JP2002340280A - 真空断熱ブロック - Google Patents

真空断熱ブロック

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JP2002340280A
JP2002340280A JP2001148887A JP2001148887A JP2002340280A JP 2002340280 A JP2002340280 A JP 2002340280A JP 2001148887 A JP2001148887 A JP 2001148887A JP 2001148887 A JP2001148887 A JP 2001148887A JP 2002340280 A JP2002340280 A JP 2002340280A
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vacuum
core material
insulating block
heat insulating
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Hideo Tokonabe
秀夫 床鍋
Katsuhiko Umeda
克彦 梅田
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Jamco Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はハニカムコアを芯材として適用した
真空断熱ブロックにおいて、かさ比重の低いハニカムコ
アが大気圧で潰されることがなく、かつ、柔軟性を保持
させた吸音特性を有する真空断熱ブロックを提供する。 【解決手段】 本発明の真空断熱ブロック１００は、ハ
ニカム材５０（支え板５５にハニカムコア材５１を接着
固定してなる構成）を複数層積み重ねて構成する芯材を
被覆材７０で被覆した構成を基本構成としている。ま
た、ハニカムコア材５１の間に通気性を有する織布、あ
るいは不織布６０を介在させる構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部を真空として
断熱性および遮音性を保持させた真空断熱ブロックに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、高い断熱性を持たせるため、
内部を真空としたパネルやブロックが開発されている。
真空断熱ブロックは表面を柔軟性のある素材で被覆し内
部を減圧して、真空パック形状としているので、強度を
持たせることはできない。そこで、これらの多くは、真
空ブロックの表面に剛性を有する表面材料を張り付け
て、断熱特性および剛性を持たせている。また、断熱パ
ネルは、芯材の表裏面に表面材を配設してサンドイッチ
パネルを構成し、芯材の内部を真空として断熱特性と強
度特性を併せ持たせている。
【０００３】また、真空パネルや真空ブロックは外気圧
に耐えて板厚を確保するため、圧縮強度の高い発泡材料
や六角形あるいは円筒状の多数のセルを集合させた芯
材、これをハニカムコアとよぶ、を使用している。ハニ
カムコアは圧縮強度が高いことに対してかさ比重が低い
ことを特徴としている。真空断熱ブロックにおいて、芯
材のかさ比重が低いということは、芯材の材料内部を伝
達する熱や音の量が少なく、断熱・遮音効果が高いこと
を意味している。
【０００４】しかし、ハニカムコアを真空ブロックの芯
材とすると、真空状態においてセルの側面が大気圧に押
されて潰れてしまい、ブロック形状が保持できないとい
う不都合があった。この不都合を解消する方法として、
剛性を有する表面材で芯材としてのハニカムコアを挟持
させた後、コア内部を真空とするパネルが特開平１０−
８９５８９号公報、特開平１１―２８０１９９号公報に
開示されている。この開示されているパネルは曲げ強度
と剛性を有しているので、構造部材として使用する場
合、直線平面での使用には適している。しかし、曲面に
