JP2019020017A - インサート装置、インサート装置が埋設されたサンドイッチパネル、蓄熱ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】サンドイッチパネル外部からの熱を効率よく熱交換することを可能とする装置及びサンドイッチパネルを提供すること。また、蓄熱ユニットの伝熱性能や蓄熱密度を向上させること。また、三次元積層造形方式による製造が容易な蓄熱ユニットを提供すること。【解決手段】対向する２つの表皮とコアを備えるサンドイッチパネルの前記コア内に埋設されるインサート装置であって、インサート部と、前記インサート部に連結され、前記表皮の少なくとも一方と接するように配置された蓄熱ユニット部とを備えるインサート装置を提供すること。【選択図】図１

Description

この発明は、インサート装置、インサート装置が埋設されたサンドイッチパネル、蓄熱ユニットに関する。

一般産業用のエレベータや大型映像機器の筐体パネル、駅ホーム柵、車両などの輸送・運搬用機器の構造部材、人工衛星や航空機等に用いられる構造部材として、アルミのハニカムコアにアルミやＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）の表皮を接着したハニカムパネルがある。このハニカムパネルに様々な搭載機器を直接又はブラケット類を介して取り付ける際には、ハニカムコアの空胴部分に直接ボルト等を用いて締結することは強度的に困難である。そのため、ハニカムパネルに、雌ねじ部を有するインサートを埋設し、樹脂等の充填剤を用いてインサートを固定し、そのインサートに対して、様々な搭載機器を締結して取り付けることによって、締め付け軸力に抗すると共に、荷重を分散支持させる（下記特許文献１）。

ここで、人工衛星においては、熱制御が重要な課題となるが、搭載機器から発生した熱は、搭載機器からボルトや搭載機器が接触しているインサート又は表皮を介して熱制御デバイスに伝えられる。

一方、本発明者らは、互いに垂直な３つの方向に所定の間隔で配置された線状の熱伝導部が互いにその交点で連結された３次元網目構造が、相変化蓄熱材が封入された密閉容器の内壁に一体化して連結された蓄熱ユニットを提案した（下記特許文献２）。このような蓄熱ユニットの構成により、熱源からの熱を相変化蓄熱材に効率的に伝達し、伝熱性能や蓄熱密度を向上させると共に、構造強度も向上させることができた。

特開平１１−１９８２５９号公報 特開２０１７−０７５７７３号公報

しかしながら、発熱源である搭載機器の近傍に熱制御デバイスを設置できるスペースがなかったり、またスペースがあったとしても、サンドイッチパネルは面内熱伝導が小さく、搭載機器の受熱面と熱制御デバイスの受熱面の間に大きな熱の損失（温度差）が生じる。

一方、上記蓄熱ユニットにおいて、更なる伝熱性能や蓄熱密度の向上という課題がある。また、上記の蓄熱ユニットにおいては、線状の熱伝導部は互いに垂直な３つの方向に配置されているので、この蓄熱ユニットを、金属粉末焼結方式等の三次元積層造形方式で造形する際には、水平方向に浮いている構造はサポート構造無しでは造形できず、蓄熱ユニットのような閉容器の場合は造形後にサポート構造の除去ができないという造形方式の制約により、造形時に容器全体を傾けて造形する必要があり、特に大面積の蓄熱ユニットを造形する際に大きさの制約が生じたり、造形費用が高くなるという問題があった。

そこで、本発明は、サンドイッチパネル外部からの熱を効率よく熱交換することを可能とする装置及びサンドイッチパネルを提供することを目的の１つとする。

また、本発明は、蓄熱ユニットの伝熱性能や蓄熱密度を向上させることを目的の１つとする。

また、本発明は、三次元積層造形方式による製造が容易な蓄熱ユニットを提供することを目的の１つとする。

本発明の１つの態様は、対向する２つの表皮とコアを備えるサンドイッチパネルの前記コア内に埋設されるインサート装置であって、インサート部と、前記インサート部に連結され、前記表皮の少なくとも一方と接するように配置された蓄熱ユニット部とを備えるインサート装置を提供するものである。

前記蓄熱ユニット部は、密閉容器と、前記密閉容器に封入される相変化蓄熱材と、前記相変化蓄熱材に接触する複数の第１の熱伝導部とを含み、前記密閉容器の内壁部は、熱伝導性を有し、前記複数の第１の熱伝導部の一端が、前記密閉容器の前記表皮に接する第１の内壁部分に連結され、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部の他端が、前記第１の内壁部分に対して前記相変化蓄熱材を挟んだ位置にある第２の内壁部分に連結されているものとすることができる。

