(57)【要約】【課題】導電材に流れる電流による磁場を低減すること。【解決手段】導電材１に流れる電流により発生する磁場を低減する磁気シールド構造において、磁場を低減する、複数の棒状の磁気シールド材２を備え、隣接する磁気シールド材２を間隙を開けて配置する、磁気シールド構造。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材に流れる電流により発生する磁場を低減する磁気シールド構造において、
磁場を低減する、複数の棒状の磁気シールド材を備え、
隣接する磁気シールド材を間隙を開けて配置することを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気シールド構造において、
隣接する磁気シールド材を導電材に沿って間隙を開けて配置することを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気シールド構造において、
磁気シールド材は導電材に沿った方向に部材幅を有し、
隣接する磁気シールド材の間隙は、該部材幅の２倍〜９倍とすることを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気シールド構造において、
磁気シールド材は、少なくとも網又は格子の一部を構成することを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気シールド構造において、
磁気シールド材は、磁場により磁化され易い方向に配置することを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項６】
請求項１に記載の磁気シールド構造において、
磁気シールド材は、導電材に対してほぼ直交して配置することを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項７】
請求項１に記載の磁気シールド構造において、
磁気シールド材の少なくとも一端部は、該端部付近の磁気シールド材と磁場の方向とがほぼ直交する付近に配置されることを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項８】
請求項１に記載の磁気シールド構造において、
磁気シールド材は、保護材料で被覆、包囲、又は支持することを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項９】
請求項１に記載の磁気シールド構造において、
導電材が鉄道のレール又はき電線の場合、磁気シールド材は、線路の周囲に線路に沿って間隙を開けて配置されることを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項１０】
請求項１に記載の磁気シールド構造において、
導電材が鉄道のレールの場合、磁気シールド材は、線路脇に縦方向に配置されることを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項１１】
請求項１０に記載の磁気シールド構造において、
磁気シールド材の上端部は、磁場の方向がほぼ水平方向となる付近に配置されることを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項１２】
導電材に流れる電流により発生する磁場を低減する磁気シールド方法において、
磁場を低減する付近に、複数の棒状の磁気シールド材を間隙を開けて配置することを特徴とする、磁気シールド方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電線などの導電材を流れる電流で発生する磁場を低減するシールド構造に関するものであり、特に、送電線、鉄道のレール、き電線などに流れる電流で発生する磁場を低減するシールド構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、外部磁場により、テレビが大型化してテレビの色ずれ、また画面のゆがみなどの影響を受け易くなり、また、電子顕微鏡、計測器などの測定精度の悪化の問題が発生している。
【０００３】