この構造部材を適用するためには、パネル製造時に所望
する曲率をもたせたパネルを形成する必要があり、製造
後に曲げることは不可能であった。このため、外形が曲
面構造の航空機、車両などの内壁面に真空断熱ブロック
を表面材で被覆したパネルを適用することは困難であっ
た。
【０００５】従来においては真空断熱材を曲面に適用す
る場合は、表面材とは別に作った柔軟性を有する連続気
泡のプラスチック材料を芯材とした真空ブロックが用い
られていた。また、真空断熱ブロックは、断熱性と遮音
性をもっているが、一般的には吸音特性は乏しい。吸音
特性を有する素材としてはグラスウールが挙げられる
が、グラスウールの吸音効果はガラス繊維同士が空気の
音響振動によって振動し、擦れ合って振動運動を摩擦熱
に変換する原理に基づいている。
【０００６】しかし、一般的な連続気泡のプラスチック
材料を芯材とする真空断熱ブロックは芯材の発泡材料同
士の摩擦はないので芯材の持つ動粘性による内部音響の
損失のみに頼ることとなり、吸音効果には限界があっ
た。仮に真空断熱ブロックの芯材にハニカムコアを使用
し、コア内部にグラスウールを充填したとしても、コア
内部は真空となっているので、ガラス繊維同士が擦れ合
って音響振動を摩擦熱に変換することはない。また、表
面板が音響を受けて振動すると、コアのセル壁が振動し
て他面の表面板を振動させることにより音響が伝達され
るのであるが、コアを２層構造とし、層間に粘性を有す
る材料を接着して剪断力を伝達させながら吸音効果を持
たせた構成の構造材もあるが、剪断力を持たせるため、
粘性材料に振動を吸収できるに充分な板厚を確保するこ
とができなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はハニ
カムコアを芯材として適用した真空断熱ブロックにおい
て、吸音特性を保持させると共に、曲げが容易な柔軟性
を保持させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の真空断熱ブロッ
クは、ハニカムコア材に支え板を接着したハニカム材を
複数枚積み重ねて構成する真空芯材を被覆材で被覆した
構成を基本構成としている。この真空断熱ブロックは、
ハニカム材が単に積み重ねた構成となっているので、各
ハニカム材は剪断力を受け持つこと無く自由に移動で
き、柔軟性を有するブロックとなる。また、本発明の真
空断熱ブロックの真空芯材は積み重ねるハニカム材の間
に通気性を有する織布、あるいは不織布を介在させる構
成を有する。この構成よりなる真空断熱ブロックは、真
空引きを容易、確実に実行して真空度の高いブロックと
なる。また、本発明の真空断熱ブロックの真空芯材は積
み重ねるハニカム材の重ね合わせ面に表面摩擦係数の大
きな織布、あるいは不織布を介在させる構成を有する。
この構成よりなる真空断熱ブロックは、ハニカム板間に
配設する織布、あるいは不織布がハニカム材を伝達する
音響振動を吸収して吸音効果を有する。また、本発明の
真空断熱ブロックの真空芯材は積み重ねるハニカム材の
間に仕切板を介在させる構成を有する。この構成よりな
る真空断熱ブロックは、仕切板により強度を高める。ま
た、本発明の真空断熱ブロックの真空芯材はハニカム材
のハニカムコア材を動粘性を有する素材で形成した構成
を有する。この構成よりなる真空断熱ブロックは、ハニ
カムコア材の動粘性により音響振動が吸収される。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に示す
実施例で説明する。 実施例1 図１は本発明に係る真空断熱ブロックの実施例を示し、
ブロックの一部を破断した説明図、図２は図１の線Ａ−
Ａ断面図、図3はハニカム板の構成説明図である。真空
断熱ブロック１００はハニカム板５０を積層し、合成樹
脂フイルム材７０で被覆して構成される。
【００１０】ハニカム板５０は断面６角形状のセル５１
ａの集合体であるハニカムコア材５１に支え板５５を接
着固定して構成される。ハニカムコア材５１は高強度の
アラミッド繊維紙で構成されている。そのセル５１ａの
