(57)【要約】【課題】  熱の伝導ばかりでなく、対流や赤外線放射による熱の移動を抑える。【解決手段】  被覆部材２４と断熱材１４との間の距離Ｌ、断熱材１４と分割板１６との間の距離Ｌを、２４mm以下とすることにより、被覆部材２４の熱がアルミニウム層に到達する原因である対流を防止する。また、該距離Ｌを１８mm以上とすることにより、被覆部材２４の熱がアルミニウム層に直接伝わることを防止する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の第１の部材に形成された赤外線反射層と、
前記赤外線反射層との間に空気層を形成すると共に該空気層内の対流速度が所定値以下となるように配置された平面状の第２の部材と、
を備えた断熱ユニット。
【請求項２】
前記空気層の厚さは、３０mm以下である請求項１記載の断熱ユニット。
【請求項３】
前記空気層の厚さが、前記対流速度が０となる長さ以下である請求項１又は請求項２記載の断熱ユニット。
【請求項４】
前記空気層の厚さは、２４mm以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の断熱ユニット。
【請求項５】
前記空気層の厚さは、前記第２の部材の熱が前記赤外線反射層に直接伝わる長さ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の断熱ユニット。
【請求項６】
前記空気層の厚さは、１５mm以上である請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の断熱ユニット。
【請求項７】
前記空気層の厚さは、１８mm以上である請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の断熱ユニット。
【請求項８】
平面状の第１の部材に形成された赤外線反射層と、
前記赤外線反射層との間に、静止状態の空気層を形成する平面状の第２の部材と、
を備えた断熱ユニット。
【請求項９】
前記空気層の厚さは、３０mm以下でかつ１５mm以上ある請求項８記載の断熱ユニット。
【請求項１０】
前記空気層には、空気の流れの障害となる障害部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の断熱ユニット。
【請求項１１】
前記障害部材は、前記空気層を複数の空間に分割する部材であることを特徴とする請求項１０記載の断熱ユニット。
【請求項１２】
前記空気層は密閉されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の断熱ユニット。
【請求項１３】
前記赤外線反射層は、アルミニウム層である請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載の断熱ユニット。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３の何れか１項に記載の断熱ユニットを複数備えて構成される断熱ユニット体。
【請求項１５】
前記複数の断熱ユニットを一対の柱の間に備えた請求項１４記載の断熱ユニット体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱ユニット及び断熱ユニット体にかかり、より詳細には、熱源からの熱の伝達を抑える断熱ユニット、及び、断熱ユニットを複数備えた断熱ユニット体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の断熱ユニットとしては、熱源側に設けた第１の部材から離間した位置に第２の部材を設け、第１の部材と第２の部材との間に空気層を設けることにより、熱が直接伝わる伝導を防止しているものが提案されている（特許文献１参照）。また、空気層の代りに断熱材を充填した構成のものも公知である。
【０００３】
ところで、熱が伝わる態様としては、上記伝導のように直接伝わる第１の態様と、暖められた空気が対流により伝わる第２の態様と、輻射による第３の態様の３態様がある。第１の態様では５パーセントの熱量が伝わり、第２の態様では２０パーセントの熱量が伝わり、第３の態様では７５パーセントの熱量が伝わるとされている。
【特許文献１】特開平11-71835号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記断熱ユニットは、第１の部材と第２の部材との間に空気層を設けることにより、熱が直接伝わる伝導を防止しているので、上記のように５パーセントの熱の移動を防止するに過ぎない。従って、５パーセントの熱の移動のみを防止する上記断熱ユニットの断熱効果は低いものであった。また、木造家屋などの建物に使用する場合には、柱の太さに応じて断熱材の厚さを決める必要があり、十分な断熱効果が得られない場合もある。
