JP5685650B2 - 周波数応答法を用いた真空断熱材内部の真空度評価装置及びその方法 - Google Patents

Description

本発明の各実施例は、真空断熱材、及び周波数応答法を用いて前記真空材内部の真空度を評価する装置及び方法に関する。

真空断熱材は、多孔性充填物（芯材）及びこれを覆っている遮断性外被（外被材）で構成されるが、外被内部の気体を除去し、真空状態を数年以上維持することによって非常に低い熱伝導度を有するようになる。

前記真空断熱材は、その断熱性能が内部の真空に依存するので、真空度の低下によって断熱性能も低下するようになる。したがって、前記真空断熱材内部の真空度を評価し、製品の不良可否を確認することが重要である。

ところが、既存には、真空断熱材の表面に熱流量及び電位差を用いて入力された熱流及び電位値を熱抵抗値に換算して真空度を評価する方法が使用された。

このような既存の真空度評価方法は、熱流及び電位値を認識するセンサーの敏感度及び測定環境によってその信頼水準が低下し得る。さらに、既存の真空度評価方法は、内部真空度を直接評価するのではなく、熱抵抗値との相関関係のみによって真空度を評価できるので、真空断熱材の表面に物理的な強いストレス及び長時間にわたった評価時間が必要である。

特開２００９−２２８８０３号公報

本発明の一実施例は、真空断熱材の表面にインパクトフォース（Ｉｍｐａｃｔ Ｆｏｒｃｅ）を加えるとき、真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度によってインパクトフォースを分散又は低減させる真空断熱材を提供する。

本発明の一実施例は、真空断熱材の表面にインパクトフォースを加えた後で固有振動数を測定し、真空断熱材の真空度と固有振動数との関係を通して真空断熱材内部の真空度を評価できる真空断熱材内部の真空度評価装置及び方法を提供する。

本発明の一実施例は、真空断熱材の表面に物理的な強いストレス及び長時間にわたる評価時間が必要でなく、内部真空度による真空断熱材自体の剛性のみで真空度を評価できるので、真空断熱材の品質検査に有用に使用できる真空断熱材内部の真空度評価装置及び方法を提供する。

本発明が解決しようとする課題は、以上言及した課題に制限されなく、言及していない他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解されるだろう。

本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価装置は、真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度のために、外被材と芯材との間に、基準厚さより薄い剛体又は基準強度より強いゲッター（Ｇｅｔｔｅｒ）が形成される構造；又は前記外被材と前記芯材との間に形成された前記ゲッターの上部に、前記基準厚さより薄い剛体が形成される構造を有する真空断熱材を加振させるために、前記真空断熱材の剛体又はゲッター部分に対応する表面に衝撃を加えるハンマー部；前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の変位を測定する変位測定部；前記変位測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する周波数分析部；及び前記固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する真空度評価部；を含む。

前記周波数分析部は、前記変位測定値をフーリエ変換して周波数スペクトルを得て、前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定することができる。

前記真空度評価部は、前記周波数分析部によって測定された固有振動数を基準振動数と比較し、前記比較結果によって前記真空断熱材の真空度を評価することができる。

前記基準振動数は、サイズ別及び重量別の正常な真空断熱材製品の固有振動数に対する平均値であって、一定の範囲を有することができる。

前記真空度評価部は、前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲を逸脱する場合は、前記真空断熱材の真空度が不良であると評価し、前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲内にある場合は、前記真空断熱材の真空度が優良であると評価することができる。

本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記ハンマー部の加撃によって前記真空断熱材に伝達される力の大きさを測定する力測定センサーをさらに含み、前記周波数分析部は、前記変位測定値を、前記変位と前記力との関係式による機械的コンプライアンス（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）値に換算し、前記の換算された機械的コンプライアンス値を周波数領域で分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定することができる。

前記変位測定部は、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで変位を測定するレーザー式変位計センサーを含むことができる。

