以下、添付図面に従って本発明に係るスペーサ付きアンテナユニット及びアンテナユニット付きガラス窓の好ましい実施形態を説明する。
図1は、第1実施形態に係るスペーサ付きアンテナユニット10が、ガラス窓17に取り付けられた第1実施形態のアンテナユニット付きガラス窓12の斜視図である。図2は、図1に示したスペーサ付きアンテナユニット10の拡大斜視図である。なお、図1及び図2では、建物14の室内側から見たスペーサ付きアンテナユニット10が示されている。
図1及び図2に示すスペーサ付きアンテナユニット10は、アンテナユニット16を有し、このアンテナユニット16がガラス窓17を構成するガラス板18に一対のスペーサ20、20を介して着脱自在に取り付けられている。このスペーサ20、20は着脱部材の一例である。つまり、第1実施形態では、着脱部材がスペーサ20によって構成され、スペーサ20によってアンテナユニット16がガラス板18に着脱自在に取り付けられた態様が示されている。なお、以下に説明するX方向とはガラス板18の厚さ方向を指し、Y方向とはX方向に直交する方向であってガラス板18の幅方向を指す。また、Z方向とはX方向及びY方向にそれぞれ直交する方向であってガラス板18の高さ方向を指す。実施形態では、Z方向の一例として鉛直方向を例示するが、Z方向とは厳密な鉛直方向のみを指すものではなく、厳密な鉛直方向に対して微小量傾斜した方向を含むものであってもよい。
ガラス窓17は、建物14の開口部24に対し、建物14の床面22に対してZ方向に立設された既存の建具である。このガラス窓17は、矩形状のガラス板18と、ガラス板18の縦縁部及び横縁部に取り付けられた金属製の窓枠(「サッシ」とも言う。)26と、を有する。ガラス板18としては、単板のガラス板を適用してもよく、複層ガラス又は合わせガラスを適用してもよい。また、窓枠26は、Y方向に沿った上横枠26A及び下横枠26Bと、Z方向に沿った左縦枠26C及び右縦枠26Dと、によって枠状に構成された既知のものである。
図2に示すように、アンテナユニット16は、平面視で矩形状のガラス製の板状体を主として構成されており、表裏の主面16A、16Bと、上端面16C、下端面16D、左端面16E、右端面16Fと、を有している。ここでは、室外側を向く面を表面(主面16A)とし、室内側を向く面を裏面(主面16B)として説明する。
アンテナユニット16は、図1の如く、ガラス板18よりも面積が小さく構成されており、その配置位置は、電磁波の送受信の感度の関係でガラス板18の高所に設定されている。ここで、高所とは、特にその位置を厳密に規定するものではなく、例えば、ガラス板18のZ方向の中間位置を境にして、その中間位置よりも上側を高所と規定してもよい。なお、実施形態では、矩形状のアンテナユニット16を例示するが、その形状は、例えば楕円又は真円などの円形状であってもよく、四角形状を除く多角形状であってもよい。
アンテナユニット16は、その主面16Aにアンテナ28が備えられている。アンテナ28は、例えば、主面16Aに金属材料を印刷することにより備えられる。アンテナ28を構成する金属材料としては、金、銀又は銅などの導電性材料が用いられる。また、アンテナ28は、光透過性を有することが好ましい。光透過性を有するアンテナ28であれば、意匠性がよく、また、平均日射吸収率を低下させることができるので好ましい。このアンテナ28には、不図示の導線が接続されている。このように構成されたアンテナユニット16は、主面16Aの左右両側の縦縁部が、前述した一対のスペーサ20、20を介してガラス板18に着脱自在に取り付けられる。
図3は、スペーサ付きアンテナユニット10の組立斜視図である。また、図4は、図2に示した左側のスペーサ20の組立斜視図であり、図5は、図2に示した右側のスペーサ20の組立斜視図である。以下、スペーサ20の構成を説明するにあたり、図3から図5に示した左右のスペーサ20、20は同一構成なので、ここでは、図4に示したスペーサ20を説明し、図5に示したスペーサ20については、同一の符号を付すことで説明を省略する。
図4に示すように、スペーサ20は、アンテナユニット16(図3参照)の側に取り付けられる第1スペーサ30と、ガラス板18(図1参照)の側に取り付けられる第2スペーサ40と、第1スペーサ30と第2スペーサ40とを着脱可能に固定する留め具50とを有している。
