(57)【要約】【課題】空間保持に引張材を用いたパネル状真空体の防音又は断熱性能向上を目的とする。【解決手段】真空体の遮音性能の向上に対しては、所定間隔に配した脚１１の両側頂部に配した引張材１４に、相対する気密面材２の凸形状体３が接するような構造にして、接点の多い異部材間の伝達時の振動減衰と、引張材１４による振動減衰を多くして性能を高める。一方、真空体の断熱性能の向上に対しては、熱伝達系路が凸形状体３、引張材１４、脚１１、引張材１４、反対側凸形状体３と異部材との接点を多く、その接触面積を小さく、引張材の熱伝導面積を小さくして、大きな熱伝達抵抗を得る。尚、放射熱に対しては、熱反射材を引張材と凸形状体間に挟持することで高められる。【選択図】図１
2006030446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル状の真空体の空間形成材において、線状材、帯状材、集束した「線材又は繊維」のいずれかの引張材を、接合材で一体化する所定間隔に配設した支持脚の両側に交差するように配した間隔保持材。
【請求項２】
パネル状の真空体の空間形成において、「請求項１の間隔保持材の引張材、又は内側に向けて所定間隔に成形された凸形状部のある気密面材に留め付けた複数の引張材」に制振材を留め付けた引張材の制振方法。
【請求項３】
パネル状の真空体に用いる「気密面材又は請求項１の間隔保持材」において、所定間隔に平行に成形した脚間の平面部に複数の凸形状を形成した「気密面材又は請求項１の間隔保持材」。
【請求項４】
パネル状の真空体の空間形成において、「線材又は繊維」を「集束又は積層」した間隔保持材を相対する気密面材間に挟持した真空体。
【請求項５】
パネル状の真空体の空間形成に用いる引張材において、「線材又は繊維」をロープ状又は集束して所定間隔に他部材による結束、接着、溶着のいずれかにより一体化した引張材。
【請求項６】
パネル状の真空体に用いる気密面材において、外周部に連続した薄い板厚部を形成した気密面材。
【請求項７】
パネル状の真空体の密封方法において、連続した同一高さの気密面材と線状に接する小突起を気密面材に接する面に設けた枠材を気密面材外周部間に配し、該外周部を覆うカバー材の曲折片の折曲により、曲折片が気密面材と小突起を押圧して密着させることにより真空体外周部を気密化する接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
真空を利用した防音を主とする断熱パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遮音に用いる従来の防音材は、音の質量法則に基づくため、重い材料を用いる必要がある。一方、重さに左右されずに遮音する方法が、下記特許文献に提示されている。この方法は真空層を形成するために、真空体の内側に複数形成した凸形状間に線状材や帯状材からなる引張材を張り、引張材の両面に凸形状体が交互に接するように配置して空間を形成し、外周部を密封して内部を真空にしている。
【０００３】
真空層の形成のために引張材を用いる方法は、圧縮材に比べるとエネルギーの伝達が少ないため相応の性能を得ることができる。しかし、相対する気密面材の凸形状部と交互に接している場合は、線状材や帯状材による引張材の減衰性能以上を得ることが難しい。
【０００４】
気密面材の形状において、所定間隔に並ぶ脚を持つ押し出し成形材を用いると、脚間の平面部が真空圧により内部側に押圧され、変形するため脚間を狭くするか平面部の板厚を厚くする必要があり、経済性や重量に問題がある。
【０００５】
気密面材の外周部の気密接合については、溶接又はロウ付けが一般的に用いられているが、ともに高温による接合のため気密面材全体にひずみが発生しやすい。
【特許文献１】特開２００１−２９６８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
引張材については、引張材の両面に相対する気密面材の凸形状部と交互に接している引張材の用い方は、引張材が有する振動減衰性能以上の性能を得ることが難しい。また強度上などある程度以上の太さを必要とする場合は、単なる線状材や帯状材では引張材自体で振動吸収することが難しい。
【０００７】
