JP3266018B2 - 電磁シールド性能を備えた通流板 - Google Patents

電磁シールド性能を備えた通流板

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調ダクトに設け
る制気孔等を形成する通流板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】建築物の電磁シールドの必要性はビル内
で無線技術を応用したパーソナルな携帯機器を屋内で法
に定められた枠内で活用する場合に不可欠であり、ま
た、情報のセキュリティからも当該周波数の電波の遮
断、すなわち放射も侵入も防ぐことが必要とされる。
【0003】ビル構造の電磁シールドとして、従来各床
面は鉄板により十分な電磁遮蔽が行え、外部壁面並びに
テナント間のパーテーションに使用する金属性の防音−
断熱材は従来品でもマイクロ波に有効であるが、さらに
壁板や天井板に金属箔や金属メッシュを付加することで
有効な電磁遮蔽が行えるものとされている。
【0004】これに対して空調ダクトや配水管など空気
や水のごとき流体の通路では、建築物における開口とし
てこの部分に電磁遮蔽の部材を配設するのは困難であ
る。
【0005】そこで、特公平3-62318 号公報記載の階間
電磁遮蔽方法では、ビル全体を電磁遮蔽構造とするの
に、空調ダクトの開口部に電磁遮蔽材を使ったフィルタ
ーを嵌め込むことにより、ビル構造体の電磁遮蔽層に電
気的に一体化して空調ダクト部分に電磁遮蔽性能を高め
るものとしている。
【0006】このようなフィルターと同様に制気孔とし
て電磁シールドを行うものとしては、図11に示すように
金属のハニカム体による通流板2を配置することも行わ
れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような空調ダクト
の開口部に設ける従来のフィルターや通流板では、屋外
からの侵入電波を遮断するにともない、ビルの内外を通
じて使用されるポケットベル、携帯電話、FM、ラジオ
等の放送波などの公衆の重要情報の電波まで遮断してし
まう。
【0008】さらに、前記特公平3-62318 号公報にもあ
るように、サッシ枠や柱・梁など他の部材と電気的に接
触を行うことにより、他の電磁遮蔽層に電気的に一体化
する必要がある。
【0009】また、図11に示す通流板2では開口部径d
に対して奥行き長さLをある程度確保することで遮断周
波数が決められるが、この奥行き長さL分だけ厚いもの
が必要となり、しかも、遮断周波数以下のものはすべて
シールドされるので前記と同様の問題が残る。
【0010】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、開口に設けるものとして、薄く安価に製作でき、し
かも、必要な周波数としてある限られた電波のみを選択
して電磁シールドが可能であり、また、アース等のため
に他の電磁遮蔽層を構成する部材等に導電材を介して接
触させる必要もなく、設置の自由度が高い、電磁シール
ド性能を備えた通流板を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第1に、Y字形であるパターン化した線状ア
ンテナをこのアンテナが有する電磁界吸収等価面積を考
慮して、かつ、Y字形の三方向に伸びる端部が隣接する
線状アンテナの中心交差部に近づくように、定期的に配
列させ、このアンテナ間に開口を形成して多孔板とした
ことを要旨とするものである。
【0012】第2に、線状アンテナは、複数の周波数を
遮断できるように複数種からなること、および、1885〜
1950MHzおよび2420〜2480MHzの二つの周波数帯を
遮断できるものであること、さらに、第1のアンテナを
Y字形のものとし、第2のアンテナとしてこれを囲う白
抜き枠文字のY字形のものとの組合わせによる複合アン
テナとすることを要旨とするものである。
【0013】請求項1記載の本発明によれば、フィルム
に設けた回線パターンとしての線状アンテナはアンテナ
金属部分の面積のみが電磁波エネルギーを反射するので
はなく、アンテナ金属面の近傍の電磁界に対しても反射
効果を有する。また、吸収損失もあり吸取られた電磁界
は線状アンテナ内伝搬による熱損失として吸収され、こ
のため、このフィルムを壁板、ガラス、天井板等の板体
