(57)【要約】【目的】  電波吸収層および電波反射層を新たに追加して厚みの寸法を変更せず、優れた電波吸収機能と騒音吸収機能とを備えた防音壁材を提供する。【解決手段】  樹脂製前面パネル２８を表面に備えた電磁波吸収機能付防音壁材１０において、その樹脂製前面パネル２８は磁性粉体が所定割合以上混入させられていることから、電磁波吸収機能を設けるために電波吸収層や電波反射層を新たに追加する必要がないので、防音壁材１０の厚みの寸法が変更されず、優れた電波吸収機能と騒音吸収機能とを備えた防音壁材１０が得られる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製前面パネルを表面に備えた所定厚みの電磁波吸収機能付防音壁材であって、
前記樹脂製前面パネルは、磁性粉体が所定割合以上混入させられていることを特徴とする電磁波吸収機能付防音壁材。
【請求項２】
前記樹脂製前面パネルは、前記磁性粉体として軟磁性金属粉体が２０乃至３５（容積）％の割合でポリカーボネート樹脂内に分散されたものである請求項１の電磁波吸収機能付防音壁材。
【請求項３】
前記樹脂製前面パネルは、円偏波に対して電磁波吸収機能を有するものである請求項１または２のいずれかの電磁波吸収機能付防音壁材。
【請求項４】
前記樹脂製前面パネルは、均一な面密度で設けられた多数の貫通孔を備えたものであり、
該樹脂製前面パネルの裏面には、所定厚みの吸音材と金属製背面パネルとが厚み方向に順次配設されていることを特徴とする電磁波吸収機能付防音壁材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を吸収し且つ騒音を吸収する機能を有する電磁波吸収機能付防音壁材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、高速道路や有料道路の路肩に立設され、或いは料金所の周辺や天井壁面に装着される防音壁材が知られている。このような防音壁材は、単に、騒音を吸収する機能を有するだけであることから、電波の反射体となるので、設置場所によっては電波障害が発生するおそれがあった。たとえば、電波を用いた自動領域収受システム（ＥＴＣ）や高度道路交通システム（ＩＴＳ）が採用された場所では、路上構造物や防音壁材からの電波の乱反射が発生し、路上通信装置や車内通信装置の誤動作を発生させるおそれがある。特に、自動領域収受システムが設置された料金所では、一定の場所にあるアンテナから車両への電波の伝播経路が複数となり、二重課金が発生するという問題があった。
【０００３】
これに対し、電磁波を吸収する機能と騒音を吸収する機能とを兼ね備えた防音壁材が提案されている。たとえば、特許文献１に記載された電波吸収パネルがそれである。これによれば、複数の貫通孔を備えた前面カバーの裏面に、吸音層、電波吸収層、電波反射層、背面ケースの底部とが順次積層方向に設けられることにより壁状構成されている。
【特許文献１】特開２００３−１１９７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記電磁波を吸収する機能と騒音を吸収する機能とを兼ね備えた防音壁材は、電波吸収層および電波反射層が追加されることによって壁材厚みが大きくなることが避けられないことから、既設の防音壁材との単純な交換が不可能であるため、防音壁およびその固定装置を含む全体を交換する必要があり、施行上、費用が高くなるという欠点があった。なお、厚み寸法を変更しないで上記電波吸収層および電波反射層できるが、この場合には、某尊層の厚みを小さくせざるを得ず、防音性能が犠牲となることが避けられない。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、電波吸収層および電波反射層を新たに追加して厚みの寸法を変更せず、優れた電波吸収機能と騒音吸収機能とを備えた防音壁材を提供することにある。
【０００６】
