(57)【要約】  対象とする周波数の電磁波に対して電磁波シールド機能を発揮させることができる鉄筋コンクリート仕切体を提供する。  内部空間Ｒ１から外部空間Ｒ２に向けて伝搬する対象周波数の電磁波を減衰させるＲＣ壁１である。  そして、内部空間から外部空間に向けての伝搬方向を厚さ方向とするコンクリート部２と、コンクリート部の内部空間側で格子状の鉄筋面３０を形成する前側鉄筋格子３と、外部空間側で格子状の鉄筋面４０を形成する後側鉄筋格子４と、前側鉄筋格子と後側鉄筋格子との間の位置に配設される溶接金網６とを備え、鉄筋面と溶接金網との伝搬方向の距離が、対象周波数の一波長の整数倍に調整されるとともに、前側鉄筋格子及び後側鉄筋格子の間隔Ｐ１が、溶接金網の間隔Ｓ１の３倍になるように調整されている。
2012114448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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させる電磁波シールド構造であって、
前記伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔を置いて並んで配設される複数の第１導体棒によって形成される主導体部と、
前記主導体部から前記伝搬方向に間隔を置いた位置で、前記第１導体棒と略同じ方向に向けて一定の間隔を置いて並んで配設される複数の第１副導体棒によって形成される副導体部とを備え、
前記主導体部と前記副導体部との前記伝搬方向の距離が、前記対象周波数の前記主導体部と前記副導体部との間に介在される媒質に依存する一波長の整数倍（ここで、整数は０を除く正の整数）の長さを基準に所定の許容誤差範囲内で設定されるとともに、
前記第１導体棒の間隔が、前記第１副導体棒の間隔の３の整数倍（ここで、整数は０を除く正の整数）の長さ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電磁波シールド構造。
【請求項２】
前記主導体部は、前記第１導体棒に交差するように一定の間隔を置いて並んで配設される複数の第２導体棒を有するとともに、
前記副導体部は、前記第２導体棒と略同じ方向に向けて一定の間隔を置いて並んで配設される複数の第２副導体棒を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁波シールド構造。
【請求項３】
前記第１導体棒と前記第２導体棒とは略直交していることを特徴とする請求項２に記載の電磁波シールド構造。
【請求項４】
前記副導体部は、前記伝搬方向に間隔を置いて配置される２つの前記主導体部の間に配置される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電磁波シールド構造。
【請求項５】
前記第１導体棒、前記第２導体棒、前記第１副導体棒又は前記第２副導体棒の少なくとも一つに対して、間隔の隙間が狭くなる方向に延出される拡幅部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁波シールド構造。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電磁波シールド構造を、前記伝搬方向を厚さ方向とするコンクリート部に埋設させたことを特徴とする鉄筋コンクリート仕切体。
【請求項７】
請求項２又は３に記載の電磁波シールド構造を、前記伝搬方向を厚さ方向とするコンクリート部に埋設させた鉄筋コンクリート仕切体であって、
前記第１導体棒の間隔と前記第２導体棒の間隔とは等しい格子間隔Ｐであるとともに、前記対象周波数の前記コンクリート部内の波長λｃとの関係で、λｃ＝0.2714Ｐ＋4.6833を満たす値を基準に所定の許容誤差範囲内で前記格子間隔Ｐが設定されることを特徴とする鉄筋コンクリート仕切体。
【請求項８】
前記コンクリート部には、電磁波の吸収性能を高める混合材又は気泡が混入されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の鉄筋コンクリート仕切体。
【請求項９】
パネル状に成形されたことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の鉄筋コンクリート仕切体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝搬される電磁波を減衰させるために、２つの空間の間に鉄筋コンクリートなどによって構築される壁や床などに設けられる電磁波シールド構造及び鉄筋コンクリート仕切体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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。【０００３】
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の壁を透過してしまう。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２１９７３号公報
【特許文献２】特開２００２−５４２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の電磁波シールド部材を壁表面に貼り付ける方法は、鉄筋コンクリートによって構築される構造体とは別に電磁波シールド部材を付加する方法であるため、材料費が追加される上に、電磁波シールド部材を貼り付ける作業などの工程が増える。【０００６】