本発明の他の実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価装置は、真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度のために、外被材と芯材との間に、基準厚さより薄い剛体又は基準強度より強いゲッターが形成される構造；又は前記外被材と前記芯材との間に形成された前記ゲッターの上部に、前記基準厚さより薄い剛体が形成される構造を有する真空断熱材の剛体又はゲッター部分に対応する表面を加撃して衝撃を与えるためのハンマー部；前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の加速度を測定する加速度測定部；前記加速度測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する周波数分析部；及び前記固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する真空度評価部；を含む。

前記周波数分析部は、前記加速度測定値をフーリエ変換して周波数スペクトルを得て、前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定することができる。

前記加速度測定部は、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで加速度を測定するレーザー式加速度計センサーを含むことができる。

本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価方法は、真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度のために、外被材と芯材との間に、基準厚さより薄い剛体又は基準強度より強いゲッターが形成される構造；又は前記外被材と前記芯材との間に形成された前記ゲッターの上部に、前記基準厚さより薄い剛体が形成される構造を有する真空断熱材の剛体又はゲッター部分に対応する表面を、ハンマーで加撃して衝撃を与える段階；前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の変位を測定する段階；前記変位測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；及び前記固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する段階；を含む。

前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階は、前記変位測定値をフーリエ変換して周波数スペクトルを得る段階；及び前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；を含むことができる。

前記真空断熱材内部の真空度を評価する段階は、前記の測定された固有振動数が基準振動数の範囲を逸脱する場合は、前記真空断熱材の真空度が不良であると評価する段階；及び前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲内にある場合は、前記真空断熱材の真空度が優良であると評価する段階；を含むことができる。

本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価方法は、前記ハンマーの加撃によって前記真空断熱材に伝達される力の大きさを測定する段階；前記変位測定値を、前記変位と前記力との関係式による機械的コンプライアンス（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）値に換算する段階；及び前記機械的コンプライアンス値を周波数領域で分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；をさらに含むことができる。

前記変位を測定する段階は、レーザー式変位計センサーを用いて前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで前記質点の変位を測定する段階を含むことができる。

本発明の他の実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価方法は、真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度のために、外被材と芯材との間に、基準厚さより薄い剛体又は基準強度より強いゲッターが形成される構造；又は前記外被材と前記芯材との間に形成された前記ゲッターの上部に、前記基準厚さより薄い剛体が形成される構造を有する真空断熱材の剛体又はゲッター部分に対応する表面を、ハンマーで加撃して衝撃を与える段階；前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の加速度を測定する段階；前記加速度測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；及び前記固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する段階；を含む。

前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階は、前記加速度測定値をフーリエ変換して周波数スペクトルを得る段階；及び前記周波数スペクトルを分析して真空断熱材の固有振動数を測定する段階；を含むことができる。

前記質点の加速度を測定する段階は、レーザー式加速度計センサーを用いて、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで前記質点の加速度を測定する段階を含むことができる。

本発明の更に他の実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価方法は、力を発生させる加振器で、真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度のために、外被材と芯材との間に、基準厚さより薄い剛体又は基準強度より強いゲッターが形成される構造；又は前記外被材と前記芯材との間に形成された前記ゲッターの上部に、前記基準厚さより薄い剛体が形成される構造を有する真空断熱材の剛体又はゲッター部分に対応する表面に力を加える段階；前記真空断熱材に加えられた力による質点の加速度を測定する段階；前記加速度測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；及び前記固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する段階；を含む。

前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階は、前記加速度測定値をフーリエ変換して周波数スペクトルを得る段階；及び前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；を含むことができる。

前記質点の加速度を測定する段階は、レーザー式加速度計センサーを用いて、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで前記質点の加速度を測定する段階を含むことができる。

その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明及び添付の各図面に含まれている。

本発明の利点及び／又は特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に説明する各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現可能である。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全体にわたって同一の参照符号は同一の構成要素を示す。

本発明の一実施例に係る真空断熱材によると、真空断熱材の表面にインパクトフォースを加えるとき、真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度によってインパクトフォースを分散又は低減させることができる。

本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価装置及び方法によると、真空断熱材の表面にインパクトフォースを加えた後で固有振動数を測定し、真空断熱材の真空度と固有振動数との関係を通して真空断熱材内部の真空度を評価することができる。