気密面材の外周部の接合方法について、気密面材に金属を用いて気密接合する場合、溶接やろう付けは高温であることと、接合部の板厚が他の部分と同じであるため、接合部周辺まで熱の影響により気密面材に変形が生じやすいことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
性能と生産性を向上させるため、環状にした引張材内に接合材で所定間隔に一体化した脚を配設して引張材と気密面材を接触させ、あるいは引張材に線状材又は繊維の集束材を用いることにより、部材間の伝達時又は引張材自体が音による振動を吸収してエネルギー伝達を小さくする。
【０００９】
気密面材の外周部の接合方法において、超音波接合又は枠材の押圧挟持、ろう付けの場合には、小さな面積で接合して接合部周辺への熱の影響を小さくして、真空体の形状精度向上を向上させる。
【発明の効果】
【００１０】
性能では引張材を環状にして気密面材間に用いることにより、引張材には片側の気密面材しか接しないため、両側に交互に接する既出願の真空体に比べてエネルギー伝達が少なくなり、音においては遮音性能、熱においては断熱性能が向上する。
【００１１】
生産性においては、１本の引張材の両面に交互に相対する気密面材が接する場合は、引張材を気密面材に両端部および要所を留付けるための時間を要する。これに対し、引張材とスペーサーを一体化して部品化すると気密面材に留付ける必要がなく、気密面材間に配設するだけでよいため、組み立て時間を短縮でき、生産性が大きく向上する。
【００１２】
引張材自体においては、線材又は繊維を集束して用いることにより、これらの材料の中でエネルギーが分散して伝達量が小さくなり、遮音性能が向上する。真空体外周部の接合方法においては、部分的な加熱にして熱の影響を小さくすることにより真空体の寸法精度が向上する。また熱を用いない方法の場合、寸法精度と生産性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
真空体の遮音の向上に対しては、気密面材に引張材を直接接合せず、所定間隔に配した脚の両側頂部に配した引張材に気密面材の凸部が接するようにし、異部材間の伝達時と引張材の振幅による振動減衰を多くしたこと、または引張材を集束材にすることで実現した。
断熱性能の向上においては、脚を挟んで引張材を用いることにより、異部材と接触面積の小さい接点を多く、引張材の熱伝導面積を小さくして、大きな熱伝達抵抗を得ることを実現した。
【００１４】
気密面材の外周部の接合については、熱を用いない超音波接合または枠材の強圧挟持により、ろう付けの場合は、気密面材の板圧を薄くすると共にろう付け面積を小さくすることで真空体の寸法精度の向上を実現した。
【実施例１】
【００１５】
図１（ａ）は真空層側に複数の凸形状体３を成形した気密面材２を用い、周囲は枠材４を配して密封し内部を真空にした真空パネル１である。
【００１６】
図１（ｂ）の真空体１は、気密面材２の凸形状体３が脚６間で引張材９と接するように接合材７で脚６の間隔を保持したスペーサー８に、凸形状体３の各横列ごとの間隔に引張材９をスペーサー８に留め付け、間隔保持材５を相対する気密面材２間に配設し、周囲に枠材４を配した構造である。
【００１７】
引張材９の留付けは、引張材９を重ねるか脚６に巻きつけて接着剤や別部材の締め付けによる。脚６と接合材７の一体化は、溶接や接着の他、接合材７当たりの脚６を開口して差し込み嵌合、脚６と接合材７の一体成形等による。尚、接合材７が凸形状体３の間に位置する場合は、脚と接合材は同じ高さであってもよい。
【００１８】
図１（ｃ）の真空体は、脚１１と接合材１２の成形に金属やプラスチックの押し出しによる一体成形したスペーサー１０に、凸形状体３を支持する間隔に引張材１４を留め付けた間隔保持材１５を気密面材間に挟持し、周囲に枠材４を配した構造の真空体１である。
【００１９】
接合材１２は引張材１４による圧縮力に対して座屈を防止するため、１３を所定間隔にプレス成型している。凸形状の形状はＶ型など任意で、またより強い座屈防止が必要な場合は、中空二重板にする。脚１１は気密面材２の凸形状体３と接しない位置に、引張材１４は図４に示す断面形状の集束材の他、細線や繊維を用いて凸形状体３の各列に接する間隔に、脚１１に交差するように両側に留付けている。一体化する脚の幅や本数は、真空体の大きさや引張材強度により定める。
【００２０】