また、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(Local Area Network)の電波は外部に漏洩させたくないなど、特定の周波数の電磁波のみを遮蔽したい場合がある。【０００７】
そこで、本発明は、対象とする周波数の電磁波に対して電磁波シールド機能を発揮させることができる電磁波シールド構造及び鉄筋コンクリート仕切体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の電磁波シールド構造は、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させる電磁波シールド構造であって、前記伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔を置いて並んで配設される複数の第１導体棒によって形成される主導体部と、前記主導体部から前記伝搬方向に間隔を置いた位置で、前記第１導体棒と略同じ方向に向けて一定の間隔を置いて並んで配設される複数の第１副導体棒によって形成される副導体部とを備え、前記主導体部と前記副導体部との前記伝搬方向の距離が、前記対象周波数の前記主導体部と前記副導体部との間に介在される媒質に依存する一波長の整数倍（ここで、整数は０を除く正の整数）の長さを基準に所定の許容誤差範囲内で設定されるとともに、前記第１導体棒の間隔が、前記第１副導体棒の間隔の３の整数倍（ここで、整数は０を除く正の整数）の長さ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。
また、本発明の鉄筋コンクリート仕切体は、上記電磁波シールド構造を、前記伝搬方向を厚さ方向とするコンクリート部に埋設させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された本発明の電磁波シールド構造は、伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔を置いて並んで配設される複数の第１導体棒によって形成される主導体部と、第１導体棒と略同じ方向に向けて一定の間隔を置いて並んで配設される複数の第１副導体棒によって形成される副導体部とが配置されている。また、主導体部と副導体部との距離が対象周波数の電磁波の波長に基づいて調整されている。そして、主導体部の第１導体棒の間隔に対して、副導体部の第１副導体棒の間隔が対象周波数の電磁波の伝搬を大きく減衰させることができる広さに調整されている。
このように、導体棒や副導体棒の間隔や位置関係を調整するだけで、対象とする周波数の電磁波に対して電磁波シールド機能を発揮させることができる。また、本発明の鉄筋コンクリート仕切体は、構造体として必然的に構築される鉄筋コンクリートの壁や床の中に副導体部を埋設させるだけで、対象周波数の電磁波を効果的に遮蔽することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態の鉄筋コンクリート仕切体の構成を説明する断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の鉄筋コンクリート仕切体の構成を説明する斜視図である。
【図３】主導体部の格子間隔と副導体部の格子間隔との関係を示した説明図である。
【図４】鉄筋コンクリート仕切体の電磁波シールド効果を確認するためにおこなった解析のモデルを模式的に示した説明図である。
【図５】解析結果を示す電界強度分布図である。
【図６】複数の副導体部の格子間隔に対して周波数と電磁波シールド効果との関係を示したグラフである。
【図７】主導体部と副導体部の格子間隔の複数の組み合わせに対して周波数と電磁波シールド効果との関係を示したグラフである。
【図８】鉄筋コンクリート仕切体の中で共振を起こす電磁波の周波数と主導体部の格子間隔との関係を示したグラフである。
【図９】鉄筋コンクリート仕切体の中で共振を起こす電磁波の反射波長と主導体部の格子間隔との関係を示したグラフである。
【図１０】実施例１の拡幅部が延出された導体棒によって形成された主導体部の構成を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
本実施の形態の鉄筋コンクリート仕切体としてのＲＣ壁１は、図１に示すように、一方の空間としての建物の内部空間Ｒ１と他方の空間としての建物の外部空間Ｒ２とを仕切るものである。このＲＣ壁１が設けられることによって、建物の内部空間Ｒ１から外部空間Ｒ２という伝搬方向、又は外部空間Ｒ２から内部空間Ｒ１という伝搬方向に伝搬される対象周波数の電磁波の遮蔽がおこなわれる。なお、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。
【００１２】
まず、図１，２を参照しながらＲＣ壁１の構成について説明する。
このＲＣ壁１は、図１，２に示すように、厚さＣのコンクリート部２と、コンクリート部２の内部空間Ｒ１側に埋設される主導体部としての前側鉄筋格子３と、前側鉄筋格子３と並列に外部空間Ｒ２側に埋設される主導体部としての後側鉄筋格子４と、前側鉄筋格子３と後側鉄筋格子４との間の略中央の位置に埋設される副導体部としての溶接金網６とを備えている。そして、伝搬方向に間隔を置いて側方から見て略平行に配置される前側鉄筋格子３と溶接金網６と後側鉄筋格子４とによって電磁波シールド構造が形成される。
