JP4055098B2 - 電波吸収プレキャストコンクリート板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、桟型フェライト磁性体を用いてテレビ電波等の反射障害を防止する電波吸収プレキャストコンクリート板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物によって周辺で飛来している電磁波を遮断する状況を形成すると、電磁波が建築物に反射して周辺に二次ノイズを発生させて電磁波障害を新たに生じさせることになる。
現状においては、建築物周辺に常時飛来している電磁波としてテレビ電波が存在し、ＶＨＦ，ＵＨＦの両テレビ電波の使用周波数は、９０〜７７０ＭＨｚの広い周波数帯域を形成している。そして、高層建物を構築すると建物に反射したテレビ電波は遠距離までその影響を及ぼすことになり、広範囲の地域にゴースト等の電波障害を与えていた。
【０００３】
このため、テレビ電波の反射障害と遮蔽障害については、従来から高層の建物においてテレビ電波の障害対策が検討されてきている。
テレビ電波の障害のうち、反射障害は、その影響する地域が遠距離、かつ広範囲であることから、従来から各種の対策が講じられている。
電波を反射させずに吸収する対策としては、その施工の工業化を図ることも考慮して、フェライトタイルを打ち込んだプレキャストコンクリート（以下、「ＰＣ」と略称する）造の外装材を外壁面に採用して建築物に電磁波吸収性能を持たせる方法等が多く採用されてきた。
【０００４】
従来の電波吸収ＰＣ板３０は、例えば、図７（ａ）に示すように、型枠３１の底面３１ａにタイル３２を並べ、このタイル３２の裏面にフェライト板３３を直接セットした後に、平面視格子状の反射鉄筋３４を配筋し、次いで型枠３１内にコンクリート３５を打設して製造している。この際、タイル３２の裏面には、これをコンクリート３５に確実に付着させるための突条３２ａ、３２ａを形成している。又、同様の方法で、図７（ｂ）に示すように、タイル３２’の裏面にアンカー３６を設けるものもある。
【０００５】
又、他の方法として、図８に示すように、型枠３１の底面３１ａに平板状のタイル３７を並べた後、その上面にモルタル３８を打設し、このモルタル３８の上面に、フェライト板３３とアンカー筋３９とを一部埋設させてセットした後、反射鉄筋３４の配筋およびコンクリート３５の打設を行うこともある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フェライトタイルは、吸収する電磁波の周波数帯域が狭いために、ＶＨＦ向けとＵＨＦ向けにはそれぞれ異なる寸法や配置を用意して対応していたことから、重量の嵩みと選択の煩雑さから改善が望まれており、さらに、水平偏波のテレビ電波のように特定の電磁波だけの対応でなく、人工衛星を介在させた水平、垂直に関係ない全ての電磁波に対応するためにも上記改善が期待されている。
【０００７】
又、上述した従来の電波吸収ＰＣ板の製造方法には、以下のような問題が存在する。
即ち、図７（ａ）に示したタイル３２を用いる方法では、タイル３２の裏面に突条３２ａを形成しなければならないため、タイル３２の製作コストが高くなり、これが電波吸収ＰＣ板のコスト上昇を招くという問題がある。また、図７（ｂ）に示したタイル３２’を用いる方法では、タイル３２’の裏面にアンカー３６を設けているが、このアンカー３６をタイル３２’に固定するには裏面に穴をあける等の加工が必要となるため、この場合においても製作コストが高くなる。しかも、タイル３２’が薄い場合にはアンカー３６を固定するのが困難になるという問題もある。
【０００８】
さらに、図８に示した方法では、平板状のタイル３７を用いるため、上記問題を回避することができるものの、モルタル３８とコンクリート３５との２層打ちとなるため手間がかかり、生産性が悪くなるという問題がある。しかも、電波吸収性能は、フェライト板３３の前面に存在するモルタル３８の含水率に影響されるため、モルタル３８を乾燥させる手間もかかり、この点からも生産性が悪くなっている。
