WO2013008346A1 - 仕切り構造及び仕切体 - Google Patents
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- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
- E04B2001/925—Protection against harmful electro-magnetic or radio-active radiations, e.g. X-rays
Definitions
- the present invention relates to a partition structure such as a lattice or a wall provided between two spaces, in which propagation of electromagnetic waves to be transmitted is selected to be attenuated or transmitted, and a partition body including the partition structure.
- a building with an electromagnetic wave shielding function is constructed to prevent the invasion of unnecessary electromagnetic waves from the outside to the inside of the building and the leakage of electromagnetic waves from the inside to the outside of the building.
- electromagnetic waves propagating outside the building enter the room, images on televisions and personal computers may be disturbed, and electronic devices may malfunction.
- information may leak due to propagation of electromagnetic waves generated by indoor wireless transmission to the outside of a building.
- walls and floors of buildings and the like are mainly constructed of reinforced concrete, but reinforced concrete itself constructed to satisfy only the proof stress required as a structure has a low electromagnetic wave shielding function.
- electromagnetic waves with a short wavelength of 1 GHz or more are almost transmitted through the reinforcing bars inside the reinforced concrete wall. Therefore, for example, a building having an electromagnetic wave shielding function is formed by attaching a member having an electromagnetic wave shielding function such as an iron plate, a metal net, a metal foil, or a metal mesh to the surface of a reinforced concrete wall or floor.
- radio LAN Local Area Network
- an object of the present invention is to provide a partition structure and a partition body that can be selected to attenuate or transmit electromagnetic waves having a target frequency.
- the partition structure of the present invention is a partition structure that is selectively set to attenuate or transmit electromagnetic waves of a target frequency that is propagated in a predetermined propagation direction, and the propagation direction
- a first conductor portion formed by a plurality of first conductor rods arranged at a constant interval P in a direction substantially orthogonal to the first conductor portion, and a position at a distance d from the first conductor portion in the propagation direction.
- a second conductor portion formed by a plurality of second conductor rods arranged at the same interval P in substantially the same direction as the first conductor rod, and the first conductor portion and the second conductor.
- the values of a and b are as shown in Table 1 when the electromagnetic wave of the target frequency is attenuated according to the order n (n is a positive integer excluding 0) of the wavelength ⁇ m to be attenuated or transmitted.
- n is a positive integer excluding 0
- the medium part of the partition structure is concrete, mortar, gypsum, wood, glass, acrylic, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene, polystyrene, polypropylene, acrylonitrile butadiene styrene copolymer, tetrafluoride. It is characterized by being formed into a member whose propagation direction is the thickness direction by any material of ethylene, paraffin, urethane, epoxy, vinyl chloride, silicon, bakelite, polystyrene foam, paper or rubber.
- the partition structure of the present invention thus configured includes a first conductor portion formed by a plurality of first conductor rods arranged at intervals P in a direction substantially orthogonal to the propagation direction, and a first conductor And a second conductor portion formed by a plurality of second conductor bars arranged at intervals P in substantially the same direction as the bars. Then, the distance d between the first conductor portion and the second conductor portion is set based on the specified mathematical formula depending on whether the electromagnetic wave of the target frequency is attenuated or transmitted. In this way, electromagnetic waves having a target frequency can be attenuated or transmitted only by adjusting the distance P between the conductor rods and the distance d between the first conductor portion and the second conductor portion. For this reason, it can be installed and used in various places, such as when you want to shield electromagnetic waves of a specific frequency between the space partitioned by the partition structure and the outside, or when you want to transmit electromagnetic waves of a specific frequency on the contrary. can do.
- the partition body of the present invention can be formed in a wall shape or a floor shape, the function of attenuating or transmitting the electromagnetic wave of the target frequency is also added to what is necessarily constructed as a space partition or structure. can do.
- FIG. It is sectional drawing explaining the structure of the partition structure provided with another switching apparatus of Example 4.
- FIG. It is sectional drawing explaining the structure of the partition structure provided with another switching apparatus of Example 4.
- FIG. It is sectional drawing explaining the structure of the partition structure provided with another switching apparatus of Example 4.
- FIG. It is a perspective view explaining the structure of the partition structure provided with another switching apparatus of Example 4.
- FIG. It is a perspective view explaining the structure of the partition structure provided with another switching apparatus of Example 4.
- FIG. It is a perspective view explaining the structure of the partition structure provided with another switching apparatus of Example 4.
- FIG. It is sectional drawing explaining the structure of the partition provided with another switching apparatus of Example 4.
- FIG. It is sectional drawing explaining the structure of the partition provided with another switching apparatus of Example 4.
- the partition structure 1 partitions one space R1 and the other space R2.
- m is selectively shielded or transmitted.
- shielding refers to a state in which an electromagnetic wave shielding effect (SE) is obtained by attenuating the propagating electromagnetic wave.
- electromagnetic wave is attenuated means that the electric field strength is weakened by passing through the partition structure 1.
- transmission means that the propagated electromagnetic wave is not attenuated by the partition structure 1 or the electric field strength is stronger than when the partition structure 1 is not provided.
- the partition structure 1 includes an air part 4 as a medium part, a front mesh 2 as a first conductor part disposed on the space R 1 side of the air part 4, and a front mesh. 2 and a rear mesh 3 as a second conductor portion arranged on the space R2 side in parallel. That is, the partition structure 1 is formed by the front mesh 2 and the rear mesh 3 which are arranged in parallel when viewed from the side with the mesh distance d as a distance in the propagation direction.
- the medium portion corresponds to an arbitrary substance with a clear dielectric constant or a vacuum.
- the medium part is formed of a gas such as air, helium, a liquid such as water, or a solid substance such as concrete or mortar.
- the air part 4 in which the medium part is air will be described, and solids such as concrete will be described in Example 1.
- first conductor portion and the second conductor portion are formed of an arbitrary conductor.
- the conductor a substance having an electric conductivity equal to or higher than that of graphite (electric conductivity: 10 6 S / m) can be used.
- the conductor portion can be formed of a metal such as iron, stainless steel, copper, aluminum, gold or silver, a mineral such as graphite, carbon or ceramic.
- the front mesh 2 crosses the vertical bars 21,... As a plurality of first conductor rods arranged in the vertical direction so as to be substantially perpendicular to the vertical bars 21.
- the horizontal bars 22 are formed in a lattice pattern by the horizontal bars 22 as a plurality of conductor rods. That is, the vertical stripes 21,... And the horizontal stripes 22,... are arranged with a constant interval (lattice interval P) in a direction substantially orthogonal to the propagation direction.
- the vertical bars 21 or the horizontal bars 22 may be the first conductor rods.
- the front mesh 2 is a member that is formed in a lattice shape by welding or the like, with a small diameter rebar, steel wire, aluminum wire, stainless steel wire or the like as the vertical bar 21 and the horizontal bar 22. That is, the horizontal stripes 22 and 22 and the vertical stripes 21 and 21 are arranged substantially in parallel with a fixed lattice interval P, respectively. The diameters of the vertical stripes 21 and the horizontal stripes 22 are substantially the same.
- the rear mesh 3 is, like the front mesh 2, a plurality of vertical bars 31,... As the second conductor rods arranged in the vertical direction, and substantially perpendicular to the vertical 31. It forms in a grid
- FIG. 3 is a graph showing the result of confirming the relationship between the frequency (f) and the electromagnetic wave shielding effect (SE) when the partition structure 1 is arranged by experiments.
- a vertically polarized plane wave was propagated from one space R1 side toward the partition structure 1 or the mesh, and the electric field strength of the electromagnetic wave propagated to the other space R2 side was measured.
- the electromagnetic wave shielding effect (SE) is expressed in decibels (dB) based on the ratio of the electric field strength compared with the presence or absence of the partition structure 1 (or mesh).
- SE 20log 10 (Electric field strength without partition structure 1 / Electric field strength with partition structure 1)
- an electromagnetic wave shielding effect (SE) of 20 dB indicates that the intensity of the electromagnetic wave is attenuated to 1/10.
- an electromagnetic wave shielding effect (SE) of ⁇ 20 dB indicates that the electromagnetic wave intensity has been amplified 10 times.
- the solid line indicates the electromagnetic wave shielding effect (SE) of the partition structure 1 when the rebar distance d is 50 mm and the frequency of the electromagnetic wave is changed between 1.0 GHz and 6.0 GHz.
- SE electromagnetic wave shielding effect
- the frequency f is lower than 1.6 GHz
- the electromagnetic wave shielding effect is higher than the actual measurement value of one mesh and the predicted value doubled, and when the frequency f is higher than 2.5 GHz.
- a high electromagnetic shielding effect is exhibited.
- the electric field strength of the electromagnetic wave is higher in the frequency f range of 2.2 GHz-2.4 GHz than when the partition structure 1 is not installed.
- FIG. 4 is an electric field intensity distribution diagram showing the relationship with the reticulated distance d by converting the frequency into a wavelength ⁇ m when air is used as a medium.
- ⁇ m v / f ⁇ 1 / ⁇ r (1)
- FIG. 5 is a three-dimensional representation for easy viewing of FIG.
- FIG. 5 shows the result of the projections in the area surrounded by the alternate long and short dash line G3 shielding the electromagnetic wave, and the result of the mountain range in the area enclosed by the alternate long and short dash line H3 transmitting the electromagnetic wave. ing.
- FIG. 6 is a graph showing the relationship between the wavelength ⁇ m and the reticulated distance d, which are made dimensionless by picking up a point having a high electromagnetic wave shielding effect and dividing by the lattice spacing P in order to make the experimental results of FIGS. It is the figure plotted on the graph which shows a relationship.
- four linear sets were recognized. Therefore, a linear approximation formula was obtained by the least square method for each set, and a straight line was drawn on the graph. This is to split into a plurality of linear approximation formula as, presumably because the peak of the electromagnetic wave shielding effect appears every order n (a positive integer except n is 0) the wavelength lambda m.
- a linear approximation formula for attenuating the electromagnetic waves rewrite and as follows in relation to the net muscle distance d and the wavelength lambda m and the lattice spacing P.
- FIG. 7 is a graph plotting the relationship between the wavelength ⁇ m and the reticulated distance d obtained by picking up a point having a high effect of transmitting electromagnetic waves and dividing it by the lattice spacing P and making it dimensionless. .
- a linear approximation formula was obtained by the least square method for each set, and a straight line was drawn on the graph.
- n is a positive integer excluding 0
- SE electromagnetic shielding effect
- the partition structure 1 in which the front mesh 2 and the rear mesh 3 are arranged at the mesh distance d attenuates or transmits electromagnetic waves depending on the magnitude of the frequency.
- the magnitude of the frequency to be attenuated or transmitted can be determined by adjusting the lattice interval P and the reticulate distance d of the front reticule 2 and the rear reticule 3 based on a predetermined linear approximation formula. Can be selected.
- the frequency of electromagnetic waves often used in wireless LAN is around 2.45 GHz.
- a partition structure 1 set so as to shield the electromagnetic wave of this frequency at the boundary inside and outside the building may be installed.
- FIG. 8 is a graph showing the electromagnetic shielding effect (SE) of the partition structure 1 in which the lattice spacing P between the front mesh 2 and the rear mesh 3 is set to 30 mm and the mesh distance d is set to 55 mm.
- SE electromagnetic shielding effect
- FIG. 9 is a graph showing the electromagnetic shielding effect (SE) of the partition structure 1 in which the lattice spacing P between the front mesh 2 and the rear mesh 3 is set to 30 mm and the mesh distance d is set to 45 mm.
- SE electromagnetic shielding effect
- This graph shows a negative electromagnetic wave shielding effect of ⁇ 4 dB against electromagnetic waves having a frequency of 2.45 GHz (see H4 in FIG. 9). That the electromagnetic wave shielding effect shows a negative value can be said that the electromagnetic wave is amplified by passing through the partition structure 1.
- the electromagnetic wave of the wireless LAN is not attenuated between the rooms, and more specifically, the electromagnetic wave is amplified. Can be propagated.
- the reason why the lattice spacing P and the reticulated distance d can be changed within the diameter of the vertical bars 21 and 31 or the horizontal bars 22 and 32 to be the conductor bars is that the position of the actual electromagnetic wave reflection surface is almost on the surface of the conductor bars. It is to become.
