(57)【要約】【課題】鉄筋コンクリート構造へのループアンテナを設置する方法又はそうした構造であって、格子状鉄筋に対する位置や方位により電磁誘導を低減するものを提案する。【解決手段】コンクリート構造物内に設置された格子状鉄筋の位置を確認する段階と、少なくとも格子状鉄筋の位置を避けてループアンテナの設置位置を決定する段階とを含み、このループアンテナのうちの少なくとも過半部分が、格子状鉄筋の格子面の法線方向から見て、ループアンテナの対応部分と並行する鉄筋部分と重ならないように設計する。【選択図】図１
2010109471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物内に設置された格子状鉄筋の位置を確認する段階と、
格子状鉄筋の位置を避けてループアンテナの設置位置を決定する段階とを含み、
このループアンテナのうちの少なくとも過半部分が、格子状鉄筋の格子面の法線方向から見て、ループアンテナの対応部分と並行する鉄筋部分と重ならないように設計したことを特徴とする鉄筋コンクリート構造へのループアンテナの設置方法。
【請求項２】
上記格子状鉄筋のうち隣り合う格子点間の鉄筋部分を、一つの電線単位として、
また各電線単位を、それら格子点からの一定距離ａの範囲にある２つの端部分と、これら端部分を除く中間部分とに区別し、かつ、その距離ａを、ループアンテナから格子面までの距離として、
ループアンテナの全周において、ループアンテナが、格子面の法線方向から見て、各電線単位の中間部分を通過するように設計したことを特徴とする、請求項１記載の鉄筋コンクリート構造へのループアンテナの設置方法。
【請求項３】
コンクリート躯体中に躯体表面から一定の深さで埋め込まれた格子状鉄筋と、
この格子状鉄筋の格子面と平行にかつ格子面との間に一定の間隙を存して、格子面とコンクリート躯体表面の間に設置されたループアンテナと、を含み、
上記ループアンテナは、格子面の法線方向から見て長方形などのほぼ閉ループ形であり、
かつこのループアンテナは、その全周の過半部を占める２つの長辺又は長辺相当長さ部分が上記法線方向から見て、ループアンテナの対応部分と並行する鉄筋部分と重ならないように構成したことを特徴とする、ループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造。
【請求項４】
上記法線方向から見たループアンテナの形状を、一方向に長く、当該方向への２つの長辺を有する長方形などの長形状とするとともに、
この図形の２つの長辺を、一つの鉄筋に対して、当該鉄筋との間に格子面の法線方向から見て、面内方向の離間長さａを存して平行に設置し、
この離間長さａは、格子面とループアンテナとの距離ｄに対して、次の条件を満たすことを特徴とする、請求項３記載のループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造。
［数式１］  ｄ／ａ≦１
【請求項５】
ループアンテナの形状を、上記法線方向から見た図形中心を通る長軸及び短軸が格子状鉄筋の各方向鉄筋の向きとそれぞれ平行であり、長軸方向に長い楕円などの長形図形とし、
かつループアンテナの短軸側の両側部を、法線方向から見て長軸方向の鉄筋と斜交する、短軸方向外側又は内側への少なくとも一つの湾曲部とし、
各弯曲部において、その弯曲部のうち法線方向から見て長軸との角度が１０°未満の略平行部分が、それ以外の斜行部分よりも長くなるように設計したことを特徴とする、請求項３記載のループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造。
【請求項６】
ループアンテナの形状を、上記法線方向から見た図形中心を通る長軸及び短軸が格子状鉄筋の各方向鉄筋の向きとそれぞれ平行であり、長軸方向に長くかつ長軸方向の両端部が先細となる長形図形であって、
この図形の短軸方向の両端部を、長軸方向と斜交又は直交する２つの傾辺を含む弯曲部に形成し、
この湾曲部の傾辺と長軸とが格子面の法線方向からみてなす角度を２５°以上としたことを特徴とする、請求項５記載のループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造。
【請求項７】
コンクリート躯体中に躯体表面から一定の深さで埋め込まれた格子状鉄筋と、
この格子状鉄筋の格子面と平行にかつ格子面との間に一定の間隙を存して、格子面とコンクリート躯体表面の間に設置されたループアンテナと、を含み、
ループアンテナの形状を、上記法線方向から見た図形中心を通る長軸及び短軸が格子状鉄筋の各方向鉄筋の向きとそれぞれ平行であり、ほぼ長軸方向に延びる２つの長辺又は長辺に相当する周辺部分を有する長形図形とし、