【０００９】
本発明は、上記の問題意識に鑑みて対応を図ったものであり、テレビ電波等の電磁波を効率よく吸収して建物の反射による電波障害を防止し、建物の外装材として軽量で安価に製作できる電波吸収ＰＣ板及びその製造方法の提供を課題にしている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明である電波吸収ＰＣ板は、桟型電波吸収体と、前記桟型電波吸収体の前面に配置した電波吸収プレキャストコンクリート板の表面を形成するモルタル層と、前記桟型電波吸収体及び前記モルタル層を埋設するコンクリートと、前記モルタル層に一端側を埋設したアンカー筋とを備え、前記桟型電波吸収体は、電波反射板上に複数の桟型フェライト磁性体を配置して構成され、前記桟型フェライト磁性体の長さ方向をテレビ電波の磁界方向にほぼ平行に成るように配置し、前記桟型フェライト磁性体の高さ、厚み及び間隔の値をテレビ電波の波長と入射角及びフェライト磁性体前面のモルタル層等との関係において所定の値に設定したものであり、かつ複数の桟型フェライト磁性体の間隔を空隙充填材によって維持することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明である電波吸収ＰＣ板は、請求項１に記載の電波吸収ＰＣ板において、前記複数の桟型フェライト磁性体が、電波反射板上に並列に配置されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明である電波吸収ＰＣ板は、請求項１に記載の電波吸収ＰＣ板において、前記複数の桟型フェライト磁性体が、電波反射板上に格子状に配置されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明による電波吸収ＰＣ板は、基本的に、桟型電波吸収体、桟型電波吸収体の前面に配置した電波吸収ＰＣ板の表面を形成するモルタル層及び桟型電波吸収体とモルタル層とを埋設するコンクリートから構成しており、電磁波を効率よく吸収して建物の反射による電波障害を防止している。
以下、本発明による電波吸収ＰＣ板の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明による電波吸収ＰＣ板の斜視図である。
電波吸収ＰＣ板１は、桟型電波吸収体２と電波吸収ＰＣ板１の表面を形成しているモルタル層５とを、モルタル層５の前面４を残してコンクリート３の内部に埋め込んだ状態で構築されている。
桟型電波吸収体２は、弾性を有した接着剤（図示なし）等によってモルタル層５の上面に固定されている。さらに、モルタル層５には、アンカー筋６が植設されており、一端側がモルタル層に埋設され他端側はコンクリートの中に埋め込まれているので、桟型電波吸収体２とモルタル層５とはコンクリートと堅固に結合されており、電波吸収ＰＣ板は充分な耐力を確保している。
なお、モルタル層５の前面４にはタイル、石等を貼設したり、吹付材を施して置き、電波吸収ＰＣ板１の表面仕上げ材として構成することも可能である。
【００１９】
図２は、本発明による電波吸収ＰＣ板を構成するパネルユニットの斜視図であり、図３は、パネルユニットの立断面図である。
図２及び図３に示すように、パネルユニット１０は、電波吸収ＰＣ板の表面を形成するモルタル層５と、一方向に延びる帯状の桟型電波吸収体２と、アンカー筋６とから構成されており、モルタル層５の前面４が電波吸収ＰＣ板１の表面を形成している。
【００２０】
モルタル層５は所定厚さに形成されており、これによって、桟型電波吸収体２とアンカー筋６とが一体化されている。このモルタル層５には、例えば繊維補強モルタル、ガラス繊維モルタル、ビニロン繊維モルタル、アラミド繊維モルタル等が用いられ、これによって一方向に長いパネルユニット１０の補強材としての働きをしている。