本発明者等は、前記従来の防音壁は、複数の貫通孔を備えた樹脂製の前面カバーが所定厚みの吸音層の表面に備えられていることに着目し、その樹脂製の前面カバー内に、軟磁性金属粉体などの磁性粉体を混入すると、防音壁の厚みを増加させないで、防音性能を損なわず、しかも電波吸収機能を設けることができることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、請求項１に係る発明の要旨とするところは、樹脂製前面パネルを表面に備えた電磁波吸収機能付防音壁材であって、その樹脂製前面パネルは磁性粉体が所定割合以上混入させられていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の要旨とするところは、前記樹脂製前面パネルは、前記磁性粉体として軟磁性金属粉体が２０乃至３５（容積）％の割合でポリカーボネート樹脂内に分散されたものであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、前記樹脂製前面パネルは、円偏波に対して電磁波吸収機能を有するものであることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明の要旨とするところは、前記樹脂製前面パネルは、均一な面密度で設けられた多数の貫通孔を備えたものであり、
該樹脂パネルの裏面には、所定厚みの吸音材と金属製裏面パネルとが厚み方向に順次配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、樹脂製前面パネルを表面に備えた電磁波吸収機能付防音壁材において、その樹脂製前面パネルは磁性粉体が所定割合以上混入させられていることから、電波吸収層および電波反射層を新たに追加しないので、防音壁材の厚みの寸法が変更されず、優れた電波吸収機能と騒音吸収機能とを備えた防音壁材が得られる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明によれば、前記樹脂製前面パネルは前記磁性粉体として軟磁性金属粉体が２０乃至３５（容積）％の割合でポリカーボネート樹脂内に分散されたものであることから、樹脂製前面パネルの複素比透磁率μr ”および複素比誘電率εr ”が好適に高くされて高い電波吸収性能が得られる。たとえば、電磁波の樹脂製前面パネルに対する入射角度が７０°において反射減衰量Ｓ２１が少なくとも−１０ｄＢは確保され、通信干渉問題が好適に解消される。なお、軟磁性金属粉体が２０（容積）％より低い割合では十分に大きな複素比透磁率μr ”および複素比誘電率εr ”が得られず電波吸収性能が得られない。反対に、軟磁性金属粉体が３５（容積）％よりも高い割合では樹脂製前面パネルの機械的強度たとえば曲げ弾性率が得られなくなる。
【００１３】
また、請求項３にかかる発明によれば、前記樹脂製前面パネルは、円偏波に対して電磁波吸収機能を有するものであるので、円偏波の電波に対して好適な吸収性能が得られる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明によれば、前記樹脂製前面パネルは、均一な面密度で設けられた多数の貫通孔を備えたものであるので、音響透過性が得られ、樹脂製前面パネルでの音の反射が好適に抑制される。また、樹脂製前面パネルの裏面には、所定厚みの吸音材と金属製裏面パネルとが厚み方向に順次配設されていることから、樹脂製前面パネルと金属製裏面パネルとの間には電波吸収層および電波反射層が新たに設けられておらず防音壁材の厚みの寸法が変更されない。しかも、樹脂製前面パネルを通過した電波は裏面金属パネルに反射されて再び樹脂製前面パネルを通過させられるので、一層好適に電波が吸収される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ここで、前記樹脂製前面パネルに混入される軟磁性金属粉体は、さらに好ましくは、２５乃至３０（容積）％の割合である。このようにすれば、一層高いポリカーボネート樹脂内に分散の電波吸収特性が得られる複素比透磁率μr ”および複素比誘電率εr ”が好適に高くされて高い電波吸収性能が得られるとともに、樹脂製前面パネルの機械的強度が高められる。
【００１６】
上記樹脂製前面パネルでは、磁性粉体は厚み方向の全体に混入されてもよいが厚み方向の一部たとえば表層のみに混入されていてもよい。或いは、磁性粉体が均一に混入された表層樹脂パネルと磁性粉体が混入されない主樹脂パネルとが積層されることにより構成されていてもよい。
【００１７】