【０００５】
また、輻射を反射するためにアルミニウム膜と断熱材を重ねた構成の断熱材も存在する。しかし、アルミニウム膜で反射した赤外線が、積層されている断熱材を暖めてしまい、断熱材自体か輻射によって発熱し、逆にアルミニウム膜を暖めてしまうといった欠点があり、十分に断熱効果を発揮させることができないものであった。
【０００６】
本発明は、上記熱の伝導ばかりでなく、対流や赤外線放射による熱の移動を抑える事実に鑑み成されたもので、輻射による熱の伝達を十分に抑制し、断熱効果を十分に発揮することの可能な断熱ユニット及び断熱ユニット体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上のような問題を解決する本発明は、以下のような構成を有する。  
（１）平面状の第１の部材に形成された赤外線反射層と、
前記赤外線反射層との間に空気層を形成すると共に該空気層内の対流速度が所定値以下となるように配置された平面状の第２の部材と、を備えた断熱ユニット。
【０００８】
（２）前記空気層の厚さは、３０mm以下である（１）記載の断熱ユニット
（３）前記空気層の厚さが、前記対流速度が０となる長さ以下であることを特徴とする（１）又は（２）記載の断熱ユニット。
【０００９】
（４）前記空気層の厚さは、２４mm以下であることを特徴とする（１）乃至（３）の何れかに記載の断熱ユニット。
【００１０】
（５）前記空気層の厚さは、前記第２の部材の熱が前記赤外線反射層に直接伝わる長さ以上であることを特徴とする（１）乃至（４）の何れかに記載の断熱ユニット。
【００１１】
（６）前記空気層の厚さは、１５mm以上であることを特徴とする（１）乃至（５）の何れかに記載の断熱ユニット。
【００１２】
（７）前記空気層の厚さは、１８mm以上であることを特徴とする（１）乃至（６）の何れかに記載の断熱ユニット。
【００１３】
（８）さらに、平面状の第１の部材に形成された赤外線反射層と、
前記赤外線反射層との間に、静止状態の空気層を形成する平面状の第２の部材と、
を備えた断熱ユニット。
【００１４】
（９）前記空気層の厚さは、３０mm以下でかつ１５mm以上ある（８）記載の断熱ユニット。
【００１５】
（１０）前記空気層には、空気の流れの障害となる障害部材が設けられていることを特徴とする（１）乃至（９）の何れかに記載の断熱ユニット。
【００１６】
（１１）前記障害部材は、前記空気層を複数の空間に分割する部材であることを特徴とする（１０）記載の断熱ユニット。
【００１７】
（１２）前記空気層は密閉されていることを特徴とする（１）乃至（１１）の何れかに記載の断熱ユニット。
【００１８】
（１３）前記赤外線反射層は、アルミニウム層である（１）乃至（１２）の何れか１に記載の断熱ユニット。
【００１９】
（１４）（１）乃至（１３）の何れかに記載の断熱ユニットを複数備えて構成される断熱ユニット体。
【００２０】
（１５）前記複数の断熱ユニットを一対の柱の間に備えた（１４）記載の断熱ユニット体。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１記載の発明によれば、赤外線反射層により赤外線輻射を防止すると共に、赤外線反射層との間に形成された空気層内の対流速度が所定値以下となるように平面状の第２の部材を配置しているので、空気層内の対流速度が所定値を超えて、第２の部材の熱が対流により赤外線反射層に到達することを防止することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、上記空気層の厚さを、３０mm以下としているので、第２の部材付近の空気が対流により赤外線反射層に接近しても、伝達される熱量を許容範囲内に抑えることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、上記空気層の厚さを、対流速度が０となる長さとしているので、第２の部材の熱が対流により赤外線反射層に到達することを防止することができる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、上記空気層の厚さを、２４mm以下としているので、第２の部材の熱が対流により赤外線反射層に到達することを、一層確実に防止することができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、上記空気層の厚さを、第２の部材の熱が赤外線反射層に直接伝わる長さ以上としているので、第２の部材の熱が赤外線反射層に直接伝わることを防止することができる。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、上記空気層の厚さを、１５mm以上としているので、第２の部材の熱が赤外線反射層に直接伝わっても伝わる熱量を許容範囲内にすることができる。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、前記空気層の厚さを、１８mm以上としているので、第２の部材の熱が赤外線反射層に直接伝わることを防止することができる。