- the partition structure 1 according to the present embodiment configured as described above has a front mesh 2 formed in a lattice pattern with a lattice interval P by a plurality of vertical bars 21,... And a plurality of horizontal bars 22,. And a rear mesh 3 formed in the same manner. Then, the linear approximation of the relational expression ((FP1) to (FP5) specified depending on whether the mesh distance d between the front mesh 2 and the rear mesh 3 attenuates or transmits the electromagnetic wave of the target frequency. It is set based on the equation or the linear approximation equation (FM1) to (FM5).
- the wavelength ⁇ m of the target frequency f that is desired to be shielded or transmitted by the partition structure 1 is calculated by the above-described conversion formula (1).
- the lattice interval P and the reticulated distance d are calculated using any one of the linear approximation formulas (FP1) to (FP5).
- the mesh distance d which is the only unknown, is calculated.
- the electromagnetic wave having the target frequency is attenuated only by adjusting the lattice spacing P between the vertical stripes 21 and 31 and the horizontal stripes 22 and 32 and the mesh distance d between the front mesh 2 and the rear mesh 3. Or can be transmitted. For this reason, it is installed in various places, such as when you want to block electromagnetic waves with a specific frequency between the space partitioned by the partition structure 1 and the outside, or when you want to transmit electromagnetic waves with a specific frequency on the contrary. Can be used.
- the partition structure 1 As the form of the partition structure 1, for example, it can be installed in the boundary between two spaces in the form of a curtain. Moreover, the partition structure 1 can also be provided in a ventilation duct or an air conditioning duct.
- Examples of the building or room for constructing such a partition structure 1 include a hospital, an office where a wireless LAN can be used, and a conference room. These spaces have a desire to shield or transmit only specific electromagnetic waves. For example, by arranging the partition structure 1 with the lattice spacing P and the rebar distance d adjusted, such as when you want to receive radio waves from a mobile phone even inside a building but do not want to leak radio waves from a wireless LAN. The transmission and shielding of electromagnetic waves can be selected according to the frequency.
- the lattice spacing P and the reticulated distance d can be adjusted.
- a partition structure 1 that exhibits a desired function can be arranged.
- the RC wall 5 as a partition body described in the first embodiment includes a concrete portion 51 having a thickness C as a medium portion, and a front mesh 2 as a first conductor portion embedded in the space R1 side of the concrete portion 51.
- a rear mesh 3 as a second conductor portion embedded in the space R2 side in parallel with the front mesh 2 is provided. That is, a partition structure 1 is formed inside the RC wall 5 by a front mesh 2 and a rear mesh 3 which are arranged in parallel when viewed from the side with a mesh distance d as a distance in the propagation direction. It is formed.
- the concrete portion 51 is manufactured by mixing cement, aggregate, and water, for example, and becomes a medium for propagating electromagnetic waves.
- blending of the concrete part 51 so that the intensity
- the propagation direction is the thickness direction (C)
- the covering thickness of the front mesh 2 is C1, and the covering thickness of the rear mesh 3 is C2.
- the interior board 52 is arranged in parallel with the front surface 51a at intervals in the space R1 direction from the front surface 51a.
- the concrete part itself can absorb the electromagnetic wave by forming a concrete part by mixing the concrete with a mixture for enhancing electromagnetic wave absorption performance such as conductive powder, conductive fiber or magnetic powder.
- the conductive powder carbon beads or metal powder having a particle diameter of 1 to 500 ⁇ m can be used.
- the conductive fiber carbon fiber, silicon carbide fiber, metal fiber, or the like having a fiber diameter of 5-30 ⁇ m and a fiber length of 1-20 mm can be used.
- the magnetic powder ferrite powder, titanium powder or magnet powder having a particle size of 3 to 500 ⁇ m can be used. Moreover, even if air bubbles are mixed in concrete or porous concrete is used, the performance of absorbing the electromagnetic waves of the concrete part itself can be enhanced.
- an electromagnetic wave shielding effect is provided by arranging an electromagnetic wave shielding member such as an iron plate, a metal net, a metal foil, a metal mesh, and a ferrite material between the interior plate 52 and the RC wall 5. Can also be increased.
- an electromagnetic wave shielding member such as an iron plate, a metal net, a metal foil, a metal mesh, and a ferrite material between the interior plate 52 and the RC wall 5. Can also be increased.
- the frequency of electromagnetic waves in mobile phones and private radios is around 1.5GHz.
- an RC wall 5 that is set to shield electromagnetic waves of this frequency may be installed at the inner and outer boundaries of the hall.
- the RC wall 5 in which the lattice spacing P of the front mesh 2 and the rear mesh 3 having the diameter of the reinforcing bar 10 mm is set to 150 mm and the mesh distance d is set to 125 mm.
- an RC wall 5 set to transmit electromagnetic waves around a frequency of 1.5 GHz may be installed at the boundary between the inside and outside of the building.
- an RC wall 5 in which the lattice spacing P between the front mesh 2 and the rear mesh 3 is set to 150 mm and the mesh distance d is set to 183 mm is arranged to amplify an electromagnetic wave having a fourth wavelength ⁇ m. It was confirmed that the light can be transmitted.
- the target frequency can be obtained by the RC wall 5 itself inevitably constructed as a structure only by arranging the front mesh 2 and the rear mesh 3 having an appropriate lattice spacing P at an appropriate position of the RC wall 5.
- the electromagnetic wave can be shielded or transmitted. That is, the RC wall 5 constructed in this way is a reinforced concrete wall that must be constructed as a structure, and by only burying the front mesh 2 and the rear mesh 3 there, an electromagnetic wave shielding function is exhibited. Or exhibit a transmission function. For this reason, material cost can be reduced compared with the case where an electromagnetic wave shielding member must be separately affixed on the surface of a wall. Further, the work is almost the same as the work of constructing the reinforced concrete wall itself, and it can be easily constructed with little additional work for adding a function of shielding or transmitting electromagnetic waves.
- an RC wall 5 can be constructed directly on the building construction site.
- the precast panel which comprises RC wall 5 in a factory, a work yard, etc. can be manufactured previously, and it can also be set as RC wall 5 by assembling a precast panel in a construction site. And if it is the method of manufacturing a precast panel in a factory etc., it can be stably arrange
- the RC wall 5 that is the outer wall that partitions the space R1 inside the building and the outer space R2 has been described.
- the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this.
- the invention can be applied.
- it is not limited to a wall, A floor and a ceiling are good also as a partition body of this invention.
- the partition structure 1 is provided in the reinforced concrete structure has been described above, but the present invention is not limited to this, and building materials such as concrete, mortar, gypsum (gypsum board) or wood, glass, acrylic, polycarbonate (PC) , Polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polystyrene, polypropylene, acrylonitrile butadiene styrene copolymer (ABS), tetrafluoroethylene (for example, Teflon (registered trademark)), paraffin, urethane, epoxy, vinyl chloride, silicon
- the partition structure 1 can be embedded in a partition body formed of a material such as resin such as bakelite or polystyrene, paper, or rubber.
- Other configurations and operational effects of the first embodiment are substantially the same as those of the above-described embodiment and other embodiments, and thus description thereof is omitted.
- the multi-layer partition structure 6 as a partition structure described in the second embodiment includes three conductor portions, and can set a plurality of reticulated distances d 1 and d 2 .
- This multi-layer partition structure 6 includes an aerial part 4 as a medium part, a first rebar 61 as a first conductor part disposed on the space R1 side of the aerial part 4, and a reticulated distance d 1 in the direction of the space R2.
- a second network muscle 62 as a second conductive portion disposed in parallel with the first network muscle 61 at a, are arranged in parallel with the second network muscle 62 at a Amisuji distance d 2 in the space R2 direction
- a third rebar 63 as a third conductor portion is provided.
- the first mesh 61 is a plurality of conductor bars that intersect with the vertical bars 611,... As a plurality of first conductor bars arranged in the vertical direction so as to be substantially perpendicular to the vertical bars 611. Are formed in a lattice pattern.
- the second rebar 62 is a plurality of conductors that intersect with the vertical bars 621,... As the second conductor bars arranged in the vertical direction so as to be substantially perpendicular to the vertical bars 621. It is formed in a lattice shape by horizontal bars 622,.
- the third mesh 63 is a plurality of conductors that intersect with the vertical bars 631,... As the third conductor bars arranged in the vertical direction so as to be substantially perpendicular to the vertical bars 631. It is formed in a lattice shape by the horizontal streaks 632,.
- the lattice spacing P of the first half-bar 61, the second half-bar 62, and the third half-bar 63 is all equal.
- the two mesh distances d 1 and d 2 can be set. If the two reticulated distances d 1 and d 2 can be set, two types of target frequencies for attenuating the electromagnetic waves can be set, or an electromagnetic wave at a certain target frequency can be attenuated and an electromagnetic wave at another target frequency can be transmitted. For example, attenuation or transmission can be set for a plurality of target frequencies.
- the first and second reticulated lines 61 and 2 having a reticulated distance d 1 are input.
- the electromagnetic wave having the wavelength ⁇ A2 is attenuated to the wavelength ⁇ A1 with the mesh 62 and hardly changes between the second mesh 63 and the third mesh 63 having the mesh distance d 2 . It is emitted from.
- the electromagnetic wave is attenuated or transmitted in this manner because the multi-layer partition structure 6 sets the reticulated distance d 1 so that the electromagnetic wave having the wavelength ⁇ A0 is attenuated, and the wavelength ⁇ B1 (or the wavelength ⁇ B0 electromagnetic wave) is due to the fact that setting the Amisuji distance d 2 as is attenuated. Further, the reticulated distance d 2 is a distance through which an electromagnetic wave having a wavelength ⁇ C1 (or wavelength ⁇ C0 ) is amplified and transmitted.
- the multi-layer partition structure 6 capable of setting a plurality of reticulated distances d 1 and d 2 has a plurality of settings for shielding electromagnetic waves of a certain target frequency and transmitting electromagnetic waves of another target frequency. Can be done. For this reason, the multi-layer partition structure 6 controls the shielding or transmission of electromagnetic waves of a plurality of types of target frequencies, such as wanting to receive mobile phone radio waves even inside the building but not wanting to leak radio LAN radio waves to the outside. can do.
- the two-layered multi-layer partition structure 6 has been described.
- the multi-layer partition structure having three or more layers has three or more reticulated distances d,. ⁇ ⁇ Can also be set.
- omitted is abbreviate
- the allowable error range of the rebar distance d of the partition structure 1 has been described as being within the diameter of the conductor rod (vertical bars 21, 31 or horizontal bars 22, 32).
- the present invention is not limited to this. However, it can be set by another method.
- the 99% confidence interval when the allowable error range of the linear approximation formulas ((FP1) to (FP5) or (FM1) to (FM5)) is assumed to be a normal distribution (
- the values of a and b can also be set as shown in Table 5 (when the electromagnetic wave of the target frequency is attenuated) and Table 6 (when the electromagnetic wave of the target frequency is transmitted).
- Example 4 the switching device is provided so that the distance d between the conductor portions can be switched.
- a description will be given of a configuration that can be attached and can be arbitrarily switched between shielding and transmitting the target frequency as necessary.
- the connecting bar 81 includes a rod-shaped shaft member 81a and hooks 81b, 81b with a locking stopper as mounting portions provided at both ends thereof.
- the shaft member 81a is a member formed of a steel rod or the like, and is an axial force member that can mainly counteract the axial force. Moreover, the hook 81b with a detachment stop is configured to be detachably hooked on the horizontal bars 22 and 32.
- the front mesh 2 which is the first conductor part is made to stand by a certain point so that the position does not move. That is, a pair of angle members 73, 73 each having a substantially L shape in cross section are fixed to the floor 71 and the ceiling 72 by the drill screw 74 according to the thickness of the front mesh 2. Then, the front mesh 2 whose upper and lower ends are constrained by the facing inner surfaces of the angle members 73 and 73 is independent without falling down in any direction.
