(57)【要約】【課題】より簡単に電子機器への磁気を遮蔽できる磁気遮蔽用生地を提供する。【解決手段】磁気遮蔽用生地は、パーマロイ繊維は製織または製編され、生地が製造される。さらに、生地は消磁処理される。消磁処理は、熱処理でもよいし、消磁器によるものでも良いし、両方でも良い。磁気遮蔽用生地により電子機器全体を覆ってもよいし、電子機器の特定部品をパーマロイにより製造し、他の部品やパーマロイにより製造された部品との取り合い部を、磁気遮蔽用生地により覆ってもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーマロイ繊維により製織または製編されて形成されている磁気遮蔽用生地。
【請求項２】
織物、編物、パイル織物のいずれかである請求項１記載の磁気遮蔽用生地。
【請求項３】
請求項１または２記載の磁気遮蔽用生地により、電子機器を覆う
電子機器の磁気遮蔽方法。
【請求項４】
電子機器の少なくとも一部品をパーマロイにより製造し、
他の部品のうち少なくとも一部品、または、前記パーマロイにより製造された部品との取り合い部を、請求項１または２記載の磁気遮蔽用生地により覆う
電子機器の磁気遮蔽方法。
【請求項５】
パーマロイ繊維を製織または製編して生地を形成し、
前記生地に消磁処理を行なう
磁気遮蔽用生地の製造方法。
【請求項６】
前記消磁処理は、熱処理である
請求項５記載の磁気遮蔽用生地の製造方法。
【請求項７】
前記消磁処理は、パーマロイのキュリー点以上での熱処理である
請求項５記載の磁気遮蔽用生地の製造方法。
【請求項８】
前記消磁処理は、消磁器によるものである
請求項５記載の磁気遮蔽用生地の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の磁気遮蔽技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電子分光装置のような電子機器では、地磁気の影響を極力抑えることが求められている。
【０００３】
光電子分光装置では、光源より測定対象物質に一定エネルギの電磁波をあてる。光電効果により、測定対象物質外に電子（光電子とよばれる）が飛び出す。光電子は所定の軌道を描き測定部に入射される。測定部にて運動エネルギを測定することにより、測定対象物質中の電子が占有する状態のエネルギと状態密度を測定する。
【０００４】
光電子のエネルギは非常に弱く、地磁気や残留磁気の影響を受け、軌道が曲がってしまう。そのため、軌道に沿って磁気シールドにより覆われている。
【０００５】
ところで、高透磁率材料としてパーマロイが知られている（例えば特許文献１）。磁気シールドをパーマロイにて製造することも考えられる。磁気がパーマロイに集中する結果、磁気シールド内への磁気の流れを遮蔽する。
【０００６】
パーマロイはニッケルと鉄の合金である。Ni含有量78.5%付近の組成であるパーマロイAや、Ni含有量が少ないパーマロイBや、パーマロイAにMo、Cu、Cr等を添加することで更に透磁率を上げるパーマロイCや、パーマロイBよりNi含有量が少ないパーマロイDなどがある。
【０００７】
パーマロイの一部はミューメタルなど別の名称で呼ばれることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特願2016-518696号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電子機器に対する地磁気の影響を抑えるために、板金状のパーマロイを加工して、電子機器を囲むケースが考えられる。
【００１０】
しかしながら、電子機器の操作者が入れるスペースを確保しようとすれば、ケースが大型化しコスト増となる。
【００１１】
これに対し、電子機器の各部品をパーマロイで製作することも考えられる。
【００１２】
しかしながらパーマロイは溶接などの加工が難しい。複雑な形状の部品を製作することは困難である。たとえば、ろう付けを行っていた本体にはポートの追加等に対応できない。また、各部品を組み合わせた際に隙間が生じ、隙間から地磁気が侵入するおそれがある。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するものであり、より簡単に電子機器への磁気を遮蔽する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決する本発明は、パーマロイ繊維により製織または製編されて形成される磁気遮蔽用生地である。