高さ寸法ｈを真空断熱ブロック１００の高さ寸法Ｈの１
／ｎとしている。ここでｎはハニカム板５０の積層数で
ある。この図面に示す実施例は真空断熱ブロック１００
はハニカム板５０を4層積層して構成しているので、セ
ル５１ａの高さ寸法ｈは真空断熱ブロック１００の高さ
寸法Ｈの約１／４となっている。高強度のアラミッド繊
維紙製のハニカムコア材５１はかさ比重が０．０１６．
圧縮強度５Ｋｇ／ｃｍ２を有している。
【００１１】支え板５５は金属、またはガラス繊維をエ
ポキシ樹脂で固めた複合材料の薄板で形成され、予めハ
ニカムコア材５１の一面に接着されている。支え板５５
の板厚は真空吸引時、あるいは圧縮時にハニカムコア材
５１の潰れを防止できる板厚となっている。例えば、支
え板５５に高強度アルミニューム合金板を用いた場合、
支え板の板厚はセル５１ａの高さ寸法ｈの約１／５００
０、すなわち、０．０２％あればよい。このことは、ア
ルミニューム合金の比重が２．８であるから、芯材の比
重を約０．００１増すこととなり、アラミッドコアの比
重０．０１６が比重０．０１７となる。しかし、従来の
真空断熱パネルにおける芯材である連続気泡発泡材の比
重は０．１０〜０．１５程度となっているので、かなり
軽量とすることができる。さらに、支え板に炭素繊維を
使った複合材の薄板を用いることによりさらなる軽量化
が図れる。
【００１２】また、支え板５５に熱伝導係数の大きい金
属板を用いているが、熱が支え板５５を伝わる方向と、
熱がブロックを透過する方向は直交しているので、断熱
性能を損なう割合は低い。また、遮音性能に関しては、
曲げ剛性が高い支え板は振動しにくいため、遮音効率が
よい。また、図に示す真空断熱ブロック１００はハニカ
ム板５０を４層積層した構成としているが、２層以上の
所望する積層数とすることができる。
【００１３】そして、第１のハニカム板５０Ａのハニカ
ムコア材５１に第２のハニカム板５０Ｂの支え板５５を
載置する。そして、第３のハニカム板５０Ｃの支え板５
５に第４のハニカム板５０Ｄのハニカムコア材５１を載
置する。そして、対向する第２のハニカム板５０Ｂのハ
ニカムコア材５１と第３のハニカム板５０Ｃのハニカム
コア材５１との間に間仕切板６０を配置する。間仕切板
６０は金属、またはガラス繊維をエポキシ樹脂で固めた
複合材の薄板である。間仕切板６０は接着せずに第２の
ハニカム板５０Ｂと第３のハニカム板５０Ｃに挟持させ
る。
【００１４】このようにハニカム板５０を積層した素材
を被覆材７０で被覆し、真空引きする。被覆材７０は合
成樹脂よりなる非通気性のフィルムであって、周縁をシ
ールしたシール部７１を形成し、その適所に吸引手段に
連結する吸引ポート（図示せず）を取り付け、被覆材７
０の内部を真空引きする。最後に吸引ポート部分をシー
ルして真空断熱ブロック１００を形成する。
【００１５】このように構成される真空断熱ブロック１
００を曲げた状態を図４にて説明する。真空断熱ブロッ
ク１００の第１のハニカム板５０Ａ、第２のハニカム板
５０Ｂ、第３のハニカム板５０Ｃ、第４のハニカム板５
０Ｄは単に積み重ねているので、曲げ方向にそれぞれの
ハニカム板５０が自由に伸長する。それに対して、従来
（特開平１０−８９５８９号公報、特開平１１−２８０
１９９号公報に開示されている）のハニカムコア材を表
面材で挟持した真空断熱パネル１０における曲げ状態を
図５により説明する。真空断熱パネル１０の外側表面材
１３ａには引張り力が発生し、内側表面材１３ｂには圧
縮力が発生して、曲げに対する反力が発生すると共に、
パネル端面が斜向する。
【００１６】以上のように、芯材としてハニカム板５０
を単に積み重ねた構成とし、各ハニカム板に剪断力を受
け持たせない構成とすることによって、真空断熱ブロッ
クの内外表面には引張り力、圧縮力が発生せず、容易に
曲げることができる。このように、この真空断熱ブロッ
ク１００は柔軟性を有するブロックとなる。
【００１７】また、一般的に高さ寸法の低いハニカムコ
ア材を形成するには標準の高さ寸法を有するハニカムコ