【００１３】
このコンクリート部２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。また、コンクリート部２の配合は、ＲＣ壁１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。
また、このコンクリート部２によって形成される壁の内部空間Ｒ１側の面を前面１１とし、外部空間Ｒ２側の面を後面１２とする。さらに、コンクリート部２は、上記伝搬方向が厚さ方向となり、前面１１と後面１２は伝搬方向に略直交している。そして、図１の断面図に示すように、前面１１から内部空間Ｒ１方向に間隔を置いて、内装板５が前面１１と略平行に並べられる。
【００１４】
また、前側鉄筋格子３は、図２に示すように、鉛直方向に向けて立設された複数の第１導体棒としての縦鉄筋３１，・・・と、縦鉄筋３１に略直角となるように交差する複数の第２導体棒としての横鉄筋３２，・・・とによって格子状に形成される。すなわち、縦鉄筋３１，・・・及び横鉄筋３２，・・・は、それぞれ伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔を置いて並んで配設される。そして、縦鉄筋３１，・・・と横鉄筋３２，・・・とが接する面が鉄筋面３０となる。なお、「鉄筋」は、ＲＣ壁１の引張抵抗部材として配置される主構造部材である。
【００１５】
また、横鉄筋３２，３２及び縦鉄筋３１，３１は、それぞれ一定の間隔で略平行に配設されている。そして、横鉄筋３２，３２間の距離を間隔Ｐ１とし、縦鉄筋３１，３１間の距離を間隔Ｐ２とする。さらに、この間隔Ｐ１（Ｐ２）は、すべての横鉄筋３２，３２（縦鉄筋３１，３１）間で等しくしておく。なお、以下においては、間隔Ｐ１と間隔Ｐ２とが等しい場合は、両方を合わせて格子間隔Ｐと呼ぶ場合もある。
さらに、図１に示すように、縦鉄筋３１の直径を鉄筋径Ｂ１とし、横鉄筋３２の直径を鉄筋径Ｂ３とする。また、縦鉄筋３１とコンクリート部２の前面１１との距離を被り厚さＣ１とする。そして、前面１１と鉄筋面３０との距離をＤ１、鉄筋面３０と後面１２との距離をＤ２とする。
【００１６】
一方、後側鉄筋格子４は、前側鉄筋格子３と同様に、鉛直方向に向けて立設された複数の第１導体棒としての縦鉄筋４１，・・・と、縦鉄筋４１に略直角となるように交差する複数の第２導体棒としての横鉄筋４２，・・・とによって格子状に形成される。すなわち、縦鉄筋４１，・・・及び横鉄筋４２，・・・は、それぞれ伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔を置いて略平行に配設される。そして、縦鉄筋４１と横鉄筋４２とが接する面が鉄筋面４０となる。また、前側鉄筋格子３の鉄筋面３０と鉄筋面４０とのコンクリート部２の厚さ方向の間隔を、距離Ｃ３とする。
【００１７】
また、横鉄筋４２，４２間の距離及び縦鉄筋４１，４１間の距離は、前側鉄筋格子３と同様に間隔Ｐ１，Ｐ２とし、すべての横鉄筋４２，４２（縦鉄筋４１，４１）間で等しくしておく（格子間隔Ｐ）。
さらに、図１に示すように、縦鉄筋４１の直径を鉄筋径Ｂ２とし、横鉄筋４２の直径を鉄筋径Ｂ４とする。また、縦鉄筋４１とコンクリート部２の後面１２との距離を被り厚さＣ２とする。
【００１８】
また、溶接金網６によって形成される後述する副鉄筋面６０は、前側鉄筋格子３の鉄筋面３０及び後側鉄筋格子４の鉄筋面４０と略平行になるようにコンクリート部２に埋設されている。この溶接金網６は、鉛直方向に向けて立設された複数の第１副導体棒としての縦線材６１，・・・と、縦線材６１に略直角となるように交差する複数の第２副導体棒としての横線材６２，・・・とによって格子状に形成される。すなわち、縦線材６１，・・・及び横線材６２，・・・は、それぞれ伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔を置いて並んで配設される。そして、縦線材６１，・・・と横線材６２，・・・とが接する面が副鉄筋面６０となる。なお、溶接金網６は、上述した鉄筋のようにＲＣ壁１の主構造部材として配置されるものではなく、直径が小さい鉄筋、鋼線などによって形成される。
【００１９】
また、横線材６２，６２及び縦線材６１，６１は、それぞれ一定の間隔で略平行に配設されている。そして、横線材６２，６２間の距離を間隔Ｓ１とし、縦線材６１，６１間の距離を間隔Ｓ２とする。さらに、この間隔Ｓ１（Ｓ２）は、すべての横線材６２，６２（縦線材６１，６１）間で等しくしておく。なお、以下においては、間隔Ｓ１と間隔Ｓ２とが等しい場合は、両方を合わせて格子間隔Ｓと呼ぶ場合もある。
さらに、図１に示すように、縦線材６１の直径を副鉄筋径Ｅ１とし、横線材６２の直径を副鉄筋径Ｅ２とする。また、溶接金網６の副鉄筋面６０と後側鉄筋格子４の鉄筋面４０との距離をＤ３とする。
【００２０】
そして、図２，３に示すように、縦鉄筋３１，４１と縦線材６１とは略同じ方向を向いている。また、横鉄筋３２，４２と横線材６２とは略同じ方向を向いている。さらに、図３に示すように、前側鉄筋格子３（又は後側鉄筋格子４）の格子間隔Ｐと溶接金網６の格子間隔Ｓとの比は、Ｐ：Ｓ＝３ｎ：１（ｎは０を除く正の整数）となるように設定する。
【００２１】
