共鳴音低減構造を有する磁気シールドルーム
【課題】これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、空調ダクトから発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減することにより、従来より一桁〜二桁ノイズレベルの低い磁気ノイズの極微弱磁気ノイズ空間を得ることが可能な、共鳴音低減構造を有する磁気シールドシステムを提供すること。
【解決手段】空調機２０に対して軟質非磁性体にて形成された空調ダクト３０を介して接続された磁気シールドルーム１０であって、空調機２０の振動に共鳴した空調ダクト３０から発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減するための共鳴型消音器であって、非磁性体にて形成されたサイドブランチ４０を、当該空調ダクト３０に設けた。
【解決手段】空調機２０に対して軟質非磁性体にて形成された空調ダクト３０を介して接続された磁気シールドルーム１０であって、空調機２０の振動に共鳴した空調ダクト３０から発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減するための共鳴型消音器であって、非磁性体にて形成されたサイドブランチ４０を、当該空調ダクト３０に設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気を低減するための磁気シールドルームであって、特に、共鳴音低減構造を有する磁気シールドルームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＣＧ（Ｍａｇｎｅｔｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ、心磁界）やＭＥＧ（Ｍａｇｎｅｔｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐｙ、脳磁界）等の生体からの極微弱磁界を計測するために、磁気ノイズ（環境磁気ノイズ）を遮蔽するための磁気シールドルームを構築することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、この磁気シールドルームにおける床からの機械的な微振動に起因する磁気ノイズを低減するために、この微振動を除去するアクティブ除振装置等の各種の除振装置を基礎として使用した、除振型の磁気シールドルームも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
この除振型の磁気シールドルームは、通常、空調機における遠心送風機等の回転体に起因する磁気ノイズや振動の影響を避けるために、空調機から離れた位置に配置されると共に、空調機に対しては長い空調ダクトを介して接続されており、空調機で空調された空気がこの空調ダクトを介して磁気シールドルームに供給される。また、この空調ダクトは、当該空調ダクトが微振動した場合であっても磁気ノイズを生じさせないように、非磁性体であるグラスウールによって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６００２７号公報
【特許文献２】特開平７−２９４６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、除振型の磁気シールドルームにおいては各種の振動対策が施されているが、本願発明者は、磁気シールドルームが空調された時に、３０Ｈｚ以下の微弱な磁気ノイズが生じていることを見出した。そこで、空調機の運転状態を調査したところ、空調機における送風機の旋回失速、吸込み状態の不均一、あるいはサージングなどの現象が、当該微弱な磁気ノイズの発生原因である可能性は小さいと推測された。そこで、本願発明者は、微弱な磁気ノイズの発生原因を見出すための実験を行った。以下、この実験について説明する。最初に、複数の測定項目の測定状況や測定方法をそれぞれ説明し、次いで、これら複数の測定状況の下で測定された測定結果をまとめて説明する。
【０００６】
（磁気ノイズ、振動、音圧の周波数特性の測定状況や測定方法）
最初に、磁気ノイズ、振動、及び音圧の周波数特性の測定状況や測定方法を説明する。図１４は、従来の除振型の磁気シールドルームにおける磁気ノイズの測定状況を示す縦断面図である。この除振型の磁気シールドルーム１００は、幅３、３４６ｍｍ×奥行き４、３４６ｍｍ×高さ２、８００ｍｍであり、天井１０１、床１０２、及び側壁１０３が、パーマロイ（厚み＝３ｍｍ）、アルミ（厚み＝９ｍｍ）、パーマロイ（厚み＝２ｍｍ）を積層して形成されている。この側壁１０３には、相互に対面する２箇所に換気口１０４が形成されており、各換気口１０４には円筒形で１５０ｍｍφのグラスウール製の空調ダクト２００が接続され、この空調ダクト２００から空調空気が供給される。
【０００７】
ここでは、空調ＯＮの場合と空調ＯＦＦの場合について、除振型の磁気シールドルーム１００の内部及び外部における図示の測定点において、ｘ、ｙ、ｚ方向の磁気ノイズＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚ、振動、室外音圧Ｓｏｕｔ、室内音圧Ｓｉｎ、ダクト内音圧Ｓｄを同時に測定し、各々のパワースペクトル及び相互のコヒーレンスを評価した。磁気ノイズは、１４８チャネルマグネトメータ型のＳＱＵＩＤ（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ、超電導量子干渉素子）磁束計で測定した。振動は、通常の加速度計が磁気ノイズを発生させてしまい、ＳＱＵＩＤ磁束計による磁気ノイズに測定に影響を与えてしまうため、内壁の振動と天井１０１の振動Ｌｗｘ、Ｌｗｙ、Ｌｒｚは、レーザー振動計（ＰＰＶ１００）を用いて測定した。音圧は、精密騒音計（ＮＡ−１７、リオン株式会社製）を用いて測定した。
【０００８】
（空調ダクトの内部の音圧分布の測定状況や測定方法）
次に、空調ダクト２００の内部の音圧分布の測定状況の測定状況や測定方法を説明する。図１５には、空調メインダクト２０１の内部における音圧分布の測定点ａ〜ｊを示し、図１６には、空調ブランチダクト２０２の内部における音圧分布の測定点ｋ〜ｎを示す。この空調ダクト２００は、空調機３００から磁気シールドルーム１００の近傍に至る空調メインダクト２０１と、この空調メインダクト２０１の終端近傍から分岐して除振型の磁気シールドルーム１００に至る空調ブランチダクト２０２を備えており、ダクト内音圧Ｓｄに関しては、この空調メインダクト２０１と空調ブランチダクト２０２の各々の複数の測定点ａ〜ｎで測定した。
【０００９】
空調メインダクト２０１は、長さ約４６、５００ｍｍ×直径約４５０ｍｍの円筒形ダクトであり、測定点ａ〜ｊを５、４００ｍｍ間隔（ただし、測定点ｂ−ｃは３、２００ｍｍ間隔）で設けた。空調ブランチダクト２０２は、円筒形の第１から第４の空調ブランチダクト２０３〜２０６を図１６のように接続して構成されており、第１空調ブランチダクト２０３は長さ約１１、０００ｍｍ×直径約１５０ｍｍ、第２空調ブランチダクト２０４は長さ約４、５００ｍｍ×直径約２５０ｍｍ、第３空調ブランチダクト２０５は長さ約３、０００ｍｍ×直径約１５０ｍｍ、第４空調ブランチダクト２０６は長さ約３、０００ｍｍ×直径約１５０ｍｍである。これら空調ダクト２００の全長（ここでは、空調メインダクト２０１及び第１〜第３空調ブランチダクト２０３〜２０５の長さの合計）は約６７、０００ｍｍとなる。なお、精密騒音計（低周波音圧計）は、風雑音の影響を受けないように配置し、各測定点ａ〜ｎでの音圧出力をＦＦＴアナライザにより周波数解析し、各周波数帯での音圧を読み取った。
【００１０】
（空調ダクトの内部の音圧の解析状況や解析方法）
次に、空調ダクト２００の内部の音圧の解析状況や解析方法を説明する。ここでは、空調ダクト２００を音響管の各音響要素に置き換え、伝達マトリックス法を用いて当該空調ダクト２００の内部の音圧の解析を行った。この解析に用いた空調メインダクト２０１と空調ブランチダクト２０２の四端子行列を図１７に示す。ここでは、空調機３００に内蔵された遠心送風機の特徴から音源の内部インピーダンスは小さいと想定されるため、音源は一定の振動速度ｖで駆動されるのではなく、音源の音圧が一定となる定音圧音源を仮定した。また、磁気シールドルーム１００に接続される第３空調ブランチダクト２０５と第４空調ブランチダクト２０６の端部は開放端とした。ここで、ｋ［１／ｍ］は波数（＝２πｆ／ｃ）、ｆ［Ｈｚ］は周波数、ｃ［ｍ／ｓ］は音速（＝３４０［ｍ／ｓ］）、ρ［ｋｇ／ｍ３］は空気密度、Ｌ［ｍ］は空調ダクト２００の長さ、ρｃは空気の特性インピーダンス、ρｃ／Ｓは断面積Ｓ［ｍ２］の管の特性インピーダンス、Ｚｂは空調ブランチダクト２０２の駆動点インピーダンスである。
【００１１】
（磁気ノイズ、振動、音圧の周波数特性の測定状況や測定方法）
次いで、上述の複数の測定状況の下で測定された測定結果を説明する。最初に、磁気ノイズ、振動、及び音圧の周波数特性の測定結果を説明する。図１８（ａ）には、図１４のｘ方向の磁気ノイズＢｘの測定結果、図１８（ｂ）には、図１４の磁気シールドルーム１００の内壁のｙ方向の振動速度Ｌｗｙの測定結果、図１８（ｃ）には、室外音圧Ｓｏｕｔ、室内音圧Ｓｉｎ、及びダクト内音圧Ｓｄの測定結果を、それぞれ示す。これら図１８（ａ）〜（ｃ）において、横軸は周波数（Ｈｚ）である。また、図１８（ａ）の縦軸は磁気ノイズのレベル（ｆＴ／Ｈｚ１／２）、図１８（ｂ）の縦軸は振動速度（（ｍｍ／ｓｅｃ）／Ｈｚ１／２）、図１８（ｃ）の縦軸は音圧（ｄＢ／Ｈｚ１／２）である。
【００１２】
これら図１８（ａ）〜（ｃ）に示す測定結果から、以下のことが判った。すなわち、空調機ＯＮの場合の磁気ノイズＢｘと振動速度Ｌｗｙは、いずれも２０Ｈｚ以下である。また、磁気ノイズＢｘに関しては、空調機ＯＦＦでは１０ｆＴ／Ｈｚ１／２であるが、空調機ＯＮでは２００ｆＴ／Ｈｚ１／２であり、一桁以上大きくなっている。室内音圧Ｓｉｎとダクト内音圧Ｓｄは、全周波数帯で、空調機ＯＦＦの場合より空調機ＯＮの場合の方が大きくなっており、室内音圧Ｓｉｎは、ダクト内音圧Ｓｄと似通った周波数特性になっている。また、室内音圧Ｓｉｎが室外音圧Ｓｏｕｔに比べて２〜７Ｈｚと１０Ｈｚで大きくなっている理由は、空調ダクト２００により磁気シールドルーム１００に直接的に超低周波音が供給されているためと考えられる。また、磁気ノイズＢｘと振動速度Ｌｗｙでは、２〜６Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１３Ｈｚ、１８Ｈｚで、室内音圧Ｓｉｎと振動速度Ｌｗｙでは２．５Ｈｚ、４〜６Ｈｚ、８Ｈｚ、１３Ｈｚで、ダクト内音圧Ｓｄと室内音圧Ｓｉｎでは２．５Ｈｚ、５〜６Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１３Ｈｚで、それぞれ高い相関が認められた。以上から、空調ダクト２００のゆらぎによる低周波音に起因する磁気シールドルーム１００の内部に伝搬した超低周波音が、磁気シールドルーム１００の内壁を垂直方向（壁の面外方向）に振動させ、２．５Ｈｚ、５Ｈｚ、８Ｈｚ、１３Ｈｚで磁気ノイズが生じていることが判った。
【００１３】
（空調ダクトの内部の音圧分布の測定結果と解析結果）