前記蓄熱ユニット部は、少なくとも１つの第２の熱伝導部を更に含み、前記少なくとも１つの第２の熱伝導部の各々は、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部と交点を有し、該交点で連結されているものとすることができる。

前記第１の内壁部分の少なくとも一部は平面状の部分を有し、前記複数の第１の熱伝導部及び前記少なくとも１つの第２の熱伝導部と、前記平面状の部分とのなす角度は、４５°以下であるものとすることができる。

前記複数の第１の熱伝導部及び前記少なくとも１つの第２の熱伝導部は、柱状又は線状の熱伝導部であり、３次元網目構造体を形成しているものとすることができる。

本発明の１つの態様は、対向する２つの表皮とコアを備えるサンドイッチパネルの前記コア内に埋設されるインサート装置であって、インサート部と、前記表皮と接するように配置され、前記インサート部を冷却する流体冷却部とを備えるインサート装置を提供するものである。

前記流体冷却部は、筐体と、少なくとも１つの仕切り部と、流体注入部と、流体排出部とを備え、前記筐体は、前記表皮と接する第１の壁部と、前記第１の壁部に対向する第２の壁部とを備え、前記少なくとも１つの仕切り部は、前記第１の壁部及び前記第２の壁部に接続され、前記流体注入部から注入された流体が、前記流体排出部から排出されるような流路を形成するように配置されているものとすることができる。

前記流体冷却部は、複数の第１の熱伝導部を更に含み、前記複数の第１の熱伝導部の一端が、前記第１の壁部に連結され、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部の他端が、前記第２の壁部に連結されているものとすることができる。

前記流体冷却部は、少なくとも１つの第２の熱伝導部を更に含み、前記少なくとも１つの第２の熱伝導部の各々は、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部と交点を有し、該交点で連結されているものとすることができる。

前記第１の内壁部分の少なくとも一部は平面状の部分を有し、前記複数の第１の熱伝導部及び前記少なくとも１つの第２の熱伝導部と、前記平面状の部分とのなす角度は、４５°以下であるものとすることができる。

前記複数の第１の熱伝導部及び前記少なくとも１つの第２の熱伝導部は、柱状又は線状の熱伝導部であり、３次元網目構造体を形成しているものとすることができる。

本発明の１つの態様は、前記インサート装置が前記コア内に埋設されたサンドイッチパネルを提供するものである。

本発明の１つの態様は、密閉容器と、前記密閉容器に封入される相変化蓄熱材と、前記相変化蓄熱材に接触する複数の第１の熱伝導部と、少なくとも１つの第２の熱伝導部とを含み、前記密閉容器の内壁部は、熱伝導性を有し、前記複数の第１の熱伝導部の一端が、前記密閉容器の熱源に接する第１の内壁部分に連結され、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部の他端が、前記第１の内壁部分に対して前記相変化蓄熱材を挟んだ位置にある第２の内壁部分に連結され、前記少なくとも１つの第２の熱伝導部の各々は、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部と交点を有し、該交点で連結され、前記少なくとも１つの第２の熱伝導部は、前記第１の内壁部分側から前記第２の内壁部分側の方向に延びている蓄熱ユニットを提供するものである。

本明細書及び特許請求の範囲において、直線と平面のなす角度は、直線と平面の法線のなす角度を意味する。また、曲線と曲面のなす角度は、曲線と曲面の交点における接線と接平面のなす角度を意味する。

上記構成を有する本発明によれば、サンドイッチパネル外部からの熱を効率よく熱制御することを可能とする装置及びサンドイッチパネルを提供することができる。

また、上記構成を有する本発明によれば、蓄熱ユニットの伝熱性能や蓄熱密度を向上させることができる。

また、上記構成を有する本発明によれば、三次元積層造形方式による製造が容易な蓄熱ユニットを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るサンドイッチパネルの一部切欠斜視図である。 図１のII−II断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るインサート装置の斜視図である。 図２のIV−IV断面図である。 図２のV−V断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るインサート装置の斜視図である。 図６のVII−VII断面図である。 図６のVIII−VIII面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るサンドイッチパネルの一部切欠斜視図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係るインサート装置の斜視図である。図４は、図３のIV−IV断面図であり、図５は、図３のV−V断面図である。この図１〜図５を参照して、本発明の第１の実施形態の構成及び動作原理を説明する。

