電磁波吸収体
【課題】薄層であっても高い電磁波吸収特性を実現した電磁波吸収体を提供する。
【解決手段】電磁波吸収体１は、電磁波吸収層２と、電磁波反射層３とが積層されることにより構成される。また、電磁波吸収層２は、高誘電性材料で形成されるとともに立方体形状を有する基材１２と、高磁性材料で形成されるとともに基材１２の内部において３方向に形成された各長孔１４、１５、１６に充填された充填材１３とが複合した複合体によって成形し、各高誘電性材料及び高磁性材料をそれぞれ三次元的に連続させた構造とする。
【解決手段】電磁波吸収体１は、電磁波吸収層２と、電磁波反射層３とが積層されることにより構成される。また、電磁波吸収層２は、高誘電性材料で形成されるとともに立方体形状を有する基材１２と、高磁性材料で形成されるとともに基材１２の内部において３方向に形成された各長孔１４、１５、１６に充填された充填材１３とが複合した複合体によって成形し、各高誘電性材料及び高磁性材料をそれぞれ三次元的に連続させた構造とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等の電子部品から発せられる電磁波を薄層形状で吸収可能とする電磁波吸収体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、駆動モータやコンピュータ等の電子機器から発せられる電磁波によって、他の電子機器の正常な動作を妨げる事態が少なからず生じていた。そこで、従来より電磁波を吸収する吸収体によってそれらの電子機器を囲ったり、隔壁を形成することによって、電磁波による悪影響を防止する方法が行われていた。
【０００３】
また、従来用いられていた電磁波吸収体の一つとして、吸収体の表面上において無反射となる無反射条件を利用したλ／４型電磁波吸収体がある。この無反射条件を利用したλ／４型電磁波吸収体では、例えば金属製の電磁波反射層の前面に所定の厚みの電磁波吸収材からなる電磁波吸収層を積層した構造とする。そして、電磁波が入射した際に、電磁波吸収体の特性インピーダンスと空気中の特性インピーダンスとが整合するように電磁波吸収層の厚みや材料定数を設計する。それによって、見かけ上電磁波が反射されなくなる。この状態は無反射状態と呼ばれる（特開２００３−１３３７８４号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３３７８４号公報（第３頁〜第５頁、図１〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、電磁波吸収体を形成する材料の材料定数（例えば、比誘電率εrの実部（εr´）と虚部（εr″）、比透磁率μrの実部（μr´）と虚部（μr″））が所定の関係を満たすときに、上記無反射状態となる条件（以下、無反射条件という）を実現することができる。具体的には、電磁波の波長λ、電磁波吸収層の厚さｄ、材料の材料定数（比誘電率εr、比透磁率μr）が以下の数式１を満たす場合に無反射条件を実現する。
【０００６】
【数１】
【０００７】
そして、上記数式１を満たす電磁波吸収体を形成する材料の材料定数は、例えばカーボンブラックを配合した電波吸収体の場合、適切なバインダー樹脂にカーボンブラックの配合量を適切に選択することによって達成する必要がある。
この場合において、適切なバインダー樹脂にカーボンブラックの配合量を適切に選択することによって無反射条件を満足する電磁波吸収体は実現することが可能であるが、薄層の電磁波吸収体を実現することは容易ではなかった。
【０００８】
即ち、無反射条件は上記数式１に示すように電磁波吸収層の厚さｄと電磁波の波長λとの比：ｄ／λによって異なる。そして、電磁波の周波数７２０ＭＨｚで電磁波吸収層の厚さ３ｍｍ（ｄ／λ＝０．００７２）の無反射条件を満足するような薄層領域では、電磁波吸収体を形成する材料の材料定数（特に比誘電率の実部）を大きな値で確保することが必要となることがその理由である。
【０００９】
ここで、図１３は、電波吸収体として誘電材料（比透磁率≒１）を用いた場合において、比誘電率に対する無反射曲線及び２０ｄＢ曲線と、電磁波吸収体に用いるＣの比誘電率をプロットした図を示す。尚、無反射曲線は、無反射条件を満たす為の電磁波吸収体を形成する電磁波吸収材料の材料定数を示す曲線である。即ち、電磁波吸収体を形成する電磁波吸収材料の材料定数が無反射曲線上に一致する場合に無反射条件を満たすこととなる。また、２０ｄＢ曲線は、２０ｄＢの電磁波吸収特性を満たす範囲の電磁波吸収体を形成する電磁波吸収材料の材料定数を示す曲線である。即ち、電磁波吸収体を形成する電磁波吸収材料の材料定数が２０ｄＢ曲線上に一致する場合に２０ｄＢの電磁波吸収特性を満たすこととなる。また、２０ｄＢ曲線に囲まれた範囲は、２０ｄＢ以上の電磁波吸収特性を満たす電磁波吸収体を形成する電磁波吸収材料の材料定数の範囲を示す。
更に、図１３では、ｄ／λ＝０．００７２となる点も示す。その結果、図１３に示すように無反射曲線上においてｄ／λ＝０．００７２となる比誘電率はε＝１２０６−ｊ４４．２となる。また、２０ｄＢ曲線上においてｄ／λ＝０．００７２となる比誘電率はε＝１２０５−ｊ３６．２又は１２０６−ｊ５４．０となる。そして、現状のＣの材料定数では、含有量を増加させたとしても比誘電率の虚部の値に対して実部の値が大きくならないので、無反射曲線上又は２０ｄＢ曲線上のｄ／λ＝０．００７２となる点に一致させるのは困難である。
【００１０】
以上のように、無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲（２０ｄＢ以上の電磁波吸収特性を達成する為の条件）を満たす薄層の電磁波吸収体を実現する為には、電磁波吸収体を形成する材料の材料定数を大きな値の範囲でコントロールすることが必要である。しかしながら、従来の電磁波吸収体では材料定数を大きな値の範囲でコントロールすることが十分にできず、無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することは非常に困難であった。
【００１１】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する３次元連続体構造を用いて電磁波吸収層を形成することにより、薄層であっても高い電磁波吸収特性を実現した電磁波吸収体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】
【００１２】
前記目的を達成するため本願の請求項１に係る電磁波吸収体は、高誘電性材料と高磁性材料とが複合された複合体からなるとともに、前記複合体中において前記高誘電性材料と前記高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層と、前記電磁波吸収層の一方の面に対して積層され、入射された電磁波を反射する電磁波反射層と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に係る電磁波吸収体は、請求項１に記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収層の比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部は、電磁波が前記電磁波吸収層の他方の面から入射したときに、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たすことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に係る電磁波吸収体は、請求項１又は請求項２に記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収層は、前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の一方で成形され、内部に複数の長孔を備えた基材と、前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の他方で成形され、前記長孔に充填された充填材と、を備え、前記長孔は、所定方向に沿って形成された第１長孔と、前記第１長孔と交差する第２長孔と、前記第１長孔及び前記第２長孔と交差する第３長孔と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に係る電磁波吸収体は、請求項１又は請求項２に記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収層は、前記高誘電性材料で形成された第１紐状体と、前記高磁性材料で形成された第２紐状体と、を備え、前記第１紐状体と前記第２紐状体とが複数混合された構造を有することを特徴とする。
【００１６】
更に、請求項５に係る電磁波吸収体は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電磁波吸収体において、前記高誘電性材料に導電材を添加したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
前記構成を有する請求項１に記載の電磁波吸収体によれば、電磁波吸収層を高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造とすることにより、電磁波吸収層を形成する材料の材料定数を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。その結果、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００１８】
また、請求項２に記載の電磁波吸収体によれば、電磁波吸収層を形成する材料の材料定数として、電磁波吸収層の比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることにより、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす材料定数の電磁波吸収層を形成することが可能となる。その結果、２０ｄＢ以上の電磁波吸収特性を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００１９】
また、請求項３に記載の電磁波吸収体によれば、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。
【００２０】
また、請求項４に記載の電磁波吸収体によれば、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。
【００２１】
更に、請求項５に記載の電磁波吸収体によれば、電磁波吸収層の比誘電率の虚部の値を大きく上昇させるとともに、その値をコントロールすることが可能となる。従って、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る電磁波吸収体について示した説明図である。
【図２】第１実施形態に係る電磁波吸収層の構成について示した模式図である。
【図３】比較例として、高誘電性材料と高磁性材料と導電性材料とを粒子単位で混合して製造した電磁波吸収シートを示した図である。
【図４】設計周波数を７２０ＭＨｚとし、電磁波吸収層の設計厚みを３ｍｍ（ｄ／λ＝０．００７２）とした場合において、比誘電率εrの実部と虚部、比透磁率μrの実部と虚部が無反射条件を満たす点をグラフ上にプロットした図である。
【図５】設計周波数を７２０ＭＨｚとし、電磁波吸収層の設計厚みを３ｍｍ（ｄ／λ＝０．００７２）とした場合において、比誘電率εrの実部と虚部、比透磁率μrの実部と虚部が無反射条件を満たす値の組み合わせの例を複数示した図である。
【図６】サンプル１とサンプル２について比透磁率の実部μr´と比誘電率の実部εr´の測定結果を示した図である。
【図７】サンプル１とサンプル２について比透磁率の虚部μr″と比誘電率の虚部εr″の測定結果を示した図である。
【図８】サンプル１とサンプル３について比誘電率の虚部εr″の測定結果を示した図である。
【図９】第２実施形態に係る電磁波吸収層の構成について示した模式図である。
【図１０】第３実施形態に係る電磁波吸収層の構成について示した模式図である。
【図１１】第４実施形態に係る電磁波吸収層の構成について示した模式図である。