本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価装置及び方法によると、真空断熱材の表面に物理的な強いストレス及び長時間にわたる評価時間が必要でなく、内部真空度による真空断熱材自体の剛性のみで真空度を評価できるので、真空断熱材の品質検査に有用に使用することができる。

本発明の一実施例に係る真空断熱材の構造を説明するために示した図である。 本発明の他の実施例に係る真空断熱材の構造を説明するために示した図である。 本発明の更に他の実施例に係る真空断熱材の構造を説明するために示した図である。 本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価装置を説明するために示した図である。 本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価方法を説明するために示したフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価方法を説明するために示したフローチャートである。

本発明の一実施例では、真空断熱材製品の表面にインパクトを加えるとき、衝撃力と質点の変位又は加速度を測定して固有振動数を分析することによって、前記真空断熱材内部の真空度を評価できる真空断熱材内部の真空度評価装置を提供する。

前記真空断熱材は、内部の真空度が大きいほど又は圧力が低くなるほど、芯材内部の空気が抜けて大気状態から真空状態に置換され、その結果、芯材の収縮後に剛性が増加する。特に、外被材の場合、外被材フィルム内部の中立層を基準にして真空断熱材の内部と外部との圧力差によって芯材と強靭な接着をするようになる。

しかし、前記真空断熱材内部の真空が解除される場合、空気が芯材の内部に流入しながら剛性が低くなり、芯材自体の復元を通して柔軟性が増加する。特に、芯材と外被材の内部に空気層が形成され、その結果、ダンピング（ｄａｍｐｉｎｇ）値が増加するので、剛性は低くなる。

したがって、インパクトフォースによって加えられた質点の変位を機械的コンプライアンス（変位／力）値に換算して周波数領域で分析すると、固有振動数を求めることができ、固有振動数の分析を通して前記真空断熱材内部の真空度を評価することができる。

周波数分析法を通して前記固有振動数を分析する場合、前記真空断熱材内部の真空解除による減衰比（ｄａｍｐｉｎｇ ｒａｔｉｏ）の増加により、前記固有振動数は変化するようになる。このとき、前記真空断熱材のフィルム（外被材）と芯材は、内部の真空圧によって単一体（単一質量）で形成されたものと仮定する。

このように、本発明の一実施例では、前記真空断熱材内部の真空解除による減衰係数の増大によって固有振動数が変化することを確認することができ、これを通して前記真空断熱材内部の真空度を評価することができる。

本発明の一実施例では、前記真空断熱材の表面にインパクトフォースを加えるとき、前記真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度によってインパクトフォースが分散又は低減され得る。したがって、本発明の一実施例では、前記真空断熱材の内部にスチール、アルミニウムなどの薄い剛体を外被材と芯材との間に挿入し、その部分にインパクトフォースを加えることが有利である。

しかし、薄い剛体によって前記真空断熱材の表面に突出部が形成される場合がある。したがって、本発明の一実施例では、ゲッターをハードに製造したり、ゲッターの上端に薄い剛体を位置させることによって、前記真空断熱材表面の突出厚さを最小化することができる。

また、本発明の一実施例では、変位計又は加速度計センサーを用いて変位又は加速度を測定するが、このような変位計又は加速度計センサーは、圧電型で前記真空断熱材の表面に付着できるセンサーより、レーザーで一定距離で変位又は加速度を測定できるセンサーの方が有利である。

しかし、本発明の一実施例では、圧電型センサーを前記真空断熱材の表面に付着して使用する場合、前記真空断熱材表面の平滑度の良い部位に付着することが変位及び加速度の測定に有利である。

本発明の一実施例では、前記真空断熱材のサイズ及び重量別の正常な製品の固有振動数を測定した後、平均固有振動数値にウィンドウ（Ｗｉｎｄｏｗ）作業を通して得た周波数領域を設定することによって、前記真空断熱材内部の真空度評価を行うことができる。

以下では、添付の図面を参照して本発明の各実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る真空断熱材の構造を説明するために示した図である。

