JP2006303555A

JP2006303555A - 電波吸収体及び同電波吸収体を用いた電波吸収構造体

Info

Publication number: JP2006303555A
Application number: JP2005117755A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshimura; 隆司吉村; Makoto Miki; 眞三木; Tsutomu Miyata; 勉宮田; Kentaro Horiuchi; 健太郎堀内
Original assignee: TAKECHI KK; Nippon Steel Metal Products Co Ltd
Current assignee: TAKECHI KK; Nippon Steel Metal Products Co Ltd
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】高速道路等のノンストップ自動料金収受システム（ＥＴＣ）の周辺で発生する不要電波を、狭い入射角においても高い減衰量で吸収し、且つコンクリート壁面等に取り付け可能な電波吸収体及び同電波吸収体を用いた電波吸収構造体を提供する。
【解決手段】ポリカーボネート表面保護板２と、前記表面保護板２の背面に配置されたゴムシートタイプの電波吸収シート３と、前記ゴムシートタイプの電波吸収シート２の背面に配置された反射板４とをそれぞれ一体的に貼り合わせて成る。
【選択図】図１

Description

この発明は、高速道路等のノンストップ自動料金収受システム（ＥＴＣ）の周辺で発生する不要電波を、狭い入射角においても高い減衰量（又は反射損失とも云う）で吸収し、且つコンクリート壁面やその他の道路付帯設備等に取り付け可能な電波吸収体及び同電波吸収体を用いた電波吸収構造体に関する。

近年、高速道路や有料道路などにおいて、電波を用いたノンストップ自動料金収受システム（以下、ＥＴＣと云う）が普及しつつある。これに伴い、通行車の車体又はＥＴＣシステム周辺の路上構造物が多重反射することにより、ＥＴＣ用の通信装置や車内通信装置の誤動作を招く虞がある。このため、ＥＴＣで用いられる一定の周波数５．８ＧＨｚにおける不要電波を吸収するべく、コンクリート壁面（構造物）へ電波吸収体（又は電波吸収パネル）を取付けることが行われている。その取付方法としては、例えば、
（１）電波吸収体を直接コンクリート壁面に接着剤等により貼り付けて取付ける方法。
（２）コンクリート壁面に型鋼等の取付梁を下地材として渡し、その上に電波吸収体をボルト止めで取付ける方法。
（３）電波吸収体の縁にフレームを取付け、同フレームをコンクリート壁面に予め打ち込んだアンカーボルトに止めて取付ける方法、などが広く実用に供されている。

ところで、従来電波吸収体（又はパネル）として薄型の電波吸収シートを用いたものが幾つか開示されている。
例えば、特許文献１には、表面に薄型の電波吸収シートと同電波吸収シートの裏面に設けた反射層とから成るシート状電波吸収体を筐体と接続してパネル化した電波吸収パネルが開示されている。

また、特許文献２の電波吸収シートは、合成樹脂に海綿状鉄粉を分散混合して成り、あるいはその片面に金属板や金属泊等の反射板を積層した構造が開示されている。

更に、特許文献３の電波吸収シートは、軟磁性体粉末を分散させたシリコーンゲル層と、有機高分子又はガラスから成るシート層とを積層して成る構成が開示されている。
特開２００４−３２７８８８号公報特開２００４−１７９３８５号公報特開２００３−２３２８７号公報

しかし、上述したコンクリート壁面に電波吸収体を取付ける方法には次のような問題点がある。
上記（１）の方法は接着剤で直接コンクリート壁面に貼り付けるため、接着ムラが生じて、一部が剥がれやすくなるし、一度貼り付けると取り外しができない。
上記（２）の方法は、下地材を組む際に凹凸が無いように取り付けた後に、電波吸収体を取り付けるので非常に面倒で手間と時間がかかる作業となる。
上記（３）の方法は、電波吸収体の縁にフレームを取り付ける構造であるためその厚さが３０ｍｍ乃至５０ｍｍ程度に厚くなる。我が国では、一般的に道路が狭く建築上の制限がある場所が多いため、本方法を積極的に実施できない等々の問題点があり、改良が求められている。

特許文献１〜３には薄型の電波吸収シートを電波吸収体として用いる技術が開示されているが、入射角が狭い場合であっても高い減衰量を発揮させることは未だに難しく、改善が必要なのが現状である。更に、これらの特許文献はコンクリート壁面（構造物）へ取り付ける構造については具体的な記載がない。