本実施形態に係るサンドイッチパネル１は、ハニカムコア１４、ハニカムコア１４の厚さ方向の両面に接着層１３を介して接着された表皮１１、１２、インサート装置３を備える。ハニカムコア１４の材質としては、例えば、アルミ、ノーメックス、紙、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ、チタン、ステンレス、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、塩化ビニルを用いることができるが、これに限定されるものではなく、他の適切な任意の材質を用いることができる。また、表皮１１、１２の材質としては、例えば、アルミ、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ、チタン、ステンレス、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、塩化ビニルを用いることができるが、これに限定されるものではなく、他の適切な任意の材質を用いることができる。本実施形態においては、サンドイッチパネルは、コアがハニカムコアであるハニカムサンドイッチパネルであるが、これに限定されるものではなく、コアが発泡体等の他の適切な任意のサンドイッチパネルとすることができる。

表皮１１には、取付穴１１１が設けられ、取付穴１１１を介して搭載機器（図示しない）が、ボルトによって、すなわち、後述のインサート部３１の雌ねじ部３１１にボルトが螺合されて締結される。また、表皮１１には、ハニカムコア１４に埋設されたインサート装置３から突出するポート３４３を通すためのポート用開口部１１３が設けられている。

ハニカムコア１４の中央部には切欠部１４１が設けられ、切欠部１４１にインサート装置３が、樹脂等の充填剤７を用いて固定される。インサート装置３は、インサート部３１の第１の壁３４ａが表皮１１と接するように、ハニカムコア１４の切欠部１４１に埋設固定される。また、後述のインサート装置３の密閉容器３４の中空部３４１には、相補的な形状のハニカムコア１４が充填剤７を用いて固定される。その後、インサート装置３１が埋設固定されたハニカムコア１４の両面に表皮１１、１２が、接着剤や接着シート等により接着されて、サンドイッチパネル１が形成される。

インサート装置３は、インサート部３１と蓄熱ユニット部３３を備える。

インサート部３１は、搭載機器を締結するためのボルトと螺合する雌ねじ部３１１を備える。インサート部３１は、その高さがハニカムコア１４の厚さとほぼ同じの円柱形状を有する。インサート部３１は、後述の蓄熱ユニット部３３と同じ熱伝導性を有する材料で構成され、蓄熱ユニット部３３の密閉容器３４の四隅に配置され、インサート部３１の表皮１１側の面と後述の蓄熱ユニット部の第１の壁が面一となるように、蓄熱ユニット部３３と一体的に形成されている。

蓄熱ユニット部３３は、密閉容器３４、相変化蓄熱材３５、３次元網目構造体３６を含む。

密閉容器３４は、四隅を面取りした略直方体の形状を有し、中央部に略直方体状の中空部３４１が形成されている。密閉容器３４は、その高さがハニカムコア１４の厚さとほぼ同じであり、熱伝導性を有する材料で構成されている。密閉容器３４の形状はこのような形状に限定されるものではなく、サンドイッチパネルに埋設された際にコア内に配置されるように、コアの厚さ方向の寸法がコアの厚さ以下の任意の形状とすることができる。また、この密閉容器３４を構成する熱伝導性を有する材料としては、例えば、アルミ、銅、マグネシウム、タングステン、およびそれらの合金を用いることができるが、これに限定されるものではなく、他の適切な任意の材料を用いることができる。密閉容器３４には、相変化蓄熱材３５が真空状態で封入されている。相変化蓄熱材３５の充填を行う際の密閉容器３４内部の圧力は、用途に応じて高真空から高圧まで任意の値に設定することができる。また、内部のガス種を任意のガス種に置換することができる。置換に用いるガス種としては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、炭酸ガスを使用することができる。