図１に示したように、本発明の一実施例に係る真空断熱材１００は、外被材１１０、芯材１２０、及び剛体１３０を含む。

一般的な真空断熱材１００の表面にインパクトハンマー１０２でインパクトフォースを加えるとき、前記真空断熱材１００表面の平滑度及び表面経度によってインパクトフォースが分散又は低減され得る。

したがって、本発明の一実施例では、前記真空断熱材１００の内部にスチール、アルミニウム（Ａｌ）などの薄い剛体１３０を前記外被材１１０と前記芯材１２０との間に挿入することが望ましい。これによって、本発明の一実施例によると、前記剛体１３０が挿入された部分に対応する表面にインパクトフォースを加えて、変位計又は加速度計センサー１０１を通して変位又は加速度を測定することによって前記真空断熱材１００内部の真空度を評価することができる。

ここで、前記剛体１３０は基準厚さより薄いが、このとき、前記基準厚さは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であることが望ましい。前記剛体１３０が前記基準厚さより薄い理由は、前記剛体１３０が厚いと、真空断熱材の表面に突出するため前記真空断熱材１００の施工時に表面が平らでなくなり、その結果、接着などの問題が発生し得るためである。

図２は、本発明の他の実施例に係る真空断熱材の構造を説明するのために示した図である。

図２に示したように、本発明の他の実施例に係る真空断熱材２００は、外被材２１０、芯材２２０、及びゲッター２３０を含む。

図１の場合、前記剛体１３０は、前記外被材１１０と前記芯材１２０との間に挿入されるが、このとき、前記剛体１３０が少しでも厚くなると、前記真空断熱材１００の表面に突出部が形成され得る。

したがって、本発明の他の実施例では、ゲッター２３０をハードに製造し、図１の剛体１３０の代わりに、前記外被材２１０と前記芯材２２０との間に挿入することができる。その結果、本発明の他の実施例によると、前記真空断熱材２００の表面の突出厚さを最小化することができる。

ここで、前記ゲッター２３０は、基準強度よりハードであるが、このとき、前記基準強度は２Ｈ〜４Ｈの範囲であることが望ましい。前記ゲッター２３０が前記基準強度よりハードな理由は、前記ゲッター２３０が挿入された部分に対応する表面にインパクトフォースを加えるとき、前記ゲッター２３０のダンピング（Ｄａｍｐｉｎｇ）効果によってインパクトフォースが分散又は低減される現象が発生し得るためである。

図３は、本発明の更に他の実施例に係る真空断熱材の構造を説明するために示した図である。

図３に示したように、本発明の更に他の実施例に係る真空断熱材３００は、外被材３１０、芯材３２０、剛体３３０及びゲッター３４０を含む。

上述したように、図１の場合、前記剛体１３０は前記外被材１１０と芯材１２０との間に挿入されるが、このとき、前記剛体１３０が少しでも厚くなると、前記真空断熱材１００の表面に突出部が形成され得る。

したがって、本発明の更に他の実施例では、前記外被材３１０と前記芯材３２０との間に前記剛体３３０と前記ゲッター３４０を挿入し、前記ゲッター３４０をハードに製造し、その上に薄い剛体３３０を位置させることができる。その結果、本発明の更に他の実施例によると、前記真空断熱材３００の表面の突出厚さを最小化することができる。

ここで、前記剛体３３０は基準厚さより薄いが、このとき、前記基準厚さは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であることが望ましい。前記剛体３３０が前記基準厚さより薄い理由は、前記剛体３３０が厚いと、真空断熱材の表面に突出するため前記真空断熱材３００の施工時に表面が平らでなくなり、その結果、接着などの問題が発生し得るためである。

また、前記ゲッター３４０は基準強度よりハードであるが、このとき、前記基準強度は２Ｈ〜４Ｈの範囲であることが望ましい。前記ゲッター３４０が前記基準強度よりハードな理由は、前記ゲッター３４０が挿入された部分に対応する表面にインパクトフォースを加えるとき、前記ゲッター３４０のダンピング効果によってインパクトフォースが分散又は低減される現象が発生し得るためである。

このように、本発明の各実施例では、真空断熱材の外被材と芯材との間に薄い剛体及びハードなゲッターのうち少なくとも一つを挿入することによって、真空断熱材内部の真空度をより正確に評価できる環境にすることができる。