上記長辺又は周辺部分の複数個所と格子面との間に、アンテナ線を覆う非導電性磁性体で形成した複数の磁気シールド片を敷設したことを特徴とする、ループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート構造へのループアンテナの設置方法及びループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の一部に組み込むループアンテナというと、従来ではＴＶ放送やＦＭ放送を受信するために電波を受信し易いガラス窓に組み込む如きものが知られていた（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、近年ではその用途も広がり、例えば人の移動を検知するために人が携帯する無線タグからの電波を受信するためのループアンテナが良く用いられている（特許文献２の例えば請求項１参照）。こうした用途では、電波の受信し易い場所を選んで設置するという訳にはいかず、例えば通路やドアの近辺など人がよく通る場所にアンテナを普遍的に設置する必要がある。そうすると、アンテナ設置場所として必ずしも好適ではないコンクリートそのものにループアンテナを設置するということも必要となる（特許文献２の段落０１０４）。
【特許文献１】特開平５−１１０３２６号
【特許文献２】特開２００７−２８１８７７
【特許文献３】特開２００２−１０９６８０
【特許文献４】特開２００５−３４６５２１
【特許文献５】特開２００３−１６８９１３
【特許文献６】特開平０５−０９０８２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献２の如くループアンテナをコンクリート躯体に設置すると、躯体中に埋め込まれた格子状の鉄筋との間に電気的な相互作用を生じ、エネルギー損失を生ずる場合があることが分った。その理由は縦横の鉄筋が相互に接しているために閉ループが形成されるからである。すなわち、図１３（Ａ）に示すように格子状鉄筋１０８のうち格子点１１０間の鉄筋部分を一つの電線の単位１１２として、ループアンテナの各部分が偶々格子状鉄筋の各電線単位と重なり、これら電線単位が連続して閉図形が形成されると、閉ループ回路ができてしまう。そして図１４に示すループアンテナ１１６を流れる電流の周りに磁場Ｍが発生し、この磁場が閉ループ回路１１８を貫くことで回路内に起電力が発生する。
【０００５】
出願人は鉄筋及びループアンテナの重なり具合と電磁波強度との関係のシミュレーションを行い、その結果を図１１に示す。図１０（Ｂ）のようにループアンテナの半分程度が格子状鉄筋と重なっている場合と、同図（Ａ）のように鉄筋がない場合とではエネルギーの損失は殆ど差がないが、同図（Ｃ）のようにループアンテナの全体が格子状鉄筋と重なった場合には、電磁波強度が約１／３程度にまで低下してしまうことが判った。
【０００６】
電磁誘導を低減する一つの方法は、鉄筋とループアンテナとの間に距離をとることである。周知のように電磁誘導による電力は磁場の大きさに応じて増加し（電磁誘導の法則→数式１）、他方、電流周りの磁場の大きさは電流からの距離に応じて減少する（ビオ・サバールの法則→数式２、アンペールの法則→数式３）からである。これらの所見を元に鉄筋との間に所定の距離を保つようにループアンテナの配置位置を設計することも可能である。
【０００７】
［数式１］∫Ｅ・ｃｏｓθｄｓ＝∫ＢｄＳ  （θは電場（Ｅ）と閉回路の微線分ｓとのなす角度、Ｂは磁束密度、Ｓは閉回路の面積）
［数式２］ｄＨ＝（Ｉ／４πｒ３）ｄｌ×ｒ  （ｄＨは、閉回路の微線分ｄｌからベクトルｒの場所での磁場ベクトル）
［数式３］Ｈ＝Ｉ／２πｒ  
もっともループアンテナというものは、ある程度以上のサイズの場合には、受信機又は送信機から延出した任意形状のアンテナ線を、人が通る特定の場所の周りにループ状に敷設することが多い（特許文献３の図１参照）。こうした敷設作業の現場に適用するアンテナの設置方法は誰でも確実に行える簡単なものである必要がある。
【０００８】
また、電磁誘導を低減する他の方法は、鉄筋とループアンテナとの間に磁気的なシールドを設けることである。非接触用通信タグのループアンテナの周囲のうち、金属構造物が存在する側を非導電性磁性シールドですっぽり覆うことは従来から知られている（特許文献４）。しかしながら、アンテナ全体をシールドで覆うことは不経済である。
【０００９】
本発明の第１の目的は、鉄筋コンクリート構造へのループアンテナを設置する方法又はそうした構造であって、格子状鉄筋に対する位置や方位により電磁誘導を低減するものを提案することである。
