JP2004119643A

JP2004119643A - 電波吸収体

Info

Publication number: JP2004119643A
Application number: JP2002280198A
Authority: JP
Inventors: Kimiki Kobayashi; 小林　公樹; Hiroto Atsumi; 渥美　寛人
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】騒音の発生源と電波の入射方向が同方向であるような閉鎖空間、あるいは半閉鎖空間において、電波吸収特性の角度依存性を損なうことなく吸音特性と電波吸収特性を両立させた電波吸収体を得る。
【解決手段】電波の入射側から放射方向にかけて複素比誘電率が傾斜してなる繊維の凝集体を用いる。また、前記繊維の凝集体を複素比誘電率の異なる繊維の凝集体はシート状に成型したものを用いる。前記繊維の凝集体をグラスウールと炭素繊維の混合物とする。さらに、電波入射側の片面には開口部を設けた外装材を有し、他の片面には金属板を有する構造とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、音波吸収機能を兼ね備えた電波吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、高速道路等において自動料金収集システム（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｔｏｌｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）などの高度道路移動システム（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）が利用され始めている。高度道路移動システムにおいては情報通信システムで利用される電磁波の反射によるマルチパスフェージングや不要な電磁波反射等によって生じる通信障害が問題となり、これらに対する対策が必要とされてきている。またＯＡ機器を扱う住宅やオフィスのような居住空間においても同様な要求がある。このような要求に対しては、反射した電磁波を吸収するために様々な電波吸収体が考案されており、導電性電磁波吸収材料や誘電性電磁波吸収材料、また磁性電磁波吸収材料などの電磁波吸収材料を用いて、用途に応じて厚みや構造等による電波吸収特性の設計を行って使用されている。
【０００３】
一方、従来から高速道路が近隣に及ぼす騒音の対策として、高速道路の側壁に壁本体の内側にグラスウール等の音波吸収体を設置した防音壁や透明なポリカーボネイト板を遮音板とした樹脂製防音壁が用いられていた。
【０００４】
前記の事由に鑑みて、近時電波吸収機能と防音機能を兼ね備えた防音壁や電波吸収材料が考案され、このような機能を持つものとして例えば音源側の壁本体に開孔部を設け、その内部にフェノール樹脂等の発泡化させた樹脂中に、一定量の炭素繊維を均一に含有させたものや（特許文献１参照）、磁性粉体と繊維を混在させてその接触点同士をバインダーで接着させて繊維とバインダーが混在した形態の複合体として形成したもの（特許文献２参照）などが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−４１３２８号公報
【特許文献２】特開平８−１８１４８１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記の特許文献１に記載された音源側の壁本体に開孔部を設け、その内部にフェノール樹脂等を発泡化させた樹脂中に一定量の炭素繊維を均一に分散させて介装した構成は、炭素繊維が均一に分散しているため音波吸収体全体の複素比誘電率が一定となり、その結果電波吸収特性の角度依存性が大きくなる。つまり、一定の範囲の入射角で入射した電波は吸収するが、その範囲外の入射角で入射した電波は吸収しないという現象が起きる。そのため防音壁で仕切られた高速道路や住宅やオフィスのような多方向からの不特定な反射電波を吸収する必要がある半閉鎖空間や閉鎖空間においては、十分に通信障害を防ぐことができないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載された磁性粉体と繊維を混在させてその接触点同士をバインダーで接着させて繊維とバインダーが混在した構成においては、磁性粉体の種類や粒径、繊維との混合比、複合体の厚み等を選定することにより、電波吸収特性の設計が可能であるものの、磁性粉体はランダムに繊維と混在しているためやはり、電波吸収特性の角度依存性が大きくなり、十分に通信障害を防ぐことができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、騒音の発生源と電波の入射方向が同方向であるような閉鎖空間、あるいは半閉鎖空間において、電波吸収特性の角度依存性を損なうことなく吸音特性と電波吸収特性を両立させた電波吸収体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題について検討し、前記した従来の電波吸収機能と音波吸収機能を兼ね備えた構成では、電波の入射側から放射方向にかけて複素比誘電率が均一であるため電波吸収特性の角度依存性が生じることに着目し、本発明に至ったものである。
【００１０】
すなわち前記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る電波吸収体は、繊維の凝集体を有し、前記繊維の凝集体は電波の入射側から深さ方向にかけて複素比誘電率が次第に大きくなるように傾斜してなることを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の電波吸収体は、請求項１記載の電波吸収体において、前記繊維の凝集体は複素比誘電率の異なる繊維の凝集体をシート状に成型し、前記シートを電波の入射側から深さ方向にかけて複素比誘電率が次第に大きくなるように積層したものであることを特徴としている。