【図１２】第５実施形態に係る電磁波吸収層の構成について示した模式図である。
【図１３】電波吸収体として誘電材料を用いた場合において、比誘電率に対する無反射曲線及び２０ｄＢ曲線と、電磁波吸収体に用いるＣの比誘電率をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る電磁波吸収体について具体化した第１乃至第５実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態に係る電磁波吸収体１について図１に基づき説明する。図１は第１実施形態に係る電磁波吸収体１について示した説明図である。
【００２５】
図１に示すように、第１実施形態に係る電磁波吸収体１は、基本的に電磁波吸収層２と電磁波反射層３とから構成される。
【００２６】
電磁波吸収層２は、後述するように無反射条件或いは無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす材料定数を備えた電磁波吸収材料により成形される。特に、第１実施形態では高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する複合体を電磁波吸収材料とする。また、電磁波吸収層２の厚みについては、先ず、電磁波吸収層２の比誘電率及び比透磁率に対応するｄ／λの値を無反射曲線又は２０ｄＢ曲線との対応で求め、設計周波数（例えば７２０ＭＨｚ）に応じたｄの値を設計厚みとする。特に、算出されたｄの値の±数％の範囲内で電磁波吸収層２を作製することが望ましい。尚、電磁波吸収層２の詳細については後述する。
【００２７】
一方、電磁波反射層３は、入射された電磁波を反射する反射手段として用いられる層であり、アルミニウム、銅、鉄やステンレス等の金属板や、高分子フィルムに真空蒸着やめっきで上記金属の薄膜を形成したもの、炭素繊維等の導電材で樹脂等を補強したものなどにより成形される。尚、電磁波吸収層２と電磁波反射層３との積層方法は、例えば、直接熱接着する方法、電磁波吸収特性に影響を与えない程度の薄い接着剤で接着する方法等がある。また、電磁波吸収体１に対して入射する電磁波の入射方向４は、電磁波反射層３が積層されている面と反対側の面から入射するように設計する。但し、図１では電磁波の入射方向４は、電磁波反射層３に対して垂直となっているが、入射方向は電磁波反射層３に対して垂直でなくても良い。
【００２８】
次に、電磁波吸収体１を形成する電磁波吸収層２について、図２を用いてより詳細に説明する。図２は第１実施形態に係る電磁波吸収層２の構成について示した模式図である。
電磁波吸収層２は、高磁性材料で形成されるとともに電磁波吸収層２の外形を形成する基材１２と、高誘電性材料で形成されるとともに円柱形状を有する充填材１３とが複合した複合体によって構成される。尚、第１実施形態では高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“２”、比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。また、高誘電性材料としては、例えば水（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“８０．４”、比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。尚、充填材１３として水を用いる場合には、寒天やポリアクリル酸ナトリウム等の高い吸水性及び水分保持性能を有する材料に水を吸水させたゲル状体を用いることが望ましい。
【００２９】
尚、基材１２と充填材１３は以下の材料の組み合わせによって構成しても良い。
（ａ）“多孔質フェライト”からなる基材１２と“導電ゲル（ゲル状体にＮａＣｌ等の電解質を溶解させたもの）”からなる充填材１３。
（ｂ）“多孔質フェライト”からなる基材１２と“導電フィラーを混練したＢａＴｉＯ３”からなる充填材１３。
【００３０】
そして、第１実施形態に係る電磁波吸収層２では、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。ここで、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造とは、どのような位置でどのような角度により構造体（第１実施形態では電磁波吸収層２）を切断したとしても、その切断面において高誘電性材料と高磁性材料とが互いに接触する構造をいう。
具体的には、高磁性材料からなる基材１２の内部において３方向に形成された計２７本の各長孔１４、１５、１６に、高誘電性材料からなる充填材１３が充填されることによって電磁波吸収層２は構成される。
【００３１】
また、各長孔１４、１５、１６は図２のＸ軸方向に沿って形成された第１長孔１４と、Ｙ軸方向に沿って形成された第２長孔１５と、Ｚ軸方向に沿って形成された第３長孔１６とからなり、互いに交差する。また、充填材１３及び各長孔１４、１５、１６は図２に示すような円柱形状に限らず、四角柱等の多角柱形状等で構成しても良い。更に、電磁波吸収層２の高誘電性材料と高磁性材料の体積比率は比誘電率、比透磁率の値を加味した体積比とすることが望ましい。
【００３２】
次に、上記図１に示す第１実施形態に係る電磁波吸収体１の製造方法について説明する。
ここで、電磁波吸収体１の製造方法としては、先ず電磁波吸収層２を所定の設計厚みで成形し、成形された電磁波吸収層２の一方の面に対して電磁波反射層３を接着し、各層を積層する。尚、電磁波反射層３の接着には、直接熱接着する方法又は接着剤で接着する方法等が用いられる。また、電磁波吸収層２を成形する方法としては、先ず基材１２を成形した後に、基材１２に対して各長孔１４、１５、１６を形成し、その後に充填材１３を充填する方法が挙げられる。
【００３３】
そして、上記製造方法によって作製された電磁波吸収体１は、電磁波吸収層２において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続する構造となる。その結果、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、高誘電性材料と高磁性材料を樹脂中に配合し、粒子単位で混合して電磁波吸収層を製造する場合と比較して、電磁波吸収体の比誘電率や比透磁率が大幅に低下することが無い。
【００３４】
ここで、図３は比較例として、高誘電性材料と高磁性材料と導電性材料とを粒子単位で混合して製造した電磁波吸収層２１を示した図である。
図３に示すように、例えば、フェライト等の高磁性材料粒子２２と、チタン酸バリウム等の高誘電性材料粒子２３と、導電性材料である炭素粒子２４とを樹脂２５中に混合することによって製造した電磁波吸収層２１は、混合前の高磁性材料や導電性材料と比較して比誘電率や比透磁率が大幅に低下する。例えば、高誘電性材料としてチタン酸バリウム、高磁性材料としてフェライトが用いられた場合では、電磁波吸収層２１の比誘電率εrは約１／１００まで低下し、比透磁率μrについても約１／１００まで低下することとなる。
従って、このように粒子単位で混合した電磁波吸収層２１では、比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることができない。それにより、電磁波吸収シートとして十分な電磁波吸収特性を得る為には一定以上のシート厚みが必要となり、薄膜化が困難となる。それに対して、第１実施形態の電磁波吸収体１では、前記したように電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されず、比誘電率や比透磁率が大きく低下することが無い。その結果、後述のように比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能であり、薄層の電磁波吸収シートとしても高い電磁波吸収特性を備える。
【００３５】
続いて、図１及び図２に示すように高誘電性材料及び高磁性材料を三次元的に連続させた構造を有する電磁波吸収層２を備えた電磁波吸収体１に関する電磁波吸収特性について以下に説明する。
【００３６】
ここで、図４は設計周波数を７２０ＭＨｚとし、電磁波吸収層２の設計厚みを３ｍｍ（ｄ／λ＝０．００７２）とした場合において、比誘電率εrの実部（εr´）と虚部（εr″）及び比透磁率μrの実部（μr´）と虚部（μr″）が無反射条件を満たす点をグラフ上にプロットした図である。また、図５は同じく電磁波吸収層２の設計厚みを３ｍｍ（ｄ／λ＝０．００７２）とした場合において、比誘電率εrの実部（εr´）と虚部（εr″）及び比透磁率μrの実部（μr´）と虚部（μr″）が無反射条件を満たす値の組み合わせの例を複数示した図である。
ここで、無反射条件は、前述したように電磁波が入射した際に、電磁波吸収体の特性インピーダンスと空気中の特性インピーダンスとが整合することにより見かけ上電磁波が反射されなくなる無反射状態となる為の条件である。具体的には、電磁波の波長λ、電磁波吸収層の厚さｄ、材料の材料定数（比誘電率εr、比透磁率μr）が前記数式１を満たす場合に無反射条件を実現する。
尚、図４において無反射曲線はプロットされた各点に相当する。また、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲はプロットされた各点から所定距離内の範囲となる。
【００３７】
図４及び図５を参照すると、無反射条件を満たす材料定数の組み合わせの内、各値が比較的小さくなる組み合わせの一例として、（μr´、μr″、εr´、εr″）＝（３．３、２１．７、１０、０）がある。ここで、７２０ＭＨｚで比透磁率の虚部の値を２０程度に確保する電磁波吸収材料としては、通常高周波高損失フェライト（Ｎｉ、Ｃｕ系フェライト）をバルク状態で用いたものがあるが、フェライトのバルク体では比透磁率の値を大きな値にコントロールできたとしても、比誘電率を大きな値で確保することができない。
一方、図３に示した高誘電性材料と高磁性材料と導電性材料とを粒子単位で混合する方式では、比誘電率や比透磁率が必要とする値の１／１０以下の値となってしまう。
一方、誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する第１実施形態の電磁波吸収体１では、上記の無反射条件を満たす材料定数の組み合わせを実現することが可能である。以下に、その手段について詳細に説明する。
【００３８】
上記の無反射条件を満たす材料定数の組み合わせを実現する為には、電磁波吸収層２の比誘電率εrの実部（εr´）と虚部（εr″）、比透磁率μrの実部（μr´）と虚部（μr″）を大きな値の範囲でコントロールすることが必要となる。
【００３９】
以下に、サンプル１〜３の測定結果を用いて、電磁波吸収層２の比透磁率の実部と比誘電率の実部を大きな値の範囲でコントローするとともに、且つ比透磁率の虚部と比誘電率の虚部を大きな値の範囲でコントロールする手段の導出について説明する。
【００４０】
（測定対象とするサンプル１及びサンプル２）
測定に用いるサンプル１は、第１実施形態に係る電磁波吸収層２と同じ構成を備えた電磁波吸収層を用いる。ただし、基材１２としてフェライトを用いる。また、充填材１３としてＡｕコロイド処理がされたＢａＴｉＯ３を用いる。
具体的には、サンプル１の作製は、以下の（ａ）〜（ｅ）の工程により行う。
（ａ）ウルトラアペックスミルを用い、ＢａＴｉＯ３を湿式粉砕する。尚、溶剤としては、１−プロパノールを用いる。ＢａＴｉＯ３と溶剤の分量比は１：３とする。更に、粉砕時間は２０分間とする。
（ｂ）粉砕後に溶剤を除去する。
（ｃ）Ａｕナノコロイドを作製する。具体的には、ＨＡｕＣｌ４・４Ｈ２Ｏをクエン酸三ナトリウム水溶液で還元（８０℃×３０ｍｉｎ）する。
（ｄ）上記Ａｕナノコロイドの溶液に粉砕されたＢａＴｉＯ３を投入し、混合する。
（ｅ）洗浄→遠心分離を繰り返し行った後、乾燥させ、Ａｕコロイド処理がされたＢａＴｉＯ３を作製する。
（ｆ）作製されたＡｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３とシアノエチルプルランとＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を１００：１０：５０の重量比で配合しスラリーを作製する。
（ｇ）その後は、第１実施形態で説明した第１工程〜第６工程と同様に、フェライトからなる基材４２に形成された長孔１４、１５、１６にスラリーを充填し、充填材１３を形成する。
