WO2015037167A1 - アンテナ装置および電気装置のための収納ボックス - Google Patents

Abstract

　収納ボックス（３００）の内側にできた結露水を外部に排出し、収納ボックス（３００）の内側を低湿度で結露水が無い状態に保つ。収納ボックス（３００）は内部に電気回路部（２１０）を収納した状態で封止されている。収納ボックス（３００）は、この収納ボックス（３００）の最下点において設けられた微小な排出用孔（３２２）と、排出用孔（３２２）を閉じる逆止弁である排出弁（３３０）と、有する。排出弁（３３０）は、収納ボックス（３００）の内圧が外圧よりも所定以上高まったときにだけ開いて収納ボックス（３００）の内部にある液体を排出用孔（３２２）を通じて排出させ、それ以外のときは閉じて収納ボックス（３００）の気密性を保つ。

Description

アンテナ装置および電気装置のための収納ボックス

　本発明は、アンテナ装置および電気装置のための収納ボックスに関する。

　無線通信を中継するためのアンテナ装置が知られている（例えば特許文献１）。アンテナ装置は、アンテナ部と、送受信ユニットと、固定手段と、を備える。

　アンテナ部としてはパラボラアンテナが代表的であるが、その他、平面アンテナ等であってもよい。
　送受信ユニットは、アンテナ部の背面に装着される。送受信ユニットは受信回路および送信回路を内蔵し、必要に応じて信号の変調や復調を行う電気回路ユニットである。送受信ユニットは、筐体となる収納ボックスと、この収納ボックスに収納された電気回路部と、を有し、アンテナ部の背面に連結される。この送受信ユニットをアウトドアユニット（ＯＤＵ）と称することもある。
　固定手段は、このアンテナ装置を高所に設置するための手段であって、例えば、アンテナ装置をポールに取り付けるための取り付け金具である。

　アンテナ装置は、無線通信を中継するためのものであるから、遠くまで見通せるような見晴らしの良いところに設置されなければならない。すると、当然のことながら、アンテナ装置は屋外に、さらには、高所に設置されることが多くなる。したがって、必然的にアンテナ装置は直射日光も風雨、風雪も直接受けることになる。

　ここで、送受信ユニットは内部に電気回路部を有している。電気回路部は極めて精巧な電子部品を含んでいるため、電気回路部が外部環境からの影響を受けるとアンテナ装置に不具合が生じる。したがって、送受信ユニットの筐体となる収納ボックスは、極めて堅固かつ超高気密でなければならない。
　収納ボックスは、強度を保つために鉄や鉄合金で作られる。収納ボックスは、電気回路部を内部に収めるため、互い嵌め合わされる二以上のパーツで構成される。それらの嵌め合い部には気密性を高める工夫が施される。例えば、嵌め合いの一方を凸にし、他方を凹にして密嵌させ、さらには、嵌合部にパッキンを介装したりする。このように堅固かつ高気密の収納ボックスを構成し、このなかに電気回路部を収納する。

特開２０１２－１０５１０７号公報 実開平４－４９４０３号公報

　電気回路部を外部環境から保護するために収納ボックスを高気密にするのは当然であるように思えるが、問題が生じることに本発明者らは気づいた。収納ボックスの中には電気回路部の他に空間が存在するのであるから、そこに空気が存在する。収納ボックスをどれほど高気密に構成したとしても全製品で完全気密を実現するのは難しく、さらには、強い風雨にさらされるわけであるからほんのわずかに空気の出入りが生じてしまうことはやむを得ないことである。ただ、空気の出入りがほんのわずかにあるだけであれば電気回路部には何らの悪影響もないように思える。

　ここで、空気は水蒸気を含んでいる。季節のサイクルや一日のサイクルのなかで気温は変動するところ、外気温が下がると金属製の収納ボックスも冷たくなる。すると、収納ボックスの内側で結露ができる。一度できてしまった結露水は高気密の収納ボックスから外に出て行くことは難しく、収納ボックス内に結露水が留まることになる。すると、僅かずつであっても収納ボックスの中に結露水が溜まっていくことになる。

　結露は極めて小さいものであろうが、やはり電気回路部にとっては致命的になる恐れがある。通信情報量が激増している状況にあって電気回路部は超高密度に配置された微小部品から構成されている。したがって、配線の間隔は数ミクロンレベルとなり、プリント基板同士の間隔も１ｍｍ以下となってきている。微小な水滴であっても複数の配線や複数のプリント基板を跨いで付着してしまい、これが故障の原因となる。

　また、結露水が直接に電子部品に付着しなくとも、結露水が高気密の収納ボックスの中にあると内部の湿度が高まってしまうことになる。これは電子部品の劣化を早め、やはり、故障や耐久性の低減に繋がってしまう。

　なお、特許文献２（実開平４－４９４０３号公報）には、レンズの曇りを防止する機構を備えたヘッドライトが開示されている。このヘッドライトは、吸気だけを許可する逆止弁と、排気だけを許可する逆止弁と、を有し、さらに、吸気の流入路に乾燥剤を装着している。これにより、吸気については乾燥剤によって湿気を取り除き、ヘッドライトの内側は乾燥状態にできる、とある。しかし、いくら乾燥剤を通しても吸気に湿気は残るのであり、いずれ内部結露ができることは避け難い。そして、一度できてしまった結露水は内部に留まることになる。

