JP3141096B2 - 電磁シールド性能を備えたボード - Google Patents

電磁シールド性能を備えたボード

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JP3141096B2 JP08323982A JP32398296A JP3141096B2 JP 3141096 B2 JP3141096 B2 JP 3141096B2 JP 08323982 A JP08323982 A JP 08323982A JP 32398296 A JP32398296 A JP 32398296A JP 3141096 B2 JP3141096 B2 JP 3141096B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、壁材、床材、天井
材、間仕切り材などの平板状建材として、電磁シールド
性能を備えたボードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】建築物の電磁シールドの必要性はビル内
で無線技術を応用したパーソナルな携帯機器を屋内で法
に定められた枠内で活用する場合に不可欠であり、ま
た、情報のセキュリティからも当該周波数帯の電波の遮
断、すなわち放射も侵入も防ぐことが必要とされる。
【0003】ビル構造の電磁シールドとして、従来各床
面は鉄板により十分な電磁遮蔽が行え、外部壁面並びに
テナント間のパーテーションに使用する防音−断熱材は
金属系の断熱防音材の場合は高いマイクロ波に有効であ
るが、さらに壁板や天井板に金属箔や金属メッシュを付
加することで有効な電磁遮蔽が行えるものとされてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら鉄板や
金属メッシュもしくは金属網、または金属箔などで電磁
シールド層を形成する従来の電磁シールド技術では、屋
外からの侵入電波を遮断するにともない、ビルの内外を
通じて使用されるポケットベル、携帯電話、FM、ラジ
オ等の放送波などの公衆の重要情報の電波まで遮断して
しまう。
【0005】また、これらの金属板および金属箔や金属
メッシュは実用において建具枠や柱・梁など他の部材と
電気的に接触を保たねばならない。
【0006】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、必要な周波数の電波のみを選択して電磁シールドが
可能であり、また、アース等のためにサッシ枠や柱等に
導電材を接触させる必要もなく、設置の自由度が高い電
磁シールド性能を備えたボードを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第1に、Y字形であるパターン化した小さな
線状アンテナをこのアンテナが有する電磁界吸収等価面
積を考慮し、かつ、その三方向に伸びる端部が隣接する
線状アンテナの中心交差部に近づくようにして定期的に
配列させたことを要旨とするものである。
【0008】第2に、小さな線状アンテナは、ボード本
体の裏面に配列させるか、ボード本体と仕上げ材の間で
配列させるか、ボード本体内に埋設することを要旨とす
るものである。
【0009】第3に、線状アンテナは、複数の周波数帯
を遮断できるように複数種からなること、および、1885
〜1950MHzおよび2420〜2480MHzの二つの周波数帯
を遮断できるものであること、さらに、第1のアンテナ
をY字形のものとし、第2のアンテナとしてこれを囲う
白抜き枠文字のY字形のものとの組合わせによる複合ア
ンテナとすることを要旨とするものである。
【0010】第4に、ボードは木製板であること、また
は、無機質板であること、または、合成樹脂板であるこ
とを要旨とするものである。
【0011】第5に、ボードは壁材、または、床材、ま
たは、天井材、または、間仕切り材であることを要旨と
するものである。
【0012】請求項1記載の本発明によれば、パターン
化した小さなアンテナはアンテナ金属部分の面積のみが
電磁波エネルギーを反射するのではなく、アンテナ金属
面の近傍の電磁界に対しても反射効果を有する。また、
吸収損失もあり吸取られた電磁界は線状アンテナ内伝搬
による熱損失として吸収されるので、簡単に電磁遮蔽機
能が得られる。しかも、パターン化した小さな線状アン
テナはその長さを特定することにより、特定の周波数帯
を遮断でき、その結果、他の電波を通過させるので、外
部からの情報の収集が必要な電波は遮断せず、建物内部
で使用する電波の外部漏れを防ぎ、セキュリティを高め
ることができる。
【0013】また、このように反射損失及び線状アンテ
ナによる吸収損失によるシールド効果であるため、アン
テナを窓枠の金属サッシに導通させる必要はなく、導電
接続に限定されずに自由な設定ができる。
【0014】さらに、実際の電波は波の面が横一列では
なく様々な傾きをもっているが、線状アンテナをY字形
とすることで、水平面の電波以外の傾きの異なる電波に
も対応できる。
【0015】請求項2および請求項3記載の本発明によ
れば、前記作用に加えて、線状アンテナは、ボード本体
