繊維強化複合材層に隣接した前記第１の磁性体層は、軸線方向一端から距離（Ｌ１）の位置にて円周方向全周にわたってスリットが形成されている。他の実施態様によると、前記スリットが形成された距離（Ｌ１）は、前記第１の磁性体層の軸線中心からの半径を（ｄ）としたとき、
０．７５ｄ≦Ｌ１≦ｄ
である。
【００３７】
上記各本発明にて、他の実施態様によると、前記第１の磁性体層より半径方向外方に位置した前記第２の磁性体層は、前記第１の磁性体層と同じ軸線方向一端から距離（Ｌ２）の位置にて円周方向全周にわたってスリットが形成されている。他の実施態様によると、前記スリットが形成された距離（Ｌ２）は、前記第１のスリットの距離（Ｌ１）に対して、
（１／２）Ｌ１≦Ｌ２≦（３／４）Ｌ１
である。
【００３８】
第４の本発明によると、上記いずれかの構成の磁気シールド装置から選択される複数の磁気シールド装置を互いに嵌着して組み立てられたことを特徴とする磁気シールド装置が提供される。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、従来の構造上の脆弱性の問題を解決し、移動や衝撃にも耐える構造を有する、軽量で高強度の筒状とされる磁気シールド装置を提供することができる。更に、本発明の磁気シールド装置は、例えば円筒状のような筒状形態とされる基体と一体化した構造とされ、繊維強化複合材、特に、特に、構造体が導電性を持つ炭素繊維強化複合材にて形成することによって、同時に導電性の筒状基体を形成することができ、地磁気に対し、又、低周波磁界にも高周波磁界にも優れたシールドを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明は、少なくとも一方が開口した筒状とされる磁気シールド装置であって、基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層と外側繊維強化複合材層を備えている。また、内側繊維強化複合材層と外側繊維強化複合材層との間に磁性体にて形成される少なくとも１層の磁性体層が固定配置され、この磁性体層の少なくとも１層の磁性体層には、コイル導体が配設される。
【００４１】
本発明の一態様によれば、コイル導体にはシェイキング電流が印加され、又、他の態様によれば、消磁用電流が印加される。
【００４２】
コイル導体にシェイキング電流が印加される場合には、磁性体層の磁性体は、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材で形成され、また、コイル導体に消磁用電流が印加される場合には、磁性体層の磁性体は、低保磁力、高透磁率を有する磁性材で形成される。
【００４３】
本発明の磁気シールド装置は、磁性体層に常時交流磁界を流すことにより、磁気シェイキングによる低周波磁界にも高周波磁界にも優れたシールドを可能とすると共に、使用の開始時点のみ交流磁界を流し、つまり、磁性体層を消磁することにより、地磁気に対しては大きなシールド効果を提供することができる。
【００４４】
このように、本発明の磁気シールド装置は、消磁と磁気シェイキングを達成することができる。
【００４５】
つまり、本発明は、基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層と外側繊維強化複合材層を備えた構成とされ、
（１）１つ以上の磁性体層が、低保磁力、高透磁率を有する磁性材で形成され、各磁性体層には、個々に、或いは、共通にコイルを備えることによって、磁性体層は、消磁作用を達成することができる。
（２）２つ以上の磁性体層を備えている場合には、磁性体層は、低保磁力、高透磁率を有する磁性材にて形成た磁性体層と、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材にて形成された磁性体層とを備え、更に、各磁性体層は、個々に、或いは、共通にコイルを備えることによって、消磁と磁気シェイキングを達成することができる。
（３）１つ以上の磁性体層が、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材にて形成され、各磁性体層には、個々に、或いは、共通にコイルを備えることによって、磁性体層は、磁気シェイキングを達成することができる。
【００４６】
以下、本発明に係る磁気シールド装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００４７】
実施例１
図１及び図２に、本発明に係る磁気シールド装置の一実施例を示す。本実施例にて、少なくとも一方が開口した筒状とされる磁気シールド装置１は、両端が開口した円筒状であるとして説明するが、これに限定されるものではない。
【００４８】
つまり、本実施例にて、磁気シールド装置１は、基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３を備えている。内側繊維強化複合材層２の内径（Ｄ）は、３７０ｍｍとされたが、これに限定されるものではない。長さ（Ｌ）は任意に作製し得るが、本実施例では、Ｌ＝１０００ｍｍとした。
また、内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３との間には、磁性体にて形成される少なくとも１層以上の磁性体層が、接着剤などにて固定配置される。磁性体層が複数層配置された場合には、少なくとも１層の磁性体層は、磁気シェイキングする。
【００４９】
