JPH0617494A - 真空体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】基板に小片を一体化した外板を用いることによ
り、従来は外板の間隔を保持するために別途用意しなけ
ればならなかった部品点数を減らし、組み立てが容易で
量産しやすく、厚みの薄い平面的や立体的形状のパネル
の真空体の製作を可能にする。 【構成】真空圧により外板が設定以上に撓まない所定の
位置に多数の小片４を基板に配設し一体化した外板２
と、相対する外板の間に該小片を挟むように、又、周囲
には密封材を固着して密封し、外板に密封接合された真
空引き管７より中空部となる空間のガスを排出し真空引
き管７を封止切りした真空パネル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は防音や断熱を目的とした
真空体に関するもので、工作機械やエヤコンのケース、
道路や鉄道や建設現場の遮音壁、パイプ、建物の床、
壁、天井、窓などに利用するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空を利用して防音、断熱に利用する方
法は、中空部分にハニカムコア、グラスウール、粉体な
ど種々の材料を、真空体の中空内全面に挿入したり、補
強用桟やピンを用いる方法が出願されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 しかし、これらの方
法では、真空体内部に別部材を挿入するため材料費や製
造コストの増加、重量の増加、製造時間の増大、品質の
バラツキの出やすさなどの欠点があった。一例として
特願 昭５２−１１６１０２と比較する。この方法は、
表裏両側面板と一体になった補強用桟の稜線を交差させ
て点接触させたことを特徴とする真空板であるが、本発
明と比べると次のような欠点がある。表裏両面板の補強
用桟の稜線を交差さるには補強用桟を連続させる必要が
あるため、厚さにおいては最小限界厚さが厚くなる、集
中荷重が作用する場合の強度への対応ができない、軽量
化では稜線が交差しない部分の補強用桟の分軽量化でき
ない、また材料費もその分不要で不経済である、更に
は、補強用桟が両側面板にあることで生産性が悪い、な
どである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 本発明はこのような問
題点をなくするため、真空体の外板に多数の小片を備
え、この小片の高さが空隙を作り出すように外板を向か
い合わせ、周囲を密封して真空にしたことを特徴とする
真空体である。本真空体は平面パネルとして使用するこ
とが多いが、用途から波形パネルや片面は平面で他側は
凹凸形状の場合もある。

【０００５】材料については、真空時のガスの透過及び
発生がないこと、及び真空体にしたときひび割れ、破損
のないことのほか、小片間で設定以上の撓みを生じない
強度があることが必要な条件であると同時に、選択にお
いては、その材料の加工性が大きく関係する。基板がガ
スの透過及び発生がなく同時に、圧延やプレスや射出に
より基板と小片が一体成型の出来るアルミニュウム、ガ
ラス、フッ素樹脂のような場合は、その基板のみで外板
として使用が可能である。しかし、汎用プラスチックや
窯業系材料のように外板としての強度があり、小片の成
型も射出やプレスで基板と一体成型もできるが、ガスの
透過や発生がある材料の場合は、内側にアルミ箔やステ
ンレス箔や銅箔などの金属箔やアルミニュームが蒸着さ
れたプラスチックフィルムなどの、ガスの透過や発生の
ない薄膜状材料を全面に接着し基板と一体化して外板と
する。一方、基板にゴムや弾性エポキシ樹脂のような弾
性材料を外板と小片を一体成型して用いる場合は、強度
がないため、外側には強度のある金属、プラスチック、
ガラス、木製合板、窯業系材料などを一体化して外板と
して使用する。

【０００６】小片について。形状は円柱・十字型柱・円
筒柱などの柱状、円錐・角錐などの錘形、半楕円球や半
球形など形には拘わらない。また、小片の間隔や大きさ
は主として真空体の強度設計に基ずき、外板の材質や厚
みと関連して決定し、外板が小片間で設定たわみを越え
ないように配設する。小片は１つの小片の負担面積にか
かる１ｋｇ／ｃｍ^２の気圧、及び他の荷重に耐える強度
をもつ。通常は等間隔に同じ大きさのものを配設する
が、集中荷重がある場合などは、荷重の大きさに応じて
その部分の小片の間隔を密にしたり、断面積の大きい小
片を使用する。

【０００７】小片の成型はガラス、アルミ、プラスチッ
クのように鋳造やプレスによる突起の成型が容易な材質
は、外板と小片を一体成型で製造する。また、ステンレ
ス、鉄、制振鋼板や制振合金のように突起の成型が難し
い材料を外板に使用する場合は薬品で腐食させた後に錆
び落としをし小片を作り出す。また、ゴムやプラスチッ
クや窯業系材料は、プレスや射出成型による。

【０００８】このような構成と材料からなる真空体は、
相対する基板間の周囲を小片と同じ高さの密封材を挟持
し接着や溶着で固着させ密封し、その後、外板または密
封材の一部に設けた真空引き管から真空にしたのち封止
切りをする。