第1スペーサ30及び第2スペーサ40は、互いに長手軸(Z軸)を有する柱状部材で構成されている。具体的に説明すると、第1スペーサ30は、X-Y平面における断面形状が略矩形状の柱状部材であり、第2スペーサ40は、X-Y平面における断面形状がL字状の柱状部材である。
第1スペーサ30及び第2スペーサ40は、長手軸の方向に沿って互いに摺動可能にガイドするガイド面31、41と、摺動可能な摺動範囲内において互いの連結位置を規定する規定部32、42とをそれぞれ有している。上記のガイド面31、41は、一例としてY軸方向において互いに対向した平坦な側面として構成されている。また、上記の規定部32は、一例として第1スペーサ30の下部に形成された平坦な下面として構成され、上記の規定部42は、一例として第2スペーサ40の下部に形成された平坦な底面として構成されている。規定部32が規定部42に当接又は載置されることにより、第1スペーサ30と第2スペーサ40とが着脱自在に取り付けられる。なお、規定部32と規定部42とを止めネジ(不図示)によって着脱自在に固定してもよい。
また、第1スペーサ30と第2スペーサ40のそれぞれの上面34、44には、互いに係合する係合部が設けられる。この係合部は、第2スペーサ40の上面44にZ軸方向に沿って形成された溝部43と、第1スペーサ30の上面34にZ軸方向に沿って形成されたフック部33とを有している。溝部43とフック部33とは、ガイド面31、41を互いに当接させた状態で、第1スペーサ30と第2スペーサ40とを互いにZ軸方向に摺動させることにより係合される。これにより、第2スペーサ40に対する第1スペーサ30の倒れが規制される。
実施形態のスペーサ20では、上記の摺動及び係合動作を許容するために、第2スペーサ40の上部は、その上部から第1スペーサ30の上部を突出させるために開放されている。また、第2スペーサ40の下部には、第1スペーサ30の下部に当接する壁部46がZ方向に沿って突設され、この壁部46に第1スペーサ30の下部が当接されることによっても上記の倒れが規制されている。なお、上記の溝部43は第1スペーサ30の側に形成されもよく、上記のフック部33は第2スペーサ40の側に形成されてもよい。
留め具50は、天板51と、互いに直交する2つの壁部52、53と、を有する略蓋状に構成されており、第1スペーサ30の上面34と第2スペーサ40の上面44とに天板51が被せられる。また、天板51にはネジ孔(貫通孔でもよい。)54がZ軸方向に沿って貫通して形成されており、このネジ孔54に対向する第1スペーサ30の上面34にはネジ孔35がZ軸方向に沿って形成されている。また、壁部52には、天板51を上記の上面34、44に被せた場合に、フック部33との緩衝を避ける逃げ溝55がZ軸方向に沿って形成されている。
このように構成された留め具50は、天板51を上面34、44に被せ、ネジ孔54からネジ孔35に止めネジ56(図3参照)を締結することにより第1スペーサ30に連結される。この場合、第1スペーサ30と第2スペーサ40とは上記の係合部によって係合されているため、上記のように留め具50を止めネジ56によって第1スペーサ30に連結することにより、第1スペーサ30と第2スペーサ40とが留め具50によって着脱可能に連結される。なお、実施形態のスペーサ付きアンテナユニット10において、留め具50は必須の部材ではないが、留め具50を備えることにより第1スペーサ30と第2スペーサ40とを固定できるため好ましい。また、留め具50によって第1スペーサ30と第2スペーサ40とを固定することにより、ガラス窓17とアンテナユニット16との距離が保持されるので、アンテナユニット16のアンテナ性能が安定する。
上記構成のスペーサ20を有するスペーサ付きアンテナユニット10は、図3に示すように、アンテナユニット16が第1スペーサ30に貼着テープ60によって貼着されることにより構成される。また、スペーサ付きアンテナユニット10は、第2スペーサ40に貼着された貼着テープ62によってガラス板18(図1参照)に貼着される。
