(57)【要約】【課題】  地磁気に対して効率の良いシールドを行う磁気シールド部材を提供する。【解決手段】  一方のリボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材を経糸のように用い、他方のリボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材を緯糸のように用いて実質的に隙間の無いように平織した編成磁気シールド部材。Ｃｏ基非晶質合金基材の保磁力（Ｈc）が０．４Ａ／ｍ以下、飽和磁歪定数が１０のマイナス６乗以下のものを用い、これを板厚方向へ複数枚重畳した磁気シールド部材として用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のリボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材を経糸のように用い、他方のリボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材を緯糸のように用いて実質的に隙間の無いように平織した編成磁気シールド部材。
【請求項２】
請求項１において、前記Ｃｏ基非晶質合金基材の保磁力（Ｈc）が０．４Ａ／ｍ以下、飽和磁歪定数が１０のマイナス６乗以下、直流最大透磁率を１０，０００以上とした編成磁気シールド部材。
【請求項３】
一方のリボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材を経糸のように用い、他方のリボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材を緯糸のように用いて実質的に隙間の無いように平織した編成磁気シールド部材を板厚方向へ複数枚重畳した磁気シールド部材。
【請求項４】
請求項３において、重畳した編成磁気シールド部材の間を高温静水圧プレスにより圧着した磁気シールド部材。
【請求項５】
請求項３において、重畳した編成磁気シールド部材の間を耐熱性樹脂により接着した磁気シールド部材。
【請求項６】
一方のリボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材を経糸のように用い、他方のリボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材を緯糸のように用いて実質的に隙間の無いように平織した編成磁気シールド部材を板厚方向へ複数枚重畳し、周縁の少なくとも一部をＮｉ−Ｆｅ系磁性合金により固定した磁気シールドルーム用部材。
【請求項７】
前記Ｃｏ基非晶質合金の合金成分が、組成式：（Ｃｏ1-x-y-zＦｅxＭｎyＮｉz）100-a-b-cＭaＳｉbＢc［ただし、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｙ、希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素］で表され、かつ、xが０〜０．１、yが０〜０．１、zが０〜０．２、aが０〜６、bが８〜１８、cが７〜１８、(ｂ＋ｃ)が１８〜３０である請求項1記載の編成磁気シールド部材。
【請求項８】
リボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材の複数枚を重ねたものを一方の経糸のように用い、リボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材の複数枚を重ねたものを他方の緯糸のように用いて実質的に隙間の無いように平織した編成磁気シールド部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＳＱＵＩＤ等を使用して生体から発生する微弱磁場を計測する生体磁場計測装置、各種の理化学機器、或いは電子ビームを使用する半導体加工装置に使用する磁気シールド装置に適する磁気シールド部材或いは磁気シールドルーム用部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＱＵＩＤ等により心臓や脳から発生する微弱磁場を計測する生体磁場計測装置では、検出磁場強度は１０のマイナス１０乗テスラ（Ｔ）程度の弱いものであるために、３０マイクロテスラ（μＴ）程度の地磁気は大きな障害となる。このために、地磁気を最低限でも５０ｄＢ減衰させるような磁気シールド装置が必要とされている。これに必要とする磁気シールド部材としては、Ｆｅ−Ｎｉ合金である高透磁率のパーマロイの板やケイ素鋼板、或いは、結晶粒界の大きさが１００ｎｍ以下の超微細結晶組織を持つ軟磁性合金の薄膜とポリマーシートとを接着した磁気シールドシートが提案されている。
【０００３】