次いで、空調ダクト２００の内部の音圧分布の測定結果と解析結果について説明する。図１９（ａ）には、図１５の測定点ｅにおける音圧の周波数特性の測定結果、図１９（ｂ）には、図１５の測定点ｈにおける音圧の周波数特性の測定結果を、それぞれ示す。これら図１９（ａ）（ｂ）において、横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は音圧（ｄＢ）である。これら両方の測定点ｅ、ｈにおいては、２．５Ｈｚと８．４Ｈｚにピークが認められ、測定点ｅにおいては、さらに４．２Ｈｚにピークが認められた。
【００１４】
図２０（ａ）には、実測で認められたピーク２．５Ｈｚの成分についての測定点ａ〜ｎにおける音圧分布の測定結果と、伝達マトリックス法を用いて求めた音圧分布であって、空調ダクト２００の全長（空調機からの距離ｘ＝０〜６７ｍ）に渡る音圧分布の計算結果（解析値）とを示す。また、図２０（ｂ）には、実測で認められたピーク１３Ｈｚの成分についての測定点ａ〜ｎにおける音圧分布の測定結果と、伝達マトリックス法を用いて求めた音圧の音圧分布であって、空調ダクト２００の全長（空調機からの距離ｘ＝０〜６７ｍ）に渡る音圧分布の計算結果（解析値）とを示す。これら図２０（ａ）（ｂ）において、横軸は空調機３００からの距離ｘ（ｍ）、縦軸は音圧（ｄＢ）である。ここでは、音源の音圧は２．５Ｈｚでは０．２５ｐａ、１３Ｈｚでは０．０２５Ｐａとし、空調機３００からの距離ｘ＝０ｍから０．１ｍ間隔で音圧分布を求めた。なお、計算ではピーク成分がそれぞれ２Ｈｚ、１２．２５Ｈｚであったため、その成分を用いた。図２０（ａ）から判るように、測定結果と解析結果は相互に良く一致しており、空調ダクト２００で発生した現象が、音響管の場合と同様の音響現象であることが確認できた。また、図２０（ｂ）から判るように、測定と解析の傾向は相互に似通っており、１３Ｈｚでも２．５Ｈｚと同様の現象が確認できた。
【００１５】
（空調ダクトの内部の音圧の周波数特性の解析結果）
次いで、図２１には、伝達マトリックス法で図１７の四端子行列を用いて求めた、測定点ｅにおける音圧の周波数特性の解析結果を示す。この図２１では、２．０Ｈｚ、５．２５Ｈｚ、８．７５Ｈｚ、１２．２５Ｈｚでピークが認められた。図１９（ａ）に示した測定点ｅの測定結果でも２．５Ｈｚ、４．２Ｈｚ、８．４Ｈｚ、１３Ｈｚにピークがあり、図２１のピークとほぼ似通った周波数帯にピーク値が存在することが判った。この解析結果の周波数特性の類似性と音圧分布の類似性から、ダクト系の共鳴現象が２．５Ｈｚ、８．４Ｈｚ、１３Ｈｚで発生していることが確認できた。以上から、伝達マトリックス法を用いて空調ダクト２００の内部の音圧を解析して実測値と比較した結果、超低周波数域の共鳴現象が空調ダクト２００の内部で発生していることが確認された。
【００１６】
（測定結果及び解析結果の考察）
これまでに説明した測定結果及び解析結果から、本願発明者により、以下のことが見出された。空調機ＯＮと空調機ＯＦＦの両方の状態において、空調ダクト２００の内部および磁気シールドルーム１００の内部の音圧と、磁気ノイズ、内壁の振動の周波数特性を測定した結果、空調ダクト２００から磁気シールドルーム１００の内部に伝搬した超低周波音が、磁気シールドルーム１００の内壁を垂直方向に振動させることにより、２．５Ｈｚ、５Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１３Ｈｚで磁気ノイズが生じていることが見出された。さらに、２．５Ｈｚ、１３Ｈｚの空調ダクト２００の内部の音圧分布の測定結果は、伝達マトリックス法を用いた空調ダクト２００の内部の音圧解析結果とよく一致し、グラスウール製の空調ダクト２００の内部でも超低周波の共鳴現象が生じていることが見出された。また、測定と一致した解析のピーク値の周波数帯は、空調ダクト２００の低周波音による磁気シールドルーム１００の内壁の振動に起因すると考えられた磁気ノイズ（２．５Ｈｚ、５Ｈｚ、８Ｈｚ、１３Ｈｚ）と概ね同じ周波数帯であり、グラスウール製の空調ダクト２００のダクト共鳴が、磁気シールドルーム１００の微弱磁気ノイズの要因であることが見出された。
【００１７】
このように空調ダクト２００のダクト共鳴が、磁気シールドルーム１００の微弱磁気ノイズの要因になることは、極めて予想外の事実であった。すなわち、これまでは、除振型の磁気シールドルーム１００に適用される空調ダクト２００としては、微振動による磁気ノイズが発生しない非磁性体のグラスウール製の空調ダクト２００が使用されており、このようなグラスウール製の空調ダクト２００はその軟質性のため、金属製ダクトのような共鳴現象を生じさせないものと考えられており、空気ゆらぎや音圧の要因としては一切考慮されていなかった。特に、今回の空気ゆらぎのように、非可聴周波数帯の２０Ｈｚ以下の超低周波音におけるグラスウール製の空調ダクト２００の共鳴現象について、これまでに存在が確認された事例はなく、従って、その対策についても検討された事例はなかった。
【００１８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、空調ダクトから発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減することにより、従来より高い磁気ノイズの遮蔽効果を得ることが可能な、共鳴音低減構造を有する磁気シールドシステム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】
【００１９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、空調設備に対して軟質非磁性体にて形成された空調ダクトを介して接続された磁気シールドルームであって、前記空調設備の振動に共鳴した前記空調ダクトから発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減するための共鳴型消音器であって、非磁性体にて形成された共鳴型消音器を、当該空調ダクトに設けたものである。
【００２０】
また、請求項２に係る本発明は、請求項１に係る本発明において、前記空調ダクトは、グラスウールにて形成されたグラスウールダクトである。
【００２１】
また、請求項３に係る本発明は、請求項１又は２に係る本発明において、前記共鳴型消音器は、グラスウールにて形成されたサイドブランチである。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係る本発明によれば、非磁性体にて形成された共鳴型消音器を空調ダクトに設けたことにより、これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、空調ダクトから発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減することができ、従来より磁気ノイズの低い極低磁気ノイズ空間を実現することができ、より微弱な脳磁界信号を計測することが可能になる。
【００２３】
また、請求項２に係る本発明によれば、空調ダクトは、グラスウールにて形成されたグラスウールダクトであるため、これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、グラスウールにて形成された空調ダクトの共鳴により生じる共鳴音を低減することができる。
【００２４】
また、請求項３に係る本発明によれば、共鳴型消音器を、グラスウールにて形成されたサイドブランチとしたので、共鳴型消音器を、空調ダクトと同一の安価な材料にて簡易に形成することが可能になる。特に、グラスウールは比較的加工が容易であることから、現場で、サイドブランチ内の音圧を測定し、音圧が最も高い長さ（サイドブランチが最も共鳴して振動を吸収できる長さ）にサイドブランチを切断することで、サイドブランチの長さを容易に最適な長さに調整することができる。従って、状況に応じて異なり得る様々な共鳴音を効果的に低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る共鳴音低減構造を有する磁気シールドルームが設置された建屋の要部平面図である。
【図２】図１の空調ダクト周辺の要部縦断面図である。
【図３】空調ダクト及びサイドブランチを中心とする要部斜視図である。
【図４】サイドブランチを中心とする要部斜視図である。
【図５】サイドブランチ及び空調ブランチダクトを中心とする要部斜視図である。
【図６】音圧の周波数特性の測定結果を示す図であり、（ａ）は測定点ｆにおける測定結果、（ｂ）は測定点ｇにおける測定結果、（ｃ）は測定点ｎにおける測定結果を示す図である。
【図７】空調ダクトの音圧分布の測定結果を示す図である。
【図８】磁気シールドルームの室内音圧の測定結果を示す図である。
【図９】磁気シールドルームの内壁の振動速度の測定結果を示す図であり、（ａ）はｘ方向の振動速度Ｌｗｘの測定結果、（ｂ）はｙ方向の振動速度Ｌｗｙの測定結果を示す図である。
【図１０】磁気シールドルームの磁気ノイズの測定結果を示す図であり、（ａ）はｘ方向の磁気ノイズＢｘの測定結果、（ｂ）はｙ方向の磁気ノイズＢｙの測定結果、（ｃ）はｚ方向の磁気ノイズＢｚの測定結果を示す図である。
【図１１】２．３Ｈｚ用のサイドブランチを設けていない状態と設けた状態での空調ダクトの音圧分布の測定結果と、サイドブランチの音圧分布の測定結果とを示す図である。
【図１２】２．５Ｈｚ用のサイドブランチを設けていない状態と設けた状態での空調ダクトの音圧分布の測定結果を示す図である。
【図１３】複数のサイドブランチを取り付けた例を示す図である。
【図１４】従来の除振型の磁気シールドルームにおける磁気ノイズの測定状況を示す縦断面図である。
【図１５】空調メインダクトの内部における音圧分布の測定点を示す図である。
【図１６】空調ブランチダクトの内部における音圧分布の測定点を示す図である。
【図１７】解析に用いた空調メインダクトと空調ブランチダクトの四端子行列を示す図である。
【図１８】磁気シールドルームの測定結果を示す図であり、（ａ）はｘ方向の磁気ノイズＢｘの測定結果、（ｂ）は内壁のｙ方向の振動速度Ｌｗｙの測定結果、（ｃ）は室外音圧Ｓｏｕｔ、室内音圧Ｓｉｎ、及びダクト内音圧Ｓｄの測定結果を示す図である。
【図１９】音圧の周波数特性の測定結果を示す図であり、（ａ）は測定点ｅにおける測定結果、（ｂ）は測定点ｈにおける測定結果を示す図である。
【図２０】実測された音圧分布の測定結果と、伝達マトリックス法を用いて求めた音圧分布とを示す図であり、（ａ）はピーク２．５Ｈｚの成分についての音圧分布、（ｂ）はピーク１３Ｈｚの成分についての音圧分布を示す図である。
【図２１】伝達マトリックス法で求めた音圧の周波数特性の解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る共鳴音低減構造を有する磁気シールドルームの実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕本実施の形態の基本的概念を説明した後、〔II〕本実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、本実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２７】
