(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周フレームに、形状記憶樹脂または形状記憶合金等の形状記憶素材を使用した通気性の天井膜を張った膜張り天井パネル。
【請求項２】
天井膜を、空気の他に、熱および水蒸気の両方または片方を透過可能な材質とした請求項１記載の天井パネル。
【請求項３】
請求項１記載の膜張り天井パネルを並設して室内空間と天井裏空間とを仕切り、天井裏空間に空気の吹出口を設けた天井空調装置。
【請求項４】
前記吹出口から温度調整空気を吐出する空調機を設け、天井裏空間の略全体を前記吹出口から吹き出された空気が流れる空間とした請求項３記載の天井空調装置。
【請求項５】
天井裏空間に、下面が開口した複数の機能チャンバを設け、前記各機能チャンバに除湿機器、冷暖房機器、および空気清浄機の少なくとも一つを収容し、前記吹出口を前記各機能チャンバに開口させ、各機能チャンバの下面開口を請求項１記載の天井パネルで覆った天井空調装置。
【請求項６】
前記機能チャンバのいずれかに、空気の吸込口を開口させた請求項５記載の天井空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般住宅や、集合住宅、ビル等の建物に応用される膜張り天井パネルおよび天井空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
住宅における空調装置としては、壁掛式空調機を取付けるのが一般的であり、一部において、天井ビルトイン空調機も採用されている。
ところが、これらの空調装置は、いずれも温度調整した空気を単に室内空間で循環させる対流型であるため、室内の温度分布にむらが生じると共に、局部的に風が当たるなどして不快感を伴うことが多い。
このような課題を解消するものとして、本出願人は、室内空間と天井空間とを通気性の天井膜で仕切り、前記天井膜を介して天井裏から新鮮空気の供給や温度調整空気の吹き出しを行うものを試みた。前記天井膜は、野縁等の天井下地に直接に張っても良いが、パネルフレームに天井膜を張った天井パネルとして構成しておくと、施工や保守に便利である。パネルフレームに天井膜を張る場合、湿らせた状態で張るなどして、皺や弛みが出ないようにする。
しかし、上記のように天井膜を張っても、年月の経過により、弛みや皺が生じ、天井の見栄えが悪くなることが予想される。
【０００３】
この発明は、上記の課題を解消するものであり、長年に渡って天井膜が弛むことがなく、あるいは弛みが生じても容易に弛みを無くせる膜張り天井パネル、およびその天井パネルを用いた快適な空調が行える天井空調装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の膜張り天井パネルは、外周フレームに、形状記憶樹脂または形状記憶合金等の形状記憶素材を使用した通気性の天井膜を張ったものである。この膜張り天井パネルは、その通気性の天井膜を介して天井裏空間と室内空間との間に空気の出入りを行わせる天井空調装置に使用される。
前記天井膜の素材として、形状記憶素材を用いるため、経年変化による弛みを生じずに天井膜が常に張った状態に保たれ、良好な見栄えを維持することができる。あるいは、天井膜に弛みが生じても、加熱等の処理を行うことにより、元の弛みのない状態に張ることができる。
前記構成の膜張り天井パネルにおいて、天井膜を、空気の他に熱および水蒸気の両方または片方を透過可能な材質としてもよい。
このような材質とすれば、膜張り天井パネルを介して仕切られる天井裏空間と室内空間との間で、空気の出入りと共に、熱や水蒸気の移動、あるいはその移動量の制御が行える。
【０００５】
また、この発明の天井空調装置は、前記膜張り天井パネルを並設して室内空間と天井裏空間とを仕切り、天井裏空間に空気の吹出口を設けたものである。
この構成によれば、吹出口から吹き出される空気が天井裏空間に行きわたり、この空気が天井膜を介して室内に吹き出される。このとき、吹き出し速度が天井膜によって制御され、また天井面の範囲から吹き出されるので、天井裏空間から室内空間への空気の吹き出しが緩やかで、局部的に風が当たることがなく、室内空間の快適な空調が行える。