引用文献１には、パネル全面に亘り強磁性体層を設けて線路の磁場を低減することが示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−９００３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
＜イ＞本発明は、導電材に流れる電流による磁場を低減することにある。
＜ロ＞また、本発明は、従来のように空間を遮断して採光、通風、眺望などを悪化させることなく、磁場を低減することにある。
＜ハ＞また、本発明は、鉄道沿線に棒状の磁気シールド材を適切に配置して、沿線の磁場を効果的に低減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導電材に流れる電流により発生する磁場を低減する磁気シールド構造において、磁場を低減する、複数の棒状の磁気シールド材を備え、隣接する磁気シールド材を間隙を開けて配置することを特徴とする、磁気シールド構造にある。
本発明は、又は、導電材に流れる電流により発生する磁場を低減する磁気シールド方法において、磁場を低減する付近に、複数の棒状の磁気シールド材を間隙を開けて配置することを特徴とする、磁気シールド方法にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
＜イ＞磁気シールド構造
磁気シールド構造は、導電材１を流れる電流によって発生する磁場を棒状の磁気シールド材２により低減する構造にある。磁気シールド構造は、磁場を低減したい付近に、棒状の磁気シールド材２を複数本、間隙を開けて配置して、磁場を低減する。磁気シールド構造は、例えば図１に示すように、複数の棒状の磁気シールド材２を間隙を開けて導電材１に沿って設置して（即ち、Ｉ字型の磁気シールド材を導電材に対して離れて直交させ、複数本を間隙を開けて導電材に沿って並べ）、その付近の磁場を低減する。このように磁気シールド材２を間隙を開けて配置することにより、空間を遮断して採光、通風、眺望などの環境を悪化させることなく、しかも、磁場を効率よく低減できる。導電材１は、電流が流れて周囲に磁場を発生するものであればよく、例えば、送電線、レール、き電線、トロリ線などがある。なお、電流は、直流電流でも、交流電流でも適用できる。
【０００９】
＜ロ＞磁気シールド材
磁気シールド材２は、導電材１に流れた電流によって発生した磁場により磁化され、少なくとも、その磁化により磁場を低減するものである。磁気シールド材２は、磁場の低減効果の高いものとして、例えば、珪素鋼板、パーマロイなど、磁性材を使用できる。磁気シールド材２は、棒状の材料を使用する。棒状の磁気シールド材２は、例えば、所定の部材幅の珪素鋼板を重ね合わせて使用する。なお、棒状とは、部材幅が長さに比して狭く長いものであり、柱状、帯状を含み、その断面形状は、長方形、正方形、三角形、多角形、楕円、円などがある。磁気シールド材２は、直線状でも曲線状でも必要に応じた形状で使用できる。磁気シールド材２は、必要に応じて、耐候性、耐腐食性、又は高強度などを有する保護材料で被覆、包囲、又は、支持される。
【００１０】
＜ハ＞磁気シールド材の設置
棒状の磁気シールド材２は、導電材１の周囲の磁場を低減する付近に間隙を開けて配置する。棒状の磁気シールド材２は、例えば、導電材１と交差するように配置し、複数本を間隙を開けて導電材１に沿って配置すると、効率よく広い領域の磁場を低減できる。磁気シールド材２は、磁化され易い位置に配置すると、より磁場を低減できる。磁気シールド材２は、なるべく磁力線方向に沿って配置するとよい。
【００１１】
磁気シールド材２が直線の場合、磁場を特に低減したい場所の磁力線に接するように配置するとよい。また、導電材１の周囲の磁場全体を低減する場合、導電材１を包囲するように磁気シールド材２を配置するとよい。例えば、磁気シールド材２を磁力線方向に沿って配置して閉ループを形成する。また、複数本の導電材１に電流が流れ、合成された磁場を低減する場合、合成された磁場に対して同様に扱うと良い。例えば合成された磁場の磁力線方向に沿って磁気シールド材２を配置すると、低減効果が高くなる。
【００１２】
磁気シールド材２を網又は格子の少なくとも一部に組み込んで、網又は格子を形成するように配置することにより、磁気シールド材２の取り扱いや敷設が容易になる。その場合、磁気シールド材２は、なるべく、磁場の方向に沿った位置に配置するとよい。
【００１３】
以下、磁気シールド構造を鉄道の線路脇に適用した実施例を説明する。
【００１４】