〔I〕本実施の形態の基本的概念
まず本実施の形態の基本的概念について説明する。本実施の形態に係る共鳴音低減構造を有する磁気シールドルームは、上述した極微弱磁界を計測することを含む様々な目的に利用可能なものであり、例えば、宇宙空間の如き特殊な空間の磁場を再現するための磁気シールドルームや、電子ビーム描画装置や走査電子顕微鏡等を設置するための磁気シールドルームとして利用可能である。
【００２８】
この磁気シールドルームは、空調設備に対して、軟質非磁性体にて形成された空調ダクトを介して接続されている。以下では、これら磁気シールドルーム、空調設備、及び空調ダクトについては、特記する構造を除いて、上記従来の除振型の磁気シールドルームと同様の構造及び材質で構成されているものとする。
【００２９】
〔II〕本実施の形態の具体的内容
次に、本実施の形態の具体的内容について説明する。図１は、実施の形態に係る共鳴音低減構造を有する磁気シールドルームが設置された建屋の要部平面図、図２は、図１の空調ダクト周辺の要部縦断面図、図３は、空調ダクト３０及びサイドブランチ４０を中心とする要部斜視図、図４は、サイドブランチ４０を中心とする要部斜視図、図５は、サイドブランチ４０及び空調ブランチダクト３２を中心とする要部斜視図である。以下、図１、２のＸ方向の距離を「長さ」、Ｙ方向の距離を「奥行き」、Ｚ方向の距離を「高さ」と称する。また、図１４〜１６に示す従来の構成のうち、本実施の形態の各部に対応する構成については、本実施の形態の各部の符号を図１４〜１６に括弧内に示す。また、図１４〜１６の測定点ａ〜ｎを、図３〜５にも示す。
【００３０】
図１、２に示すように、建屋１の内部には、磁気シールドルーム１０、空調機２０、空調ダクト３０、及びサイドブランチ４０が設けられている。
【００３１】
建屋１は、磁気シールドルーム１０と、この磁気シールドルーム１０に磁気ノイズを与える可能性がある共鳴音を低減するための共鳴音低減構造を備える共鳴音低減構造を有する磁気シールド用建屋である。
【００３２】
磁気シールドルーム１０は、除振型の磁気シールドルームであり、アクティブ除振装置等の各種の除振装置を基礎とし、この基礎の上に、磁気シールド体によって、天井、床、及び側壁を構築することによって、構成されている。磁気シールド体は、例えば、複数の磁性角筒体をフレームを介して相互に間隔を空けるように支持して構成されている（これら磁性角筒体やフレームの図示は省略する）。磁性角筒体は、磁性材料により形成されている。この磁性材料の具体的種類は任意であるが、例えば珪素鋼板（方向性珪素鋼板、無方向性珪素鋼板）、パーマロイ、電磁鋼板、あるいは、アモルファス板を用いることができる。
【００３３】
空調機２０は、空気調和を行った空気を供給する空調設備であり、例えば、ヒートポンプや送風機の如き各種の空調機器を含んで構成されている。この空調機２０は、当該空調機２０からの発せられる磁気ノイズや振動が磁気シールドルーム１０に及ぶことを回避するため、当該磁気シールドルーム１０から離れた位置（例えば、約４６、５００ｍｍだけ離れた位置）に配置されている。
【００３４】
図１〜５に示すように、空調ダクト３０は、空調機２０から供給された空気を磁気シールドルーム１０に導入するための通気路である。この空調ダクト３０は、円筒形状や角筒形状を含む各種の形状の中空筒体であり、全体として同一の径にて構成され、あるいは、従来と同様に、異なる径の複数のダクトを相互に接続して構成される。ここで、軟質非磁性体とは、空調設備の振動に共鳴することによって非可聴周波数帯（人間の非可聴周波数帯であり、具体的には２０Ｈｚ以下。以下同じ）の共鳴音を生じさせ得る程度の軟質性を有し、かつ、振動しても磁気ノイズを生じさせない磁性体であることを意味しており、例えば、段ボール、塩化ビニール等の軟質樹脂、グラスウール、あるいはロックウールを挙げることができる。以下では、空調ダクト３０は、上述した従来の空調ダクトと同様に、グラスウール製のグラスウールダクトとして構成されており、空調メインダクト３１と、空調ブランチダクト３２を備えており、空調ブランチダクト３２は、図５に示すように、第１〜第４空調ブランチダクト３３〜３６を接続して構成されている。
【００３５】
サイドブランチ４０は、空調機２０の振動に共鳴した空調ダクト３０から発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減するための共鳴型消音器であり、磁気シールドルーム１０に磁気ノイズを与える可能性がある共鳴音を低減するための共鳴音低減構造である。このサイドブランチ４０は、空調ダクト３０の側方に接続された中空筒状体として構成されるもので、特に、本実施の形態においては、図３〜５に示すように、第１から第５サイドブランチ４１〜４５を順次接続して構成されている。
【００３６】
具体的には、第１サイドブランチ４１は、空調メインダクト３１の側方に接続されており、第２サイドブランチ４２は、第１サイドブランチ４１の端部に接続されており、以降、第３サイドブランチ４３は第２サイドブランチ４２の端部、第４サイドブランチ４４は第３サイドブランチ４３の端部、第５サイドブランチ４５は第４サイドブランチ４４の端部に、それぞれ接続されている。これら第１から第５サイドブランチ４１〜４５のうち、第２サイドブランチ４２は鉛直方向に沿って配置されており、他の第１サイドブランチ４１と、第３から第５サイドブランチ４３〜４５とは、水平方向に沿って配置されている。また、第１サイドブランチ４１、第２サイドブランチ４２、及び第４サイドブランチ４４は、空調メインダクト３１に対して直交する方向に沿って配置されており、第３サイドブランチ４３及び第５サイドブランチ４５は、空調メインダクト３１に対して平行に配置されている。これら第１から第５サイドブランチ４１〜４５は、相互に同一の径及び断面形状を有し、各々の両端部のうち、第５サイドブランチ４５の終端部（第４サイドブランチ４４から遠い方の端部）のみが閉鎖状とされ、他の端部は開口状とされている。
【００３７】
このように構成されたサイドブランチ４０は、１／４波長干渉型の消音器として機能し、空調ダクト３０の内部からサイドブランチ４０の内部に至った音のうち、当該サイドブランチ４０の長さに応じて共鳴する特定の周波数の音が終端部（第５サイドブランチ４５の閉鎖状の端部）で反射して空調ダクト３０に戻り、空調ダクト３０の内部の音と逆位相で合成されることで、空調ダクト３０の内部の音が低減される。従って、サイドブランチ４０の全長を、空調ダクト３０から発せられる共鳴音の非可聴周波数に合致する長さとすることで、当該共鳴音を低減することが可能になる。具体的には、共鳴音の非可聴周波数が２．５Ｈｚである場合、サイドブランチ４０の全長は、２．５Ｈｚの１／４波長の長さである３４ｍとなる（（３４０ｍ／ｓ）／（２．５Ｈｚ）／４＝３４ｍ）。
【００３８】
ただし、空調ダクト３０から発せられる共鳴音の非可聴周波数は、予め正確に算定できない場合もあるため、施工現場において調整してもよい。例えば、後述するように、このサイドブランチ４０をグラスウール等で形成した場合、グラスウールは比較的加工が容易であることから、現場で、サイドブランチ４０内の音圧を測定し、音圧が最も高い長さ（サイドブランチ４０が最も共鳴して振動を吸収できる長さ）にサイドブランチ４０を切断することで、サイドブランチ４０の長さを容易に最適な長さに調整してもよい。
【００３９】
また、サイドブランチ４０は、空調ダクト３０の共鳴音が最大になる位置（ピーク）に接続されることが好ましく、共鳴音の波の腹部に対応する位置に取り付けることが好ましい。例えば、共鳴音の非可聴周波数が２．５Ｈｚである場合、空調ダクト３０の空調機２０側の端部から、２．５Ｈｚの１／４波長の長さである約３０ｍの位置に（図４においては、ほぼ腹の位置に対応する測定点ｆから４０００ｍｍの位置に）、サイドブランチ４０を取り付ける。なお、サイドブランチ４０の径は、共鳴音を低減できる限りにおいて任意であるが、ここでは、空調メインダクト３１の径が約４５０ｍｍであるのに対して、サイドブランチ４０の径を約３００ｍｍとしている。すなわち、サイドブランチの径は、メインダクトの径（４５０ｍｍφ）と同じ径であれば、低減できる周波数帯幅が最大になるが、３５０ｍｍφ、３００ｍｍφ、あるいは２５０ｍｍφであっても対象とする周波数帯の音圧を低減できる。
【００４０】
このサイドブランチ４０は、非磁性体にて形成されている。このようにサイドブランチ４０を非磁性体で形成するのは、サイドブランチ４０が空調ダクト３０からの振動により微振動した場合であっても磁気ノイズを発生させないためである。この非磁性体としては、空調ダクト３０を構成する軟質磁性体と同様の材料を使用することができ、例えば、段ボール、塩化ビニール等の軟質樹脂、グラスウール、あるいはロックウールを使用することができる。
【００４１】
（本実施の形態の効果）
このように本実施の形態によれば、非磁性体にて形成された共鳴型消音器としてのサイドブランチ４０を空調ダクト３０に設けたことにより、これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、空調ダクト３０から発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減することができ、従来より一桁〜二桁ノイズレベルの低い低磁気ノイズの空間（極微弱磁気ノイズ空間）を実現する（例えば本実施の形態では２００ｆＴ／Ｈｚ１／２から１０ｆＴ／Ｈｚ１／２）ことができ、より微弱な脳磁界信号を計測することが可能になる。
【００４２】
また、空調ダクト３０は、グラスウールにて形成されたグラスウールダクトであるため、これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、グラスウールにて形成された空調ダクト３０の共鳴により生じる共鳴音を低減することができる。
【００４３】
また、共鳴型消音器を、グラスウールにて形成されたサイドブランチ４０としたので、共鳴型消音器を、空調ダクト３０と同一の安価な材料にて簡易に形成することが可能になる。特に、グラスウールは比較的加工が容易であることから、現場で、サイドブランチ４０内の音圧を測定し、音圧が最も高い長さ（サイドブランチ４０が最も共鳴して振動を吸収できる長さ）にサイドブランチ４０を切断することで、サイドブランチ４０の長さを容易に最適な長さに調整することができる。従って、状況に応じて異なり得る様々な共鳴音を効果的に低減することが可能になる。
【００４４】
〔実施例〕
次に、本発明の実施例（実験結果）について説明する。ここでは、空調ダクト３０の内部の音圧の測定結果と、磁気シールドルーム１０の内部の音圧等の測定結果について、それぞれ説明する。なお、特記する場合を除いて、実験状況や実験装置は、上記従来の磁気シールドルームに対する実験と同様であるものとする。
【００４５】
（空調ダクトの内部の音圧の測定結果）
最初に、空調ダクト３０の内部の音圧の測定結果について説明する。まず、図３〜５に示す測定点ａ〜ｎの位置（図１５、１６の測定点ａ〜ｎと同じ位置）において、サイドブランチ４０がない場合とある場合での音圧の周波数特性を測定し、２．５Ｈｚ（２．３Ｈｚ）での空調ダクト３０の音圧分布を求め、サイドブランチ４０の効果を確認した。
【００４６】