等に貼れば、簡単に電磁遮蔽機能が得られる。
【0014】また、このように反射損失及び線状アンテ
ナによる吸収損失によるシールド効果であるため、アン
テナを空調ダクト等に電気的に導通させる必要はなく、
導電接続に限定されずに自由な設定ができる。特に、フ
ィルムとして既設のガラス等に貼ることが可能なので、
窓ガラス等既設ものに対して、これを取り替えることな
く簡単に電磁遮蔽機能を付加することができる。
【0015】また、実際の電波は波の面が横一列ではな
く様々な傾きをもっているが、線状アンテナをY字形と
することで、水平面の電波以外の傾きの異なる電波にも
対応できる。
【0016】請求項2記載の本発明によれば、パターン
化とした線状アンテナは複数の特定の周波数を遮断で
き、より効果的ものとすることができる。
【0017】請求項3記載の本発明によれば、さらに、
遮断する電波を1885〜1950MHzおよび2420〜2480MH
zの二つの周波数帯のものに特定することで、PHSな
どのデジタルコードレス電話およびそのデータ端末およ
び準マイクロ波による無線LANの遮断を行い、その他
の電波であるポケットベル、携帯電話、FM、ラジオ等
の放送波などの電波サービスを減衰させてしまうことは
ない。
【0018】請求項4記載の本発明によれば、Y字形の
ものと、これを囲う白抜き枠文字のY字形のものとの組
合わせによる複合アンテナとすることで、複数の特定の
周波数を遮断できるものを同一平面に配列できる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
ついて詳細に説明する。図1は本発明の電磁シールド性
能を備えた通流板の第1実施形態を示す正面図、図2は
同上第2実施形態を示す正面図である。
【0020】本発明の通流板は、基板材1に回線パター
ンとしてのY字形の小さな線状アンテナ5をこのアンテ
ナが有する電磁界吸収等価面積を考慮して定期的に配列
させ、かつ、この線状アンテナ5間に開口6を形成して
多孔板とした。
【0021】基板材1の材質としては、木質系として木
製板、セメント等の無機質系の無機質板、塩化ビニル、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂板によるも
の、さらに、グラスウール等での繊維強化合成樹脂板な
どが好適である。
【0022】また、このような基板材1にパターン化し
た小さな線状アンテナ5を定期的に配列させる方法とし
ては、シルク印刷、パターン圧着、型の嵌め込みによる
埋め込み等の方法が考えられる。
【0023】また、ポリイミドフィルムやポリエステル
フィルム、ポリエチレンフィルム等の合成樹脂フィルム
に、線状アンテナ5を回線パターンとしてエッチング法
やラミネート法やスクリーン印刷法で設けられたものを
貼ることも可能である。
【0024】前記エッチング法はフレキシブル基板とし
てのフィルムに銅箔を張り付けたものを基材として使用
し、パターン部にマスキングをして残る部分を溶剤で溶
解する一般のプリント基板と同様な手法からなる。これ
に対してスクリーン印刷法は基材上に銀、銅、金などの
金属ペースト印刷を施すことにより回線パターンを構成
するものである。
【0025】また、線状アンテナ5の保護のために、カ
バーフィルムやコーティングをその上に施すこともあ
る。
【0026】図1は線状アンテナ5に形成する開口6を
円形とした場合、図2は開口率を上げるように三角形と
した場合である。
【0027】このような本発明の通流板の用途として
は、図3に示すように、先に述べたように空調ダクト7
の開口部やその他の空気取り入れ口または排気口に制気
孔を設けるための制気板として、もしくは図示は省略す
るが排水口など液体を通過させる通流板としてなどが考
えられる。
【0028】先に、本発明に関連する基本原理について
説明する。図4に示すように導体片3が空中にある場
合、この面に電波が入射すると、1部が通過し、他は反
射する。この場合の透過波の減衰量は図5に示すように
4,6GHz 帯は通過するが、12,14GHz 帯は通過し
ない。このような特性は導体片3の形状によって異な
る。
【0029】導体片3を線状である線状アンテナ(ダイ
ポール)とすれば、吸い取られた(受信した電力は)一
部は再放射され、1/4の電力が線状アンテナ(導体)