磁気シールド装置の基本構造の一例としては、アルミニウム等で構成する箱型の構造フレームに、壁材や床材としてＦｅ−Ｎｉ合金である高透磁率のパーマロイの板やケイ素鋼板を磁気シールド部材として隙間なくボルト等で固定して磁気シールド空間を画定しているもの（例えば、特許文献１参照）がある。また、パーマロイの板に代えて結晶粒界の大きさが１００ｎｍ以下の超微細結晶組織を持つ軟磁性合金の薄膜とポリマーシートとを接着した磁気シールドシートを磁気シールド部材として用いることも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−１８３２８８号公報（第２頁、図1）
【特許文献２】特開２０００−０７７８９０号公報（第３頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される磁気シールド装置では、磁気シールド部材として高透磁率のパーマロイ板を用い、磁気シールドする空間を囲む構造をとっている。この場合、パーマロイ板は約１ｍｍ程度の厚さが必要とされ、磁気シールド装置の組み立て構造に合せて、切断、折り曲げ加工する部品加工が必要とされる。しかし、パーマロイ板は、部品加工の際に加わる外力のために機械的強度は影響がないものの磁気特性が極端に劣化すると言う欠点がある。また、据付後、地震等による外力が磁気シールド装置に加わった場合にもパーマロイ板の磁気特性は大幅に低下する。また、パーマロイ板を用いた磁気シールド装置は、各層で使用するパーマロイの板厚が約１ｍｍ以上必要であり、２ｍ×２ｍ×２ｍ程度の大きさの磁気シールド装置でも数百Ｋｇ以上の重量に達してしまう。更に、磁気シールド率を高めるためには、パーマロイ板の１層構造では十分でなく多層構造が必要であり、磁気シールド装置は場合によっては１トン以上もの重量にもなってしまい、磁気シールド装置の移動等が規制される問題がある。一方、特許文献２に開示される磁気シールド装置では、磁気シールド部材としてパーマロイ板に代えて結晶粒界の大きさが１００ｎｍ以下の超微細結晶組織を持つ軟磁性合金の薄膜とポリマーシートとを接着した磁気シールドシートを用いることが提案されている。この場合には、パーマロイ板と異なり多少の外力が加わっても磁気特性が劣化することは無いものの超微細結晶組織を持つ合金部分は機械的強度が弱く外力により容易に破断してしまう。地震等があった場合には、外見上は影響がないように見えても内部の超微細結晶組織を持つ合金部分には機械的破壊が生ずる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決し、外力に強く軽量であり、かつ、３０マイクロテスラ（μＴ）程度の地磁気を効果的にシールドするために用いることが出来る磁気シールド部材及び磁気シールドルーム用部材を提供することである。特に、３０マイクロテスラ（μＴ）程度の地磁気を最低限５０ｄＢ減衰させることができる軽量な磁気シールド装置に使用できる磁気シールド部材及び磁気シールドルーム用部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための技術的手段として、一方のリボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材を経糸のように用い、他方のリボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材を緯糸のように用いて実質的に隙間の無いように平織した編成磁気シールド部材を採用する。
【０００７】
好ましくは、前記Ｃｏ基非晶質合金基材の保磁力（Ｈc）が０．４Ａ／ｍ以下、磁歪が１０のマイナス６乗以下、直流最大透磁率を１０，０００以上とする。
【０００８】
シールド効果を高める為には、前記平織した編成磁気シールド部材を板厚方向へ複数枚重畳した磁気シールド部材とする。
【０００９】
この場合、重畳した編成磁気シールド部材の間を高温静水圧プレスにより圧着した磁気シールド部材とすることができる。
【００１０】
或いは、重畳した編成磁気シールド部材の間を耐熱性樹脂により接着した磁気シールド部材とすることもできる。
【００１１】
編成磁気シールド部材を板厚方向へ複数枚重畳し、周縁の少なくとも一部をＮｉ−Ｆｅ系磁性合金により固定し磁気シールドルーム用部材とすることが出来る。
【００１２】
前記Ｃｏ基非晶質合金の合金成分が、組成式：（Ｃｏ1-x-y-zＦｅxＭｎyＮｉz）100-a-b-cＭaＳｉbＢc［ただし、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｙ、希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素］で表され、かつ、xが０〜０．１、yが０〜０．１、zが０〜０．２、aが０〜６、bが８〜１８、cが７〜１８、(ｂ＋ｃ)が１８〜３０であるものを用いることが好ましい。