　アンテナ装置の送受信ユニット（アウトドアユニット）を例に課題を説明したが、上記の問題は屋外設置される電気装置に広く共通する問題である。

　本発明の目的は、送受信ユニットを結露無しで低湿度に保つことができるアンテナ装置を提供することにある。
　さらには、本発明の目的は、電気装置を結露無しで低湿度に保つことができる電気装置のための収納ボックスを提供することにある

　本発明のアンテナ装置は、
　電波を送受信するアンテナ部と、
　電波の受信処理および送信処理の少なくとも一方を行う送受信ユニットと、を備えたアンテナ装置であって、
　送受信ユニットは、電気回路部と、この電気回路部を内部に収納するとともにこの電気回路部を外部環境から保護するように封止された収納ボックスと、を有し、
　前記収納ボックスは、
　この収納ボックスの最下点において設けられた微小な排出用孔と、
　前記排出用孔を閉じる逆止弁である排出弁と、有し、
　前記排出弁は、
　前記収納ボックスの内圧が外圧よりも所定以上高まったときにだけ開いて前記収納ボックスの内部にある液体を前記排出用孔を通じて排出させ
　それ以外のときは閉じて前記収納ボックスの気密性を保つ
　ことを特徴とする。

　本発明によれば、収納ボックスの内側にできた結露水を外部に排出でき、収納ボックスの内側を低湿度で結露水が無い状態に保つことができる。

アンテナ装置を支柱に設置した状態を示す図。 アンテナ装置を背面から見た図において送受信ユニットの内部を示すための図。 は背面パーツの部分拡大図。 図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図。 前面パーツの内面を見せるために電気回路部を外した図。 前面パーツの断面図である。 排出弁の動作および機能を説明するための図。 排出弁の動作および機能を説明するための図。 収納ボックスの形状として望ましくない一例を示す図。 収納ボックスの形状として望ましくない一例を示す図。 排出弁の動作および機能を説明するための図。 排出弁の動作および機能を説明するための図。 吸気弁が開いて吸気する様子を示す図。 開閉動作にあたって気圧差だけでなく湿度差も必要とする吸気弁の一例を示す図。 湿度差によって吸気弁が開閉する様子を説明するための図。 湿度差によって吸気弁が開閉する様子を説明するための図。 湿度差によって吸気弁が開閉する様子を説明するための図。 第３実施形態を説明するための図。 第４実施形態として、排出弁を示す図。 第４実施形態において、排出弁から液滴を排出する様子を説明するための図。 第５実施形態において、吸気弁の構成を示す図。 第５実施形態において、吸気弁の動作を説明するための図。 第５実施形態において、吸気弁の動作を説明するための図。 第５実施形態において、吸気弁の動作を説明するための図。 第６実施形態を示す図。 収納ボックスの形状の変形例を示す図。

　本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
　（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態について説明する。
　図１は、アンテナ装置１００を支柱１０に設置した状態で、このアンテナ装置１００を背面側から見た様子を示している。
　アンテナ装置１００は、アンテナ部１１０と、送受信ユニット２００と、取り付け手段１２０と、を備える。

　アンテナ部１１０は、ここではパラボラアンテナである。
　送受信ユニット２００は、受信回路および送信回路を内蔵し、必要に応じて、信号の変調や復調を行う電気回路ユニットである。送受信ユニット２００の構造が本実施形態の重要部分であるので、この点については後述する。

　取り付け手段１２０は、アンテナ装置１００を支柱１０に取り付け固定するための手段である。取り付け手段１２０の構造は既知のものであるので、詳細な説明は割愛する。

　図２は、アンテナ装置１００を背面から見た図において、送受信ユニット２００の内部を示すための図である。
　送受信ユニット２００は、アンテナ部１１０の背面に連結されている。送受信ユニット２００は、電気回路部２１０と、電気回路部２１０を収納する筐体となる収納ボックス３００と、を有する。

　電気回路部２１０は、チップ２１１を搭載した複数枚の基板２１２を有する。
　複数の基板２１２は、微小間隔をあけて積層されている（図５参照）。ここでは、収納ボックス３００の形状に合わせて、基板２１２が六角形になっている。これは、収納ボックス３００内のデッドスペースをできる限り無くすためのデザインである。

　収納ボックス３００は、図１、図２に示すように、上と下とがそれぞれ尖った両錐形にデザインされている。ここでは、中央の部分が四角柱（直方体）で、その上側と下側とにそれぞれ四角錐がついたような形状となっている。
　収納ボックスは、互いに嵌め合わされる二つのパーツで構成されている。（もちろん、二以上のパーツで収納ボックスを構成してもよい。）
　ここで、アンテナ装置１００においてアンテナ部１１０が付いている方をアンテナ装置１００の前方とし、その反対側をアンテナ装置１００の背後とする。すると、収納ボックス３００は、前方側を構成する前面パーツ３１０と、背後側を構成する背面パーツ３２０と、の組み合わせで構成されている。
　前面パーツ３１０と背面パーツ３２０とを嵌め合わせると、その内側に収納空間が画成される。
　図２は、背面パーツを外した状態を背面から見た図である。なお、前面パーツと背面パーツとの接合面は、気密性を高めるために凹凸の嵌合構造にすることが好ましいが、図を見やすくするために本実施形態では省略した。