本発明の目的は、不要電波を狭い入射角においても高い減衰量で吸収させ、且つコンクリート壁面に取り付け可能な電波吸収体を提供することにある。
本発明の次の目的は、薄型の電波吸収体を簡易な方法でコンクリート壁面に取り付け、且つ電波吸収体の剥がれを防止し、電波吸収構造物全体の厚さを最小限に抑える電波吸収体を用いた電波吸収構造体を提供することにある。

上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る電波吸収体は、ポリカーボネート表面保護板と、前記表面保護板の背面に配置されたゴムシートタイプの電波吸収シートと、前記ゴムシートタイプ電波吸収シートの背面に配置された反射板とをそれぞれ一体的に貼り合わせて成ることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載した電波吸収体において、ポリカーボネート表面保護板と、電波吸収シートと、反射板とは、各接触面の全面を両面テープにより密接に貼り合わされ、リベット材で密着状態が保持された構成であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した電波吸収体において、ポリカーボネート表面保護板の板厚は１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２に記載した電波吸収体において、反射板は厚さ１．５ｍｍ〜２．０ｍｍのアルミニウム板、又は厚さ０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの亜鉛メッキ鋼板で成ることを特徴とする。

請求項５記載の発明は請求項１又は２に記載した電波吸収体において、電波吸収シートのシート厚は１．７ｍｍとされていることを特徴とする。

請求項６に記載した発明に係る電波吸収体を用いた電波吸収構造体は、ポリカーボネート表面保護板と、前記表面保護材の背面に配置されたゴムシートタイプの電波吸収シートと、前記ゴムシートタイプ電波吸収シートの背面に配置された反射板とをそれぞれ一体的に貼り合わせて成る薄型の電波吸収体が、構造物壁面に用意したアンカーボルトへナット止めにより取付けられていること特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６に記載した電波吸収体を用いた電波吸収構造体において、薄型の電波吸収体とコンクリート壁面との間に緩衝材を介在させていることを特徴とする。

請求項１〜５に記載した発明に係る電波吸収体は、以下の効果を奏する。
（１）電波吸収体１は、ポリカーボネート表面保護板２と、ゴムシートタイプの電波吸収シート３と、反射板４との各接触面の全面を両面テープ５により密接に貼り合わせ、リベット材６で密着状態を保持させる構成としたので、非常に簡易な方法で貼り合わせ作業ができ、電波吸収体１に厚みの変化を起こさず、ＥＴＣ等に使用される５．８ＧＨｚに対して減衰量（反射損失）を２０ｄＢを確実に保持し、誤動作が少なく信頼性の高いＥＴＣの実現に寄与する。
（２）反射板４として、厚さ１．５ｍｍ〜２．０ｍｍのアルミ板、又は厚さ０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの亜鉛メッキ鋼板を使用し、表面保護材２にはポリカーボネートを用い、その板厚を１．０ｍｍ〜２．０ｍｍとし、更に電波吸収シート３のシート厚を１．７ｍｍとしたものを用いたので、入射角が狭い場合であっても高い減衰量を保持する事が可能である。のみならず、十分な強度と耐候性と耐食性を備えつつ、電波吸収体１の厚さを６ｍｍ以下の薄型を実現してコンクリート壁面へ取り付け可能にできる。

請求項６又は７に記載した電波吸収体を用いた電波吸収構造は、以下の効果を奏する。
（１）電波吸収体１を、構造物であるコンクリート壁面７にアンカーボルト８を取付け、同アンカーボルト８にナット９止めして取り付ける構造としたので、簡易な方法で着脱でき、電波吸収体１の一部が剥がれる問題を防止できる。また、電波吸収構造全体の厚さを最小限に抑えることができるため、道路が狭く建築上の制限がある場所においても積極的に実施することができる。
（２）電波吸収構造体１１は、電波吸収体１と構造物（コンクリート壁面）の壁面との間に緩衝材１０介在させて、隙間を形成することで両者が直接接しない構成としている。したがって、コンクリート壁面７の表面の凹凸が電波吸収体１の吸収性能を低下させる等の悪影響を及ぼすことを防止している。

本発明の電波吸収体１は、ポリカーボネート表面保護板２と、前記表面保護材の背面に配置されるゴムシートタイプの電波吸収シート３と、前記ゴムシートタイプ電波吸収シートの背面に配置される反射板４とを、それぞれ一体的に貼り合わせて成る。

以下、本発明に係る電波吸収体１の実施例を、図面に基づいて説明する。
図１に本発明の薄型の電波吸収体１の断面図を示した。
薄型の電波吸収体１は、耐候性に優れたポリカーボネート表面保護板２と、前記表面保護材の背面に配置されたゴムシートタイプの電波吸収シート３と、前記ゴムシートタイプの電波吸収シート３の背面に配置された耐食性に優れた反射板４とを、それぞれ一体的に貼り合わせて構成されている（請求項１記載の発明）。