図４は、本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価装置を説明するために示した図である。

図４を参照すると、本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価装置４００は、ハンマー部４１０、変位測定部４２０、周波数分析部４３０、及び真空度評価部４４０を含む。

前記ハンマー部４１０は、真空断熱材４０１を加撃して衝撃を与えるためのものである。

前記ハンマー部４１０は、使用者の直接的な操作によって前記真空断熱材４０１に衝撃を与えることができる。これと異なり、前記ハンマー部４１０は、駆動装備の作動によって動いて前記真空断熱材４０１に衝撃を与える場合もある。

ここで、前記駆動装備は、前記ハンマー部を駆動させるための装備であって、前記真空断熱材４０１に一定の大きさの力を与えるように作動する。また、前記駆動装備は、入力される値によって多様な大きさの力を前記真空断熱材４０１に与えるように作動することもできる。

前記ハンマー部４１０には力測定センサー４１２を内蔵することができる。これと異なり、前記力測定センサー４１２は、前記ハンマー部４１０とは別途に設置できるなど、多様な変形が可能である。

このような力測定センサー４１２は、前記ハンマー部４１０の加撃によって前記真空断熱材４０１に伝達される力の大きさを測定する役割をする。前記力測定センサー４１２によって測定された力の大きさは前記周波数分析部４３０に伝達され、前記周波数分析部４３０は、前記真空断熱材４０１の固有振動数の測定時に前記の測定された力の大きさを反映させることができる。

前記変位測定部４２０は、前記真空断熱材４０１に加えられた衝撃による質点の変位を測定する。すなわち、前記変位測定部４２０は、前記真空断熱材４０１に衝撃が加えられた地点（領域）の変位を測定する役割をする。

参照までに、質点とは、物体の質量が総集結したものと見なされる理想的な点であって、力学的には質量を有していながら体積のない物体をいう。

前記変位測定部４２０は、前記真空断熱材４０１と一定距離だけ離れた状態でレーザーで変位を測定するレーザー式変位計センサーに具現することが望ましい。

しかし、前記変位測定部４２０は、これに限定されるものでなく、前記真空断熱材４０１の表面に付着された状態で変位を測定する圧電型変位計センサーに具現できるなど、多様な変形が可能である。

前記周波数分析部４３０は、前記変位測定値を用いて前記真空断熱材４０１の固有振動数を測定する。すなわち、前記周波数分析部４３０は、前記変位測定値を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して周波数スペクトルを得ることができる。そして、前記周波数分析部４３０は、前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材４０１の固有振動数を測定することができる。

一方、前記周波数分析部４３０は、上述したように、固有振動数の測定時に前記力測定センサー４１２によって測定された力の大きさを反映させることができる。

すなわち、前記周波数分析部４３０は、前記変位測定値を、前記変位と前記力との関係式による機械的コンプライアンス値（変位／力）に換算することができる。そして、前記周波数分析部４３０は、前記の換算された機械的コンプライアンス値を周波数領域で分析し、前記真空断熱材４０１の固有振動数を測定することができる。

前記真空度評価部４４０は、前記の測定された固有振動数を用いて前記真空断熱材４０１内部の真空度を評価する。このために、前記真空度評価部４４０は、前記周波数分析部４３０によって測定された固有振動数を基準振動数と比較することができる。前記真空度評価部４４０は、前記比較結果によって前記真空断熱材４０１の真空度を評価することができる。

すなわち、前記真空度評価部４４０は、前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲を逸脱する場合は、前記真空断熱材４０１の真空度が不良であると評価することができる。その一方、前記真空度評価部４４０は、前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲内にある場合は、前記真空断熱材４０１の真空度が優良であると評価することができる。

ここで、前記基準振動数は、正常製品の真空断熱材４０１に対する固有振動数を意味する。正常製品の真空断熱材４０１の場合も、固有振動数において多少の差があり得る。したがって、前記基準振動数は、このような差を考慮して、一定範囲の値を有するように予め設定することができる。