図６（ａ）には、測定点ｆ（サイドブランチ４０の接続直前の点）における音圧の周波数特性の測定結果、図６（ｂ）には、測定点ｇ（サイドブランチ４０の接続直後の点）における音圧の周波数特性の測定結果、図６（ｃ）には、測定点ｎ（磁気シールドルーム１０の接続前の点）における音圧の周波数特性の測定結果を、それぞれ示す。これら図６（ａ）〜（ｃ）において、横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は音圧（ｄＢ）である。これら図６（ａ）〜（ｃ）から判るように、測定点ｆ、ｇ、ｎのいずれにおいても、２〜３Ｈｚの周波数帯で、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、音圧が１０〜２０ｄＢ低減している。
【００４７】
図７には、空調ダクト３０の音圧分布の測定結果を示す。この図７において、横軸は空調機２０からの距離（ｍ）であり、縦軸は音圧（ｄＢ）である。ここでは、サイドブランチ４０がない場合とある場合での音圧分布を示しているが、サイドブランチ４０がある場合としては、２．５Ｈｚ（長さ＝２８ｍ）と、２．３Ｈｚの（長さ＝２８ｍ）での計測結果を示す。このように２．３Ｈｚ用のサイドブランチ４０についても実験を行ったのは、図６（ａ）〜（ｃ）の測定結果において、２．３Ｈｚのピークも大きかったためである。この図７から判るように、３つの場合の音圧分布は、空調機２０の直近の測定点（測定点ａ）から互いに異なっており、特に、サイドブランチ４０の接続点の以遠（測定点ｇ以遠）では、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、音圧が１０〜２０ｄＢ低減している。なお、実際には、サイドブランチ４０の長さは、端部の蓋の剛性に依存する。すなわち、端部の蓋が剛の場合は原則通り３４ｍであるが、音圧が最大になり粒子速度が端部で最小になるため、端部の蓋が剛でない場合原則より短くなり、今回は蓋をグラスウールとしたので２８ｍとなった。
【００４８】
（磁気シールドルームの内部の音圧等の測定結果）
次に、磁気シールドルーム１０の内部の音圧等の測定結果について説明する。上記測定点ａ〜ｎにおいて、磁気シールドルーム１０の室内音圧Ｓｉｎ、内壁のｘ方向の振動速度Ｌｗｘとｙ方向の振動速度Ｌｗｙ、ｘ、ｙ、ｚ方向の磁気ノイズＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚを、サイドブランチ４０がない場合とある場合とで比較した。
【００４９】
図８には、磁気シールドルーム１０の室内音圧の測定結果を示す。縦軸は音圧（ｄＢ）、横軸は周波数（Ｈｚ）である。この図８から判るように、１〜３Ｈｚの周波数帯で、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、音圧が１０ｄＢ程度低減している。
【００５０】
図９（ａ）には、内壁のｘ方向の振動速度Ｌｗｘの測定結果、図９（ｂ）には、内壁のｙ方向の振動速度Ｌｗｙの測定結果をそれぞれ示す。縦軸は振動速度（ｍｍ／ｓｅｃ）／Ｈｚ１／２）、横軸は周波数（Ｈｚ）である。この図９（ａ）から判るように、２〜７Ｈｚの周波数帯で、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、内壁のｘ方向の振動速度Ｌｗｘは、約１／２〜１／３（１０ｄＢ）に低減している。また、図９（ｂ）から判るように、１〜１０Ｈｚの周波数帯で、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、内壁のｙ方向の振動速度Ｌｗｙは、約１／３（１０ｄＢ）に低減している。
【００５１】
図１０（ａ）には、ｘ方向の磁気ノイズＢｘの測定結果、図１０（ｂ）には、ｙ方向の磁気ノイズＢｙの測定結果、図１０（ｃ）には、ｚ方向の磁気ノイズＢｚの測定結果をそれぞれ示す。縦軸は磁気ノイズのレベル（ｆＴ／Ｈｚ１／２）、横軸は周波数（Ｈｚ）である。これら図１０（ａ）〜（ｃ）から判るように、特に２〜３Ｈｚの周波数帯で、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、磁気ノイズＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚはいずれも約１／３（１０ｄＢ）に低減している。
【００５２】
さらに、図１１には、２．３Ｈｚ用のサイドブランチ４０を設けていない状態（２．３Ｈｚ（サイドブランチなし））と設けた状態（２．３Ｈｚ（サイドブランチ２８ｍあり））での空調ダクト３０の上述の測定点ａ〜ｎにおける音圧分布の測定結果と、図４に示すサイドブランチ４０の測定点ｏ〜ｕにおける音圧分布の測定結果（２．３Ｈｚサイドブランチ（２８ｍ））とを示す。この図１１において、横軸は空調機２０からの距離（ｍ）であり、縦軸は音圧（ｄＢ）である。ここでは、サイドブランチ４０の接続点（空調機からの距離＝約３０ｍ）の位置から、サイドブランチ４０の測定点ｏ〜ｕにおける音圧が徐々に上昇しているのに対して、これにほぼ逆比例するように、サイドブランチ４０を設けた状態における空調ダクト３０の測定点ｇ〜ｎにおける音圧が低下しており、空調ダクト３０の共鳴音がサイドブランチ４０によって低減されていることが判る。また、空調ダクト３０の音圧に関しては、サイドブランチ４０を設けた状態の方が、設けていない状態に比べて、特に、サイドブランチ４０の接続点（空調機からの距離＝約３０ｍ）の位置以降において、明らかに音圧が低下している。
【００５３】
また、図１２には、２．５Ｈｚ用のサイドブランチ４０を設けていない状態と設けた状態での空調ダクト３０の上述の測定点ａ〜ｎにおける音圧分布の測定結果を示す。この図１２において、横軸は空調機２０からの距離（ｍ）であり、縦軸は音圧（ｄＢ）である。ここでは、サイドブランチ４０を設けた状態の方が、設けていない状態に比べて、特に、サイドブランチ４０の接続点（空調機からの距離＝約３０ｍ）の位置以降において、明らかに音圧が低下している。
【００５４】
これらの実験結果から、非磁性体にて形成された共鳴型消音器としてのサイドブランチ４０を空調ダクト３０に設けたことにより、空調ダクト３０から発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減できることが確認された。また、サイドブランチ４０を空調ダクト３０に設けたことにより、磁気シールドルーム１０の室内音圧と内壁振動も低減されることが確認できたので、これら室内音圧や内壁振動に起因する磁気ノイズも減衰可能であることが検証できた。
【００５５】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００５６】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
また、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００５７】
（磁気シールドルーム、空調設備、及び空調ダクトの構成について）
磁気シールドルーム１０、空調設備、及び空調ダクト３０の構成としては、実施の形態で示した構成に限定されず、任意の構成を採用することが可能である。例えば、複数台の空調設備から共通又は個別の空調ダクト３０を介して磁気シールドルーム１０に空気を供給してもよい。
【００５８】
（サイドブランチの構成について）
サイドブランチ４０の構成としては、実施の形態で示した構成に限定されず、空調ダクト３０の共鳴音を低減できる限りにおいて、任意の構成を採用することが可能である。例えば、実施の形態においては、サイドブランチ４０を空調メインダクト３１に接続しているが、空調ブランチダクト３２に接続してもよい。また、サイドブランチ４０を第１から第５サイドブランチにより構成しているが、単なる１本の中空管から構成してもよい。また、このように複数のサイドブランチ４０により構成する場合においても、これら複数のサイドブランチ４０の断面形状や径を相互に異なるものとしてもよい。また、空調ダクト３０が複数設けられる場合には、これら複数の空調ダクト３０の各々にサイドブランチ４０を設けることが好ましいが、複数の空調ダクト３０の一部のみにサイドブランチ４０を設けてもよい。
【００５９】
また、１本の空調ダクト３０に対して複数のサイドブランチ４０を設けてもよい。この場合において、複数のサイドブランチ４０は、同一周波数の共鳴音を低減するためのものであってもよく、あるいは、異なる周波数の共鳴音を低減するためのものであってもよい。前者の場合としては、特定の周波数の共鳴音を１本のサイドブランチ４０のみで十分に低減できない場合に、当該共鳴音の腹に対応する複数の位置の各々に、同一長さのサイドブランチ４０を接続することが考えられる。また、後者の場合としては、複数の周波数の共鳴音が発生している場合、各共鳴音に対応するサイドブランチ４０であって、相互に異なる長さのサイドブランチ４０を、それぞれの共鳴音の腹に対応する位置に接続することが考えられる。図１３には、複数のサイドブランチを取り付けた例を示す。ここでは、磁気シールドルーム１０の内部に残っている低周波数の音圧ピーク６Ｈｚ、８Ｈｚ、１１Ｈｚ、及び１４Ｈｚを低減することを目的に、空調ダクト３０（長さ４６．５ｍ、直径４５０ｍｍφ）に対して、各音圧ピークに対応した複数のサイドブランチ４０Ａ〜４０Ｅを取り付けている。これらサイドブランチ４０Ａ〜４０Ｅは、いずれも直径３００ｍｍφのグラスウールで構成されており、このうち、サイドブランチ４０Ａは、実施の形態のサイドブランチ４０と同様に構成されている。このような構造により、２０Ｈｚ以下の空調ダクト３０のゆらぎによる低周波音に起因する磁気シールドルーム１０の内部に伝搬した超低周波音が、磁気シールドルーム１０の内壁を垂直方向（壁の面外方向）に振動させ、２．５Ｈｚ、５Ｈｚ、８Ｈｚ、１３Ｈｚで磁気ノイズが生じている超低周波音の低減が可能になる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 建屋
１０、１００ 磁気シールドルーム
２０、３００ 空調機
３０、２００ 空調ダクト
３１、２０１ 空調メインダクト
３２、２０２ 空調ブランチダクト
３３、２０３ 第１空調ブランチダクト
３４、２０４ 第２空調ブランチダクト
３５、２０５ 第３空調ブランチダクト
３６、２０６ 第４空調ブランチダクト
４０、４０Ａ〜４０Ｅ サイドブランチ
４１ 第１サイドブランチ
４２ 第２サイドブランチ
４３ 第３サイドブランチ
４４ 第４サイドブランチ
４５ 第５サイドブランチ
１０１ 天井
１０２ 床
１０３ 側壁
１０４ 換気口
ａ〜ｕ 測定点
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気を低減するための磁気シールドルームであって、特に、共鳴音低減構造を有する磁気シールドルームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＣＧ（Ｍａｇｎｅｔｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ、心磁界）やＭＥＧ（Ｍａｇｎｅｔｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐｙ、脳磁界）等の生体からの極微弱磁界を計測するために、磁気ノイズ（環境磁気ノイズ）を遮蔽するための磁気シールドルームを構築することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、この磁気シールドルームにおける床からの機械的な微振動に起因する磁気ノイズを低減するために、この微振動を除去するアクティブ除振装置等の各種の除振装置を基礎として使用した、除振型の磁気シールドルームも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