前記吹出口から吹き出させる空気は、空調機によって温度調整した空気であっても良く、また単に換気用に供給される新鮮空気であっても良い。温度調整空気を吹き出すようにした場合、室内空間だけでなく、天井裏空間まで温度調整空気が行き渡るため、温度むらのない快適な冷暖房が行える。天井裏空間は、略全体を前記吹出口から吹き出された空気が自然に流れる無仕切りの空間としても良く、また蛇行状等に仕切りが設けられて強制的に所定の経路で吹き出し空気が流れる空間としても良い。なお、この天井空調装置は、高断熱高気密の建物の場合により効果的である。
前記天井空調装置において、天井裏空間に、下面が開口した複数の機能チャンバを設け、前記各機能チャンバに除湿機器、冷暖房機器、および空気清浄機の少なくとも一つを収容し、前記吹出口を前記各機能チャンバに開口させ、各機能チャンバの下面開口を前記膜張り天井パネルで覆ってもよい。
この構成によれば、室内の場所ごとに、選択的に除湿、空調、空気清浄を行うことができる。
前記天井空調装置において、前記機能チャンバのいずれかに、空気の吸込口を開口させてもよい。
このように吸引口を設けることにより、複数の機能チャンバ間で空気を循環させることができ、空気の循環流路を自在に選択設定できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明の膜張り天井パネルの一実施形態を図１および図２に基づいて説明する。この膜張り天井パネル９は、図２（Ａ）に示す天井空調装置５に使用する天井パネルであって、図１のように矩形の外周フレーム８の下面に形状記憶樹脂または形状記憶合金等の形状記憶素材を含むクロス等からなる通気性の天井膜４を張ったものである。天井膜４に使用するクロスは、織布であっても不織布であっても良い。前記外周フレーム８は、外周に係合溝８ａとなる溝形断面の軽鉄またはアルミ等の金属フレーム、または樹脂フレームとしてある。天井膜４は、空気の他に、熱や水蒸気が適度の透過度で通過可能な選択透過機能を有する材質のものが好ましい。
天井膜４に形状記憶樹脂を使用する場合、その樹脂繊維からなる糸で織ったクロスとしても良く、またその樹脂を糸状として織ったクロス等としてもよい。
形状記憶合金を用いる場合、例えばコイル状に成形したＴｉＮｉ形状記憶合金で織ったクロス、あるいは通常のクロスにコイル状に成形したＴｉＮｉ形状記憶合金を織り込んだものとし、その形状記憶合金の形状回復温度を、室温としては高温である例えば３０°程度に設定する。
【０００７】
前記膜張り天井パネル９は、図２（Ａ）の天井空調装置５において、吊り具１０で支持することにより複数枚並設され、その天井パネル９の天井膜４によって、居住空間１の天井裏空間２と室内空間３とが仕切られる。居住空間１は、建物Ｂに設けられた一室を示し、壁４０によって天井裏まで隣室と仕切られている。天井裏空間２には複数本の空調ダクト６が配管され、その吹出口６ａが天井裏空間２内で開口させてある。空調ダクト６は、居住空間１外に設置された空調機７に接続されている。空調機７は、例えば多数の部屋に分岐して温度調整空気を供給するものであり、ピートポンプ式のもの等が使用される。
【０００８】
前記吊り具１０は、図２（Ｂ）に示すようにＨ形鋼からなる上階床梁１１の下フランジ１１ａに高さ調整ナット１３で吊られた吊りボルト１２と、この吊りボルト１２の下側頭部に係止させた断面逆Ｕ字状のパネル係止バー１４とからなる。前記パネル係止バー１４に、外周フレーム８の係合溝８ａを係合させることにより、膜張り天井パネル９が、上階床梁１１の下に支持される。１６は床パネルである。
【０００９】
上記構成の天井空調装置５の作用を説明する。
空調機７により加熱・冷却されて得られる温度調整空気、つまり冷暖気は、空調ダクト６の吹出口６ａから吹き出され天井裏空間２の全体に行きわたる。これと平行して、天井裏空間２と室内空間３との間では、天井裏空間２での強制的な空気移動に誘引されて、通気抵抗を有する天井膜４を介して空気の透過が行われる。これにより、天井裏空間２から室内空間３への冷暖気の吹き出しが緩やかに行われる。そのため、局部的に冷暖気が当たることがなく、室内空間３の快適な換気および均一な冷暖房が行われる。空調ダクト６は、空調機７に接続する代わりに、単に換気を行うファン等と接続しても良い。
