WO2007074503A1 - 真空パネル - Google Patents

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Yoshihiro Shiotani
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Yoshihiro Shiotani
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78—Heat insulating elements
    • E04B1/80—Heat insulating elements slab-shaped
    • E04B1/803—Heat insulating elements slab-shaped with vacuum spaces included in the slab
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
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    • Y02A30/242—Slab shaped vacuum insulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/10—Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation

Definitions

  • the present invention relates to a soundproof and heat insulating panel mainly using sound insulation using vacuum.
  • Patent Document 1 JP 2001-296872 A
  • a spacer in which legs are integrated at a predetermined interval with a bonding material in contrast to the conventional method of using a tensile material, where the convex portions of the airtight surface material are in contact with the front and back of the tensile material, in the present invention, a spacer in which legs are integrated at a predetermined interval with a bonding material.
  • a tension material made of fiber, linear material, band material, mesh material, etc. is arranged on both sides of the one to make a hermetic surface material force. Since the airtight face material is arranged on both sides, the tension material should be in contact with the front and back airtight face material.
  • a thin part is provided on the outer peripheral part of the hermetic face material, and in the case of ultrasonic joining, the thin part of the joining member is overlapped and hermetically joined.
  • the outer part of the thin part is hermetically joined, thereby reducing the influence of heat on the periphery of the joined part and improving the shape accuracy of the vacuum body.
  • a small protrusion with a tip that is easily crushed is provided in the frame material portion where the airtight surface material contacts, and the airtight surface material and the frame material are hermetically bonded by pressing.
  • the sound insulation material according to the law of mass requires weight, whereas the sound insulation material using a vacuum is characterized in that a high sound insulation performance can be obtained even if it is not correlated with mass.
  • the vacuum part does not transmit sound, so in the present invention, the front and back of the vacuum body mainly consists of the transmission between the members of the airtight surface material 'tensile material' spacer, the amplitude of the tensile material, and the amplitude of the spacing material. Sound insulation performance is determined by the attenuation of energy in between.
  • vibration from the sound-receiving side airtight surface material is transmitted at the contact portion between the tensile material stretched so as to intersect the leg of the spacer and the convex portion of the airtight surface material.
  • Damping force due to internal damping and amplitude of the resistance and tension material itself Obtained on both sides of the S-spacer and transmitted to the diffused sound-side airtight surface material as a result of vibration of the entire spacing member. This small attenuation is the sound insulation performance.
  • the heat insulation performance is improved by providing a heat reflecting layer in the vacuum layer.
  • ultrasonic joining is preferable because it does not use heat, so that the vacuum body is not distorted and the joining work is easy.
  • Ultrasonic welding is possible by using aluminum or plastic as the airtight face material and thinning the joint between the front and back airtight face materials.
  • Spacer integrated with either a fiber, a linear material, a strip-like material, a mesh-like material or a sheet-like material as a tensile material on both sides of a spacer in which legs are integrated at a predetermined interval with a bonding material It is a vacuum body in which a convex shape that touches the airtight surface material with dots or lines is brought into contact with both sides of the material, and the inside is hermetically bonded and the inside is evacuated.
  • a metal plate is mainly used as the airtight face material.
  • plastic aluminum Use metal or other metal-deposited “metsuki”. If it is difficult to integrally form a convex shape such as glass, the convex shape is formed with other members.
  • an airtight surface material molded into a V-shaped or U-shaped cross section at a predetermined interval, or an airtight surface material integrally molded by pulling out a leg of a cross-sectional I shape or T shape at a predetermined interval is used for the convex shape of the airtight surface material.
  • the tensile material is mainly plastic, glass fiber, or carbon fiber. When heat resistance is required, metal is used. Especially for plastics, materials that absorb vibration are desirable. Depending on the size of the vacuum body and the conditions of use, the properties are selected by using fine wires, fibers, bundling materials, strip materials, mesh materials, and sheet materials.
  • FIG. 1 shows a vacuum panel 1 in which an airtight face material 2 formed with a plurality of convex bodies 3 on the vacuum layer side is used, and a frame material 4 is disposed around the vacuum panel 1 so that the inside is evacuated.
  • the vacuum body 1 in FIG. 1 (b) has a gap between the legs 6 with the bonding material 7 so that the convex body 3 molded into a V-shaped cross section of the airtight face material 2 is in contact with the tensile material 9 between the legs 6.
  • Spacer holding material 5 with tension material 9 fastened to spacer 8 is arranged between opposing airtight surface materials 2 at intervals of each row of convex body 3 on held spacer 8 and surroundings.
  • the frame material 4 is arranged on the top.