【０００９】

【作用】 この様な構造の真空体は真空度１０^−２〜１
０^−５ＴＯＬＬにして使用するが、その時外気によりほ
ぼ１Ｋｇ／ｃｍ^２で外板が押圧された状態になってい
る。従って、例えば小片の間隔を３ｃｍとすると小片は
１個当たり９ｃｍ^２負担することになり、即ち９Ｋｇの
力で押圧されていることになる。

【００１０】熱について、大部分の面積を占める中空部
は真空状態であるため、気体による熱伝達はほとんど無
く放射熱のみである。一方、小片部の熱移動は、固体伝
導熱と伝達熱となり、その流れは外板が受熱すると熱は
小片に向かって伝導し、小片から相対する外板に伝達さ
れ、この伝達部分から周辺へと伝導していく、と同時
に、内外に熱放出される。

【００１１】音について、大部分の面積を占める中空部
は真空状態につき気体によるエネルギーの伝達は殆ど無
く固体伝達エネルギーのみとなる。その固体伝達エネル
ギーは、外板から小片へ、小片から相対する外板へと伝
達され、その伝達部分から周辺へと伝わり、外へ音とな
って放出される。

【００１２】

【実施例】 本発明の実施態様を平板の真空体にしたと
きを例にして説明する。第１図は一部の内部を示す全体
姿図である。本真空体１は基板３に小片４が一体化され
た外板２と真空引き管７を取り付けた小片のない外板５
を重ね合わせ、周囲に密封材６を挟持固着したものであ
る。

【００１３】外板２がガラスの場合はいく通りかの生産
方法があるが、窓ガラスに使用する場合は、通常の型板
ガラスと同様に、熔融釜から出た６００〜７００℃の高
温でまだ柔らかい状態のガラスを、小片部分が凹んだ型
ロールで押圧して基板３と小片４を一体的に成型する。
真空体の厚みを薄くする場合は、小片の厚みを１ｍｍ以
下に薄くするが、この場合は基板３から切削や薬品によ
る熔融により外板３から小片２を作り出す。また、透明
ガラスの外板に絵画のように、小片をデザイン的に使用
する場合は小片の間隔は不規則に並ぶ。この場合の製造
方法は、低温度で熔融するガラス質材料を外板に肉盛
し、加熱により小片を外板と一体化する。

【００１４】外板３がアルミニュウムの場合、小片の高
さを高くする場合は鋳造で小片を一体成型するが、１〜
２ｍｍ以下の場合は圧延にて型ロールで平板を押圧し基
盤と小片を一体成型することも出来る。

【００１５】鉄、銅、制振鋼板など押圧による小片の成
型が難しい場合は、小片部をマスキングし、他の部分を
薬品で腐食させた後サンドブラスト等で錆び落としを
し、外板に小片を作り出す。この場合総高さが１ｍｍ程
度になり、非常に薄い真空体の製作が可能である。

【００１６】外板がプラスチックの場合、四フッ化エチ
レン樹脂、三フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデンの
ように使用条件下で真空時のガスの発生やガス透過性が
無く、その材料のみで真空体として使用可能な場合は、
射出成型や型ロールで押圧して基板３と小片４を一体化
して外板２を成型する。。一方、基板が汎用プラスチッ
クや窯業系材料などでガスの発生や透過により、真空圧
の維持に支障を来す場合は、第２図のように小片４ａが
一体成型された基板３ａ全体を覆うようにアルミ箔やス
テンレス箔、銅箔、ポリプロピレンにアルミ薄膜を蒸着
させたプラスチックフィルム、アルミ箔やステンレス箔
とプラスチックフィルムを接着剤で一体化したフィルム
状のガス遮断材８を接着する。

【００１７】基板がゴムや弾性エポキシ樹脂のような弾
性材料は、防振性を真空体に付与する場合に使用する。
しかし、基板の強度だけでは不足で、真空圧により両側
の基板が内側に引っ張られ、基板間の隙間がなくなり接
触するので、第３図のように外側に強度のある金属、プ
ラスチック、ガラスなどの補強材９を基板３ｂに接着や
溶着により一体化して外板２ｂとして用いる。

【００１８】小片の形状については、射出や型ロールに
よるプレスの場合は、錘形や梯形にして脱形をしやすく
するのに対し、切削の場合は基板に対し垂直な面にする
ことも出来る。また、第２図のように、薄膜状のガス遮
断材８を用いるときは、基板３ａと小片４ａはガス遮断
材８を隙間なく固着させる必要があるため、小片４ａは
基板３ａに対してなだらかな曲線となるような断面形状
をしている。

【００１９】真空体の断熱性を向上させる場合は基板の
内面に熱反射のよい表面仕上げをする。例えば、外板の
材料がステンレスやアルミニュウムの場合は内面を鏡面
仕上げにしたり、プラスチック材料の場合はアルミニュ
ウム箔などの熱線反射材料を接着する。又、他には、相
対する両外板に小片のある外板を用い、小片の位置を合
わせて相対させ、その間に放射熱を遮断するアルミ箔や
ステンレス箔やプラスチックにアルミ箔を蒸着させたフ
ィルムなどの熱反射材料を挟持する。