つまり、ポリカーボネート表面保護板２と電波吸収シート３、及び電波吸収シート３と反射板４の各接触面の全面に両面テープ５を隙間無く配置して密接に貼り合わせている。そして、リベット材６を取付けて密着状態を保持させる事が好適に実施される（請求項２記載の発明）。したがって、薄型の電波吸収体１に厚みの変化を起こさず誤動作の少ない信頼性の高いＥＴＣの実現に寄与する。

前記ポリカーボネート表面保護板２は、その板厚を１．０ｍｍ〜２．０ｍｍに設計することが好ましい（請求項３記載の発明）。
前記板厚範囲を得るために、板厚０．８ｍｍ〜２．２ｍｍのポリカーボネート表面保護板２を用意し、入射角３０°、４０°、５０°における各減衰量を測定した。図２にその測定結果を示す。ところでＥＴＣに求められている減衰量は、入射角５０°で１５ｄＢ以上、入射角４０°で２０ｄＢ以上とされている。したがってこの基準を十分に満たす板厚の範囲は、１．０〜２．０であることが分かった。

前記反射板４は、厚さ１．５ｍｍ〜２．０ｍｍのアルミ板、又は厚さ０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの亜鉛メッキ鋼板として十分な強度を確保するのが好ましい（請求項４記載の発明）。
桁下に取り付けられる電波吸収体に要求されている強度は１０８ｋｇｆ／ｍ^２（首都高速道路公団基準）であることを参考にして、コンクリート壁面に取り付ける薄型の電波吸収体１の強度は前記壁面から引き離そうとする負の風荷重を考慮して１０８ｋｇｆ／ｍ^２程度乃至大きくても５割増程度と考えられる。
それを基に幅Ｂ＝５０ｃｍ、取付ボルトピッチＬ＝４０ｃｍ〜６０ｃｍ程度のアルミ板の断面強度計算から板厚を導き出した。以下にその計算を示す。
板の断面係数と板厚の関係は以下の式１である。
［式１］
Ｚ＝Ｂｈ^２／６但し、Ｚ＝板の断面係数、ｈ＝板厚
先ず板の断面係数を以下の式２〜３で求める。
アルミ板の受ける風荷重は以下の式２で求められる。
［式２］
Ｐ＝１０６×０．６０×０．５０＝３１．８［ｋｇｆ］
アルミ板にかかる曲げモーメントは以下の式３で求められる。
［式３］
Ｍ＝Ｐ×Ｌ／８＝３１．８×６０／８＝２３８．５［ｋｇ−ｃｍ］
所要断面係数は以下の式４で求められる。
［式４］
Ｚ１＝Ｍ／σ＝２３８．５×１１００＝０．２１７［ｃｍ^３］σ＝アルミ耐力
アルミ板の板厚は式１を変形させた以下の式５で求められる。
［式５］
Ｚ＝Ｚ１のときｈ^２＝６Ｚ／Ｂ＝６×０．２１７／５０＝０．０２６０４
ｈ＝０．１６ｃｍ＝１．６ｍｍ

したがって、アルミ板の板厚は約１．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。同様の計算式により導き出された亜鉛めっき鋼板の板厚は０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲内であった。かくするも、電波は反射板４の表面で反射するのでその板厚は減衰量に殆ど影響がない。したがって、強度の問題のみを考慮して厚さを決定すれば良く薄型を目指すならアルミ板１．０ｍｍとしても良い。

更に電波吸収シート３においてどの入射角においても高い減衰量を発揮するシート厚を発見するべく、板厚１．６ｍｍ〜１．９ｍｍの電波吸収シート３を用意し、板厚１．５ｍｍのポリカーボネート表面保護板２、反射板４として板厚１．０ｍｍのアルミ板を使用し、入射角１５°、３０°、５０°のおける反射減衰量を測定した。その結果を図３Ａ〜図３Ｃに示す。

図３Ａの入射角１５°では、板厚が薄くなるにしたがって反射減衰量のピーク値が周波数の高い方へずれていくことが分かる。ＥＴＣで使用される電波は５．８ＧＨｚであるので、同周波数に近いところでピークになっているのが最も好ましい板厚である。したがって入射角１５°において好ましい電波吸収シート３のシート厚は１．７ｍｍである。

次に、図３Ｂの入射角３０°では、図１のデータからピーク値が約５．８ＧＨｚと予想されるシート厚１．７ｍｍと１．８ｍｍとで測定した。その結果、板厚１．７ｍｍで最高の反射減衰量（３５ｄＢ）を発揮することが分かった。