に熱損失として吸収される。
【0030】図6、図7に示すように平面磁界に平行に
置かれた半波長(1/2)の線状アンテナはアンテナの
金属部分の面積のみが電磁波エネルギーを受信するので
はなく、金属面の近傍の電磁界を吸い取っている。その
広がりは均一ではないが等価面積Aeは、下記式1で計
算値が表示される。
【0031】
【式1】Ae≒0.13λ2
【0032】このような線状アンテナ4を前記等価面積
Aeに応じて図7に示すように開口6を有する基板材1
に配列すれば、あたかも金属膜を貼ったのと同様な効果
を示す。
【0033】ところで1885〜1950MHzは、現行のパー
ソナル通信(PHS-JAPAN.,PCS-US.DECT-Europe )および
西暦2000年から実用になるFPLMTS(Future Public Land
Mobile Telephone System)の周波数帯であり、2420〜
2480MHzはITUで定めるISM(Industrial-Scien
tific-Medical −−−工業、科学、医療)用の周波数で
ビル内では無線LANに割り当てられているほか電子レ
ンジや大電力の非破壊検査用線形加速機にも使われてい
る。
【0034】PHSの場合は波長がλ=153 mm、無線L
ANの場合はλ=122 mmだから、それぞれの線状アンテ
ナ4は面積Ae=3043mm2 atPHS、Ae=1935mm2 at
LANに相当し、これを基板材1に前記電磁界吸収等価
面積Aeを考慮して点在させればよい。
【0035】しかし、図7のように線状アンテナ4を横
一列に配置するものでは、実際の電波の波面がこのよう
に横一列でなく様々な傾きをもつのに対応できない。そ
こで、本実施形態では線状アンテナ5は図1、図2に示
すようなY字形とし、その三方向に伸びる端部が隣接す
る線状アンテナ5の中心交差部に近づくように配列し
た。
【0036】このように形状をY字形としたのは電波の
偏波面への対応のためで、3方に伸びるようにすれば、
電波の波の面がどのような傾きを持つとしてもいずれか
と共振するので、水平面の電波以外の傾きの異なる電波
にも対応できる。
【0037】また、線状アンテナ5は、1885〜1950MH
zおよび2420〜2480MHzの二つの周波数帯を遮断でき
るように長さの異なるものを基板材1に設けるようにす
れば、それ以外のポケットベル(275 〜364 MHz)、
携帯電話(810 〜940 MHz、1477〜1501MHz)、F
M放送(76〜90MHz)、中波ラジオ放送(526 〜1600
kHz)等の放送波などの公衆の重要情報の電波まで遮
断してしまうことはない。
【0038】他の実施形態として、図8、図9に示すよ
うな、一辺2450MHzのλ/(4√ε)のY字形の第1
の線状アンテナ5aと、周囲が1950MHzのλ/√εの
細い銅線(0.2 φ)のリングとしてこれを囲う白抜き枠
文字のY字形の第2の線状アンテナ5bとの組合わせに
よる複合の線状アンテナ5を形成してもよい。このよう
に形状をY字形としたのは電波の偏波面への対応のため
であり、第1の線状アンテナ5aと第2の線状アンテナ
5bを組み合わせるのは2つの周波数に対応するためで
ある。
【0039】前記のごとき、第1の線状アンテナ5aと
第2の線状アンテナ5bとは図9に示すように直接交差
しないことが求められるが、非導電性のフィルム等の非
導電層を介在させれば、上下で重ね合わせて配置するこ
とも可能である。
【0040】また、本発明の通流板を図10に示すように
空調ダクト7等の配管屈曲面に設けるようにすれば、屋
外から室内へ入る、または、室内から屋外へと出ていく
ために管内を進行する電波の特定周波数に通過を遮断す
ることができる。なお、本発明の通流板の配置はこの図
10に示すように屈曲部で斜めに設置する場合の他、垂直
面、水平面の2枚にして直角に配置するようにしてもよ
い。
【0041】
【発明の効果】以上述べたように本発明の電磁シールド
性能を備えた通流板は、開口に設けるものとして、薄く
安価に製作でき、しかも、必要な周波数としてある限ら
れた電波のみを選択して電磁シールドが可能であり、ま
た、アース等のために他の電磁遮蔽層を構成する部材等
に導電材を介して接触させる必要もなく、設置の自由度
が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁シールド性能を備えた通流板の第