  • the tension material 9 is fastened by overlapping the tension material 9 or tightening it on the legs 6 and fastening an adhesive or another member.
  • the integration of the leg 6 and the bonding material 7 is performed by welding, bonding, opening the leg 6 per bonding material 7 and fitting it in, and integrally forming the leg 6 and the bonding material 7.
  • the bonding material 7 may be the same height.
  • the vacuum body in FIG. 1 (c) has a spacer 10 formed by integrally forming a leg 11 and a bonding material 12 by extruding metal or plastic, and a tensile material 14 at intervals to support the convex body 3.
  • This is a vacuum body 1 having a structure in which a fixed spacing member 15 is sandwiched between hermetic face materials and a frame member 4 is arranged around it.
  • the bonding material 12 is formed by press-molding the curved surface 13 at a predetermined interval in order to prevent buckling against the compressive force of the tensile material 14. If stronger buckling prevention is required, use a hollow double plate.
  • the leg 11 is in a position where it does not contact the convex shaped body 3 of the airtight surface material 2, and the tensile material 14 is in contact with each row of the convex shaped body 3 using fine wires or fibers in addition to the cross-sectional converging material shown in FIG. It is placed on both sides so as to cross the leg 11 at intervals.
  • the tension of the tension member 14 may be loosened so that the airtight face material and the leg do not come into contact with each other at the time of vacuum.
  • the interval 1 is within the allowable range of stagnation of the tensile material 14 due to the atmospheric pressure load of the airtight face material 2 and is provided for each single convex shaped body 3 or in accordance with a plurality of intervals.
  • the convex body 3 is formed at an interval in which the stagnation of the airtight face material 2 between the convex bodies is within an allowable range.
  • the cross-section of the convex body 3 should have a shape that reduces the contact surface with the tensile material, such as a V shape.
  • Damping material 16 reduces vibration of tensile material 14, and is a molding material using a hard material such as metal or plastic, and has a groove with a width for locking tensile material 14, A tension member 14 is inserted into the groove and is stretched between the tension members to limit the weight of the mental material and the free vibration of the tension member 14 to be damped.
  • a tensile material and a damping material that are integrated in a mesh shape by welding, bonding, binding, or the like in advance may be attached to the spacer.
  • FIG. 1 (d) shows a different embodiment of the spacer, in which independent legs 17 are arranged in the vertical and horizontal directions and integrated with the bonding material 16, and a tensile material 18 is arranged on the top of the leg 17 for use.
  • FIG. 2 shows an aspect of the tensile material.
  • FIG. 2 (a) shows a vacuum body 20 using an airtight surface material 21 formed with a U-shaped convex shape 22 and a sheet material 26 as a tensile material.
  • the contact portion of the spacer 23 and the leg 24 of the spacer 23 in which the bonding material 25 and the leg 24 are integrated has a belt-like shape by providing an opening in the sheet material 26 to reduce the contact area.
  • the contact part between the seat material 26 and the leg 24 is made into a thin band 27, so that the vibration transmission from the seat material 26 is attenuated, and the energy loss is increased by installing the damping material of the weight 28.
  • the vacuum body 30 in FIG. 2 (b) uses a tensile material 31 in which a triangular convex body is integrally formed with a belt-like material, and eliminates the need for molding the convex body of the airtight face member 33.
  • the convex body 32 In the lateral direction, the convex body 32 is arranged, and in the rear direction, the tensile material 31 is arranged at an interval where the airtight face material 33 is allowed to stagnate.
  • the tension member 3 1 is provided with a V-shaped expansion / contraction part 33 in a ring shape and is fastened through a spacer 34 in which the bonding material 35 and the leg 36 are integrated.
  • the V-shaped expansion / contraction part 33 facilitates the work when the spacer 34 is passed, and has a contraction force, so that it is not necessary to temporarily fix it after being placed in a predetermined position.
  • FIG. 2 (c) shows a vacuum body 38 in which an extruded aluminum material having hollow portions 40 at predetermined intervals is used as the airtight surface material 39 and a mesh material is used as the tension material 45.
  • Productivity can be improved because it is only necessary to place the spacer 46 in which the joining material 43 and the leg 44 are integrated in the annular mesh-like tensile material 45.
  • Fig. 3 shows an extrudate with legs 49 at predetermined intervals for an airtight face 48, and the legs 49 facing each other inward so that they are between the legs.
  • This is a vacuum body 47 in which a material 51 is arranged.
  • the tension member 52 is formed by passing the shaft member 54 through the outermost leg 53 obtained by cutting a portion corresponding to the tension member 52 of the lower airtight face member 48a, and passing the shaft member 54 through the annular belt-like tension member 52. Is engaged and locked.
  • the other end of the tension member 52 is fastened to the outermost side opposite to the lower airtight face member 48a in the same manner.
  • the airtight face member 48 is press-molded with an oval convex body 50 in the flat portion between the legs 49, thereby preventing the dent deformation due to atmospheric pressure in the flat portion.
  • the shape can be arbitrary, such as a V-shaped or U-shaped cross section, and the orientation can also be outward.