ア材を所望する高さ寸法に切断して形成する。このと
き、切断手段としての鋸の歯のアサリを大きくして切断
面に凹凸を設け、ハニカムコア材の通気性をより良好と
すると共に、真空引きを容易とすることもできる。真空
引き操作という点では、ハニカム板の積層面に繊維布地
を介在させる、あるいは支え板に孔を明けることで真空
引き操作性の向上が図れる。この場合は真空断熱ブロッ
クの軽量化にもなる。
【００１８】実施例２ この実施例は真空断熱ブロックに吸音特性を持たせた構
成を示す。・・・図６，７参照 なお、実施例１と同様な構成部分には同一の符号をつけ
てその説明を省略している。以後の実施例の説明も同様
である。
【００１９】真空断熱ブロック１１０は支え板５５にハ
ニカムコア材５１を接着したハニカム材５０を、例えば
４層に積層した構成となっている。そして、各層の間に
吸音材８０を配設している。すなわち、第１ハニカム材
５０Ａのハニカムコア材５１と第２のハニカム材５０Ｂ
の支え板５５との間、第２ハニカム材５０Ｂと第３ハニ
カム材５０Ｃのハニカムコア材５１との間、第３のハニ
カム材５０Ｃの支え板５５と第４のハニカム材５０Ｄの
ハニカムコア材５１との間に吸音材８０を配設してい
る。
【００２０】吸音材８０は表面摩擦係数の大きな合成化
学繊維よりなる織物、あるいは不織布で構成される。表
面摩擦係数の大きな合成化学繊維としては、活性炭素繊
維や表面のみを炭化させたポリアクリロニトリル繊維な
どがある。また、表面をフッ酸処理したガラス繊維も挙
げられる。吸音材８０の量は素材の吸音効果により決定
される。
【００２１】この構成よりなる真空断熱ブロック１１０
は被覆材７０の内部が真空となっているので、断熱、遮
音特性を有している。そして、吸音材８０を各層間に配
設することで、吸音材８０は音響振動エネルギーを摩擦
熱エネルギーに変換する機能を有し、音を吸収する。す
なわち、ハニカムコア材５１を支え板５５に接着固定し
たハニカム材５０を芯材とする真空断熱ブロック１１０
はその片面に音響振動が与えられると、ハニカムコア材
５１のセル内は真空となっているので音響振動の伝搬は
ない。しかし、ハニカムコア材５１のセル壁面は薄板材
なので音響振動を押し・引くの力として、積層するハニ
カム材５０の接触している支え板５５あるいはハニカム
コア材５１に振動を伝達し、音を再現する。そこに、各
層の間に介在する繊維層、吸音層８０は、接触している
ハニカムコア、あるいは支え板の振動に応じて繊維同士
が摩擦しあって表面摩擦係数に応じた摩擦熱エネルギー
が発生し、振動エネルギーを吸収する。また、吸音材８
０は織物、あるいは不織布で形成されているので、通気
性を有し、真空引き操作を容易、かつ確実に短時間で実
行する作用を奏する。
【００２２】実施例３ この実施例はハニカムコアを構成する材料を選定して、
吸音効果を持たせている。・・・図８参照 真空断熱ブロック１２０はハニカムコア材５１０を支え
板５５で接着固定したハニカム材５０を積み重ねた構成
をなし、被覆材７０の内部を真空とした構成となってい
る。そして、このハニカムコア材５１０は動粘性を有す
る材料で構成されている。真空断熱ブロック１２０の表
面の支え板５５に与えられた音響振動はハニカムコア材
５１０を振動させる。この振動は材料が有する動粘性に
より熱エネルギーに変換される。
【００２３】動粘性を有する素材で大気圧の圧縮力に耐
え得る素材としては、塩化ビニール、ナイロン等があ
る。そして、この動粘性を有する素材をフィルム状と
し、六角筒状あるいは円筒状のセルを連接したハニカム
を形成し、適宜高さに切断、支え板に接着してハニカム
材を構成する。動粘性を有する素材は一般的に通気性を
有さないので、真空引き操作の容易性と確実性を確保す
るため、ハニカム材５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃ，５
１０Ｄ間に通気性を有する織布９０を配設している。も
ちろん、この織布は実施例２に示す吸音機能を有する素
材であっても良い。