本実施例では、１層の磁性体層１１が配置されており、樹脂などを用いて内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３との間に一体的に固定される。この磁性体層１１は磁気シェイキングを受ける。この点については後で詳しく説明する。
【００５０】
内側及び外側繊維強化複合材層２、３は、強化繊維にマトリックス樹脂が含浸された繊維強化樹脂、即ち、繊維強化複合材（ＦＲＰ材）で形成され、繊維強化複合材に使用される強化繊維の形態は、一方向に引き揃えられたＵＤ形状、２軸に織られた平織り及び朱子織り形状、又は３軸に織られた３軸織り形状が単独で、又は、複数組み合わされて使用することができる。
【００５１】
強化繊維としては、炭素繊維が好ましいが、その他に、ガラス繊維、又は、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維、又は、鋼繊維、チタン繊維などの金属繊維を一種、又は、複数種混入して使用することができる。
【００５２】
又、マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又は、フェノール樹脂のいずれかが使用される。
【００５３】
繊維強化複合材の繊維体積含有率は、３０〜７０％、通常、５０〜６０％とされる。
【００５４】
又、本実施例では、内側及び外側繊維強化複合材層２、３は、磁気シールド装置１に所望される剛性、強度などによって種々に変更し得るが、強化繊維層の繊維目付が３０〜１５００ｇ／ｍ２とされ、通常、その厚さ（Ｔ１）及び（Ｔ２）としては、厚さ（Ｔ１）及び（Ｔ２）＝１．０〜１０．０ｍｍ、通常、２．０ｍｍ程度とされ、所望の性能を達成し得る。
【００５５】
このような繊維強化複合材は、移動や衝撃にも耐える軽量で高強度であるという特長を有すると共に、特に、強化繊維として炭素繊維を使用した場合には、炭素繊維強化複合材は高い導電性を持つ。
【００５６】
即ち、炭素繊維強化複合材は、例えば、体積抵抗率が１．５×１０−３〜５．０×１０−４Ω・ｃｍ、通常、２．０×１０−３Ω・ｃｍ程度とされ、導電性を有しており、低周波磁界にも高周波磁界にも優れたシールド特性を発揮することができる。特に、高い周波数において誘導電流によるシールド効果が期待できる。
【００５７】
本実施例では、磁気シェイキングする磁性体層１１は、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材が使用される。特に、角形磁化特性を有したＣｏ系アモルファス磁性材、例えば、メットグラス２７０５Ｍが好適に使用される。また、珪素鋼板材、鉄系微結晶材（鉄を主成分とする微結晶材）、又は、ミューメタルや４−７９モリブデンパーマロイなどのパーマロイ系磁性材（Ｎｉ、鉄を主成分とする結晶質合金）なども使用可能である。
【００５８】
磁性体層１１の厚さとしては、１０μｍ以上、２ｍｍ以下、好ましくは、１５μｍ以上、５００μｍ以下とされる。本実施例では、磁性体層１１を形成する磁性体として、例えば幅５ｃｍ、厚み２０μｍのメットグラス２７０５Ｍを使用した。
【００５９】
更に具体的には、磁性体層１１を形成する磁性薄帯は、ヘリカル（螺旋状）構造にて、或いは、磁性薄帯を軸線方向に沿って平行に配置する構造にて、円筒状に形成した。
【００６０】
例えば、螺旋状構造とは、例えば幅５ｃｍ、厚み２０μｍのメットグラス２７０５Ｍのテープ（リボン）を、直径４０ｃｍの場合に、一回転にて軸線方向に５ｃｍ程度進むような螺旋構造（即ち、中心軸線からの傾斜角度が８２°〜８５°）にて重ね巻きとすることもでき、更には、軸線に対して４５°程度傾斜した態様にて螺旋状に巻き付けることもできる。
【００６１】
また、円筒状の磁性体層１１には、磁気シェイキング電流を流すためのコイル導体、即ち、線状とされるコイル導体（コイル線材）２１ａ、２１ｂを使用してコイル２１が巻回される。本実施例では、コイル２１（２１ａ、２１ｂ）は、図１及び図２に示すように、磁性体層１１を軸線方向に沿って巻回するようにトロイダル状に巻回される。
【００６２】
別法として、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒状磁性体層１１の内周面にコイル線材２１ａを螺旋状に巻き付け、磁性体層１１の外周面にコイル線材２１ｂを螺旋状に巻き付け、コイル線材２１ａ、２１ｂを円筒状磁性体層１１の一端で結合し、コイル２１の内周側と外周側とで電流の向きが異なるようにした。
【００６３】
磁性体層１１に巻回されるコイル線材２１ａ、２１ｂとしては、本実施例では、平角銅線を使用し、互いに隣接する線材が円周方向に均等となるようにして、即ち、本実施例では、互いに離間角度（α）が１０°となるようにして配置した。また、磁性体層１１のコイル線材２１ａ、２１ｂは、半径方向に整列して配置されている。
【００６４】
勿論、コイル２１は、丸形導線を使用しても良く、磁性体層１１を巻回するコイル２１の材料、配置態様は、上記構成に限定されるものではない。
【００６５】
また、コイル２１を磁性体層１１の周りに巻回する時、コイル２１と磁性体層１１との間の電気的絶縁を確保するために、両者の間に絶縁層４０（後述の図５に拡大図で示す）を設けるのが好ましい。絶縁層４０としては、例えば、樹脂フィルム、ガラス繊維を使用したガラス繊維強化樹脂（複合材）、或いは、アラミド、ＰＢＯ、ポリエステル繊維等の有機繊維で強化された樹脂（複合材）などでも良い。
【００６６】
本実施例によれば、磁性体層１１のシェイキング磁界発生用コイル２１には、磁性体層１１に、例えば商用周波数の５０Ｈｚ以上、１０ＫＨｚ以下のシェイキング磁界を与えるように、シェイキング電流が供給される。
【００６７】