以上より、サンプル１として用いる電磁波吸収層を製造する。
尚、比較例として誘電体（Ａｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３）を充填していない基材１２のみから構成されるサンプル２も製造した。
【００４１】
（サンプル測定１）
上記サンプル１について比透磁率の実部μr´と比誘電率の実部εr´を測定すると、図６に示す結果を得た。尚、比較例として誘電体（Ａｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３）を充填していないサンプル２の測定結果も示すこととする。また、測定周波数は６０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚとした。
【００４２】
図６に示すように、サンプル１の比透磁率の実部μr´は、測定周波数に対してμr´＝５〜１２の間で変化する。一方、比誘電率の実部εr´は測定周波数に対して依存せず略固定の値となったが、誘電体を充電していないサンプル２がεr´≒７であるのに対して、誘電体を充電したサンプル１はεr´≒１７まで上昇した。
従って、図６に示す測定結果を比較すると、基材１２に対して誘電体を充填することにより、比誘電率の実部εr´の値をコントロールすることが可能となることが分かる。即ち、材料定数や誘電体の充填率の設計値等を調整することによって、比透磁率の実部μr´と比誘電率の実部εr´について無反射条件を満たす材料定数の組み合わせ（図４、図５参照）を実現することが可能となる。また、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす材料定数の組み合わせについても実現することも可能となる。
【００４３】
（サンプル測定２）
次に、上記サンプル１について比透磁率の虚部μr″と比誘電率の虚部εr″を測定すると、図７に示す結果を得た。尚、比較例として誘電体（Ａｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３）を充填していないサンプル２の測定結果も示すこととする。また、測定周波数は６０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚとした。
【００４４】
図７に示すように、サンプル１の比透磁率の虚部μr″は、測定周波数に対してμr″＝２０〜４０の間で変化する。一方、比誘電率の虚部εr″は誘電体を充電していないサンプル２がεr″＝０〜０．２の値となるのに対して、誘電体を充電したサンプル１はεr″＝１〜２の値まで上昇した。
従って、図７に示す測定結果を比較すると、誘電体を充電したとしても比透磁率の虚部μr″に比べて比誘電率の虚部εr″が非常に小さい。従って、無反射条件を満たす材料定数の組み合わせを実現する為には、比誘電率の虚部εr″を更に上昇させる必要があることが分かる。
【００４５】
（測定対象とするサンプル３）
測定に用いるサンプル３は、サンプル１と同じく第１実施形態に係る電磁波吸収層２と同じ構成を備えた電磁波吸収層を用いる。ただし、基材１２としてフェライトを用いる。また、充填材１３としてＡｕコロイド処理がされたＢａＴｉＯ３に導電材（例えばＡｇ）を添加した材料を用いる。
尚、具体的なサンプル３の作製工程については、スラリーにＡｇを添加する点以外はサンプル１と同一であるので省略する。
【００４６】
（サンプル測定３）
次に、上記サンプル３について比誘電率の虚部εr″を測定すると、図８に示す結果を得た。尚、比較例として誘電体にＡｇを添加していないサンプル１の測定結果も示すこととする。また、測定周波数は６０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚとした。
【００４７】
図８に示すように、誘電体にＡｇを添加していないサンプル１の比誘電率の虚部εr″は、前記したようにεr″＝１〜２の値が測定される。一方、誘電体にＡｇを添加したサンプル３の比誘電率の虚部εr″は、εr″＝５０〜１００の値まで上昇した。
従って、図８に示す測定結果を比較すると、長孔１４、１５、１６に充填する誘電体に対して導電材（例えばＡｇ）を添加することにより、比誘電率の虚部εr″の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となることが分かる。即ち、添加する導電材の種類や添加量等を調整することによって、比透磁率の虚部μr″と比誘電率の虚部εr″について無反射条件を満たす材料定数の組み合わせ（図４、図５参照）を実現することが可能となる。また、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす材料定数の組み合わせについても実現することも可能となる。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態に係る電磁波吸収体１は、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層２と、電磁波反射層３とが積層されることにより構成されるので、電磁波吸収層２を形成する材料の材料定数である比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。その結果、低周波の電磁波（例えば７２０ＭＨｚ）に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層（例えば３ｍｍ）の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
また、高磁性材料からなる基材１２の内部において３方向に形成された計２７本の各長孔１４、１５、１６に、高誘電性材料からなる充填材１３が充填されることによって電磁波吸収層２は構成されるので、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。また、高誘電性材料と高磁性材料とを三次元的に連続させた複合構造とすることによって、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することがなく、薄層の電磁波吸収シートとしても高い電磁波吸収特性を備える。
また、高磁性材料及び高誘電材料の各材料定数や誘電体の充填率の設計値等を調整したり、電磁波吸収層２を構成する高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加する場合に、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、電磁波吸収層２の比誘電率εrの実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、電磁波吸収層２の比誘電率εrの実部と虚部及び比透磁率μrの実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。従って、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る電磁波吸収体について図９に基づき説明する。
第２実施形態に係る電磁波吸収体は、前記した第１実施形態に係る電磁波吸収体１と同じく基本的に電磁波吸収層と電磁波反射層とから構成される（図１参照）。但し、第２実施形態の電磁波吸収層４１の構成は、以下のように第１実施形態の電磁波吸収層２の構成と異なっている。図９は第２実施形態に係る電磁波吸収層４１の構成について示した模式図である。
【００５０】
図９に示すように、第２実施形態に係る電磁波吸収層４１は、高誘電性材料で形成されるとともに電磁波吸収層４１の外形を形成する基材４２と、高磁性材料で形成されるとともに円柱形状を有する充填材４３とが複合した複合体によって構成される。尚、第２実施形態では高誘電性材料としては、例えばチタン酸バリウム（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“９０”、比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。また、高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“２”、比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。
【００５１】
そして、第２実施形態に係る電磁波吸収層４１では、第１実施形態と同じく、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。
具体的には、高誘電性材料からなる基材４２の内部において３方向に形成された計２７本の各長孔４４、４５、４６に、高磁性材料からなる充填材４３が充填されることによって電磁波吸収層４１は構成される。
【００５２】
また、各長孔４４、４５、４６は図９のＸ軸方向に沿って形成された第１長孔４４と、Ｙ軸方向に沿って形成された第２長孔４５と、Ｚ軸方向に沿って形成された第３長孔４６とからなり、互いに交差する。また、充填材４３及び各長孔４４、４５、４６は図９に示すような円柱形状に限らず、四角柱等の多角柱形状等で構成しても良い。更に、電磁波吸収層４１の高誘電性材料と高磁性材料の体積比率は誘電率、透磁率の値を加味した体積比とすることが望ましい。
【００５３】
次に、第２実施形態に係る電磁波吸収体の製造方法について説明する。
ここで、電磁波吸収体の製造方法としては、先ず電磁波吸収層４１を所定の設計厚みで成形し、成形された電磁波吸収層４１の一方の面に対して電磁波反射層３を接着し、各層を積層する。尚、電磁波反射層３の接着には、直接熱接着する方法又は接着剤で接着する方法等が用いられる。また、電磁波吸収層４１を成形する方法としては、先ず、基材４２を成形した後に、基材４２に対して各長孔４４、４５、４６を形成し、その後に充填材４３を充填する方法が挙げられる。
【００５４】
上記第２実施形態に係る電磁波吸収体は、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層４１と、電磁波反射層とが積層されることにより構成されるので、電磁波吸収層４１を形成する材料の材料定数である比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。その結果、低周波の電磁波（例えば７２０ＭＨｚ）に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層（例えば３ｍｍ）の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
また、高誘電性材料からなる基材４２の内部において３方向に形成された計２７本の各長孔４４、４５、４６に、高磁性材料からなる充填材４３が充填されることによって電磁波吸収層４１は構成されるので、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。また、高誘電性材料と高磁性材料とを三次元的に連続させた複合構造とすることによって、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することがなく、薄層の電磁波吸収シートとしても高い電磁波吸収特性を備える。
また、第１実施形態と同様に、高磁性材料及び高誘電材料の各材料定数や設計値等を調整したり、高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加することにより、比誘電率の実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となる（図６〜図８参照）。従って、材料定数や誘電体の充填率の設計値等を調整したり、電磁波吸収層４１を構成する高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加する場合に、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、電磁波吸収層４１の比誘電率εrの実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、電磁波吸収層４１の比誘電率εrの実部と虚部及び比透磁率μrの実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。従って、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００５５】
〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態に係る電磁波吸収体について図１０に基づき説明する。
第３実施形態に係る電磁波吸収体は、前記した第１実施形態に係る電磁波吸収体１と同じく基本的に電磁波吸収層と電磁波反射層とから構成される（図１参照）。但し、第３実施形態の電磁波吸収層５１の構成は、以下のように第１実施形態の電磁波吸収層２の構成と異なっている。図１０は第３実施形態に係る電磁波吸収層５１の構成について示した模式図である。
【００５６】
図１０に示すように、第３実施形態に係る電磁波吸収層５１は、高誘電性材料で形成される第１紐状体５２と、高磁性材料で形成される第２紐状体５３とが複合した複合体によって構成される。尚、第３実施形態では高誘電性材料としては、例えばチタン酸バリウム（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“９０”、比透磁率μrの実部の値“１”）や水（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“８０．４”、比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。また、高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“２”、比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。尚、第２紐状体５３として特に水を用いる場合には、寒天やポリアクリル酸ナトリウム等の高い吸水性及び水分保持性能を有する材料に水を吸水させたゲル状体を用いることが望ましい。
【００５７】
そして、第３実施形態に係る電磁波吸収層５１では、第１実施形態と同じく、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。具体的には、複数の第１紐状体５２と第２紐状体５３とが互いに三次元方向に絡み合った状態で固定されることによって電磁波吸収層５１は構成される。更に、電磁波吸収層５１の高誘電性材料と高磁性材料の体積比率は誘電率、透磁率の値を加味した体積比とすることが望ましい。
【００５８】
上記第３実施形態に係る電磁波吸収体は、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層５１と、電磁波反射層とが積層されることにより構成されるので、電磁波吸収層４１を形成する材料の材料定数である比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。その結果、低周波の電磁波（例えば７２０ＭＨｚ）に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層（例えば３ｍｍ）の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
また、高誘電性材料で形成された第１紐状体５２と、高磁性材料で形成された第２紐状体５３とが複数混合されることによって電磁波吸収層５１は構成されるので、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。また、高誘電性材料と高磁性材料とを三次元的に連続させた複合構造とすることによって、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することがなく、薄層の電磁波吸収シートとしても高い電磁波吸収特性を備える。
また、第１実施形態と同様に、高磁性材料及び高誘電材料の各材料定数や設計値等を調整したり、高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加することにより、比誘電率の実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となる（図６〜図８参照）。従って、材料定数や誘電体の充填率の設計値等を調整したり、電磁波吸収層５１を構成する高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加する場合に、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、電磁波吸収層５１の比誘電率の実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、電磁波吸収層５１の比誘電率εrの実部と虚部及び比透磁率μrの実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。従って、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００５９】
〔第４実施形態、第５実施形態〕
次に、第４実施形態及び第５実施形態に係る電磁波吸収体について図１１及び図１２に基づき説明する。
第４実施形態及び第５実施形態に係る電磁波吸収体は、前記した第１実施形態に係る電磁波吸収体１と同じく基本的に電磁波吸収層と電磁波反射層とから構成される（図１参照）。但し、第４実施形態及び第５実施形態の電磁波吸収層６１、７１の構成は、以下のように第１実施形態の電磁波吸収層２の構成と異なっている。図１１は第４実施形態に係る電磁波吸収層６１の構成について示した模式図である。また、図１２は第５実施形態に係る電磁波吸収層７１の構成について示した模式図である。
【００６０】
図１１に示すように、第４実施形態に係る電磁波吸収層６１は、高誘電性材料と高磁性材料とが複合した複合体によって構成される。同じく図１２に示すように、第５実施形態に係る電磁波吸収層７１は、高誘電性材料と高磁性材料とが複合した複合体によって構成される。
尚、第４実施形態及び第５実施形態では高誘電性材料としては、例えばチタン酸バリウム（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“９０”、比透磁率μrの実部の値“１”）や水（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“８０．４”、比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。また、高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“２”、比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。尚、高誘電性材料として特に水を用いる場合には、寒天やポリアクリル酸ナトリウム等の高い吸水性及び水分保持性能を有する材料に水を吸水させたゲル状体を用いることが望ましい。
【００６１】
そして、第４実施形態に係る電磁波吸収層６１及び第５実施形態に係る電磁波吸収層７１では、第１実施形態と同じく、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。
また、電磁波吸収層６１及び電磁波吸収層７１には図９及び図１０に示すように、三次元網目状に連続的に繋がる空隙を備える。従って、高誘電性材料として特に水を用いる場合には、この空隙に水を充填させることによって高誘電性材料を三次元的に連続した構造とすることが可能となる。
【００６２】
上記第４実施形態に係る電磁波吸収体及び第５実施形態に係る電磁波吸収体は、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層５１、６１と、電磁波反射層とが積層されることにより構成されるので、電磁波吸収層５１、６１を形成する材料の材料定数である比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。その結果、低周波の電磁波（例えば７２０ＭＨｚ）に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層（例えば３ｍｍ）の電磁波吸収体を実現することが可能となる。また、高誘電性材料と高磁性材料とを三次元的に連続させた複合構造とすることによって、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することがなく、薄層の電磁波吸収シートとしても高い電磁波吸収特性を備える。
また、第１実施形態と同様に、高磁性材料及び高誘電材料の各材料定数や設計値等を調整したり、高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加することにより、比誘電率の実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となる（図６〜図８参照）。従って、材料定数や誘電体の充填率の設計値等を調整したり、電磁波吸収層６１、７１を構成する高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加する場合に、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、電磁波吸収層６１、７１の比誘電率の実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、電磁波吸収層６１、７１の比誘電率εrの実部と虚部及び比透磁率μrの実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。従って、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００６３】
尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、第１実施形態及び第２実施形態では基材１２、４２に形成する長孔の数を、一方向当たり９本としているが、９本より多く又は少なくしても良い。また、高誘電性材料及び高磁性材料として用いる材料は上記実施形態に記載した材料以外であっても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電磁波吸収体
２、４１、５１、６１、７１ 電磁波吸収層
３ 電磁波反射層
１２、４２ 基材
１３、４３ 充填材
１４、１５、１６、４４、４５、４６ 長孔
５２ 第１紐状体
５３ 第２紐状体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等の電子部品から発せられる電磁波を薄層形状で吸収可能とする電磁波吸収体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、駆動モータやコンピュータ等の電子機器から発せられる電磁波によって、他の電子機器の正常な動作を妨げる事態が少なからず生じていた。そこで、従来より電磁波を吸収する吸収体によってそれらの電子機器を囲ったり、隔壁を形成することによって、電磁波による悪影響を防止する方法が行われていた。
【０００３】
また、従来用いられていた電磁波吸収体の一つとして、吸収体の表面上において無反射となる無反射条件を利用したλ／４型電磁波吸収体がある。この無反射条件を利用したλ／４型電磁波吸収体では、例えば金属製の電磁波反射層の前面に所定の厚みの電磁波吸収材からなる電磁波吸収層を積層した構造とする。そして、電磁波が入射した際に、電磁波吸収体の特性インピーダンスと空気中の特性インピーダンスとが整合するように電磁波吸収層の厚みや材料定数を設計する。それによって、見かけ上電磁波が反射されなくなる。この状態は無反射状態と呼ばれる（特開２００３−１３３７８４号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３３７８４号公報（第３頁〜第５頁、図１〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、電磁波吸収体を形成する材料の材料定数（例えば、比誘電率εrの実部（εr´）と虚部（εr″）、比透磁率μrの実部（μr´）と虚部（μr″））が所定の関係を満たすときに、上記無反射状態となる条件（以下、無反射条件という）を実現することができる。具体的には、電磁波の波長λ、電磁波吸収層の厚さｄ、材料の材料定数（比誘電率εr、比透磁率μr）が以下の数式１を満たす場合に無反射条件を実現する。
