JP2006169800A - 断熱遮音構造体及びこれを有する構造体並びにその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 断熱遮音構造体の厚さを薄くすること。
【解決手段】 中空押出形材７の表面に、断熱遮音材２１の層と平板状の真空断熱材２２とが積層された断熱遮音構造体２０を形成する。そして、真空断熱材２２は、断熱性を有する板状の芯材をシート状の封止材により包んで減圧し、封止材の周縁部を熱溶着により封止して形成され、周縁部に他の真空断熱材２２の周縁部を接続することで構成される。このように真空断熱材２２を用いることで、断熱遮音構造体２０の厚さを薄くできるとともに、周縁部を変形させてロール状に巻いた断熱遮音構造体２０を解きながら、中空押出形材７の表面に貼付施工することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、薄肉で断熱性及び遮音性に優れた断熱遮音構造体及びこれを有する構造体並びにその施工方法に関する。

例えば、鉄道車両や道路車両等に代表される輸送用機器においては、常に車内空間は車外からの熱の侵入や騒音にさらされている。このような状況に対し、車内空間の断熱性や静粛性を確保するため、剛性の高い中空形材の車内側に、制振機能を有する断熱材を備えた断熱遮音構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１００９１５号公報

ところで、特許文献１に記載されるように、従来、輸送用機器等の断熱遮音材として、例えば、発泡性樹脂やグラスウール等が使用されている。このような断熱材を用いる場合、要求される特性を得るには、断熱遮音材の厚さをある程度確保する必要があり、これに伴い、車内空間の大きさが制限される。

一方、グラスウール等は通常手作業で外殻の構造体に貼り付けているため、製作工数が大きくなるという問題がある。

本発明は、断熱遮音構造体の厚さを薄くすることを課題とする。

本発明に係る断熱遮音構造体は、断熱遮音材の層と平板状の真空断熱材とを積層させることを特徴としている。すなわち、従来の断熱材に代えて、真空断熱材を用いることにより、構造体の厚さを薄くできるとともに、厚さ方向の断熱性能を高くできる。このため、構造体の厚さを薄くした分、室内空間を大きくできる。また、断熱性能の向上に伴い、例えば、室内エアコンを小型化できるため、室内空間を一層広くできる。

この場合において、真空断熱材は、断熱遮音材の層で挟持させるか又は層内に埋設させることが好ましい。これによれば、真空断熱材の表面を、例えば不織布などの断熱遮音材で包むことができるから、断熱材を密封する薄肉の封止材を傷つけることがなく、断熱性能を維持できる。また、真空断熱材は、平面状に複数配列させ、目標とする断熱性能に応じて層厚方向に複数層設けるようにしてもよい。

具体的に、本発明に係る真空遮音構造体は、断熱遮音材の層と平板状の真空断熱材とが積層し、真空断熱材は、断熱性を有する板状の芯材をシート状の封止材により包んで減圧し、封止材の周縁部を熱溶着により封止して形成される。そして、周縁部には他の真空断熱材の周縁部が溶着などにより接続されている。

この周縁部で接続された複数の真空断熱材は、断熱遮音材の層の延在方向に列設し、断熱遮音材の層厚方向に複数層設けられている。ここで、真空断熱材は、芯材を他の層の周縁部に位置させて配置するのがよい。すなわち、芯材同士を接続する周縁部は、芯材の領域よりも断熱性能が低いため、層厚方向において、周縁部の投影領域に他の層の芯材を位置させることで、断熱性能を確保することができる。

更に、このような構成の断熱遮音構造体を、輸送機器や建築構造物等に適用するため、外殻の一部を構成する構造部材の側面に上記の断熱遮音構造体を設けるようにする。

この場合において、真空断熱材は、構造部材の長手方向に芯材が列設されていることが好ましい。すなわち、真空断熱材は、封止材の周縁部が芯材と比べて柔軟性を有しているため、その周縁部を変形させて芯材の列設方向にロール状に巻き取ることができる。そして、構造部材の長手方向と芯材の列設する方向が一致していれば、構造部材に真空断熱材を貼り付けて施工する際に、長手方向にロールを解きながら貼り付けていくことができ、施工が容易になる。同様に、真空断熱材とともに断熱遮音材を同時に巻き取ったロールを用いて施工するようにしてもよい。