また、前記樹脂製前面パネルは、機械的強度が大きく、耐候性に優れ、且つ長期間にわたる使用に耐える必要があるので、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル、それらの樹脂が繊維強化されたものが、用いられる。
【００１８】
また、前記磁性粉体は、フェライトなどでもよいが、Ｆｅ、１３Ｃｒ−Ｆｅ、カルボニル鉄、Ｆｅ−Ｓｉ合金、鉄ニッケル合金（パーマロイ、Ｆｅ−Ｎｉ合金）、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金、鉄アルミ珪素合金（センダスト、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金）、アモルファス合金等の軟磁性金属の粉体が好適に用いられる。
【００１９】
また、前記吸音材は、発泡ガラス、無機結合材（ガラス）により無機粒子が結合された多孔質セラミックス、ロックウール、ガラス繊維、ポリエステル繊維などの多孔質吸音材料が、単層或いは複数層構造で好適に用いられる。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１および図２は、本発明の一実施例である防音壁材１０の使用状態を説明する図である。図１において、高速道路或いは有料道路の路肩に設けられた防音装置１０は、複数の防音壁材１０が図示しない固定用のフレームを用いて組み立てられることにより全体として所定形状の防音壁１２となるように構成されている。図２においては、電波を用いた自動領域収受システム（ＥＴＣ）が適用された料金所の通行路の天井の壁面１４に、複数の防音壁材１０が固定されることにより覆われている例が示されている。この場合、車両１６に搭載された送受信器１８と上記自動領域収受システムのアンテナ２０との間の電波の伝播に関して、たとえば実線に示す経路と２点鎖線に示す最短経路とが存在して、２重課金が発生する可能性があるが、本実施例の防音壁材１０の電磁波吸収機能によって上記実線に示す経路の電波が吸収により減衰されて、２重課金の可能性が大幅に低下させられる。
【００２２】
図１において、本発明の一実施例である防音壁材１０は、全体として厚みのある平板状を成し、たとえば鋼等の金属製の枠部材２２と、その裏面を閉じるために枠部材２２に固定されたたとえば鋼等の金属製の裏面パネル２４と、それら枠部材２２および裏面パネル２４から構成された直方体状の箱内に順次嵌め入れられた吸音材２６および樹脂製前面パネル２８と、その樹脂製前面パネル２８を固定するために枠部材２２に固定された固定部材３０とから主として構成されている。
【００２３】
上記吸音材２６は、枠部材２２および裏面パネル２４から構成された直方体状の箱内の空間よりも僅かに厚み方向に小さい直方体状形状を備え、発泡ガラス、無機結合材（ガラス）により無機粒子が結合された多孔質セラミックス、ロックウール、ガラス繊維、ポリエステル繊維などの多孔質吸音材料から、単層或いは複数層構造で構成されている。
【００２４】
また、上記樹脂製前面パネル２８は、均一な面密度で設けられた多数の貫通孔２８ａが形成された、たとえば１．５乃至５ｍｍ程度の厚みの樹脂製板であって、機械的強度が大きく、耐候性に優れ、且つ長期間にわたる使用に耐える樹脂、たとえばポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル、それらの樹脂が繊維強化されたものなどから構成される。また、その樹脂製前面パネル２８には、磁性粉体が２０乃至３５（容積）％の割合で均一に混入されている。このような樹脂製前面パネル２８は、たとえば粉体状のポリカーボネート樹脂と磁性粉体とが所定の割合で均一に混合された後、そのポリカーボネート樹脂のガラス転位点よりも十分に高い温度で加熱されることによって流動状態とされた後、型内に入れられた状態で硬化させられて、均一な厚みのパネル状に成形される。
【００２５】
上記樹脂製前面パネル２８に混入された磁性粉体は、フェライトなどでもよいが、Ｆｅ、Ｆｅ−１３Ｃｒ合金、カルボニル鉄、Ｆｅ−Ｓｉ合金、鉄ニッケル合金（パーマロイ、Ｆｅ−Ｎｉ合金）、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金、鉄アルミ珪素合金（センダスト、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金）、アモルファス合金等の優れた磁性を有する軟磁性金属の粉体が用いられる。