更に、図３Ｃの入射角５０°では、図３Ｂと同様シート厚１．７ｍｍと１．８ｍｍの電波吸収シート３とで測定した。その結果、図示の通り１．７ｍｍで３０ｄＢ以上の高い反射減衰量を発揮する。
したがって上記の測定結果から、どの入射角（１５°〜５０°）においても高い減衰量を一貫して発揮する電波吸収シート３のシート厚は１．７ｍｍである。

上記のように最適な板厚及びシート厚に設計したポリカーボネート表面保護板２と電波吸収シート３と、反射板４とを貼り合わせたので、入射角が狭い場合であっても高い減衰量を保持する事が可能となるのである。のみならず、十分な強度と耐候性と耐食性を備えた電波吸収体１を実現できる。図４には最適な板厚に設計した薄型の電波吸収体１の斜視図を示した。符号１ａは、ボルト孔である。

図５に請求項６及び７に記載した発明に係る電波吸収体を用いた電波吸収構造体の実施例を示した。
つまり、実施例１で説明したポリカーボネート表面保護板２と、ゴムシートタイプの電波吸収シート３と、並びに反射板４とを、それぞれ一体的に貼り合わせて成る薄型の電波吸収体１は、構造物であるコンクリート壁面７に予め用意したアンカーボルト８を同電波吸収体１のボルト孔１ａに通しナット９で締め止めることで取り付けて、図６に示すような電波吸収構造体１１を構築する。したがって簡易な方法で着脱でき、電波吸収体１の一部が剥がれる問題を防止できる。また、電波吸収構造全体の厚さを最小限に抑えることができるため、道路が狭く建築上の制限がある場所においても積極的に実施することができる。

また、前記薄型の電波吸収体１とコンクリート壁面７との間に緩衝材１０を介在させて、隙間を形成することで両者が直接接しない構成としている。したがって、コンクリート壁面７の表面の凹凸が電波吸収体１の吸収性能を低下させる等の悪影響を及ぼすことを防止している（図５参照）。また前記緩衝材１０は同電波吸収体１に取り付けられたリベット材６の内側の凸部が水平設置を阻害させることも防止する。

以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために付言する。例えば本発明は、ＥＴＣ以外の道路付帯設備においても使用できる。

本発明に係る電波吸収体を示す断面図である。ポリカーボネート表面保護板の入射角に対する板厚と減衰量の関係を表したグラフである。Ａ、Ｂ、Ｃは反射板の入射角に対する板厚と反射減衰量との関係を表したグラフである。本発明に係る電波吸収体の斜視図である。本発明に係る電波吸収体をコンクリート壁面へ取り付ける一例を示す断面図である。電波吸収構造体の一例を示す正面図である。

符号の説明

１電波吸収体
２ポリカーボネート表面保護板
３電波吸収シート
４反射板
５両面テープ
６リベット材
７コンクリート壁面
８アンカーボルト
９ナット
１０緩衝材
１１電波吸収構造体

Claims

ポリカーボネート表面保護板と、前記表面保護板の背面に配置されたゴムシートタイプの電波吸収シートと、前記ゴムシートタイプの電波吸収シートの背面に配置された反射板とをそれぞれ一体的に貼り合わせて成ることを特徴とする、電波吸収体。
ポリカーボネート表面保護板と、電波吸収シートと、反射板とは、各接触面の全面を両面テープにより密接に貼り合わされ、リベット材で密着状態が保持された構成であることを特徴とする、請求項１に記載した電波吸収体。
ポリカーボネート表面保護板の板厚は１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１又は２に記載した電波吸収体。
反射板は厚さ１．５ｍｍ〜２．０ｍｍのアルミニウム板、又は厚さ０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの亜鉛メッキ鋼板で成ることを特徴とする、請求項１又は２に記載した電波吸収体。
電波吸収シートのシート厚は１．７ｍｍとされていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した電波吸収体。
ポリカーボネート表面保護板と、前記表面保護材の背面に配置されたゴムシートタイプの電波吸収シートと、前記ゴムシートタイプ電波吸収シートの背面に配置された反射板とをそれぞれ一体的に貼り合わせて成る薄型の電波吸収体が、構造物壁面に用意したアンカーボルトへナット止めにより取付けられていること特徴とする、電波吸収体を用いた電波吸収構造体。
薄型の電波吸収体とコンクリート壁面との間に緩衝材を介在させていることを特徴とする、請求項６に記載した電波吸収体を用いた電波吸収構造体。