引張材１４の引張は、真空化時に凸形状体３部分の引張材１４が接合材１２に接しない緩みがあってもよい。脚１１の間隔は気密面材２の大気圧荷重による引張材１４の撓みの許容範囲で、凸形状体３の単体ごと、または複数の間隔に合わせて設ける。（請求項１）
【００２１】
凸形状体３は、凸形状体間の気密面材２の撓みが許容範囲となる間隔に成形する。凸形状体３の断面は、三角形のように引張材との接触面が小さくなる形状が望ましい。
【００２２】
引張材９，１４に使用する材料は、鉄・ステンレス・制振合金などの金属やプラスチックの線材、ガラスやカーボン等の繊維、図４に示す集束材のいずれかを用いる。気密面材２には主として金属板を用いる。尚、スペーサーの他の形状としては、脚と接合材をプレス成型で一体にしたものを用いてもよい。
【００２３】
制振材１６は、引張材１４の振動を小さくするもので、金属やプラスチックなどの硬質材を用いた成形材で、引張材１４を係止する幅の溝が成形してあり、溝に引張材１４をはめ込んで引張材相互間に掛け渡し、引張材１４の振動を減衰させる。また引張材の振動を小さくする他の方法として、引張材に所定間隔に重さのある独立した小さな材を留付けても良い。また引張材と制振材を予め溶接、接着、結束などで網目状に一体化したものをスペーサーに取り付けてもよい。（請求項２）
【００２４】
このような真空体の上側の気密面材が受音すると、凸形状体から上側引張材、脚、下側引張材、下側気密面材へと振動が伝達する。上側気密面材からの振動は、凸形状体から上側引張材への伝達時の減衰、引張材の振動による減衰、引張材から脚材への伝達時の減衰、脚から下側部材へは上側と逆の順序による減衰があり、これらが大きく振動を減衰させる要素である。
【００２５】
図１、図２の真空体に共通するものとして、引張材は可能な限り細い線材又は繊維を使用するか、強度不足となる場合は図４に示す断面の集束材を用いる。細線又は繊維の集束材を使用すると、振動元に直接接触する材と接触しない材間での伝達時の減衰によっても遮音性が得られる。制振材は、引張材間にかけ渡すこと又は引張材に重量を付加することで、引張材の振動を制限し減衰を得るものである。
【００２６】
一方、従来の遮音材との比較では、従来は面材の振動を重量によって減衰させているのに対し、本発明による遮音材は、気密面材からの振動を構成材料間の部分接触による伝達抵抗、および引張材の材料と振幅によりエネルギーを減衰させ遮音性能を得ている。
断熱に用いる場合は、可能な限り細い線材又は繊維を用い、引張材の熱伝導を小さくすることが性能を向上させる。
【００２７】
図２は、所定間隔に脚１９のある押し出し成型材を気密面材１８に用い、脚１９を相互に内側に向けて相互に脚間となるように相対させ、外周に枠材２１を配した真空体１７である。引張材２２は下側気密面材１８ａの引張材２２に相応する部分を切削した最外側の脚２３に、環状にした帯状の引張材２２に軸材２４を通し、軸材２４を脚２３に嵌合して係止している。
【００２８】
引張材２２の他端は、下側の気密面材１８ａの反対側の最外側を同様の方法で留付けている。気密面材１８には脚１９間の平面部に楕円形状の凸形状体２０がプレス成型されており、平面部の大気圧による凹み変形を防止している。形状はＶ型やＵ型の断面等任意で、向きも外側にしてもよい。（請求項３）
【００２９】
この上側気密面材１８が受音することによる上側脚からの振動は、脚から上側引張材への伝達による減衰、引張材材料内による減衰、引張材の振幅による減衰、引張材の上側から下側への伝達による減衰、下側引張材から下側部材では上側と逆の順序で減衰が得られる。尚、引張材は線状の集束材であってもよい。
【００３０】
図３（ａ）は、所定間隔に脚２８のある押し出し成型材を気密面材２７に用い、内側に向いた脚２８間に振動減衰材３１を挟持し、外周に枠材３０を配した真空体２６である。気密面材２７には脚２８間の平面部に湾曲面２９がプレス成型されており、大気圧による凹み変形を防止している。
【００３１】
振動減衰材３１は、細線又は繊維のロープなどの集束材、または立体的に材料をからみ合わせた積層材を用いる。図３（ｂ）では細線又は繊維の積層材３２の両側にふくらみのある硬質板３３を配して、脚２８による局部的変形を防止している。従って脚２８の先端部をＴ型など面積のある接触面とする場合は、硬質板３３は不要である。（請求項１）