相変化蓄熱材３５としては、例えば、ｎ−エイコサン、ｎ−ウンデカン、ｎ−ドデカン、ｎ−トリデカン、ｎ−テトラデカン、ｎ−ペンタデカン、ｎ−ヘキサデカン、ｎ−ヘプタデカン、ｎ−オクタデカン、ｎ−ノナデカン、ｎ−ドコサン、ｎ−オクタコサン等のパラフィン、混合ワックス、エリスリトール、ペンタエリスリトール、高密度ポリエチレン、硝酸リチウム、水、水に添加剤を加えて諸物性を調整した水溶液、重水、液体金属（ガリウムなど）、融解塩（水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の混合物など）を用いることができるが、これに限定されるものではなく、他の適切な任意の材料を用いることができる。また、相変化蓄熱材３５と密閉容器３４および三次元網目構造体３５の化学的適合性を改善するために、密閉容器３４および三次元網目構造体３５に各種の表面処理を行うことができる。表面処理としては、例えば、ニッケルめっき、金めっきなどを用いることができる。

密閉容器３４の表皮１１と接する第１の壁３４ａには、真空排気や相変化蓄熱材３５を密閉容器３４に充填するための中空の円筒状のポート３４３が設けられており、真空排気や相変化蓄熱材３５の充填後、封止される。ポートの形状、個数、配置は、これに限定されるものではなく、任意の適切な位置に配置することができる。ポートの配置としては、例えば、サンドイッチパネル１内部に全て収まるように密閉容器３４の側壁３４ｃ、３４ｄのいずれかに設けることができる。この場合、サンドイッチパネル１の造形前に相変化蓄熱材３５を充填しておく必要があり、サンドイッチパネル１の造形時温度（例えば１２０℃）に耐えられるように充填量などを調整しておく必要があるが、サンドイッチパネル１の外部に突起する部分を一切無くすことができる。

３次元網目構造体３６は、断面が正方形の複数の線状の第１の熱伝導部３６１、第２の熱伝導部３６２、第３の熱伝導部３６３が互いに連結されることにより形成されている。具体的には、第１の壁３４ａに垂直な方向（ｚ方向）に延び、ｘ方向及びｙ方向に互いに所定の間隔で配置された線状の第１の熱伝導部３６１に対して±３０°の角度をなし、ｘｚ平面及びｙｚ平面に平行な平面のそれぞれにおいて延びる線状の第２の熱伝導部３６２及び第３の熱伝導部３６３が互いにその交点３６６で連結され、また第２の熱伝導部３６２と第３の熱伝導部３６３が互いにその交点３６７で連結されて３次元網目構造体３６が形成されている。各線状の熱伝導部の方向は、このような３つの方向に限定されるものではなく、３次元網目構造体を形成するものであれば、他の適切な任意の方向とすることができ、また線状の第１の熱伝導部３６１、第２の熱伝導部３６２、及び第３の熱伝導部３６３そのそれぞれの間の間隔は、一定の間隔に限定されるものではなく、変動するものであってもよい。ここで、後述のように、すべての線状の第１の熱伝導部と、主面である第１の壁部とのなす角度を±４５°以下とすると三次元積層造形方式による製造に有利である。また、線状の第１の熱伝導部３６１、第２の熱伝導部３６２、及び第３の熱伝導部３６３の断面形状は、正方形に限定されるものではなく、円形、正方形以外の矩形、多角形、星形等の他の適切な任意の形状とすることができる。また、線状の第１の熱伝導部３６１、第２の熱伝導部３６２、及び第３の熱伝導部３６３の太さ（断面の寸法）は、一定の太さに限定されるものではなく、変動するものであってもよい。第１の熱伝導部３６１、第２の熱伝導部３６２、及び第３の熱伝導部３６３は、線状、柱状、板状等の適切な任意の形状とすることができる。また、第１の熱伝導部３６１、第２の熱伝導部３６２、及び第３の熱伝導部３６３は、異なる形状の熱伝導部の組合せ（例えば、異なる太さの線状の熱伝導部と異なる厚さの板状の熱伝導部の組合せ）で構成してもよい。

線状の第１の熱伝導部３６１、第２の熱伝導部３６２、及び第３の熱伝導部３６３のうちの大部分は、相変化蓄熱材３５に接触している。線状の第１の熱伝導部３６１、第２の熱伝導部３６２、及び第３の熱伝導部３６３は、ポート３４３の開口部に相当する部分を除いて、密閉容器３４の内壁部３４２に連結される連結部３６８を備えている。具体的には、線状の第１の熱伝導部３６１は、ポート３４３の開口部に相当する部分を除いて、その一端が、密閉容器３４の表皮１１に接する部分である第１の壁３４ａに対応する内壁部３４２である第１の内壁部分３４２ａに連結され、その他端が、第１の内壁部分３４２ａに対して相変化蓄熱材３５を挟んで対向する第２の壁３４ｂに対応する内壁部３４２である第２の内壁部分３４２ｂに連結されている。