＜イ＞線路の構造と磁場の分布
線路は、レール１１、き電線１２、トロリ線１３などを備えており、図２〜図４に、１／１０スケールの模型を示している。その模型による磁場のデータを図２〜図４の右側に示す。図面に記載された距離の数値は模型の１０倍として、実際に近い値で表わしてある。
【００１５】
図２は、磁気シールド材２を配置しないときの線路付近に発生する磁場の方向３のみを示している。図３は、図２の磁場を強度分布で表したもので、磁気シールド材２を配置しない場合である。図２の右側の図は、主にレール１１とき電線１２に同時に反対方向に流れる直流電流により発生した合成磁場を示している。図３は、合成磁場の強度分布を示している。Ｌ０〜Ｌ９は磁場の強度範囲を示している。Ｌ０が弱く、Ｌ９が強い磁場を示している。図３において、レール１１から水平方向に３ｍ離れた測定位置の上下方向の強度分布は、き電線１２付近が強く、下方に行くに従って弱くなっている。その理由は、き電線１２がレール１１より測定位置に近いからと考えられる。
【００１６】
なお、この模型において、２本のレール１１には３０Ａの電流を流し、き電線１２には２４Ａの電流を流す。しかし、実際の線路では、レールに概ね２５００Ａ、き電線に概ね２０００Ａの電流が流れるので、模型に比べて電流は８３倍となる。そして、模型のスケールが１０分の１であるので、磁場の強度は、模型の８．３培となる。そこで、磁場の強度は、模型の値に８．３倍を掛けた値とし、それらを表１に示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
＜ロ＞磁気シールド材を配置した際の磁場の分布
磁気シールド材２をレール１１から離間して縦方向に配置した合成磁場の強度分布を図４に示す。図４の磁気シールド材２は、部材幅１０ｃｍ、厚さ０．３５ｍｍの珪素鋼板を５０枚重ね合わせたものである。図４の磁気シールド材２は、図５に示すように８０ｃｍの所定間隙（隣接する磁気シールド材の端部間の距離）で６本縦方向に配置され、レールから２ｍ離間してレールに沿って配置されている。磁気シールド材の上下の中心より少し下方位置にレールの水平面が対応している。図４の磁場は、６本の磁気シールド材の左右両端中間位置で、線路に直交する平面上のデータである。図４の磁場強度は、図３と同一の条件で得られたものである。
【００１９】
磁気シールド材２を配置することにより、図４の磁場の強度分布は、図３の磁場の強度分布に比較して、効率よく低減していることが分かる。磁気シールド材２の配置前では、レール１１から３ｍ離れ、高さ１ｍ〜３ｍ付近の磁場の強度は、Ｌ７の範囲であったが、磁気シールド材２を配置すると、磁場はＬ３となり、極めて有効に低減していることを示している。また、レール１１から５ｍ付近まで離れた位置で磁場Ｌ６〜Ｌ３が磁場Ｌ３〜Ｌ２に低減していることを示している。
【００２０】
＜ハ＞間隙を開けて配置した場合の磁場の影響
図５（Ａ）は、図４の左側の線路図を図面の右方から見た磁気シールド材２の配置図である。図５（Ｂ）は、磁場（磁気）の低減率を示したものであり、横軸は、線路に沿った方向（６本の磁気シールド材の配置方向）であり、縦軸は、磁気シールド材２の無い場合に対する低減率（磁場の低減量／磁気シールド材を配置しないときの磁力×１００％）を示している。なお、磁場の低減量＝（磁気シールド材を配置しないときの磁力−磁気シールド材を配置したときの磁力）である。磁気シールド材２は、レールから２ｍ離れ、磁場の測定位置は、レールの水平位置（磁気シールド材２の下端から３２８ｃｍの位置）であり、レールから５ｍ離れた位置である。
【００２１】
図５（Ｂ）のグラフの値は、センター（中心）で低減率１６．７６％、中心から４５ｃｍで１７．２８％、中心から９０ｃｍで１５．９８％、中心から１３５ｃｍで１５．２６％、中心から１８０ｃｍで１３．３１％、中心から２２５ｃｍで１２．０３％、中心から２７０ｃｍで１１．１６％、中心から３１５ｃｍで１０．１７％、中心から３６０ｃｍで７．７６％である。
【００２２】
６本の磁気シールド材の左右両端の中央付近（横軸が０付近）から磁気シールド材２が存在する付近の低減率は１７％〜１２％付近であり、磁気シールド材２から外れても（横軸が２２５ｃｍ以上）、徐々に低減率が低下している。このように、磁気シールド材２の間隙８０ｃｍが、シールド材の部材幅１０ｃｍより８倍も大きく、磁気シールド材２が存在していない場所でも、磁場の低減率が大きいことを示している。この測定結果は、線路の脇を全面に面状の磁気シールド材で覆わなくても、磁場を十分に低減することができることを示している。