次に、図４及び図５を参照しながら、本実施の形態のＲＣ壁１の電磁波シールド効果を検討するためにおこなった解析について説明する。
図４は、有限要素法による数値シミュレーションで使用する解析モデルの一部を模式的に示した図である。この図４に示すように、モデル化されたＲＣ壁Ｍ１の両側に内部空間ＭＲ１と外部空間ＭＲ２がモデル化される。また、ＲＣ壁Ｍ１の内部には、図３に示した格子（格子間隔Ｐ，Ｐ）の４分の１であるＬ字状の前側鉄筋格子Ｍ３と後側鉄筋格子Ｍ４とがモデル化されている。さらに、その格子（格子間隔Ｐ，Ｐ）の４分の１の範囲に収まる溶接金網Ｍ６もモデル化されている。そして、ＲＣ壁Ｍ１の内部空間Ｒ１側が前面Ｍ１１となり、ＲＣ壁Ｍ１の外部空間ＭＲ２側が後面Ｍ１２となる。
なお、鉄筋径Ｂ１−Ｂ４を10mm、副鉄筋径Ｅ１，Ｅ２を3.2mm、ＲＣ壁Ｍ１の厚さＣを200mm、前側鉄筋格子３の被り厚さＣ１を40mm、後側鉄筋格子４の被り厚さＣ２を35mm、鉄筋面３０と鉄筋面４０との距離Ｃ３を105mm、副鉄筋面６０と鉄筋面４０との距離Ｄ３を50.9mmとして解析をおこなった（図１参照）。
【００２２】
この解析では、内部空間ＭＲ１側からＲＣ壁Ｍ１に向けて垂直偏波の平面波を伝搬させて、外部空間ＭＲ２側まで伝搬される電磁波の電界強度を確認した。また、垂直偏波は、周波数を2.0 GHz−3.0 GHzまで0.01 GHz刻みで変化させてシミュレーションをおこなった。それらの解析結果の中で、ＲＣ壁Ｍ１による電磁波シールド効果が高かった一例を、側方から見た電界強度分布図として図５に示した。図中では、相対的に電界強度が高い部分を濃いドットで示し、電界強度が低くなるにつれてドットが薄くなり、さらには白色になるという表示としている。
【００２３】
図５は、2.79GHzの周波数の垂直偏波の平面波を伝搬させたときの電界強度分布図である。この周波数の電磁波を伝搬させると、図５に示すように溶接金網Ｍ６と後側鉄筋格子Ｍ４との間で定在波が形成されて電界強度が高く（濃いドット）なっていることがわかる。これは、溶接金網Ｍ６と後側鉄筋格子Ｍ４との間（図１の距離Ｄ３）で共振が起きて、反射波の多重反射の相互関係により定在波が形成されたものと考えられる。すなわち、溶接金網Ｍ６と後側鉄筋格子Ｍ４は、入射した電磁波の少なくとも一部を反射する半透過面として機能していると考えられる。そして、こうした２つの半透過面の間で共振が起こり、定在波が形成されるのは、半透過面同士の距離が、共振する電磁波の一波長の概ね整数倍になっているためと考えられる。
【００２４】
他方、外部空間ＭＲ２では電界強度が非常に低く（薄いドット又は白色）なっているのは、ＲＣ壁Ｍ１内の共振によって電磁波が減衰され、外部空間ＭＲ２にほとんど電磁波が伝搬されなかったためと考えられる。
このようにＲＣ壁Ｍ１では、特定の周波数のときに壁内部で共振が起き、透過波が抑制されることがわかる。ここで、透過波の抑制に寄与する現象としては、共振と共振以外の現象とが考えられるが、少なくとも共振が発生しているので、これらの現象を合わせて「共振に準じた現象」という。
【００２５】
図６は、前側鉄筋格子３の格子間隔Ｐと後側鉄筋格子４の格子間隔Ｐを150mmに固定したうえで、溶接金網６の格子間隔Ｓを30mm,50mm,75mm,150mmと変化させて上述した解析をおこなった結果を示している。また、比較のために溶接金網６がないケースの解析もおこなった。
この図６では、周波数を横軸に、電磁波シールド効果（ＳＥ）を縦軸にとっている。ここで、電磁波シールド効果（ＳＥ）は、ＲＣ壁Ｍ１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（ＲＣ壁Ｍ１が無いときの電界強度／ＲＣ壁Ｍ１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し、シールド率でいうと90％となる。
【００２６】
図６のグラフを見ると、溶接金網６の格子間隔Ｓが50mmのケース（二点鎖線）で、周波数2.8GHzにおいて電磁波シールド効果（ＳＥ）のピーク（23ｄＢ）が発生している。これは、溶接金網６がないケース（実線）のピーク（周波数2.79GHzで15ｄＢ）と比べて約8ｄＢも大きな電磁波を減衰する効果が得られることを示している。
これに対して溶接金網６の格子間隔Ｓが30mm，75mm，150mmの各ケースは、溶接金網６がないケースと同程度にしか電磁波を減衰することができない。すなわち、50mmを境にして、溶接金網６の格子間隔Ｓが狭くなったとしても、広くなったとしても、溶接金網６の格子間隔Ｓが50mmのときのような電磁波を減衰する効果が得られないことがわかる。そして、この格子間隔Ｓが50mmとは、前側鉄筋格子３及び後側鉄筋格子４の格子間隔Ｐ＝150mmと、Ｐ：Ｓ＝３：１の関係にある。
【００２７】
そこで、前側鉄筋格子３及び後側鉄筋格子４の格子間隔Ｐと溶接金網６の格子間隔Ｓとの比が、Ｐ：Ｓ＝３：１となるように設定しておこなった解析結果を図７に示した。すなわち図７は、格子間隔Ｐを150mm，160mm，170mm，180mmと10mm単位で変化させ、それぞれに対して３分の１となるように格子間隔Ｓを50mm，53mm，56mm，60mmに設定した各ケースの解析結果を示した図である。