- the rear mesh 3 which is the second conductor portion is supported in a state adjusted to a predetermined mesh distance d x1 , d x2 (distance d) by a pair of connecting bars 81, 81.
- a pair of connecting bars 81, 81 is shown for the sake of simplicity of explanation, but the set of connecting bars 81, 81 is formed in the vertical direction and the width direction of the partition structure 1A (perpendicular to the plane of FIG. Multiple sets are attached in the direction).
- the number of pairs in which the connecting bars 81 are arranged can be arbitrarily set in consideration of the weight and size of the rear mesh 3 to be supported.
- the hook 81 b with a locking stopper of the first connecting bar 81 is hooked on the horizontal bar 22 of the front mesh 2. Then, the hook 81 b with a locking stop on the opposite side is hooked on the horizontal streak 32 that is two steps below the rear mesh 3.
- the hook 81b with the locking of the second connecting bar 81 is hooked on the horizontal bar 32 of the rear reticule 3 where the hook 81b with the locking of the first connecting bar 81 is attached. Then, the hook 81b with a locking mechanism on the opposite side is hooked on the horizontal streak 22 two steps below the front mesh 2.
- a triangular truss having two sides of the shaft members 81a and 81a and one side of the vertical streak 21 having a length four times the lattice interval P is formed.
- the reticulated distance d x1 between the front reticulated line 2 and the rear reticulated line 3 is obtained by the square root of the value obtained by subtracting the square of twice the lattice spacing P from the square of the length of the shaft member 81a. It is done.
- the connecting bars 81 and 81 are positioning devices that determine the position of the rear mesh 3 so as to be the mesh distances d x1 and d x2 .
- FIG. 13 shows another partition structure 1 ⁇ / b> B using the connecting bar 81.
- the pair of connecting bars 81, 81 having the same length is used to adjust the mesh distances d x1 , d x2 and to support the rear mesh 3.
- connection bars 82A and 82B that have been adjusted in advance to the lengths of the reticulated distances d x1 and d x2 are used.
- connection bars 82A and 82B include a rod-shaped shaft member 82a and hooks 82b and 82b with detachment prevention as attachment portions provided at both ends thereof.
- the length of the shaft member 82a, the coupling bar 82A in Amisuji distance d x1, the connecting bar 82B is adjusted to the Amisuji distance d x2, connection bars 82A or coupled depending on the distance to be set
- the bar 82B is bridged horizontally between the horizontal bars 22 and 32.
- a triangular truss is formed by the connecting bar 81, the connecting bar 82A (or 82B), and the vertical bars 21.
- the connecting bar 81 spanned diagonally is a member for supporting the rear mesh 3 in a floating state. For this reason, when adjusting the rebar distances d x1 and d x2 by the connecting bar 82A (or 82B) and using the angle members 73 and 73 in the same manner as the front reticule 2, the rear rebar 3 is self-supporting.
- a positioning device using only the connecting bars 82A and 82B may be used.
- the front mesh 2 is self-supporting at a predetermined position, and the rear mesh 3 is supported by the front mesh 2.
- the partition structures 1C, 1D, and 1E described with reference to FIGS. 14 to 16 make the front mesh 2 self-supporting in the same manner, but the front mesh 2 and the rear mesh 3 are not connected to each other.
- a positioning device (switching device) capable of freely moving the mesh 3 is provided.
- the feed screw device 83 as the switching device shown in FIG. 14 includes a frame portion 83d fixed to the ceiling 72, a screw portion 83a rotatably supported by the frame portion 83d, and a handle for rotating the screw portion 83a.
- the screw part 83a can replace with the head 83b, and can also be set as the structure which rotates the screw part 83a electrically by connecting a motor.
- burr 33 is arrange
- the attachment bar 33 is hooked on a hook 83e with a locking mechanism of the feed screw device 83.
- the lower end of the hooked rear mesh 3 is not in contact with the floor 71 and is in a floating state.
- FIG. 15 shows only the hanging support 84 as a switching device and the upper part of the partition structure 1D.
- the lower part of the partition structure 1D is the same as that shown in FIG.
- the hanging support 84 includes an L portion 84a whose upper end is fixed to the ceiling 72, and a plurality of tooth portions 84b,... Provided upward at equal intervals in the horizontally extended portion of the L portion 84a. ing.
- the attachment bar 33 of the rear mesh 3 is inserted into the recess formed by the L part 84a and the two tooth parts 84b and 84b. That is, the rear mesh 3 is hooked on the L portion 84 a and the lower end of the rear mesh 3 is in a floating state without contacting the floor 71. Further, since the mesh reinforcement distance d x is determined depending on which position of the tooth portions 84b, 84b the attachment reinforcement 33 is inserted into, the hanging support 84 can be said to be a positioning device.
- FIG. 16 shows only the slide jig 85 as a switching device and the upper part of the partition structure 1E. Since the lower part of the partition structure 1E is the same as that of FIG. 14, description is abbreviate
- the slide jig 85 includes a long hole base 85a fixed to the ceiling 72, a hook 85c to be slid along the lower surface of the long hole base 85a, and a drill screw 85d for fixing the hook 85c. ing.
- the long hole mount seat 85a is an elongated hole 85b extending in the direction (see double arrow in FIG. 16) which can increase or decrease the net muscle distance d x is provided, a drill screw 85d in the range of the elongated hole 85b Can be moved.
- the annular fall prevention tool 85e is attached to the portion of the drill screw 85d that is accommodated in the long hole pedestal 85a, the drill screw 85d before fixing does not fall.
- the attachment bar 33 of the rear mesh 3 is hooked on the hook 85 c of the slide jig 85. Therefore, the lower end of the rear side network muscles 3 becomes a floating state without contact with the floor 71, the hook 85c is slid within the range of the elongated hole 85b, it is possible to set the desired net muscle distance d x. After the mesh rebar distance d x is adjusted to a desired distance, the tip of the drill screw 85d is screwed into the ceiling 72 and fixed. Therefore, the slide jig 85 is a positioning device that fixes the rear mesh 3 at an arbitrary position.
- the partition structure 1F described with reference to FIG. 17 supports the front mesh 2 and the rear mesh 3 on the receiving support 86 attached to the wall 75 substantially orthogonal to the side end of the partition 1F.
- the right wall 75 and the receiving support 86 are not shown.
- the receiving support 86 as a switching device includes a main body portion 86a as a shaft member that extends in the thickness direction of the partition structure 1F, and a plurality of tooth portions 86b that are provided upward at equal intervals on the main body portion 86a,. And.
- the receiving support 86 is used as a positioning device. It can be said.
- the partition described above is used. Similar to the structures 1A, 1B, etc., the back mesh 3 can be supported by the receiving support 86 in a state of being floated. In this case, it is not necessary to fix the receiving support 86 to the wall 75.
- the front mesh 2 is independent by the angle members 73 and 73 as described above. Then, a positioning device (switching device) is provided that allows the rear mesh 3 to be moved freely in a floating state.
- the 18 includes a shaft member 87a in which a thread groove is engraved on the outer periphery, and mounting portions provided on both sides thereof.
- the attachment portion includes a vertical plate 87c provided with hooks at both ends spanned between the horizontal bars 22, 22 (32, 32), and hooks at both ends spanned between the vertical bars 21, 21 (31, 31).
- the horizontal plate 87d is provided, and the vertical plate 87c and nuts 87b and 87b attached to both sides of the shaft member 87a penetrating the horizontal plate 87d.
- the shaft member 87a is horizontally disposed so as to pass through substantially the center of the grid of the front mesh 2 and the rear mesh 3, and the end is inserted at the intersection of the vertical plate 87c and the horizontal plate 87d.
- the open side of the hook of the vertical plate 87c and the open side of the hook of the horizontal plate 87d are in a direction facing each other.
- a plate type adjusting device 88 as a switching device shown in FIG. 19 includes a shaft member 88a having a thread groove engraved on the outer periphery, and lip-shaped channel steels 88b and 88b as mounting portions provided on both sides thereof. Yes.
- the webs 88b, 88b with lips are joined to the longitudinal bars 21, 21 (31, 31) of the front mesh 2 and the rear mesh 3 by welding or the like so that the open sides face each other.
- the shaft member 88a is horizontally disposed so as to penetrate the web of the lip-shaped grooved steel 88b fixed to the front mesh 2 and the lip-shaped steel 88b fixed to the rear mesh 3. Further, a screw groove is engraved in the hole into which the shaft member 88a of the lip-shaped channel steel 88b on the front mesh 2 side is inserted, and when the head 88d of the shaft member 88a on the rear mesh 3 is turned, The protruding amount of the shaft member 88a on the front mesh 2 side changes in the axial direction (see the double arrow in FIG. 19).
- Net muscle distance d x increases or decreases with a change in the amount of projection of the shaft member 88a, the rear network muscles 3 toward and away from the front side network muscle 2.
- the plate 88c as a plate-shaped member by which the lower surface side was notched in the horseshoe shape is mounted
- a partition 5A having the partition structure 1I as described in the first embodiment will be described with reference to FIG.
- a partition structure 1I is embedded in concrete as a medium portion.
- the front rebar 2 of the partition structure 1I is embedded in a concrete portion 53A formed into a plate shape. Further, the rear mesh 3 of the partition structure 1I is embedded in a concrete portion 53B that is formed in a plate shape that is separate from the concrete portion 53A.
- the concrete plate 89 is a plate-like member on which a reinforcing bar formed by concrete as a medium portion is not disposed. Since the rebar distance d x varies depending on the number of the concrete plates 89 interposed, the concrete plate 89 serves as a switching device for the rebar distance d x .
- a required number of concrete plates 89,... are interposed between the concrete portions 53A and 53B to be self-supporting, and floors 71 and ceilings on both sides of the partition 5A.
- the angle members 73,... May be disposed on 72 and fixed so as not to fall down.
- the conductor portions front mesh 2, rear mesh 3, first mesh 61, second mesh 62, and third mesh 63 formed in a lattice shape.
- the present invention is not limited to this, and a mesh-like conductor may be used.
- the conductor portion can be configured only by a plurality of parallel conductor rods oriented in any one direction substantially orthogonal to the propagation direction such as the vertical direction and the horizontal direction.
- horizontal polarization is the main component. Therefore, when shielding or transmitting such an electromagnetic wave, the conductor portion formed only by the horizontal stripes 22 and 32 should function sufficiently. Can do.
- an electromagnetic wave mainly composed of vertical polarization near a wall or the like even a conductor portion formed by only the vertical bars 21 and 31 can function sufficiently.
- the electromagnetic wave propagated from the space R1 toward the space R2 has been described as an example.
- the present invention is not limited to this, and is propagated from the space R2 toward the space R1.
- the partition structures 1 and 6 may be arranged according to the same concept.