この除振型の磁気シールドルームは、通常、空調機における遠心送風機等の回転体に起因する磁気ノイズや振動の影響を避けるために、空調機から離れた位置に配置されると共に、空調機に対しては長い空調ダクトを介して接続されており、空調機で空調された空気がこの空調ダクトを介して磁気シールドルームに供給される。また、この空調ダクトは、当該空調ダクトが微振動した場合であっても磁気ノイズを生じさせないように、非磁性体であるグラスウールによって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６００２７号公報
【特許文献２】特開平７−２９４６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、除振型の磁気シールドルームにおいては各種の振動対策が施されているが、本願発明者は、磁気シールドルームが空調された時に、３０Ｈｚ以下の微弱な磁気ノイズが生じていることを見出した。そこで、空調機の運転状態を調査したところ、空調機における送風機の旋回失速、吸込み状態の不均一、あるいはサージングなどの現象が、当該微弱な磁気ノイズの発生原因である可能性は小さいと推測された。そこで、本願発明者は、微弱な磁気ノイズの発生原因を見出すための実験を行った。以下、この実験について説明する。最初に、複数の測定項目の測定状況や測定方法をそれぞれ説明し、次いで、これら複数の測定状況の下で測定された測定結果をまとめて説明する。
【０００６】
（磁気ノイズ、振動、音圧の周波数特性の測定状況や測定方法）
最初に、磁気ノイズ、振動、及び音圧の周波数特性の測定状況や測定方法を説明する。図１４は、従来の除振型の磁気シールドルームにおける磁気ノイズの測定状況を示す縦断面図である。この除振型の磁気シールドルーム１００は、幅３、３４６ｍｍ×奥行き４、３４６ｍｍ×高さ２、８００ｍｍであり、天井１０１、床１０２、及び側壁１０３が、パーマロイ（厚み＝３ｍｍ）、アルミ（厚み＝９ｍｍ）、パーマロイ（厚み＝２ｍｍ）を積層して形成されている。この側壁１０３には、相互に対面する２箇所に換気口１０４が形成されており、各換気口１０４には円筒形で１５０ｍｍφのグラスウール製の空調ダクト２００が接続され、この空調ダクト２００から空調空気が供給される。
【０００７】
ここでは、空調ＯＮの場合と空調ＯＦＦの場合について、除振型の磁気シールドルーム１００の内部及び外部における図示の測定点において、ｘ、ｙ、ｚ方向の磁気ノイズＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚ、振動、室外音圧Ｓｏｕｔ、室内音圧Ｓｉｎ、ダクト内音圧Ｓｄを同時に測定し、各々のパワースペクトル及び相互のコヒーレンスを評価した。磁気ノイズは、１４８チャネルマグネトメータ型のＳＱＵＩＤ（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ、超電導量子干渉素子）磁束計で測定した。振動は、通常の加速度計が磁気ノイズを発生させてしまい、ＳＱＵＩＤ磁束計による磁気ノイズに測定に影響を与えてしまうため、内壁の振動と天井１０１の振動Ｌｗｘ、Ｌｗｙ、Ｌｒｚは、レーザー振動計（ＰＰＶ１００）を用いて測定した。音圧は、精密騒音計（ＮＡ−１７、リオン株式会社製）を用いて測定した。
【０００８】
（空調ダクトの内部の音圧分布の測定状況や測定方法）
次に、空調ダクト２００の内部の音圧分布の測定状況の測定状況や測定方法を説明する。図１５には、空調メインダクト２０１の内部における音圧分布の測定点ａ〜ｊを示し、図１６には、空調ブランチダクト２０２の内部における音圧分布の測定点ｋ〜ｎを示す。この空調ダクト２００は、空調機３００から磁気シールドルーム１００の近傍に至る空調メインダクト２０１と、この空調メインダクト２０１の終端近傍から分岐して除振型の磁気シールドルーム１００に至る空調ブランチダクト２０２を備えており、ダクト内音圧Ｓｄに関しては、この空調メインダクト２０１と空調ブランチダクト２０２の各々の複数の測定点ａ〜ｎで測定した。
【０００９】
空調メインダクト２０１は、長さ約４６、５００ｍｍ×直径約４５０ｍｍの円筒形ダクトであり、測定点ａ〜ｊを５、４００ｍｍ間隔（ただし、測定点ｂ−ｃは３、２００ｍｍ間隔）で設けた。空調ブランチダクト２０２は、円筒形の第１から第４の空調ブランチダクト２０３〜２０６を図１６のように接続して構成されており、第１空調ブランチダクト２０３は長さ約１１、０００ｍｍ×直径約１５０ｍｍ、第２空調ブランチダクト２０４は長さ約４、５００ｍｍ×直径約２５０ｍｍ、第３空調ブランチダクト２０５は長さ約３、０００ｍｍ×直径約１５０ｍｍ、第４空調ブランチダクト２０６は長さ約３、０００ｍｍ×直径約１５０ｍｍである。これら空調ダクト２００の全長（ここでは、空調メインダクト２０１及び第１〜第３空調ブランチダクト２０３〜２０５の長さの合計）は約６７、０００ｍｍとなる。なお、精密騒音計（低周波音圧計）は、風雑音の影響を受けないように配置し、各測定点ａ〜ｎでの音圧出力をＦＦＴアナライザにより周波数解析し、各周波数帯での音圧を読み取った。
【００１０】
（空調ダクトの内部の音圧の解析状況や解析方法）
次に、空調ダクト２００の内部の音圧の解析状況や解析方法を説明する。ここでは、空調ダクト２００を音響管の各音響要素に置き換え、伝達マトリックス法を用いて当該空調ダクト２００の内部の音圧の解析を行った。この解析に用いた空調メインダクト２０１と空調ブランチダクト２０２の四端子行列を図１７に示す。ここでは、空調機３００に内蔵された遠心送風機の特徴から音源の内部インピーダンスは小さいと想定されるため、音源は一定の振動速度ｖで駆動されるのではなく、音源の音圧が一定となる定音圧音源を仮定した。また、磁気シールドルーム１００に接続される第３空調ブランチダクト２０５と第４空調ブランチダクト２０６の端部は開放端とした。ここで、ｋ［１／ｍ］は波数（＝２πｆ／ｃ）、ｆ［Ｈｚ］は周波数、ｃ［ｍ／ｓ］は音速（＝３４０［ｍ／ｓ］）、ρ［ｋｇ／ｍ３］は空気密度、Ｌ［ｍ］は空調ダクト２００の長さ、ρｃは空気の特性インピーダンス、ρｃ／Ｓは断面積Ｓ［ｍ２］の管の特性インピーダンス、Ｚｂは空調ブランチダクト２０２の駆動点インピーダンスである。
【００１１】
（磁気ノイズ、振動、音圧の周波数特性の測定状況や測定方法）
次いで、上述の複数の測定状況の下で測定された測定結果を説明する。最初に、磁気ノイズ、振動、及び音圧の周波数特性の測定結果を説明する。図１８（ａ）には、図１４のｘ方向の磁気ノイズＢｘの測定結果、図１８（ｂ）には、図１４の磁気シールドルーム１００の内壁のｙ方向の振動速度Ｌｗｙの測定結果、図１８（ｃ）には、室外音圧Ｓｏｕｔ、室内音圧Ｓｉｎ、及びダクト内音圧Ｓｄの測定結果を、それぞれ示す。これら図１８（ａ）〜（ｃ）において、横軸は周波数（Ｈｚ）である。また、図１８（ａ）の縦軸は磁気ノイズのレベル（ｆＴ／Ｈｚ１／２）、図１８（ｂ）の縦軸は振動速度（（ｍｍ／ｓｅｃ）／Ｈｚ１／２）、図１８（ｃ）の縦軸は音圧（ｄＢ／Ｈｚ１／２）である。
【００１２】
これら図１８（ａ）〜（ｃ）に示す測定結果から、以下のことが判った。すなわち、空調機ＯＮの場合の磁気ノイズＢｘと振動速度Ｌｗｙは、いずれも２０Ｈｚ以下である。また、磁気ノイズＢｘに関しては、空調機ＯＦＦでは１０ｆＴ／Ｈｚ１／２であるが、空調機ＯＮでは２００ｆＴ／Ｈｚ１／２であり、一桁以上大きくなっている。室内音圧Ｓｉｎとダクト内音圧Ｓｄは、全周波数帯で、空調機ＯＦＦの場合より空調機ＯＮの場合の方が大きくなっており、室内音圧Ｓｉｎは、ダクト内音圧Ｓｄと似通った周波数特性になっている。また、室内音圧Ｓｉｎが室外音圧Ｓｏｕｔに比べて２〜７Ｈｚと１０Ｈｚで大きくなっている理由は、空調ダクト２００により磁気シールドルーム１００に直接的に超低周波音が供給されているためと考えられる。また、磁気ノイズＢｘと振動速度Ｌｗｙでは、２〜６Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１３Ｈｚ、１８Ｈｚで、室内音圧Ｓｉｎと振動速度Ｌｗｙでは２．５Ｈｚ、４〜６Ｈｚ、８Ｈｚ、１３Ｈｚで、ダクト内音圧Ｓｄと室内音圧Ｓｉｎでは２．５Ｈｚ、５〜６Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１３Ｈｚで、それぞれ高い相関が認められた。以上から、空調ダクト２００のゆらぎによる低周波音に起因する磁気シールドルーム１００の内部に伝搬した超低周波音が、磁気シールドルーム１００の内壁を垂直方向（壁の面外方向）に振動させ、２．５Ｈｚ、５Ｈｚ、８Ｈｚ、１３Ｈｚで磁気ノイズが生じていることが判った。
【００１３】
（空調ダクトの内部の音圧分布の測定結果と解析結果）
次いで、空調ダクト２００の内部の音圧分布の測定結果と解析結果について説明する。図１９（ａ）には、図１５の測定点ｅにおける音圧の周波数特性の測定結果、図１９（ｂ）には、図１５の測定点ｈにおける音圧の周波数特性の測定結果を、それぞれ示す。これら図１９（ａ）（ｂ）において、横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は音圧（ｄＢ）である。これら両方の測定点ｅ、ｈにおいては、２．５Ｈｚと８．４Ｈｚにピークが認められ、測定点ｅにおいては、さらに４．２Ｈｚにピークが認められた。
【００１４】
図２０（ａ）には、実測で認められたピーク２．５Ｈｚの成分についての測定点ａ〜ｎにおける音圧分布の測定結果と、伝達マトリックス法を用いて求めた音圧分布であって、空調ダクト２００の全長（空調機からの距離ｘ＝０〜６７ｍ）に渡る音圧分布の計算結果（解析値）とを示す。また、図２０（ｂ）には、実測で認められたピーク１３Ｈｚの成分についての測定点ａ〜ｎにおける音圧分布の測定結果と、伝達マトリックス法を用いて求めた音圧の音圧分布であって、空調ダクト２００の全長（空調機からの距離ｘ＝０〜６７ｍ）に渡る音圧分布の計算結果（解析値）とを示す。これら図２０（ａ）（ｂ）において、横軸は空調機３００からの距離ｘ（ｍ）、縦軸は音圧（ｄＢ）である。ここでは、音源の音圧は２．５Ｈｚでは０．２５ｐａ、１３Ｈｚでは０．０２５Ｐａとし、空調機３００からの距離ｘ＝０ｍから０．１ｍ間隔で音圧分布を求めた。なお、計算ではピーク成分がそれぞれ２Ｈｚ、１２．２５Ｈｚであったため、その成分を用いた。図２０（ａ）から判るように、測定結果と解析結果は相互に良く一致しており、空調ダクト２００で発生した現象が、音響管の場合と同様の音響現象であることが確認できた。また、図２０（ｂ）から判るように、測定と解析の傾向は相互に似通っており、１３Ｈｚでも２．５Ｈｚと同様の現象が確認できた。
【００１５】
（空調ダクトの内部の音圧の周波数特性の解析結果）