この図７を見ると、すべてのケースにおいて大きなピークが現れていることがわかる。すなわち、Ｐ＝150mm：Ｓ＝50mmのケース（実線）は、周波数2.8GHzにおいて電磁波シールド効果（ＳＥ）のピーク（23ｄＢ）が発生している。また、Ｐ＝160mm：Ｓ＝53mmのケース（一点鎖線）では、周波数2.6GHzにおいて電磁波シールド効果（ＳＥ）のピーク（26.7ｄＢ）が発生している。さらに、Ｐ＝170mm：Ｓ＝56mmのケース（二点鎖線）では、周波数2.5GHzにおいて電磁波シールド効果（ＳＥ）のピーク（21.4ｄＢ）が発生している。そして、Ｐ＝180mm：Ｓ＝60mmのケース（破線）では、周波数2.36GHzにおいて電磁波シールド効果（ＳＥ）のピーク（16.3ｄＢ）が発生している。よって、格子間隔Ｐと格子間隔Ｓとの比がＰ：Ｓ＝３：１となるように設定することで、大きな電磁波シールド効果（ＳＥ）が得られることがわかる。
【００２８】
以上で説明した解析結果からわかるように、ＲＣ壁１内部では、後側鉄筋格子４の鉄筋面４０と溶接金網６の副鉄筋面６０との間、若しくは前側鉄筋格子３の鉄筋面３０と溶接金網６の副鉄筋面６０との間、又は後側鉄筋格子４の鉄筋面４０と前側鉄筋格子３の鉄筋面３０との間で電磁波の共振に準じた現象が起きており、それによって電磁波のエネルギーが損失されている。
ここで発生している共振に準じた現象は、１次の共振だけでなく、２次，３次，・・・,ｎ次の共振でも同様に起きるため、Ｐ：Ｓ＝３ｎ：１（ｎは０を除く正の整数）と一般化することができる。
また、同様に、後側鉄筋格子４の鉄筋面４０と溶接金網６の副鉄筋面６０との距離、又は前側鉄筋格子３の鉄筋面３０と溶接金網６の副鉄筋面６０との距離についても、対象周波数の電磁波のコンクリート中の一波長（反射波長）λｃのｎ倍（ｎは０を除く正の整数）と一般化することができる。
【００２９】
図８には、格子間隔Ｐを横軸に、ＲＣ壁１内で電磁波が反射する（共振する）周波数ｆを縦軸にしたグラフを示した。この図８の周波数グラフＦ１は解析結果をプロットしたもので、周波数線形グラフＦＬは最小自乗法で求めた関係式に基づくグラフである。
この周波数線形グラフＦＬは、電磁波を後側鉄筋格子４の鉄筋面４０又は前側鉄筋格子３の鉄筋面３０と溶接金網６の副鉄筋面６０との間で反射させる場合の周波数ｆと格子間隔Ｐとの関係を示している。また、図８にドットで示した帯域ＦＷは、無線ＬＡＮ(Local Area Network)でよく使用される周波数である2.4GHz周辺を示している。
【００３０】
例えば、2.4GHzの周波数の電磁波を共振させるためには、図８の周波数線形グラフＦＬから格子間隔Ｐを177mm（溶接金網６の格子間隔Ｓは177/3＝59mm）にすればよいことが読み取れる。なお、この周波数線形グラフＦＬを使用するにあたって、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させる効果を得ることができるので、実際にＲＣ壁１を構築する際の格子間隔Ｐは許容誤差範囲内（例えば鉄筋径又は副鉄筋径以内の誤差）で変更することができる。
導体棒となる鉄筋（３１，３２，４１，４２）又は副導体棒となる線材（６１，６２）の直径（鉄筋径又は副鉄筋径）以内で格子間隔Ｐや格子間隔Ｓ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や副導体棒の表面になるためである。
【００３１】
これに対して、図８の周波数ｆと格子間隔Ｐとの関係を、ＲＣ壁１内の電磁波の波長λｃと格子間隔Ｐとの関係で示したのが図９である。すなわち図９は、波長λｃを縦軸に、格子間隔Ｐを横軸にしている。ここで、ＲＣ壁１内のコンクリート部２の波長λｃは、媒質となるコンクリート部２の比誘電率をεｒ、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。
λｃ＝ｖ／ｆ×１／√εｒ 
【００３２】
周波数グラフＦ１を上記変換式によって変換すると波長グラフＷ１となる。また、最小自乗法で求めた波長線形グラフＷＬの関係式は、以下のようになる。
λｃ＝0.2714Ｐ＋4.6833  ・・・（式１）
ここで、格子間隔Ｐ＝Ｐ１＝Ｐ２
【００３３】
よって、ＲＣ壁１によって遮蔽したい任意の対象周波数ｆの波長λｃ（コンクリート中の反射波長）を上記式１に代入すれば、前側鉄筋格子３又は後側鉄筋格子４と溶接金網６とを半透過面として壁内で電磁波を共振させるために必要な格子間隔Ｐを得ることができる。なお、式１又は波長線形グラフＷＬを使用するにあたって、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させる効果を得ることができるので、実際にＲＣ壁１を構築する際の格子間隔Ｐは許容誤差範囲内（例えば鉄筋径又は副鉄筋径以内の誤差）で変更することができる。
【００３４】
例えば、周波数が2.4GHzのときのコンクリート中の波長（反射波長）λｃは52.8mmとなるので、式１又は波長線形グラフＷＬから格子間隔Ｐを177mmとすればよいことがわかる。そして、格子間隔Ｐの３分の１となる59mmが溶接金網６の格子間隔Ｓとなる。
一方、溶接金網６の副鉄筋面６０と後側鉄筋格子４の鉄筋面４０との距離Ｄ３は50.9mmであり、一波長λｃ＝52.8mmと許容誤差範囲（鉄筋径（10mm）又は副鉄筋径（3.2mm））内で略等しくなっている。