- the horizontal stripe 22 of the front mesh 2 was arrange
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Abstract
対象とする周波数の電磁波を減衰させる又は透過させるという選択が可能な仕切り構造を提供する。 所定の伝搬方向に伝搬される対象周波数の電磁波を減衰又は透過させるための選択的な設定がされた仕切り構造(1)である。そして、伝搬方向に略直交する方向に格子間隔Pを置いて格子が形成される前側網筋(2)と、前側網筋から伝搬方向に網筋距離dを置いた位置で、格子間隔Pを置いて格子が形成される後側網筋(3)と、前側網筋と後側網筋とが配置される気中部(4)とを備え、網筋距離dが、気中部内の波長λmとの関係で、d=a・λm+b・Pによって算出される値を基準に所定の許容誤差範囲内で設定される。
Description
本発明は、伝搬される電磁波を減衰させるか透過させるかが選択された、2つの空間の間に設けられる格子や壁などの仕切り構造、及びそれを備えた仕切体に関するものである。
特許文献1,2に開示されているように、建物の外部から内部への不要な電磁波の侵入や、建物の内部から外部への電磁波の漏洩を防ぐために、電磁波シールド機能を備えた建物が構築されている。すなわち、建物の外で伝搬されている電磁波が室内に侵入すると、テレビやパソコンの画像が乱れたり、電子機器が誤作動を起こしたりすることがある。また、室内での無線送信などによって発生した電磁波が建物の外まで伝搬されることによって、情報が漏洩してしまうことがある。
一方、ビルなどの壁や床は、主に鉄筋コンクリートによって構築されるが、構造体として必要とされる耐力のみを満たすようにして構築された鉄筋コンクリート自体は電磁波シールド機能が低い。特に、波長が短い1GHz以上の周波数の電磁波は、ほとんど鉄筋コンクリート壁の内部にある鉄筋を透過してしまう。
そこで、例えば、鉄筋コンクリートの壁や床の表面に、鉄板、金属網、金属箔、金属メッシュなどの電磁波シールド機能を有する部材を貼り付けることで、電磁波シールド機能を備えた建物にしている。
そこで、例えば、鉄筋コンクリートの壁や床の表面に、鉄板、金属網、金属箔、金属メッシュなどの電磁波シールド機能を有する部材を貼り付けることで、電磁波シールド機能を備えた建物にしている。
しかしながら、建物の内部にいても無線LAN(Local Area Network)の電波は外部に漏洩させたくないが携帯電話の電波は受信したいなど、すべての電磁波を遮蔽するのではなく、選択的に透過させたい電磁波もある。
そこで、本発明は、対象とする周波数の電磁波を減衰させる又は透過させるという選択が可能な仕切り構造及び仕切体を提供することを目的としている。
前記目的を達成するために、本発明の仕切り構造は、所定の伝搬方向に伝搬される対象周波数の電磁波を減衰又は透過させるための選択的な設定がされた仕切り構造であって、前記伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔Pを置いて配置される複数の第1の導体棒によって形成される第1導体部と、前記第1導体部から前記伝搬方向に距離dを置いた位置で、前記第1の導体棒と略同じ方向に向けて同じ間隔Pを置いて配置される複数の第2の導体棒によって形成される第2導体部と、前記第1導体部と前記第2導体部とが配置される媒質部とを備え、前記距離dが、前記媒質部内の波長λmとの関係で、d=a・λm+b・Pによって算出される値を基準に所定の許容誤差範囲内で設定されることを特徴とする。
ここで、a及びbの値は、減衰又は透過の対象とする波長λmの次数n(nは0を除く正の整数)に応じて、前記対象周波数の電磁波を減衰させる場合は表1により設定し、前記対象周波数の電磁波を透過させる場合は表2により設定する。
ここで、a及びbの値は、減衰又は透過の対象とする波長λmの次数n(nは0を除く正の整数)に応じて、前記対象周波数の電磁波を減衰させる場合は表1により設定し、前記対象周波数の電磁波を透過させる場合は表2により設定する。
また、本発明の仕切体は、上記仕切り構造の媒質部が、コンクリート、モルタル、石こう、木材、ガラス、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合物、四フッ化エチレン、パラフィン、ウレタン、エポキシ、塩化ビニール、シリコン、ベークライト、発泡スチロール、紙又はゴムのいずれかの材料によって、前記伝搬方向を厚さ方向とする部材に成形されていることを特徴とする。
このように構成された本発明の仕切り構造は、伝搬方向に略直交する方向に間隔Pを置いて配置される複数の第1の導体棒によって形成される第1導体部と、第1の導体棒と略同じ方向に向けて間隔Pを置いて配置される複数の第2の導体棒によって形成される第2導体部とを備えている。そして、第1導体部と第2導体部との距離dが、対象周波数の電磁波を減衰させるか又は透過させるかによって、特定された数式に基づいて設定される。
このように、導体棒の間隔Pや第1導体部と第2導体部との距離dを調整するだけで、対象とする周波数の電磁波を減衰させたり透過させたりすることができる。このため、仕切り構造によって区切られた空間と外部との間で特定の周波数の電磁波を遮蔽したい場合や、反対に特定の周波数の電磁波を透過させたい場合などに、様々な場所に設置して利用することができる。
このように、導体棒の間隔Pや第1導体部と第2導体部との距離dを調整するだけで、対象とする周波数の電磁波を減衰させたり透過させたりすることができる。このため、仕切り構造によって区切られた空間と外部との間で特定の周波数の電磁波を遮蔽したい場合や、反対に特定の周波数の電磁波を透過させたい場合などに、様々な場所に設置して利用することができる。
また、本発明の仕切体は、壁状や床状に形成できるので、空間の間仕切り又は構造体として必然的に構築されるものに兼用して、対象周波数の電磁波を減衰又は透過させる機能を付加することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態の仕切り構造1は、図1に示すように、一方の空間R1と他方の空間R2とを仕切るものである。この仕切り構造1が設けられることによって、例えば建物の内部の空間R1から外部の空間R2という伝搬方向、又は外部の空間R2から内部の空間R1という伝搬方向に伝搬される対象周波数の電磁波(波長λm)の遮蔽又は透過が選択的におこなわれる。
本実施の形態の仕切り構造1は、図1に示すように、一方の空間R1と他方の空間R2とを仕切るものである。この仕切り構造1が設けられることによって、例えば建物の内部の空間R1から外部の空間R2という伝搬方向、又は外部の空間R2から内部の空間R1という伝搬方向に伝搬される対象周波数の電磁波(波長λm)の遮蔽又は透過が選択的におこなわれる。
ここで「遮蔽」とは、伝搬される電磁波が減衰されることで電磁波シールド効果(SE:Shield Effectiveness)が得られる状態をいう。また、「電磁波が減衰する」とは、仕切り構造1を通過することによって電界強度が弱くなることをいう。また、「透過」とは、伝搬される電磁波が仕切り構造1によって減衰されない、又は仕切り構造1がない場合よりも電界強度が強くなることをいう。
まず、図1,2を参照しながら仕切り構造1の構成について説明する。
この仕切り構造1は、図1,2に示すように、媒質部としての気中部4と、気中部4の空間R1側に配置される第1導体部としての前側網筋2と、前側網筋2と並列に空間R2側に配置される第2導体部としての後側網筋3とを備えている。すなわち、伝搬方向に距離としての網筋距離dを置いて側方から見て略平行に配置される前側網筋2と後側網筋3とによって仕切り構造1が形成される。
この仕切り構造1は、図1,2に示すように、媒質部としての気中部4と、気中部4の空間R1側に配置される第1導体部としての前側網筋2と、前側網筋2と並列に空間R2側に配置される第2導体部としての後側網筋3とを備えている。すなわち、伝搬方向に距離としての網筋距離dを置いて側方から見て略平行に配置される前側網筋2と後側網筋3とによって仕切り構造1が形成される。
ここで、媒質部には、誘電率の明らかな任意の物質又は真空が該当する。例えば、空気、ヘリウムなどの気体、水などの液体又はコンクリート、モルタルなどの固体の物質によって媒質部が形成される。なお、本実施の形態では媒質部が空気となる気中部4について説明し、コンクリートなどの固体については実施例1で説明する。
また、第1導体部及び第2導体部は、任意の導電体によって形成される。そして、導電体には、電気伝導率がグラファイト(電気伝導率:106 S/m)と同等以上の物質が使用できる。例えば、鉄、ステンレス、銅、アルミニウム、金若しくは銀などの金属、グラファイトなどの鉱物、炭素又はセラミックなどの材料によって導体部を形成することができる。
前側網筋2は、図2に示すように、鉛直方向に向けて配置された複数の第1の導体棒としての縦筋21,・・・と、縦筋21に略直角となるように交差する複数の導体棒としての横筋22,・・・とによって格子状に形成される。すなわち、縦筋21,・・・及び横筋22,・・・は、それぞれ伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔(格子間隔P)を置いて並べられる。そして、縦筋21,・・・と横筋22,・・・とが接する面が交差面20となる。なお、縦筋21と横筋22のいずれが第1の導体棒となってもよい。
前側網筋2は、直径が小さい鉄筋、鋼線、アルミ線、ステンレス線などを縦筋21及び横筋22として、溶接などによって格子状に形成される部材である。すなわち、横筋22,22及び縦筋21,21は、それぞれ一定の格子間隔Pで略平行に配置されている。また、縦筋21と横筋22の直径は略同じである。
一方、後側網筋3は、前側網筋2と同様に、鉛直方向に向けて配置された複数の第2の導体棒としての縦筋31,・・・と、縦筋31に略直角となるように交差する複数の導体棒としての横筋32,・・・とによって格子状に形成される。すなわち、縦筋31,・・・及び横筋32,・・・は、それぞれ伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔(格子間隔P)を置いて略平行に配置される。また、縦筋31と横筋32には、前側網筋2と同様に、略同じ直径の細い鉄筋又は鋼線などが使用される。
そして、縦筋31と横筋32とが接する面が交差面30となる。よって、前側網筋2の交差面20と交差面30との伝搬方向の距離が、網筋距離dとなる。
そして、縦筋31と横筋32とが接する面が交差面30となる。よって、前側網筋2の交差面20と交差面30との伝搬方向の距離が、網筋距離dとなる。
次に、図3-5を参照しながら、本実施の形態の仕切り構造1に電磁波を遮蔽したり透過したりする特性があることについて説明する。
図3は、仕切り構造1を配置した場合の周波数(f)と電磁波シールド効果(SE)との関係を実験によって確認した結果を示したグラフである。この実験では、一方の空間R1側から仕切り構造1又は網筋に向けて垂直偏波の平面波を伝搬させて、他方の空間R2側まで伝搬される電磁波の電界強度を計測した。
図3は、仕切り構造1を配置した場合の周波数(f)と電磁波シールド効果(SE)との関係を実験によって確認した結果を示したグラフである。この実験では、一方の空間R1側から仕切り構造1又は網筋に向けて垂直偏波の平面波を伝搬させて、他方の空間R2側まで伝搬される電磁波の電界強度を計測した。
ここで、電磁波シールド効果(SE)は、仕切り構造1(又は網筋)の有無で比べた電界強度の比に基づいてデシベル(dB)で表す。
SE=20log10(仕切り構造1が無いときの電界強度/仕切り構造1が有るときの電界強度)
例えば、電磁波シールド効果(SE)が20dBとは、電磁波の強さが10分の1に減衰されたことを示す。反対に、電磁波シールド効果(SE)が-20dBとは、電磁波の強さが10倍に増幅されたことを示す。
SE=20log10(仕切り構造1が無いときの電界強度/仕切り構造1が有るときの電界強度)
例えば、電磁波シールド効果(SE)が20dBとは、電磁波の強さが10分の1に減衰されたことを示す。反対に、電磁波シールド効果(SE)が-20dBとは、電磁波の強さが10倍に増幅されたことを示す。
この実験では、縦筋21,31及び横筋22,32の直径が2.0mm、格子間隔Pが30mmの網筋(2,3)を使用した。また、垂直偏波は、周波数を1.0 GHz-6.0 GHzの間で変化させた。
図3には、網筋距離dを50mmとした仕切り構造1の実験結果を実線で示し、比較例として前側網筋2のみを配置した場合の実験結果を薄色の太線で示した。なお、点線で示したのは、前側網筋2のみを配置した場合の電磁波シールド効果を2倍した予想値である。
図3には、網筋距離dを50mmとした仕切り構造1の実験結果を実線で示し、比較例として前側網筋2のみを配置した場合の実験結果を薄色の太線で示した。なお、点線で示したのは、前側網筋2のみを配置した場合の電磁波シールド効果を2倍した予想値である。
前側網筋2のみを配置した比較例の結果を見ると、網筋を1枚配置しただけでも、低い周波数の電磁波に対して電磁波シールド効果があることがわかる。この結果を単純に2倍することで、網筋を2枚配置した場合に想定される最大の効果と予想したものが点線で示した予想値である。