【００２６】
上記のように、樹脂製前面パネル２８には上記磁性粉体が混入されていることから、その前面パネル２８の複素比透磁率μr ”および複素比誘電率εr ”が好適に高くされて高い電波吸収性能が設けられている。図４、図５、図６は、本発明者等が以下の実験条件１で行った試験結果を示している。図７は、本発明者等が以下の実験条件２で行った試験結果を示している。
【００２７】
（実験条件１）
(a) ポリカーボネート樹脂に平均粒径８μm φのＦｅ−１３Ｃｒ合金の粉末を混入し、それを混合して所定の大きさの板状に成形することにより、Ｆｅ−１３Ｃｒ合金の混合割合（０、１０、２０、３０容積％）が異なる４種類のテストピース（測定器の導波管断面の縦横寸法×厚み３ｍｍ）を作成した。
(b) 上記複数種類のテストピースのそれぞれについて、ネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー社製ＨＰ８５１０Ｃ型測定器）を用いて、複素比誘電率（実部）εr ’および複素比誘電率（虚部）εr ”を５．８ＧＨｚの周波数でそれぞれ測定した。
(c) 上記複数種類のテストピースのそれぞれについて、ネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー社製ＨＰ８５１０Ｃ型測定器）を用いて、複素比透磁率（実部）μr ’および複素比透磁率（虚部）μr ”を５．８ＧＨｚの周波数でそれぞれ測定した。
(d) 上記複数種類のテストピースのそれぞれについて、ＪＩＳ規格に準拠した３点曲げ測定法により、曲げ弾性率（ＭＰａ）をそれぞれ測定した。
【００２８】
図４および図５は、ポリカーボネート樹脂に含まれるＦｅ−１３Ｃｒ合金の混合率（容積％）が多くなるほど、複素比誘電率（実部）εr ’、複素比誘電率（虚部）εr ”、複素比透磁率（実部）μr ’、複素比透磁率（虚部）μr ”がそれぞれ増加する点を示している。図６は、ポリカーボネート樹脂に含まれるＦｅ−１３Ｃｒ合金の混合率（容積％）が多くなっても、曲げ弾性率（ＭＰａ）で示される強度はそれほど変化しない点を示している。上記複素比誘電率（虚部）εr ”および複素比透磁率（虚部）μr ”の増加は、高い電波吸収性能を示している。一般に、磁性物質の電波吸収エネルギＥは、次式(1) で示されるように、複素比誘電率（虚部）εr ”および複素比透磁率（虚部）μr ”が増加するほど増加する。
【００２９】
Ｅ＝1/2(ω・εr ”・｜E ｜) ＋1/2(ω・μr ”・｜H ｜) ＋σω
・・・(1) 
【００３０】
（実験条件２）
(a) ポリカーボネート樹脂に平均粒径８μm φのＦｅ−１３Ｃｒ合金の粉末を混入してそれを混合し、所定の大きさの板状に成形することにより、Ｆｅ−１３Ｃｒ合金の混合割合（容積％）を変化させた複数種類の粉体を混合して所定の大きさの板状に成形して、複数種類のテストピース（測定器の導波管断面の縦横寸法×厚み３ｍｍ）を作成した。
(b) 上記複数種類のテストピースのそれぞれについて、ネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー社製ＨＰ８５１０Ｃ型測定器）を用いて、円偏波の５．８ＧＨｚの電波の反射減衰量Ｓ２１［ｄＢ］をそれぞれ測定した。
【００３１】
図７は、上記実験条件２に従って得られた測定結果を示し、Ｆｅ−１３Ｃｒ合金の混合割合が多くなるに伴って反射減衰量Ｓ２１が加速的に大きくなるが、混合割合が２８乃至２９容積％付近において極小が形成される。図７では、樹脂製前面パネル２８に対する入射角度θがパラメータとして用いられている。図７に示されるように、要求される反射減衰量が−１０［ｄＢ］であれば、Ｆｅ−１３Ｃｒ合金の混合割合が２０乃至３５容積％であるポリカーボネート樹脂板（樹脂製前面パネル２８）であればよい。すなわち、入射角度７０°において反射減衰量Ｓ２１が−１０［ｄＢ］確保される。また、要求される反射減衰量が−１５［ｄＢ］であれば、Ｆｅ−１３Ｃｒ合金の混合割合が２５乃至３５容積％であるポリカーボネート樹脂板（樹脂製前面パネル２８）であればよい。さらに、要求される反射減衰量が−２０［ｄＢ］であれば、Ｆｅ−１３Ｃｒ合金の混合割合が２７乃至３２容積％であるポリカーボネート樹脂板（樹脂製前面パネル２８）であればよい。なお、Ｆｅ−１３Ｃｒ合金の混合割合が３５容積％を超えると、成形性が損なわれるとともに樹脂製前面パネル２８の機械的強度が得られなくなる。