【００３２】
図４は、引張材の断面形状を示している。図４（ａ）は、複数の細い線材３５（図では３本の場合の事例）又は繊維束３５の集束材３４、図４（ｂ）は、中心の太い線材３７や繊維束３７の周囲に細い線材３８又は繊維束３８を配した集束材３６で、撚ってロープ状にしたり、平行に束ねて一定間隔に結束、接着、溶着、結び目などにより一体化して用いる。
【００３３】
図４（ｃ）は、細い線材４０又は繊維束４０の織物で帯状材３９として用いる。尚、集束材の一部を切断し、一部の細い線または繊維にのみ引張力を作用させる用い方をするとより高い振動減衰が得られる。（請求項５）
【００３４】
図５は、金属板を気密面材に用いた真空体外周部の気密接合方法である。図５（ａ）は、曲折した気密面材４２の外周部の曲折片４３の中央部内側の板厚を薄くし、重ね合わせることで空洞となる部分４４へろう材を配し、曲折片４３の外側から薄肉部４４を加圧しながら加熱してろう材を溶かし、相対する曲折部４３を気密接合する。
【００３５】
接合部を薄肉にして狭小幅にすることにより、熱による母材のひずみが薄肉部に集中して周辺部への影響が少なくなり、真空体全体のひずみを防止することが可能となる。
【００３６】
図５（ｂ）は、超音波により気密接合する場合である。外周部に枠材４５を用いて枠材周縁４７と気密面材周縁４９の板厚を薄くしている。薄肉部の厚みは気密面材にアルミニウムを使用した場合合計で１００μｍ程度以下とすることが望ましい。
【００３７】
接合方法は、枠材４５と気密面材４８の薄肉部４７，４９を重ね合わせ、超音波接合装置で挟持しながら超音波を当てることで両材が一体化し気密接合がなされる。
尚、図５（ａ）、図５（ｂ）の接合部への大気圧荷重は、接合部から内側の接触部分が負担するため接合部には作用しない。（請求項６）
【００３８】
図６は、気密面材５０に線状に接する小突起５２のある枠材５１を挟持し、気密面材５０の外側からカバー材５３の曲折片５７を曲折して強圧し、真空体外周部を気密接合する方法である。枠材５１は気密面材５０と接する面に、線状に接する先鋭形状の小突起５２を一体成形している。
【００３９】
カバー材５３は枠材５１と気密面材５０を合わせた厚みよりわずかに小さい内幅で、下側は基材５４と横材５５を固定角にし、上側は基材５４と曲折片５７の接合部５９の肉厚を薄くして曲げやすくした曲折片５７を鎖線のように一体成形している。
【００４０】
気密接合方法は、上側に開いた曲折片５７のカバー材５３内に、枠材５１と共に気密面材５０が基材に接するように置設する。その後、曲折片５７をプレス機などにより押圧することにより、カバー材５３内幅より大きい寸法の気密面材５０と枠材５１は押圧され、突起５２先端が圧壊しながら気密面材５０に密着して気密接合となる。
【００４１】
枠材５１は金属を主として用いる。曲折片５６は、内面に接着剤を塗布して気密面材と一体化し、真空体の形状を保持する。尚、小突起５２は、先端が丸みを持つ形状でもよく、また同一高さで複数設けてもよい。（請求項７）
【産業上の利用可能性】
【００４２】
応用例１： 従来の遮音材は重量に性能が比例しているため、窓など採光と両方の機能を必要とする場合や、バスなど移動体のエンジン音の遮音にも重量物が使用できないので、望ましい遮音性能を得にくかった。これに対し真空を用いた遮音材は、重量に関係なく高い遮音性能が得られるので、従来できなかった場所での使用が可能になる。
【００４３】
応用例２：断熱に用いる場合は、引張材は熱伝導量を少なくするため、出来るだけ細いものを用いる方が良い。またさらに高い性能にするためには、気密面材と引張材間に熱反射材を全面に挟持することにより高性能化が図れる。又、使用する材料を金属のみとすることができるので、プラスチック製断熱材を使用できない環境での使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】真空体の外観斜視図および部分拡大斜視図
【図２】真空体の部分拡大斜視図
【図３】真空体の部分拡大斜視図
【図４】集束材の断面図
【図５】気密面材外周部の部分拡大斜視図
【図６】真空体外周部の部分拡大斜視図
【符号の説明】
【００４５】
１：真空体              ２：気密材            ３：凸形状体
４：枠材                ５：間隔保持材        ６：脚