【００１５】
これにより、生地で覆うことにより、電子機器への磁気をより簡単に遮蔽できる。
【００１６】
本発明において、更に好ましくは、前記磁気遮蔽用生地は、織物、編物、パイル織物のいずれかである。
【００１７】
これにより、生地を電子機器に取付けられる。
【００１８】
本発明は電子機器の磁気遮蔽方法である。磁気遮蔽用生地により、電子機器を覆う。
【００１９】
これにより、電子機器全部を覆うことにより隙間なく電子機器への磁気を遮蔽できる。
【００２０】
本発明は電子機器の磁気遮蔽方法である。電子機器の少なくとも一部品をパーマロイにより製造し、他の部品のうち少なくとも一部品、または、前記パーマロイにより製造された部品との取り合い部を磁気遮蔽用生地により覆う。
【００２１】
これにより、パーマロイにより製造された部品にて磁気を遮蔽できるとともに、他の箇所においても磁気を遮蔽できる。
【００２２】
本発明は、磁気遮蔽用生地の製造方法であって、パーマロイ繊維を製織または製編して生地を形成し、前記生地に消磁処理を行なう。
【００２３】
これにより、残留磁界を低減できる。その結果、磁気遮蔽用生地は電子機器への磁気を遮蔽できる。
【００２４】
本発明において、更に好ましくは、前記消磁処理は、熱処理である。
【００２５】
これにより、残留磁界を低減できる。
【００２６】
本発明において、更に好ましくは、前記消磁処理は、パーマロイのキュリー点以上での熱処理である。
【００２７】
これにより、残留磁界を低減できる。
【００２８】
本発明において、更に好ましくは、前記消磁処理は、消磁器によるものである。
【００２９】
これにより、残留磁界を低減できる。
【００３０】
上記課題を解決する本発明は、パーマロイ繊維により製織または製編されて形成される電磁波遮蔽用生地である。
【００３１】
磁気遮蔽に伴い電磁波を遮蔽できる可能性がある。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の磁気遮蔽用生地によれば、より簡単に電子機器への磁気を遮蔽できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】金属繊維の例
【図２】生地の例
【図３】真空炉の例
【図４】温度プロファイルの例
【図５】消磁器の例
【図６】光電子分光装置の例
【図７】磁気遮蔽用生地による一部被覆の例
【図８】磁気遮蔽用生地による一部被覆の例
【発明を実施するための形態】
【００３４】
＜生地形成＞
図１は、本実施形態の金属繊維の例である。
【００３５】
本実施形態のパーマロイ繊維は、他の金属繊維と同様の方法で製造される。たとえば、パーマロイ材に圧力をかけ、細く長く伸ばす。また、パーマロイ材を切削して短繊維とし、短繊維を撚って糸状としてもよい。
【００３６】
製造された繊維（パーマロイ糸）はボビンに巻き取られる。
【００３７】
試作モデルでは、径0.125mmを3本撚ったパーマロイ糸を試作した。径0.05〜0.25mmが好ましい。
【００３８】
図２は、本実施形態の生地の例である。パーマロイ糸により生地は製造される。
【００３９】
図２（A）は織物である。図示の例では平織である。経糸と緯糸を交互に交差させて密に織る。
【００４０】
他の織物としては、経糸あるいは緯糸のいずれかを織物の表面に長く浮かせて織り上げる繻子織、経糸と緯糸を3本以上上下に組合せて連続させ織物の表面に斜めの線(綾目)を浮き出させる綾織などがある。
【００４１】
生地は織機により製織可能である。
【００４２】
試作モデルでは、経糸密度50本/インチ、緯糸密度50本/インチの平織生地を試作した。密度125〜25本/インチが好ましい。
【００４３】
図２（B）は編物である。図示の例では平編（メリヤス）である。1本または数本の糸をループに形成し、ループの中に次のループを入れることを順次繰り返し、布状に編む。
【００４４】
生地は編機により製編可能である。
【００４５】
試作モデルでは、20コース／インチ×20ウェール／インチの平織生地を試作した。密度10〜50コース／インチ×10〜50ウェール／インチが好ましい。
【００４６】
編物は織物に比べて伸縮性を有するため、被覆部品の形状への追従が容易である。
【００４７】
編物は織物に比べて立体性（嵩高性）を有し、磁気遮蔽効果（後述）が高い。
【００４８】
図２（C）はパイル織物である。図示の例ではループパイルである。パイル織物は地織組織とパイル糸からなる。地織組織は平織と同様である。パイル糸は経糸と並行に配設され、経糸の供給速度より早いため、撓み、ループを形成する。