導体棒となる鉄筋（３１，３２，４１，４２）又は副導体棒となる線材（６１，６２）の直径（鉄筋径又は副鉄筋径）以内で鉄筋面３０，４０と副鉄筋面６０との距離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や副導体棒の表面になるためである。さらに、導体棒同士又は副導体棒同士が交差して接する面（３０，４０，６０）を半透過面とした場合に、例えば導体棒同士が交差している場所付近などでは、半透過面の位置と実際の反射位置が最大で導体棒の直径程度ずれる可能性があるため、導体棒の直径の範囲内で位置を変更しても共振を起こさせることができる。
【００３５】
次に、本実施の形態の鉄筋コンクリート仕切体（ＲＣ壁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ＲＣ壁１は、コンクリート部２の内部に埋設される前側鉄筋格子３と後側鉄筋格子４との間の略中央の位置に、複数の縦線材６１，・・・と複数の横線材６２，・・・とによって格子状に形成された溶接金網６が配置されている。
そして、前側鉄筋格子３及び後側鉄筋格子４の格子間隔Ｐに対して、溶接金網６の格子間隔Ｓが、Ｐ：Ｓ＝３ｎ：１（ｎは０を除く正の整数）となるように調整されている。この格子間隔Ｐと格子間隔Ｓとの比は、対象周波数の電磁波の伝搬を大きく減衰させることができる比である。
さらに、前側鉄筋格子３の鉄筋面３０及び後側鉄筋格子４の鉄筋面４０と溶接金網６の副鉄筋面６０との距離Ｄ３，（Ｃ３−Ｄ３−Ｅ１）も対象周波数の電磁波のコンクリート中の一波長（反射波長）λｃの略整数倍（整数は０を除く正の整数）に調整されている。
【００３６】
例えば、上記した変換式によってＲＣ壁１によって遮蔽したい対象周波数ｆの波長λｃを算出する。そして、後側鉄筋格子４（又は前側鉄筋格子３）の鉄筋面４０（３０）と溶接金網６の副鉄筋面６０との間の共振に準じた現象によって電磁波を減衰させるために、鉄筋面４０（３０）と副鉄筋面６０を電磁波の半透過面として作用可能な構成にする。
すなわち、上記式１に対象周波数ｆの波長λｃを代入し、前側鉄筋格子３及び後側鉄筋格子４の格子間隔Ｐ（間隔Ｐ１，Ｐ２）を算出する。なお、図９の波長線形グラフＷＬを使って格子間隔Ｐを求めることもできる。そして、格子間隔Ｐの３分の１を溶接金網６の格子間隔Ｓ（間隔Ｓ１，Ｓ２）に設定する。
さらに、電磁波の半透過面として作用させたい後側鉄筋格子４（又は前側鉄筋格子３）の鉄筋面４０（３０）と溶接金網６の副鉄筋面６０との厚さ方向（電磁波の伝搬方向）の位置関係を調整する。すなわち、図１に示した距離Ｄ３及び距離（Ｃ３−Ｄ３−Ｅ１）が略一波長λｃと同じ長さになるように前側鉄筋格子３、後側鉄筋格子４及び溶接金網６の位置を設定する。
【００３７】
このように前側鉄筋格子３と後側鉄筋格子４との間の適切な位置に適切な格子間隔Ｓの溶接金網６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１自体によって、対象周波数ｆの電磁波を遮蔽することができる。
特に、前側鉄筋格子３と後側鉄筋格子４の両方を半透過面として機能させることで、電磁波シールド効果をより高めることができる。
【００３８】
すなわちこのようにして構築されるＲＣ壁１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の鉄筋の間隔Ｐ１，Ｐ２を調整したうえで溶接金網６を埋設させることで、電磁波シールド機能を発揮させることができる。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従来の場合に比べて、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、電磁波シールド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。
【００３９】
ここで、このようなＲＣ壁１を構築する建物として、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、無線ＬＡＮが利用可能なオフィス、電磁波シールドルームなどが挙げられる。
【００４０】
また、このＲＣ壁１は、対象周波数ｆに対する電磁波シールド効果（ＳＥ）は高いが、それ以外の周波数の電磁波は透過させることができる。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、特定の周波数の電磁波のみを遮蔽することができる。
【００４１】
また、このようなＲＣ壁１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１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１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、前側鉄筋格子３、後側鉄筋格子４及び溶接金網６を正確な格子間隔Ｐ，Ｓで正確な位置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２も高品質に形成することができるので、所望する電磁波シールド機能を備えた安定した品質のＲＣ壁１を構築することができる。
【実施例１】
【００４２】
次に、前記実施の形態で説明した前側鉄筋格子３、後側鉄筋格子４又は溶接金網６とは別の形態の主導体部又は副導体部について説明する。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。【００４３】