貼着テープ60は、第1貼着テープの一例であり、第1スペーサ30の室内側に向いた側面36に沿って貼着されている。また、貼着テープ62は、第2貼着テープの一例であり、第2スペーサ40のガラス板18に対向する側面45に沿って貼着されている。なお、スペーサ付きアンテナユニット10がガラス板18に貼着されるまで、貼着テープ62には離形紙64が予め貼られている。
スペーサ20を構成する第1スペーサ30と第2スペーサ40と留め具50は、透明部材で構成されることが好ましい。また、貼着テープ60、62も同様に透明部材で構成されることが好ましい。このようにスペーサ20及び貼着テープ60、62を透明部材で構成することにより、ガラス板18の透明性を担保できるので、アンテナユニット付きガラス窓12の意匠性が向上する。透明部材のスペーサ20としては、アクリル製のものを例示できる。また、透明部材の貼着テープ60、62としては、アクリルフォーム基材強接着両面テープ(住友スリーエム社製VHBテープ(登録商標)を例示できる。
なお、スペーサ20及び貼着テープ60、62は透明部材であることに限定されるものではなく、スペーサ20としては、例えばAES(acrylonitrile・ethylene-propylene-diene・styrene)製又はポリカーボネイト製のものを適用でき、また、貼着テープ60、62としては、ブチルテープ、又は日東電工社製HYPERJOINT(登録商標)のものを適用できる。
次に、第1実施形態のアンテナユニット付きガラス窓12の組立方法の一例について説明する。
まず、スペーサ付きアンテナユニット10を組み立てるために、第1スペーサ30、30を貼着テープ60、60によってアンテナユニット16の主面16Aの左右両側の縦縁部に貼着する。次に、アンテナユニット16が貼着された第1スペーサ30、30と第2スペーサ40、40とを連結する。すなわち、第2スペーサ40の上部から第1スペーサ30の上部を突出させ、且つ第1スペーサ30のガイド面31と第2スペーサ40のガイド面41とを互いに当接させた状態で、第2スペーサ40に対し第1スペーサ30を下方に摺動させて、溝部43にフック部33を係合させる。次に、第1スペーサ30の上面34と第2スペーサ40の上面44とに留め具50の天板51を被せた後、ネジ孔54からネジ孔35に止めネジ56を締結する。以上でスペーサ付きアンテナユニット10が組み立てられる。
次に、スペーサ付きアンテナユニット10をガラス板18に取り付ける作業を行う。すなわち、第2スペーサ40、40に貼着された貼着テープ62、62から離形紙64、64を剥がした後、第2スペーサ40、40を貼着テープ62、62によってガラス板18に貼着する(図1参照)。そして、留め具50、50にワイヤ等の線状部材66、66の下端を連結し、線状部材66、66の上端を窓枠26の上横枠26Aに連結する。これにより、第1実施形態のアンテナユニット付きガラス窓12が組み立てられる。なお、線状部材66、66は必須の部材ではない。
次に、アンテナユニット16をメンテナンスするために、ガラス窓17からアンテナユニット16を取り外す取り外し方法について説明する。
まず、線状部材66、66の下端を留め具50、50から取り外す。次に、止めネジ56、56を緩めて第1スペーサ30と第2スペーサ40とから留め具50、50を取り外す。次に、アンテナユニット16をZ軸方向の上方側に持ち上げる。これにより、第1スペーサ30が第2スペーサ40に対して上方に移動され、第2スペーサ40の溝部43から第1スペーサ30のフック部33が外れる。この後、アンテナユニット16を室内側に引き寄せる。この動作によって、アンテナユニット16をガラス窓17から取り外すことができる。
したがって、第1実施形態のスペーサ付きアンテナユニット10によれば、アンテナユニット16は、着脱部材であるスペーサ20を介してガラス窓17のガラス板18に着脱自在に取り付けられるので、アンテナユニット16をガラス窓17から容易に取り外すことができる。