一方、本発明の他の実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価装置は、図４の真空度評価装置４００と全体的に類似するものである。ただし、本発明の他の実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価装置は、真空断熱材の固有振動数を測定するために質点の加速度を測定するという点で、図４の真空度評価装置４００と異なっている。したがって、本発明の他の実施例では、加速度を測定する加速度測定部についてのみ説明することにする。

前記加速度測定部は、前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の加速度を測定する役割をする。すなわち、前記加速度測定部は、前記真空断熱材に衝撃が加えられた地点（領域）の加速度を測定する。

このような加速度測定部は、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで加速度を測定するレーザー式加速度計センサーに具現されることが望ましい。しかし、前記加速度測定部は、これに限定されるものでなく、前記真空断熱材に付着されて加速度を測定する圧電型加速度計センサーにも具現できるなど、多様な変形が可能である。

図５は、本発明の一実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価方法を説明するために示したフローチャートである。ここで、前記真空断熱材内部の真空度評価方法は、図４の真空断熱材内部の真空度評価装置４００によって行うことができる。

図５を参照すると、段階（５１０）で、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、ハンマーで真空断熱材を加撃して衝撃を与える。このとき、前記ハンマーの動作は、前記のように前記真空断熱材内部の真空度評価装置に設けられた機械装置によって自動的に行うこともできるが、使用者によって手動で行うこともできる。

次に、段階（５２０）で、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の変位を測定する。すなわち、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記真空断熱材に衝撃が加えられた地点（領域）の変位を測定する役割をする。

このとき、前記変位の測定は、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで変位を測定するレーザー式変位計センサーによって行われることが望ましい。

次に、段階（５３０）で、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記変位測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する。

すなわち、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記変位測定値を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して周波数スペクトルを得ることができる。

そして、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定することができる。

一方、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記ハンマーに内蔵された力測定センサーを用いて前記真空断熱材に加えられた力の大きさを測定することができる。前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記真空断熱材の固有振動数の測定時に前記力測定センサーによって測定された力の大きさを反映させることができる。

すなわち、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記変位測定値を、前記変位と前記力との関係式による機械的コンプライアンス値（変位／力）に換算することができる。そして、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記の換算された機械的コンプライアンス値を周波数領域で分析し、前記真空断熱材の固有振動数を測定することができる。

次に、段階（５４０）で、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記の測定された固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する。このために、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記の測定された固有振動数を基準振動数と比較することができる。前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記比較結果によって前記真空断熱材の真空度を評価することができる。

すなわち、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲を逸脱する場合は、前記真空断熱材の真空度が不良であると評価することができる。その一方、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲内にある場合は、前記真空断熱材の真空度が優良であると評価することができる。

図６は、本発明の他の実施例に係る真空断熱材内部の真空度評価方法を説明するために示したフローチャートである。

図６を参照すると、段階（６１０）で、真空断熱材内部の真空度評価装置はハンマーで真空断熱材を加撃して衝撃を与える。このとき、前記真空断熱材を加撃するための道具としては、前記のようなハンマーの他にも加振器を使用することができる。

次に、段階（６２０）で、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の加速度を測定する。すなわち、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記真空断熱材に衝撃が加えられた地点（領域）の加速度を測定する役割をする。

このとき、前記加速度の測定は、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで加速度を測定するレーザー式加速度計センサーによって行われることが望ましい。

次に、段階（６３０）で、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記加速度測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する。

すなわち、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記加速度測定値を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して周波数スペクトルを得ることができる。

そして、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定することができる。

次に、段階（６４０）で、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記の測定された固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する。このために、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記の測定された固有振動数を基準振動数と比較することができる。前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記比較結果によって前記真空断熱材の真空度を評価することができる。

すなわち、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲を逸脱する場合は、前記真空断熱材の真空度が不良であると評価することができる。その一方、前記真空断熱材内部の真空度評価装置は、前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲内にある場合は、前記真空断熱材の真空度が優良であると評価することができる。

このように、本発明の各実施例は、周波数応答法を通した真空断熱材の非破壊評価法であって、真空断熱材内部の真空度による固有振動数の変化を分析して真空断熱材内部の真空度を評価する方法である。