また、第２の熱伝導部３６２及び第３の熱伝導部３６３は、ポート３４３の開口部に相当する部分を除いて、その一端が、第１の内壁部分３４２ａ又は第２の内壁部分３４２ｂに連結され、その他端が、第２の内壁部分３４２ｂ若しくは密閉容器３４の側壁３４ｃに対応する第３の内壁部分３４２ｃかインサート部３１の側壁３１ａ、又は第１の内壁部分３４２ａ若しくは密閉容器３４の側壁３４ｄに対応する第４の内壁部分３４２ｄかインサート部３１の側壁３１ａに連結されている。

ここで、複数の線状の第１の熱伝導部３６１のうちの一部を、その一端が第１の内壁部分３４２ａに連結され、その他端は第２の内壁部分３４２ｂに連結されていないものとしてもよい。この場合、他端が第２の内壁部分３４２ｂに連結しているものと、連結していないものの数やその比は、任意に決定することができる。また、同様に、線状の第２の熱伝導部３６２の一端及び／又は両端、線状の第３の熱伝導部３６３の一端及び／又は両端も、第１の内壁部分３４２ａ及び／又は第２の内壁部分３４２ｂに連結されていなくてもよい。この線状の第１の熱伝導部３６１、第２の熱伝導部３６２、及び第３の熱伝導部３６３を構成する熱伝導性を有する材料としては、例えば、アルミ、銅、マグネシウム、タングステン、およびそれらの合金を用いることができるが、これに限定されるものではなく、他の適切な任意の材料を用いることができる。

密閉容器３４、３次元網目構造体３６、ポート３４３とインサート部３１は一体的に形成されており、この一体的な構成は、金属粉末焼結方式等の三次元積層造形方式（３Ｄプリンタ）を用いて製造することができる。

上述の従来の蓄熱ユニットにおいては、蓄熱ユニットが真空環境下にある場合の相変化蓄熱材から発生するガス層の圧力や、蓄熱ユニットが大気圧下にある場合や蓄熱ユニットにその他の荷重がかかっている場合の大気圧や荷重に対して、熱源側の壁である第１の壁から対向する第２の壁側の方向について、線状の第１の熱伝導部のみで支持していた。これに対して、本実施形態においては、線状の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部と交点を有する、つまり線上の第１の熱伝導部と所定の角度をなす線状の第２の熱伝導部３６２及び第３の熱伝導部３６３が第１の壁や第２の壁と連結する連結部３６８を有し、該連結部３６８が支持点となり、支持点が増加する。また、座屈の観点からは、線状の第１の熱伝導部３６１、第２の熱伝導部３６２、第３の熱伝導部３６３が交点３６６で連結されているので、従来の蓄熱ユニットと同様に、線状の第１の熱伝導部３６１の柱の長さが、各交点３６６間の間隔まで減少するので、座屈が生じにくい。

また、本実施形態によれば、線状の第２の熱伝導部３６２及び線状の第３の熱伝導部３６３は、線状の第１の熱伝導部３６１と共に、熱源側の壁である第１の壁から対向する第２の壁側の方向に延びているので、第１の壁から第２の壁側に延びる線状の熱伝導部の数が大幅に増加し、また、線状の第２の熱伝導部３６２及び線状の第３の熱伝導部３６３は、線状の第１の熱伝導部３６１との連結部を有しながら、熱源側の壁である第１の壁から対向する第２の壁側の方向に延びているので、上述のような構造強度の向上を実現すると同時に、熱源側の壁である第１の壁から対向する第２の壁側の方向に対する伝熱性能を大きく向上させることができる。

また、本実施形態によれば、線状の第２の熱伝導部３６２及び線状の第３の熱伝導部３６３と、主面である第１の壁部とのなす角度が４５°以下である、すなわちすべての線状の熱伝導部と、主面である第１の壁部とのなす角度が４５°以下であるので、金属粉末焼結方式等の水平方向に浮いている構造が造形困難な三次元積層造形方式を用いる場合でも、造形時に容器全体を傾けて造形する必要がなく、製造が容易となる。