この天井空調装置は、通気、透湿、放射（輻射）等を制御できる機能のある選択透過機能を持った天井膜４で天井を覆うことによって、天井懐部分すなわち天井裏空間２の全体を一種のチャンバー（仕切空間）構造にして、チャンバーと室内空間３の間で空気の呼吸動作を作り出し、非積極的な換気を実現するものである。ここで言う「非積極的な」とは、室内空間３内に居る一般の居住者が室内環境を意識することなく過ごせるベース環境を作り出すことを言う。もし、不快に感じた人は、自分の快適域に応じて調整すれば良い。
【００１０】
膜張り天井パネル９の天井膜４は、その自重や材質の劣化により時の経過と共に弛んでくるが、夏期において室内温度が形状記憶合金の形状回復温度（例えば３０°程度）を越える状態になると、天井膜４は元の張り状態に回復する。そのため、経年変化により天井膜４の弛みが進行することがなく、いつまでも天井面を見栄え良く保つことができる。また、冬期において空調を暖房モードにしたときに、天井裏空間２から天井膜４を透過して室内空間３へ吹き出す暖気の温度が形状回復温度を越える状態になる場合にも、天井膜４は元の張り状態に回復する。
【００１１】
なお、前記天井空調装置５において、膜張り天井パネル９は吊り具１０に係合させて支持しているため、天井裏空間２と室内空間３とを天井膜４で仕切った状態に容易に施工でき、天井裏空間２での空調ダクト６のメンテナンス等も容易に行うことができる。
【００１２】
図３および図４は、前記膜張り天井パネル９を使用した天井空調装置の他の実施形態を示す。この天井空調装置１５では、図３（Ａ）に示すように、天井裏空間２に、下面が開口した複数の機能チャンバ２１が設けられる。空調ダクト６は給気用と排気用とに分けられ、Ｈ形鋼からなる上階床梁１１上に配管される。給気用空調ダクト６Ａから分岐する吹出口６ａは選択した一部の機能チャンバ２１Ａに開口させてあり、排気用空調ダクト６Ｂから分岐する吸込口６ｂも別の一部の機能チャンバ２１Ｂに開口させてある。
【００１３】
前記各機能チャンバ２１，２１Ａ，２１Ｂは、前記上階床梁１１上に掛け渡された支持桟２３に吊りボルト２２を介して支持され、機能チャンバ２１の下面開口は前記膜張り天井パネル９で覆われている。すなわち、図３（Ｂ）に示すように、前記吊りボルト２２は支持桟２３に高さ調整ナット１３で係止され、この吊りボルト２２の下側頭部にチャンバ支持桟３３と断面逆Ｕ字状のパネル係止バー１４とが係止され、チャンバ支持桟３３に機能チャンバ２１，２１Ａ，２１Ｂの開口縁が固定される。また、前記パネル係止バー１４には、図２（Ｂ）の場合と同様に前記外周フレーム８の係合溝８ａが係合し、機能チャンバ２１，２１Ａ，２１Ｂの下面開口が膜張り天井パネル９で覆われる。これにより、天井裏空間２と室内空間３とは、前記天井膜４によって仕切られる。前記各機能チャンバ２１，２１Ａ，２１Ｂには、除湿機器，冷暖房機器，空気清浄機などの機能ユニット２６の少なくとも一つが収容される。
【００１４】
図４（Ａ），（Ｂ）は、前記機能ユニット２６として冷暖房機器を収容した機能チャンバ２１の縦断面図および下面図を示す。この図では、前記膜張り天井パネル９は省略してある。この場合、前記冷暖房機器として、セラミックヒータを用いている。このセラミックヒータは、導電性のセラミック素材をメッシュ状に押し出し成形したものであり、電圧制御で加熱温度を自由に可変設定できる。給気用空調ダクト６Ａの吹出口６ａが開口する機能チャンバ２１Ａでは、セラミックヒータのメッシュの隙間を通過する空気が、加熱され暖気となって機能チャンバ２１Ａの下面開口から、前記膜張り天井パネル９を介して室内空間２に緩やかに吹き出す。
【００１５】
この天井空調装置１５の場合は、給気用空調ダクト６Ａの吹出口６ａから機能チャンバ２１内に吹き出された空気が、機能チャンバ２１Ａ内に機能ユニット２６として収容される冷暖房機器で加熱され、その加熱された暖気が機能チャンバ２１Ａからさらに膜張り天井パネル９を介して室内空間３に緩やかに吹き出す。また室内空間３の空気は、別の機能チャンバ２１Ｂから空調ダクト６Ｂの吸引口６ｂを経て排気されるので、室内空間３で暖気が緩やかに循環すると共に、換気も行われる。また、各機能チャンバ２１から、給気側の機能チャンバ２１Ａと排気側の機能チャンバ２１Ｂとを選択的に設定することにより、室内空間３における暖気の循環流路を、室内の生活領域に合わせて切換え設定できる。なお、排気側となる機能チャンバ２１Ｂ内の冷暖房機器は作動させなくてもよい。また、機能チャンバ２１Ａ，２１Ｂ内に機能ユニット２６として除湿機器や空気清浄機を合わせて収容した場合には、前記空気の循環と並行して空気の除湿処理や清浄処理を同時に行うことができる。