【００２８】
請求項８記載の発明によれば、赤外線反射層との間に、静止状態の空気層を形成するので、第２の部材の熱が対流により赤外線反射層に到達することを防止することができる。
【００２９】
請求項９記載の発明によれば、上記空気層の厚さを、３０mm以下としているので、第２の部材の熱が対流により赤外線反射層に到達しても許容範囲内に抑えることができ、上記空気層の厚さを、１５mm以上としているので、第２の部材の熱が赤外線反射層に直接伝わっても伝わる熱量を許容範囲内にすることができる。
【００３０】
請求項１０記載の発明によれば、上記空気層には、空気の流れの障害となる障害部材を設けているので、空気層に対流が発生してもその速度を抑えることができる。
【００３１】
請求項１１記載の発明によれば、障害部材を、上記空気層を複数の空間に分割する部材としているので、空気層内の対流を防止することができる。
【００３２】
請求項１２記載の発明によれば、上記空気層は密閉されているので、外部からの熱が空気層を介して赤外線反射層に伝わることを防止することができる。
【００３３】
請求項１３記載の発明によれば、赤外線反射層を反射率が高いアルミニウム層としたので、輻射による熱伝達を抑制する効果がより一層発揮される。
【００３４】
請求項１４記載の発明によれば、請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載の断熱ユニットを複数備えているので、より断熱効果を得られる。
【００３５】
請求項１５記載の発明によれば、複数の断熱ユニットを一対の柱の間に備えているので、一対の柱の間を断熱のために有効利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。  
図１に示すように、本実施の形態にかかる断熱ユニット体１０は、一対の柱１００の間に設けられた複数の断熱ユニット１２を備えている。断熱ユニット１２は、断熱材１４と、分割板（第２の部材）１６とを備えている。なお、本実施の形態における断熱ユニット体１０は、１つの断熱材１４を共有するように２つの断熱ユニット１２が、更に１つの分割板１６を共有するように並べて構成されている。断熱材１４と分割板１６との間には介挿部材１８が設けられている。なお、断熱ユニット体１０を備えた一対の柱１００の間には、熱源側に被覆部材（第２の部材）２４が設けられている。
【００３７】
以上説明した断熱ユニット体１０は具体的には、次のように製造される。  
まず、図２に示すように、断熱ユニット１２を製造する。例えば、断熱材１４と分割板１６との間に介挿部材１８を介挿する。  
介挿部材１８の厚さは、後述する所定の距離Ｌとなっており、従って、断熱材１４と分割板１６とは距離Ｌだけ離間する。また、介挿部材１８は、断熱材１４と分割板１６との間の空間（空気層）３を、複数の小空間３１に分割するように、立て方向及び横方向に複数の板が格子状に組まれて構成されている。本実施の形態では、断熱材１４と分割板１６との間の空間を、立て方向に６つ、横方向に３つ、合計１８個の小空間３１に分割するように、立て方向に２つの板を配置すると共に、横方向に５本の板を配置して構成されている。１８個の小空間３１に分割するのは、断熱材１４と分割板１６との間の空間に対流が発生しないようにするためである。また、断熱材１４は、その対向する表裏面に接触する介挿部材１８によって挟持され、その結果平面性が維持されるので、断熱材１４自体に十分な剛性を持たせる必要性が低減する。即ち、断熱材１４自体に剛性を加えるために基材などを厚くする必要がなく、断熱材１４の厚さを薄くすることが可能となる。
【００３８】
なお、上記格子状に組まれて介挿部材１８を構成する複数の板の厚さや数が多くなると、各板を介して直接熱が伝達されてしまうので、これを考慮して、その数や厚さが決められている。介挿部材１８は、必ずしも格子状である必要はなく、部材を所定間隔で平行に配置して構成されていてもよい。空気の対流は、鉛直方向に流れるので、対流を効果的に抑制するためには、介挿部材１８が水平方向に沿って設けられていることが好ましい。
【００３９】
次に、図３に示すように、１つの断熱材１４を共有するように形成された２つの断熱ユニット１２を、更に１つの分割板１６を共有するように並べて、断熱ユニット群１１を製造する。
【００４０】