【００２１】
桟型電波吸収体２は、弾性を有した接着剤（図示なし）等によってモルタル層５の上面に固定されている。モルタル層は、充分な乾燥によって含水率を低くして電磁気的特性をできるだけ空気に近いものにすることで、桟型電波吸収体２の性能を保全している。
【００２２】
又、アンカー筋６は、桟型電波吸収体２の長手方向に沿って、その両側にそれぞれ配設されている。そして、各アンカー筋６は、図３に示すように、桟型電波吸収体２の長手方向に沿って所定間隔ごとに設けられているつなぎ筋６Ａと長手方向に延在して一体に形成されているラチス筋６Ｂとから構成されている。
アンカー筋６を構成しているつなぎ筋６Ａは、桟型電波吸収体２を横断するコ字状に形成されており、一側端を桟型電波吸収体２の片側のモルタル層５に埋設して、他側端は桟型電波吸収体２の反対側のモルタル層５に埋設している。
同様に、アンカー筋６を構成しているラチス筋６Ｂは、桟型電波吸収体２の長手方向に沿って延在しモルタル層５と直交する面内に位置させて、その下弦側をモルタル層５に埋設している。
【００２３】
つなぎ筋６Ａとラチス筋６Ｂとは、上弦側で上弦材７とそれぞれに接合しており、モルタル層に埋設されている下弦側で下弦材８とそれぞれに接合して互いに一体化する連結構造を形成している。このような各鉄筋間の連結は、モルタル層とアンカー筋との総合的な強度をさらに向上させるものであり、電波吸収ＰＣ板の制作時の取扱上も有利である。
特に、つなぎ筋６Ａとラチス筋６Ｂとの一体構造は、この後に打設するコンクリートとの一体化を図るアンカー筋としての機能を発揮するだけでなく、一方向に長いパネルユニット１０の補強筋としての機能も果たしている。
【００２４】
図４は、本発明による電波吸収ＰＣ板の機能を説明するための部分的な立面図（ａ）と矢視図（ｂ）である。
電波吸収ＰＣ板を構成しているパネルユニット１０は、上述したように、電波吸収ＰＣ板の表面を形成するモルタル層５と、一方向に延びる帯状の桟型電波吸収体２と、アンカー筋６とから構成されている。
【００２５】
桟型電波吸収体２は、図示のように、直方体の桟型フェライト磁性体１１を導電性の金属体である電波反射板１２の上に接合して構成されている。
桟型電波吸収体２とモルタル層５とは、電波反射板１２の反対側になる桟型フェライト磁性体１１の表面を、弾性を有する接着材等を用いてモルタル層に固定することで一体に結合している。
【００２６】
空隙充填材１３が、桟型フェライト磁性体１１の間隔を維持するために、桟型フェライト磁性体１１の間に配置されている。本実施の形態では市販のポリスチレンや発泡体の目地を採用しているが、後述するように、電波吸収特性は、桟型フェライト磁性体間を空隙状態にするほうが望ましいことから、空隙充填材１３の材質は、含水率が低く空気に近い電磁気的特性を有しているものが適当である。
従って、桟型フェライト磁性体１１が、空隙充填材１３を設けなくても強度的に耐えられる固定手段が採用可能の場合には、空隙充填材１３は設けない方が特性的に有利であることから、空隙充填材１３を省略して空気層にすることが望ましい。
【００２７】
桟型フェライト磁性体１１は、厚みｔ、高さｈ、長さＬを有するフェライト磁性体であり、長手方向が同一方向になるように間隔ｓをおいて並行に配列している。
電波を吸収するためには、入射する電波の電界方向を、桟型フェライト磁性体１１の長手方向と直交になるように配置し、電波の磁界方向は、桟型フェライト磁性体の長手方向と一致するように配置しなければならない。
従って、図示の場合は、テレビ電波の水平偏波に対応するものであるが、全ての電波に対応するためには、交差する桟型フェライト磁性体をこれに追加して格子状に配置することで対処することになる。
【００２８】