【０００６】
【数１】
【０００７】
そして、上記数式１を満たす電磁波吸収体を形成する材料の材料定数は、例えばカーボンブラックを配合した電波吸収体の場合、適切なバインダー樹脂にカーボンブラックの配合量を適切に選択することによって達成する必要がある。
この場合において、適切なバインダー樹脂にカーボンブラックの配合量を適切に選択することによって無反射条件を満足する電磁波吸収体は実現することが可能であるが、薄層の電磁波吸収体を実現することは容易ではなかった。
【０００８】
即ち、無反射条件は上記数式１に示すように電磁波吸収層の厚さｄと電磁波の波長λとの比：ｄ／λによって異なる。そして、電磁波の周波数７２０ＭＨｚで電磁波吸収層の厚さ３ｍｍ（ｄ／λ＝０．００７２）の無反射条件を満足するような薄層領域では、電磁波吸収体を形成する材料の材料定数（特に比誘電率の実部）を大きな値で確保することが必要となることがその理由である。
【０００９】
ここで、図１３は、電波吸収体として誘電材料（比透磁率≒１）を用いた場合において、比誘電率に対する無反射曲線及び２０ｄＢ曲線と、電磁波吸収体に用いるＣの比誘電率をプロットした図を示す。尚、無反射曲線は、無反射条件を満たす為の電磁波吸収体を形成する電磁波吸収材料の材料定数を示す曲線である。即ち、電磁波吸収体を形成する電磁波吸収材料の材料定数が無反射曲線上に一致する場合に無反射条件を満たすこととなる。また、２０ｄＢ曲線は、２０ｄＢの電磁波吸収特性を満たす範囲の電磁波吸収体を形成する電磁波吸収材料の材料定数を示す曲線である。即ち、電磁波吸収体を形成する電磁波吸収材料の材料定数が２０ｄＢ曲線上に一致する場合に２０ｄＢの電磁波吸収特性を満たすこととなる。また、２０ｄＢ曲線に囲まれた範囲は、２０ｄＢ以上の電磁波吸収特性を満たす電磁波吸収体を形成する電磁波吸収材料の材料定数の範囲を示す。
更に、図１３では、ｄ／λ＝０．００７２となる点も示す。その結果、図１３に示すように無反射曲線上においてｄ／λ＝０．００７２となる比誘電率はε＝１２０６−ｊ４４．２となる。また、２０ｄＢ曲線上においてｄ／λ＝０．００７２となる比誘電率はε＝１２０５−ｊ３６．２又は１２０６−ｊ５４．０となる。そして、現状のＣの材料定数では、含有量を増加させたとしても比誘電率の虚部の値に対して実部の値が大きくならないので、無反射曲線上又は２０ｄＢ曲線上のｄ／λ＝０．００７２となる点に一致させるのは困難である。
【００１０】
以上のように、無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲（２０ｄＢ以上の電磁波吸収特性を達成する為の条件）を満たす薄層の電磁波吸収体を実現する為には、電磁波吸収体を形成する材料の材料定数を大きな値の範囲でコントロールすることが必要である。しかしながら、従来の電磁波吸収体では材料定数を大きな値の範囲でコントロールすることが十分にできず、無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することは非常に困難であった。
【００１１】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する３次元連続体構造を用いて電磁波吸収層を形成することにより、薄層であっても高い電磁波吸収特性を実現した電磁波吸収体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】
【００１２】
前記目的を達成するため本願の請求項１に係る電磁波吸収体は、高誘電性材料と高磁性材料とが複合された複合体からなるとともに、前記複合体中において前記高誘電性材料と前記高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層と、前記電磁波吸収層の一方の面に対して積層され、入射された電磁波を反射する電磁波反射層と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に係る電磁波吸収体は、請求項１に記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収層の比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部は、電磁波が前記電磁波吸収層の他方の面から入射したときに、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たすことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に係る電磁波吸収体は、請求項１又は請求項２に記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収層は、前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の一方で成形され、内部に複数の長孔を備えた基材と、前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の他方で成形され、前記長孔に充填された充填材と、を備え、前記長孔は、所定方向に沿って形成された第１長孔と、前記第１長孔と交差する第２長孔と、前記第１長孔及び前記第２長孔と交差する第３長孔と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に係る電磁波吸収体は、請求項１又は請求項２に記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収層は、前記高誘電性材料で形成された第１紐状体と、前記高磁性材料で形成された第２紐状体と、を備え、前記第１紐状体と前記第２紐状体とが複数混合された構造を有することを特徴とする。
【００１６】
更に、請求項５に係る電磁波吸収体は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電磁波吸収体において、前記高誘電性材料に導電材を添加したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
前記構成を有する請求項１に記載の電磁波吸収体によれば、電磁波吸収層を高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造とすることにより、電磁波吸収層を形成する材料の材料定数を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。その結果、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００１８】
また、請求項２に記載の電磁波吸収体によれば、電磁波吸収層を形成する材料の材料定数として、電磁波吸収層の比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることにより、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす材料定数の電磁波吸収層を形成することが可能となる。その結果、２０ｄＢ以上の電磁波吸収特性を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００１９】
また、請求項３に記載の電磁波吸収体によれば、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。
【００２０】
また、請求項４に記載の電磁波吸収体によれば、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。
【００２１】
更に、請求項５に記載の電磁波吸収体によれば、電磁波吸収層の比誘電率の虚部の値を大きく上昇させるとともに、その値をコントロールすることが可能となる。従って、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る電磁波吸収体について示した説明図である。
【図２】第１実施形態に係る電磁波吸収層の構成について示した模式図である。
【図３】比較例として、高誘電性材料と高磁性材料と導電性材料とを粒子単位で混合して製造した電磁波吸収シートを示した図である。
【図４】設計周波数を７２０ＭＨｚとし、電磁波吸収層の設計厚みを３ｍｍ（ｄ／λ＝０．００７２）とした場合において、比誘電率εrの実部と虚部、比透磁率μrの実部と虚部が無反射条件を満たす点をグラフ上にプロットした図である。
【図５】設計周波数を７２０ＭＨｚとし、電磁波吸収層の設計厚みを３ｍｍ（ｄ／λ＝０．００７２）とした場合において、比誘電率εrの実部と虚部、比透磁率μrの実部と虚部が無反射条件を満たす値の組み合わせの例を複数示した図である。
【図６】サンプル１とサンプル２について比透磁率の実部μr´と比誘電率の実部εr´の測定結果を示した図である。
【図７】サンプル１とサンプル２について比透磁率の虚部μr″と比誘電率の虚部εr″の測定結果を示した図である。
【図８】サンプル１とサンプル３について比誘電率の虚部εr″の測定結果を示した図である。
【図９】第２実施形態に係る電磁波吸収層の構成について示した模式図である。
【図１０】第３実施形態に係る電磁波吸収層の構成について示した模式図である。
【図１１】第４実施形態に係る電磁波吸収層の構成について示した模式図である。
【図１２】第５実施形態に係る電磁波吸収層の構成について示した模式図である。
【図１３】電波吸収体として誘電材料を用いた場合において、比誘電率に対する無反射曲線及び２０ｄＢ曲線と、電磁波吸収体に用いるＣの比誘電率をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る電磁波吸収体について具体化した第１乃至第５実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態に係る電磁波吸収体１について図１に基づき説明する。図１は第１実施形態に係る電磁波吸収体１について示した説明図である。
【００２５】
図１に示すように、第１実施形態に係る電磁波吸収体１は、基本的に電磁波吸収層２と電磁波反射層３とから構成される。
【００２６】
電磁波吸収層２は、後述するように無反射条件或いは無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす材料定数を備えた電磁波吸収材料により成形される。特に、第１実施形態では高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する複合体を電磁波吸収材料とする。また、電磁波吸収層２の厚みについては、先ず、電磁波吸収層２の比誘電率及び比透磁率に対応するｄ／λの値を無反射曲線又は２０ｄＢ曲線との対応で求め、設計周波数（例えば７２０ＭＨｚ）に応じたｄの値を設計厚みとする。特に、算出されたｄの値の±数％の範囲内で電磁波吸収層２を作製することが望ましい。尚、電磁波吸収層２の詳細については後述する。
【００２７】
一方、電磁波反射層３は、入射された電磁波を反射する反射手段として用いられる層であり、アルミニウム、銅、鉄やステンレス等の金属板や、高分子フィルムに真空蒸着やめっきで上記金属の薄膜を形成したもの、炭素繊維等の導電材で樹脂等を補強したものなどにより成形される。尚、電磁波吸収層２と電磁波反射層３との積層方法は、例えば、直接熱接着する方法、電磁波吸収特性に影響を与えない程度の薄い接着剤で接着する方法等がある。また、電磁波吸収体１に対して入射する電磁波の入射方向４は、電磁波反射層３が積層されている面と反対側の面から入射するように設計する。但し、図１では電磁波の入射方向４は、電磁波反射層３に対して垂直となっているが、入射方向は電磁波反射層３に対して垂直でなくても良い。
【００２８】
次に、電磁波吸収体１を形成する電磁波吸収層２について、図２を用いてより詳細に説明する。図２は第１実施形態に係る電磁波吸収層２の構成について示した模式図である。