  • the vibration from the upper leg due to the sound received by the upper airtight face member 48 is attenuated by transmission from the leg to the upper tensile material, attenuation by the tensile material, attenuation by the amplitude of the tensile material, Attenuation due to transmission from the upper side to the lower side, and attenuation from the lower tensile material to the lower member in the reverse order of the upper side.
  • the tensile material may be a linear bundling material.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional shape of the tensile material.
  • Fig. 4 (a) shows a plurality of thin wires 58 (in the case of three in the figure) or a bundling material 57 of the fiber bundle 58
  • Fig. 4 (b) shows a thick wire 60 in the center and the periphery of the fiber bundle 60.
  • FIG. 4 (c) shows a thin wire material 63 or a woven fabric of fiber bundles 63 that is used as the belt-like material 62.
  • High vibration damping can be obtained by cutting a part of the bundling material and applying a tensile force only to the fine wires or fibers necessary for strength.
  • FIG. 5 shows a hermetic joining method of the outer peripheral portion of the vacuum body using a metal plate as the hermetic face material.
  • a thin portion 68 is provided at the center of the bent piece 66 on the outer peripheral portion of the bent airtight face member 65.
  • the thin-walled portion 68 is used at a position where the thin-walled portion 68 of the bent portion 66 overlaps because there is no distortion of the airtight face material due to heat when ultrasonic bonding is performed.
  • the thin portion 68 is provided at a position where it does not overlap and the outer portion 69 is joined.
  • the load due to atmospheric pressure is applied to the base portion 70 of the bent piece 66, and the distortion of the base material due to heat is absorbed by the thin-walled portion and is prevented from reaching the entire airtight material 65.
  • the bending strength of the bent portion 66 can be prevented from being significantly reduced.
  • the thin-walled portion 71 at the center of the hermetic face material 65 is provided when the entire air-tight face material 65 is distorted during vacuum drawing, and the distortion force is concentrated on the thin-walled portion 71 to prevent the vacuum body from being distorted.
  • Fig. 5 (b) shows the case where the frame member 73 is used, and the outer peripheral portion 79 of the airtight surface member 78 and the bent piece 76 of the frame member 73 are ultrasonically joined, and the edges 77 and 79 of both members are made thin. I have to.
  • the thin-walled portion 74 at the center of the frame member 73 corresponds to the case where the thickness of the vacuum body changes greatly during evacuation.
  • the thin-walled portion 74 is deformed inside the vacuum body, thereby reducing the thickness of the outer peripheral portion of the vacuum body.
  • FIG. 6 shows a case in which a frame material 81 formed by integrally forming a sharply-shaped small protrusion 82 that is in linear contact with the airtight surface material 80 is sandwiched, and the cover material 83 is bent from the outside of the airtight surface material 80.
  • This is a method in which the outer periphery of the vacuum body is hermetically bonded by bending and bending the piece 87.
  • the cover material 83 has an inner width slightly smaller than the combined thickness of the frame material 81 and the airtight face material 80, the lower side has the base material 84 and the cross member 85 fixed, and the upper side has the base material 84 and the bent piece.
  • a bent piece 87 made thin by making the thickness of the joint 89 of the 87 thin and easy to be bent is integrally formed like a chain line.
  • the airtight surface material 80 is placed in contact with the base material together with the frame material 81 in the cover material 83 of the bent piece 87 opened upward. After that, by pressing the bent piece 87 with a press machine or the like, the hermetic face material 80 and the frame material 81 having a size larger than the inner width of the cover material 83 are pressed. As a result, the tips of the protrusions 82 are in close contact with the airtight face member 80 while collapsing to form an airtight joint.
  • the frame member 81 is mainly made of metal.
  • the bent piece 86 is coated with an adhesive on the inner surface and integrated with the airtight surface material, and maintains the shape of the vacuum body.
  • the small protrusions 82 may have a rounded tip, or a plurality of small protrusions 82 having the same height.
  • Application example 1 Since the performance of conventional sound insulation is proportional to the weight, heavy objects are also used for sound insulation of moving objects such as buses when lighting and other functions are required. However, it was difficult to obtain the necessary sound insulation performance. On the other hand, sound insulation using vacuum provides high sound insulation performance regardless of weight, so it is not possible to use movable sound insulation walls, moving objects such as aircraft and vehicles, soundproof rooms, and covers for industrial machines, which were not possible before. It becomes possible.
  • Application example 2 In the heat insulation, the flat panel can insulate as much as a thermos bottle, enabling high heat insulation regardless of thickness. In order to achieve higher performance, higher performance can be achieved by sandwiching a heat reflecting material between the airtight surface material and the tensile material over the entire surface. In addition, since only metal can be used, it can be used in environments where plastic insulation cannot be used.
  • FIG. 1 External perspective view and partial enlarged perspective view of vacuum body
  • FIG.5 Partially enlarged perspective view of outer periphery of airtight face material
  • FIG. 6 Partial enlarged perspective view of the outer periphery of the vacuum body
  • Vacuum body 2 Airtight material 3: Convex body