桟型電波吸収体２の上記構成は、広帯域フェライト電波吸収装置（特開平４−４２９９９号参照）と同様に、電波をＴＥＭ波のままで吸収せずにＴＭ波に変換して吸収することになり、上記構成を伝送線路モデルとして、入力インピーダンスや伝送線路の特性インピーダンスを等価回路化すると、桟型フェライト磁性体１１の入力インピーダンス、動作電波の使用周波数の波長λ及び特性インピーダンスとの間に所望の関係が成り立つと反射ゼロの状態が存在する。
【００２９】
桟型フェライト磁性体１１の入力インピーダンスは、フェライト磁性体の透磁率、誘電率等の材質及び厚みｔ、高さｈ、長さＬで規制される形状と配置する間隔ｓを変えることで調整可能であるから、フェライト磁性体の入力インピーダンスを調整すれば反射ゼロの状態を設定できる。
そして、フェライト磁性体の厚みｔ、高さｈ、長さＬと配置する間隙ｓの相互関係は、以下のように選択される。
【００３０】
動作電波の状態を考えると、フェライト磁性体は磁界集束作用を有しているために、フェライト磁性体が動作電波の磁界成分の方向に連続していれば電界方向の間隙はほとんど問題にならないので、磁界の吸収特性を劣化させない程度の厚みｔを基礎にする。
【００３１】
高さｈは、フェライト磁性体の厚みｔと間隙ｓを一定にしたままで変化させると、所定の値を境界にして低い周波数域での特性を犠牲にして高い周波数域の特性を改善できることが判っている。そこで、この特性を考慮して直方体を特定しているフェライト磁性体長Ｌの範囲内で対象の周波数域に合わせて調整する。
間隙ｓについては、ｔ／ｓの値において最適値の存在することが判明しているので、間隙に影響を与える入射電波の波長λの範囲内で調整すると効果的である。
即ち、桟型フェライト磁性体１１の形状と配置をＬ≧ｈ≧ｔ、λ≧ｓ≧ｔの関係に構成することで、広い周波数帯域において入射してくる電波を吸収して、反射電波を所定のレベル以下に減衰させるように調整することができる。
【００３２】
テレビ電波の場合は、ＶＨＦとＵＨＦの全域を対象にすると、周波数帯域が９０〜７７０ＭＨｚになるから、これらの帯域の周波数を吸収して反射しないようにする必要がある。
実験によると、テレビ電波の吸収による減衰率を１５〜２５ｄＢに設定すると、フェライト磁性体の幅ｔ＝５〜１０ｍｍ、高さｈ＝１６〜２２ｍｍとし、間隔ｓ＝１５〜４０ｍｍの範囲で調整しながら配置すると実質的に反射させないで対応可能である。しかし、桟型フェライト磁性体の形状と配置間隔は、電波の周波数と入射角及び近傍の構造材が有している電磁気的特性との関連で定められて行くもので、構造上の観点と意匠上の視点等から適宜選定して行く必要がある。
【００３３】
以上のように、本発明による電波吸収ＰＣ板は、桟型電波吸収体、桟型電波吸収体の前面に配置した電波吸収ＰＣ板の表面を形成するモルタル層及び桟型電波吸収体とモルタル層とを埋設するコンクリートから構成しているから、テレビ電波等の水平偏波や垂直偏波の電磁波を広帯域にわたって吸収して減衰させると共に、フェライト磁性体や反射用鉄筋の使用量を低減して製造コストを改善し、同時に全体の重量を軽くすることで取り扱いを簡便にして従来の問題点を解決している。
【００３４】
次ぎに、本発明による電波吸収ＰＣ板の製造方法について説明する。
本発明による電波吸収ＰＣ板の製造方法は、電波吸収ＰＣ板の表面を形成するモルタル層、モルタル層に固定された桟型電波吸収体及びモルタル層に一端側が埋設されたアンカー筋とからなるパネルユニットを予め製作して置き、パネルユニットを型枠内にモルタル層が下側となるような状態でセットしてから、型枠内にコンクリートを打設しており、電波吸収性能と品質の確保及び生産性を向上させている。
以下、本発明による電波吸収ＰＣ板の製造方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
本発明による電波吸収ＰＣ板の製造方法は、上記図２、３で説明したパネルユニット１０を、所定の枚数だけ、予め製造して置くことで構成されている。