　前面パーツ３１０においても背面パーツ３２０においても、その内側の形状は上と下とが尖った両錐形である。これは、収納ボックス３００の内壁に結露が生じた場合に、結露が壁面を伝いながら最下点へと到達するようにしたものである。
　（本実施形態では、収納ボックス３００の内側を両錐形にしたために、結果的に収納ボックスの外形も同じように両錐形になっているが、外形そのものは本実施形態では重要な要素ではない。したがって、外形自体は直方体に見えるようにしてもよい。）

　また、前面パーツ３１０においても背面パーツ３２０においても、その内壁面は結露が付きやすいようになっている。
　詳しく言い換えると、電気回路部２１０に比べて内壁面の方が結露が付着しやすいようになっている。例えば、水蒸気から液滴になる際の液滴核に相当するものが内壁面についていれば、内壁面の方が結露が発生しやすくなる。例えば、内壁面に微細な凹凸を付けるようにしてもよい。微細な凹凸をつけるには、要は、内壁面を荒らせばよいので、サンドブラストなどを用いてもよい。内壁面の方が結露が発生しやすいようにするにあたっては、これに限らず、種々の工夫が考え得る。
　図３は背面パーツの部分拡大図である。
　図３において、内壁面の微細凹凸３２１をハッチングパターンで表した。
　図が見やすいように、ハッチングパターンは一部分にだけ付した。

　また、内壁面に結露ができた場合には、結露が長く留まらないように、結露がなるべく早く最下点に移動するようにしたい。そこで、例えば、前面パーツ３１０においても背面パーツ３２０においても、その内壁面に撥水性をもたせるようにしてもよい。収納ボックス３００自体を金属で作ったとすれば、その内壁面に撥水性の塗料を薄く塗布してもよい。または、上下方向の細溝を内壁面に複数条設けておいてもよい（図示は省略した）。

　収納ボックス３００の最下点には、排出弁３３０が設けられている。ここでは、排出弁３３０は、背面パーツ３２０に設けられている。背面パーツ３２０において、最下点に孔３２２があけられている。そして、この孔３２２に排出弁３３０が設けられている。
　図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。
　排出弁３３０は、概略すり鉢状である。（漏斗状といってもよいし、頂点を下にした円錐状といってもよい。）
　液滴がこの排出弁３３０にまで達するとそこで一時的に留まれるようになっている。つまり、排出弁３３０の内径は、上に行くと径大、下に行くと径小となっている。そして、排出弁３３０は二つのパーツ３３１、３３２が鳥の嘴（くちばし）のように合わさったものであり、先端（最下点）が左右に分かれて開かれるようになっている。つまり、各パーツ３３１、３３２は、円錐軸を含む平面ですり鉢を割ったような形である。

　排出弁３３０を構成する二つのパーツ３３１、３３２は、ある程度弾性を有する材料で構成されている。
　例えば、金属薄板や、弾性を持つ樹脂材料であってもよい。先端同士に与圧が掛かるようにして根元を孔３２２の周囲に固定しておく。このようにして通常は排出弁３３０は完全に閉じた状態となる。そして、内側から圧が掛かると、パーツ３３１、３３２が分かれて開く仕組みにしておく（図１２参照）。
　排出弁３３０の具体的な動作例については後述する。

　収納ボックス３００には吸気弁３４０も設けられている。
　図５は、前面パーツ３１０の内面を見せるために、電気回路部２１０を外した図である。図５を見て頂くと、前面パーツ３１０において、アンテナ部１１０の取り付け箇所のやや下に吸気弁３４０がある。
　図６は、前面パーツ３１０の断面図である。図６の断面図を見て頂くとわかるように、前面パーツ３１０に孔３１１が穿設され、その孔３１１に吸気弁３４０が設けられている。
　この孔３１１および吸気弁３４０は、アンテナ部１１０の陰になる位置にある。このような位置に吸気弁３４０を設けることで、風雨、風雪が吸気弁３４０に直撃しないようにした。

　吸気弁３４０の形状よび構造は排出弁３３０と同じである。すなわち、吸気弁３４０は、概略すり鉢状であって、二つのパーツ３４１、３４２が合わさったものである。ただし、吸気弁３４０は、外から内に吸気するため、円錐の頂点は収納ボックス３００の内側を向いている。
　さらに、吸気弁３４０を覆うようにフィルタ３１２が設けられている。フィルタ３１２は、このフィルタ３１２を通過する空気から塵、塩分、湿気を除くためのものである。

　（動作例の説明）
　図７から図１２を用い、排出弁３３０の動作および機能を説明する。
　見やすくするために、図７から図１２のような模式的な図を用いる。図７から図１２は、送受信ユニット２００を背面から見たときに、背面パーツ３２０を透視したような図になっていると解釈されたい。