次いで、図２１には、伝達マトリックス法で図１７の四端子行列を用いて求めた、測定点ｅにおける音圧の周波数特性の解析結果を示す。この図２１では、２．０Ｈｚ、５．２５Ｈｚ、８．７５Ｈｚ、１２．２５Ｈｚでピークが認められた。図１９（ａ）に示した測定点ｅの測定結果でも２．５Ｈｚ、４．２Ｈｚ、８．４Ｈｚ、１３Ｈｚにピークがあり、図２１のピークとほぼ似通った周波数帯にピーク値が存在することが判った。この解析結果の周波数特性の類似性と音圧分布の類似性から、ダクト系の共鳴現象が２．５Ｈｚ、８．４Ｈｚ、１３Ｈｚで発生していることが確認できた。以上から、伝達マトリックス法を用いて空調ダクト２００の内部の音圧を解析して実測値と比較した結果、超低周波数域の共鳴現象が空調ダクト２００の内部で発生していることが確認された。
【００１６】
（測定結果及び解析結果の考察）
これまでに説明した測定結果及び解析結果から、本願発明者により、以下のことが見出された。空調機ＯＮと空調機ＯＦＦの両方の状態において、空調ダクト２００の内部および磁気シールドルーム１００の内部の音圧と、磁気ノイズ、内壁の振動の周波数特性を測定した結果、空調ダクト２００から磁気シールドルーム１００の内部に伝搬した超低周波音が、磁気シールドルーム１００の内壁を垂直方向に振動させることにより、２．５Ｈｚ、５Ｈｚ、８Ｈｚ、１０Ｈｚ、１３Ｈｚで磁気ノイズが生じていることが見出された。さらに、２．５Ｈｚ、１３Ｈｚの空調ダクト２００の内部の音圧分布の測定結果は、伝達マトリックス法を用いた空調ダクト２００の内部の音圧解析結果とよく一致し、グラスウール製の空調ダクト２００の内部でも超低周波の共鳴現象が生じていることが見出された。また、測定と一致した解析のピーク値の周波数帯は、空調ダクト２００の低周波音による磁気シールドルーム１００の内壁の振動に起因すると考えられた磁気ノイズ（２．５Ｈｚ、５Ｈｚ、８Ｈｚ、１３Ｈｚ）と概ね同じ周波数帯であり、グラスウール製の空調ダクト２００のダクト共鳴が、磁気シールドルーム１００の微弱磁気ノイズの要因であることが見出された。
【００１７】
このように空調ダクト２００のダクト共鳴が、磁気シールドルーム１００の微弱磁気ノイズの要因になることは、極めて予想外の事実であった。すなわち、これまでは、除振型の磁気シールドルーム１００に適用される空調ダクト２００としては、微振動による磁気ノイズが発生しない非磁性体のグラスウール製の空調ダクト２００が使用されており、このようなグラスウール製の空調ダクト２００はその軟質性のため、金属製ダクトのような共鳴現象を生じさせないものと考えられており、空気ゆらぎや音圧の要因としては一切考慮されていなかった。特に、今回の空気ゆらぎのように、非可聴周波数帯の２０Ｈｚ以下の超低周波音におけるグラスウール製の空調ダクト２００の共鳴現象について、これまでに存在が確認された事例はなく、従って、その対策についても検討された事例はなかった。
【００１８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、空調ダクトから発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減することにより、従来より高い磁気ノイズの遮蔽効果を得ることが可能な、共鳴音低減構造を有する磁気シールドシステム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】
【００１９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、空調設備に対して軟質非磁性体にて形成された空調ダクトを介して接続された磁気シールドルームであって、前記空調設備の振動に共鳴した前記空調ダクトから発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減するための共鳴型消音器であって、非磁性体にて形成された共鳴型消音器を、当該空調ダクトに設けたものである。
【００２０】
また、請求項２に係る本発明は、請求項１に係る本発明において、前記空調ダクトは、グラスウールにて形成されたグラスウールダクトである。
【００２１】
また、請求項３に係る本発明は、請求項１又は２に係る本発明において、前記共鳴型消音器は、グラスウールにて形成されたサイドブランチである。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係る本発明によれば、非磁性体にて形成された共鳴型消音器を空調ダクトに設けたことにより、これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、空調ダクトから発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減することができ、従来より磁気ノイズの低い極低磁気ノイズ空間を実現することができ、より微弱な脳磁界信号を計測することが可能になる。
【００２３】
また、請求項２に係る本発明によれば、空調ダクトは、グラスウールにて形成されたグラスウールダクトであるため、これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、グラスウールにて形成された空調ダクトの共鳴により生じる共鳴音を低減することができる。
【００２４】
また、請求項３に係る本発明によれば、共鳴型消音器を、グラスウールにて形成されたサイドブランチとしたので、共鳴型消音器を、空調ダクトと同一の安価な材料にて簡易に形成することが可能になる。特に、グラスウールは比較的加工が容易であることから、現場で、サイドブランチ内の音圧を測定し、音圧が最も高い長さ（サイドブランチが最も共鳴して振動を吸収できる長さ）にサイドブランチを切断することで、サイドブランチの長さを容易に最適な長さに調整することができる。従って、状況に応じて異なり得る様々な共鳴音を効果的に低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る共鳴音低減構造を有する磁気シールドルームが設置された建屋の要部平面図である。
【図２】図１の空調ダクト周辺の要部縦断面図である。
【図３】空調ダクト及びサイドブランチを中心とする要部斜視図である。
【図４】サイドブランチを中心とする要部斜視図である。
【図５】サイドブランチ及び空調ブランチダクトを中心とする要部斜視図である。
【図６】音圧の周波数特性の測定結果を示す図であり、（ａ）は測定点ｆにおける測定結果、（ｂ）は測定点ｇにおける測定結果、（ｃ）は測定点ｎにおける測定結果を示す図である。
【図７】空調ダクトの音圧分布の測定結果を示す図である。
【図８】磁気シールドルームの室内音圧の測定結果を示す図である。
【図９】磁気シールドルームの内壁の振動速度の測定結果を示す図であり、（ａ）はｘ方向の振動速度Ｌｗｘの測定結果、（ｂ）はｙ方向の振動速度Ｌｗｙの測定結果を示す図である。
【図１０】磁気シールドルームの磁気ノイズの測定結果を示す図であり、（ａ）はｘ方向の磁気ノイズＢｘの測定結果、（ｂ）はｙ方向の磁気ノイズＢｙの測定結果、（ｃ）はｚ方向の磁気ノイズＢｚの測定結果を示す図である。
【図１１】２．３Ｈｚ用のサイドブランチを設けていない状態と設けた状態での空調ダクトの音圧分布の測定結果と、サイドブランチの音圧分布の測定結果とを示す図である。
【図１２】２．５Ｈｚ用のサイドブランチを設けていない状態と設けた状態での空調ダクトの音圧分布の測定結果を示す図である。
【図１３】複数のサイドブランチを取り付けた例を示す図である。
【図１４】従来の除振型の磁気シールドルームにおける磁気ノイズの測定状況を示す縦断面図である。
【図１５】空調メインダクトの内部における音圧分布の測定点を示す図である。
【図１６】空調ブランチダクトの内部における音圧分布の測定点を示す図である。
【図１７】解析に用いた空調メインダクトと空調ブランチダクトの四端子行列を示す図である。
【図１８】磁気シールドルームの測定結果を示す図であり、（ａ）はｘ方向の磁気ノイズＢｘの測定結果、（ｂ）は内壁のｙ方向の振動速度Ｌｗｙの測定結果、（ｃ）は室外音圧Ｓｏｕｔ、室内音圧Ｓｉｎ、及びダクト内音圧Ｓｄの測定結果を示す図である。
【図１９】音圧の周波数特性の測定結果を示す図であり、（ａ）は測定点ｅにおける測定結果、（ｂ）は測定点ｈにおける測定結果を示す図である。
【図２０】実測された音圧分布の測定結果と、伝達マトリックス法を用いて求めた音圧分布とを示す図であり、（ａ）はピーク２．５Ｈｚの成分についての音圧分布、（ｂ）はピーク１３Ｈｚの成分についての音圧分布を示す図である。
【図２１】伝達マトリックス法で求めた音圧の周波数特性の解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る共鳴音低減構造を有する磁気シールドルームの実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕本実施の形態の基本的概念を説明した後、〔II〕本実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、本実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２７】
〔I〕本実施の形態の基本的概念
まず本実施の形態の基本的概念について説明する。本実施の形態に係る共鳴音低減構造を有する磁気シールドルームは、上述した極微弱磁界を計測することを含む様々な目的に利用可能なものであり、例えば、宇宙空間の如き特殊な空間の磁場を再現するための磁気シールドルームや、電子ビーム描画装置や走査電子顕微鏡等を設置するための磁気シールドルームとして利用可能である。
【００２８】
この磁気シールドルームは、空調設備に対して、軟質非磁性体にて形成された空調ダクトを介して接続されている。以下では、これら磁気シールドルーム、空調設備、及び空調ダクトについては、特記する構造を除いて、上記従来の除振型の磁気シールドルームと同様の構造及び材質で構成されているものとする。
【００２９】
〔II〕本実施の形態の具体的内容
次に、本実施の形態の具体的内容について説明する。図１は、実施の形態に係る共鳴音低減構造を有する磁気シールドルームが設置された建屋の要部平面図、図２は、図１の空調ダクト周辺の要部縦断面図、図３は、空調ダクト３０及びサイドブランチ４０を中心とする要部斜視図、図４は、サイドブランチ４０を中心とする要部斜視図、図５は、サイドブランチ４０及び空調ブランチダクト３２を中心とする要部斜視図である。以下、図１、２のＸ方向の距離を「長さ」、Ｙ方向の距離を「奥行き」、Ｚ方向の距離を「高さ」と称する。また、図１４〜１６に示す従来の構成のうち、本実施の形態の各部に対応する構成については、本実施の形態の各部の符号を図１４〜１６に括弧内に示す。また、図１４〜１６の測定点ａ〜ｎを、図３〜５にも示す。
【００３０】
図１、２に示すように、建屋１の内部には、磁気シールドルーム１０、空調機２０、空調ダクト３０、及びサイドブランチ４０が設けられている。
【００３１】
建屋１は、磁気シールドルーム１０と、この磁気シールドルーム１０に磁気ノイズを与える可能性がある共鳴音を低減するための共鳴音低減構造を備える共鳴音低減構造を有する磁気シールド用建屋である。
【００３２】