次に、一対の柱１００の下方に配置された柱１００上に、凹部を有する枠２２を配置し、枠２２の凹部に保持部材２０を配置する。なお、保持部材２０には、中央に断熱材１４が挿入されるための１つの溝を、その溝の両側には、２つの分割板１６が挿入されるための２つの溝を予め形成しておく。また、枠２２の凹部の内側面と保持部材２０の外側面との厚さが、断熱材１４が挿入可能な間隔となるように、保持部材２０及び枠２２の長さ形状を形成しておく。従って、枠２２の凹部内に上記断熱ユニット群１１を、保持部材２０上の上記溝に１つの断熱材１４、該溝の両側に分割板１６、及び枠２２の凹部の内側面と保持部材２０の外側面との間にそれぞれ断熱材１４がそれぞれ位置するように、挿入する。
【００４１】
上記のように保持部材２０及び枠２２の上に断熱ユニット群１１を配置した後、断熱ユニット群１１の上部に、上記保持部材２０と同様の保持部材２０（図１参照）を配置し、更に、保持部材２０が凹部に位置するように、保持部材２０の上部に枠２２を配置する。
【００４２】
以上説明したように製造した断熱ユニット体１０を、図４に示すように、一対の柱柱１００の間に挿入する。なお、断熱ユニット体１０の長さ（従って断熱ユニット１２の各部材の長さ）は、一対の柱柱１００の間に挿入可能なように予め決定しておく。そして、断熱ユニット体１０を備えた一対の柱１００の間の側面側（熱源側）に被覆部材２４を設ける。
【００４３】
上記のように構成される断熱ユニット体１０の厚さは、柱柱１００の幅に比較して、同一か又は小さく設定されている。このように設定することによって、柱柱１００と柱柱１００の間に、断熱ユニット体１０を設置することが可能となり、柱柱１００を含む壁の厚さを必要以上に、壁を厚くする必要性が低減する。つまり、断熱ユニット体１０を用いない場合の壁の厚さを換えることなく、十分な断熱効果を得ることができる。
【００４４】
ところで、図５に示すように、断熱材１４は、複数の空気袋１４Ｐを２列に平面状に配置して構成された平面状の第１の部材としての部材１４Ｂと、部材１４Ｂの両側面に形成された赤外線反射層であるアルミニウム層１４Ａ１、１４Ａ２とにより構成されている。なお、被覆部材２４からの赤外線は、アルミニウム層１４Ａ１により９７パーセント程度が反射されるが、３パーセント程度は透過するが、透過した赤外線は、アルミニウム層１４Ａ２により反射され、結局、アルミニウム層１４Ａ１、１４Ａ２により、被覆部材２４からの殆どの赤外線を遮ることができる。なお、赤外線反射層は、他の金属で構成された金属層でもよい。他の金属としては、金、銀が挙げられる。安価であることから、既述のようなアルミニウム層又はアルミニウム合金層であることが好ましい。また、金属層は、金属箔により構成し、或は金属蒸着により構成することも可能であり、形成方法は、公知の技術を用い、特に限定されるものではない。
【００４５】
本実施の形態では、被覆部材２４と断熱材１４（アルミニウム層１４Ａ１）との間の距離Ｌ、断熱材１４（アルミニウム層１４Ａ２）と分割板１６との間の距離Ｌは、３０mm以下で１５mm以上である。より好ましくは、距離Ｌは２４mm以下であり、１８mm以上である。
【００４６】
距離Ｌが３０mm以下であれば、図６に示すように、被覆部材２４と断熱材１４との間や断熱材１４と分割板１６との間の空気層の対流速度を所定値Ｖ１に抑えることができ、被覆部材２４に近接した空気が暖められて対流が発生しても、その対流の動きは緩慢となり、対流の速度は遅くなる。このため、被覆部材２４側で暖められた空気は、反対側のアルミニウム層１４Ａ１に到達し難くなり、対流による熱の伝達が抑制され、伝達される熱量は、許容範囲内に抑えることができる。しかし、距離Ｌが３０mmを超えると、被覆部材２４と断熱材１４との間や断熱材１４と分割板１６との間の空気層の対流速度を所定値に抑えることができず、被覆部材２４における熱がさめずに対流によりアルミニウム層１４Ａ１に熱が到達されてしまう。アルミニウムは熱の伝導率が高いので、被覆部材２４における熱がさめずに対流がアルミニウム層１４Ａ１に到達すると、熱はより内側に伝達され、断熱部材としての効果が減ぜられる。そこで、距離は３０mm以下であることが好ましい。
【００４７】
距離Ｌが２４mm以下であると、対流により空気が移動する十分な空間が確保されていないため、図６に示すように、被覆部材２４と断熱材１４との間や断熱材１４と分割板１６との間の空気層の対流速度を略０に抑えることができ、より好ましい。これにより、被覆部材２４と断熱材１４との間や断熱材１４と分割板１６との間に静止状態の空気層を形成することができる。換言すると、距離Ｌが２４mm以下であると、対流により、空気層内での空気の循環が発生しないので、被覆部材２４の熱が、反対側の断熱材１４の表面に伝わらない。対流を発生させない点で、距離Ｌは短いほど好ましい。
【００４８】