【００４９】
生地はパイル織機により製織可能である。
【００５０】
パイル織物は織物に比べて弾力性を有するため、被覆部品に取付け容易である。
【００５１】
パイル織物は織物に比べて立体性（嵩高性）を有し、磁気遮蔽効果（後述）が高い。
【００５２】
＜消磁処理＞
・概要
製織または製編された生地を消磁処置することにより、残留磁界を低減できる。残留磁界を地磁気の1/400〜1/600（0.1μT）とすることが好ましい。
【００５３】
なお、製糸状態において消磁処理をおこない、消磁された糸により、生地を製織または製編する場合、製織または製編の際、消磁処理の効果が低減するおそれがある。したがって、製織または製編された生地、または必要に応じて、生地を所定の形状に縫製等し、その後、消磁処置することが好ましい。
【００５４】
消磁処置には、熱処理と消磁器によるものがある。
【００５５】
いずれかの消磁処理方法を選択してもよいし、両方を行なってもよい。両方行う場合は、熱処理を行い、磁気焼鈍させた後、消磁器により残留磁界を低減する。熱処理後、長時間経たり、磁石が近づいたりして着磁した場合は、補完的に消磁器を用いる。
【００５６】
試作モデルでは、熱処理後に消磁器による消磁を行うことで、残留磁束密度0.1μＴ以下になったことを確認した。具体的には、消磁処理前３４．０６μＴであった残留磁束密度が０．０２３μＴとなった。
【００５７】
なお、生地は適宜縫製されるが、縫製後、消磁処理される方が好ましい。
【００５８】
・熱処理
図３は熱処理で用いられる真空炉である。
【００５９】
試作モデルでは、４５０℃にて磁気焼鈍させた。４２０〜４７０℃が好ましい。図４に試作モデルの温度プロファイルを示す。およそ１８０分かけて徐々に昇温させ、その後およそ１２０分間、約４５０℃の状態を維持し、さらに、およそ３００分かけて降温させる。
【００６０】
ところで、従来技術においてパーマロイを１０００℃以上にて磁気焼鈍を行なっている。これにより、磁区（磁化の単位である原子の磁気モーメントの向きのそろった小区域のこと）の動きの妨げになる要因を除去し、外部磁界による磁壁の移動、磁区の回転を容易にして、軟磁性の向上、高い透磁率を引き出す。
【００６１】
しかしながら、生地を１０００℃以上にて熱処理すると、生地形状を維持できなかった。
【００６２】
本願発明者は、試行錯誤を繰り返し、温度を下げながら消磁効果を確認したところ、従来想定されている温度より低温にて、消磁効果を確認できた。さらに、このとき、生地形状を維持できた。
【００６３】
上記結果について、本願発明者は以下のように考察した。試作モデルで用いられたパーマロイのキュリー点は約３６０℃であった。真空炉の温度ムラとか材料の組成ムラを考慮すると、パーマロイのキュリー点温度より若干高温（２０℃以上、例えば９０℃程度高温）で熱処理すれば、充分な消磁効果が得られるとの結論に至った。
【００６４】
なお、一般的なパーマロイB（PB）のキュリー点は４２０〜５００℃、一般的なパーマロイC（PC）のキュリー点は４２０〜４８０℃である。
【００６５】
試作モデルの熱処理に真空炉を用いたが、水素雰囲気炉を用いてもよい。高温に熱した炉体に水素を流し熱処理を行う。
【００６６】
・消磁器
図５は消磁器である。コイルに商用周波数の電流を流して交流磁界を発生させる。磁界中に上記生地を通過させる。上記生地の距離が変わることで減衰波形を得る。
【００６７】
上記生地は、折り畳んだり丸めたりすることで、変形可能である。上記生地がコンパクトに変形できるため、消磁器の小型化を図ることができる。
【００６８】
＜磁気遮蔽＞
・概要
図６は、電子機器の一例である光電子分光装置である。光電子分光装置のような電子機器では、地磁気の影響を極力抑えることが求められている（磁気遮蔽効果）。
【００６９】
光電子分光装置では、光源より測定対象物質に一定エネルギの電磁波をあてる。光電効果により、測定対象物質外に光電子が飛び出す。光電子は所定の軌道を描き測定部に入射される。測定部にて運動エネルギを測定することにより、測定対象物質中の電子が占有する状態のエネルギと状態密度を測定する。
【００７０】
光電子のエネルギは非常に弱く、地磁気や残留磁気の影響を受け、軌道が曲がってしまう。そのため、軌道に沿って磁気シールドにより覆われている。磁気シールドにより、軌道内への地磁気の影響を極力抑える。
【００７１】
・全部被覆