　まず図７の状態から出発する。
　図７においては排出弁３３０は閉じられており、図示しないが、吸気弁３４０も閉じられており、収納ボックス３００の内側は気密性が保たれている。ただし、電気回路部２１０と収納ボックス３００の内壁との間には空間があり、この空間にはある程度の湿気（水蒸気）を含んだ空気がある。
　また、如何に気密性を高めても完全に封止しきれず、湿気を含んだ空気が隙間からほんのわずかに流入することもある。（例えば、温度が下がると空気の体積が収縮するので、内圧が下がる。すると、極めて僅かずつかもしれないが、湿気を含んだ外気がほんのわずかの隙間からでも流入する可能性がある。）

　この状態において、外気温が下がったとする。すると、収納ボックス３００の内側も温度が下がることになる。季節サイクルや一日のサイクルで２０℃以上温度が変わることは特別なことではない。

　温度が下がってくると、図８に示すように、空気に含まれていた湿気（水蒸気）が凝結し液滴２０となって現れてくる。本実施形態では収納ボックス３００の内壁の方が結露しやすい加工を施している。したがって、結露２０は収納ボックス３００の内壁に付着することになる。
　この状態を模式的に示したのが図８である。
　図８に示すごとく、結露２０は収納ボックス３００の内壁の至る所に現れる可能性がある。
　ここで、収納ボックス３００は上と下とがそれぞれ尖った両錐形にデザインされているので、液滴２０は内壁を伝って最下点に向かって流れていく。
　図８においては、液滴２０が流れていく方向を矢印で表現した。
　内壁は撥水等の加工を施しているので、液滴２０は留まることなく速やかに流れていく。

　なお、図８においてわかるように、上側も錐形にしたのは、液滴２０が内壁に沿って伝っていくようにすることで、液滴２０が電気回路部２１０の上にポタリと落ちたりしないようにするためである。
　例えば従来よくあるように収納ボックス３００がただの直方体であって天面が水平のままでは、液滴２０が電気回路部２１０の上に落下する可能性が残る。
　これを図９に例として示した。
　また、天面から垂下した突起物２２があると、そこを伝って液滴２０が電気回路部２１０に落下してしまうことになる（図１０参照）。
　したがって、電気回路部２１０よりも上方に存在する内壁に関しては、十分な傾斜をつけ、かつ、突起などは廃することが肝要である。

　液滴２０が最下点を目指して流れていくと、図１１に示すように、閉じられた排出弁３３０の上に液滴が溜まる。
　このように、気温が低い間には結露２０ができる可能性があるが、結露２０ができたとしても壁伝いに下方に流れていき、排出弁３３０の上に溜まることになる。したがって、気温が低い間には結露２０ができるとしても、この結露２０が電気回路部２１０の動作に悪影響を及ぼす恐れはない。

　さて次に、一度下がった気温が再び上昇したとする。すると、収納ボックス３００の内側の温度も上がる。
　もし排出弁３３０の上に溜まった液滴２０がこのままであると、気温の上昇によって液滴２０は蒸発し、収納ボックス３００の内側の湿度が上がってしまうであろう。
　（このような湿度の上昇は電気回路部２１０の電子部品を劣化させる恐れがある。）

　この点、本実施形態では、最下点に排出弁３３０があり、排出弁３３０は内側から圧が掛かると開くようになっている。
　気温の上昇で収納ボックス３００の内側の温度が上昇すると、収納ボックス３００内の空気が膨らむので収納ボックス３００の内圧が高まる。
　この内圧の高まりによって排出弁３３０が押し開かれる。
　すなわち、排出弁３３０は互いに押し合うことで閉じられた二つのパーツ３３１、３３２から成るところ、図１２に示すように、内圧の高まりによって二つのパーツ３３１、３３２が押し開かれる。すると、最下点（先端）に孔３２２が開くので、液滴２０はこの孔３２２から自然と落下する。
　このようにして、収納ボックス３００の中にできた液滴２０は収納ボックス３００の外へ排出されることになる。

　なお、収納ボックスの封止が完全ではなく隙間があいているとしたら、その隙間から空気が漏れてしまい、排出弁３３０を開けるほど内圧が高まらないのではないか、という指摘が考えられる。
　この点、収納ボックス３００は高気密になるように基本的には設計されているのであって、仮に隙間があったとしもその隙間は極めて小さいものと考えられる。
　そのような極微小な隙間は、大きな体積の空気が一度に流出できるようなものではないし、そのような隙間から空気が押し出されるにはそれ相応の内圧の高まりが必要になってくる。したがって、極めてわずかには隙間から空気が流出するかもしれないが、温度が例えば２０℃程度上昇すれば、そのときの内圧の高まりによって排出弁３３０が開くことは十分に期待できる。

　次に吸気弁３４０の動作および機能を説明する。
　吸気弁３４０も、排出弁と同様に、温度の昇降による内圧の変化によって開閉する。
　外気温が下がったとする。すると、温度の低下によって収納ボックス３００の内部の空気の体積が収縮する。
　空気の体積が収縮した分、収納ボックス３００の内圧が下がることになる。
　ここで、収納ボックス３００の内圧が下がると、温度が低下していることも相まって、収納ボックス３００の内部に結露が生じやすくなる。したがって、収納ボックス３００の内圧が大きく下がった場合には、外気を取り込んで内圧が下がり過ぎないようにすることが好ましいと考えられる。そこで、吸気弁３４０は、外気圧と内圧との差が所定値を超えた場合に開く。