請求項３記載の電波吸収体は、請求項１または２のいずれか１項に記載の電波吸収体において前記繊維の凝集体がグラスウールと炭素繊維を混合したものであることを特徴としている。
請求項４記載の電波吸収体は、請求項１から３のいずれか１項に記載の電波吸収体において、前記繊維の凝集体の電波入射側の片面には開口部を設けた外装材を有し、他の片面には金属板を有することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を、図１に基づいて説明する。本発明の電波吸収体１は、開孔部５を設けた外装材２、繊維の凝集体３及び金属板４からなっている。
【００１３】
外装材２は、本発明の電波吸収体を防音壁等に用いる場合の保護材として用いるもので、外装材を形成する材料は、設置場所により要求される耐候性や強度等の諸条件を考慮して適宜選択すればよく、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができるがこれらに限定されるものではない。これらの材料で形成した外装材に音波の吸収孔として開口部５を設ける。開口部５の形状についても特に限定されず設置場所の環境等により適宜決定すればよい。金属板４は、開口部から内部に侵入した音波を反射させて背面への音波の通過を更に低減させるもので、材質としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等通常用いられる金属を設置環境や加工性等により選択して使用することができる。
【００１４】
電波吸収体１は、複素比誘電率の異なる繊維の凝集体をプレス成形してシートを作成し、このシートを積層して接着することにより得られる。図１ではこのようなシートを積層した状態を模式的に示している。複素比誘電率は炭素繊維の混合量を変えることにより任意の値とすることができる。このようにして作成した複素比誘電率が異なる複数のシートを電波吸収体の表面から内部にかけて複素比誘電率が次第に大きくなるように積層することにより、電波の入射角度による吸収特性、すなわち角度依存性を小さくすることができる。
【００１５】
前記繊維の凝集体に使用する繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン（ポリアミド）繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリプレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維などの合成繊維や木綿、麻繊維等の天然繊維、レーヨン等の再生セルロース繊維などの有機繊維、ロックファイバー、グラスウール、アルミナ繊維などの無機繊維等特に限定することなく用いることができるが、請求項２に記載したようにグラスウールは汎用性、加工性に優れ好適に使用できる。これらの繊維の凝集体は複雑に絡み合って様々な形状の空隙を形成し、この空隙中を音波が伝搬してゆく途中で粘性摩擦などにより音圧が減少し、その結果吸音効果を持つものである。
【００１６】
また、複素比誘電率を調整するために用いる炭素繊維は、形状は特に限定されず、対象とする吸収周波数帯域により適宜選択すればよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明に係る電波吸収体では、繊維の凝集体を有することにより、繊維の凝集体中に形成された様々な形状の空隙中を音波が伝搬してゆく途中で粘性摩擦などにより音圧が減少して吸音され、また、前記繊維の凝集体は電波の入射側から深さ方向にかけて複素比誘電率が次第に大きくなるように傾斜してなることにより、電波吸収特性の角度依存性を低減できる。また、複素比誘電率の異なる繊維の凝集体をシート状に成型し、前記シートを電波の入射側から深さ方向にかけて複素比誘電率が次第に大きくなるように積層することにより、容易に複素比誘電率を深さ方向に段階的に変化させることができる。したがって、複素比誘電率の異なるシートを要求に応じて作製し、適宜選択して用いることにより容易に電波吸収特性の設計が可能となる。
【００１８】
前記繊維の凝集体には、グラスウールと炭素繊維を混合して用いることにより優れた加工性を有し、炭素繊維の混合量を変えることにより複素比誘電率の異なるシートが得られる。さらに、電波入射側の片面には開口部を設けた外装材を有し、他の片面には金属板を有する構成とすることにより、自動車等から発生する騒音の音波は、開口部から内部に侵入し、内部の繊維の凝集体により吸音され、金属板により反射され、背面への音波の通過を更に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する図。
【符号の説明】
１・・・・電波吸収体
２・・・・外装材
３・・・・繊維の凝集体
４・・・・金属板
５・・・・開孔部

Claims

繊維の凝集体を有し、前記繊維の凝集体は電波の入射側から深さ方向にかけて複素比誘電率が次第に大きくなるように傾斜してなることを特徴とする電波吸収体。
請求項１記載の電波吸収体において、前記繊維の凝集体は複素比誘電率の異なる繊維の凝集体をシート状に成型し、前記シートを電波の入射側から深さ方向にかけて複素比誘電率が次第に大きくなるように積層してなるものであることを特徴とする電波吸収体。
請求項１または２のいずれか１項に記載の電波吸収体において、前記繊維の凝集体はグラスウールと炭素繊維を混合したものであることを特徴とする電波吸収体。
請求項１から３のいずれか１項に記載の電波吸収体において、前記繊維の凝集体の電波入射側の片面には開口部を設けた外装材を有し、他の片面には金属板を有することを特徴とする電波吸収体。