ここで、第1実施形態のスペーサ20は、第1スペーサ30と第2スペーサ40とを既述の係合部により係合させた後、第1スペーサ30に留め具50を連結することにより第1スペーサ30と第2スペーサ40とを着脱自在に連結している。つまり、着脱自在な構成として、係合部を用いる態様を説明したが、係合部は必ずしも必要ではない。例えば、留め具50の天板51の下部に4つの壁面を枠状に連接し、4つの側面にて画成される立方体形状の凹部に第1スペーサ30と第2スペーサ40のそれぞれの上部を嵌入する。そして、第1スペーサ30若しくは第2スペーサ40に留め具50を止めネジ56によって連結する。このような構成の留め具50を用いることにより、上記の係合部を用いることなく第1スペーサ30と第2スペーサ40とを留め具50によって着脱自在に連結できる。
図13は、第1実施形態のスペーサ付きアンテナユニット10において、変形例の左側のスペーサ320の組立斜視図であり、図14は、変形例の右側のスペーサ320の組立斜視図である。以下、スペーサ320の構成を説明するにあたり、左右のスペーサ320、320は同一構成なので、ここでは、図13に示したスペーサ320を説明し、図14に示したスペーサ320については、同一の符号を付すことで説明を省略する。
図13に示すように、スペーサ320は、アンテナユニット16(図3参照)の側に取り付けられる第1スペーサ330と、ガラス板18(図1参照)の側に取り付けられる第2スペーサ340とを有し、留め具50を備えない代わりに回転部360と天板370とを有する。上述した第1実施形態のスペーサ付きアンテナユニット10と同様に、溝部343とフック部333とを係合させることにより、第2スペーサ340と第1スペーサ330とが係合され、第2スペーサ340に対する第1スペーサ330の倒れが規制される。また、溝部343とフック部333とを係合させたときに、第2スペーサ340は第1スペーサ330に対して長手軸(Z軸)方向に突出しており、回転部360がネジ(不図示)をネジ孔364からネジ孔344に締結することにより第2スペーサ340に連結される。回転部360は、L字状であり、ネジ孔364、344を軸としてYZ平面内で回転自在に第2スペーサ340に支持された部材である。天板370は、ネジ(不図示)をネジ孔374からネジ孔334に締結することにより、第1スペーサ330に連結される。
図15は、変形例の左側のスペーサ320の第1スペーサ330がアンテナユニット16に取り付けられ、第2スペーサ340と係合されたときのスペーサ付きアンテナユニット10の拡大斜視図である。地震などにより第1スペーサ330が振動して第2スペーサ340に対して上方に移動するおそれが考えられる。第2スペーサ340に対して第1スペーサ330を上方に移動させる力が働いても、回転部360の突出部361が第1スペーサ330の直上に位置することにより、第1スペーサ330が突出部361に当たる。このため、第2スペーサ40の溝部343から第1スペーサ30のフック部333が外れず、アンテナユニット16の落下が防げられる。
図16は、アンテナユニット16に取り付けられた変形例の第1スペーサ330を第2スペーサ340から取り外すときのスペーサ付きアンテナユニット10の拡大斜視図である。回転部360を、ネジ孔364、344を軸として図15の位置に対してYZ平面内で略90°回転させる。これにより、第1スペーサ330を第2スペーサ340に対して上方に移動させても、第1スペーサ330が突出部361に当たらない。このため、第2スペーサ40の溝部343から第1スペーサ30のフック部333が外れ、アンテナユニット16を第2スペーサ340から取り外すことができる。
次に、第2実施形態のスペーサ付きアンテナユニットについて説明する。
図6は、第2実施形態に係るスペーサ付きアンテナユニット100がガラス窓17に取り付けられた第2実施形態のアンテナユニット付きガラス窓112の斜視図である。図7は、図6に示したスペーサ付きアンテナユニット100の拡大斜視図である。なお、図6及び図7は、建物14の室内側から見たスペーサ付きアンテナユニット100が示されている。
以下、スペーサ付きアンテナユニット100及びアンテナユニット付きガラス窓112を説明するにあたり、図1から図5に示したスペーサ付きアンテナユニット10及びアンテナユニット付きガラス窓12と同一又は類似の部材については同一の符号を付してその説明は省略する。
図6に示すスペーサ付きアンテナユニット10は、アンテナユニット16がガラス板18に一対のスペーサ120、120を介して着脱自在に取り付けられている。このスペーサ120、120は着脱部材の一例である。