電磁波吸収層２は、高磁性材料で形成されるとともに電磁波吸収層２の外形を形成する基材１２と、高誘電性材料で形成されるとともに円柱形状を有する充填材１３とが複合した複合体によって構成される。尚、第１実施形態では高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“２”、比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。また、高誘電性材料としては、例えば水（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“８０．４”、比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。尚、充填材１３として水を用いる場合には、寒天やポリアクリル酸ナトリウム等の高い吸水性及び水分保持性能を有する材料に水を吸水させたゲル状体を用いることが望ましい。
【００２９】
尚、基材１２と充填材１３は以下の材料の組み合わせによって構成しても良い。
（ａ）“多孔質フェライト”からなる基材１２と“導電ゲル（ゲル状体にＮａＣｌ等の電解質を溶解させたもの）”からなる充填材１３。
（ｂ）“多孔質フェライト”からなる基材１２と“導電フィラーを混練したＢａＴｉＯ３”からなる充填材１３。
【００３０】
そして、第１実施形態に係る電磁波吸収層２では、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。ここで、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造とは、どのような位置でどのような角度により構造体（第１実施形態では電磁波吸収層２）を切断したとしても、その切断面において高誘電性材料と高磁性材料とが互いに接触する構造をいう。
具体的には、高磁性材料からなる基材１２の内部において３方向に形成された計２７本の各長孔１４、１５、１６に、高誘電性材料からなる充填材１３が充填されることによって電磁波吸収層２は構成される。
【００３１】
また、各長孔１４、１５、１６は図２のＸ軸方向に沿って形成された第１長孔１４と、Ｙ軸方向に沿って形成された第２長孔１５と、Ｚ軸方向に沿って形成された第３長孔１６とからなり、互いに交差する。また、充填材１３及び各長孔１４、１５、１６は図２に示すような円柱形状に限らず、四角柱等の多角柱形状等で構成しても良い。更に、電磁波吸収層２の高誘電性材料と高磁性材料の体積比率は比誘電率、比透磁率の値を加味した体積比とすることが望ましい。
【００３２】
次に、上記図１に示す第１実施形態に係る電磁波吸収体１の製造方法について説明する。
ここで、電磁波吸収体１の製造方法としては、先ず電磁波吸収層２を所定の設計厚みで成形し、成形された電磁波吸収層２の一方の面に対して電磁波反射層３を接着し、各層を積層する。尚、電磁波反射層３の接着には、直接熱接着する方法又は接着剤で接着する方法等が用いられる。また、電磁波吸収層２を成形する方法としては、先ず基材１２を成形した後に、基材１２に対して各長孔１４、１５、１６を形成し、その後に充填材１３を充填する方法が挙げられる。
【００３３】
そして、上記製造方法によって作製された電磁波吸収体１は、電磁波吸収層２において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続する構造となる。その結果、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、高誘電性材料と高磁性材料を樹脂中に配合し、粒子単位で混合して電磁波吸収層を製造する場合と比較して、電磁波吸収体の比誘電率や比透磁率が大幅に低下することが無い。
【００３４】
ここで、図３は比較例として、高誘電性材料と高磁性材料と導電性材料とを粒子単位で混合して製造した電磁波吸収層２１を示した図である。
図３に示すように、例えば、フェライト等の高磁性材料粒子２２と、チタン酸バリウム等の高誘電性材料粒子２３と、導電性材料である炭素粒子２４とを樹脂２５中に混合することによって製造した電磁波吸収層２１は、混合前の高磁性材料や導電性材料と比較して比誘電率や比透磁率が大幅に低下する。例えば、高誘電性材料としてチタン酸バリウム、高磁性材料としてフェライトが用いられた場合では、電磁波吸収層２１の比誘電率εrは約１／１００まで低下し、比透磁率μrについても約１／１００まで低下することとなる。
従って、このように粒子単位で混合した電磁波吸収層２１では、比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることができない。それにより、電磁波吸収シートとして十分な電磁波吸収特性を得る為には一定以上のシート厚みが必要となり、薄膜化が困難となる。それに対して、第１実施形態の電磁波吸収体１では、前記したように電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されず、比誘電率や比透磁率が大きく低下することが無い。その結果、後述のように比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能であり、薄層の電磁波吸収シートとしても高い電磁波吸収特性を備える。
【００３５】
続いて、図１及び図２に示すように高誘電性材料及び高磁性材料を三次元的に連続させた構造を有する電磁波吸収層２を備えた電磁波吸収体１に関する電磁波吸収特性について以下に説明する。
【００３６】
ここで、図４は設計周波数を７２０ＭＨｚとし、電磁波吸収層２の設計厚みを３ｍｍ（ｄ／λ＝０．００７２）とした場合において、比誘電率εrの実部（εr´）と虚部（εr″）及び比透磁率μrの実部（μr´）と虚部（μr″）が無反射条件を満たす点をグラフ上にプロットした図である。また、図５は同じく電磁波吸収層２の設計厚みを３ｍｍ（ｄ／λ＝０．００７２）とした場合において、比誘電率εrの実部（εr´）と虚部（εr″）及び比透磁率μrの実部（μr´）と虚部（μr″）が無反射条件を満たす値の組み合わせの例を複数示した図である。
ここで、無反射条件は、前述したように電磁波が入射した際に、電磁波吸収体の特性インピーダンスと空気中の特性インピーダンスとが整合することにより見かけ上電磁波が反射されなくなる無反射状態となる為の条件である。具体的には、電磁波の波長λ、電磁波吸収層の厚さｄ、材料の材料定数（比誘電率εr、比透磁率μr）が前記数式１を満たす場合に無反射条件を実現する。
尚、図４において無反射曲線はプロットされた各点に相当する。また、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲はプロットされた各点から所定距離内の範囲となる。
【００３７】
図４及び図５を参照すると、無反射条件を満たす材料定数の組み合わせの内、各値が比較的小さくなる組み合わせの一例として、（μr´、μr″、εr´、εr″）＝（３．３、２１．７、１０、０）がある。ここで、７２０ＭＨｚで比透磁率の虚部の値を２０程度に確保する電磁波吸収材料としては、通常高周波高損失フェライト（Ｎｉ、Ｃｕ系フェライト）をバルク状態で用いたものがあるが、フェライトのバルク体では比透磁率の値を大きな値にコントロールできたとしても、比誘電率を大きな値で確保することができない。
一方、図３に示した高誘電性材料と高磁性材料と導電性材料とを粒子単位で混合する方式では、比誘電率や比透磁率が必要とする値の１／１０以下の値となってしまう。
一方、誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する第１実施形態の電磁波吸収体１では、上記の無反射条件を満たす材料定数の組み合わせを実現することが可能である。以下に、その手段について詳細に説明する。
【００３８】
上記の無反射条件を満たす材料定数の組み合わせを実現する為には、電磁波吸収層２の比誘電率εrの実部（εr´）と虚部（εr″）、比透磁率μrの実部（μr´）と虚部（μr″）を大きな値の範囲でコントロールすることが必要となる。
【００３９】
以下に、サンプル１〜３の測定結果を用いて、電磁波吸収層２の比透磁率の実部と比誘電率の実部を大きな値の範囲でコントローするとともに、且つ比透磁率の虚部と比誘電率の虚部を大きな値の範囲でコントロールする手段の導出について説明する。
【００４０】
（測定対象とするサンプル１及びサンプル２）
測定に用いるサンプル１は、第１実施形態に係る電磁波吸収層２と同じ構成を備えた電磁波吸収層を用いる。ただし、基材１２としてフェライトを用いる。また、充填材１３としてＡｕコロイド処理がされたＢａＴｉＯ３を用いる。
具体的には、サンプル１の作製は、以下の（ａ）〜（ｅ）の工程により行う。
（ａ）ウルトラアペックスミルを用い、ＢａＴｉＯ３を湿式粉砕する。尚、溶剤としては、１−プロパノールを用いる。ＢａＴｉＯ３と溶剤の分量比は１：３とする。更に、粉砕時間は２０分間とする。
（ｂ）粉砕後に溶剤を除去する。
（ｃ）Ａｕナノコロイドを作製する。具体的には、ＨＡｕＣｌ４・４Ｈ２Ｏをクエン酸三ナトリウム水溶液で還元（８０℃×３０ｍｉｎ）する。
（ｄ）上記Ａｕナノコロイドの溶液に粉砕されたＢａＴｉＯ３を投入し、混合する。
（ｅ）洗浄→遠心分離を繰り返し行った後、乾燥させ、Ａｕコロイド処理がされたＢａＴｉＯ３を作製する。
（ｆ）作製されたＡｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３とシアノエチルプルランとＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を１００：１０：５０の重量比で配合しスラリーを作製する。
（ｇ）その後は、第１実施形態で説明した第１工程〜第６工程と同様に、フェライトからなる基材４２に形成された長孔１４、１５、１６にスラリーを充填し、充填材１３を形成する。
以上より、サンプル１として用いる電磁波吸収層を製造する。
尚、比較例として誘電体（Ａｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３）を充填していない基材１２のみから構成されるサンプル２も製造した。
【００４１】
（サンプル測定１）
上記サンプル１について比透磁率の実部μr´と比誘電率の実部εr´を測定すると、図６に示す結果を得た。尚、比較例として誘電体（Ａｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３）を充填していないサンプル２の測定結果も示すこととする。また、測定周波数は６０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚとした。
【００４２】
図６に示すように、サンプル１の比透磁率の実部μr´は、測定周波数に対してμr´＝５〜１２の間で変化する。一方、比誘電率の実部εr´は測定周波数に対して依存せず略固定の値となったが、誘電体を充電していないサンプル２がεr´≒７であるのに対して、誘電体を充電したサンプル１はεr´≒１７まで上昇した。
従って、図６に示す測定結果を比較すると、基材１２に対して誘電体を充填することにより、比誘電率の実部εr´の値をコントロールすることが可能となることが分かる。即ち、材料定数や誘電体の充填率の設計値等を調整することによって、比透磁率の実部μr´と比誘電率の実部εr´について無反射条件を満たす材料定数の組み合わせ（図４、図５参照）を実現することが可能となる。また、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす材料定数の組み合わせについても実現することも可能となる。
【００４３】
（サンプル測定２）
次に、上記サンプル１について比透磁率の虚部μr″と比誘電率の虚部εr″を測定すると、図７に示す結果を得た。尚、比較例として誘電体（Ａｕコロイド処理ＢａＴｉＯ３）を充填していないサンプル２の測定結果も示すこととする。また、測定周波数は６０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚとした。
【００４４】
図７に示すように、サンプル１の比透磁率の虚部μr″は、測定周波数に対してμr″＝２０〜４０の間で変化する。一方、比誘電率の虚部εr″は誘電体を充電していないサンプル２がεr″＝０〜０．２の値となるのに対して、誘電体を充電したサンプル１はεr″＝１〜２の値まで上昇した。
従って、図７に示す測定結果を比較すると、誘電体を充電したとしても比透磁率の虚部μr″に比べて比誘電率の虚部εr″が非常に小さい。従って、無反射条件を満たす材料定数の組み合わせを実現する為には、比誘電率の虚部εr″を更に上昇させる必要があることが分かる。