図１０は、実施例１の主導体部としての羽付き鉄筋格子７の斜視図である。この羽付き鉄筋格子７は、鉛直方向に向けて立設された複数の第１導体棒としての縦鉄筋７１，・・・と、縦鉄筋７１に略直角となるように交差する複数の第２導体棒としての横鉄筋７２，・・・とによって格子状に形成される。この縦鉄筋７１，７１と横鉄筋７２，７２とによって形成される正方形状の格子の目を、ここでは隙間７３と呼ぶ。【００４４】
また、この縦鉄筋７１には、図１０に示すように、左右の両側に拡幅部としての羽部７１ａ，７１ａが延出される。すなわち羽部７１ａ，７１ａは、縦鉄筋７１を挟んで対峙する位置に設けられる。また、この羽部７１ａ，７１ａは、縦鉄筋７１の長手方向に沿って帯板状の鋼板を固着することによって形成できる。
さらに、横鉄筋７２にも、図１０に示すように、上下の両側に拡幅部としての羽部７２ａ，７２ａが延出される。すなわち羽部７２ａ，７２ａは、横鉄筋７２を挟んで対峙する位置に設けられる。また、この羽部７２ａ，７２ａは、横鉄筋７２の長手方向に沿って帯板状の鋼板を固着することによって形成できる。【００４５】
そして、このように羽部７１ａ，７２ａが延出された縦鉄筋７１と横鉄筋７２とは、格子の隙間７３が最も狭くなる方向に羽部７１ａ，７２ａを向けた状態で交差させる。ここで、羽付き鉄筋格子７の羽部７１ａの面と羽部７２ａの面とが側方から見て平行に配置された場合が、隙間７３の投影面積が最も狭くなる。【００４６】
このように縦鉄筋７１と横鉄筋７２とに羽部７１ａ，７２ａを設けることによって、羽部７２ａ，７２ａによる間隔Ｐ１１（又は羽部７１ａ，７１ａによる間隔Ｐ２１）から横鉄筋７２，７２間の間隔Ｐ１（又は縦鉄筋７１，７１間の間隔Ｐ２）に至るまで、格子間隔を幅広くみなすことができる。そして、格子間隔が広いということは複数の格子間隔Ｐを含んでいることを意味し、各格子間隔に対応する周波数を共振させることができることを意味する。すなわち、羽部７１ａ，７２ａを設けることによって、共振させることができる対象周波数の帯域幅を広げることができる。【００４７】
このように構成された羽付き鉄筋格子７が配置されたＲＣ壁１は、遮蔽可能な電磁波の周波数の帯域幅が広いため、広い範囲で電磁波を効果的に遮蔽することができる。【００４８】
また、上記では帯板状の羽部７１ａ，７２ａを拡幅部として説明したが、これに限定されるものではなく、縦鉄筋７１及び横鉄筋７２に線状やテープ状の鋼材を巻き付けることによって拡幅部を形成してもよい。【００４９】
さらに、以上では主導体部に拡幅部（羽部７１ａ，７２ａ）を設ける場合について説明したが、これと同様にして副導体部の第１副導体棒及び第２副導体棒にも拡幅部を設けることができる。
なお、実施例１のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
【実施例２】
【００５０】
次に、前記実施の形態で説明したコンクリート部２とは別の形態のコンクリート部について説明する。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。
この実施例２で説明するコンクリート部は、電磁波を吸収する性能が通常のコンクリートのみを使った場合に比べて高くなるように形成される。【００５１】
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。【００５２】
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。
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実施例１と略同様であるため説明を省略する。【００５３】
以上、本発明の鉄筋コンクリート仕切体を、実施形態及び実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施形態などに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。【００５４】
例えば、前記実施の形態では、内部空間Ｒ１と外部空間Ｒ２との間をＲＣ壁１で仕切る外壁の場合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鉄筋コンクリート仕切体としてもよい。【００５５】
また、前記実施の形態又は実施例では、鉄筋コンクリート構造物中に本発明の電磁波シールド構造を設ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、モルタル、ガラス、アクリル又は塩化ビニルなどによって成形された仕切体の中に本発明の電磁波シールド構造を埋設させることもできる。さらに、空気中に本発明の電磁波シールド構造を配置してもよい。【００５６】
また、前記実施の形態又は実施例では、導体棒を鉄筋、副導体棒を鋼線又は細径の鉄筋として説明したが、これに限定されるものではなく、導体棒及び副導体棒は、鋼棒などの金属棒や鋼線などであってもよい。さらに、導体棒と副導体棒は同等の構成であってもよい。「副」の名称は、単に識別のために付けたものに過ぎない。
そして、鉄筋以外の導体棒や副導体棒を使用する場合には、格子間隔Ｐ，Ｓ及び主導体部と副導体部との距離を、導体棒や副導体棒の太さ以内の範囲で変更することができる。ここでいう導体棒（又は副導体棒）の太さとは、導体棒の軸に直交する断面上において最も離れた２点をとったときの２点間の距離（最大断面径）であって、例えば断面円形の導体棒にあってはその直径、断面矩形の導体棒にあってはその対角線の長さとなる。【００５７】