の裏面または、ボード本体と仕上げ材の間で配列させる
ので、これが表に出て目に触れるようなことはなく、デ
ザイン上の邪魔になることもない。
【0016】請求項4記載の本発明によれば、パターン
化とした線状アンテナは複数の特定の周波数帯を遮断で
き、より効果的なものとすることができる。
【0017】請求項5記載の本発明によれば、さらに、
遮断する電波を1885〜1950MHzおよび2420〜2480MH
zの二つの周波数帯のものに特定することで、PHSな
どのデジタルコードレス電話およびそのデータ端末およ
び準マイクロ波による無線LANの遮断を行い、その他
の電波であるポケットベル、携帯電話、FM、ラジオ等
の放送波などの電波サービスを減衰させてしまうことは
ない。
【0018】請求項6記載の本発明によれば、Y字形の
ものと、これを囲う白抜き枠文字のY字形のものとの組
合わせによる複合アンテナとすることで、複数の特定の
周波数帯を遮断できるものを同一平面に配列できる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
ついて詳細に説明する。図1は本発明の電磁シールド性
能を備えたボードの1実施形態を示す斜視図、図2は同
上縦断側面図である。
【0020】本発明の電磁シールド性能を備えたボード
は、ボード本体1の裏面側に回線パターンとしてのY字
形の小さな線状アンテナ5をこのアンテナが有する電磁
界吸収等価面積を考慮して定期的に配列させた。図中6
はこのような線状アンテナ5を配列させた電磁遮蔽層を
示す。また、表側には化粧材等の仕上げ材2を施す。
【0021】ボード本体1は、木質系として木製板、セ
メント、石こう等の無機質系の無機質板、塩化ビニル、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂板によるも
の、もしくはその組み合わせによるものでもよい。例え
ば、内壁、天井仕上げ、および下地材料として用いられ
るセメント系ボードでは、マトリックスとして、一般に
普通ポルトランドセメント,スラグセメント、炭酸(水
酸化)マグネシウムおよび混和材が用いられ、補強繊維
として赤面、耐アルカリガラス、木片、合成樹脂、およ
び、セルロースなどの繊維が単独または複合して用いら
れる。
【0022】また、このようなボード本体1にパターン
化した小さな線状アンテナ5を定期的に配列させる方法
としては、シルク印刷、パターン圧着、型の嵌め込みに
よる埋め込み等の方法が考えられる。
【0023】また、ポリイミドフィルムやポリエステル
フィルム、ポリエチレンフィルム等の合成樹脂フィルム
に、線状アンテナ5を回線パターンとしてエッチング法
やラミネート法やスクリーン印刷法で設けられたものを
貼ることも可能である。
【0024】前記エッチング法はフレキシブル基板とし
てのフィルムに銅箔を張り付けたものを基材として使用
し、パターン部にマスキングをして残る部分を溶剤で溶
解する一般のプリント基板と同様な手法からなる。これ
に対してスクリーン印刷法は基材上に銀、銅、金などの
金属ペースト印刷を施すことにより回線パターンを構成
するものである。
【0025】また、線状アンテナ5の保護のために、カ
バーフィルムやコーティングをその上に施すこともあ
る。
【0026】さらに、他の実施形態として図3に示すよ
うに、線状アンテナ5を配列させた電磁遮蔽層6はこれ
をボード本体1と仕上げ材2の間に設けるようにしても
よい。
【0027】ボード本体1を木製板とする場合は、その
表面や裏面に直接線状アンテナ5を配列して仕上げ材2
を省略することも可能である。その場合、図4に示すよ
うに線状アンテナ5を配列させた電磁遮蔽層6はこれを
ボード本体1で挟み込むようにし、ボード本体1内に埋
設させてもよい。
【0028】このようなボードの用途としては、先に述
べたように壁材、床材、天井材、間仕切り材などの使用
が可能である。
【0029】壁材の場合の一例を図5に示すと、内壁の
下地材としてボード本体1があり、その裏側または仕上
げ材2との間に線状アンテナ5を配列した電磁遮蔽層6
が形成されている。図中7はSL鋼によるスタッド、8
aは天井ランナー、8bは床ランナー、9はビニル幅木
である。なお、コンクリート躯体壁が他の躯体壁である
場合やボード本体1裏側にロックウールまたはガラス繊
維等を配設して壁面性能としての断熱性または吸音効果
を高める場合もある。
【0030】天井の場合の一例を図6に示す。図は野縁
10a、野縁受け10b、ハンガー10c、つりボルト10dか
らなる鉄骨製下地10にボード本体1を取付ける。
【0031】また、間仕切りの場合の一例を図8に示
す。図中11aは上部ランナー、11bは下部ランナー、13
はバッファーピン、14はソフト巾木である。
【0032】さらに、図示は省略するが、ボード本体1
を脚等で自立する衝立式の可搬できるパーティションと
して構成することも可能である。
【0033】床の場合を図7に示す。荒床としてボード
本体1を用い、仕上げ材2としてはフローリング等の板
材を組み合わせた複合床の場合であり、図中15は大引
き、16は根太である。
【0034】先に、本発明に関連する基本原理について