また、断熱遮音構造体の内装側の側面には内装パネルが装着され、この内装パネルは、外殻の内装側の側面から突出する突条により支持された構成とする。これにより、内装パネルは、断熱遮音構造と密着して一体化された構成となり、例えば、内装パネルに遮音性を付与することができる。更に、真空断熱材及び断熱遮音材とともに内装パネルをロール状に形成し、これを解きながら同時に施工することもできる。

本発明によれば、断熱遮音構造体の厚さを薄くすることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を適用してなる第１の実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明を適用する鉄道車両構造体の外観を示す斜視図であり、図２は、鉄道車両構造体の一例を示す断面図である。

鉄道車両構造体１は、図１に示すように、屋根を形成する屋根構体２、車体長手方向に対する両端を閉鎖する面を形成する妻構体３、車体長手方向に沿って左右の面を形成する側構体４、床面を形成する台枠５から構成される。側構体４の最下部で台枠５の両側端部には、側梁６が設けられている。なお、妻構体３には、窓や出入口の開口が形成されている。

本実施形態の鉄道車両構造体１（以下、適宜、構造体１と略す。）は、その全部又は一部において、複数の中空押出形材７を接合して形成される。この外殻となる中空押出形材７の車内側には、図２に示すように、断熱遮音構造体２０が設けられている。

中空押出形材７は、２枚の平行な面板１０ａ，１０ｂをリブ１１で連結させた構造となり、面板１０とリブ１１は、結節部１２で互いに連結されている。中空押出形材７は、軽合金（例えば、アルミニウム合金）からなり、その押出方向、つまり中空押出形材の長手方向が車体長手方向と一致するように配設されている。そして、車体の周方向には、中空押出形材７が併設され、隣接する中空押出形材７を溶接して接合することにより、鉄道車両本体１が形成される。なお、中空押出形材７のリブ１１には、制振材１３が貼付されている。

断熱遮音構造体２０は、２層の断熱遮音材２１の間に１層の真空断熱材２２を有する積層構造になっている。真空断熱材２２は、断熱性を有するパネル状の芯材を、例えばアルミニウム製の箔で減圧封止して構成される。断熱遮音材２１としては、不織布が使用され、例えば、グラスウール等が好適である。

このように、断熱遮音構造体２０において、真空断熱材２２を使用することにより、断熱遮音構造体２０の厚さを薄くできるとともに、従来の断熱材と比べて優れた断熱性能を発揮できる。そして、断熱材の厚さが薄くなることにより、車内空間を広くできる。更に、断熱性能が向上することで、例えば、室内エアコンを小型化することができ、室内空間を一層広くできる。

一方、車外から中空押出形材７を通じて侵入する音は、リブ１１を伝達する際に制振材１３により減衰され、断熱遮音構造体２０に伝わった固体音は、積層される断熱遮音材２１により順次吸収される。このため、外部から車内側へ侵入する音を大幅に低減できる。

本実施形態では、真空断熱材２２を両側から断熱遮音材２１で挟んでいるから、芯材を封止する封止材を傷つけることがなく、真空断熱材２２の性能を維持できる。ここで、真空断熱材２２は、例えば、断熱遮音材２１の層に埋設させる構成としてもよい。更に、真空断熱材２２は、不織布に代えて、発泡樹脂等で周囲を固定してもよい。