上述のように、本実施例の磁気シールド装置１は、内側繊維強化複合材層／磁性体層／外側繊維強化複合材層のサンドイッチ構造であって、磁気シェイキングによって、磁性薄帯、即ち、アモルファス磁性薄帯の透磁率は、３０万〜４０万が得られる。この点に関して、次に、実験例に則して、更に詳しく説明する。
【００６８】
実験例
本実験例では、繊維強化複合材としては強化繊維として炭素繊維を使用し、種々の条件で炭素繊維強化複合材と、アモルファス磁性薄帯を一体成形した、図１及び図２に示すような円筒サンプルを試作し、磁化曲線、磁気シェイキング特性を評価した。
【００６９】
内側炭素繊維強化複合材層２／磁性体層１１／外側炭素繊維強化複合材層３のサンドイッチ構造を有した円筒体の試料を２種類（１Ａ、１Ｂ）、作製した。内径（Ｄ）が３７ｃｍ、幅（Ｌ）が７〜８ｃｍであった。
【００７０】
円筒体試料１Ａ、１Ｂは、内側及び外側炭素繊維強化複合材層２、３は、炭素繊維が一方向に配列された一方向配列炭素繊維シートにマトリックス樹脂としてのエポキシ樹脂が含浸された炭素繊維プリプレグシートを１０枚積層して形成した。繊維体積含有率は６０％、厚さは約２ｍｍ（繊維目付２５０ｇ／ｍ２）であった。
【００７１】
また、磁性体層１１としては、幅５ｃｍ、厚さ２０μｍメットグラス２７０５Ｍアモルファステープ（ａｓ  ｃａｓｔ）を用いた。
【００７２】
試料の製造は、先ず、マンドレルＭに炭素繊維強化複合材を巻き付け、約２ｍｍの内側炭素繊維強化複合材層２を形成した。次いで、この内側炭素繊維強化複合材層２の外周にアモルファステープを螺旋状に１０層重ね巻きし、磁性体層１１を形成した。磁性体層１１の厚さは、約０．２ｍｍであった。その後、磁性体層１１の外周に炭素繊維強化複合材を巻き付け、外側炭素繊維強化複合材層３を作製した。外側炭素繊維強化複合材層３の厚さは約２ｍｍであった。
【００７３】
尚、内側炭素繊維強化複合材層２と磁性体層１１との間、及び、磁性体層１１と、外側炭素繊維強化複合材層３との間にコイル線材２１ａ、２１ｂを配置し、磁性体層１１の回りにコイル１２をトロイダル状に巻き付けた。
【００７４】
ここで、第１の円筒体試料１Ａは、エポキシ樹脂が常温硬化型のものであり、第２の円筒体試料１Ｂは、エポキシ樹脂が熱硬化型のものであった。従って、第１の試料１Ａは、常温で養生して硬化させたが、第２の試料１Ｂは、２００℃程度に加熱して樹脂を硬化させた。
【００７５】
実験の結果は、次の通りであった。
【００７６】
直流磁化曲線の測定から、常温硬化により作製した第１の試料１Ａでは保磁力は、１０ｍＯｅ（０．７９Ａ／ｍ）程度であり、ａｓ  ｃａｓｔの状態と殆ど変化していなかった。しかし、残留磁束密度はａｓ  ｃａｓｔの７０％程度であり、固化時に何らかの応力が発生したものと思われる。
【００７７】
熱硬化により作製した第２の試料１Ｂは、硬化時のマンドレルＭの熱膨張、冷却時の樹脂の熱収縮、一方、炭素繊維の熱収縮は極めてわずか、という複雑な応力発生の要因がある。このような要因の結果、残留磁束密度ａｓ  ｃａｓｔの４０％程度に減少していた。また、保磁力にも４０％程度増加が見られた。
【００７８】
図４は、常温硬化の第１試料２０Ａ及び熱硬化の第２試料２０Ｂの磁気シェイキング特性を示す。測定周波数は１０Ｈｚ、測定磁界振幅は０．０５Ａ／ｍ、シェイキング磁界は１ｋＨｚとし、その振幅に対して実効的な透磁率を求めた。シェイキング下での１０Ｈｚ成分は５０Ｈｚのローパスフィルタ後、ロックインアンプにて計測した。
【００７９】
メットグラス２７０５Ｍアモルファステープ（ａｓ  ｃａｓｔ）試料は、増分透磁率が５０万超程度まで達するので、本実験例の試料ではおよそその８〜６割程度はあり、十分なシールド効果が達成されている。
【００８０】
上記実施例では、本発明の磁気シールド装置は、円筒形状としたが、長円形、楕円形、矩形、その他種々の筒状形態とし得る。
【００８１】
本実施例によれば、上述したように、従来の構造上の脆弱性の問題を解決し、移動や衝撃にも耐える構造を有する、軽量で高強度の筒状とされる磁気シールド装置が提供される。また、本実施例の磁気シールド装置は、例えば円筒状のような筒状形態とされる基体と一体化した構造とされ、特に、構造体を導電性を持つ炭素繊維強化複合材にて形成することによって、同時に導電性の筒状基体を形成することができ、低周波磁界にも高周波磁界にも優れたシールドが達成される。
【００８２】
実施例２
図５に、本発明の磁気シールド装置１の他の実施例を示す。
【００８３】
本実施例では、図１に示す実施例１の磁気シールド装置と同様の構成とされるが、ただ、磁気シェイキングする前記磁性体層１１と前記内側繊維強化複合材層２との間に磁気シェイキングしない磁性体層１２を配置した狭スペース多重シェル構造とされる点で異なる。従って、実施例１と同様の構成及び機能をなす部材に関しては、同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用して、ここでの再度の説明は省略する。
【００８４】
本実施例では、磁気シールド装置１は、実施例１と同様に、基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３を備えている。内側繊維強化複合材層２の内径（Ｄ）は、３７０ｍｍとされたが、これに限定されるものではない。長さ（Ｌ）は任意に作製し得るが、本実施例では、Ｌ＝１０００ｍｍとした。
【００８５】