説明する。図9に示すように導体片3が空中にある場
合、この面に電波が入射すると、図10に示すように1部
が通過し、他は反射する。この場合の透過波の減衰量は
図11に示すように4,6GHz帯は通過するが、12,14
GHz 帯は通過しない。このような特性は導体片3の形
状によって異なる。
【0035】導体片3を線状である線状アンテナ(ダイ
ポール)とすれば、吸い取られた(受信した電力は)一
部は再放射され、多くは線状アンテナ(導体)に熱損失
として吸収される。
【0036】図12に示すように平面磁界に平行に置かれ
た半波長(1/2)の線状アンテナはアンテナの金属部
分の面積のみが電磁波エネルギーを受信するのではな
く、金属面の近傍の電磁界を吸い取っている。その広が
りは均一ではないが等価面積Aeは、下記式1で計算値
が表示される。
【0037】
【式1】Ae≒0.13λ
【0038】このような線状アンテナ4を前記等価面積
Aeに応じて図12に示すようにボード本体1に配列すれ
ば、あたかも金属膜を貼ったのと同様な効果を示す。
【0039】ところで1885〜1950MHzは、現行のパー
ソナル通信(PHS-JAPAN.,PCS-US.DECT-Europe )および
西暦2000年から実用になるFPLMTS(Future Public Land
Mobile Telephone System )の周波数帯であり、2420
〜2480MHzはITUで定めるISN(Industrial-Sci
entific-Medical −−−工業、科学、医療)用の周波数
帯でビル内では無線LSNに割り当てられているほか電
子レンジや大電力の非破壊検査用線形加速機にも使われ
ている。
【0040】PHSの場合は波長がλ=153 mm、無線L
ANの場合はλ=122 mmだから、それぞれの線状アンテ
ナ4は面積Ae=3043mmatPHS、Ae=1935mm
atLANに相当し、これをボード本体1に前記電磁
界吸収等価面積Aeを考慮して点在させればよい。
【0041】しかし、図12のように線状アンテナ4を横
一列に配置するものでは、実際の電波の波面がこのよう
に横一列でなく様々な傾きをもつものに対応できない。
そこで、本実施形態では線状アンテナ5は図13に示すよ
うなY字形とし、その三方向に伸びる端部が隣接する線
状アンテナ5の中心交差部に近づくように配列した。
【0042】このように形状をY字形としたのは電波の
偏波面への対応のためで、3方に伸びるようにすれば、
電波の波の面がどのような傾きを持っていたとしてもい
ずれかと共振するので、水平面の電波以外の傾きの異な
る電波にも対応できる。
【0043】また、線状アンテナ5は、1885〜1950MH
z および2420〜2480MHz の二つの周波数帯を遮断
できるように長さの異なるものをボード本体1に設ける
ようにすれば、それ以外のポケットベル(275 〜364 M
Hz)、携帯電話(810 〜940 MHz、1477〜1501MH
z)、FM放送(76〜90MHz)、中波ラジオ放送(52
6 〜1600kHz)等の放送波などの公衆の重要情報の電
波まで遮断してしまうことはない。
【0044】他の実施形態として、図14、図15に示すよ
うな、一辺2450MHzのλ/(4√ε)のY字形の第1
の線状アンテナ5aと、周囲が1950MHzのλ/√εの
細い銅線(0.2 φ)のリングとしてこれを囲う白抜き枠
文字のY字形の第2の線状アンテナ5bとの組合わせに
よる複合の線状アンテナ5を形成してもよい。このよう
に形状をY字形としたのは電波の偏波面への対応のため
であり、第1の線状アンテナ5aと第2の線状アンテナ
5bを組み合わせるのは2つの周波数に対応するためで
ある。
【0045】前記のごとき、第1の線状アンテナ5aと
第2の線状アンテナ5bとは図15に示すように直接交差
しないことが求められるが、非導電性のフィルム等の非
導電層を介在させれば、上下で重ね合わせて配置するこ
とも可能である。
【0046】
【発明の効果】以上述べたように本発明の電磁シールド
性能を備えたボードは、必要な周波数の電波のみを選択
して電磁シールドすることが可能であり、また、アース
等のために、金属サッシ枠等に導電材を接触させる必要
もなく、簡単に電磁シールドを施すことができるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁シールド性能を備えたボードの第
1実施形態を示す斜視図である。
【図2】本発明の電磁シールド性能を備えたボードの第
1実施形態を示す縦断側面図である。
【図3】本発明の電磁シールド性能を備えたボードの第
2実施形態を示す縦断側面図である。
【図4】本発明の電磁シールド性能を備えたボードの第
3実施形態を示す縦断側面図である。
【図5】壁の場合の斜視図である。
【図6】天井の場合の斜視図である。
【図7】床の場合の斜視図である。
【図8】間仕切りの場合の縦断側面図である。
【図9】本発明の電磁シールド性能を備えたボードの電
磁シールド原理を示す斜視図である。
【図10】図9の場合における周波数応答の例を示すグ
ラフである。
【図11】導電体を線状アンテナ(ダイポール)とした
場合の説明図である。