【００１０】
本発明の第２の目的は、上記の方法又は構造であって、簡単かつ確実に実施できるものを提案することである。
【００１１】
本発明の第３の目的は、鉄筋コンクリート構造へのループアンテナを設置した構造であって、格子状鉄筋とループアンテナとの間に、非導電性磁性体の磁気シールド片を設置することで電磁誘導の発生を防止するようにしたものを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の手段は、鉄筋コンクリート構造へのループアンテナの設置方法であり、
コンクリート構造物内に設置された格子状鉄筋の位置を確認する段階と、
格子状鉄筋の位置を避けてループアンテナの設置位置を決定する段階とを含み、
このループアンテナのうちの少なくとも過半部分が、格子状鉄筋の格子面の法線方向から見て、ループアンテナの対応部分と並行する鉄筋部分と重ならないように設計したことを特徴とする。
【００１３】
本手段では、ループアンテナと鉄筋とが格子状鉄筋の格子面の法線方向から見て重ならないように設置する簡易な方法を提案している。法線方向から見てアンテナ線と鉄筋とが完全に重なっても両者の間の距離（法線方向の距離）を大きくとれれば問題がないのであるが、実際の設計では、コストとの関係で大体２〜４ｃｍ程度の距離しかとれない場合が多い。法線方向に距離を確保できないため、格子面内方向でアンテナの位置や向きをずらして、ループアンテナと格子状鉄筋とが重ならないようにすることが発明のポイントである。
【００１４】
ここで、「鉄筋部分と重ならない」とは、或る程度の長さを有する線分同士として重ならないことをいう。鉄筋とアンテナ線とが直交する場合のように“点”として重なる場合には、電磁誘導の影響をほとんど生じないからである。もっともアンテナ線も鉄筋もある程度の巾を有するから、浅い角度で交差するときには、その巾方向の一部だけ重なるということが起こりうる（図１３（Ｂ）の符号Ｏｖで示す部分参照）。そうした場合には、巾方向の一部だけでも重なっている部分は、重なり箇所と考えるとよい。
【００１５】
「ループアンテナの対応部分と並行する」の「並行」とは、厳密に平行線（平行直線）でなくてもほぼ平行に並んでいる状態を含む意味である。柔軟な電線を敷設するときには厳密な直線形にはなりにくいからである。
【００１６】
そして本発明ではループアンテナの全長のうち過半部分が重複していなければよいとしている。(a)ループアンテナの全体が格子状鉄筋内に設置された場合と、(b)ループアンテナの半分が格子状アンテナ内に設置された場合と、(c)格子状鉄筋のない場所にループアンテナを設置した場合とでそれぞれ電磁誘導の影響をシミュレーションしたところ、(b)では(c)と同程度の結果が得られたからである。
【００１７】
「鉄筋の位置を確認する」方法としては、設計図などを用いて確認する方法と、鉄筋の位置を非破壊検査で測定する方法などが考えられる。
【００１８】
第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記格子状鉄筋のうち隣り合う格子点間の鉄筋部分を、一つの電線単位として、
また各電線単位を、それら格子点からの一定距離ａの範囲にある２つの端部分と、これら端部分を除く中間部分とに区別し、かつ、その距離ａを、ループアンテナから格子面までの距離として、
ループアンテナの全周において、ループアンテナが、格子面の法線方向から見て、各電線単位の中間部分を通過するように設計したことを特徴とする。
【００１９】
本手段では、格子状鉄筋のうち隣り合う格子点間の鉄筋部分を、閉ループ回路の電線単位として、この電線単位の中間部分をアンテナ線が通るように設計している。端部分を通るようにすると、その格子点で交差する鉄筋にアンテナ線が接近し、電磁誘導の作用が強くなるからである。
【００２０】
「格子面」とは、相互に交差する２方向の鉄筋のうち交接点（格子点）で形成される面とよい。ループアンテナとの距離を問題とするときには、正確にはループアンテナと各鉄筋との間の距離を問題とすべきであるが、煩雑である。アンテナに近い側の鉄筋の表面のうちアンテナと反対側部分（交接点がある部分）を格子面とすることで、隙間長に余裕をもたせることができる。
【００２１】
第３の手段は、ループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造であり、
コンクリート躯体中に躯体表面から一定の深さで埋め込まれた格子状鉄筋と、
この格子状鉄筋の格子面と平行にかつ格子面との間に一定の間隙を存して、格子面とコンクリート躯体表面の間に設置されたループアンテナと、を含み、