しかしながら、実際に計測した結果によれば、この予想値とはまったく異なる結果が得られた。実線で示したのは、網筋距離dを50mmにして電磁波の周波数を1.0 GHz-6.0 GHzの間で変化させたときの仕切り構造1の電磁波シールド効果(SE)を示している。この計測結果によれば、周波数fが1.6 GHzよりも低いときには、網筋1枚の実測値やそれを2倍した予測値よりも高い電磁波シールド効果を示し、周波数fが2.5 GHzよりも高いときにも同様に高い電磁波シールド効果を示していることがわかる。ところが、周波数fが2.2 GHz-2.4 GHzの範囲では、仕切り構造1を設置しない場合よりも電磁波の電界強度が高まっていることがわかる。すなわち、格子間隔Pが30mmの前側網筋2と後側網筋3を網筋距離d=50mmで配置した仕切り構造1を設置することによって、2.6 GHz周辺(G1)の周波数の電磁波を遮蔽し、2.3 GHz周辺(H1)の周波数の電磁波を透過させることができる。
このように電磁波の周波数によって遮蔽したり透過させたりすることができることは、図4,5の実験結果からもわかる。図4は、周波数を空気を媒質としたときの波長λmに変換して、網筋距離dとの関係を示した電界強度分布図である。ここで、気中部4の波長λmは、空気の比誘電率をεr=1、電磁波の周波数をf、光速をvとすると次の変換式によって算出できる。
λm=v/f×1/√εr (1)
λm=v/f×1/√εr (1)
図4のグラフの縦軸と横軸は、格子間隔Pで除して無次元化されている。この図4の一点鎖線G2で囲まれた明るい色の部分は電磁波シールド効果(SE)が高い範囲、換言すると電磁波を遮蔽している範囲を示している。他方、一点鎖線H2で囲まれた濃い色の部分は、電磁波を透過している範囲を示している。ここで、図4を見やすくするために三次元で表現したのが図5である。この図5で、一点鎖線G3で囲まれている範囲の突起部が電磁波を遮蔽している結果を示し、一点鎖線H3で囲まれている範囲の山脈部が電磁波を透過している結果を示している。
図6は、図4,5の実験結果をさらに見やすくするために、電磁波シールド効果が高い点をピックアップして、格子間隔Pで除して無次元化した波長λmと網筋距離dとの関係を示すグラフにプロットした図である。
図6を見ると、4つの直線状の集合が認められた。そこで、それぞれの集合に対して最小二乗法により線形近似式を求め、グラフ上に直線を引いた。このように複数の線形近似式に分かれるのは、波長λmの次数n(nは0を除く正の整数)毎に電磁波シールド効果のピークが出現するためと考えられる。この電磁波を減衰させる線形近似式を、網筋距離dと波長λmと格子間隔Pとの関係で書き直すと以下のようになる。
図6を見ると、4つの直線状の集合が認められた。そこで、それぞれの集合に対して最小二乗法により線形近似式を求め、グラフ上に直線を引いた。このように複数の線形近似式に分かれるのは、波長λmの次数n(nは0を除く正の整数)毎に電磁波シールド効果のピークが出現するためと考えられる。この電磁波を減衰させる線形近似式を、網筋距離dと波長λmと格子間隔Pとの関係で書き直すと以下のようになる。
n=1の場合:d=0.558λm-0.374P (FP1)
n=2の場合:d=1.140λm-0.738P (FP2)
n=3の場合:d=1.694λm-0.921P (FP3)
n=4の場合:d=2.093λm-0.569P (FP4)
そして、上記結果を外挿してnが5以上となるときの一般化した線形近似式を求めると、以下のようになる。
d=(0.568n-0.005)λm+(-0.273n-0.131)P (FP5)
n=2の場合:d=1.140λm-0.738P (FP2)
n=3の場合:d=1.694λm-0.921P (FP3)
n=4の場合:d=2.093λm-0.569P (FP4)
そして、上記結果を外挿してnが5以上となるときの一般化した線形近似式を求めると、以下のようになる。
d=(0.568n-0.005)λm+(-0.273n-0.131)P (FP5)
一方、図7は、電磁波が透過する効果が高い点をピックアップして、格子間隔Pで除して無次元化した波長λmと網筋距離dとの関係を示すグラフにプロットした図である。
図7を見ると、ここでも4つの直線状の集合が認められた。そこで、それぞれの集合に対して最小二乗法により線形近似式を求め、グラフ上に直線を引いた。このように複数の線形近似式に分かれるのは、波長λmの次数n(nは0を除く正の整数)毎に電磁波を透過させる効果のピーク(電磁波シールド効果(SE)で見ると負のピーク)が出現するためと考えられる。この電磁波を透過させる線形近似式を、網筋距離dと波長λmと格子間隔Pとの関係で書き直すと以下のようになる。
図7を見ると、ここでも4つの直線状の集合が認められた。そこで、それぞれの集合に対して最小二乗法により線形近似式を求め、グラフ上に直線を引いた。このように複数の線形近似式に分かれるのは、波長λmの次数n(nは0を除く正の整数)毎に電磁波を透過させる効果のピーク(電磁波シールド効果(SE)で見ると負のピーク)が出現するためと考えられる。この電磁波を透過させる線形近似式を、網筋距離dと波長λmと格子間隔Pとの関係で書き直すと以下のようになる。
n=1の場合:d=0.516λm-0.577P (FM1)
n=2の場合:d=1.041λm-0.675P (FM2)
n=3の場合:d=1.577λm-0.784P (FM3)
n=4の場合:d=1.874λm-0.028P (FM4)
そして、上記結果を外挿してnが5以上となるときの一般化した線形近似式を求めると、以下のようになる。
d=(0.531n-0.016)λm+(-0.103n-0.472)P (FM5)
n=2の場合:d=1.041λm-0.675P (FM2)
n=3の場合:d=1.577λm-0.784P (FM3)
n=4の場合:d=1.874λm-0.028P (FM4)
そして、上記結果を外挿してnが5以上となるときの一般化した線形近似式を求めると、以下のようになる。
d=(0.531n-0.016)λm+(-0.103n-0.472)P (FM5)
以上で説明した実験結果からわかるように、前側網筋2と後側網筋3とを網筋距離dで配置した仕切り構造1は、周波数の大きさよって電磁波を減衰させたり、透過させたりすることができることがわかる。そして、どのような大きさの周波数を減衰又は透過させるかは、前側網筋2及び後側網筋3の格子間隔Pと網筋距離dとを所定の線形近似式に基づいて調整することで、選択することができる。
例えば、無線LAN(Local Area Network)でよく使用される電磁波の周波数は2.45GHz周辺である。この無線LANの電磁波を建物の外部に漏洩させたくない場合は、建物の内外の境界にこの周波数の電磁波を遮蔽できるように設定された仕切り構造1を設置すればよい。
図8は、前側網筋2及び後側網筋3の格子間隔Pを30mm、網筋距離dを55mmに設定した仕切り構造1の電磁波シールド効果(SE)を示したグラフである。このグラフを見ると、周波数2.46GHzの電磁波に対して17dBの電磁波シールド効果を示している(図8のG4参照)。すなわち、格子間隔P=30mm、網筋距離d=55mmの仕切り構造1を建物の内外の境界に配置することによって、無線LANの電磁波の外部への漏洩を防ぐことができる。
これに対して、隣室にあるプリンタやサーバなどに無線LANの電磁波を送りたい場合は、隣室との境界に無線LANの周波数の電磁波を透過できるように設定された仕切り構造1を備えた間仕切りを設置すればよい。
図9は、前側網筋2及び後側網筋3の格子間隔Pを30mm、網筋距離dを45mmに設定した仕切り構造1の電磁波シールド効果(SE)を示したグラフである。このグラフを見ると、周波数2.45GHzの電磁波に対して-4dBの負の電磁波シールド効果を示している(図9のH4参照)。電磁波シールド効果が負の値を示しているということは、仕切り構造1を通過することによって電磁波が増幅されているといえる。すなわち、格子間隔P=30mm、網筋距離d=45mmの仕切り構造1を隣室との境界に配置することによって、無線LANの電磁波を部屋間で減衰させることなく、さらに言えば電磁波を増幅させて伝搬させることができる。
上記した(FP1)から(FP5)又は(FM1)から(FM5)の線形近似式を使って仕切り構造1の格子間隔P及び網筋距離dを設定するに際しては、線形近似式によって算出された値に対して所定の許容誤差範囲内であれば、対象周波数周辺の電磁波を遮蔽又は透過させる効果を得ることができる。
このため、実際に仕切り構造1を構築する際の格子間隔P又は網筋距離dは、許容誤差範囲内(例えば導体棒の直径以内の誤差)で変更することができる。ここで、導体棒となる縦筋21,31又は横筋22,32の直径以内で格子間隔Pや網筋距離dを変更できる理由は、実際の電磁波の反射面の位置が導体棒の概ね表面になるためである。
このため、実際に仕切り構造1を構築する際の格子間隔P又は網筋距離dは、許容誤差範囲内(例えば導体棒の直径以内の誤差)で変更することができる。ここで、導体棒となる縦筋21,31又は横筋22,32の直径以内で格子間隔Pや網筋距離dを変更できる理由は、実際の電磁波の反射面の位置が導体棒の概ね表面になるためである。
次に、本実施の形態の仕切り構造1の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態の仕切り構造1は、複数の縦筋21,・・・と複数の横筋22,・・・とによって格子間隔Pで格子状に形成された前側網筋2と、これと同様に形成された後側網筋3とを備えている。そして、前側網筋2と後側網筋3との網筋距離dが、対象周波数の電磁波を減衰させるか又は透過させるかによって、特定された関係式((FP1)から(FP5)の線形近似式又は(FM1)から(FM5)の線形近似式)に基づいて設定される。
このように構成された本実施の形態の仕切り構造1は、複数の縦筋21,・・・と複数の横筋22,・・・とによって格子間隔Pで格子状に形成された前側網筋2と、これと同様に形成された後側網筋3とを備えている。そして、前側網筋2と後側網筋3との網筋距離dが、対象周波数の電磁波を減衰させるか又は透過させるかによって、特定された関係式((FP1)から(FP5)の線形近似式又は(FM1)から(FM5)の線形近似式)に基づいて設定される。
例えば、上記した変換式(1)によって仕切り構造1によって遮蔽したい又は透過させたい対象周波数fの波長λmを算出する。続いて、電磁波を遮蔽したい場合は(FP1)から(FP5)のいずれかの線形近似式を使って、格子間隔Pと網筋距離dとを算出する。例えば、既製品の網筋を使用する場合に格子間隔Pが決まっている場合は、唯一の未知数となる網筋距離dが算出される。(FP1)から(FP5)のいずれの線形近似式を使用するかは、遮蔽したい電磁波の波長λmの次数によるが、仕切り構造1の厚みを小さくしたければ、n=1の線形近似式(FP1)を使用すればよい。
これに対して、電磁波を透過させたい場合は(FM1)から(FM5)のいずれかの線形近似式を使って、格子間隔Pと網筋距離dとを算出する。この場合も上述した遮蔽する場合と同様に、前側網筋2及び後側網筋3の格子間隔Pが決まっていれば網筋距離dが算出される。(FM1)から(FM5)のいずれの線形近似式を使用するかは、透過させたい電磁波の波長λmの次数によるが、仕切り構造1の厚みを小さくしたければ、n=1の線形近似式(FM1)を使用すればよい。
このように、縦筋21,31及び横筋22,32の格子間隔Pや前側網筋2と後側網筋3との網筋距離dを調整するだけで、対象とする周波数の電磁波を減衰させたり透過させたりすることができる。このため、仕切り構造1によって区切られた空間と外部との間で特定の周波数の電磁波を遮断したい場合や、反対に特定の周波数の電磁波を透過させたい場合などに、様々な場所に設置して利用することができる。
仕切り構造1の形態としては、例えば、カーテン状にして二つの空間の境界に設置することができる。また、換気ダクトや空調ダクトなどの中に仕切り構造1を設けることもできる。
このような仕切り構造1を構築する建物又は部屋として、病院、無線LANが利用可能なオフィス、会議室などが挙げられる。これらの空間には、特定の電磁波のみを遮蔽したり、透過させたりしたいという要望がある。例えば、建物の内部にいても携帯電話の電波は受信したいが、無線LANの電波は外部に漏洩させたくない場合など、格子間隔Pや網筋距離dを調整した仕切り構造1を配置することによって、周波数に応じて電磁波の透過と遮蔽を選択させることができる。
他方、データセンター、サーバルーム、放送スタジオ、撮影スタジオ、空港レーダ管制室、電磁波シールドルームなどのほとんどの電磁波を遮蔽させる必要がある場合にも、格子間隔Pや網筋距離dを調整することで所望する機能が発揮される仕切り構造1を配置することができる。
以下、前記実施の形態で説明した仕切り構造1を備えた仕切体について図10を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を用いて説明する。