磁気シールドルーム１０は、除振型の磁気シールドルームであり、アクティブ除振装置等の各種の除振装置を基礎とし、この基礎の上に、磁気シールド体によって、天井、床、及び側壁を構築することによって、構成されている。磁気シールド体は、例えば、複数の磁性角筒体をフレームを介して相互に間隔を空けるように支持して構成されている（これら磁性角筒体やフレームの図示は省略する）。磁性角筒体は、磁性材料により形成されている。この磁性材料の具体的種類は任意であるが、例えば珪素鋼板（方向性珪素鋼板、無方向性珪素鋼板）、パーマロイ、電磁鋼板、あるいは、アモルファス板を用いることができる。
【００３３】
空調機２０は、空気調和を行った空気を供給する空調設備であり、例えば、ヒートポンプや送風機の如き各種の空調機器を含んで構成されている。この空調機２０は、当該空調機２０からの発せられる磁気ノイズや振動が磁気シールドルーム１０に及ぶことを回避するため、当該磁気シールドルーム１０から離れた位置（例えば、約４６、５００ｍｍだけ離れた位置）に配置されている。
【００３４】
図１〜５に示すように、空調ダクト３０は、空調機２０から供給された空気を磁気シールドルーム１０に導入するための通気路である。この空調ダクト３０は、円筒形状や角筒形状を含む各種の形状の中空筒体であり、全体として同一の径にて構成され、あるいは、従来と同様に、異なる径の複数のダクトを相互に接続して構成される。ここで、軟質非磁性体とは、空調設備の振動に共鳴することによって非可聴周波数帯（人間の非可聴周波数帯であり、具体的には２０Ｈｚ以下。以下同じ）の共鳴音を生じさせ得る程度の軟質性を有し、かつ、振動しても磁気ノイズを生じさせない磁性体であることを意味しており、例えば、段ボール、塩化ビニール等の軟質樹脂、グラスウール、あるいはロックウールを挙げることができる。以下では、空調ダクト３０は、上述した従来の空調ダクトと同様に、グラスウール製のグラスウールダクトとして構成されており、空調メインダクト３１と、空調ブランチダクト３２を備えており、空調ブランチダクト３２は、図５に示すように、第１〜第４空調ブランチダクト３３〜３６を接続して構成されている。
【００３５】
サイドブランチ４０は、空調機２０の振動に共鳴した空調ダクト３０から発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減するための共鳴型消音器であり、磁気シールドルーム１０に磁気ノイズを与える可能性がある共鳴音を低減するための共鳴音低減構造である。このサイドブランチ４０は、空調ダクト３０の側方に接続された中空筒状体として構成されるもので、特に、本実施の形態においては、図３〜５に示すように、第１から第５サイドブランチ４１〜４５を順次接続して構成されている。
【００３６】
具体的には、第１サイドブランチ４１は、空調メインダクト３１の側方に接続されており、第２サイドブランチ４２は、第１サイドブランチ４１の端部に接続されており、以降、第３サイドブランチ４３は第２サイドブランチ４２の端部、第４サイドブランチ４４は第３サイドブランチ４３の端部、第５サイドブランチ４５は第４サイドブランチ４４の端部に、それぞれ接続されている。これら第１から第５サイドブランチ４１〜４５のうち、第２サイドブランチ４２は鉛直方向に沿って配置されており、他の第１サイドブランチ４１と、第３から第５サイドブランチ４３〜４５とは、水平方向に沿って配置されている。また、第１サイドブランチ４１、第２サイドブランチ４２、及び第４サイドブランチ４４は、空調メインダクト３１に対して直交する方向に沿って配置されており、第３サイドブランチ４３及び第５サイドブランチ４５は、空調メインダクト３１に対して平行に配置されている。これら第１から第５サイドブランチ４１〜４５は、相互に同一の径及び断面形状を有し、各々の両端部のうち、第５サイドブランチ４５の終端部（第４サイドブランチ４４から遠い方の端部）のみが閉鎖状とされ、他の端部は開口状とされている。
【００３７】
このように構成されたサイドブランチ４０は、１／４波長干渉型の消音器として機能し、空調ダクト３０の内部からサイドブランチ４０の内部に至った音のうち、当該サイドブランチ４０の長さに応じて共鳴する特定の周波数の音が終端部（第５サイドブランチ４５の閉鎖状の端部）で反射して空調ダクト３０に戻り、空調ダクト３０の内部の音と逆位相で合成されることで、空調ダクト３０の内部の音が低減される。従って、サイドブランチ４０の全長を、空調ダクト３０から発せられる共鳴音の非可聴周波数に合致する長さとすることで、当該共鳴音を低減することが可能になる。具体的には、共鳴音の非可聴周波数が２．５Ｈｚである場合、サイドブランチ４０の全長は、２．５Ｈｚの１／４波長の長さである３４ｍとなる（（３４０ｍ／ｓ）／（２．５Ｈｚ）／４＝３４ｍ）。
【００３８】
ただし、空調ダクト３０から発せられる共鳴音の非可聴周波数は、予め正確に算定できない場合もあるため、施工現場において調整してもよい。例えば、後述するように、このサイドブランチ４０をグラスウール等で形成した場合、グラスウールは比較的加工が容易であることから、現場で、サイドブランチ４０内の音圧を測定し、音圧が最も高い長さ（サイドブランチ４０が最も共鳴して振動を吸収できる長さ）にサイドブランチ４０を切断することで、サイドブランチ４０の長さを容易に最適な長さに調整してもよい。
【００３９】
また、サイドブランチ４０は、空調ダクト３０の共鳴音が最大になる位置（ピーク）に接続されることが好ましく、共鳴音の波の腹部に対応する位置に取り付けることが好ましい。例えば、共鳴音の非可聴周波数が２．５Ｈｚである場合、空調ダクト３０の空調機２０側の端部から、２．５Ｈｚの１／４波長の長さである約３０ｍの位置に（図４においては、ほぼ腹の位置に対応する測定点ｆから４０００ｍｍの位置に）、サイドブランチ４０を取り付ける。なお、サイドブランチ４０の径は、共鳴音を低減できる限りにおいて任意であるが、ここでは、空調メインダクト３１の径が約４５０ｍｍであるのに対して、サイドブランチ４０の径を約３００ｍｍとしている。すなわち、サイドブランチの径は、メインダクトの径（４５０ｍｍφ）と同じ径であれば、低減できる周波数帯幅が最大になるが、３５０ｍｍφ、３００ｍｍφ、あるいは２５０ｍｍφであっても対象とする周波数帯の音圧を低減できる。
【００４０】
このサイドブランチ４０は、非磁性体にて形成されている。このようにサイドブランチ４０を非磁性体で形成するのは、サイドブランチ４０が空調ダクト３０からの振動により微振動した場合であっても磁気ノイズを発生させないためである。この非磁性体としては、空調ダクト３０を構成する軟質磁性体と同様の材料を使用することができ、例えば、段ボール、塩化ビニール等の軟質樹脂、グラスウール、あるいはロックウールを使用することができる。
【００４１】
（本実施の形態の効果）
このように本実施の形態によれば、非磁性体にて形成された共鳴型消音器としてのサイドブランチ４０を空調ダクト３０に設けたことにより、これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、空調ダクト３０から発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減することができ、従来より一桁〜二桁ノイズレベルの低い低磁気ノイズの空間（極微弱磁気ノイズ空間）を実現する（例えば本実施の形態では２００ｆＴ／Ｈｚ１／２から１０ｆＴ／Ｈｚ１／２）ことができ、より微弱な脳磁界信号を計測することが可能になる。
【００４２】
また、空調ダクト３０は、グラスウールにて形成されたグラスウールダクトであるため、これまでは存在自体が全く想定されていなかった共鳴音であって、グラスウールにて形成された空調ダクト３０の共鳴により生じる共鳴音を低減することができる。
【００４３】
また、共鳴型消音器を、グラスウールにて形成されたサイドブランチ４０としたので、共鳴型消音器を、空調ダクト３０と同一の安価な材料にて簡易に形成することが可能になる。特に、グラスウールは比較的加工が容易であることから、現場で、サイドブランチ４０内の音圧を測定し、音圧が最も高い長さ（サイドブランチ４０が最も共鳴して振動を吸収できる長さ）にサイドブランチ４０を切断することで、サイドブランチ４０の長さを容易に最適な長さに調整することができる。従って、状況に応じて異なり得る様々な共鳴音を効果的に低減することが可能になる。
【００４４】
〔実施例〕
次に、本発明の実施例（実験結果）について説明する。ここでは、空調ダクト３０の内部の音圧の測定結果と、磁気シールドルーム１０の内部の音圧等の測定結果について、それぞれ説明する。なお、特記する場合を除いて、実験状況や実験装置は、上記従来の磁気シールドルームに対する実験と同様であるものとする。
【００４５】
（空調ダクトの内部の音圧の測定結果）
最初に、空調ダクト３０の内部の音圧の測定結果について説明する。まず、図３〜５に示す測定点ａ〜ｎの位置（図１５、１６の測定点ａ〜ｎと同じ位置）において、サイドブランチ４０がない場合とある場合での音圧の周波数特性を測定し、２．５Ｈｚ（２．３Ｈｚ）での空調ダクト３０の音圧分布を求め、サイドブランチ４０の効果を確認した。
【００４６】
図６（ａ）には、測定点ｆ（サイドブランチ４０の接続直前の点）における音圧の周波数特性の測定結果、図６（ｂ）には、測定点ｇ（サイドブランチ４０の接続直後の点）における音圧の周波数特性の測定結果、図６（ｃ）には、測定点ｎ（磁気シールドルーム１０の接続前の点）における音圧の周波数特性の測定結果を、それぞれ示す。これら図６（ａ）〜（ｃ）において、横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は音圧（ｄＢ）である。これら図６（ａ）〜（ｃ）から判るように、測定点ｆ、ｇ、ｎのいずれにおいても、２〜３Ｈｚの周波数帯で、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、音圧が１０〜２０ｄＢ低減している。
【００４７】
図７には、空調ダクト３０の音圧分布の測定結果を示す。この図７において、横軸は空調機２０からの距離（ｍ）であり、縦軸は音圧（ｄＢ）である。ここでは、サイドブランチ４０がない場合とある場合での音圧分布を示しているが、サイドブランチ４０がある場合としては、２．５Ｈｚ（長さ＝２８ｍ）と、２．３Ｈｚの（長さ＝２８ｍ）での計測結果を示す。このように２．３Ｈｚ用のサイドブランチ４０についても実験を行ったのは、図６（ａ）〜（ｃ）の測定結果において、２．３Ｈｚのピークも大きかったためである。この図７から判るように、３つの場合の音圧分布は、空調機２０の直近の測定点（測定点ａ）から互いに異なっており、特に、サイドブランチ４０の接続点の以遠（測定点ｇ以遠）では、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、音圧が１０〜２０ｄＢ低減している。なお、実際には、サイドブランチ４０の長さは、端部の蓋の剛性に依存する。すなわち、端部の蓋が剛の場合は原則通り３４ｍであるが、音圧が最大になり粒子速度が端部で最小になるため、端部の蓋が剛でない場合原則より短くなり、今回は蓋をグラスウールとしたので２８ｍとなった。
【００４８】
（磁気シールドルームの内部の音圧等の測定結果）
次に、磁気シールドルーム１０の内部の音圧等の測定結果について説明する。上記測定点ａ〜ｎにおいて、磁気シールドルーム１０の室内音圧Ｓｉｎ、内壁のｘ方向の振動速度Ｌｗｘとｙ方向の振動速度Ｌｗｙ、ｘ、ｙ、ｚ方向の磁気ノイズＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚを、サイドブランチ４０がない場合とある場合とで比較した。