上記ループアンテナは、格子面の法線方向から見て長方形などのほぼ閉ループ形であり、
かつこのループアンテナは、その全周の過半部を占める２つの長辺又は長辺相当長さ部分が上記法線方向から見て、ループアンテナの対応部分と並行する鉄筋部分と重ならないように構成したことを特徴とする。
【００２２】
本手段では、格子面の法線方向から見て、ループアンテナの少なくとも過半部分が鉄筋と重ならないように設置したコンクリート構造を提案している。先の手段で述べた構成に関する説明は本手段に援用する。互いに並行するアンテナ部分と鉄筋とが巾方向に一部でも重複していているときには、重なっているものとする。
【００２３】
「閉ループ形」とは、完全なループである必要はなく、図１に示すようにアンテナとしてループ同様の機能を発揮できる形状であれば足りる。本発明では、特に長方形・長円など一方向に長い形のループアンテナにおいて電磁誘導を軽減する構造について詳しく説明している。それは、例えばドアやゲートに設置するアンテナとして有利だからである。長方形や長円であれば２つの長辺が重ならないようにすればよい。長方形や長円以外の形状では、長辺に相当する長さを有する部分（例えば三角形のループでは３辺中の２辺）が重ならなければよい。
【００２４】
第４の手段は、第３の手段を有し、かつ
上記法線方向から見たループアンテナの形状を、一方向に長く、当該方向への２つの長辺を有する長方形などの長形状とするとともに、
この図形の２つの長辺を、一つの鉄筋に対して、当該鉄筋との間に格子面の法線方向から見て、面内方向の離間長さａを存して平行に設置し、
この離間長さａは、格子面とループアンテナとの距離ｄに対して、次の条件を満たすことを特徴とする。
【００２５】
［数式１］  ｄ／ａ≦１
本手段では、長方形又は長円の長辺を鉄筋から所定距離を離すことで電磁誘導を軽減している。上記アンペールの法則から判るようにアンテナからの鉄筋の距離を離せば格子状鉄筋中の任意の閉ループ回路を通る磁場が弱くなるからである。簡単に説明すると、鉄筋との距離に比べて十分に長いアンテナ部分の周りに発生する磁場の大きさは、アンペールの法則に従い、アンテナ部分からの距離ｒに反比例して減衰する。また電磁誘導の法則によれば、ある閉ループ回路を通る磁束密度の面積積分は、その回路の電線方向の電界の線積分に比例する。回路内に作用する電場をＥ、回路中を流れる電流をＩ、回路の抵抗をＲとすると、消費電力Ｐは、Ｐ＝Ｅ・Ｉ＝Ｅ２／Ｒで与えられる。Ｅ∝（１／ｒ）であるとすれば、ループアンテナと隣接する鉄筋の閉ループ回路に電磁誘導を生ずることのエネルギー損失はおおよそ距離ｒの二乗に反比例すると理解される。従って法線方向から見た鉄筋とアンテナの間隙長を、法線方向の格子面とアンテナとの距離と同じにすれば、その間隙長がゼロである場合に比べて、エネルギー損失は半分になると考えられる。
【００２６】
ここで「格子面とループアンテナとの距離」とは格子面からアンテナ線の中心までの法線方向の距離をいうものとし、また「（格子）面内方向の離間長さ」とは、アンテナ線及び鉄筋の各中心を通る法線の間の距離をいうものとする。
【００２７】
「２つの長辺を有する長方形などの長形状」には、長方形の他に、長円形、高さに比べて横長の台形又は平行四辺形などが含まれる。
【００２８】
第５の手段は、第３の手段を有し、かつ
ループアンテナの形状を、上記法線方向から見た図形中心を通る長軸及び短軸が格子状鉄筋の各方向鉄筋の向きとそれぞれ平行であり、長軸方向に長い楕円などの長形図形とし、
かつループアンテナの短軸側の両側部を、法線方向から見て長軸方向の鉄筋と斜交する、短軸方向外側又は内側への少なくとも一つの湾曲部とし、
各弯曲部において、その弯曲部のうち法線方向から見て長軸との角度が１０°未満の略平行部分が、それ以外の斜行部分よりも長くなるように設計したことを特徴とする。
【００２９】
本手段では、ループアンテナと鉄筋との間の電磁誘導を、鉄筋の向きに対してアンテナを斜交させることで低減することを提案する。鉄筋の方向に長軸を平行させて楕円などの長い形のループアンテナを設置したとする。その場合に、長軸側の両側部に比べて短軸側の両側部は長いし、曲りが緩やかなので、格子面の法線方向から見て鉄筋と交わったときに電磁誘導への寄与が大きい。そこで短軸側の両側部を弯曲させ、鉄筋との間に法線方向から見て角度をつけることで電磁誘導作用を抑制している。電磁誘導の法則（∫Ｅ・ｃｏｓθｄｓ＝∫ＢｄＳ）から判るように、ループアンテナの周りに磁場が生ずると、ループアンテナの格子面への射影図形の輪郭線に平行な鉄筋部分（θ＝０）は最も強く影響を受け、輪郭線と直交する鉄筋（θ＝π／２）は影響を受けない。θ＝１０°程度である場合には、ｃｏｓθ＝０．９８であるから、上記輪郭線と鉄筋とが平行であるのと殆ど同じである。しかもその場合には、θが小さいので交差点を中心としてアンテナと接近する範囲が大きい。そこで本発明では、ループアンテナの短軸側の側端部に湾曲部を形成して、法線方向から見てアンテナを鉄筋と斜交させ、斜行部分が、鉄筋と実質的に平行な部分よりも長くなるようにしたのである。