実施例1で説明する仕切体としてのRC壁5は、媒質部としての厚さCのコンクリート部51と、コンクリート部51の空間R1側に埋設される第1導体部としての前側網筋2と、前側網筋2と並列に空間R2側に埋設される第2導体部としての後側網筋3とを備えている。すなわち、RC壁5の内部には、伝搬方向に距離としての網筋距離dを置いて側方から見て略平行に配置される前側網筋2と後側網筋3とによって仕切り構造1が形成される。
このコンクリート部51は、例えばセメントと骨材と水とを混合して製造されており、電磁波を伝搬させる媒質になる。コンクリート部51の比誘電率εrは4から8で、例えばεr=5.6として変換式(1)によって波長λmへの変換をおこなう。また、コンクリート部51の配合は、RC壁5として必要とされる強度を満たすように設定すればよい。
コンクリート部51は、上記伝搬方向が厚さ方向(C)となり、前面51aと後面51bは伝搬方向に略直交している。また、前側網筋2の被り厚さはC1、後側網筋3の被り厚さはC2となる。
そして、図10の断面図に示すように、前面51aから空間R1方向に間隔を置いて、内装板52が前面51aと略平行に並べられる。
コンクリート部51は、上記伝搬方向が厚さ方向(C)となり、前面51aと後面51bは伝搬方向に略直交している。また、前側網筋2の被り厚さはC1、後側網筋3の被り厚さはC2となる。
そして、図10の断面図に示すように、前面51aから空間R1方向に間隔を置いて、内装板52が前面51aと略平行に並べられる。
なお、電磁波を遮蔽する機能が主にRC壁5に求められる場合は、電磁波を吸収する性能が高いコンクリートを使用することができる。例えば、導電性粉体、導電性繊維又は磁性粉体などの電磁波の吸収性能を高めるための混合材をコンクリートに混入してコンクリート部を形成することによって、コンクリート部自体で電磁波を吸収させることができる。ここで、導電性粉体としては、粒径1-500μmのカーボンビーズ又は金属粉などが使用できる。また、導電性繊維としては、繊維径5-30μmかつ繊維長1-20mmの炭素繊維、炭化ケイ素繊維又は金属繊維などが使用できる。さらに、磁性粉体としては、粒径3-500μmのフェライト粉、チタン粉又は磁石粉などが使用できる。
また、コンクリートに気泡を混入したり、多孔性コンクリートを用いたりしても、コンクリート部自体の電磁波を吸収させる性能を高めることができる。
また、コンクリートに気泡を混入したり、多孔性コンクリートを用いたりしても、コンクリート部自体の電磁波を吸収させる性能を高めることができる。
さらに、図10には示していないが、内装板52とRC壁5との間に、鉄板、金属網、金属箔、金属メッシュ、フェライト材などの電磁波シールド部材を配置するなどして電磁波シールド効果を高めることもできる。
次に、RC壁5を使って、携帯電話の電磁波を遮蔽したり透過させたりすることができるかを確認した実験について説明する。
携帯電話や自営無線の電磁波の周波数は、1.5GHz周辺である。コンサートホールなどで携帯電話等の電磁波を外部から侵入させたくない場合は、ホールの内外の境界にこの周波数の電磁波を遮蔽できるように設定されたRC壁5を設置すればよい。ここで、実験によって確認した結果によれば、鉄筋径10mmの前側網筋2及び後側網筋3の格子間隔Pを150mm、網筋距離dを125mmに設定したRC壁5を配置することによって、周波数1.48GHzの電磁波に対して28dBの電磁波シールド効果(SE)が確認できた。これは、コンクリート部51の比誘電率εr=4とすると、nが4次の波長λmの電磁波が減衰されていると考えられる。
携帯電話や自営無線の電磁波の周波数は、1.5GHz周辺である。コンサートホールなどで携帯電話等の電磁波を外部から侵入させたくない場合は、ホールの内外の境界にこの周波数の電磁波を遮蔽できるように設定されたRC壁5を設置すればよい。ここで、実験によって確認した結果によれば、鉄筋径10mmの前側網筋2及び後側網筋3の格子間隔Pを150mm、網筋距離dを125mmに設定したRC壁5を配置することによって、周波数1.48GHzの電磁波に対して28dBの電磁波シールド効果(SE)が確認できた。これは、コンクリート部51の比誘電率εr=4とすると、nが4次の波長λmの電磁波が減衰されていると考えられる。
これに対して、オフィスなどで携帯電話の受信をしたい場合は、建物の内外の境界に周波数1.5GHz周辺の電磁波が透過されるように設定されたRC壁5を設置すればよい。実験では、前側網筋2及び後側網筋3の格子間隔Pを150mm、網筋距離dを183mmに設定したRC壁5を配置することによって、nが4次の波長λmの電磁波を増幅させて透過させることができることが確認できた。
このようにRC壁5の適切な位置に適切な格子間隔Pの前側網筋2と後側網筋3を配置するだけで、構造体として必然的に構築されるRC壁5自体によって、対象周波数の電磁波を遮蔽させたり透過させたりすることができる。すなわちこのようにして構築されるRC壁5は、構造体として構築しなければならない鉄筋コンクリート壁であり、そこに前側網筋2と後側網筋3を埋設させるだけで、電磁波シールド機能を発揮させたり、透過機能を発揮させたりすることができる。
このため、電磁波シールド部材を壁の表面に別途、貼り付けなければならない場合に比べて、材料費を削減できる。また、作業も鉄筋コンクリート壁自体を構築する作業とほとんど変わらず、電磁波を遮蔽したり透過させたりする機能を付加するための追加作業がほとんど発生せず容易に構築できる。
このため、電磁波シールド部材を壁の表面に別途、貼り付けなければならない場合に比べて、材料費を削減できる。また、作業も鉄筋コンクリート壁自体を構築する作業とほとんど変わらず、電磁波を遮蔽したり透過させたりする機能を付加するための追加作業がほとんど発生せず容易に構築できる。
また、このようなRC壁5は建物の建築現場で直接、構築することができる。さらに、工場や作業ヤードなどでRC壁5を構成するプレキャストパネルを予め製造し、建築現場でプレキャストパネルを組み立てることによってRC壁5とすることもできる。
そして、工場などでプレキャストパネルを製造する方法であれば、前側網筋2、後側網筋3を正確な格子間隔Pで正確な網筋距離dに配置することが安定的にできる。さらに、コンクリート部51も高品質に形成することができるので、所望する機能を備えた安定した品質のRC壁5を構築することができる。
そして、工場などでプレキャストパネルを製造する方法であれば、前側網筋2、後側網筋3を正確な格子間隔Pで正確な網筋距離dに配置することが安定的にできる。さらに、コンクリート部51も高品質に形成することができるので、所望する機能を備えた安定した品質のRC壁5を構築することができる。
以上、実施例1では、建物の内部の空間R1と外部の空間R2との間を仕切る外壁であるRC壁5について説明したが、これに限定されるものではなく、内部空間の間仕切り壁に本発明を適用することができる。また、壁に限定されるものではなく、床や天井を本発明の仕切体としてもよい。
また、鉄筋コンクリート構造物中に仕切り構造1を設ける場合について上述したが、これに限定されるものではなく、コンクリート、モルタル、石こう(石こうボード)若しくは木材などの建材、ガラス、アクリル、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合物(ABS)、四フッ化エチレン(例えば、テフロン(登録商標))、パラフィン、ウレタン、エポキシ、塩化ビニール、シリコン、ベークライト若しくは発泡スチロールなどの樹脂、紙又はゴムのいずれかの材料によって成形された仕切体の中に仕切り構造1を埋設させることもできる。
ここで、上述した変換式(1)によって波長λmへの変換をおこなうに際しては、例えばガラスは比誘電率εr=6.4、アクリルは比誘電率εr=1.7、ポリカーボネートは比誘電率εr=2.7、石こうボード及び木材は比誘電率εr=2.3を使って計算することができる。
なお、実施例1のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。
ここで、上述した変換式(1)によって波長λmへの変換をおこなうに際しては、例えばガラスは比誘電率εr=6.4、アクリルは比誘電率εr=1.7、ポリカーボネートは比誘電率εr=2.7、石こうボード及び木材は比誘電率εr=2.3を使って計算することができる。
なお、実施例1のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。
以下、前記実施の形態及び実施例で説明した仕切り構造1とは別の形態の仕切り構造について、図11を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を用いて説明する。
実施例2で説明する仕切り構造としての複層仕切り構造6は、3つの導体部を備えており、複数の網筋距離d1,d2を設定することができる。この複層仕切り構造6は、媒質部としての気中部4と、気中部4の空間R1側に配置される第1導体部としての第1網筋61と、空間R2方向に網筋距離d1を置いて第1網筋61と並列に配置される第2導体部としての第2網筋62と、空間R2方向に網筋距離d2を置いて第2網筋62と並列に配置される第3導体部としての第3網筋63とを備えている。
第1網筋61は、鉛直方向に向けて配置された複数の第1の導体棒としての縦筋611,・・・と、縦筋611に略直角となるように交差する複数の導体棒としての横筋612,・・・とによって格子状に形成される。また、第2網筋62は、鉛直方向に向けて配置された複数の第2の導体棒としての縦筋621,・・・と、縦筋621に略直角となるように交差する複数の導体棒としての横筋622,・・・とによって格子状に形成される。さらに、第3網筋63は、鉛直方向に向けて配置された複数の第3の導体棒としての縦筋631,・・・と、縦筋631に略直角となるように交差する複数の導体棒としての横筋632,・・・とによって格子状に形成される。また、第1網筋61、第2網筋62及び第3網筋63の格子間隔Pは、すべて等しい。
このように3枚の網筋(61,62,63)を使用することによって、2つの網筋距離d1,d2を設定することができるようになる。2つの網筋距離d1,d2が設定できれば、電磁波を減衰させる対象周波数を2種類設定したり、ある対象周波数の電磁波は減衰させ、別の対象周波数の電磁波は透過させるというように設定したりするなど、複数の対象周波数に対して減衰又は透過の設定ができるようになる。
図11に模式的に示した図を使って説明すると、空気中で波長λA0となる電磁波が複層仕切り構造6に入射されると、網筋距離d1の第1網筋61と第2網筋62との間で減衰されて波長λA1となり、網筋距離d2の第2網筋62と第3網筋63との間ではほとんど変化せずに波長λA2の電磁波が仕切り構造6から出射される。
一方、空気中で波長λB0となる電磁波が複層仕切り構造6に入射されると、網筋距離d1の第1網筋61と第2網筋62との間ではほとんど変化せずに波長λB1となり、網筋距離d2の第2網筋62と第3網筋63との間で減衰されて波長λB2の電磁波が仕切り構造6から出射される。
そして、空気中で波長λC0となる電磁波が複層仕切り構造6に入射されると、網筋距離d1の第1網筋61と第2網筋62との間ではほとんど変化せずに波長λC1となり、網筋距離d2の第2網筋62と第3網筋63との間で増幅した波長λC2の電磁波が透過される。
このように電磁波が減衰されたり透過されたりするのは、複層仕切り構造6が、波長λA0の電磁波が減衰されるように網筋距離d1を設定し、波長λB1(又は波長λB0)の電磁波が減衰されるように網筋距離d2を設定していることによる。また、網筋距離d2は、波長λC1(又は波長λC0)の電磁波が増幅して透過される距離でもある。
このように複数の網筋距離d1,d2を設定することが可能な複層仕切り構造6は、ある対象周波数の電磁波を遮蔽し、別の対象周波数の電磁波を透過させるという複数の設定をおこなうことができる。このため、建物の内部にいても携帯電話の電波は受信したいが、無線LANの電波は外部に漏洩させたくないなど、複数種類の対象周波数の電磁波の遮蔽又は透過を複層仕切り構造6によって制御することができる。
また、この実施例2では、二層の複層仕切り構造6について説明したが、これに限定されるものではなく、三層以上の複層仕切り構造にして3つ以上の網筋距離d,・・・を設定することもできる。
なお、実施例2のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。
なお、実施例2のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。
以下、前記実施の形態又は実施例の仕切り構造1,6で設定される網筋間の距離dの許容誤差範囲について説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を用いて説明する。
前記実施の形態では、仕切り構造1の網筋距離dの許容誤差範囲として、導体棒(縦筋21,31又は横筋22,32)の直径以内という説明をしたが、これに限定されるものではなく、別の手法によっても設定することができる。
例えば、前記実施の形態で説明した線形近似式((FP1)から(FP5)又は(FM1)から(FM5))の許容誤差範囲を、正規分布で仮定した場合の95%信頼区間(標準偏差の2倍)に設定した場合、d=a・λm+b・Pという式のa及びbの値は、表3(対象周波数の電磁波を減衰させる場合)及び表4(対象周波数の電磁波を透過させる場合)のようになる。
