(57)【要約】【課題】線路の周囲に発生する磁場を低減すること。【解決手段】線路周囲の磁場を低減する磁気シールド構造において、線路１１、１２の下に、ほぼ水平方向に配置された水平磁気シールド材３１を備えている、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】
線路周囲の磁場を低減する磁気シールド構造において、
線路の下に、ほぼ水平方向に配置された水平磁気シールド材を備えてい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、
水平磁気シールド材は、面状であ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、
水平磁気シールド材は、枕木に取り付けられていることを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の磁気シールド構造において、
線路脇に線路に沿って、ほぼ鉛直方向に配置された鉛直磁気シールド材を備えていることを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気シールド構造において、
き電線が地上ケーブルで配置してある場合、水平磁気シールド材は、鉛直磁気シールド材と磁気的に結合しないよう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、
水平磁気シールド材は、絶縁性の保護材料で被覆されていることを特徴とする、磁気シールド構造。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気シールド構造において、
水平磁気シールド材は、端部の保護材料が弾力性を有していることを特徴とする、磁気シールド構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線路周囲に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。
【背景技術】
【０００２】
電車線路に発生する磁場の低減は、線路（長さ方向）に沿って防音パネルを配置し、該パネルの全面に亘り強磁性体層を設けることにより行われる。該パネルの高さと、強磁性体層の材料及び構造と、電車線路から該パネルまでの距離との選択により、電車線路の電流によるパネル外側の磁束密度を低減している（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９００３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
＜イ＞本発明は、線路の周囲に発生する磁場を低減することにある。
＜ロ＞また、本発明は、鉄道沿線に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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、線路周囲の磁場を低減する磁気シールド構造において、線路の下に、ほぼ水平方向に配置された水平磁気シールド材を備えている、磁気シールド構造にある。なお、本出願人は、磁気シールドの技術として、特願２００２−３８１２０５号、及び特願２００２−３８１４７８号を出願している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
＜１＞磁気シールド構造
磁気シールド構造は、線路に流れる電流によって発生する線路周囲の磁場を低減するものである。磁気シールド構造は、例えば図１の左側の図に示すように、線路の下方に配置される水平磁気シールド材３１を備えている。又は、磁気シールド構造は、水平磁気シールド材３１と鉛直磁気シールド材３２とを備えている。水平磁気シールド材３１と鉛直磁気シールド材３２とは、協働して、線路（上り線路１１と下り線路１２）の側方（沿線）の磁場の低減をより効率よく行うことができる。なお、線路の周囲の磁場として、主に、き電線（架空き電線４１、地上き電線４２）とレール１に流れる電流の影響を考慮する。また、本磁気シールド構造は、直流電流でも、交流電流でも適用できる。
【０００７】
＜２＞水平磁気シールド材
水平磁気シールド材３１は、線路の下に、即ち下部や下方に、ほぼ水平方向に配置される。ほぼ水平方向とは、完全に水平である必要はなく、水平磁気シールド材が線路の下に発生する磁場（水平方向の磁場成分が大きい）と作用できるように配置することにある。例えば、線路のレール１がカーブの個所で左右に傾斜し、又は、坂において前後に傾斜していれば、水平磁気シールド材３１もその傾斜に従って配置すると良い。水平磁気シールド材３１は、線路の下に面状の広い磁気シールド材を配置する（図示していない）、又は、棒状の磁気シールド材３１を間隔を開けて配置する。面状の磁気シールド材は、レールの下の道床がコンクリートの場合、面的に配置する。このように面状に広く配置することにより、磁場の強度の低減率を高めることができる。