【００４５】
（測定対象とするサンプル３）
測定に用いるサンプル３は、サンプル１と同じく第１実施形態に係る電磁波吸収層２と同じ構成を備えた電磁波吸収層を用いる。ただし、基材１２としてフェライトを用いる。また、充填材１３としてＡｕコロイド処理がされたＢａＴｉＯ３に導電材（例えばＡｇ）を添加した材料を用いる。
尚、具体的なサンプル３の作製工程については、スラリーにＡｇを添加する点以外はサンプル１と同一であるので省略する。
【００４６】
（サンプル測定３）
次に、上記サンプル３について比誘電率の虚部εr″を測定すると、図８に示す結果を得た。尚、比較例として誘電体にＡｇを添加していないサンプル１の測定結果も示すこととする。また、測定周波数は６０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚとした。
【００４７】
図８に示すように、誘電体にＡｇを添加していないサンプル１の比誘電率の虚部εr″は、前記したようにεr″＝１〜２の値が測定される。一方、誘電体にＡｇを添加したサンプル３の比誘電率の虚部εr″は、εr″＝５０〜１００の値まで上昇した。
従って、図８に示す測定結果を比較すると、長孔１４、１５、１６に充填する誘電体に対して導電材（例えばＡｇ）を添加することにより、比誘電率の虚部εr″の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となることが分かる。即ち、添加する導電材の種類や添加量等を調整することによって、比透磁率の虚部μr″と比誘電率の虚部εr″について無反射条件を満たす材料定数の組み合わせ（図４、図５参照）を実現することが可能となる。また、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす材料定数の組み合わせについても実現することも可能となる。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態に係る電磁波吸収体１は、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層２と、電磁波反射層３とが積層されることにより構成されるので、電磁波吸収層２を形成する材料の材料定数である比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。その結果、低周波の電磁波（例えば７２０ＭＨｚ）に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層（例えば３ｍｍ）の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
また、高磁性材料からなる基材１２の内部において３方向に形成された計２７本の各長孔１４、１５、１６に、高誘電性材料からなる充填材１３が充填されることによって電磁波吸収層２は構成されるので、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。また、高誘電性材料と高磁性材料とを三次元的に連続させた複合構造とすることによって、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することがなく、薄層の電磁波吸収シートとしても高い電磁波吸収特性を備える。
また、高磁性材料及び高誘電材料の各材料定数や誘電体の充填率の設計値等を調整したり、電磁波吸収層２を構成する高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加する場合に、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、電磁波吸収層２の比誘電率εrの実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、電磁波吸収層２の比誘電率εrの実部と虚部及び比透磁率μrの実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。従って、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る電磁波吸収体について図９に基づき説明する。
第２実施形態に係る電磁波吸収体は、前記した第１実施形態に係る電磁波吸収体１と同じく基本的に電磁波吸収層と電磁波反射層とから構成される（図１参照）。但し、第２実施形態の電磁波吸収層４１の構成は、以下のように第１実施形態の電磁波吸収層２の構成と異なっている。図９は第２実施形態に係る電磁波吸収層４１の構成について示した模式図である。
【００５０】
図９に示すように、第２実施形態に係る電磁波吸収層４１は、高誘電性材料で形成されるとともに電磁波吸収層４１の外形を形成する基材４２と、高磁性材料で形成されるとともに円柱形状を有する充填材４３とが複合した複合体によって構成される。尚、第２実施形態では高誘電性材料としては、例えばチタン酸バリウム（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“９０”、比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。また、高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“２”、比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。
【００５１】
そして、第２実施形態に係る電磁波吸収層４１では、第１実施形態と同じく、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。
具体的には、高誘電性材料からなる基材４２の内部において３方向に形成された計２７本の各長孔４４、４５、４６に、高磁性材料からなる充填材４３が充填されることによって電磁波吸収層４１は構成される。
【００５２】
また、各長孔４４、４５、４６は図９のＸ軸方向に沿って形成された第１長孔４４と、Ｙ軸方向に沿って形成された第２長孔４５と、Ｚ軸方向に沿って形成された第３長孔４６とからなり、互いに交差する。また、充填材４３及び各長孔４４、４５、４６は図９に示すような円柱形状に限らず、四角柱等の多角柱形状等で構成しても良い。更に、電磁波吸収層４１の高誘電性材料と高磁性材料の体積比率は誘電率、透磁率の値を加味した体積比とすることが望ましい。
【００５３】
次に、第２実施形態に係る電磁波吸収体の製造方法について説明する。
ここで、電磁波吸収体の製造方法としては、先ず電磁波吸収層４１を所定の設計厚みで成形し、成形された電磁波吸収層４１の一方の面に対して電磁波反射層３を接着し、各層を積層する。尚、電磁波反射層３の接着には、直接熱接着する方法又は接着剤で接着する方法等が用いられる。また、電磁波吸収層４１を成形する方法としては、先ず、基材４２を成形した後に、基材４２に対して各長孔４４、４５、４６を形成し、その後に充填材４３を充填する方法が挙げられる。
【００５４】
上記第２実施形態に係る電磁波吸収体は、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層４１と、電磁波反射層とが積層されることにより構成されるので、電磁波吸収層４１を形成する材料の材料定数である比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。その結果、低周波の電磁波（例えば７２０ＭＨｚ）に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層（例えば３ｍｍ）の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
また、高誘電性材料からなる基材４２の内部において３方向に形成された計２７本の各長孔４４、４５、４６に、高磁性材料からなる充填材４３が充填されることによって電磁波吸収層４１は構成されるので、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。また、高誘電性材料と高磁性材料とを三次元的に連続させた複合構造とすることによって、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することがなく、薄層の電磁波吸収シートとしても高い電磁波吸収特性を備える。
また、第１実施形態と同様に、高磁性材料及び高誘電材料の各材料定数や設計値等を調整したり、高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加することにより、比誘電率の実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となる（図６〜図８参照）。従って、材料定数や誘電体の充填率の設計値等を調整したり、電磁波吸収層４１を構成する高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加する場合に、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、電磁波吸収層４１の比誘電率εrの実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、電磁波吸収層４１の比誘電率εrの実部と虚部及び比透磁率μrの実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。従って、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００５５】
〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態に係る電磁波吸収体について図１０に基づき説明する。
第３実施形態に係る電磁波吸収体は、前記した第１実施形態に係る電磁波吸収体１と同じく基本的に電磁波吸収層と電磁波反射層とから構成される（図１参照）。但し、第３実施形態の電磁波吸収層５１の構成は、以下のように第１実施形態の電磁波吸収層２の構成と異なっている。図１０は第３実施形態に係る電磁波吸収層５１の構成について示した模式図である。
【００５６】
図１０に示すように、第３実施形態に係る電磁波吸収層５１は、高誘電性材料で形成される第１紐状体５２と、高磁性材料で形成される第２紐状体５３とが複合した複合体によって構成される。尚、第３実施形態では高誘電性材料としては、例えばチタン酸バリウム（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“９０”、比透磁率μrの実部の値“１”）や水（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“８０．４”、比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。また、高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“２”、比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。尚、第２紐状体５３として特に水を用いる場合には、寒天やポリアクリル酸ナトリウム等の高い吸水性及び水分保持性能を有する材料に水を吸水させたゲル状体を用いることが望ましい。
【００５７】
そして、第３実施形態に係る電磁波吸収層５１では、第１実施形態と同じく、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。具体的には、複数の第１紐状体５２と第２紐状体５３とが互いに三次元方向に絡み合った状態で固定されることによって電磁波吸収層５１は構成される。更に、電磁波吸収層５１の高誘電性材料と高磁性材料の体積比率は誘電率、透磁率の値を加味した体積比とすることが望ましい。
【００５８】