【００１３】
リボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材の複数枚を重ねたものを一方の経糸のように用い、リボン形状Ｃｏ基非晶質合金基材の複数枚を重ねたものを他方の緯糸のように用いて実質的に隙間の無いように平織した編成磁気シールド部材とすることもできる。
【００１４】
本発明の磁気シールド部材では、基材として結晶粒界が存在しない非晶質合金を用いるので、超微細結晶組織を持つ合金を使用する場合とは相違して、多少の外力が加わっても合金の機械的強度が強いので破断するようなことは殆どない。地震等があった場合にも、基材の非晶質合金部分に機械的破壊が生ずることは殆どない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に従って作られる、リボン形状のＣｏ基非晶質合金基材を実質的に隙間の無いように平織した編成磁気シールド部材は、機械的強度に優れ、軽量であり、３０マイクロテスラ（μＴ）程度の地磁気を最低限５０ｄＢ減衰させることができる磁気シールド装置を作るための部材として用いることができる。地震等の外力が加わった場合でもＣｏ基非晶質合金基材の磁気特性の劣化は殆ど発生することが無い。本発明に従って、あらかじめパネル部材を作り上げておき、これを組み合わせることにより磁気シールド装置を製作することは、製作工程を簡単化でき、組み立て時間も早くできることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の特徴のひとつは、３０マイクロテスラ（μＴ）程度の地磁気をシールドするための磁性材料としてリボン形状のＣｏ基非晶質合金を用いることである。磁気をシールドするための磁性材料としては、ケイ素鋼板、パーマロイ、Ｆｅ基非晶質合金、Ｃｏ基非晶質合金、結晶粒界の大きさが１００ｎｍ以下の超微細結晶組織を持つ軟磁性Ｆｅ基合金、結晶粒界の大きさが１００ｎｍ以下の超微細結晶組織を持つ軟磁性Ｃｏ基合金などがあるが、ケイ素鋼板やＦｅ基非晶質合金は、１ｋＨｚ以下の低周波磁気或いは静磁気をシールドするには、透磁率が小さ過ぎるためにかなり肉厚の厚い板とする必要があり、このために重量が大きくなりすぎて実用的ではない。
【００１７】
結晶粒界の大きさが１００ｎｍ以下の超微細結晶組織を持つ軟磁性合金の透磁率は、ケイ素鋼板やＦｅ基非晶質合金に比べるとかなり大きく、１ｋＨｚ以下の低周波磁気或いは静磁気をシールドする磁気特性の面では好ましい材料であるが、非晶質合金薄帯を結晶化するための結晶化温度に近い温度での熱処理を経るため、超微細結晶組織を持つ合金部分の機械的強度が比較的に弱く外力によって容易に破断してしまう。地震等があった場合には、外見上は影響がないように見えても超微細結晶組織を持つ合金部分には材料の破断等が生ずる。
【００１８】
パーマロイは、加工の際に加わる外力のために磁気特性が極端に劣化し、また、地震等による外力が磁気シールド装置に加わった場合には、大幅に磁気特性が低下するという問題がある。磁気特性の劣化したパーマロイ板の特性を回復するには再度熱処理をするなどの手段を取る必要がある。また、パーマロイ板を用いた磁気シールド装置は、使用するパーマロイの板厚が約１ｍｍ以上必要であり２ｍ×２ｍ×２ｍ程度の大きさの磁気シールド装置でもでも場合によっては１トン以上の重量に達してしまうという問題がある。本発明は、３０マイクロテスラ（μＴ）程度の地磁気をシールドするための磁性材料として、特にリボン形状のＣｏ基非晶質合金が優れるとの知見に基づくものである。
【００１９】
しかしながら、心臓の健康状態をチェックするための心磁計を使用するような大容積の磁気シールド装置を構成する壁に用いる磁気シールド部材としては、大面積であり、かつ、板厚の大きいもの（例えば、３２０μｍ）が望まれるが、現在のところ、リボン形状のＣｏ基非晶質合金は、長尺（例えば３０，０００ｍ）ではあるが、リボン幅は最大で２００ｍｍ程度、板厚は最大で２０μｍ〜５０μｍ程度のものしか得られない。大面積であり、かつ、板厚の大きい磁気シールド部材とするために、短冊状としてリボンを幅方向に多数並べ端部を接着し大面積の薄板とした上で、これら薄板を多層に重畳し樹脂等で層間を接合することにより、大面積であり、かつ、板厚の大きい磁気シールド部材に形成することも考えられるが、作業が大変である。
【００２０】
本発明に従って鋳造したまま、或いは熱処理したＣｏ基非晶質合の長尺リボンのスプールを使用して実質的に隙間無く平織すれば、リボン厚の約２倍の厚みを有し、面積は望むまま広い磁気シールド部材を得ることができる。通常の布織機と同様の原理による専用織機により、効率良く生産することが出来る。