予め製造されたパネルユニット１０は、電波吸収ＰＣ板の表面を形成するモルタル層５によって、桟型電波吸収体２、アンカー筋６を一体化した構成になっているので、モルタル層５を特殊な形状としたり、特別に加工を施したりする必要が無く、単なる平板状とすることができ、製作コストを抑えることができる。
【００３６】
又、パネルユニット１０を先行して製作することで、製造時には含水状態にあるモルタル層５を桟型電波吸収体２の反射板側からも確実に乾燥させることができるので、電波吸収性能の向上と安定化を図ることができる。
【００３７】
さらに、パネルユニット１０には、桟型電波吸収体２を横断するつなぎ筋６Ａとその長手方向に沿ってラチス筋６Ｂが備えられて上弦材７、下弦材８と結合していることから、これによる一体化構造で一方向に長いパネルユニット１０の強度を確保することができるとともに、乾燥時のパネルユニット１０のソリ変形を防止することが確実になる。
【００３８】
図５、６は、本発明による電波吸収ＰＣ板の製造工程を示している。
本発明による電波吸収ＰＣ板の製造は、所定枚数のパネルユニット１０、１０、…を図５に示すように、所定寸法に組み立てる、例えば平面視方形状の型枠１６の底面１６ａに、セットすることで開始する。各パネルユニット１０は、電波吸収ＰＣ板の表面を形成するモルタル層５の前面４を下側に向ける状態で配置しており、互いに隣接するパネルユニット１０、１０間には、目地を形成するためのスポンジ等の目地材１７を配している。
【００３９】
次いで、図６に示すように、パネルユニット１０のセット完了後、その上方の所定位置に、所望の補強鉄筋１８，１８を配筋する。この後、型枠１６内にコンクリート１９を所定レベルまで打設する。
そして、このコンクリート１９が硬化して所定強度を発現した後に型枠１６を脱型し、目地材１７を取り除く。これによって、表面がモルタル層の前面４、４、…によって形成され、コンクリート１９によって各パネルユニットを一体化して、桟型電波吸収体２、２、…をコンクリート内に内蔵した電波吸収ＰＣ板１が形成される。
なお、このコンクリート１９には、普通コンクリート、軽量コンクリート、繊維補強コンクリート等各種のものが使用可能である。
【００４０】
以上のように、本発明による電波吸収ＰＣ板の製造方法は、表面をモルタル層の前面にしたパネルユニット１０を用いることによって、従来のように型枠内にパネル材としてタイル等を直接セットしていた場合に比較して、タイル等をセットする手間を大幅に減ずることができ、生産性の向上を図ることが可能である。
【００４１】
又、従来のようにモルタルとコンクリートとを２度打ちすることもなくなり、型枠１６内にコンクリート１９を一回打設するのみでよいので、コンクリートの打設においても施工効率の向上を図ることができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態で説明した電波吸収ＰＣ板の製造方法において、電波吸収ＰＣ板の表面を形成するモルタル層の前面４、鉄筋６の形状等は、その構成を何ら限定するものではなく、モルタル層５の前面４にはタイル、石等を貼設したり、パネルユニット１０に、複数列の桟型電波吸収体を設けることも可能である。
【００４３】
以上、本発明について実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の電波吸収ＰＣ板は、桟型電波吸収体、桟型電波吸収体の前面に配置した電波吸収ＰＣ板の表面を形成するモルタル層及び桟型電波吸収体とモルタル層とを埋設するコンクリートから構成しているので、電磁波を広帯域にわたって吸収して減衰させると共に、製造コストを改善し、同時に全体の重量を軽くすることで取り扱いを簡便にして建物の反射による電波障害を防止できる効果を発揮している。
【００４５】
また、本発明の電波吸収ＰＣ板は、上記構成において、モルタル層に一端側を埋設したアンカー筋を植設することを特徴としているので、上記効果に加えてコンクリートとの一体化を向上させている。