【０００８】
水平磁気シールド材３１は、透磁率が高く保磁力が小さいものがよく、例えば、珪素鋼板、パーマロイなど、磁性材の磁気シールド材を使用できる。磁気シールド材は、棒状の材料や面状（格子状や網状も含む）の材料を使用することができる。棒状の磁気シールド材は、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、棒状の磁気シールド材とは、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。棒状の磁気シールド材は、直線状でも曲線状でも必要に応じた形状で使用できる。棒状や面状の磁気シールド材は、必要に応じて、耐候性、耐腐食性、絶縁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。絶縁性の保護材料で被覆すると、磁気シールド材による短絡を防止できる。
【０００９】
＜３＞水平磁気シールド材が取り付けられた枕木
水平磁気シールド材３１の配置方法として、線路の枕木２に磁気シールド材を取り付け、線路の下に配置する。水平磁気シールド材３１は、枕木の内部、上部、側部、下部などに枕木の長手方向に取り付けるとよい。水平磁気シールド材３１が、帯状の場合、帯の面が、ほぼ水平になるように配置すると、より磁場の低減効果が得られる。なお、枕木２は、木材、ＰＣ枕木、合成枕木など、レール１の下に敷くものならどのようなものでもよい。
【００１０】
複数の線路がある場合、各線路の枕木２の水平磁気シールド材３１を線路間において磁気シールド材３１などを介在させて磁気的に結合するとよい。水平磁気シールド材３１の端部の保護材料に弾力性を持たせる。これにより、例えば上下の線路１１、１２の枕木に取り付けた水平磁気シールド材３１を磁気的に結合する場合で、特に上下の線路の枕木の水平磁気シールド材３１が一直線にない場合、水平磁気シールド材３１の端部の保護材料が弾性を有していると、磁気シールド材３１の連結を容易に行うことができる。
【００１１】
水平磁気シールド材３１を枕木２に取り付けて、線路の下に配置すると、道床がバラスト（砂利）の場所での線路の保線作業において、支障を及ぼすことがない。もし、枕木２以外の個所に水平磁気シールド材３１を配置すると、バラスト道床では、定期的に道床の締固め作業を行うため、例えば、作業車によってレール１周辺のバラストを機械で締固める場合、水平磁気シールド材３１を破損する恐れがある。また、水平磁気シールド材３１を締固め作業に影響しないほどバラストの下方に配置すると、レール１からの距離が大きくなり、水平磁気シールド材３１による磁場の強度の低減効果が低下する。例えば、水平磁気シールド材３１をレール１から１ｍ以上深くに配置すると、道床を掘削する施工作業の負担と共に、磁場の強度の低減効果が低下する。
【００１２】
＜４＞鉛直磁気シールド材
鉛直磁気シールド材３２は、線路の側方において、ほぼ鉛直方向に配置される。ほぼ鉛直方向とは、完全に鉛直である必要はなく、鉛直磁気シールド材３２が線路の側方で発生する磁場（鉛直方向の磁力成分が大きい磁場）と作用できるように配置することにある。そのために、鉛直磁気シールド材３２は、磁力成分の方向と同方向が好ましいが、鉛直線と斜めに交差する磁気シールド材でもよい。鉛直磁気シールド材３２は、水平磁気シールド材３１と同一の材料を使用でき、また、同一や類似の構造を取ることができる。鉛直磁気シールド材３２は、棒状の磁気シールド材、即ち、部材幅が長さに比して狭く、長く、柱状、帯状にすると、線路側方の空間を完全に遮断することなく、採光、通風、眺望などを悪化させることがない。
【００１３】
以下、磁気シールド構造を鉄道の線路周囲に適用した実験例を説明する。
【００１４】
＜１＞線路周囲の磁気シールド材の配置
図１〜４は、左側部に、レール１、架空き電線４１、ケーブルの地上き電線４２、トロリー線５などを備えた線路１１、１２を示している。各図は、１／１０スケールの模型を示している。レール１、１の幅は、１０．７ｃｍであり、上り線路１１と下り線路１２の間隔は３８．３ｃｍ（一対のレールの中間位置で測る）である。架空き電線４１は、レール１から上方に７８ｃｍの位置に架設されている。地上き電線４２は、上り線路１１の外側レール１より水平方向に１７ｃｍ（水平座標１７ｃｍ）の位置で、鉛直位置は、レール１の位置から下方に６．２ｃｍに配置される。鉛直磁気シールド材３２の水平位置は、水平座標２２ｃｍにある。
【００１５】
図４の右側部に、線路１１、１２により発生する磁場の強度分布を等高線（磁場μＴ）で示している。図１〜３は、磁気シールド材を用いた場合の磁場の軽減率の分布を等高線（低減率％）で示している。なお、図４の磁場の強度の値は、模型実験であるために、実際の線路脇の磁場より、小さくなっている。