【００３０】
「弯曲部」は、格子面の法線方向から見てある程度の角度（少なくとも１０°以上の角度）で鉄筋と交差すればよく、弯曲の向きは任意である。図形の側外方へ膨出する膨出部でも、内方へ凹むくびれ部であってもよい。本発明の構成のうち、長方形などの図形の対向２辺をくびれさせる構造は従来から知られており（例えば特許文献５及び特許文献６）、本発明の特徴はくびれ部を含む弯曲部と鉄筋との相対的な向きの関係にある。
【００３１】
第６の手段は、第５の手段を有し、かつ
ループアンテナの形状を、上記法線方向から見た図形中心を通る長軸及び短軸が格子状鉄筋の各方向鉄筋の向きとそれぞれ平行であり、長軸方向に長くかつ長軸方向の両端部が先細となる長形図形であって、
この図形の短軸方向の両端部を、長軸方向と斜交又は直交する２つの傾辺を含む弯曲部に形成し、
この湾曲部の傾辺と長軸とが格子面の法線方向からみてなす角度を２５°以上としたことを特徴とする。
【００３２】
本手段は、長形図形の短軸側の端部を弯曲部とし、鉄筋と平行な長軸に対してアンテナ線を斜行させることで電磁誘導効果を低減することを提案している。鉄筋に対してアンテナ線を傾斜させることでファラデーの電磁誘導の法則におけるθが大きくなるとともに、鉄筋と接近するアンテナの範囲を小さくすることができる。この構成では、短軸側の両側部に、縦軸に対して斜行する傾辺を含む弯曲部を形成したから、縦軸方向の鉄筋に対して、その位置によらず電磁誘導を生じにくい。また長軸方向の両端部が先細となっているので、短軸方向の鉄筋に対して、その位置によらず電磁誘導を生じにくい。本手段は、格子状鉄筋の方向が分っていれば適用することができるので、より便利である。
【００３３】
第７の手段は、ループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造であり、
コンクリート躯体中に躯体表面から一定の深さで埋め込まれた格子状鉄筋と、
この格子状鉄筋の格子面と平行にかつ格子面との間に一定の間隙を存して、格子面とコンクリート躯体表面の間に設置されたループアンテナと、を含み、
ループアンテナの形状を、上記法線方向から見た図形中心を通る長軸及び短軸が格子状鉄筋の各方向鉄筋の向きとそれぞれ平行であり、ほぼ長軸方向に延びる２つの長辺又は長辺に相当する周辺部分を有する長形図形とし、
上記長辺又は周辺部分の複数個所と格子面との間に、アンテナ線を覆う非導電性磁性体で形成した複数の磁気シールド片を敷設している。
【００３４】
本手段では、電磁誘導及び渦電流を緩和する手立てとして、長形図形のループアンテナの各長辺の少なくとも一部を覆うように磁気シールド片を設けることを提案している。シールドの方法として、非対象物全体を非導電シールドで覆ったり、或いは導電体であるメッシュで覆うことは公知であるが、前者は多量のシールド材料を必要とし、後者は必ずしも十分なシールド効果が得られない。本発明では、電磁誘導などの寄与が大きい長辺又は長辺相当の周辺部分にポイントを絞ってシールドをするので、シールド材を効果的に使用できる。本手段は単独で使用してもよいが、先の第３の手段から第６の手段と併用しても効果的である（図５の符号２４参照）。つまり鉄筋に対してアンテナ線を離間させたり、傾けたりすることで、電磁誘導などの影響を低減し、それでも影響力の大きい平行部分にシールドを施すのである。
【００３５】
「アンテナを覆う」構造の一好適例として、アンテナ線を横切る磁気シールド片をコンクリート躯体とアンテナとの間に設置した構造を図示しているが、例えば電線の長手方向一部の回りに磁気シールドテープを巻きつけてもよい。
【発明の効果】
【００３６】
第１の手段又は第３の手段に係る発明によれば、ループアンテナの少なくとも過半部分と鉄筋と重ならないように設計するから、ループアンテナが鉄筋とたまたま重なった場合に比べて両者の間の電磁誘導を抑制し、エネルギーの損失を低減できる。
【００３７】
第２の手段に係る発明によれば、ループアンテナが格子状鉄筋の格子点間の鉄筋部分の中間部分を通るように設計したから、さらに電磁誘導を抑制してエネルギー損失を低減することができる。
【００３８】
第４の手段に係る発明によれば、格子面の法線方向から見て鉄筋とループアンテナとの間に、格子面とループアンテナとの距離と同程度の隙間長を確保したから、電磁誘導によるエネルギー損失を半分以下に軽減することができる。