図8は、スペーサ付きアンテナユニット100の組立斜視図である。また、図9は、図6に示した左側のスペーサ120の組立斜視図であり、図10は、図6に示した右側のスペーサ120の組立斜視図である。スペーサ120の構成を説明するにあたり、図8から図10に示した左右のスペーサ120、120は同一構成なので、ここでは、図9に示したスペーサ120を説明し、図10に示したスペーサ120については、同一の符号を付すことで説明を省略する。
図9に示すように、スペーサ120は、アンテナユニット16(図8参照)の側に取り付けられる第1スペーサ130と、ガラス板18(図6参照)の側に取り付けられる第2スペーサ140と、第1スペーサ130と第2スペーサ140とを着脱可能に連結する留め具150とを有している。また、スペーサ120は、第1スペーサ130と第2スペーサ140との連結位置を規定する規定部160を有している。
第1スペーサ130及び第2スペーサ140は、互いに長手軸(Z軸)を有する柱状部材に構成されている、具体的に説明すると、第1スペーサ130は、X-Y平面における断面形状が略矩形状の柱状に構成され、第2スペーサ140は、X-Y平面における断面形状がL字状の柱状に構成されている。
第1スペーサ130及び第2スペーサ140は、長手軸の方向に沿って互いに摺動可能にガイドする一対のガイド面131、131、141、141をそれぞれ有し、摺動可能な摺動範囲内において互いの連結位置が上記の規定部160によって規定されている。ガイド面131、131、141、141は、一例としてX軸方向及びY軸方向において互いに対向した平坦な側面として構成されている。また、上記の規定部160は、一例として第2スペーサ140の下部に形成された一対のアリ溝162、162と、アリ溝162、162に着脱自在に嵌合される一対のアリ部164、164を備えた受け板166とを有している。受け板166が第2スペーサ140の下部に配置され、この受け板166に第1スペーサ130の下面132が当接又は載置されることにより、第1スペーサ130と第2スペーサ140との連結位置が規定される。なお、第1スペーサ130と受け板166とを止めネジ(不図示)によって着脱自在に固定してもよい。
留め具150は、第2スペーサ140の上部に一体に構成されており、天板151と壁部152とを有している。天板151には貫通孔153がZ軸方向に沿って形成されており、この貫通孔153に対向する第1スペーサ130の上面133には孔134がZ軸方向に沿って形成されている。そして、貫通孔153には図8に示すピン154が嵌入され、貫通孔153に貫通したピン154の下部が第1スペーサ130の孔134に挿入される。これにより、第1スペーサ130と第2スペーサ140とが留め具150のピン154によって着脱可能に連結される。また、ピン154の下部が孔134に挿入されることにより、第2スペーサ40に対する第1スペーサ30の倒れが規制される。
実施形態のスペーサ120では、上記の摺動動作を許容するために、第2スペーサ140の下部は、その下部から第1スペーサ130を挿抜するために開放されている。また、留め具150の壁部152に第1スペーサ130の上部が当接されることによっても上記の倒れが規制されている。
次に、第2実施形態のアンテナユニット付きガラス窓112の組立方法の一例について説明する。
まず、スペーサ付きアンテナユニット100を組み立てるために、第1スペーサ130、130を貼着テープ60、60によってアンテナユニット16の主面16Bの左右両側の縦縁部に貼着する。次に、アンテナユニット16が貼着された第1スペーサ130、130と第2スペーサ140、140とを連結する。すなわち、第2スペーサ140の下部開放部から第1スペーサ130の上部を挿入した後、第1スペーサ130のガイド面131、131と第2スペーサ140のガイド面141、141とを互いに当接させた状態で、第1スペーサ130と第2スペーサ140とを互いに摺動させて、ピン154の下部を第1スペーサ130の孔134に挿入する。次に、第2スペーサ140の下部に受け板166を配置し、この受け板166に第1スペーサ130の下面132を載置する。以上でスペーサ付きアンテナユニット100が組み立てられる。