ところで、パーマロイは加工が難しく、パーマロイにより磁気シールドを製作するのは手間である。また、磁気シールド以外の個所からも地磁気が侵入するおそれがある。これに対し、磁気遮蔽用生地を袋状に縫製し、袋により光電子分光装置全体を被覆する。例えば、磁気遮蔽用生地によるテントを作る。これにより、地磁気の影響を低減する。
【００７２】
更に、以下の様な効果を奏する。
【００７３】
装置全体をパーマロイ板金によるケースで囲うとコスト増になる。これに対し、本実施形態では、装置全体をパーマロイ板金によるケースで囲う場合に準ずる効果を、少ない材料で実現できる。その結果、コストを低減できる。
【００７４】
電子機器によって、求められる磁気遮蔽効果が異なる。装置全体をパーマロイ板金によるケースで囲う場合や、装置の部品自体をパーマロイで製作する場合、求められる磁気遮蔽効果に応じて調整することができず、過不足が生じる。これに対し、本実施形態では、磁気遮蔽効果がより求められる場合には、磁気遮蔽用生地を袋２重、３重、N重とする。それほど磁気遮蔽効果が求められない場合は、１重にする。このように、求められる磁気遮蔽効果に応じて調整することができる。
【００７５】
装置全体をパーマロイ板金によるケースで囲うと、装置稼働時に内部を視認できず、稼働状況を把握できない。これに対し、本実施形態では、外部から強いライト光を照射することにより、光が生地を透過し、装置稼働時に内部を視認でき、稼働状況を把握できる。
【００７６】
装置全体をパーマロイ板金によるケースで囲うと、装置が発熱を伴うと、ケース内に熱が籠る。これに対し、本実施形態では、装置が発熱しても、熱が生地を透過し、熱が籠らない。
【００７７】
装置の部品自体をパーマロイで製造する場合、例えば、追加ポートが必要になったとき、ろう付けをしてポートを追加するといった加工が難しい。これに対し、本実施形態では、装置の加工に制限がない。
【００７８】
・一部被覆
上述の通り、一般にパーマロイは溶接などの加工が難く、複雑な形状の部品を製作することは困難である。しかしながら、本願発明者は、試行錯誤の結果、パーマロイを加工して磁気シールドを製造することに成功した。
【００７９】
ところで、たとえば、光電子分光装置において、磁気シールドとその他の部品では求められる磁気遮蔽効果が異なる。その他の部品を全てパーマロイで製造することは合理的ではない。
【００８０】
たとえば、磁気シールドをパーマロイで製造し、それ以外の部品をステンレス鋼で製造してもよい。フランジ部品などステンレス鋼製の汎用部品が市販されている。
【００８１】
このとき、ステンレス鋼製部品や、ステンレス鋼製部品同士の取り合い部、パーマロイにより製造された磁気シールドとの取り合い部などを対応する形状に縫製した磁気遮蔽用生地により被覆する。
【００８２】
図７は、一部被覆の例である。フランジ取り合い部やパイプ部を対応する形状に縫製した磁気遮蔽用生地により被覆する。図８は、一部被覆の別例である。パーマロイ制磁気シールド（ドーム）のフランジ取り合い部を対応する形状に縫製した磁気遮蔽用生地により被覆する。これにより、磁気シールドにおいて地磁気の影響を低減できるとともに、他の箇所においても地磁気の影響を低減できる。
【００８３】
・検証試験
試作モデルにより、磁気遮蔽用生地の磁気遮蔽効果について検証した。測定器を用いて地磁気の減衰率を測定したところ、磁気遮蔽効果を確認できた。
【００８４】
＜他の適用例＞
上記では、電子機器の主な例として光電子分光装置について説明した。ところで、一般に、電子機器では、地磁気の影響を極力抑えることが求められている。
【００８５】
例えば心臓ペースメーカは磁気の影響について留意が必要である。一方で、MRIなど医療機器は強い磁界を発生させるものもある。
【００８６】
本実施形態の磁気遮蔽用生地は縫製可能であり、衣服等にも適用可能である。
【００８７】
なお、本実施形態では磁気遮蔽に着目したが、本実施形態は電磁波遮蔽に適用できる可能性もある。電磁波は電界と磁界が互いに垂直な方向に振動しながら空間や物質中を伝わっていく波である。磁気を遮蔽することで、電磁波も遮蔽できる可能性がある。
【００８８】
例えば、飛行機内の配線を本実施形態の生地により被覆すれば、軽量性を維持しつつ、電磁波を遮蔽できる。これにより、飛行機内で、携帯電話等の電子機器を自由に使用できるようになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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