また、本実施形態によれば、インサート装置が、ハニカムコア内に埋設され、蓄熱ユニット部が、インサート部に連結され、表皮と接するように配置されているので、蓄熱ユニット部を配置するための余分なスペースを必要とすることがなく、且つ、蓄熱ユニット部が、搭載機器から発生した熱等のサンドイッチパネルの外部からの熱の流れの経路であるインサートや表皮に接しているので、サンドイッチパネルの外部からの熱を効率よく熱交換することができる。

また、従来のインサートは、１つずつ別個に、充填剤を用いてコアに設けられた穴に固定されていたため、正確な位置決めが困難であった。本実施形態によれば、複数のインサート部が蓄熱ユニット部と連結されているので、インサート間の距離の位置決め精度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、表皮に形成される開口が、インサート部の雌ねじ部に対応する取付穴と、ポートに対応するポート用開口部のみであるので、サンドイッチパネルの剛性にほとんど影響を与えることなく、剛性を維持することができる。

本実施形態においては、線状の熱伝導部は、ポートの断面に相当する部分を除いて、密閉容器の内壁部に連結される連結部を備えているが、線状の熱伝導部の一部が、密閉容器の内壁部に連結される連結部を備えていれば、熱源からの熱が伝達され、また支持点も増加するので、そのように構成することもできる。

上記実施形態においては、インサート部は４つ設けられていたが、インサート部の数、形状、配置は、取付けられる物品の形状や取付ボルトの数量等に応じて任意に選択することができる。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るインサート装置の斜視図である。図７は、図６のVII−VII断面図であり、図８は、図６のVIII−VIII断面図である。この図６〜図８を参照して、本発明の第２の実施形態の構成及び動作原理を説明する。図６〜８において図１〜５に対応する部分には同一の符号を付し、第１の実施形態と重複する説明は省略する。

本実施形態に係るインサート装置３は、熱制御機構を、蓄熱ユニット部に換えて、流体冷却部としたものである。よって、インサート装置３のハニカムコア１４への埋設固定は、第１の実施形態と同様である。ただし、後述のように流体冷却部５３の筐体５４の高さは、ハニカムコア１４の厚さよりも小さいので、サンドイッチパネルの剛性維持のために、流体冷却部５３と表皮１２との間の空間を埋めるように別のハニカムコアが配置され、それらは接着材を用いて相互に固定される。

インサート装置３は、インサート部３１と流体冷却部５３を備える。

インサート部３１は、後述の流体冷却部５３と同じ熱伝導性を有する材料で構成され、流体冷却部５３の筐体５４の四隅に配置され、インサート部３１の表皮１１側の面と後述の流体冷却部５３の第１の壁部５４ａが面一となるように、流体冷却部５３と一体的に形成されている。

流体冷却部５３は、筐体５４、仕切り部５４４、第１の熱伝導部５６１、流体注入管５７、流体排出管５８を含む。

筐体５４は、面取りした略直方体の形状を有し、その高さがハニカムコア１４の厚さよりも小さい。筐体５４の高さは、必要な流路断面積と伝熱面積から決定することができる。筐体５４は、熱伝導性を有する材料で構成されている。筐体５４の形状はこのような形状に限定されるものではなく、サンドイッチパネルに埋設された際に、コアの厚さ方向の寸法がハニカムコア１４の厚さ以下の任意の形状とすることができる。また、この筐体５４を構成する熱伝導性を有する材料としては、例えば、アルミ、銅、マグネシウム、タングステン、およびそれらの合金を用いることができるが、これに限定されるものではなく、他の適切な任意の材料を用いることができる。

筐体５４は、表皮１１と接する略矩形の板状の第１の壁部５４ａと、第１の壁部５４ａに対向する略矩形の板状の第２の壁部５４ｂ、互いに対向する長手方向に延びる矩形の板状の第１の側壁部５４ｃ、互いに対向する、長手方向と直交する方向に延びる矩形の板状の第２の側壁部５４ｄとを備える。また、第２の側壁部５４ｄには、流体注入口５４６と側壁部流体排出口５４７が設けられ、そのそれぞれに流体注入管５７と流体排出管５８が接続され、流体注入口５４６から流体が筐体５４内に注入され、流体排出口５４７から筐体５４内に注入された流体が排出される。流体としては、例えば、水、各種のフロン系冷媒（ＣＦＣ系、ＨＣＦＣ系、ＨＦＣ系、ＰＦＣ系）、エチレングリコール、プロピレングリコール、アンモニアを用いることができるが、これに限定されるものではなく、他の適切な任意の流体を用いることができる。