また、内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３との間には、実施例１と同じ磁気シェイキングする第１磁性体層１１の他に、本実施例では、内側繊維強化複合材層２に隣接して、磁気シェイキングしない第２の磁性体層１２を備えており、これら磁性体層１１、１２は、スペース材層３１にて上記基体としての内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３に、接着剤などにて一体的に固定配置されている。
【００８６】
更に説明すると、磁気シールド装置１は、最内層から最外層へと順に、円筒状とされる内側繊維強化複合材層２、第２の磁性体層１２、スペース材層３１、第１の磁性体層１１、及び円筒状とされる外側繊維強化複合材層３が積層されて構成される。
【００８７】
本実施例では、磁気シェイキングしない第２の磁性体層１２を形成する磁性体としては、低保磁力、高透磁率のアモルファス磁性材、例えば、メットグラス２７１４Ａ、更には、パーマロイ系磁性材、又は、鉄系微結晶材（鉄を主成分とする微結晶材）とすることができる。
【００８８】
磁性体層１２も又、その厚さとしては、１０μｍ以上、２ｍｍ以下、好ましくは、１５μｍ以上、５００μｍ以下とされる。
【００８９】
また、第２の磁性体層１２の磁性体は、例えば薄い板状の上記磁性材を使用し、螺旋状に巻いた構造、又は、軸線方向に沿って平行に配置した構造、又は、螺旋状に巻いた構造と軸線方向に沿って平行に配置した構造を重ねて有した構造、更には、クロスに編んだ構造とすることができる。特に、半径方向の磁気シールドが強く要求される場合には、磁性体を螺旋状に巻いて第２の磁性体層１２を形成することが有効であり、軸線方向に沿った磁気シールドが強く要求される場合には、磁性体を軸線方向に沿って平行に配置して第２の磁性体層１２を形成することが有効である。従って、半径方向及び軸線方向の磁気シールドが要求される場合には、螺旋状に巻いた構造と軸線方向に沿って平行に配置した構造を重ねて有した構造、又は、クロスに編んだ構造にて、第２の磁性体層１２を形成することが有効である。
【００９０】
図６に示すように、本実施例にて、前記磁気シェイキングしない磁性体層１２には、消磁コイル２２（２２ａ、２２ｂ）を設けることもできる。磁性体層１２に対する消磁コイル２２の巻回方法は、実施例１にて磁性体層１１に設けたコイル２１と同様にして巻回することができる。即ち、図２に示すと同様に、磁性体層１２にトロイダル状に巻回したコイルを作製することもでき、又、図３に示すように、螺旋状に巻回したコイルを作製することもできる。
【００９１】
消磁コイル２２に印加する、即ち、コイル線材２２ａ、２２ｂに通電する消磁用電流としては、例えば商用周波数の５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚでよく、また、１ｋＨｚであっても良い。ただ、電流は、シェイキング電流の数倍程度が必要とされる。
【００９２】
消磁用電流の印加は、装置使用前に一度、或いは、毎日朝に一度位でよく、印加時間も数秒あればよい。つまり、消磁電流は、大きな電流から暫時０まで減衰振動的に与えられ、必要な時間は緩やかに減衰させるのに必要な時間である。従って、数十Ｈｚであれば、僅かに数秒でよい。
【００９３】
スペース材層３１を形成するスペース材は、ガラス繊維、又は、アラミド、ＰＢＯ、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維を、一種又は複数混入して製作された繊維強化複合材とすることができる。更には、樹脂発泡体、例えば、ウレタンフォーム、又は、樹脂或いはアルミニウムなどで作製されたハニカム構造体などが好適に使用可能である。スペース材層３１の厚さ（Ｔ３）としては、２〜２０ｍｍとされ、本実施例では、スペース材層の厚さ（Ｔ３）としては５ｍｍとした。
【００９４】
図６に示す消磁コイル２２を形成するために、内側繊維強化複合材層２とスペース材層３１との間に消磁コイル２２が入れる程度の空隙（Ｔ３）、例えば１〜２ｍｍ程度が形成されるのが好ましいが、消磁コイル２２を設けない場合には必要ない。ただ、内側繊維強化複合材層２に強化繊維として炭素繊維を使用した場合などのように内側繊維強化複合材層２が導電性とされる場合には、消磁コイル２２と内側繊維強化複合材層２との間、および、消磁コイル２２と磁性材層１２との間に、図示しては以内が、上記と同様の絶縁層４０（図５）を設けるのが好ましい。
【００９５】
本実施例によると、第１及び第２の磁性体層１１、１２を形成する磁性薄帯は、例えば、支持体としてのスペース材３１を利用して形成することができ、例えば、スペース材３１の内周面及び外周面を覆うようにして配設することができる。
【００９６】
更に具体的には、例えば、第１の磁性体層１１を形成する磁性薄帯は、実施例１にて説明したように、スペース材３１の外周面にヘリカル構造にて、即ち、スペース材３１の外周面に軸線方向に沿って少しずつずらしながら螺旋状にて巻回することができる。また、他の磁性体層１２は、磁性薄帯を軸線方向に沿って平行に配置することができる。
【００９７】
本実施例においても、実施例１と同様の作用効果を達成し得る。
【００９８】
実施例３
図７に、本発明の磁気シールド装置１の他の実施例を示す。
【００９９】
本実施例では、図５に示す実施例２の磁気シールド装置と同様の狭スペース多重シェル構造とされ、更に、磁気シェイキングする第１の磁性体層１１と同様の磁気シェイキングする第２の磁性体層１３が前記第１の磁性体層１１と磁気シェイキングしない前記磁性体層１２との間に、スペース材層３２を追加することにより配置した構成とされる点で異なる。従って、実施例１、実施例２と同様の構成及び機能をなす部材に関しては、同じ参照番号を付し、実施例１、実施例２の説明を援用して、ここでの再度の説明は省略する。