また、真空断熱材２２は、２層の断熱遮音材２１の間に１層の真空断熱材２２を有する構成となっているが、例えば、目標とする断熱性能等に応じて複数層の真空断熱材２２を積層させてもよい。この場合、隣接する真空断熱材２２の層の間に断熱遮音材２１を形成するようにする。これによれば、封止材同士の接触等に起因して封止材に傷がつくことによる、真空断熱材２２の断熱特性の低下を抑制できる。更に、封止材を介した熱伝導を抑制する効果がある。

また、本実施形態では、制振材１３を１枚のリブ１１に貼付する例を示しているが、目標とする制振性能に応じて貼付量を調整することが好ましい。なお、制振材１３は、リブ１１に貼付しているが、２枚のリブ１１と面板１０に囲まれた空間内に充填させるようにしてもよい。

次に、真空断熱材の構成について具体的に説明する。図３、４は、真空断熱材２２の構成の一例を示す断面斜視図である。真空断熱材２２は、断熱性を有する芯材２３をシート状の封止材２４により包んで減圧し、封止材２４の周縁部となるシール部２５を熱溶着により封止して形成される。封止材２４により封止された芯材２３は、図３に示すように、両端のシール部２５において隣接する芯材２３と接合され、図４に示すように連結された状態となる。シール部２５は、芯材２３と比べて柔軟性を有し、シール部２５同士が接合する接合部２６の柔軟性が阻害されないように接着が施されている。また、芯材２３は、平板の長手方向の両側縁の上下面を切除して楔形に形成され、真空断熱材２２は、全体として長方形の複数の芯材２３が接合部２６を介して短冊状に連なっている。なお、芯材２４は、この形状に限られるものではなく、断面を矩形に形成してもよい。

真空断熱材２２と断熱遮音材２１により構成される断熱遮音構造体２０は、芯材２４の長手方向と直交する方向に柔軟性を有している。すなわち、真空断熱材２２は、柔軟性を有する接合部２６を基点として変形し、断熱遮音材２１は、グラスウール等の柔軟性を有するものであるから、断熱遮音構造体２０は全体として変形する。

かかる構成により、断熱遮音構造体２０はロール状に巻き取ることができ、このロール状に巻いた断熱遮音構造体２０を中空押出形材７に貼付する際に、ロールを解きながら貼付することができる。すなわち、一方向に長い鉄道車両構造体１に断熱遮音構造体２０を貼付施工する場合、その特性を保ちながら、工数の低減及び部品点数の削減を図ることができる。

なお、シール部２５同士を接合する接合部２６においては、芯材２３よりも高い柔軟性を確保できるものであれば、接着以外の方法で接合しても構わない。

また、真空断熱材２２は、シール部２５及び接合部２６の断熱性能が芯材２３の断熱性能よりも劣るため、シール部２５及び接合部２６の面積はできるだけ小さく設定することが好ましい。更に、真空断熱材２２を複数層配置させ、芯材２３を他の層のシール部２５及び接合部２６の層厚方向における投影領域に配置させることが好ましい。これによれば、真空断熱材２２の層の延在方向に渡って断熱性能を確保することができる。

図５は、本発明に係る構造体１の一例を示す断面図である。構造体１は、図に示すように、中空押出形材７の車内側に断熱遮音構造体２０を形成している。この断熱遮音構造体２０は、複数の断熱遮音材２１と真空断熱材２２が積層する構造になっている。２枚の真空断熱材２２ａ，２２ｂは、中空押出形材７からの熱が車内に伝わることを防ぐため、千鳥状に配置され、真空断熱材２２ａは、断熱遮音材２１ｂと２１ｃとの間に形成され、真空断熱材２２ｂは、断熱遮音材２１ａと２１ｂとの間に形成されている。なお、中空断熱材２２と断熱遮音材２１は、必ずしも接着されている必要はない。

かかる構成により、真空断熱材２２ａ，２２ｂは、その延在方向に渡って断熱性能を付与することができる。また、芯材２３とシール部２５との境界付近において芯材２３の長手方向と直交する方向に折り曲げることができため、複数層の真空断熱材２２を有する断熱遮音構造体２０においてもロール状に巻くことができ、そのロールを解きながら貼付施工することができる。更に、真空断熱材２２ａ，２２ｂを断熱遮音材２１ａ，２１ｂ，２１ｃにより挟持させているから、折り曲げ時において芯材同士が接触することがない。