【００３２】
上述のように、本実施例によれば、樹脂製前面パネル２８を表面に備えた電磁波吸収機能付防音壁材１０において、その樹脂製前面パネル２８は磁性粉体が所定割合以上混入させられていることから、電磁波吸収機能を設けるために電波吸収層や電波反射層を新たに追加する必要がないので、防音壁材１０の厚みの寸法が変更されず、優れた電波吸収機能と騒音吸収機能とを備えた防音壁材１０が得られる。
【００３３】
また、本実施例によれば、前記樹脂製前面パネルは前記磁性粉体として軟磁性金属粉体が２０乃至３５（容積）％の割合でポリカーボネート樹脂内に分散されたものであることから、樹脂製前面パネル２８の複素比透磁率μr ”および複素比誘電率εr ”が好適に高くされて高い電波吸収性能が得られる。たとえば、軟磁性金属粉体が上記２０乃至３５（容積）％の割合とされることで、樹脂製前面パネル２８に対する電磁波の入射角度が７０°において反射減衰量が−１０ｄＢを確保することができ、通信干渉問題が好適に解消される。
【００３４】
また、本実施例によれば、樹脂製前面パネル２８は、円偏波に対して電磁波吸収機能を有するものであるので、円偏波の電波に対して好適な吸収性能が得られる。
【００３５】
また、本実施例によれば、樹脂製前面パネル２８は、均一な面密度で設けられた多数の貫通孔２８ａを備えたものであるので、音響透過性が得られ、樹脂製前面パネル２８での音の反射が好適に抑制される。また、樹脂製前面パネル２８の裏面には、所定厚みの吸音材２６と金属製の裏面パネル２４とが厚み方向に順次配設されていることから、樹脂製前面パネル２８と裏面金属パネル２４との間には電波吸収層および電波反射層が新たに設けられておらず防音壁材１０の厚みの寸法が変更されない。しかも、樹脂製前面パネル２８を通過した電波は金属製裏面パネル２４に反射されて再び樹脂製前面パネル２８を通過させられるので、一層好適に電波が吸収される。
【００３６】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００３７】
たとえば、前述の実施例の電磁波吸収機能付防音壁材１０は、全体として厚みのある平板状を成していたが、部分円筒状或いは部分球面状などのように湾曲した形状であってもよい。
【００３８】
また、樹脂製前面パネル２８の裏面には、金属箔或いは金属蒸着層などの金属層が全面的に固着されていてもよい。
【００３９】
また、前述の鋼製の枠部材２２および裏面パネル２４は、合成樹脂製であってもよい。
【００４０】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例の電磁波吸収機能付防音壁材を利用した防音壁を説明する図である。
【図２】本発明の一実施例の電磁波吸収機能付防音壁材を料金所の天井の壁面に利用した状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施例の電磁波吸収機能付防音壁材の構成を説明する断面図である。
【図４】図３の防音壁材の樹脂製前面パネルの比誘電率とそれに含まれる軟磁性金属粉体の量との関係を示す図である。
【図５】図３の防音壁材の樹脂製前面パネルの比透磁率とそれに含まれる軟磁性金属粉体の量との関係を示す図である。
【図６】図３の防音壁材の樹脂製前面パネルの曲げ弾性率とそれに含まれる軟磁性金属粉体の量との関係を示す図である。
【図７】図３の防音壁材の樹脂製前面パネルの反射減衰量Ｓ２１とそれに含まれる軟磁性金属粉体の量との関係を示す図である。
【００４２】
１０：電磁波吸収機能付防音壁材
２４：裏面パネル
２６：吸音材
２８：樹脂製前面パネル
【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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