【０１００】
つまり、本実施例では、磁気シールド装置１は、実施例１、実施例２と同様に、基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３を備えている。なお、内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３を構成する繊維強化複合材を、特に、構造体が導電性を持つ炭素繊維強化複合材にて形成することによって、同時に導電性の筒状基体を形成することができ、低周波磁界にも高周波磁界にも優れたシールドが達成される。
【０１０１】
また、内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３との間には、磁性体にて形成される磁性体層を３層、本実施例では磁気シェイキングしない磁性体層１２と、磁気シェイキングする第１及び第２の磁性体層１１、１３を備えており、これら磁性体層１１、１２、１３は、スペース材３１、３２にて上記基体としての内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３に一体的に接着剤にて固定配置されている。
【０１０２】
本実施例では、先の実施例１、２と同様に、内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３は、円筒状とされ、また、内側繊維強化複合材層２の内径（Ｄ）は、３７０ｍｍとされたが、これに限定されるものではない。長さ（Ｌ）は任意に作製し得るが、本実施例では、Ｌ＝１０００ｍｍとした。
【０１０３】
本実施例にて追加された磁気シェイキングする磁性体層１３は、本実施例では、支持体としての第２スペース材３２の外周面を覆うようにして配設され、第２スペース材３２の内周面には、実施例２の場合と同様に、磁気シェイキングしない磁性体層１２が配設される。また、磁気シェイキングする磁性体層１１の磁性体は、支持体としての第１スペース材３１の外周面を覆うようにして配設する。
【０１０４】
更に具体的には、特に、磁気シェイキングする磁性体層１３を形成する磁性体は、第２スペース材３２の外周面にヘリカル構造にて、即ち、第２スペース材３２の外周面に円周方向に少しずつずらして螺旋状にて巻回される。他の磁気シェイキングする磁性体層１１及び磁気シェイキングしない磁性体層１２は、磁性体を軸線方向に沿って平行に配置することができる。
【０１０５】
磁性体層１３は、上述の磁性体層１１を形成する磁性体にて形成され、その厚さとしては、他の磁性体層１１、１２の磁性体と同様に、１０μｍ以上、２ｍｍ以下、好ましくは、１５μｍ以上、５００μｍ以下とされる。
【０１０６】
第２スペース材層３２は、先の実施例で説明した第１スペース材３１と同様に、ガラス繊維、又は、アラミド、ＰＢＯ、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維を、一種又は複数種混入して製作された繊維強化複合材とすることができ、更には、樹脂発泡体、例えば、ウレタンフォーム、又は、樹脂或いはアルミニウムなどで作製されたハニカム構造体などが使用される。スペース材層３２の厚さ（Ｔ５）としては、２〜２０ｍｍとされ、本実施例では、スペース材層の厚さ（Ｔ５）としては５ｍｍとした。
【０１０７】
また、磁気シェイキングする磁性体層１３には、磁気シェイキング電流を流すためのコイル２３（２３ａ、２３ｂ）が巻回される。本実施例では、磁性体層１３を軸線方向に沿って巻回するようにして磁気シェイキングのためのコイル２３がトロイダル状に巻回される。
【０１０８】
つまり、本実施例では、コイル線材２３ａ、２３ｂが、第２のスペース材３２の外周と、第１のスペース材３１の内周とに配置され、磁性体層１３を軸線方向に取り巻くようにしてトロイダル状に巻回された。また、実施例２で説明したように、コイル線材２１ａ、２１ｂが、第１のスペース材３１の外周と、磁気シェイキングする磁性体層１１の外周とに配置され、磁性体層１１を軸線方向に取り巻くようにしてトロイダル状に巻回されている。
【０１０９】
従って、本実施例では、磁気シェイキングのためのコイル線材２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂをトロイダル巻きで配置することができ、少ない電流で必要なシェイキング磁界を漏洩しないようにしながら磁性体層に与えることができる。
【０１１０】
各磁性体層１１、１２に巻回されるコイル線材２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂとしては、図１に示すように、本実施例では、平角銅線を使用し、互いに隣接する線材が円周方向に均等となるようにして、即ち、本実施例では、互いに離間角度（α）が１０°となるようにして配置される。また、各磁性体層１１、１３のコイル線材２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂは、半径方向に整列して配置されている。しかしながら、各磁性体層１１、１３を巻回するコイル２１、２３の材料、形状、配置態様は、上記構成に限定されるものではない。
【０１１１】
また、コイルの巻回方法も又、上記方法に限定されるものではなく、例えば、別法として、図８に示すように、上記第１のスペース材３１の内周及び外周に配置されたコイル線材２１ａ、２３ｂは省略して、第２のスペース材３２外周と磁性体層１１の外周とに配置されたコイル線材２４ａ、２４ｂにて、磁性体層１１、１３を軸線方向に取り巻くようにしてトロイダル状に共通に巻回することも可能である。