ここで、複数層の真空断熱材２２を有する断熱遮音構造体２０は、ロールの成形性を確保するため、芯材２３の長手方向と直交する方向における、芯材２３とシール部２５及び接合部２６との長さ比率を適切に設定しておくことが好ましい。

次に、本発明の断熱遮音構造体２０を適用した構造体の他の実施形態について説明する。図６は、本発明に係る構造体１の一例を示す断面図である。なお、以下の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の構造体１は、図に示すように、中空押出形材７の車内側に断熱遮音構造体２０が形成され、断熱遮音構造体２０の幅方向の両端面は、中空押出形材７の面板１０ａから車内側に向かって突出する突条部３０ａ，３０ｂの側面にそれぞれ隣接している。突条部３０ａ，３０ｂは、断面Ｔ字状に形成され、中空押出形材７の長手方向に沿って平行に配設されている。断熱遮音構造体２０の車内側の最表面には、内装パネル４０が配置され、この内装パネル４０は、突条部３０の上辺と強固に接続されている。ここで、突条部３０と内装パネル４０の接続部は、突条部３０や内装パネル４０と比べて熱が伝わりにくい構造になっている。内装パネル４０の車内側の表面には、乗客の快適性を向上させる化粧が施されている。

かかる構成によれば、内装パネル４０は、断熱遮音構造体２０と密着して一体化された構成となるため、例えば、内装パネル４０に遮音性を付与することができる。更に、突条部３０ａ，３０ｂに挟まれた中空押出形材７の表面に、ロール状に巻かれた断熱遮音構造体２０を解きながら貼付できるため、その特性を保ちながら、工数の低減及び部品点数の削減を図ることができる。また、内装パネル４０の車内側の面は、平滑な面を構成できるため、美麗な表面を構成することができる。

図７は、図６と突条部の形状が異なる他の構造体１の一例を示す断面図である。中空押出形材７の面板１０ａから車内側に向かって突出する突条は、図に示すように、断面Ｌ字状の突起が向き合って１組の艤装品締結レール３１を形成し、中空押出形材７の長手方向に沿って平行に配設されている。断熱遮音構造体２０の幅方向の両端面は、それぞれ艤装品締結レール３１ａ，３１ｂの側面に隣接している。艤装品締結レール３１は、対になったＬ字状の突起の間にボルト等を挟んで配置することで、艤装品の取り付けを容易にするものである。

断熱遮音構造体２０の車内側の最表面には、内装パネル４０が配置され、この内装パネル４０は、艤装品締結レール３１の上辺と強固に接続されている。ここで、艤装品締結レール３１と内装パネル４０の接続部は、艤装品締結レール３１や内装パネル４０と比べて熱が伝わりにくい構造になっている。

図８は、図７の構造体１において、断熱遮音構造体２０を貼付する方法を説明する図である。まず、断熱遮音構造体２０は、内装パネル４０と接合された状態でロール状に巻き取られている。そして、図に示すように、艤装品締結レール３１ａ，３１ｂに挟まれた中空押出形材７の表面に、ロールを解きながら断熱遮音構造体２０が貼付施工される。ここで、断熱遮音構造体２０の貼付とともに内装パネル４０が艤装品締結レール３１ａ，３１ｂの頂辺に接合される。これによれば、構造体１の施工時に、艤装品締結レール３１を有効に利用することができ、かつ、車内における艤装品の取り付けが容易な構造を提供できる。

以上述べたように、上記の実施形態によれば、中空押出形材７を用いた鉄道車両構造体１において、真空断熱材２２を適用することにより、断熱遮音構造体２０の厚みを薄くすることができる。また、真空断熱材２２を所定の形状に成型することにより、断熱遮音構造体２０をロール状にして貼付することができるから、構造体１の施工時における工数を低減できる。