【００２０】基板に金属を使用しながら断熱性を向上さ
せる場合は、第４図のように、小片４ｃと相対する基板
５ｃ間に熱伝導率の低いゴム、プラスチック、セラミッ
クの小片１０を挟持させ、伝達熱を抑制する。同様に、
遮音性を向上させる場合は、ゴムや弾性エポキシのよう
な弾性材の小片１０を挟持させる。挟持させる一般的な
方法は、小片４ｃの位置に合わせて小片１０を数個一体
に連結したものを用いる。

【００２１】密封について。第５図のように外板２ｄ、
５ｄの端部が離れている場合は、金属やゴム材からなる
密封材１１を挟持しロウ付けや接着や溶着などにより密
封する。ゴム材を使用する場合は、ニトリルゴムやフッ
素ゴムを使用する。第６図のように射出やプレスや射出
で立ちあげた場合の密封方法は、外板２ｅ、５ｅが接し
ている場合の密封方法は、縁端部１２をろう付け、接
着、溶接のうち外板の材料や製造条件に適した方法で密
封する。

【００２２】密封材１３に、汎用プラスチックを使用す
る場合は、プラスチックからのガスの発生を防止する必
要があるので、第７図のように、密封材１３の真空体の
内側に面する部分１５にガス遮断材である金属箔１４を
貼ったものを使用する。

【００２３】第８図は、小片１６、１７を相対する両基
板２ｇ，５ｇに設けた場合で、小片の先端が相対する基
板に接するように、小片１６、１７の位置をずらして配
設する。

【００２４】かかる部材にて真空体を構成するには、外
板に真空引き管を気密溶接する。これを外板とともに脱
脂、酸洗い等の洗浄後ベーキング処理をし、、組み立て
工程中に付着混入した真空体内部の不純物による発生ガ
スを排出する。次に、目標真空度に達した時点で真空引
き管の一部を加圧切断して封止切る。この場合、真空引
き管の切断は外部より高圧で押し潰して切断し、クリー
ンな金属面の圧接シールを同時に行い機密を保持する。

【００２５】組み立て完了した真空体が、洗浄、べーキ
ングなどの処理をしても、材料と真空度の関係により長
期使用時に微量ガスの発生する可能性がある場合には、
ゲッターを内蔵させることにより、ガスを吸着させて真
空度を確保する。

【００２６】

【発明の効果】本発明は真空体であるため、断熱性と防
音性において優れた性能をもつ。小片と密封材が相対す
る基板に接する事については、面積が全表面積に対して
極めて小さく、中空部の面積が大半を占める。そのため
熱、音とも小片と密封材を通して僅かに伝わるが、内部
の真空による対流がないことによって、高い断熱性と防
音性をもつ。従って、省エネルギーや防音性が必要とさ
れている建物や家電製品のケース、自動車の部品など使
用範囲が広い。

【００２７】又、本真空体は単純な形状の部品で構成さ
れ、小片が一体化した外板が量産に向いているので極め
て簡単な工程で安価に製造出来る。この真空体は小片の
高さが幅広く選択出来るため、薄いものでは１〜２ｍｍ
から製作が可能である。又、間隔を置いて小片が配置さ
れているので、小片がないところで折り曲げ易いため、
平面だけでなく曲面や折曲形状の真空体の製造が容易で
ある。したがって、エヤコンやエンジン発電機、自動車
のマフラーケース、スピーカーボックスなど箱形のケー
スに使用する場合に２〜３面を一体として製造できるの
で、折れ曲がり部で部品を接合して製作するのに比べ、
性能や品質の向上と安定とともにコストダウンが図れ
る。又、大型の真空体の製造が容易であるため、建物の
床、壁、天井やガラスなど大きな面積への使用も可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一部内部を現した平板の真空体の斜視図

【図２】ガス遮断材を必要とする場合の断面図

【図３】基板の強度補強が必要な場合の断面図

【図４】断熱性、遮音性を向上させる場合の断面図

【図５】外板間がはなれている場合の密封材周辺の断面
図

【図６】外板間が接している場合の断面図

【図７】ガス遮断材を貼った密封材を使用した場合の断
面図

【図８】相対する基板に小片を設けた場合の断面図

【符号の説明】

１：真空体。 ２・２ａ・２ｂ：外板。 ３・３ａ・３ｂ・３ｃ・２ｇ・５ｇ：基板。 ４・４ａ・４ｂ・４ｃ・１６・１７：小片。 ５・５ａ・５ｂ・５ｃ・５ｄ・５ｅ・５ｆ：外板。 ６・１１・１３：密封材。 ７：真空引き管。８・１４：ガス遮断材。 ９：補強材。１０：伝達防止材。１２：外板の縁端部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板部分から内側に所定の間隔で突出する
   多数の小片を有する外板において、前記小片が相対する
   外板との間に空隙を形成せしめ、外板の周囲を密封して
   真空にしたことを特徴とする真空体。