上記第３実施形態に係る電磁波吸収体は、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層５１と、電磁波反射層とが積層されることにより構成されるので、電磁波吸収層４１を形成する材料の材料定数である比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。その結果、低周波の電磁波（例えば７２０ＭＨｚ）に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層（例えば３ｍｍ）の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
また、高誘電性材料で形成された第１紐状体５２と、高磁性材料で形成された第２紐状体５３とが複数混合されることによって電磁波吸収層５１は構成されるので、簡易な構造により高誘電性材料と高磁性材料とをそれぞれ三次元的に連続させた複合体を成形することが可能である。従って、製造が容易となり、生産性に優れる。また、高誘電性材料と高磁性材料とを三次元的に連続させた複合構造とすることによって、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することがなく、薄層の電磁波吸収シートとしても高い電磁波吸収特性を備える。
また、第１実施形態と同様に、高磁性材料及び高誘電材料の各材料定数や設計値等を調整したり、高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加することにより、比誘電率の実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となる（図６〜図８参照）。従って、材料定数や誘電体の充填率の設計値等を調整したり、電磁波吸収層５１を構成する高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加する場合に、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、電磁波吸収層５１の比誘電率の実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、電磁波吸収層５１の比誘電率εrの実部と虚部及び比透磁率μrの実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。従って、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００５９】
〔第４実施形態、第５実施形態〕
次に、第４実施形態及び第５実施形態に係る電磁波吸収体について図１１及び図１２に基づき説明する。
第４実施形態及び第５実施形態に係る電磁波吸収体は、前記した第１実施形態に係る電磁波吸収体１と同じく基本的に電磁波吸収層と電磁波反射層とから構成される（図１参照）。但し、第４実施形態及び第５実施形態の電磁波吸収層６１、７１の構成は、以下のように第１実施形態の電磁波吸収層２の構成と異なっている。図１１は第４実施形態に係る電磁波吸収層６１の構成について示した模式図である。また、図１２は第５実施形態に係る電磁波吸収層７１の構成について示した模式図である。
【００６０】
図１１に示すように、第４実施形態に係る電磁波吸収層６１は、高誘電性材料と高磁性材料とが複合した複合体によって構成される。同じく図１２に示すように、第５実施形態に係る電磁波吸収層７１は、高誘電性材料と高磁性材料とが複合した複合体によって構成される。
尚、第４実施形態及び第５実施形態では高誘電性材料としては、例えばチタン酸バリウム（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“９０”、比透磁率μrの実部の値“１”）や水（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“８０．４”、比透磁率μrの実部の値“１”）が用いられる。また、高磁性材料としては、例えばフェライト（測定周波数４５ＭＨｚにおける比誘電率εrの実部の値“２”、比透磁率μrの実部の値“９０”）が用いられる。尚、高誘電性材料として特に水を用いる場合には、寒天やポリアクリル酸ナトリウム等の高い吸水性及び水分保持性能を有する材料に水を吸水させたゲル状体を用いることが望ましい。
【００６１】
そして、第４実施形態に係る電磁波吸収層６１及び第５実施形態に係る電磁波吸収層７１では、第１実施形態と同じく、その複合体中において高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する。
また、電磁波吸収層６１及び電磁波吸収層７１には図９及び図１０に示すように、三次元網目状に連続的に繋がる空隙を備える。従って、高誘電性材料として特に水を用いる場合には、この空隙に水を充填させることによって高誘電性材料を三次元的に連続した構造とすることが可能となる。
【００６２】
上記第４実施形態に係る電磁波吸収体及び第５実施形態に係る電磁波吸収体は、高誘電性材料と高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層５１、６１と、電磁波反射層とが積層されることにより構成されるので、電磁波吸収層５１、６１を形成する材料の材料定数である比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。その結果、低周波の電磁波（例えば７２０ＭＨｚ）に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層（例えば３ｍｍ）の電磁波吸収体を実現することが可能となる。また、高誘電性材料と高磁性材料とを三次元的に連続させた複合構造とすることによって、電磁波の磁界成分及び電界成分の振動方向に対しても高誘電性材料及び高磁性材料が連続するので、磁気回路及び電気回路が分断されることが無い。従って、比誘電率εrや比透磁率μrが大きく低下することがなく、薄層の電磁波吸収シートとしても高い電磁波吸収特性を備える。
また、第１実施形態と同様に、高磁性材料及び高誘電材料の各材料定数や設計値等を調整したり、高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加することにより、比誘電率の実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、その値を制御することが可能となる（図６〜図８参照）。従って、材料定数や誘電体の充填率の設計値等を調整したり、電磁波吸収層６１、７１を構成する高誘電性材料に導電材（例えばＡｇ）を添加する場合に、添加する導電材の種類や添加量を調整することによって、電磁波吸収層６１、７１の比誘電率の実部や虚部の値を大きく上昇させるとともに、電磁波吸収層６１、７１の比誘電率εrの実部と虚部及び比透磁率μrの実部と虚部を大きな値の範囲でコントロールすることが可能となる。従って、低周波の電磁波に対しても無反射条件や無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たす薄層の電磁波吸収体を実現することが可能となる。
【００６３】
尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、第１実施形態及び第２実施形態では基材１２、４２に形成する長孔の数を、一方向当たり９本としているが、９本より多く又は少なくしても良い。また、高誘電性材料及び高磁性材料として用いる材料は上記実施形態に記載した材料以外であっても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電磁波吸収体
２、４１、５１、６１、７１ 電磁波吸収層
３ 電磁波反射層
１２、４２ 基材
１３、４３ 充填材
１４、１５、１６、４４、４５、４６ 長孔
５２ 第１紐状体
５３ 第２紐状体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高誘電性材料と高磁性材料とが複合された複合体からなるとともに、前記複合体中において前記高誘電性材料と前記高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層と、
前記電磁波吸収層の一方の面に対して積層され、入射された電磁波を反射する電磁波反射層と、を有することを特徴とする電磁波吸収体。
【請求項２】
前記電磁波吸収層の比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部は、電磁波が前記電磁波吸収層の他方の面から入射したときに、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収体。
【請求項３】
前記電磁波吸収層は、
前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の一方で成形され、内部に複数の長孔を備えた基材と、
前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の他方で成形され、前記長孔に充填された充填材と、を備え、
前記長孔は、
所定方向に沿って形成された第１長孔と、
前記第１長孔と交差する第２長孔と、
前記第１長孔及び前記第２長孔と交差する第３長孔と、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電磁波吸収体。
【請求項４】
前記電磁波吸収層は、
前記高誘電性材料で形成された第１紐状体と、
前記高磁性材料で形成された第２紐状体と、を備え、
前記第１紐状体と前記第２紐状体とが複数混合された構造を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電磁波吸収体。
【請求項５】
前記高誘電性材料に導電材を添加したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電磁波吸収体。
【請求項１】
高誘電性材料と高磁性材料とが複合された複合体からなるとともに、前記複合体中において前記高誘電性材料と前記高磁性材料とがそれぞれ三次元的に連続した構造を有する電磁波吸収層と、
前記電磁波吸収層の一方の面に対して積層され、入射された電磁波を反射する電磁波反射層と、を有することを特徴とする電磁波吸収体。
【請求項２】
前記電磁波吸収層の比誘電率の実部と虚部及び比透磁率の実部と虚部は、電磁波が前記電磁波吸収層の他方の面から入射したときに、無反射曲線の２０ｄＢ吸収範囲を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収体。
【請求項３】
前記電磁波吸収層は、
前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の一方で成形され、内部に複数の長孔を備えた基材と、
前記高誘電性材料及び前記高磁性材料の他方で成形され、前記長孔に充填された充填材と、を備え、
前記長孔は、
所定方向に沿って形成された第１長孔と、
前記第１長孔と交差する第２長孔と、
前記第１長孔及び前記第２長孔と交差する第３長孔と、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電磁波吸収体。
【請求項４】
前記電磁波吸収層は、
前記高誘電性材料で形成された第１紐状体と、
前記高磁性材料で形成された第２紐状体と、を備え、
前記第１紐状体と前記第２紐状体とが複数混合された構造を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電磁波吸収体。
【請求項５】
前記高誘電性材料に導電材を添加したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電磁波吸収体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１３】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１３】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１８６８０１（Ｐ２０１０−１８６８０１Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８４９３（Ｐ２００９−２８４９３）
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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