また、許容誤差範囲をもう少し狭くする場合は、線形近似式((FP1)から(FP5)又は(FM1)から(FM5))の許容誤差範囲を、正規分布で仮定した場合の99%信頼区間(標準偏差の3倍)とし、表5(対象周波数の電磁波を減衰させる場合)及び表6(対象周波数の電磁波を透過させる場合)のようにa及びbの値を設定することもできる。
反対に、許容誤差範囲をもう少し広くする場合は、線形近似式((FP1)から(FP5)又は(FM1)から(FM5))の許容誤差範囲を、正規分布で仮定した場合の68%信頼区間(標準偏差の1倍)とし、表7(対象周波数の電磁波を減衰させる場合)及び表8(対象周波数の電磁波を透過させる場合)のようにa及びbの値を設定することもできる。
また、図4,5の実験結果を見るとわかるように、電磁波を遮蔽する条件と電磁波を透過させる条件とは非常に近接しており、遮蔽と透過の境界線までを許容誤差範囲にすることができる。表9(対象周波数の電磁波を減衰させる場合)及び表10(対象周波数の電磁波を透過させる場合)にa及びbの値を示す。
以下、前記実施の形態及び実施例で説明した仕切り構造1,6の網筋距離d,d1,d2の切り替えをおこなうための切替装置について、図面を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を用いて説明する。
前記実施の形態及び実施例では、網筋距離d,d1,d2が固定される場合について説明したが、実施例4では、導体部間の距離dを切り替えることができるように切替装置を取り付けておき、必要に応じて対象周波数を遮蔽させたり、透過させたりと任意に切り替えることができる構成について説明する。
まず、図12を参照しながら、切替装置としての連結バー81を備えた仕切り構造1Aについて説明する。この連結バー81は、棒状の軸部材81aと、その両端に設けられる取付部としての外れ止め付フック81b,81bとを備えている。
この軸部材81aは鋼棒などによって形成される部材であって、軸方向の力に対して主に対抗可能な軸力部材である。また、外れ止め付フック81bは、横筋22,32に着脱自在に引っ掛けることが可能な構成となっている。
第1導体部である前側網筋2は、位置が移動することがないようにある地点に自立させてある。すなわち、床71と天井72には、それぞれ断面視略L字形の一対のアングル材73,73が、前側網筋2の厚さに合わせてドリルねじ74によって固定されている。そして、アングル材73,73の向かい合った内側面によって上端と下端が拘束された前側網筋2は、いずれの方向にも倒れることなく自立する。
一方、第2導体部である後側網筋3は、一対の連結バー81,81によって所定の網筋距離dx1,dx2(距離d)に調整された状態で支持される。なお、図12では説明を簡単にするために一対の連結バー81,81のみを図示したが、この連結バー81,81の組は、仕切り構造1Aの上下方向及び幅方向(図12の紙面直交方向)に複数組が取り付けられる。この連結バー81,81を配置する組数は、支持させる後側網筋3の重量及び大きさを考慮して任意に設定することができる。
続いて一対の連結バー81,81によって網筋距離dx1に設定する方法について説明する。まず、1本目の連結バー81の外れ止め付フック81bを前側網筋2の横筋22に引っ掛ける。そして、反対側の外れ止め付フック81bは、後側網筋3の2段下の横筋32に引っ掛ける。
2本目の連結バー81の外れ止め付フック81bは、1本目の連結バー81の外れ止め付フック81bを取り付けたのと同じ後側網筋3の横筋32に引っ掛ける。そして、反対側の外れ止め付フック81bは、前側網筋2の2段下の横筋22に引っ掛ける。
これによって軸部材81a,81aを2辺とし、格子間隔Pの4倍の長さの縦筋21を1辺とする三角形のトラスが形成される。そして、このときの前側網筋2と後側網筋3の網筋距離dx1は、軸部材81aの長さの2乗から格子間隔Pの2倍の2乗を引いた値の平方根によって求められる。
次に、網筋距離dx1に設定したときと同じ長さの連結バー81,81を使って、網筋距離dx2に変更する場合について説明する。まず、1本目の連結バー81の前側網筋2に引っ掛けた外れ止め付フック81bの位置を、1段下の横筋22に移動させる。一方、2本目の連結バー81の前側網筋2に引っ掛けた外れ止め付フック81bの位置は、1段上の横筋22に移動させる。
このように外れ止め付フック81bの位置を変更すると、浮いた状態の後側網筋3は移動することになる。この場合は、軸部材81aの長さの2乗から格子間隔Pの2乗を引いた値の平方根となる網筋距離dx2に、前側網筋2と後側網筋3の距離が変更される。この連結バー81,81は、網筋距離dx1,dx2となるように後側網筋3の位置を決める位置決め装置ともいえる。
図13は、連結バー81を使用した別の仕切り構造1Bを示している。上記で説明した仕切り構造1Aでは、同じ長さの一対の連結バー81,81を使用して網筋距離dx1,dx2の調整と後側網筋3の支持をさせたが、この仕切り構造1Bでは、網筋距離dx1,dx2の長さに予め調整された連結バー82A,82Bを使用する。
連結バー82A,82Bは、連結バー81と同様に、棒状の軸部材82aと、その両端に設けられる取付部としての外れ止め付フック82b,82bとを備えている。そして、軸部材82aの長さは、連結バー82Aは網筋距離dx1に、連結バー82Bは網筋距離dx2に合わせて調整されているので、設定したい距離に応じて連結バー82A又は連結バー82Bを水平に横筋22,32間に架け渡す。
これによって連結バー81と連結バー82A(又は82B)と縦筋21とによって三角形のトラスが形成される。ここで、斜めに架け渡される連結バー81は、後側網筋3を浮いた状態で支持させるための部材である。このため、連結バー82A(又は82B)によって網筋距離dx1,dx2を調整した後に、前側網筋2と同様にアングル材73,73を使って後側網筋3を自立させる場合は、連結バー82A,82Bのみを使用した位置決め装置とすればよい。
以上で説明した仕切り構造1A,1Bでは、前側網筋2を所定の位置で自立させるとともに、後側網筋3を前側網筋2に支持させた。以下、図14-図16で説明する仕切り構造1C,1D,1Eは、前側網筋2は同様に自立させるが、前側網筋2と後側網筋3とは連結されておらず、後側網筋3を自在に移動させることが可能な位置決め装置(切替装置)を備えている。
図14に示した切替装置としての送りねじ装置83は、天井72に固定される枠部83dと、枠部83dに回転自在に支持されるねじ部83aと、ねじ部83aを回転させる際の把手となる頭部83bと、ねじ部83aに装着されるナット部83cと、ナット部83cから吊り下げられる外れ止め付フック83eとを備えている。なお、ここでは手動によってねじ部83aを回転させる場合について説明するが、頭部83bに代えてモータを接続し、電動によってねじ部83aを回転させる構成にすることもできる。
後側網筋3の上端には、横筋32と平行となるように取付筋33が配置されている。この取付筋33を送りねじ装置83の外れ止め付フック83eに引っ掛ける。この引っ掛けられた後側網筋3の下端は、床71に接触しておらず、浮いた状態となっている。
そこで、送りねじ装置83の頭部83bを回すと、ナット部83cがねじ部83aに沿って移動する(図14の両方向矢印参照)。このナット部83cの移動に伴って、吊り下げられた後側網筋3も水平移動する。そして、網筋距離dxが所望する距離になったときに頭部83bの回転を止め、後側網筋3の下端の取付筋34にΩ字状の振れ止め具83fを被せてドリルねじ83g,83gを使って床71に固定する。なお、後側網筋3の位置を変更する場合には、ドリルねじ83g,83gを外して振れ止め具83fによる拘束を解除し、後側網筋3の下端が自由になった状態で頭部83bを回して水平移動させればよい。
図15には、切替装置としての掛け支持具84と仕切り構造1Dの上部のみが図示されている。仕切り構造1Dの下部は図14と同様のため説明を省略する。この掛け支持具84は、上端が天井72に固定されるL部84aと、L部84aの水平に延伸された部分に等間隔で上向きに設けられる複数の歯部84b,・・・とを備えている。
そして、L部84aと2つの歯部84b,84bとによって形成される凹部に後側網筋3の取付筋33を嵌入させる。すなわち後側網筋3はL部84aに引っ掛けられ、後側網筋3の下端は床71に接触せずに浮いた状態となっている。また、網筋距離dxは、いずれの位置の歯部84b,84b間に取付筋33を嵌入させるかによって決まるため、掛け支持具84は位置決め装置といえる。
図16には、切替装置としてのスライド治具85と仕切り構造1Eの上部のみが図示されている。仕切り構造1Eの下部は図14と同様のため説明を省略する。このスライド治具85は、天井72に固定される長穴付台座85aと、この長穴付台座85aの下面に沿ってスライドさせるフック85cと、フック85cを固定するためのドリルねじ85dとを備えている。
長穴付台座85aには、網筋距離dxを増減させることができる方向(図16の両方向矢印参照)に延びる長穴85bが設けられており、この長穴85bの範囲でドリルねじ85dを移動させることができる。また、ドリルねじ85dの長穴付台座85aに収容される部分には環状の落下防止具85eが付いているため、固定前のドリルねじ85dが落下することはない。
そして、スライド治具85のフック85cには、後側網筋3の取付筋33が引っ掛けられる。このため、後側網筋3の下端は床71に接触せずに浮いた状態となり、長穴85bの範囲内でフック85cをスライドさせ、所望する網筋距離dxに設定することができる。網筋距離dxを所望する距離に合わせた後は、ドリルねじ85dの先端を天井72に捩じ込んで固定する。よって、スライド治具85は、後側網筋3を任意の位置で固定させる位置決め装置である。
図17を参照しながら説明する仕切り構造1Fは、仕切り構造1Fの側端に略直交する壁75に取り付けられた受け支持具86に前側網筋2及び後側網筋3を支持させる。なお、図17では右側の壁75及び受け支持具86の図示が省略されている。
切替装置としての受け支持具86は、仕切り構造1Fの厚さ方向に延伸される軸部材としての本体部86aと、本体部86aに等間隔で上向きに設けられる複数の歯部86b,・・・とを備えている。
そして、本体部86aと2つの歯部86b,86bとによって形成される凹部に前側網筋2及び後側網筋3の横筋22,32の端部を嵌入させることによって、前側網筋2と後側網筋3の両側が支持され、いずれの方向にも倒れることなく自立できる。また、網筋距離dxは、いずれの位置の歯部86b,86b間に前側網筋2及び後側網筋3の横筋22,32を嵌入させるかによって決まるため、受け支持具86は位置決め装置といえる。
なお、前側網筋2をアングル材73,・・・を使って自立させ、受け支持具86が水平になるようにして端部を前側網筋2の横筋22に固着させれば、上述した仕切り構造1A,1Bなどと同様に後側網筋3を浮かせた状態で受け支持具86に支持させることができる。この場合は、受け支持具86を壁75に固定する必要はない。
以下、図18,図19で説明する仕切り構造1G,1Hでは、前側網筋2は上述したようにアングル材73,73によって自立している。そして、後側網筋3を浮いた状態で自在に移動させることが可能となる位置決め装置(切替装置)を備えている。
図18に示した切替装置としての連結装置87は、ねじ溝が外周に刻まれた軸部材87aと、その両側に設けられる取付部とを備えている。この取付部は、横筋22,22(32,32)間に架け渡される両端にフックが設けられた縦プレート87cと、縦筋21,21(31,31)間に架け渡される両端にフックが設けられた横プレート87dと、縦プレート87cと横プレート87dに貫通された軸部材87aの両側に装着されるナット87b,87bとによって構成される。
軸部材87aは、前側網筋2と後側網筋3の格子の目の略中央を貫通するように水平に配置され、縦プレート87cと横プレート87dの交差部に端部が挿入される。また、縦プレート87cのフックの開放側と横プレート87dのフックの開放側とは、互いに向き合う方向となっている。
そして、縦プレート87c側のナット87bと横プレート87d側のナット87bとの間隔が短くなるようにナット87b,87bを締めると、縦プレート87cと横プレート87dのフックが横筋22,22(32,32)及び縦筋21,21(31,31)に密着して外れなくなる。
一方、網筋距離dxを調整する場合は、後側網筋3側のナット87b,87bを緩めて所定の位置まで移動させ、その位置まで移動させた後側網筋3に再び縦プレート87cと横プレート87dを架け渡して密着させる。すなわち、後側網筋3は、連結装置87によって任意の網筋距離dxとなる位置に調整されるとともに、連結装置87を介して前側網筋2に支持されることになる。
図19に示した切替装置としてのプレート式調整装置88は、ねじ溝が外周に刻まれた軸部材88aと、その両側に設けられる取付部としてのリップ付溝形鋼88b,88bとを備えている。このリップ付溝形鋼88b,88bは、開放側が対向するように前側網筋2と後側網筋3の縦筋21,21(31,31)にそれぞれウエブが溶接などによって接合される。