また、前記実施の形態では、内部空間Ｒ１から外部空間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、外部空間Ｒ２から内部空間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主導体部及び副導体部を配置すればよい。【００５８】
また、前記実施の形態及び実施例では、前側鉄筋格子３の横鉄筋３２を縦鉄筋３１に対してＲＣ壁１の後面１２側に配置したが、これに限定されるものではなく、縦鉄筋３１に対してＲＣ壁１の前面１１側に横鉄筋３２を配置してもよい。同じく、後側鉄筋格子４の横鉄筋４２を縦鉄筋４１に対してＲＣ壁１の後面１２側に配置してもよい。【００５９】
また、前記実施の形態では、格子間隔Ｐ（Ｓ）として間隔Ｐ１，Ｐ２（Ｓ１，Ｓ２）を等しくする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、同じ方向となるいずれか一方の間隔Ｐ１（Ｐ２）が間隔Ｓ１（Ｓ２）とＰ１（Ｐ２）：Ｓ１（Ｓ２）＝３ｎ：１（ｎは０を除く正の整数）の関係になっている構成であってもよい。【００６０】
さらに、前記実施の形態及び実施例では、格子状に形成された主導体部（前側鉄筋格子３、後側鉄筋格子４）について説明したが、これに限定されるものではなく、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によって主導体部を構成することもできる。【００６１】
また、前記実施の形態では、格子状の溶接金網６について説明したが、これに限定されるものではなく、溶接金網ではない網目状の副導体部であってもよい。さらに、格子状ではなく、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副導体棒によって副導体部を構成することもできる。すなわち、主導体部の導体棒と副導体棒とが同じ方向を向いていればよい。【００６２】
また、前記実施の形態及び実施例では、縦鉄筋３１（４１，７１）と横鉄筋３２（４２，７２）とが直交する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第１導体棒と第２導体棒とは直角以外の角度で交差するものであってもよい。さらに、第１導体棒と第２導体棒は、鉛直方向や水平方向を向いていなくてもよく、斜めに配筋されていてもよい。そして、このような場合は、副導体部の第１副導体棒と第２副導体棒もそれらに合わせて斜めに配筋すればよい。【００６３】
また、前記実施の形態では、前側鉄筋格子３の鉄筋面３０と後側鉄筋格子４の鉄筋面４０との間の距離Ｃ３の略中央に溶接金網６を配置したが、これに限定されるものではなく、例えば鉄筋面３０又は鉄筋面４０のいずれか一方のみが副鉄筋面６０と一波長の略整数倍になるような位置関係であってもよい。【００６４】
さらに、前記実施の形態では、前側鉄筋格子３と後側鉄筋格子４の２つの主導体部を設ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前側鉄筋格子３又は後側鉄筋格子４のいずれか一方にするなど、一つの主導体部と副導体部との組み合わせであってもよい。【００６５】
また、前記実施の形態では設けていないが、内装板５とＲＣ壁１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ができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月15日(2014.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
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させる電磁波シールド構造であって、
前記伝搬方向に略直交する方向に一定の間隔を置いて並んで配設される複数の第１導体棒によって形成される主導体部と、
前記主導体部から前記伝搬方向に間隔を置いた位置で、前記第１導体棒と略同じ方向に向けて一定の間隔を置いて並んで配設される複数の第１副導体棒によって形成される副導体部とを備え、
前記主導体部と前記副導体部との前記伝搬方向の距離が、前記対象周波数の前記主導体部と前記副導体部との間に介在される媒質に依存する一波長の整数倍（ここで、整数は０を除く正の整数）の長さを基準に前記第１導体棒又は第１副導体棒の直径以内の誤差で設定されるとともに、
前記第１導体棒の間隔が、前記第１副導体棒の間隔の３の整数倍（ここで、整数は０を除く正の整数）の長さを基準に前記第１導体棒又は第１副導体棒の直径以内の誤差で設定されることを特徴とする電磁波シールド構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
請求項２又は３に記載の電磁波シールド構造を、前記伝搬方向を厚さ方向とするコンクリート部に埋設させた鉄筋コンクリート仕切体であって、
前記第１導体棒の間隔と前記第２導体棒の間隔とは等しい格子間隔Ｐであるとともに、前記対象周波数の前記コンクリート部内の波長λｃとの関係で、λｃ＝0.2714Ｐ＋4.6833を満たす値を基準に前記第１導体棒又は第１副導体棒の直径以内の誤差で前記格子間隔Ｐが設定されることを特徴とする鉄筋コンクリート仕切体。
【国際調査報告】
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