【０１１２】
各磁性体層１１、１３の上記シェイキング磁界発生用コイル２１、２３は直列に接続して共通の交流電源（図示せず）に接続され、交流電源から各磁性体層１１、１３に所定の周波数のシェイキング磁界を与えるために所定の周波数のシェイキング電流が印加される。勿論、各シェイキング磁界発生用コイル２１、２３は、それぞれ別々の交流電源に接続することもできる。
【０１１３】
本実施例によれば、各磁性体層のシェイキング磁界発生用コイルには、磁性体層に、例えば商用周波数の５０Ｈｚ以上、１０ＫＨｚ以下のシェイキング磁界を与えるように、シェイキング電流が供給される。
【０１１４】
本実施例では、上述のように、磁性体層１１、１３には、磁気シェイキングを施すが、最内層の、即ち、磁性体層１２には、磁気シェイキングを施さない。
【０１１５】
上述のように、磁性体層１２は、円筒の半径方向、又は、軸線方向、又は、半径及び軸線方向への磁束線漏れを防止するためのものであるが、本実施例にても、磁気シェイキングしない磁性体層１２には、図６を参照して実施例２で説明したように、消磁コイル２２（２２ａ、２２ｂ）を設けることもできる。磁性体層１２に対する消磁コイル２２の巻回方法は、実施例１にて磁性体層１１に設けたコイル２１と同様にして巻回することができる。即ち、図２に示すと同様に、磁性体層１２にトロイダル状に巻回したコイルを作製することもでき、又、図３に示すように、螺旋状に巻回したコイルを作製することもできる。
【０１１６】
従って、この場合には、内側繊維複合材層２と第２のスペース材層３２との間に消磁用コイル（図示せず）が入れる程度の空隙（Ｔ３）、例えば１〜２ｍｍ程度が形成される。
【０１１７】
上述のように、本実施例の上記構成の磁気シールド装置１によれば、磁気シェイキングする複数の磁性体層１１、１２、即ち、シェルを同心状に配置し、狭スペース多重シェル構造とすることによって、高いシールド比を得ることができる。
【０１１８】
ここで、複数の磁性体層、即ち、シェルを持つ場合のシールド作用について説明すると次の通りである。
【０１１９】
一般に、１番目のシェルの内径をＤ１、シェルの厚みをｔ１、磁性体の比透磁率をｕｒ１とすれば、半径方向磁界に対するシールド比ｓ１は、
ｓ１＝１＋ｕｒ１＊ｔ１／Ｄ１
である。
【０１２０】
２番目、３番目のシェルについてもそれらが単一である時は同様の式となる。
【０１２１】
１番目、２番目のシェルが同心状に組み合わされた時のシールド比Ｓ２は、２番目のシェルの内径をＤ２、シェルの厚みをｔ２、磁性体の比透磁率をｕｒ２、半径方向磁界に対するシールド比をｓ２とすれば、上述のように、
ｓ２＝１＋ｕｒ２＊ｔ２／Ｄ２
であり、
Ｓ２＝１＋ｓ１＋ｓ２＋（１−（Ｄ１／Ｄ２）２）ｓ１＊ｓ２
となる。
【０１２２】
狭スペースであるために第４項の係数は小さくなるが、磁気シェイキングによって、ｓ１、ｓ２が大きくされているのでこの積の項の効果がそれでも大きく現れる。その結果、高いシールド比が得られる。一方、パーマロイでは、スペースを開けることが必要となり、その効果が低減する。
【０１２３】
又、本実施例の磁気シールド装置１は、内側繊維強化複合材層／磁性体層／外側繊維強化複合材層のサンドイッチ構造であって、磁気シェイキングによって、磁性薄帯、即ち、アモルファス磁性薄帯の透磁率は、３０万〜４０万が得られる。この点に関しては、実施例１で実験例に則して説明した通りである。
【０１２４】
本実施例によると、磁性体層は３重とされ、最内層の磁性体層１２は磁気シェイキングは施さないが、最内層の磁性体層１２は単純な円筒体ではなく、図９に示すように、軸方向の所定位置に全周にわたってスリットＳＬ１（第１のスリット）が形成される。
【０１２５】
この第１のスリットＳＬ１の位置は、磁性体層円筒体１２の開口部一端１Ｅからの距離（Ｌ１）は、円筒体１２の軸線中心Ｏ１からの距離、即ち、半径（ｄ）の大きさから半径の０．７５倍くらい、即ち、０．７５ｄ≦Ｌ１≦ｄの位置に、幅（Ｗ１）が５ｍｍ程度とされる。
【０１２６】
図１０に、スリット距離Ｌ１を、１０ｃｍ、４６ｃｍとした場合と、スリットを形成しなかった場合の軸線方向位置と、シールド比との関係を示す。
【０１２７】
図１０から、本実施例のようにスリットＳＬ１を形成した構造により、軸方向から来る磁界に対して高いシールド比を持つことが分かる。
【０１２８】
また、磁性体層の長さが同じ長さであれば、内側の磁性体層を通じてシールド内の磁界が抜けてしまう。通常は、内側の磁性体層の長さを順に短くする必要があるが、しかし、同時にシェイキング磁界が漏れないように内側に磁性体層を配置する必要がある。この２点を満足するための方策として、スリットＳＬ１が形成される。
【０１２９】
このために、本実施例によれば、軸方向外部磁界に対しては磁性体層を短くしたことと同じ効果を与える。又、単に短くすると、段差が付いてその後の製作がし難くなる。
【０１３０】
磁性体層１３は、上述したように、望ましくは、半径方向からの磁界に対して高いシールド比を持つように、ヘリカル構造にて巻回され、磁気シェイキングを施すものであるが、この磁性体層１３にも磁性体層１２と同様に、スリットＳＬ２（第２のスリット）が形成される。
【０１３１】
この第２のスリットＳＬ２の位置は、上述と同じ磁性体層円筒体１２、１３の開口部一端１Ｅからの距離（Ｌ２）は、上記第１のスリットＳＬ１の距離Ｌ１の１／２〜３／４、即ち、（１／２）Ｌ１≦Ｌ２≦（３／４）Ｌ１の位置が好ましく、また、幅（Ｗ２）は５ｍｍ程度とされる。
【０１３２】
最外層に位置した磁性体層１１は、磁気シェイキングが施され、スリットは設けられていない。