【００３９】
第５の手段又は第６の手段に係る発明によれば、ループアンテナの湾曲部と鉄筋とを斜交させることで鉄筋内に誘導される電場を弱くしてエネルギー損失を低減することができる。
【００４０】
第７の手段に係る発明によれば、長形状のループアンテナの長辺又は周辺部分を隠すように磁性シールド片を設置したから、電磁誘導や渦電流を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１から図４は、本発明の鉄筋コンクリート構造の第１実施形態を示している。
【００４２】
この鉄筋コンクリート構造は、コンクリート躯体２と、格子状鉄筋４と、ループアンテナ１６とで構成される。また、図示例では、コンクリート躯体２の表面から一定の間隔を存して床仕上げ材３０が敷設されている。
【００４３】
コンクリート躯体２は、図示の例では床スラブとして構成している。床と連続する壁４にドア設置用の通路６が形成され、この通路を介した人の出入りをチェックするために後述のループアンテナを設置する。もっとも床ではなく、壁体をアンテナ設置対象であるコンクリート躯体としてもよい。
【００４４】
格子状鉄筋８は、従来公知の構造であり、相互に直交する直行する第１の鉄筋８ａと第２の鉄筋８ｂとで形成されている。これらの鉄筋は拘束線などで結合されている。第１の鉄筋８ａは壁体に平行に、第２の鉄筋８ｂは壁体に直角に配向されている。このため各鉄筋の交接箇所で通電可能となっていることが多い。そこで、本明細書では、この交接箇所を格子点１０といい、隣り合う格子点間の鉄筋部分を電線単位１２というものとする。また格子点を含む平面を格子面１４というものとする。
【００４５】
ループアンテナ１６は、コンクリート躯体の表面に敷設されている。図示例では、ループアンテナは、不定形で柔軟な電線の一部をループ状にし、コンクリート躯体の表面に接着テープなどの固定具で固定されることで形成される。当該一部以外の電線部分は引き出し線１７として、図示しない受信機に接続する。もちろん最初からループ形に付形したアンテナを使用してもよいのであるが、建物の特定個所にアンテナを設置する用途では現場の状況に応じてループの大きさや形を変更できる不定形のタイプの方が有利なことが多い。
【００４６】
本実施形態では、ループアンテナ１６は、長形図形の一つとして図２に示す如く縦長の長方形とし、その長辺を壁体に平行に壁体の通路に臨ませている。ループアンテナ１６を長形図形とする理由は、壁体付きの通路を通過する人を過不足なくチェックするのに有利だからである。例えば真円や正方形であると、通路から離れたところまでアンテナ設置個所が形成されることとなる。そうすると、単に通路の前を横切る人も検出してしまうことになり易い。
【００４７】
次にループアンテナと鉄筋との位置関係を説明する。図示例では、格子面の法線方向から見て格子点間の鉄筋部分である電線単位１２の中点をループアンテナが通過するように構成している。この中点位置がアンテナ線の通過場所として最適であるが、少なくとも上記電線単位１２のうち、端部分１２ａを除く中間部分１２ｂを通過させるものとする。こうすることでループアンテナの各辺とこれと平行な鉄筋との間に距離をとって両者間の電磁誘導作用を低減することができる。
【００４８】
鉄筋の真上にアンテナ線を設置した場合のエネルギー損失をｅ０、鉄筋からアンテナ線まで法線方向から見た間隙長ａをおいた場合のエネルギー損失をｅ１とし、また格子面からコンクリート表面までの距離をａとする。そうすると、電磁誘導によるエネルギー損失は距離の２乗に反比例するから、エネルギーの損失比に関して次式が成立する。この式より、エネルギーの損失は、ａ＝ｄのときにａ＝０のときの約半分程度であり、さらにａが大きくなるにつれて急激に減少することがわかる。
［数式４］ｅ１／ｅ０＝１／｛１＋（ａ／ｄ）２｝
仮にｄ＝５０ｍｍであり、鉄筋の間隔が２００ｍｍであるとして、ａ＝１００の場合（中点位置）にはｅ１／ｅ０＝０．２０であり、またａ＝７５ｍｍのときにはｅ１／ｅ０＝０．３１となる。従ってアンテナ線を厳密に中点位置に置かなくても、それなりに電磁誘導を減衰する効果がある。
【００４９】
また上記の説明では、ループアンテナの長方形状の全ての辺が電線単位の中間部分を通過するようにしているが、２つの長辺だけが対応する電線単位の中間部分（好ましくは中点）を通過するようにしてもよい。２つの長辺だけでもループアンテナの全周の過半部に相当する。全周の過半部について鉄筋から十分に離せば電磁誘導の作用をかなり減衰させることができる。
【００５０】