軸部材88aは、前側網筋2に固定されたリップ付溝形鋼88bと後側網筋3に固定されたリップ付溝形鋼88bのウエブを貫通するように水平に配置される。また、前側網筋2側のリップ付溝形鋼88bの軸部材88aが挿入される穴にはねじ溝が刻まれており、後側網筋3側の軸部材88aの頭部88dを回すと、前側網筋2側の軸部材88aの突出量が軸方向(図19の両方向矢印参照)に変化する。
この軸部材88aの突出量の変化に伴って網筋距離dxが増減し、後側網筋3が前側網筋2に近づいたり遠ざかったりする。そして、リップ付溝形鋼88b,88b間に露出した軸部材88aには、下面側が馬蹄形に切り欠かれた板状部材としてのプレート88cが装着される。すなわち、リップ付溝形鋼88b,88b間に介在させるプレート88c,・・・の枚数によって、網筋距離dxを正確に調整することができる。
次に、実施例1で説明したような仕切り構造1Iを備えた仕切体5Aについて、図20を参照しながら説明する。この仕切体5Aは、媒質部としてのコンクリートの中に仕切り構造1Iが埋設されている。
仕切り構造1Iの前側網筋2は、板状に成形されたコンクリート部53Aに埋設されている。また、仕切り構造1Iの後側網筋3は、コンクリート部53Aとは別体の板状に成形されたコンクリート部53Bに埋設されている。
そして、コンクリート部53A,53B間には、設定したい網筋距離dxに応じて0枚から複数枚のコンクリート板89を介在させる。このコンクリート板89は、媒質部としてのコンクリートによって成形された鉄筋が配置されていない板状部材である。このコンクリート板89を介在させる枚数によって網筋距離dxが変化するため、コンクリート板89が網筋距離dxの切替装置となる。
この仕切体5Aを構築するには、図20に示すように必要枚数のコンクリート板89,・・・をコンクリート部53A,53B間に介在させて自立させ、仕切体5Aの両側の床71と天井72にアングル材73,・・・を配置して倒れないように固定すればよい。
なお、実施例4のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。
なお、実施例4のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
例えば、前記実施の形態及び実施例では、格子状に形成された導体部(前側網筋2、後側網筋3、第1網筋61、第2網筋62、第3網筋63)について説明したが、これに限定されるものではなく、網目状の導体部であってもよい。また、鉛直方向や水平方向など伝搬方向に略直交する任意のいずれか一方向に向けた複数の平行な導体棒のみによって導体部を構成することもできる。
電磁波は、例えば水面に反射すると水平偏波が主成分になるため、このような電磁波を遮蔽又は透過させる場合は、横筋22,32だけで形成された導体部であっても充分に機能させることができる。同様に、壁などの近くで垂直偏波が主成分となった電磁波を遮蔽又は透過させる場合は、縦筋21,31だけで形成された導体部であっても充分に機能させることができる。
電磁波は、例えば水面に反射すると水平偏波が主成分になるため、このような電磁波を遮蔽又は透過させる場合は、横筋22,32だけで形成された導体部であっても充分に機能させることができる。同様に、壁などの近くで垂直偏波が主成分となった電磁波を遮蔽又は透過させる場合は、縦筋21,31だけで形成された導体部であっても充分に機能させることができる。
また、前記実施の形態及び実施例では、空間R1から空間R2に向けて伝搬される電磁波を例に説明したが、これに限定されるものではなく、空間R2から空間R1に向けて伝搬される電磁波を対象とする場合にも同様の考え方によって仕切り構造1,6を配置すればよい。
また、前記実施の形態及び実施例では、前側網筋2の横筋22を縦筋21に対して後側網筋3側に配置したが、これに限定されるものではなく、縦筋21に対して空間R1側に横筋22を配置してもよい。同じく、後側網筋3の横筋32を縦筋31に対して前側網筋2側に配置してもよい。
さらに、図1,10,11では、前側網筋2(第1網筋61)の横筋22(612)の位置と後側網筋3(第2網筋62,第3網筋63)の横筋32(622,632)の位置とを同じ高さに揃えて記載したが、これに限定されるものではなく、前後の網筋で伝搬方向に直交する上下方向又は左右方向の位置がずれていてもほとんど同じ効果を得ることができるので、揃っていなくてもよい。
[関連出願への相互参照]
本出願は、2011年7月13日に日本国特許庁に出願された特願2011-154411に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
本出願は、2011年7月13日に日本国特許庁に出願された特願2011-154411に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
1 仕切り構造
2 前側網筋
20 交差面
21 縦筋
22 横筋
3 後側網筋
30 交差面
31 縦筋
32 横筋
4 気中部
5 RC壁
51 コンクリート部
6 複層仕切り構造
61 第1網筋
611 縦筋
612 横筋
62 第2網筋
621 縦筋
622 横筋
63 第3網筋
631 縦筋
632 横筋
f 対象周波数
λm 波長
P 格子間隔
d,d1,d2 網筋距離
1A-1I 仕切り構造
81 連結バー
81a 軸部材
81b 外れ止め付フック
82A,82B 連結バー
82a 軸部材
82b 外れ止め付フック
83 送りねじ装置
84 掛け支持具
84a L部
84b 歯部
85 スライド治具
86 受け支持具
86a 本体部
86b 歯部
87 連結装置
87a 軸部材
88 プレート式調整装置
88a 軸部材
88b リップ付溝形鋼
88c プレート
5A 仕切体
53A,53B コンクリート部
89 コンクリート板
2 前側網筋
20 交差面
21 縦筋
22 横筋
3 後側網筋
30 交差面
31 縦筋
32 横筋
4 気中部
5 RC壁
51 コンクリート部
6 複層仕切り構造
61 第1網筋
611 縦筋
612 横筋
62 第2網筋
621 縦筋
622 横筋
63 第3網筋
631 縦筋
632 横筋
f 対象周波数
λm 波長
P 格子間隔
d,d1,d2 網筋距離
1A-1I 仕切り構造
81 連結バー
81a 軸部材
81b 外れ止め付フック
82A,82B 連結バー
82a 軸部材
82b 外れ止め付フック
83 送りねじ装置
84 掛け支持具
84a L部
84b 歯部
85 スライド治具
86 受け支持具
86a 本体部
86b 歯部
87 連結装置
87a 軸部材
88 プレート式調整装置
88a 軸部材
88b リップ付溝形鋼
88c プレート
5A 仕切体
53A,53B コンクリート部
89 コンクリート板
Claims (10)
- 所定の伝搬方向に伝搬される対象周波数の電磁波を減衰又は透過させるための選択的な設定がされた仕切り構造であって、
前記伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔Pを置いて配置される複数の第1の導体棒によって形成される第1導体部と、
前記第1導体部から前記伝搬方向に距離dを置いた位置で、前記第1の導体棒と略同じ方向に向けて同じ間隔Pを置いて配置される複数の第2の導体棒によって形成される第2導体部と、
前記第1導体部と前記第2導体部とが配置される媒質部とを備え、
前記距離dが、前記媒質部内の波長λmとの関係で、d=a・λm+b・Pによって算出される値を基準に所定の許容誤差範囲内で設定されることを特徴とする仕切り構造。
ここで、a及びbの値は、減衰又は透過の対象とする波長λmの次数n(nは0を除く正の整数)に応じて、前記対象周波数の電磁波を減衰させる場合は表1により設定し、前記対象周波数の電磁波を透過させる場合は表2により設定する。
- 前記第1導体部は、前記第1の導体棒に略直交して前記間隔Pを置いて配置される複数の導体棒を有して略正方形の目の格子に形成されるとともに、
前記第2導体部は、前記第2の導体棒に略直交して前記間隔Pを置いて配置される複数の導体棒を有して略正方形の目の格子に形成されることを特徴とする請求項1に記載の仕切り構造。 - 前記所定の許容誤差範囲を、正規分布を仮定した場合の95%信頼区間としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の仕切り構造。
- 前記距離dの切り替えをおこなう切替装置を設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の仕切り構造。
- 前記切替装置は、距離dの変化を制限する軸部材と、その軸部材の両側に設けられて前記第1導体部及び第2導体部の前記導体棒にそれぞれ取り付けられる取付部とを備えたことを特徴とする請求項4に記載の仕切り構造。
- 前記切替装置は、前記第1導体部又は前記第2導体部のいずれか一方の移動が自在になる位置決め装置であることを特徴とする請求項4に記載の仕切り構造。
- 前記切替装置は、前記第1導体部と前記第2導体部との間に介在させる板状部材の枚数で距離dを変化させることを特徴とする請求項4に記載の仕切り構造。
- 前記第2導体部から前記伝搬方向に間隔を置いた位置で、前記第2の導体棒と略同じ方向に向けて同じ間隔Pを置いて配置される複数の第3の導体棒によって形成される第3導体部を備え、
前記第1導体部と前記第2導体部との前記伝搬方向の距離d1と、前記第2導体部と前記第3導体部との前記伝搬方向の距離d2とを異なる距離にすることで、複数の対象周波数の電磁波を減衰又は透過させるように設定することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の仕切り構造。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の仕切り構造の媒質部が、コンクリート、モルタル、石こう、木材、ガラス、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合物、四フッ化エチレン、パラフィン、ウレタン、エポキシ、塩化ビニール、シリコン、ベークライト、発泡スチロール、紙又はゴムのいずれかの材料によって、前記伝搬方向を厚さ方向とする部材に成形されていることを特徴とする仕切体。
- パネル状に成形されたことを特徴とする請求項9に記載の仕切体。
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JP2013523766A JP5811177B2 (ja) | 2011-07-13 | 2011-11-11 | 仕切り構造及び仕切体 |
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JP2011154411 | 2011-07-13 |
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WO2013008346A1 true WO2013008346A1 (ja) | 2013-01-17 |
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PCT/JP2011/076047 WO2013008346A1 (ja) | 2011-07-13 | 2011-11-11 | 仕切り構造及び仕切体 |
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WO (1) | WO2013008346A1 (ja) |
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CN110820984B (zh) * | 2019-10-25 | 2022-04-01 | 绍兴文理学院 | 一种装配式预制叠合墙板横向连接方法 |
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JP2008004901A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 金属メッシュを用いた電波遮蔽板及び電波遮蔽システム |
-
2011
- 2011-11-11 JP JP2013523766A patent/JP5811177B2/ja active Active
- 2011-11-11 WO PCT/JP2011/076047 patent/WO2013008346A1/ja active Application Filing
Patent Citations (8)
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Publication number | Publication date |
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JP5811177B2 (ja) | 2015-11-11 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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