したがって、本発明の各実施例によると、真空断熱材の表面に物理的な強いストレス及び長時間にわたった評価時間が必要でなく、内部真空度による真空断熱材自体の剛性のみで真空度を評価できるので、真空断熱材の品質検査に有用に使用することができる。

以上では、本発明に係る具体的な実施例について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内で多様な変形が可能であることは当然である。

したがって、本発明の範囲は、上述した実施例に限定して定めてはならなく、後述する特許請求の範囲のみならず、この特許請求の範囲と均等なものによって定めなければならない。

以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、本発明の属する分野で通常の知識を有する者であれば、このような記載から多様な修正及び変形が可能である。

したがって、本発明の思想は、下記で記載した特許請求の範囲によってのみ把握しなければならなく、その均等又は等価的変形は全て本発明の思想の範疇に属するものと言えるだろう。

Claims (21)

1. 外被材及び芯材を含む真空断熱材において、
   前記真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度のために、
   前記外被材と前記芯材との間に、基準厚さより薄い剛体又は基準強度より強いゲッターが形成される構造；又は
   前記外被材と前記芯材との間に形成された前記ゲッターの上部に、前記基準厚さより薄い剛体が形成される構造；を有する真空断熱材を加振させるために、前記真空断熱材の剛体又はゲッター部分に対応する表面に衝撃を加えるハンマー部；
   前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の変位を測定する変位測定部；
   前記変位測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する周波数分析部；及び
   前記固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する真空度評価部；を含むことを特徴とする真空断熱材内部の真空度評価装置。
2. 前記周波数分析部は、前記変位測定値をフーリエ変換して周波数スペクトルを得て、前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定することを特徴とする、請求項１に記載の真空断熱材内部の真空度評価装置。
3. 前記真空度評価部は、前記周波数分析部によって測定された固有振動数を基準振動数と比較し、前記比較結果によって前記真空断熱材の真空度を評価することを特徴とする、請求項１に記載の真空断熱材内部の真空度評価装置。
4. 前記基準振動数は、サイズ別及び重量別の正常な真空断熱材製品の固有振動数に対する平均値であって、一定の範囲を有することを特徴とする、請求項３に記載の真空断熱材内部の真空度評価装置。
5. 前記真空度評価部は、前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲を逸脱する場合は、前記真空断熱材の真空度が不良であると評価し、前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲内にある場合は、前記真空断熱材の真空度が優良であると評価することを特徴とする、請求項３に記載の真空断熱材内部の真空度評価装置。
6. 前記ハンマー部の加撃によって前記真空断熱材に伝達される力の大きさを測定する力測定センサーをさらに含み、前記周波数分析部は、前記変位測定値を、前記変位と前記力との関係式による機械的コンプライアンス値に換算し、前記の換算された機械的コンプライアンス値を周波数領域で分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定することを特徴とする、請求項１に記載の真空断熱材内部の真空度評価装置。
7. 前記変位測定部は、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで変位を測定するレーザー式変位計センサーを含むことを特徴とする、請求項１に記載の真空断熱材内部の真空度評価装置。
8. 外被材及び芯材を含む真空断熱材において、
   前記真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度のために、
   前記外被材と前記芯材との間に、基準厚さより薄い剛体又は基準強度より強いゲッターが形成される構造；又は
   前記外被材と前記芯材との間に形成された前記ゲッターの上部に、前記基準厚さより薄い剛体が形成される構造；を有する真空断熱材の剛体又はゲッター部分に対応する表面を加撃して衝撃を与えるためのハンマー部；
   前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の加速度を測定する加速度測定部；
   前記加速度測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する周波数分析部；及び
   前記固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する真空度評価部；を含むことを特徴とする真空断熱材内部の真空度評価装置。
9. 前記周波数分析部は、前記加速度測定値をフーリエ変換して周波数スペクトルを得て、前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定することを特徴とする、請求項８に記載の真空断熱材内部の真空度評価装置。
10. 前記加速度測定部は、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで加速度を測定するレーザー式加速度計センサーを含むことを特徴とする、請求項８に記載の真空断熱材内部の真空度評価装置。
11. 外被材及び芯材を含む真空断熱材において、
    前記真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度のために、