【００２４】実施例４ この実施例は、真空断熱ブロックの外表面に保護材を配
設している。・・図９参照 真空断熱ブロック１３０は前記実施例と同様にハニカム
コア材５１に支え板５５を接着固定したハニカム材５０
を複数層積み重ねて構成されている。そして、被覆材７
０内を真空とした構成を有する。そして、被覆材７０の
外面に保護部材９５を配設している。保護部材９５は金
属板、繊維層などよりなり、被覆材７０の外力からの保
護をなす。
【００２５】内部を真空状態とする真空断熱ブロック１
３０は外力により被覆材７０が破断すると、真空が崩れ
断熱、遮音効果が損なわれてしまう。そこで、保護部材
９５を配設して真空断熱ブロック１３０の真空状態の長
期維持を図っている。
【００２６】
【発明の効果】本発明のハニカム材を積層して構成する
真空断熱ブロックは剪断力を一面から他の面に伝達せ
ず、柔軟性を有する真空断熱ブロックとなり、外形が曲
面で包囲されている航空機、車両などの構造部材への利
用性が高まる。また、支え板で補強したハニカムコアを
芯材として用いることにより、軽量で外気圧に対抗でき
る真空断熱ブロックが容易に提供できる。また、断熱、
遮音特性に吸音特性を加味した真空断熱ブロックを容易
に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例１の真空断熱ブロックの説
明斜視図。
【図２】図１の線Ａ−Ａ断面図。
【図３】ハニカム板の構成説明図。
【図４】本発明による真空断熱ブロックを曲げた状態の
説明図。
【図５】従来の真空断熱パネルを曲げた状態の説明図。
【図６】本発明による実施例２の真空断熱ブロックの説
明斜視図。
【図７】図６の線Ｂ−Ｂ断面図。
【図８】本発明による実施例３の真空断熱ブロックの断
面図。
【図９】本発明による実施例４の真空断熱ブロックの断
面図。
【符号の説明】
５０ ハニカム板 ５１ ハニカムコア材 ５５ 支え板 ６０ 仕切板 ７０ 被覆材 ８０ 吸音材 ９０ 織布 ９５ 保護材 １００，１１０，１２０．１３０ 真空断熱ブロック
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年３月６日（２００２．３．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H036 AA09 AB33 AC01 AE08 4F100 AB10 AK47 AK53 AT00A AT00D AT00E BA05 BA10A BA10E DC01B DC01E DG15C GB90 JJ02 JK17

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 真空芯材を被覆材で被覆した真空断熱ブ
    ロックにおいて、 前記真空芯材はハニカム材の片面に支え板を接着したハ
    ニカム材を複数枚積み重ねて構成してなる真空断熱ブロ
    ック。
  2. 【請求項２】 前記真空芯材は積み重ねるハニカム材の
    間に通気性を有する織布、あるいは不織布を介在させて
    なる請求項１記載の真空断熱ブロック。
  3. 【請求項３】 前記真空芯材はハニカム材の重ね合せ面
    に表面摩擦係数の大きな織布、あるいは不織布を介在さ
    せてなる請求項１または２記載の真空断熱ブロック。
  4. 【請求項４】 前記真空芯材は積み重ねるハニカム材の
    間に間仕切板を介在させてなる請求項１または２記載の
    真空断熱ブロック。
  5. 【請求項５】 前記真空芯材はハニカム材のハニカムコ
    ア材を動粘性を有する素材で形成してなる請求項１、ま
    たは２記載の真空断熱ブロック。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至５記載の真空断熱ブロック
    の被覆材の外表面に保護部材を配設してなる真空断熱ブ
    ロック。
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