また、上記実施形態では、鉄道車両構造体１を例として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、長手方向が所定の長さを有する船舶等の輸送機器、建築構造物等においても、同様の断熱特性及び施工効率を実現できる。

更に、上記実施形態では、断熱遮音構造体２０を中空押出形材７に貼付する例を説明したが、これに限定されず、断熱遮音構造体２０を単独で、又は他の外殻構造に貼付して用いるようにしてもよい。

本発明を適用する鉄道車両構造体の外観を示す斜視図である。 本発明に係る鉄道車両構造体の一例を示す断面図である。 本発明に係る真空断熱材の構成の一例を示す断面斜視図である。 本発明に係る真空断熱材の構成の一例を示す断面斜視図である。 本発明に係る鉄道車両構造体の一例を示す断面図である。 本発明に係る鉄道車両構造体の一例を示す断面図である。 本発明に係る鉄道車両構造体の一例を示す断面図である。 本発明に係る断熱遮音構造の貼付施工方法について説明する図である。

符号の説明

１ 鉄道車両構造体（構造体）
７ 中空押出形材
１０ 面板
１１ リブ
１３ 制振板
２０ 断熱遮音構造体
２１ 断熱遮音材
２２ 真空断熱材
２３ 芯材
２４ 封止材
２５ シール部
２６ 接合部
３０ 突条部
３１ 艤装品締結レール
４０ 内装パネル

Claims (13)

1. 断熱遮音材の層と平板状の真空断熱材とが積層されてなる断熱遮音構造体。
2. 平板状の真空断熱材が断熱遮音材の層に挟持されてなる断熱遮音構造体。
3. 断熱遮音材の層の中に平板状の真空断熱材が埋設されてなる断熱遮音構造体。
4. 前記真空断熱材が平面状に複数配列されてなる請求項１乃至３のいずれかに記載の断熱遮音構造体。
5. 前記真空断熱材が前記断熱遮音材の層厚方向に複数層設けられてなる請求項１乃至４のいずれかに記載の断熱遮音構造体。
6. 断熱遮音材の層と平板状の真空断熱材とが積層されてなり、前記真空断熱材は、断熱性を有する板状の芯材をシート状の封止材により包んで減圧し、該封止材の周縁部を熱溶着により封止して形成され、該周縁部に他の前記真空断熱材の周縁部が接続されてなる断熱遮音構造体。
7. 前記周縁部で接続された複数の前記真空断熱材が前記断熱遮音材の層の延在方向に列設されてなることを特徴とする請求項６に記載の断熱遮音構造体。
8. 前記列設された複数の前記真空断熱材が前記断熱遮音材の層厚方向に複数層設けられてなり、該真空断熱材は、前記芯材を他の層の周縁部に位置させて配置されてなることを特徴とする請求項７に記載の断熱遮音構造体
9. 前記断熱遮音材は、断熱性を有する不織布からなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の断熱遮音構造体。
10. 外殻の一部を構成する構造部材の側面に、請求項１乃至９のいずれかに記載の断熱遮音構造体を設けてなる構造体。
11. 外殻の一部を構成する構造部材の側面に、請求項６乃至８のいずれかに記載の断熱遮音構造体を設けてなり、前記真空断熱材は、前記構造部材の長手方向に前記芯材が列設されてなる構造体。
12. 前記断熱遮音構造体の内装側の側面に、内装パネルが装着され、該内装パネルは前記外殻の内装側の側面から突出する突条に支持されてなる請求項１０又は１１に記載の構造体。
13. ロール状に折り曲げて形成される請求項６乃至８のいずれかに記載の断熱遮音構造体を、外殻の一部を構成する構造部材の側面に、前記断熱遮音構造体のロールを解きながら該断熱遮音構造体を貼り付けることを特徴とする構造体の施工方法。
    

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