図４は、本実施形態の変形例であり、ループループの形状を長方形から、２つの長辺を有する他の長形図形としたものである。同図(a)は長円形、同図(b)は台形であり、それぞれ電線単位１２の中点をアンテナが通るように敷設されている。
【００５１】
このループアンテナを設置する手順を説明する。
【００５２】
第１に、コンクリート躯体の鉄筋の位置及び被り深さを確認する。そのためには電磁誘導などを利用した既存の鉄筋探査機を利用して鉄筋を検査すればよい。また、設計図面などから鉄筋の位置及び被り深さが分かるときには、上記検査を省略してもよい。
【００５３】
第２に、確認した鉄筋の位置から所定の距離を離してループアンテナ１６を設置する。最適な施工例としては、格子点の鉄筋部分で形成される電線単位の中点を通るように構成する。
【００５４】
以下本発明の他の実施形態を説明する。これらの実施形態において第１の実施形態と同じ構成については同一の符号を用いることで説明を省略する。
【００５５】
図５及び図６は、第２の実施形態を示している。第１の実施形態は、一方鉄筋に平行な２つの長辺を有する図形を対象としていたが、本実施形態では、そうした長辺を有しない図形を対象とする。
【００５６】
こうした図形では、第１実施形態のようにアンテナの全周の過半部を示す代表的な部分（長辺）とアンテナとの間に距離をとるという方法を適用しにくい。そこで本手段では、楕円などの長形図形の長軸ＡＬを格子状鉄筋の一方鉄筋と平行とし、アンテナ線の各部が鉄筋と斜交するようにすることで、電磁誘導を低減するようにしている。前述の通り相互に鉄筋とアンテナ線とが平行である場合に比べて、斜交する場合の方が、電磁誘導作用が小さいからである。
【００５７】
ループアンテナ１６の形状を楕円形にすれば、格子状鉄筋と線分として重なる部分は少なくなる。しかしながら、楕円形の扁平性の程度によっては実質的に鉄筋と平行な部分が無視できなくなる。図６(Ａ)〜(D)は、楕円の焦点Ｆから短軸ＡＳの先端Ｇまでの線分と楕円の長軸ＡＬとが成す角度をη＝１５°、２０°、２５°、３０°に変えて様々な楕円を描いたものである。各楕円毎に長軸ＡＬの延長線に対して角度ζ＝１０°をなす補助線を作図し、ループアンテナの全長のうち長軸方向となす角度が１０°以下の部分（同図中のＡ１〜Ｂ１及びＡ２〜Ｂ２）を太線で描いている。この太線の部分は長軸方向との傾斜角度が小さく、長軸ＡＬ（および第１の鉄筋）と実質的に平行な部分である。同図（Ｃ)や（Ｄ）のよう楕円は、長軸ＡＬと実質的に平行な部分が全周の過半部に満たないために格子状鉄筋のどこに設置しても大きな影響がない。しかしながら、同図（Ａ）や（Ｂ）のように扁平に近く、長軸ＡＬと実質的に平行な部分が全周の過半部を占める楕円では、その部分がたまたま鉄筋と重なると、鉄筋に及ぼす電磁誘導の作用が大きい。従って同図（Ａ）や（Ｂ）のような楕円形では、短径側の側部が電線単位の中点付近を通るようにすることが好ましい。
【００５８】
図７及び図８は、本発明の第３の実施形態を示している。本実施形態は、長軸ＡＬに対してループアンテナを斜行させるという考え方を発展させたものである。このために、長軸に長い長形図形のうち短軸ＡＳ側の側部を、図形の外方又は内方へ湾曲する湾曲部２０に形成している。この湾曲部は、格子面の法線方向から見て２５°以上の角度で鉄筋と斜交（又は直交）する２つの傾辺３２を含む。
【００５９】
図７は、長形図形を、一方向の鉄筋と平行な長軸ＡＬ方向に長い菱形としている。そして菱形の短軸ＡＳ側の角部を弯曲部２０としている。また図８は、中央部がくびれたひょうたん形をしており、そのくびれ部を弯曲部２０としている。
【００６０】
図示はしていないが、弯曲部が一つである必要はなく、短軸ＡＳ側の側部がジグザグ形又は波形になっていてもよい。
【００６１】
図９は、本発明の第４の実施形態を示している。この実施形態では、長軸ＡＬ方向に長く、２つの長辺を有する長形図形のループアンテナを、その長軸ＡＬを一方鉄筋と平行としてコンクリート躯体の上に配置している。そして、それら長辺の複数個所とコンクリート躯体の表面との間に、アンテナ線を横断する複数の磁気シールド片２４を一定間隔を存して設置している。そうすると、ループアンテナの回りに生じた磁場は、一連の磁気シールド片２４内に引き込まれるのでアンテナに作用する磁場が弱められる。これにより、電磁誘導の作用が弱まるとともに渦電流も抑制される。
【００６２】
上記磁気シールド片２４は、例えばフェライトなどの非導電性磁性体で形成するとよい。図示例では、磁気シールド片を板状に形成しているが、その形態は適宜変更することができる。
【００６３】