しかし、異なる理由で、距離Ｌは、１５mm以上であることが好ましい。距離Ｌが１５mm未満であると、被覆部材２４付近で暖められた空気を媒体として許容範囲を超えて直接断熱材１４に伝達される。即ち、被覆部材２４における熱の断熱材１４への伝達熱量は、図７に示すように、許容値Ｒ１を超えてしまう。しかし、距離Ｌが１５mm以上であると、上記伝達熱量を許容範囲内に抑えることができる。そして、距離Ｌが１８mm以上であると、上記伝達熱量を略０に抑えることができる。よって、距離Ｌは１８mm以上であることがより好ましい。
【００４９】
以上説明したように、被覆部材２４と断熱材１４との間の距離Ｌ、断熱材１４と分割板１６との間の距離Ｌは、３０mm以下で１５mm以上である。より好ましくは、距離Ｌは２４mm以下であり、１８mm以上である。具体的には、例えば、距離Ｌは、２１mmである。
【００５０】
このように被覆部材２４と断熱材１４との間の距離Ｌ、断熱材１４と分割板１６との間の距離Ｌを、３０mm以下としているので、被覆部材２４の熱が対流によりアルミニウム層に到達しても許容範囲内に抑えることができ、被覆部材２４と断熱材１４との間の距離Ｌ、断熱材１４と分割板１６との間の距離Ｌを、１５mm以上としているので、被覆部材２４の熱がアルミニウム層に直接伝わっても伝わる熱量を許容範囲内にすることができる。
【００５１】
そして、被覆部材２４と断熱材１４との間の距離Ｌ、断熱材１４と分割板１６との間の距離Ｌを、２４mm以下とすることにより、被覆部材２４の熱がアルミニウム層に到達する原因である対流を防止することができ、１８mm以上とすることにより、被覆部材２４の熱がアルミニウム層に直接伝わることを防止することができる。  
なお、上記のようにアルミニウム層を設けているので、赤外線を反射して、赤外線輻射による熱の移動を防止することができる。
【００５２】
また、断熱材１４と分割板１６との間に介挿部材１８を挟んで、断熱材１４と分割板１６との間を複数の小空間に分割しているので、断熱材１４と分割板１６との間の空気層に対流が発生することをより防止することができる。なお、断熱材１４と分割板１６との間に介挿部材１８を挟むことにより、分割板１６を補強することもできる。
【００５３】
以上説明したように本実施の形態では、被覆部材側の熱の伝達における、直接伝わる伝導を空気層を設けることにより防止し、暖められた空気の対流により伝達を、空気層の厚さを３０mm以下にすることにより抑え、赤外線輻射による熱の伝達をアルミニウム層により防止し、熱の移動を防止することができる。
【００５４】
なお、断熱材１４と分割板１６との間を複数の小空間に分割する介挿部材１８に代えて、断熱材１４に、該断熱材１４から分割板１６に向って伸びる複数の突起を設けるようにしてもよい。この突起が対流を邪魔して、対流の速度を小さく抑えることができる。
【００５５】
また空気層３（３１）は密閉されていなくても良いが、空気層３（３１）を密閉空間とすることによって、外部の空気の侵入を防止し、外部空気からアルミニウム層に直接熱が伝わることを防止している。例えば、外気温度が高い場合には、外気が空気層に侵入することにより、アルミニウム層が直接暖められる可能性があるが、空気層が密閉されているので、アルミニウム層が外気で直接暖められることが防止される。
【００５６】
以上説明した、実施形態の他、図１に示されている構成の他、分割板１６の代りに、断熱材１４を設けても良い。即ち、空気層３を介して、断熱材１４が複数枚重ねて設けられた構成である。この場合には、主に介挿部材１８によって断熱ユニット体１０の剛性が補強される。  
上記断熱ユニット及び断熱ユニット体は、壁材として用いる場合に限らず、床材、屋根材などに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】一対の柱の間に配置された断熱ユニット体の断面図である。
【図２】断熱ユニットの内部構成の概略図である。
【図３】断熱ユニット群を保持部材、枠上に配置する様子を示す図である。
【図４】断熱ユニット体を一対の柱に配置する様子を示す図である。
【図５】断熱ユニットの断面図である。
【図６】空気層の厚さと該空気層に形成される対流速度との関係を示すグラフである。
【図７】空気層の厚さと伝達熱量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１０    断熱ユニット体
１２    断熱ユニット
１４    断熱材
１６    分割板
１８    介挿部材
２０    保持部材
２２    枠
２４    被覆部材
１４Ａ１  アルミニウム層
１４Ｂ  部材
１４Ｐ  空気袋
【図１】
2006104923.tif 000003
【図２】
2006104923.tif 000004
【図３】
2006104923.tif 000005
【図４】
2006104923.tif 000006
【図５】
2006104923.tif 000007
【図６】
2006104923.tif 000008
【図７】
2006104923.tif 000009