　図１３に吸気弁３４０が開いて吸気する様子を示す。
　温度低下に起因して外気圧と内圧との差が大きくなると、吸気弁３４０が開く。このとき、吸気はフィルタ３１２を通過する。したがって、吸気から塵、塩分、湿気が除かれる。

　このように第１実施形態に係るアンテナ装置１００によれば、収納ボックス３００の内側が結露無しかつ低湿度に保たれることが理解されるであろう。
　また、排出弁３３０および吸気弁３４０は電力やアクチュエータ等によらないで開閉動作を行う。したがって、余計な電力は必要ないし、複雑な機構ではないので故障の心配もない。

　（第２実施形態）
　本発明の第２実施形態を説明する。
　第２実施形態としては、主として吸気弁３４０の工夫について説明する。
　第１実施形態においては、外気圧と収納ボックス３００内の内圧との差で吸気弁３４０が開く、とした。
　ここで、想定されることとして、例えば、雨が降っているという事態が有り得よう。この場合、外気は湿気を多く含むことになるので、たとえ気温が低下したとしても吸気しない方が良い、ということになる。

　そこで、収納ボックス３００の内部湿度と外部湿度とを比較したとき、外部湿度の方が低いときにだけ吸気するようにするように考える。図１４は、開閉動作にあたって気圧差だけでなく湿度差も必要とする吸気弁４００の一例を示す図である。
　吸気弁４００は、二つのパーツ４１０、４２０で構成されている。そして、吸気弁４００の各パーツ４１０、４２０は、二つの薄材を貼り合わせたような二層構造になっている。ある程度弾性を持ち、かつ、湿度に応じて伸縮するような材料を貼り合わせて二層構造にする。吸気弁パーツ４１０の内側層を４１０Ａとし、吸気弁パーツ４１０の外側層を４１０Ｂとする。吸気弁パーツ４２０の内側層を４２０Ａとし、吸気弁パーツ４２０の外側層を４２０Ｂとする。
　ここで、湿気があると縮むという性質がある材料を用意する。（逆にいうと、乾燥で伸びる、という性質がある。）この材料から成る薄板を貼り合わせて二層の吸気弁パーツ４１０、４２０とする。

　図１５～図１７を用いて、湿度差によって吸気弁４００が開閉する様子を説明する。
　図１５において、収納ボックス３００の内部の湿度が高く、収納ボックス３００の外側の湿度が低い、とする。この場合に吸気弁４００が開くようにしたい。内層４１０Ａ、４２０Ａは湿気が多い内部空気に触れるので伸びは小さい。一方、外層４１０Ｂ、４２０Ｂは湿気が低い外気に触れるので伸びが大きい。すると、吸気弁４００は外から押されて開きやすくなる（図１６参照）。例えば、気温低下によって収納ボックスの内圧が下がっていれば、この圧力差と湿度差とが協働して吸気弁４００を開く方に作用する。（圧力差だけでは開かずに、圧力差に湿度差が加わることで吸気弁４００が開くように調整できると良い。）したがって、湿気が低い（乾燥した）空気を収納ボックスの内側に吸気することができる。

　図１７において、収納ボックス３００の内部の湿度が低く、収納ボックス３００の外側の湿度が高い、とする。この場合、吸気弁４００が開くのは都合が悪い。内層４１０Ａ、４２０Ａは湿気が低い内部空気に触れるので乾燥し伸びは大きい。一方、外層４１０Ｂ、４２０Ｂは湿気が高い外気に触れるので伸びが小さい。すると、吸気弁４００は開き難くなる。例えば、気温低下によって収納ボックスの内圧が下がったとしても、この圧力差を打ち消すように湿度差が働き、吸気弁４００は閉まったままになる。したがって、湿気が高い空気を収納ボックス３００内に吸気することはない。

　このように、第２実施形態の吸気弁４００によれば、外気が低湿度（乾燥）のときだけ吸気するようにできる。したがって、収納ボックス３００の内側を常に低湿度に保つことができる。この吸気弁４００は湿度差によって開閉動作を行うが、別途に電力やアクチュエータ等を必要としない。したがって、余計な電力は必要ないし、複雑な機構では無いので故障の心配もない。

　（第３実施形態）
　本発明の第３実施形態を説明する。
　上記第２実施形態においては材料の性質によって湿度差だけで自動的に開閉する吸気弁を提示したが、別途に電力やアクチュエータ等を用いて吸気弁の開閉制御を積極的に行ってもよい。
　その一例を第３実施形態として紹介する。
　図１８は第３実施形態を説明するための図である。
　図１８において、吸気弁５００は圧電バイモルフで構成されている。圧電バイモルフは、ここでは三層構造とし、真ん中の金属薄板の表裏両面にそれぞれ圧電セラミック（圧電素子）を貼り付けている。
　表裏の圧電セラミックに対し互いに差動的な電圧を印加すれば、互いの伸縮方向が逆になり、圧電バイモルフがいずれかの方向に反る。
　（なお、図１８においては電気的な配線の図示は省略した。）
　図１８において、吸気弁５００は、接離するパーツ５１０とパーツ５２０とからなる。パーツ５１０は、真ん中の金属薄板５１０Ｃの表裏に圧電セラミック５１０Ａ、５１０Ｂが貼り付けられており、内層の圧電セラミックを５１０Ａ、外層の圧電セラミックを５１０Ｂとする。同じように、パーツ５２０は、真ん中の金属薄板５２０Ｃの表裏に圧電セラミック５２０Ａ、５２０Ｂが貼り付けられており、内層の圧電セラミックを５２０Ａ、外層の圧電セラミックを５２０Ｂとする。