【図12】線状アンテナを配置したボードの正面図であ
る。
【図13】本発明の電磁シールド性能を備えたボードの
第1実施形態を示す正面図である。
【図14】本発明の電磁シールド性能を備えたボードの
第4実施形態を示す斜視図である。
【図15】複合線状アンテナの一例を示す正面図であ
る。
【符号の説明】
1…ボード本体 2…仕上げ材 3…導体片 4…線状アンテ
ナ 5…線状アンテナ 5a…第1の線
状アンテナ 5b…第2の線状アンテナ 6…電磁遮蔽層 7…スタッド 8a…天井ラン
ナー 8b…床ランナー 9…ビニル幅木 10…鉄骨製下地 10a…野縁 10b…野縁受け 10c…ハンガー 10d…つりボル
ト 11a…上部ランナー 11b…下部ラン
ナー 13…バッファーピン 14…ソフト巾木 15…大引き 16…根太
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 義政 大阪府大阪市西区阿波座一丁目3番15号 鹿島建設株式会社 関西支店内 (72)発明者 山野上 和志 大阪府大阪市西区阿波座一丁目3番15号 鹿島建設株式会社 関西支店内 (72)発明者 平井 淳一 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (72)発明者 横田 依早弥 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 平8−274538(JP,A) 特開 平5−280116(JP,A) 実開 平4−75416(JP,U) 特表 平8−503580(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04B 1/92 H05K 9/00

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Y字形であるパターン化した小さな線状
    アンテナをこのアンテナが有する電磁界吸収等価面積を
    考慮し、かつ、その三方向に伸びる端部が隣接する線状
    アンテナの中心交差部に近づくようにして定期的に配列
    させたことを特徴とする電磁シールド性能を備えたボー
    ド。
  2. 【請求項2】 小さな線状アンテナは、ボード本体の裏
    面に配列させる請求項1記載の電磁シールド性能を備え
    たボード。
  3. 【請求項3】 小さな線状アンテナは、ボード本体と仕
    上げ材の間で配列させる請求項1記載の電磁シールド性
    能を備えたボード。
  4. 【請求項4】 小さな線状アンテナは、ボード本体内に
    埋設する請求項1記載の電磁シールド性能を備えたボー
    ド。
  5. 【請求項5】 線状アンテナは、複数の周波数帯を遮断
    できるように複数種からなる請求項1ないし請求項4の
    いずれかに記載の電磁シールド性能を備えたボード。
  6. 【請求項6】 線状アンテナは、1885〜1950MHzおよ
    び2420〜2480MHzの二つの周波数帯を遮断できるもの
    である請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の電磁
    シールド性能を備えたボード。
  7. 【請求項7】 線状アンテナは、第1のアンテナをY字
    形のものとし、第2のアンテナとしてこれを囲う白抜き
    枠文字のY字形のものとの組合わせによる複合アンテナ
    とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の電磁
    シールド性能を備えたボード。
  8. 【請求項8】 ボードは木製板である請求項1ないし請
    求項7のいずれかに記載の電磁シールド性能を備えたボ
    ード。
  9. 【請求項9】 ボードは無機質板である請求項1ないし
    請求項8のいずれかに記載の電磁シールド性能を備えた
    ボード。
  10. 【請求項10】ボードは合成樹脂板である請求項1ない
    し請求項8のいずれかに記載の電磁シールド性能を備え
    たボード。
  11. 【請求項11】ボードは壁材である請求項1ないし請求
    項10のいずれかに記載の電磁シールド性能を備えたボー
    ド。
  12. 【請求項12】ボードは床材である請求項1ないし請求
    項10のいずれかに記載の電磁シールド性能を備えたボー
    ド。
  13. 【請求項13】ボードは天井材である請求項1ないし請
    求項10のいずれかに記載の電磁シールド性能を備えたボ
    ード。
  14. 【請求項14】ボードは間仕切り材である請求項1ない
    し請求項10のいずれかに記載の電磁シールド性能を備え
    たボード。
  15. 【請求項15】ボードは可搬できるパーティションであ
    る請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の電磁シー
    ルド性能を備えたボード。
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