【００２１】
磁気シールド率を高めるために、平織する際に、リボンを複数枚重ねたものを一方の経糸のように用い、同様にリボンの複数枚を重ねたものを他方の緯糸のように用いて実質的に隙間の無いように平織することにより、板厚がリボン板厚の約４倍以上の編成磁気シールド部材を得ることも出来る。このようにして作成した編成磁気シールド部材を板厚方向へ重畳することによりリボン板厚の１０倍〜６０倍の板厚の磁気シールド部材を得る。このような磁気シールド材は、磁気シールドルームの壁材等に用いて十分な磁気シールド特性を持つ。
編成磁気シールド部材を板厚方向へ重畳する場合、接着剤を介して重ね合わせても良いし、高温静水圧プレスにより圧着しても良い。
【００２２】
磁気シールド部材には、Ｃｏ基非晶質合金基材が１５層以上の多層構造となるようにすることが磁気シールド特性を十分なものとする為には好ましい。パーマロイの磁気シールド板と比較して、Ｃｏ基非晶質合金基材を重ね合わせて形成した本発明の磁気シールド部材は、より軽量でありながらパーマロイ以上の磁気シールド効果を発揮することができる。磁気シールド空間を画定する磁気シールド部材を壁材として多重に配置し、磁気シールド効果最大限に発揮させる場合にも同様の事情である。アルミニウム等の軽量金属材を骨組部材として組み合わせて構成することにより、磁気シールドルーム全体の軽量化も図ることができる。
【００２３】
磁気シールド空間を画定する磁気シールド部材を壁材として多重に配置する場合には、磁気シールド部材間の間隙には、例えば、発泡スチロールを充当して磁気シールド効果を高めるとともに磁気シールドルームの機械的強度を高め、更に、磁気シールドルーム内部空間の空調効率を高めることができる。壁材内に配置したＣｏ基非晶質合金基材の合計積層数を、３０層以上とすることにより、容易に、３０マイクロテスラ（μＴ）程度の地磁気を最低限５０ｄＢ減衰させることができる。さらに高いシールドの効率（性能）が要求される脳磁計測装置等に必要な磁気シールド装置では、さらに積層数を増やして３００層よりも多くすることや、３重以上の多重シールド配置とすることで、必要なシールドの効率（性能）を得ることが可能であり、このような方法は、本技術を応用することで可能となる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて更に説明する。
図１は、本発明の磁気シールドルーム用部材例の正面図であり、図２は図１に示した磁気シールドルーム用部材に用いる磁気シールド部材の斜視図であり、図３は、本発明による編成磁気シールド部材の正面図である。図１、図２に示すように、本発明の磁気シールドルーム用部材例は、周辺部をＮｉ−Ｆｅ系磁性合金（パーマロイ）により固定した複数枚の編成磁気シールド部材から構成されている。例としては、２０μｍの厚さであり、幅３０ｍｍのＣｏ基非晶質合金リボンを平織した編成磁気シールド部材を１５枚重畳し耐熱性樹脂で接合して磁気シールド部材としている。
【００２５】
これら磁気シールドルーム用部材をアルミニウム製の軽量金属骨組部材に固定し、磁気シールドルーム用パネル部材とすれば磁気シールドルームの組立工程を簡便化できる。このようなパネルに配置する磁気シールドルーム用部材で形成する間隙には、例えば、発泡スチロール板を充当することにより、重量を殆ど増加することなくパネルの機械的強度を高めると共に断熱効果を高めることができる。配置する磁気シールドルーム用部材間の間隙を１０ｍｍ〜２００ｍｍの間隙とすることにより、２枚の磁気シールドルーム用部材が相まって磁気シールドの効率を高める。
【００２６】
これらパネルにより磁気シールド空間を画定する内周壁を形成することができる。本発明を利用した磁気シールドルームは、上記のような構成でも良いし、通常の家屋のように、アルミニウムの軽量金属材の骨組部材で装置骨格を形成した後、この装置骨格に磁気シールド部材を張り合わせることにより磁気シールド空間を形成しても良い。
【００２７】
このようにして形成した磁気シールドルームの磁気シールド空間に心磁計や脳磁計を設置して心臓や脳から発生する磁場をＳＱＵＩＤを使用して測定し、心臓や脳に流れる電流の分布を画像として捉える等の手段により、生体の健康状態を把握することができる。磁気シールド装置の一側面には、人の出入り或いは医療機材搬入のために使用する扉（図示せず）を設けることが好ましい。
【００２８】
軽金属の骨組部材としては、アルミニウム材が適切であるが、マグネシウム材など他の軽金属材を用いることもできる。骨組部材を中空構造化することにより強度は落とさずに軽量化をすることができる。軽金属の骨組部材は、磁気シールド装置の全体強度を高めるために使用することができる。
【００２９】