1実施形態を示す正面図である。
【図2】本発明の電磁シールド性能を備えた通流板の第
2実施形態を示す正面図である。
【図3】本発明の電磁シールド性能を備えた通流板を制
気板として配置した建物の例を示す説明図である。
【図4】本発明の電磁シールド性能を備えた通流板の電
磁シールド原理を示す斜視図である。
【図5】図4の場合における周波数応答の例を示すグラ
フである。
【図6】導電体を線状アンテナ(ダイポール)とした場
合の説明図である。
【図7】線状アンテナを配置した通流板の正面図であ
る。
【図8】本発明の電磁シールド性能を備えた通流板の第
3実施形態を示す斜視図である。
【図9】複合線状アンテナの一例を示す正面図である。
【図10】本発明の電磁シールド性能を備えた通流板を
制気板として配置する他例を示す説明図である。
【図11】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…基板材 2…通流板 3…導体片 4…線状アンテ
ナ 5…線状アンテナ 5a…第1の線
状アンテナ 5b…第2の線状アンテナ 6…開口 7…空調ダクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 義政 大阪府大阪市西区阿波座一丁目3番15号 鹿島建設株式会社 関西支店内 (72)発明者 山野上 和志 大阪府大阪市西区阿波座一丁目3番15号 鹿島建設株式会社 関西支店内 (72)発明者 平井 淳一 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (72)発明者 横田 依早弥 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (72)発明者 滝沢 博 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 山木 克則 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−229996(JP,A) 特開 平8−274538(JP,A) 特開 昭63−168093(JP,A) 特開 平8−172291(JP,A) 特開 平8−330783(JP,A) 実開 平2−67839(JP,U) J.C.VARDAXOGLOU e t al,PARFORMANCE O F TWO TRIPOLE ARRA YS FREQUENCY−SELEC TIVE SURFACES,ELEC TRONICS LETTERS,米 国,1983年9月1日,19,709−710 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 13/02 H05K 9/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Y字形であるパターン化した線状アンテ
    ナをこのアンテナが有する電磁界吸収等価面積を考慮し
    て、かつ、Y字形の三方向に伸びる端部が隣接する線状
    アンテナの中心交差部に近づくように、定期的に配列さ
    せ、このアンテナ間に開口を形成して多孔板としたこと
    を特徴とする電磁シールド性能を備えた通流板。
  2. 【請求項2】 線状アンテナは、複数の周波数を遮断で
    きるように複数種からなる請求項1に記載の電磁シール
    ド性能を備えた通流板。
  3. 【請求項3】 線状アンテナは、1885〜1950MHzおよ
    び2420〜2480MHzの二つの周波数帯を遮断できるもの
    である請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電磁
    シールド性能を備えた通流板。
  4. 【請求項4】 線状アンテナは、第1のアンテナをY字
    形のものとし、第2のアンテナとしてこれを囲う白抜き
    枠文字のY字形のものとの組合わせによる複合アンテナ
    とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電磁
    シールド性能を備えた通流板。
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