【００１６】
図４の右側部の磁場は、水平及び鉛直の磁気シールド材を配置しない場合において、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４の水平座標３０ｃｍ〜３５ｃｍ付近と鉛直座標７０ｃｍ〜１３０ｃｍ付近の領域では、９μＴ〜１１μＴ程度の強い磁場を示し、水平座標３５ｃｍ〜５５ｃｍ付近と鉛直座標８０ｃｍ〜１３０ｃｍ付近の領域では、７μＴ〜９０μＴ程度の強い磁場を示している。この磁場は、主に架空き電線４１による影響と考えられる。また、水平座標３０ｃｍ〜３５ｃｍ付近と鉛直座標２０ｃｍ〜４５ｃｍ付近の領域では、９μＴ〜１２μＴ程度の強い磁場を示し、水平座標３５ｃｍ〜５０ｃｍ付近と鉛直座標１０ｃｍ〜４０ｃｍ付近の領域では、７μＴ〜９μＴ程度の強い磁場を示している。この磁場は、レール１と地上き電線４２による影響と考えられる。また、上方の鉛直座標７０ｃｍ〜１３０ｃｍ付近で水平座標１１０ｃｍ付近までの領域では、３μＴ以上の磁場を示している。下方の鉛直座標０ｃｍ〜７０ｃｍ付近で水平座標８０ｃｍ付近までの領域では、３μＴ以上の磁場を示している。
【００１７】
＜２＞磁気シールド材を配置した際の磁場の軽減率
図１〜図３は、磁気シールド材を配置することにより、図４の磁場の軽減率を示している。図１は、水平磁気シールド材３１を上り線路１１の枕木２に取り付け、更に、鉛直磁気シールド材３２を水平座標２２ｃｍ付近に配置した場合の磁場の軽減率を示している。図２は、水平磁気シールド材を使用しないで、鉛直磁気シールド材のみを水平座標２２ｃｍ付近に配置した場合の磁場の軽減率を示している。図３は、水平磁気シールド材３１を上りと下りの両線路１１、１２の枕木２に取り付け、更に、上りと下りの水平磁気シールド材３１、３１間を磁気シールド材３１で磁気的に接続し、かつ、鉛直磁気シールド材３２を水平座標２２ｃｍ付近に配置した場合の磁場の軽減率を示している。鉛直磁気シールド材は、鉛直座標４５ｃｍ付近から９０ｃｍ付近に配置される。なお、枕木に取り付けた水平磁気シールド材３１の長さは２０ｃｍである。また、図３の上下の線路１１、１２を貫通した水平磁気シールド材３１の全体の長さは６５．５ｃｍである。
【００１８】
図１の下りの枕木の水平磁気シールド材と鉛直磁気シールド材を配置した場合、水平座標３０ｃｍ〜５５ｃｍ付近で鉛直座標７０ｃｍ〜１００ｃｍ付近の軽減率は、４０％以上を示している。その周囲で、特に水平座標８０ｃｍ付近までは２０％以上の軽減率を示している。なお、図１や図３のように、き電線が地上ケーブルで配置してある場合、水平磁気シールド材は、鉛直磁気シールド材と磁気的に結合しないように配置すると、軽減率を高めることができる。また、図１〜図３において、４０％以上の軽減率の場所は、図に示されていないが、４５％以上の軽減率の個所もあり、また、０％以下の負の軽減率の場所は、図に示されていないが、０〜−１０％程度の軽減率（０〜１０％程度の増加率）になっている。
【００１９】
図２の水平磁気シールド材３１を用いない場合、水平座標３０ｃｍ〜６０ｃｍで鉛直座標６０ｃｍ〜１００ｃｍ付近の軽減率は、２０％以上有り、僅かであるが一部には４０％以上の軽減率の領域がある。ただし、水平磁気シールド材３１を配置した図１に比べて、軽減率が小さくなっている。
【００２０】
図３は、図１より水平磁気シールド材（上りと下りの枕木水平磁気シールド材とこれらを連結した水平磁気シールド材）３１を長く配置することにより、図１よりも更に軽減率が良くなっている。図３では、水平座標３０ｃｍ〜６０ｃｍ付近で鉛直座標５０ｃｍ〜１０５ｃｍ付近で４０％以上の軽減率を示し、その周囲のかなり広範囲に、２０％以上の軽減率を示している。また、鉛直座標が下方の位置、鉛直座標１０ｃｍ〜４０ｃｍ付近で水平座標３０ｃｍ〜６０ｃｍ付近でも、２０％以上の軽減率を示している。
【００２１】
このように、枕木２に磁気シールド材を配置することにより、磁場の軽減効果を高め、沿線付近の強い磁場を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】１つの線路の枕木に取り付けた水平磁気シールド材と鉛直磁気シールド材を配置した磁場の軽減率を示す図
【図２】鉛直磁気シールド材のみを配置した磁場の軽減率を示す図
【図３】上下の線路の枕木とその間に取り付けた水平磁気シールド材と鉛直磁気シールド材を配置した磁場の軽減率を示す図
【図４】磁気シールド材を配置しない場合の磁場の強度分布を示す図
【符号の説明】
【００２３】
１・・・レール
１１・・上り線路
１２・・下り線路
２・・・枕木
３１・・水平磁気シールド材
３２・・鉛直磁気シールド材
４１・・架空き電線
４２・・地上き電線
５・・・トロリー線
６・・・柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005175284.tif 000006