　そして、第３実施形態においては、二つの湿度センサ６１０、６２０を用いて、内部湿度と外部湿度とをそれぞれ検出する。内部湿度センサ６１０が収納ボックス３００の内側に配設されている。外部湿度センサ６２０が収納ボックス３００の外側に配設されている。

　内部湿度センサ６１０によって検出された内部湿度と外部湿度センサ６２０によって検出された外部湿度とを対比し、外部湿度の方が低い場合だけ吸気弁５００を開くように印加電圧を制御する。これにより、外部が低湿度のときにだけ外気を吸気して収納ボックス３００の内部に引き込むようにできる。
　逆に、外部が高湿度のときには吸気弁５００をしっかりと閉じて、多湿な外気が収納ボックス３００の内部に流入しないようにできる。これにより、収納ボックス３００の内部を低湿度に維持することができる。

　なお、内部と外部との湿度差に応じた吸気弁５００の開閉を制御するにあたっては、電気回路部２１０の中に吸気制御部２２０を設け、この吸気制御部２２０により湿度の対比、印加電圧の調整を行うようにしてもよい。

　（第４実施形態）
　上記第１実施形態においては、内圧の高まりによって排出弁３３０（二つのパーツ３３１、３３２）が押し開かれた際に、液滴２０が孔３２２から自然落下する、と説明した。
　さらに好ましい実施例として、内部から外部に流れる空気圧によって液滴を押し出すようにすることが好ましい。そのためには、排出弁が押し開かれた際に開く開口径を極めて小さく、例えば、予想される液滴の径と同等かそれより小さくしておくことが望ましい。
　図１９において、排出弁７００は漏斗状の1つのパーツであり、錐の頂部（図１９では最下点に相当）に極わずかの切り込み７１０を有する。収納ボックス３００の内気圧が外気圧を所定値以上超えないとき、排出弁７００の切り込み７１０は閉じた状態にある。収納ボックス３００内に結露が生じれば、結露は液滴となって最下点である排出弁７００の切り込み７１０の直上に溜まるであろう。そして、収納ボックス３００の内気圧が外気圧を所定値以上超えたとき、排出弁７００の小さな切り込み７１０が僅かに押し開かれる（図２０参照）。すると、収納ボックス３００の内部空気が僅かに開いた切り込み７１０から勢いよく流出する（図２０参照）。
　このとき、排出弁７００の切り込み７１０の直上に溜まっていた液滴２０は、空気の流れによって真っ先に押し出されるように排出される。これにより、収納ボックス３００内の結露（液滴）をより確実に外部に排出することができるようになる。

　（第５実施形態）
　上記第２実施形態においては、湿気があると縮むという性質がある材料の貼り合わせによって吸気弁４００のパーツ４１０、４２０を構成した。
　第５実施形態としては、湿気があると伸びるという性質がある材料で吸気弁を構成した場合を例示する。

　図２１は、第５実施形態における吸気弁８００の構成を示す図である。
　吸気弁８００の各パーツ８１０、８２０は、二つの薄材を貼り合わせたような二層構造になっている。
　吸気弁パーツ８１０の内側層を８１０Ａとし、吸気弁パーツ８１０の外側層を８１０Ｂとする。
　吸気弁パーツ８２０の内側層を８２０Ａとし、吸気弁パーツ８２０の外側層を８２０Ｂとする。
　ここで、各吸気弁パーツ８１０、８２０を構成する薄板は、湿気があると伸びるという性質がある材料からなる。例えば、親水性の樹脂は湿気を吸って伸びる性質を有する。ある程度の弾性を有する親水性樹脂からなる薄板を貼り合わせて二層の吸気弁８００のパーツ８１０、８２０とする。

　ここで、第１、第２実施形態との違いとして、円錐状である吸気弁８００の頂点が外側を向いている。錐状である吸気弁８００の頂点を外側に向ける理由は、以下に説明する動作例から明らかになるであろう。

　図２２～図２４を用いて、湿度差によって吸気弁８００が開閉する様子を説明する。
　図２２において、収納ボックス３００の内部の湿度が高く、収納ボックス３００の外側の湿度が低い、とする。この場合に吸気弁８００が開くようにしたい。内層８１０Ａ、８２０Ａは湿気が多い内部空気に触れるので伸びは大きい。一方、外層８１０Ｂ、８２０Ｂは湿気が低い外気に触れるので伸びが小さい。すると、吸気弁８００は内側から押されて開きやすくなる（図２３参照）。したがって、湿気が低い（乾燥した）空気を収納ボックス３００の内側に吸気することができる。