【０１３３】
上記実施例では、本発明の磁気シールド装置は、円筒形状としたが、長円形、楕円形、矩形、その他種々の筒状形態とし得る。
【０１３４】
本実施例によれば、実施例１、２と同様に、従来の構造上の脆弱性の問題を解決し、移動や衝撃にも耐える構造を有する、軽量で高強度の筒状とされる磁気シールド装置が提供される。また、本実施例の磁気シールド装置は、例えば円筒状のような筒状形態とされる基体と一体化した構造とされ、特に、構造体を導電性を持つ炭素繊維強化複合材にて形成することによって、同時に導電性の筒状基体を形成することができ、低周波磁界にも高周波磁界にも優れたシールドが達成される。
【０１３５】
実施例４
図１１に、本発明の磁気シールド装置１の他の実施例を示す。
【０１３６】
本実施例では、先の実施例に示す磁気シールド装置と同様の狭スペース多重シェル構造とされ、更に、実施例３で説明した磁気シェイキングする磁性体層１３と同様の磁気シェイキングする第３の磁性体層１４が、磁気シェイキングする前記第１の磁性体層１１と、磁気シェイキングする第２の磁性体層１３との間に、スペース材３３を追加することにより配置した構成とされる点で異なる。従って、実施例１、実施例２、実施例３と同様の構成及び機能をなす部材に関しては、同じ参照番号を付し、実施例１、実施例２、実施例３の説明を援用して、ここでの再度の説明は省略する。
【０１３７】
つまり、本実施例では、磁気シールド装置１は、実施例１、実施例２、実施例３と同様に、基体として、最内層と最外層にそれぞれ筒状とされる内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３を備えている。なお、内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３を構成する繊維強化複合材を、特に、構造体が導電性を持つ炭素繊維強化複合材にて形成することによって、同時に導電性の筒状基体を形成することができ、低周波磁界にも高周波磁界にも優れたシールドが達成される。
【０１３８】
また、内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３との間には、磁性体にて形成される磁性体層を４層、本実施例では磁気シェイキングしない磁性体層１２と、磁気シェイキングする第１、第２、第３の磁性体層１１、１３、１４を備えており、これら磁性体層１１、１２、１３、１４は、スペース材３１、３２、３３にて上記基体としての内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３に一体的に接着剤にて固定配置されている。
【０１３９】
本実施例では、先の実施例１、２、３と同様に、内側繊維強化複合材層２と外側繊維強化複合材層３は、円筒状とされ、また、内側繊維強化複合材層２の内径（Ｄ）は、３７０ｍｍとされたが、これに限定されるものではない。長さ（Ｌ）は任意に作製し得るが、本実施例では、Ｌ＝１０００ｍｍとした。
【０１４０】
本実施例にて追加された磁気シェイキングする磁性体層１４は、本実施例では、支持体としての第３スペース材３３の外周面を覆うようにして配設される。その他は、実施例３と同様の構成とされる。
【０１４１】
特に、本実施例にて、半径方向の磁気シールドが要求される場合には、磁気シェイキングする磁性体層１１、１３、１４は、その磁性体が、例えば、第１、第２、第３スペース材３１、３２、３３の外周面にヘリカル構造にて、即ち、各スペース材３１、３２、３３の外周面に円周方向に少しずつずらして螺旋状にて巻回される。
【０１４２】
例えば、螺旋状構造とは、実施例１で説明したように、例えば幅５ｃｍ、厚み２０μｍの磁性薄帯を、直径４０ｃｍの場合に、一回転にて軸線方向に５ｃｍ程度進むような螺旋構造（即ち、中心軸線からの傾斜角度が８２°〜８５°）にて重ね巻きとすることもでき、更には、軸線に対して４５°程度傾斜した態様にて螺旋状に巻き付けることもできる。
【０１４３】
又、もし、軸線方向の磁気シールドが要求される場合には、最も外層に位置した磁気シェイキングする磁性体層１１は、例えば、第１スペース材３１の外周面に軸線方向に平行に配置した構造にて配置される。
【０１４４】
磁性体層１４も、他の磁性体層１１、１３と同じ磁性体にて作製することができ、その厚さとしては、他の磁性体層１１、１２、１３の磁性体と同様に、１０μｍ以上、２ｍｍ以下、好ましくは、１５μｍ以上、５００μｍ以下とされる。
【０１４５】
第３スペース材層３３は、先の実施例で説明した第１、第２スペース材３１、３２と同様に、ガラス繊維、又は、アラミド、ＰＢＯ、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維を一種又は複数混入して製作された繊維強化複合材、更には、樹脂発泡体、例えば、ウレタンフォーム、又は、樹脂或いはアルミニウムなどで作製されたハニカム構造体などが使用される。スペース材層３３の厚さ（Ｔ６）としては、２〜２０ｍｍとされ、本実施例では、スペース材層の厚さ（Ｔ６）としては５ｍｍとした。
【０１４６】
また、本実施例では、上述のように、磁気シェイキングする磁性体層１１、１３、１４は、その磁性体が、ヘリカル構造にて巻回されたために、磁性体層１４には個別にコイルを巻回することはせず、コイル２５が共用された。
【０１４７】
つまり、コイル線材２５ａ、２５ｂが、第１のスペース材３１の外周と、第２のスペース材３２の内周とに配置され、磁性体層１１、１３、１４を軸線方向に取り巻くようにしてトロイダル状に共通に巻回された。
【０１４８】