【００２３】
＜ニ＞同じ総横幅に磁気シールド材の本数を変化させた場合の磁場の低減率の変化
同じ総横幅（左右両端間の距離）に磁気シールド材の本数を変化させた場合の磁場の低減率の変化を図６に示す。図６は、シールド構造の総横幅が４６０ｃｍの間に磁気シールド材を２〜１６本と変化して配置した際の低減率の変化を示している。測定点は、レールの高さで、レールから５００ｃｍ離れ、磁気シールド材の設置個所の中心である。磁気シールド材の重ね合わせ枚数は５枚で、部材幅は１０ｃｍである。図７は、図６において、磁場の低減に寄与した１本当たりの低減率を示している。図８は、シールド構造の総横幅が４６０ｃｍの間に磁気シールド材の本数を変えて、磁気シールド材の部材間距離（部材中心から部材中心までの中心間距離）に対する低減率の変化を示している。
【００２４】
図６は、同じ総横幅の場合、磁気シールド材の本数が増加するに対応して磁場低減率が増加することを示している。磁気シールド材の本数が６本を越えるとグラフの傾きが緩やかになることを示している。グラフの傾きは磁気シールド材が１本増えることによる磁場低減率の増加分を表しているため、６本を超えると磁気シールド材の本数を増やしても低減率に大きな改善効果が期待できないことが分かる。図７は、磁気シールド材１本当たりが寄与しているその減少率をグラフに示したものであり、磁気シールド材が２〜４本の場合にピークとなり、本数が増加するに従って、低減率が減少していることを示している。図８は、磁気シールド材の設置間隔が狭くなることにより、設置本数が増加するため、設置間隔が狭くなるにつれて、磁場低減率も増加していることが分かる。この実験から、部材幅の２〜９倍の幅で磁気シールド材を配置することにより、２０％程度の磁場低減率が得られることが分かる。
【００２５】
磁場の低減をどの程度にするかは、設置場所の条件など現場のニーズも考慮する必要がある。しかし、図６〜図８の結果からすると、磁気シールド材の設置間隔では、部材幅の２〜９倍の設置間隔において効果的に磁場が低減されているため、この範囲に磁気シールド材を設置することが好ましい。また、１０％程度の低い磁場低減率で十分な設置場所では、磁気シールド材料の費用対効果の最も高い設置個所を条件に応じて設計することができる。
【００２６】
＜ホ＞線路への適用の効果
このように磁気シールド材２の間隙を開けて配置することにより、採光、通風、眺望などの環境を悪化させることなく、しかも、磁場を効率よく低減できる。なお、線路とは、レール１１、き電線１２、トロリ線１３など、車輌を運行するものを言い、主に磁場を発生するものとしては、き電線１２とレール１１がある。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞本発明は、導電材に流れる電流による磁場を低減することができる。
＜ロ＞また、本発明は、従来のように空間を遮断して採光、通風、眺望などを悪化させることなく、磁場を低減することができる。
＜ハ＞また、本発明は、鉄道沿線に棒状の磁気シールド材を適切に配置して、沿線の磁場を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電材とその周辺に配置した磁気シールド材の配置図
【図２】レールとき電線に流れる電流によって発生する磁場の方向を示す図
【図３】レールとき電線に流れる電流によって発生する磁場の強度を示す図
【図４】間隙を開けて配置された磁気シールド材による磁場の強度を示す図
【図５】磁気シールド材の配置の説明図
【図６】磁気シールド材の本数当たりの磁場低減率を示すグラフの図
【図７】磁気シールド材の１本数当たりの磁場低減率を示すグラフの図
【図８】磁気シールド材の設置間隔当たりの磁場低減率を示すグラフの図
【符号の説明】
１・・・導電材
１１・・レール
１２・・き電線
１３・・トロリ線
２・・・磁気シールド材
３・・・磁場の方向
４・・・柱
【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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