【００４６】
また、本発明の電波吸収ＰＣ板は、上記構成において、桟型電波吸収体を、電波反射板上に桟型フェライト磁性体を配置して構成し、桟型フェライト磁性体の長さ方向をテレビ電波の磁界方向にほぼ平行に成るように配置して、桟型フェライト磁性体の高さ、厚み及び間隔の値をテレビ電波の波長と入射角及びフェライト磁性体前面のモルタル層等との関係において所定の値に設定することを特徴としているので、電磁波を効率よく吸収して建物の反射による電波障害を防止し、軽量で安価に製作できる効果を発揮している。
【００４７】
また、本発明の電波吸収ＰＣ板は、上記構成において、桟型フェライト磁性体を、電波反射板上に並列に配置することを特徴としているので、所定方向の電磁波に対処して上記効果をさらに向上させている。
【００４８】
また、本発明の電波吸収ＰＣ板は、上記構成において、桟型フェライト磁性体を、電波反射板上に格子状に配置することを特徴としており、全方向の電磁波に対処して上記効果をさらに向上させている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電波吸収ＰＣ板を示す斜視図
【図２】電波吸収ＰＣ板を構成するパネルユニットを示す斜視図
【図３】電波吸収ＰＣ板を構成するパネルユニットの立断面図
【図４】本発明による電波吸収ＰＣ板の機能を説明する部分立面図と矢視図
【図５】本発明による電波吸収ＰＣ板の製造方法において、型枠内にパネルユニットを配置した状態を示す立断面図
【図６】本発明による電波吸収ＰＣ板の製造方法において、型枠内にコンクリートを打設した状態を示す立断面図
【図７】従来の電波吸収ＰＣ板の製造方法を示す立断面図
【図８】従来の電波吸収ＰＣ板製造方法における他の例を示す立断面図
【符号の説明】
１ 電波吸収ＰＣ板、 ２ 桟型電波吸収体、 ３ コンクリート、
４ モルタル層の前面、 ５ モルタル層、 ６ アンカー筋、
６Ａ つなぎ筋、 ６Ｂ ラチス筋、 ７ 上弦材、 ８ 下弦材、
１０ パネルユニット、 １１桟型フェライト磁性体、
１２ 電波反射板、 １３ 空隙充填材、 １６型枠、 １６ａ 底面、
１７ 目地材、 １８ 補強鉄筋、 １９ コンクリート、
３０ 電波吸収ＰＣ板、 ３１ 型枠、 ３１ａ 型枠の底面、
３２、３７ タイル、 ３３ フェライト板、 ３４ 反射鉄筋、
３５ コンクリート、 ３６ アンカー、 ３８ モルタル、
３９ アンカー筋、

Claims (3)

1. 桟型電波吸収体と、
   前記桟型電波吸収体の前面に配置した電波吸収プレキャストコンクリート板の表面を形成するモルタル層と、
   前記桟型電波吸収体及び前記モルタル層を埋設するコンクリートと、
   前記モルタル層に一端側を埋設したアンカー筋と
   を備え、
   前記桟型電波吸収体は、電波反射板上に複数の桟型フェライト磁性体を配置して構成され、前記桟型フェライト磁性体の長さ方向をテレビ電波の磁界方向にほぼ平行に成るように配置し、前記桟型フェライト磁性体の高さ、厚み及び間隔の値をテレビ電波の波長と入射角及びフェライト磁性体前面のモルタル層等との関係において所定の値に設定したものであり、かつ複数の桟型フェライト磁性体の間隔を空隙充填材によって維持する
   ことを特徴とする電波吸収プレキャストコンクリート板。
2. 前記複数の桟型フェライト磁性体が、電波反射板上に並列に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電波吸収プレキャストコンクリート板。
3. 前記複数の桟型フェライト磁性体が、電波反射板上に格子状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電波吸収プレキャストコンクリート板。

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