骨組部材で磁気シールドルームの骨格を形成した後、本発明の磁気シールド部材を内壁、外壁を形成するように貼り合わせて磁気シールド空間を画定することもできる。また、骨組部材をパネル部材の骨組として予め作成しておいてパネルの両面に磁気シールド部材を貼り合わせて磁気シールドルーム用の磁気パネルを作ることもできる。磁気シールドルームの内面や外面を保護し、清潔感を持たせるため化粧板を仕上げ材として配置することが好ましい。
【００３０】
リボン形状のＣｏ基非晶質合金基材は、Ｃｏ基合金の溶解物を急速に回転する冷却ロールの表面に射出することにより、一般には、厚さ８μｍ〜８０μｍ、通常は、１６μｍ〜４０μｍの非晶質合金として得られるが、幅は、一般には５ｍｍ〜２００ｍｍものとして得る。Ｃｏ基非晶質合金薄板の１ｋＨｚに於ける透磁率は約８００００以上のものを得る。合金組成としては、好ましくは、組成式：（Ｃｏ1-x-y-zＦｅxＭｎyＮｉz）100-a-b-cＭaＳｉbＢc［ただし、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｙ、希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素］で表され、かつ、xが０〜０．１、aが０〜６、(b+c)が１８〜３０、yが０〜０．２、bが８〜１８、zが０〜０．１３、cが７〜１８を満足するものである。本発明で使用するＣｏ基非晶質合金薄板は、結晶粒界は無く、全くの非晶質の金属組織を有する。前記Ｃｏ基非晶質合金基材の保磁力（Ｈc）が０．００１Ｏe以下、磁歪が１０のマイナス６乗以下、直流最大透磁率を１０，０００以上とすることにより磁気シールド特性の優れた編成磁気シールド部材を得る。
【００３１】
本発明の磁気シールドルームの壁には、貫通口又は通気口等を設け、外部からの空気を取り入れたり、電子機器用のケーブル類を通すことができる。貫通口としては、本発明に使用する磁気シールド部材を丸めて形成した管を挿入することで形成できる。このようにすれば、磁気シールド率を劣化させずに、空気の取り入れができるし、ケーブル類を通すことができる。
【００３２】
従来技術で使用されてきたパーマロイの代わりに、Ｃｏ基非晶質合金を用いた磁気シールド部材は、重畳構造にもよるが、一般には、厚さ８０μｍ〜３００μｍの高透磁率の積層板となる。この磁気シールド積層板は、パーマロイに比較してはるかに軽量であり、磁気シールド率も高く、また、外力が加わっても磁気特性や機械的強度の劣化は無い。磁気シールド装置の移動や地震等に遭遇しても、大丈夫である。折り曲げ、切り取り加工も容易であり、壁紙を扱うように取り扱うこともできる。
【００３３】
従来技術では、壁構造体の主要な部材としてパーマロイ板を用いて、磁気シールド空間を画定していたが、本発明では、磁気シールド装置の骨組部材としてアルミニュウム等の軽金属材を使用し、磁気シールド空間の凡そを画定した後に、本発明の磁気シールド部材を使用すれば、磁気シールドルームを簡便に構築することができる。
Ｃｏ基非晶質合金リボンを多層したものになっているので、厚さ１ｍｍ程度のパーマロイと同等な磁気シールド率を実現ができる。重ねるＣｏ基非晶質合金リボンの枚数は１０以上が好ましいが、更に好ましくは、積層数が２０層〜５０層である多層構造としたものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
従来技術のパーマロイを磁気シールド板とする磁気シールドルームは、重量が大きく、組み立て、移動に困難があるが、本発明を利用した磁気シールドルームは軽量であり、病院内の設置場所の変更に対応できる。また、外力に対して、磁気特性面でも機械的強度の面でも強く、その製作工法も簡便なものとすることができる。内部に設置する機器と外部を結ぶ貫通孔の設置、或いは扉の設置も、切断しやすい材料であるので、容易である。ボルト、着剤材等による装置の組み立ても簡単であるので、産業上の利用性は高い。本発明の磁気シールド装置は軽量なので、床強度もさほど必要は無いので、その構造や材質の選択をする任意性が拡大する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の磁気シールドルーム用部材例の正面図。
【図２】図１に示した磁気シールドルーム用部材に用いる磁気シールド部材の斜視図。
【図３】本発明による編成磁気シールド部材の正面図。
【符号の説明】
【００３６】
１…磁気シールドルーム用部材、２…磁気シールド部材、３…リボン形状のＣｏ基アモルファス合金基材、４…編成磁気シールド部材、６…周縁部固定材。
【図１】
2007103405.tif 000003
【図２】
2007103405.tif 000004
【図３】
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