　なお、吸気弁８００の頂点が外側に向いているので、内気圧が外気圧よりも高い場合にこの吸気弁８００は開きやすい構造をもつこととなる。しかし、内気圧の高まりによって液滴を排出弁（３３０）から排出することを考えると、吸気弁８００は内気圧の高まりだけでは容易に開かないようにしておく必要がある。そのため、吸気弁パーツ８１０、８２０を構成する薄板として、ある程度の弾性を有しているものを選択する。そして、吸気弁パーツ８１０、８２０の先端同士が十分な付勢力で押し合って閉じるように吸気弁パーツ８１０、８２０を取り付けておく。
　このようにして、吸気弁８００は、内気圧の高まりに対しては排出弁（３３０）よりも開きにくく、内部の高湿度があって初めて吸気弁は開くようにする。

　次に、図２４において、収納ボックス３００の内部の湿度が低く、収納ボックス３００の外側の湿度が高い、とする。この場合、吸気弁８００が開くのは都合が悪い。内層８１０Ａ、８２０Ａは湿気が低い内部空気に触れるので伸びは小さい。一方、外層８１０Ｂ、８２０Ｂは湿気が高い外気に触れるので伸びが大きい。すると、吸気弁８００は開き難くなる。したがって、湿気が高い空気を収納ボックス３００内に吸気することはない。

　このように、第５実施形態の吸気弁８００によれば、外気が低湿度（乾燥）のときだけ吸気するようにできる。したがって、収納ボックス３００の内側を常に低湿度に保つことができる。

　（第６実施形態）
　上記実施形態においては主としてアンテナ装置を例に説明したが、本発明は屋外設置される電気装置にも広く適用できる。
　アンテナ装置以外の例として、例えば、図２５はデータ転送装置９００の例である。収納ボックス３００の内部に電気回路部２１０が収納されている。収納ボックス３００には複数の配線９１０が接続されている。ここでは、電気回路部２１０がルータや信号増幅器を含み、一の配線９１０から来た信号を指示された他の配線９１０に送り出す。このようなデータ転送装置９００も屋外に設置されるものであるところ、収納ボックス３００は上記実施形態で説明した各種構造を有し、内部の電気回路部２１０を結露や湿気から保護する。

　その他、屋外に設置される電気装置として、家庭用電力消費メータ、電柱上の中継機、交通システム系の電気ユニットなどがあるが、これらの収納ボックスにおいても本発明が有効に貢献できることは明らかであろう。

　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
　第１実施形態のみならず、第２、第３、第５実施形態においても吸気弁をフィルタで覆うようにしてもよいのはもちろんである。また、フィルタをどのように設けるかは様々に工夫の余地があるのは当然である。

　上記実施形態では、収納ボックスの形状を背面視六角形の両錐形としたが、この形に限られないのはもちろんである。
　例えば、図２６に示すように、収納ボックスの背面視を矩形にしてもよい。
　そして、下方については錐形にするが、上方については傾斜がついていればよいので、例えば図２６のように切妻屋根（つまり、二つの傾斜面が最頂部の棟で合わさるような形状）のようになっていてもよい。

　上記の例にあっては、排出弁および吸気弁は鳥の嘴のように構成していた。この他、例えば、3枚または4枚の薄板によって弁を構成してもよい。

　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

　この出願は、２０１３年９月１１日に出願された日本出願特願２０１３－１８８５４３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０…支柱、２０…液滴、２２…突起物、１００…アンテナ装置、１１０…アンテナ部、１２０…取り付け手段、２００…送受信ユニット、２１０…電気回路部、２１１…チップ、２１２…基板、２２０…吸気制御部、３００…収納ボックス、３１０…前面パーツ、３１１…孔、３１２…フィルタ、３２０…背面パーツ、３２１…微細凹凸、３２２…孔、３３０…排出弁、３３１、３３２…排出弁パーツ、３４０…吸気弁、３４１、３４２…吸気弁パーツ、４００…吸気弁、４１０、４２０…吸気弁パーツ、４１０Ａ…内層、４１０Ｂ…外層、５００…吸気弁、５１０…吸気弁パーツ、５１０Ａ、５１０Ｂ…圧電セラミック、５１０Ｃ…金属薄板、５２０…吸気弁パーツ、５２０Ａ、５２０Ｂ…圧電セラミック、５２０Ｃ…金属薄板、６１０…内部湿度センサ、６２０…外部湿度センサ。

Claims (14)