７：接合材              ８：スペーサー        ９：引張材
１０：スペーサー        １１：脚              １２：接合材  
１３：凸形状体          １４：引張材          １５：間隔保持材
１６：制振材            １７：真空体          １８：気密面材
１９：脚                ２０：凸形状体        ２１：枠材
２２：引張材            ２３：脚              ２４：軸 
２６：真空体            ２７：気密面材        ２８：脚
３０：枠材              ３１：振動減衰材      ３２：集積材
３４：集束材            ３９：帯状材          ４２：気密面材
４３：曲折片            ４５：枠材            ４７：曲折片
４８：気密面材          ５０：気密面材        ５１：枠材
５２：小突起            ５３：カバー材        ５６：曲折片
【図１】
2006030446.tif 000003
【図２】
2006030446.tif 000004
【図３】
2006030446.tif 000005
【図４】
2006030446.tif 000006
【図５】
2006030446.tif 000007
【図６】
2006030446.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月6日(2005.4.6)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル状の真空体の空間形成材において、接合材で一体化する所定間隔に配設した脚の脚間に線状材、帯状材、集束した「線材又は繊維」のいずれかを引張材として配した間隔保持材。
【請求項２】
パネル状の真空体の空間形成において、「請求項１の間隔保持材の引張材、又は内側に向けて所定間隔に成形された凸形状部のある気密面材に留め付けた複数の引張材」に制振材を「接触又は留め付けた」引張材の制振方法。
【請求項３】
パネル状の真空体に用いる「気密面材又は請求項１の間隔保持材」において、所定間隔に平行に成形した脚間の平面部に複数の凸形状を形成した「気密面材又は請求項１の間隔保持材」。
【請求項４】
パネル状の真空体において、「請求項１の間隔保持材」又は「繊維を集束又は積層した間隔保持材」を相対する気密面材間に挟持した真空体。
【請求項５】
パネル状の真空体の空間形成に用いる引張材において、「線材又は繊維」をロープ状又は集束して所定間隔に他部材による結束、接着、溶着のいずれかにより一体化した引張材。
【請求項６】
パネル状の真空体に用いる気密面材において、外周部に連続した薄い板厚部を形成した気密面材。
【請求項７】
パネル状の真空体の密封方法において、連続した同一高さの小突起を気密面材に接する面に設けた枠材を気密面材外周部間に配し、該外周部を覆うカバー材の曲折片の折曲により、曲折片が気密面材と小突起を押圧して密着させることにより真空体外周部を気密化する接合方法。
【請求項８】
パネル状の真空体の空間形成に用いる引張材の留付け方法において、気密面材の内面両側に設けた脚に引張材を留付けた軸材を固定させる引張材の留付け方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
真空体の構造において、凸形状と引張材の高さの関係は、脚の頂部間に張られた引張材に気密面材の凸形状部を接触させたとき、脚と気密面材の平面部が接触しない高さとする。引張材は引張材の強度及び気密面材のたわみ変形が許容範囲となる間隔に用いる。引張材は遮音に対しては、振動減衰が得られる線材又は繊維材をロープ又は集束材にして用いる。断熱に対しては、熱伝達率が小さくまた断面積が小さな材料が望ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
気密面材の外周部の接合については、真空体の変形防止のために、熱を用いない超音波接合または枠材の強圧挟持方法が望ましい。ろう付けの場合は気密面材の板圧を薄くすると共にろう付け面積を小さくして熱の影響を少なくする。