仕切り部５４４は、５つ設けられ、それぞれ矩形の板状の形状を有し、互いに平行に且つ第１の壁部５４ａ及び第１の側壁部５４ｃに対して垂直に配置されている。仕切り部５４４の対向する長辺部は、それぞれ第１の壁部５４ａ、第２の壁部５４ｂに接続されている。また、仕切り部５４４の対向する短辺部の一方は、インサート部３１の側壁３１ａ又は筐体の第１の側壁部５４ｃに接続され、短辺部の他方は、いずれにも接続されず、流体注入口５４６から注入された流体が、流体排出口５４７から排出されるような流路を形成するように、５つの仕切り部５４４が配置されている。仕切り部５４４は、流路を形成する機能だけでなく、熱伝導や構造支持の機能も有する。仕切り部の数や配置は、上記のようなものに限定されるものではなく、流体注入口から注入された流体が、インサート部を冷却し、流体排出口から排出されるような流路を形成するような、任意の数や配置とすることができる。また、流体の流路は、仕切り部を設けることなく管で構成し、例えば各インサート部を通過するようなコの字状の管や又は上記実施形態のような経路で蛇行する管とすることもできる。

筐体５４の第１の壁部５４ａと第２の壁部５４ｂとの間には、断面が正方形の複数の線状の第１の熱伝導部５６１が設けられている。具体的には、複数の線状の第１の熱伝導部５６１は、第１の壁部５４ａに垂直な方向に、互いに所定の間隔で配置され、その一端が第１の壁部５４ａに対応する内壁部５４２である第１の内壁部分５４２ａに連結され、その他端が、第２の壁部５４ｂに対応する内壁部５４２である第２の内壁部分５４２ｂに連結されている。複数の線状の第１の熱伝導部５６１は、熱伝導の機能だけでなく、構造支持の機能も有する。第１の壁部と第２の壁部との間に設けられる複数の熱伝導部は、第１の実施形態において説明したような三次元構造体のような構成としてもよく、この場合、第１の実施形態において説明したような作用効果を奏する。

また、本実施形態によれば、インサート装置が、ハニカムコア内に埋設され、流体冷却部が、インサート部に連結され、表皮と接するように配置されているので、流体冷却部を配置するための余分なスペースを必要とすることがなく、且つ、流体冷却部が、搭載機器から発生した熱等のサンドイッチパネルの外部からの熱の流れの経路であるインサートや表皮に接しているので、サンドイッチパネルの外部からの熱を効率よく熱交換することができる。

上記実施形態は、サンドイッチパネルに、蓄熱ユニット部又は流体冷却部のいずれかが設けられるものであったが、例えば、ハニカムコア内の流体以外の空間の一部又は全部に蓄熱ユニット部を設ける等、冷却部蓄熱ユニット部及び流体冷却部の両方を備える構成としてもよい。

以上、本発明について、例示のためにいくつかの実施形態に関して説明してきたが、本発明はこれに限定されるものでなく、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、形態及び詳細について、様々な変形及び修正を行うことができることは、当業者に明らかであろう。

１ サンドイッチパネル
１１、１２ 表皮
１１１ 取付穴
１１３ ポート用開口部
１４ ハニカムコア
１４１ 切欠部
３ インサート装置
３１ インサート部
３１ａ 側壁
３１１ 雌ねじ部
３３ 蓄熱ユニット部
３４ 密閉容器
３４ａ 第１の壁
３４ｂ 第２の壁
３４ｃ 側壁
３４１ 中空部
３４３ ポート
３４２ 内壁部
３４２ａ 第１の内壁部分
３４２ｂ 第２の内壁部分
３４２ｃ 第３の内壁部分
３４２ｄ 第４の内壁部分
３５ 相変化蓄熱材
３６ ３次元網目構造体
３６１ 第１の熱伝導部
３６２ 第２の熱伝導部
３６３ 第３の熱伝導部
３６６ 交点
３６７ 交点
３６８ 連結部
５３ 流体冷却部
５４ 筐体
５４ａ 第１の壁部
５４ｂ 第２の壁部
５４ｃ 第１の側壁部
５４ｄ 第２の側壁部
５４２ 内壁部
５４２ａ 第１の内壁部分
５４２ｂ 第２の内壁部分５４４ 仕切り部
５４６ 流体注入口
５４７ 流体排出口
５６１ 第１の熱伝導部
５７ 流体注入管
５８ 流体排出管
７ 充填剤