【００１６】
図５は、前記膜張り天井パネル９を使用した天井空調装置のさらに他の実施形態を示す。この例では、各膜張り天井パネル９の上方に、同図（Ｂ），（Ｃ）に示すダクトパネル４１を設置してある。ダクトパネル４１は、３層の断熱性発泡樹脂材４２〜４４を積層して構成され、下面に開口した吹出口４５と、この吹出口４５の内壁面およびパネル両端面に開口したＴ字状のダクト空間部４６とを有する。下層の発泡樹脂材４４には前記吹出口４５となる繰抜部４４ａが形成される。中間層の発泡樹脂材４３には、前記吹出口４５となる繰抜部４３ａと、前記ダクト空間部４６となる繰抜部４３ｂとが形成される。吹出口４５およびダクト空間部４６となる中間層の発泡樹脂材４３の繰抜部４３ａ，４３ｂの上面は、上層の発泡樹脂材４２で蓋される。また、ダクト空間部４６となる中間層の発泡樹脂材４３の繰抜部４３ｂの下面は、下層の発泡樹脂材４４で蓋される。
このダクトパネル４１は、ダクト空間部４６が相互に連通するように配列し、縦横に並設する。
この構成の場合、各ダクトパネル４１の吹出口４５から吐出された空気が、膜張り天井パネル９の天井膜４を介して室内に吹き出されることになる。このように断熱性の発泡樹脂からなるダクトパネル４１を用いると、ダクトパネル４１を設置するだけでダクトが形成されることになり、ダクトの設置やその断熱施工が容易になる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の膜張り天井パネルは、外周フレームに、形状記憶素材を有する通気性の天井膜を張ったため、天井膜が経年変化せずに常に張った状態に維持でき、あるいは弛みが生じても容易に緊張状態に回復させることができ、天井面をいつまでも見栄え良く保つことができる。
また、この膜張り天井パネルを用いて天井空調装置を構成する場合に、天井裏空間に換気用または冷暖房用の空気を供給することにより、天井膜の通気抵抗によって室内に緩やかな空気の吹き出しが行われ、そのため室内空間の快適な空調が行える。
前記天井空調装置において、天井裏空間に、下面が開口した複数の機能チャンバを設け、これらの各機能チャンバに除湿機器、冷暖房機器、および空気清浄機の少なくとも一つを収容し、吹出口を各機能チャンバに開口させ、各機能チャンバの下面開口を通気性の天井膜で覆った場合は、室内の場所ごとに、選択的に除湿、空調、空気清浄を行うことができる。
前記機能チャンバのいずれかに、空気の吸引口を開口させた場合には、複数の機能チャンバ間で空気を循環させることができ、空気の循環流路を自在に選択設定できる。
前記膜張り天井パネルにおいて、天井膜を、空気の他に、熱および水蒸気の両方または片方を透過可能な材質とした場合には、空気の出入りと並行して、熱や水蒸気の移動、あるいはその移動量の制御が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態に係る膜張り天井パネルの斜視図、（Ｂ）は同天井パネルの縦断面図である。
【図２】（Ａ）は同天井パネルを使用した天井空調装置の一例を示す縦断面図、（Ｂ）は同天井空調装置における天井パネル支持構造を示す縦断面図である。
【図３】（Ａ）は同天井パネルを使用した天井空調装置の他の例を示す縦断面図、（Ｂ）は同天井空調装置における天井パネル支持構造を示す縦断面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は同装置での機能チャンバの縦断面図および下面図である。
【図５】（Ａ）は同天井パネルを使用した天井空調装置のさらに他の例を示す縦断面図、（Ｂ）は同天井空調装置におけるダクトパネルの下面図、（Ｃ）は同ダクトパネルの裏面から見た斜視図である。
【符号の説明】
２…天井裏空間、３…室内空間、４…天井膜、５，１５…天井空調装置、６ａ…吹出口、７…空調機、８…外周フレーム、９…膜張り天井パネル、２１，２１Ａ，２１Ｂ…機能チャンバ、２６…機能チャンバユニット（除湿機器、冷暖房機器、空気清浄機）
【図１】
0003715015.tif 000002
【図２】
0003715015.tif 000003
【図３】
0003715015.tif 000004
【図４】
0003715015.tif 000005
【図５】
0003715015.tif 000006