次に、スペーサ付きアンテナユニット100をガラス板18に取り付ける作業を行う。すなわち、第2スペーサ140、140に貼着された貼着テープ62、62(図8参照)から離形紙64、64(図3参照)を剥がした後、第2スペーサ140、140を貼着テープ62、62によってガラス板18に貼着する(図6参照)。そして、留め具150、150に線状部材66、66の下端を連結し、線状部材66、66の上端を窓枠26(図6参照)の上横枠26Aに連結する。これにより、第2実施形態のアンテナユニット付きガラス窓12が組み立てられる。
次に、ガラス窓17からアンテナユニット16を取り外す取り外し方法について説明する。
まず、受け板166を第2スペーサ140の下部から取り外し、第2スペーサ140の下部を開放する。次に、アンテナユニット16をZ軸方向の下側に移動させる。これにより、第1スペーサ30が第2スペーサ40に対して下方に移動され、ピン154から孔134が外れる。この後、アンテナユニット16を更に下側に移動させ、第2スペーサ140の下部開放部から第1スペーサ130を引き抜く。この動作によって、アンテナユニット16をガラス窓17から取り外すことができる。
したがって、第2実施形態のスペーサ付きアンテナユニット100によれば、アンテナユニット16は、着脱部材であるスペーサ120を介してガラス窓17のガラス板18に着脱自在に取り付けられるので、アンテナユニット16をガラス窓17から容易に取り外すことができる。
次に、第3実施形態のスペーサ付きアンテナユニットについて説明する。
図11は、第3実施形態のスペーサ付きアンテナユニット200の要部斜視図であり、図12は、スペーサ付きアンテナユニット200の組立斜視図である。
図11及び図12に示すスペーサ付きアンテナユニット200は、アンテナユニット16がガラス窓17(図1参照)を構成する窓枠26(図1参照)の上横枠26Aに吊下部材202を介して着脱自在に取り付けられる。この吊下部材202は着脱部材の一例である。つまり、第3実施形態では、着脱部材が吊下部材202によって構成され、吊下部材202によってスペーサ付きアンテナユニット200が窓枠26(図1参照)に着脱自在に取り付けられた態様が示されている。
吊下部材202は、スペーサ204の側に着脱自在に取り付けられる留め具206と、上横枠26A(図1参照)の側に着脱自在に取り付けられるブラケット208と、を備えている。留め具206は、スペーサ204の上部とアンテナユニット16の上隅部に被せられ、ブラケット208の下部水平部210とともに止めネジ212によってスペーサ204の上部に着脱自在に連結される。また、ブラケット208の上部水平部214が止めネジ216によって上横枠26A(図1参照)に着脱自在に連結される。ここで、留め具206は第1着脱部の一例であり、ブラケット208は第2着脱部の一例である。
上記のように構成されたスペーサ付きアンテナユニット200によれば、止めネジ216を緩めて上横枠26A(図1参照)からブラケット208を取り外したり、止めネジ212を緩めてブラケット208からアンテナユニット16を取り外したりすることにより、アンテナユニット16をガラス窓17(図1参照)から取り外すことができる。
したがって、第3実施形態のスペーサ付きアンテナユニット200によれば、アンテナユニット16は、着脱部材である吊下部材202を介してガラス窓17の窓枠26に着脱自在に取り付けられるので、アンテナユニット16をガラス窓17から容易に取り外すことができる。
また、図11及び図12に示すスペーサ204は、1本の透明部材によって構成されていることが好ましい。スペーサ204は、貼着テープ60(図3参照)によってアンテナユニット16に貼着されていることが好ましい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良又は変形を行ってもよい。
本国際出願は、2019年12月3日に出願した日本国特許出願第2019-218864号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2019-218864号の全内容を本国際出願に援用する。