【００４９】
図８には、磁気シールドルーム１０の室内音圧の測定結果を示す。縦軸は音圧（ｄＢ）、横軸は周波数（Ｈｚ）である。この図８から判るように、１〜３Ｈｚの周波数帯で、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、音圧が１０ｄＢ程度低減している。
【００５０】
図９（ａ）には、内壁のｘ方向の振動速度Ｌｗｘの測定結果、図９（ｂ）には、内壁のｙ方向の振動速度Ｌｗｙの測定結果をそれぞれ示す。縦軸は振動速度（ｍｍ／ｓｅｃ）／Ｈｚ１／２）、横軸は周波数（Ｈｚ）である。この図９（ａ）から判るように、２〜７Ｈｚの周波数帯で、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、内壁のｘ方向の振動速度Ｌｗｘは、約１／２〜１／３（１０ｄＢ）に低減している。また、図９（ｂ）から判るように、１〜１０Ｈｚの周波数帯で、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、内壁のｙ方向の振動速度Ｌｗｙは、約１／３（１０ｄＢ）に低減している。
【００５１】
図１０（ａ）には、ｘ方向の磁気ノイズＢｘの測定結果、図１０（ｂ）には、ｙ方向の磁気ノイズＢｙの測定結果、図１０（ｃ）には、ｚ方向の磁気ノイズＢｚの測定結果をそれぞれ示す。縦軸は磁気ノイズのレベル（ｆＴ／Ｈｚ１／２）、横軸は周波数（Ｈｚ）である。これら図１０（ａ）〜（ｃ）から判るように、特に２〜３Ｈｚの周波数帯で、サイドブランチ４０がある場合は、サイドブランチ４０がない場合に比べて、磁気ノイズＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚはいずれも約１／３（１０ｄＢ）に低減している。
【００５２】
さらに、図１１には、２．３Ｈｚ用のサイドブランチ４０を設けていない状態（２．３Ｈｚ（サイドブランチなし））と設けた状態（２．３Ｈｚ（サイドブランチ２８ｍあり））での空調ダクト３０の上述の測定点ａ〜ｎにおける音圧分布の測定結果と、図４に示すサイドブランチ４０の測定点ｏ〜ｕにおける音圧分布の測定結果（２．３Ｈｚサイドブランチ（２８ｍ））とを示す。この図１１において、横軸は空調機２０からの距離（ｍ）であり、縦軸は音圧（ｄＢ）である。ここでは、サイドブランチ４０の接続点（空調機からの距離＝約３０ｍ）の位置から、サイドブランチ４０の測定点ｏ〜ｕにおける音圧が徐々に上昇しているのに対して、これにほぼ逆比例するように、サイドブランチ４０を設けた状態における空調ダクト３０の測定点ｇ〜ｎにおける音圧が低下しており、空調ダクト３０の共鳴音がサイドブランチ４０によって低減されていることが判る。また、空調ダクト３０の音圧に関しては、サイドブランチ４０を設けた状態の方が、設けていない状態に比べて、特に、サイドブランチ４０の接続点（空調機からの距離＝約３０ｍ）の位置以降において、明らかに音圧が低下している。
【００５３】
また、図１２には、２．５Ｈｚ用のサイドブランチ４０を設けていない状態と設けた状態での空調ダクト３０の上述の測定点ａ〜ｎにおける音圧分布の測定結果を示す。この図１２において、横軸は空調機２０からの距離（ｍ）であり、縦軸は音圧（ｄＢ）である。ここでは、サイドブランチ４０を設けた状態の方が、設けていない状態に比べて、特に、サイドブランチ４０の接続点（空調機からの距離＝約３０ｍ）の位置以降において、明らかに音圧が低下している。
【００５４】
これらの実験結果から、非磁性体にて形成された共鳴型消音器としてのサイドブランチ４０を空調ダクト３０に設けたことにより、空調ダクト３０から発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減できることが確認された。また、サイドブランチ４０を空調ダクト３０に設けたことにより、磁気シールドルーム１０の室内音圧と内壁振動も低減されることが確認できたので、これら室内音圧や内壁振動に起因する磁気ノイズも減衰可能であることが検証できた。
【００５５】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００５６】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
また、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００５７】
（磁気シールドルーム、空調設備、及び空調ダクトの構成について）
磁気シールドルーム１０、空調設備、及び空調ダクト３０の構成としては、実施の形態で示した構成に限定されず、任意の構成を採用することが可能である。例えば、複数台の空調設備から共通又は個別の空調ダクト３０を介して磁気シールドルーム１０に空気を供給してもよい。
【００５８】
（サイドブランチの構成について）
サイドブランチ４０の構成としては、実施の形態で示した構成に限定されず、空調ダクト３０の共鳴音を低減できる限りにおいて、任意の構成を採用することが可能である。例えば、実施の形態においては、サイドブランチ４０を空調メインダクト３１に接続しているが、空調ブランチダクト３２に接続してもよい。また、サイドブランチ４０を第１から第５サイドブランチにより構成しているが、単なる１本の中空管から構成してもよい。また、このように複数のサイドブランチ４０により構成する場合においても、これら複数のサイドブランチ４０の断面形状や径を相互に異なるものとしてもよい。また、空調ダクト３０が複数設けられる場合には、これら複数の空調ダクト３０の各々にサイドブランチ４０を設けることが好ましいが、複数の空調ダクト３０の一部のみにサイドブランチ４０を設けてもよい。
【００５９】
また、１本の空調ダクト３０に対して複数のサイドブランチ４０を設けてもよい。この場合において、複数のサイドブランチ４０は、同一周波数の共鳴音を低減するためのものであってもよく、あるいは、異なる周波数の共鳴音を低減するためのものであってもよい。前者の場合としては、特定の周波数の共鳴音を１本のサイドブランチ４０のみで十分に低減できない場合に、当該共鳴音の腹に対応する複数の位置の各々に、同一長さのサイドブランチ４０を接続することが考えられる。また、後者の場合としては、複数の周波数の共鳴音が発生している場合、各共鳴音に対応するサイドブランチ４０であって、相互に異なる長さのサイドブランチ４０を、それぞれの共鳴音の腹に対応する位置に接続することが考えられる。図１３には、複数のサイドブランチを取り付けた例を示す。ここでは、磁気シールドルーム１０の内部に残っている低周波数の音圧ピーク６Ｈｚ、８Ｈｚ、１１Ｈｚ、及び１４Ｈｚを低減することを目的に、空調ダクト３０（長さ４６．５ｍ、直径４５０ｍｍφ）に対して、各音圧ピークに対応した複数のサイドブランチ４０Ａ〜４０Ｅを取り付けている。これらサイドブランチ４０Ａ〜４０Ｅは、いずれも直径３００ｍｍφのグラスウールで構成されており、このうち、サイドブランチ４０Ａは、実施の形態のサイドブランチ４０と同様に構成されている。このような構造により、２０Ｈｚ以下の空調ダクト３０のゆらぎによる低周波音に起因する磁気シールドルーム１０の内部に伝搬した超低周波音が、磁気シールドルーム１０の内壁を垂直方向（壁の面外方向）に振動させ、２．５Ｈｚ、５Ｈｚ、８Ｈｚ、１３Ｈｚで磁気ノイズが生じている超低周波音の低減が可能になる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 建屋
１０、１００ 磁気シールドルーム
２０、３００ 空調機
３０、２００ 空調ダクト
３１、２０１ 空調メインダクト
３２、２０２ 空調ブランチダクト
３３、２０３ 第１空調ブランチダクト
３４、２０４ 第２空調ブランチダクト
３５、２０５ 第３空調ブランチダクト
３６、２０６ 第４空調ブランチダクト
４０、４０Ａ〜４０Ｅ サイドブランチ
４１ 第１サイドブランチ
４２ 第２サイドブランチ
４３ 第３サイドブランチ
４４ 第４サイドブランチ
４５ 第５サイドブランチ
１０１ 天井
１０２ 床
１０３ 側壁
１０４ 換気口
ａ〜ｕ 測定点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調設備に対して軟質非磁性体にて形成された空調ダクトを介して接続された磁気シールドルームであって、
前記空調設備の振動に共鳴した前記空調ダクトから発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減するための共鳴型消音器であって、非磁性体にて形成された共鳴型消音器を、当該空調ダクトに設けた、
共鳴音低減構造を有する磁気シールドルーム。
【請求項２】
前記空調ダクトは、グラスウールにて形成されたグラスウールダクトである、
請求項１に記載の共鳴音低減構造を有する磁気シールドルーム。
【請求項３】
前記共鳴型消音器は、グラスウールにて形成されたサイドブランチである、
請求項１又は２に記載の共鳴音低減構造を有する磁気シールドルーム。
【請求項１】
空調設備に対して軟質非磁性体にて形成された空調ダクトを介して接続された磁気シールドルームであって、
前記空調設備の振動に共鳴した前記空調ダクトから発せられる非可聴周波数帯の共鳴音を低減するための共鳴型消音器であって、非磁性体にて形成された共鳴型消音器を、当該空調ダクトに設けた、
共鳴音低減構造を有する磁気シールドルーム。
【請求項２】
前記空調ダクトは、グラスウールにて形成されたグラスウールダクトである、
請求項１に記載の共鳴音低減構造を有する磁気シールドルーム。
【請求項３】
前記共鳴型消音器は、グラスウールにて形成されたサイドブランチである、
請求項１又は２に記載の共鳴音低減構造を有する磁気シールドルーム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−５４３３２（Ｐ２０１２−５４３３２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４４０５（Ｐ２０１０−１９４４０５）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者名 ：社団法人 空気調和・衛生工学会 刊行物名、巻数、号数 ：平成２２年度大会（山口）学術講演論文集ＩＩＩ 発行年月日 ：平成２２年８月１２日
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【出願人】（３０１０２２４７１）独立行政法人情報通信研究機構 (1,071)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者名 ：社団法人 空気調和・衛生工学会 刊行物名、巻数、号数 ：平成２２年度大会（山口）学術講演論文集ＩＩＩ 発行年月日 ：平成２２年８月１２日
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【出願人】（３０１０２２４７１）独立行政法人情報通信研究機構 (1,071)
【Ｆターム（参考）】
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