勿論、磁気シェイキングする磁性体層１４には、図示してはいないが、磁気シェイキング電流を流すためのコイル（図示せず）を個別に巻回することもできる。
【０１４９】
本実施例においても、磁性体層１１、１３、１４に、例えば商用周波数の５０Ｈｚ以上、１０ＫＨｚ以下のシェイキング磁界を与えるように、シェイキング電流が供給される。
【０１５０】
なお、磁性体層１４と同等の作用を持つ磁性体層を更に増やしても良い。
【０１５１】
また、本実施例においても、磁性体層１２、１３に対して、実施例３にて図９を参照して説明したスリット構造を適用することができる。
【０１５２】
実施例５
上記実施例では、本発明の磁気シールド装置１は、
（１）１つ以上の磁性体層が、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材にて形成され、各磁性体層には、個々に、或いは、共通にコイルを備えることによって、磁性体層は、磁気シェイキングを達成する。或いは、
（２）２つ以上の磁性体層を備えている場合には、磁性体層は、低保磁力、高透磁率を有する磁性材にて形成た磁性体層と、保磁力近辺での微分透磁率が大きい磁性材にて形成された磁性体層とを備え、更に、各磁性体層は、個々に、或いは、共通にコイルを備えることによって、消磁と磁気シェイキングを達成する。
構成について説明したが、本発明の磁気シールド装置の他の実施例によれば、１つ以上の磁性体層を、低保磁力、高透磁率を有する磁性材で形成し、各磁性体層には、個々に、或いは、共通にコイルを備える構成とすることができる。
【０１５３】
この実施例の磁気シールド装置は、地磁気に対して大きなシールド効果を有することができる。
【０１５４】
実施例６
図１２に示すように、上記実施例１〜５にて説明した磁気シールド装置１は、互いに、内層として、或いは、外層として嵌着して組み立て、一つの磁気シールド装置を形成することもできる。このとき、各磁気シールド装置は同じ層構成の装置であっても良く、或いは、例えば、図１に示す構成の磁気シールド装置１ａと、図５に示す構成の磁気シールド装置１ｂと、図６に示す構成の磁気シールド装置１ｃと、いったように、異なる層構成とされる磁気シールド装置を互いに嵌着して一つの磁気シールド装置１を形成することもできる。
【０１５５】
この場合には、磁気シールド装置１を構成する磁気シールド装置１ａ、１ｂ、１ｃは、図１２に示すように、その長さＬａ、Ｌｂ、Ｌｃが、内層に行くに従って磁気シールド装置の長さを短くするのがよい。即ち、Ｌａ≧Ｌｂ≧Ｌｃである。これによって、組み合わせられる各磁気シールド装置１ａ、１ｂ、１ｃに対しては、実施例３、実施例４で説明したスリット構造は、必ずしも採用する必要はない。
【０１５６】
本実施例の組み合わせられた磁気シールド装置も、先の実施例で説明した磁気シールド装置と同様の作用効果を達成し得る。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の磁気シールド装置の一実施例の概略構成横断面図である。
【図２】内側繊維強化複合材層／磁性体層／外側繊維強化複合材層のサンドイッチ構造を有した本発明の磁気シールド装置の一実施例の斜視図である。
【図３】コイルの磁性体層に対する螺旋状巻回態様を説明する図である。
【図４】内側繊維強化複合材層／磁性体層／外側繊維強化複合材層のサンドイッチ構造の磁気シェイキング性能を説明する図である。
【図５】本発明の磁気シールド装置の他の実施例の概略構成横断面図である。
【図６】本発明の磁気シールド装置の他の実施例の概略構成横断面図である。
【図７】本発明の磁気シールド装置の他の実施例の概略構成横断面図である。
【図８】本発明の磁気シールド装置の他の実施例の概略構成横断面図である。
【図９】本発明の磁気シールド装置の一端部を示す概略構成縦断面図である。
【図１０】磁性体層に形成するスリットの効果を説明するための軸方向位置と磁気シールドの関係を示す図である。
【図１１】本発明の磁気シールド装置の他の実施例の概略構成横断面図である。
【図１２】本発明の磁気シールド装置の他の実施例の分解斜視図である。
【図１３】従来の磁気シールド装置の斜視図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１                        磁気シールド装置
２                        内側繊維強化複合材層
３                        外側繊維強化複合材層
１１、１３、１４          磁気シェイキングする磁性体層
１２                      磁気シェイキングしない磁性体層
２１、２２、２３、２４    コイル
３１、３２、３３          スペース材
【図１】
2006261618.tif 000003
【図２】
2006261618.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006261618.tif 000007
【図６】
2006261618.tif 000008
【図７】
2006261618.tif 000009
【図８】
2006261618.tif 000010
【図９】
2006261618.tif 000011
【図１０】
2006261618.tif 000012
【図１１】
2006261618.tif 000013
【図１２】
2006261618.tif 000014
【図１３】
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