    前記外被材と前記芯材との間に、基準厚さより薄い剛体又は基準強度より強いゲッターが形成される構造；又は
    前記外被材と前記芯材との間に形成された前記ゲッターの上部に、前記基準厚さより薄い剛体が形成される構造；を有する真空断熱材の剛体又はゲッター部分に対応する表面を、ハンマーで加撃して衝撃を与える段階；
    前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の変位を測定する段階；
    前記変位測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；及び
    前記固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する段階；を含むことを特徴とする真空断熱材内部の真空度評価方法。
12. 前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階は、前記変位測定値をフーリエ変換して周波数スペクトルを得る段階；及び
    前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の真空断熱材内部の真空度評価方法。
13. 前記真空断熱材内部の真空度を評価する段階は、前記の測定された固有振動数が基準振動数の範囲を逸脱する場合は、前記真空断熱材の真空度が不良であると評価する段階；及び
    前記の測定された固有振動数が前記基準振動数の範囲内にある場合は、前記真空断熱材の真空度が優良であると評価する段階；を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の真空断熱材内部の真空度評価方法。
14. 前記ハンマーの加撃によって前記真空断熱材に伝達される力の大きさを測定する段階；
    前記変位測定値を、前記変位と前記力との関係式による機械的コンプライアンス値に換算する段階；及び
    前記機械的コンプライアンス値を周波数領域で分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の真空断熱材内部の真空度評価方法。
15. 前記変位を測定する段階は、レーザー式変位計センサーを用いて、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで前記質点の変位を測定する段階を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の真空断熱材内部の真空度評価方法。
16. 外被材及び芯材を含む真空断熱材において、
    前記真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度のために、
    前記外被材と前記芯材との間に、基準厚さより薄い剛体又は基準強度より強いゲッターが形成される構造；又は
    前記外被材と前記芯材との間に形成された前記ゲッターの上部に、前記基準厚さより薄い剛体が形成される構造；を有する真空断熱材の剛体又はゲッター部分に対応する表面をハンマーで加撃して衝撃を与える段階；
    前記真空断熱材に加えられた衝撃による質点の加速度を測定する段階；
    前記加速度測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；及び
    前記固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する段階；を含むことを特徴とする真空断熱材内部の真空度評価方法。
17. 前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階は、前記加速度測定値をフーリエ変換して周波数スペクトルを得る段階；及び
    前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の真空断熱材内部の真空度評価方法。
18. 前記質点の加速度を測定する段階は、レーザー式加速度計センサーを用いて、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで前記質点の加速度を測定する段階を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の真空断熱材内部の真空度評価方法。
19. 力を発生させる加振器で、
    外被材及び芯材を含む真空断熱材において、
    前記真空断熱材表面の平滑度及び表面硬度のために、
    前記外被材と前記芯材との間に、基準厚さより薄い剛体又は基準強度より強いゲッターが形成される構造；又は
    前記外被材と前記芯材との間に形成された前記ゲッターの上部に、前記基準厚さより薄い剛体が形成される構造；を有する真空断熱材の剛体又はゲッター部分に対応する表面に力を加える段階；
    前記真空断熱材に加えられた力による質点の加速度を測定する段階；
    前記加速度測定値を用いて前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；及び
    前記固有振動数を用いて前記真空断熱材内部の真空度を評価する段階；を含むことを特徴とする真空断熱材内部の真空度評価方法。
20. 前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階は、前記加速度測定値をフーリエ変換して周波数スペクトルを得る段階；及び
    前記周波数スペクトルを分析して前記真空断熱材の固有振動数を測定する段階；を含むことを特徴とする、請求項１９に記載の真空断熱材内部の真空度評価方法。
21. 前記質点の加速度を測定する段階は、レーザー式加速度計センサーを用いて、前記真空断熱材と一定距離だけ離れた状態でレーザーで前記質点の加速度を測定する段階を含むことを特徴とする、請求項１９に記載の真空断熱材内部の真空度評価方法。

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