1. 　電波を送受信するアンテナ部と、
   　電波の受信処理および送信処理の少なくとも一方を行う送受信ユニットと、を備えたアンテナ装置であって、
   　送受信ユニットは、電気回路部と、この電気回路部を内部に収納するとともにこの電気回路部を外部環境から保護するように封止された収納ボックスと、を有し、
   　前記収納ボックスは、
   　この収納ボックスの最下点において設けられた微小な排出用孔と、
   　前記排出用孔を閉じる逆止弁である排出弁と、有し、
   　前記排出弁は、
   　前記収納ボックスの内圧が外圧よりも所定以上高まったときにだけ開いて前記収納ボックスの内部にある液体を前記排出用孔を通じて排出させ
   　それ以外のときは閉じて前記収納ボックスの気密性を保つ
   　ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 　請求項１に記載のアンテナ装置において、
   　前記排出弁は、弾性を有する２以上のパーツの組み合わせで構成されており、
   　前記２以上のパーツの互いの先端同士に与圧が掛かる状態となるように、前記２以上のパーツの根元が前記排出用孔の周囲に取り付けられており、
   　前記排出弁は、前記収納ボックスの内圧と外圧との圧力差のみで開閉する
   　ことを特徴とするアンテナ装置。
3. 　請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置において、
   　収納ボックスの内壁は、前記電気回路部よりも結露が付着しやすい構造となっている
   　ことを特徴とするアンテナ装置。
4. 　請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置において、
   　前記収納ボックスの内壁は撥水性を有する
   　ことを特徴とするアンテナ装置。
5. 　請求項１から請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置において、
   　収納ボックスの内壁は、内部における最上点から錐形または切妻形に下方に下がる傾斜を有し、
   　当該内壁についた液滴が当該内壁を伝って下方に向けて流れる形状となっている
   　ことを特徴とするアンテナ装置。
6. 　請求項１から請求項５のいずれかに記載のアンテナ装置において、
   　前記収納ボックスは、
   　この収納ボックスの上側の面を除く側面または下面のいずれかの位置において設けられた微小な吸気用孔と、
   　前記吸気用孔を閉じる吸気弁と、有し、
   　前記吸気弁は、　前記収納ボックスの内圧が外圧よりも所定以上低くなったときにだけ開いて外気を前記収納ボックスの内部に吸気し、
   　それ以外のときは閉じて前記収納ボックスの気密性を保つ
   　ことを特徴とするアンテナ装置。
7. 　請求項１から請求項５のいずれかに記載のアンテナ装置において、
   　前記収納ボックスは、
   　この収納ボックスの上側の面を除く側面または下面のいずれかの位置において設けられた微小な吸気用孔と、
   　前記吸気用孔を閉じる吸気弁と、有し、
   　前記吸気弁は、
   　前記吸気弁は、外気の湿度が前記収納ボックスの内部湿度よりも低くなった場合にのみ開いて外気を吸気し、
   　それ以外のときは閉じて前記収納ボックスの気密性を保つ
   　ことを特徴とするアンテナ装置。
8. 　請求項６または請求項７に記載のアンテナ装置において、
   　前記吸気用孔には、吸気から塵、塩分および湿気の少なくとも一つを除くフィルタが付けられている
   　ことを特徴とするアンテナ装置。
9. 　請求項６または請求項７に記載のアンテナ装置において、
   　前記吸気弁は、
   　弾性を有する２以上のパーツの組み合わせで構成されており、
   　前記２以上のパーツの互いの先端同士に与圧が掛かる状態となるように、前記２以上のパーツの根元が前記吸気用孔の周囲に取り付けられている
   　ことを特徴とするアンテナ装置。
10. 　請求項９に記載のアンテナ装置において、
    　前記吸気弁は、
    　２以上のパーツの組み合わせで構成されており、
    　各パーツは、湿気に応じて伸縮する材料が貼り合わされた層構造であり、
    　各層は、乾燥で伸びかつ湿気で縮む性質を有し、
    　外側層が乾燥で伸び、内側層が湿気で縮んだときに前記吸気弁が開く
    　ことを特徴とするアンテナ装置。
11. 　請求項９に記載のアンテナ装置において、
    　前記吸気弁は、
    　２以上のパーツの組み合わせで構成されており、
    　各パーツは、湿気に応じて伸縮する材料が貼り合わされた層構造であり、
    　各層は、乾燥で縮みかつ湿気で伸びる性質を有し、
    　外側層が乾燥で縮み、内側層が湿気で伸びたときに前記吸気弁が開く
    　ことを特徴とするアンテナ装置。
12. 　請求項６から請求項９のいずれかに記載のアンテナ装置において、
    　前記吸気弁は、電気的制御によって開閉する弁であり、
    　外気と前記収納ボックスの内部との湿度差を検出する湿度センサをさらに備え、
    　外気が収納ボックスの内部よりも低湿度である場合にのみ前記吸気弁が開くように制御される
    　ことを特徴とするアンテナ装置。
13. 　請求項６から請求項１２のいずれかに記載のアンテナ装置において、
    　前記アンテナ部はパラボラアンテナであり、
    　前記吸気用孔は、前記パラボラアンテナの傘の陰になる位置に設けられている
    　ことを特徴とするアンテナ装置。
14. 　電気回路部を内部に収納するとともにこの電気回路部を外部環境から保護するように封止された収納ボックスであって、
    　当該収納ボックスは、
    　この収納ボックスの最下点において設けられた微小な排出用孔と、
    　前記排出用孔を閉じる逆止弁である排出弁と、有し、
    　前記排出弁は、
    　前記収納ボックスの内圧が外圧よりも所定以上高まったときにだけ開いて前記収納ボックスの内部にある液体を前記排出用孔を通じて排出させ
    　それ以外のときは閉じて前記収納ボックスの気密性を保つ
    　ことを特徴とする電気装置のための収納ボックス。

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