図１０及び図１１は、本発明の創作の前提となるシミュレーションの説明図である。これらのシミュレーションにおいて、鉄筋の直径は２０ｍｍ、２００ｍｍ×２００ｍｍ間隔の格子とし、格子面とループコイルの間隔を４０ｍｍとした。ループコイルは、仮に長辺長（２α）が４２００ｍｍ、短辺長（２β）が８００ｍｍの長方形とし、その図形中心Ｏを原点として、X軸、Ｙ軸を鉄筋の２方向に一致させた。そして、図１０（Ａ）に示すように鉄筋のないコンクリート躯体にループアンテナ１６を設置した場合、図１０（Ｂ）に示すようにループアンテナの設置箇所の約半分にループアンテナ１６を設置した場合、図１０（Ｃ）に示すようにループアンテナの設置箇所全体にループアンテナ１６を設置した場合のそれぞれについて原点Ｏでの磁束密度を算出した。そうすると図１０（Ａ）のように鉄筋なしの場合と、図１０（Ｃ）のようにアンテナ設置箇所の全部に鉄筋を入れた場合とでは、予想通り磁束密度に大きな差異が見られた。ところが、図１０（Ｂ）のようにアンテナ設置箇所の半分に鉄筋を入れた場合は、鉄筋なしの場合とほとんど磁束密度に差異がなかった。これは、ループアンテナの約半分程度だけでも十分に電磁誘導を抑制することができれば、良好な結果が得られることを示唆している。
【実施例】
【００６４】
図１２は、本発明を、エントランスに適用した例である。入口である通路６の上部には対人センサ（侵入検知センサ）３４が設置されており、かつ通路６形成箇所の床部分には、本発明の方法で設置されたループアンテナ１６が設置されている。図１２（Ａ）に示すようにＩＤタグを有する利用者がループアンテナによって形成される電磁波領域に入ると、ＩＤタグがループアンテナによる電磁波信号を検出して起動し、ＩＤタグから利用者の固有ＩＤ信号を発信する。ＩＤタグから発信されたＩＤ信号は、図示しないＩＤタグ信号受信機によって受信され、利用者のＩＤをチェックする。このとき対人センサ３４は、通路６を通る人を検知しているが、正しいＩＤが検知されている間は、警報信号の送信を保留する。この利用者がループアンテナによって形成される電磁波領域を出ると、ＩＤタグは停止し、利用者のＩＤが受信されなくなるため、上記保留が解除される。その後に、図１２（Ｂ）のように入場権限のない人物が対人センサ３４の下を通過しようとすると、警報信号が図示しない警報機に送られる。これら一連の動作を可能にするには、本発明により電磁誘導などの影響を排した、正確な信号受信が重要となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る、ループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造の適用例を示す斜視図である。
【図２】図１の鉄筋コンクリートの平面図である。
【図３】図１の鉄筋コンクリートの要部拡大縦断面図である。
【図４】図１の鉄筋コンクリートの変形例の平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る、ループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造の平面図である。
【図６】図５のコンクリート構造におけるループアンテナの変形例を示す説明図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る、ループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造の一例の平面図である。
【図８】同実施形態の他の一例の平面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る、ループアンテナを配した鉄筋コンクリート構造の平面図である。
【図１０】本発明の設計のためのシミュレーションに用いたアンテナ設置例を示す図である。
【図１１】図１０のシミュレーションの結果を表すグラフである。
【図１２】本発明の実施例を示す図である。
【図１３】従来のループアンテナ設置の例を示す図である。
【図１４】電磁誘導を生ずる現象を説明する図である。
【符号の説明】
【００６６】
２…コンクリート躯体  ４…格子状鉄筋  ６…通路  ８…格子状鉄筋  ８ａ…第１の鉄筋
８ｂ…第２の鉄筋  １０…格子点  １２…電線単位  １４…格子面
１６…ループアンテナ  １７…引き出し線  ２０…弯曲部  ２４…磁気シールド片
３０…仕切り材  ３４…対人センサ
１０８…鉄筋  １１６…アンテナ  
ＡＬ…長軸  ＡＳ…短軸
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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