Claims (13)

1. 対向する２つの表皮とコアを備えるサンドイッチパネルの前記コア内に埋設されるインサート装置であって、
   インサート部と、
   前記インサート部に連結され、前記表皮の少なくとも一方と接するように配置された蓄熱ユニット部と、
   を備えるインサート装置。
2. 前記蓄熱ユニット部は、
   密閉容器と、
   前記密閉容器に封入される相変化蓄熱材と、
   前記相変化蓄熱材に接触する複数の第１の熱伝導部と、
   を含み、
   前記密閉容器の内壁部は、熱伝導性を有し、
   前記複数の第１の熱伝導部の一端が、前記密閉容器の前記表皮に接する第１の内壁部分に連結され、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部の他端が、前記第１の内壁部分に対して前記相変化蓄熱材を挟んだ位置にある第２の内壁部分に連結されている請求項１に記載のインサート装置。
3. 前記蓄熱ユニット部は、少なくとも１つの第２の熱伝導部を更に含み、
   前記少なくとも１つの第２の熱伝導部の各々は、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部と交点を有し、該交点で連結されている請求項２に記載のインサート装置。
4. 前記第１の内壁部分の少なくとも一部は平面状の部分を有し、
   前記複数の第１の熱伝導部及び前記少なくとも１つの第２の熱伝導部と、前記平面状の部分とのなす角度は、４５°以下である請求項３に記載のインサート装置。
5. 前記複数の第１の熱伝導部及び前記少なくとも１つの第２の熱伝導部は、柱状又は線状の熱伝導部であり、３次元網目構造体を形成している請求項３又は４に記載のインサート装置。
6. 対向する２つの表皮とコアを備えるサンドイッチパネルの前記コア内に埋設されるインサート装置であって、
   インサート部と、
   前記表皮と接するように配置され、前記インサート部を冷却する流体冷却部と、
   を備えるインサート装置。
7. 前記流体冷却部は、筐体と、少なくとも１つの仕切り部と、流体注入部と、流体排出部とを備え、
   前記筐体は、前記表皮と接する第１の壁部と、前記第１の壁部に対向する第２の壁部と、を備え、
   前記少なくとも１つの仕切り部は、前記第１の壁部及び前記第２の壁部に接続され、前記流体注入部から注入された流体が、前記流体排出部から排出されるような流路を形成するように配置されている請求項６に記載のインサート装置。
8. 前記流体冷却部は、複数の第１の熱伝導部を更に含み、
   前記複数の第１の熱伝導部の一端が、前記第１の壁部に連結され、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部の他端が、前記第２の壁部に連結されている、
   請求項７に記載の蓄熱インサート装置。
9. 前記流体冷却部は、少なくとも１つの第２の熱伝導部を更に含み、
   前記少なくとも１つの第２の熱伝導部の各々は、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部と交点を有し、該交点で連結されている請求項８に記載のインサート装置。
10. 前記第１の内壁部分の少なくとも一部は平面状の部分を有し、
    前記複数の第１の熱伝導部及び前記少なくとも１つの第２の熱伝導部と、前記平面状の部分とのなす角度は、４５°以下である請求項９に記載のインサート装置。
11. 前記複数の第１の熱伝導部及び前記少なくとも１つの第２の熱伝導部は、柱状又は線状の熱伝導部であり、３次元網目構造体を形成している請求項９又は１０に記載のインサート装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のインサート装置が前記コア内に埋設されたサンドイッチパネル。
13. 密閉容器と、
    前記密閉容器に封入される相変化蓄熱材と、
    前記相変化蓄熱材に接触する複数の第１の熱伝導部と、
    少なくとも１つの第２の熱伝導部と、
    を含み、
    前記密閉容器の内壁部は、熱伝導性を有し、
    前記複数の第１の熱伝導部の一端が、前記密閉容器の熱源に接する第１の内壁部分に連結され、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部の他端が、前記第１の内壁部分に対して前記相変化蓄熱材を挟んだ位置にある第２の内壁部分に連結され、
    前記少なくとも１つの第２の熱伝導部の各々は、前記複数の第１の熱伝導部のうちの少なくとも一部と交点を有し、該交点で連結され、
    前記少なくとも１つの第２の熱伝導部は、前記第１の内壁部分側から前記第２の内壁部分側の方向に延びている、
    蓄熱ユニット。

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