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Abstract

[課題]　空間保持に引張材を用いたパネル状真空体の防音又は断熱性能の向上を目的とする。 [解決手段]　真空部分は音を伝達しないので、真空体表裏間のエネルギーの減衰で遮音性能が決まる。本発明では、気密面材・引張材・スペーサーの部材間伝達、引張材の振幅、間隔保持材の振幅によりエネルギーを減衰させている。 具体的には、受音側気密面材２からの振動は、スペーサー１０の脚１１に交差するように張られた引張材１４と気密面材２の凸形状部３の接触部における伝達時の抵抗と引張材１４自体の内部減衰と振幅による減衰がスペーサー１０の両側で得られること、および間隔保持材１５全体の振動がエネルギーを減衰させている。 一方、断熱性能においても、熱伝達系路で異部材との接点を多く、その接触面積を小さく、引張材の熱伝導面積を小さくして、大きな熱伝達抵抗を得ている。尚、放射熱に対しては、熱反射材を引張材と凸形状体間に挟持することで高められる。

Description

技術分野
[0001] 真空を利用した遮音を主とする防音断熱パネルに関するものである。
背景技術
[0002] 遮音に用いる従来の防音材は、音の質量法則に基づくため重い材料を用いる必要 力 Sある。一方、重さに左右されない遮音材として真空を利用する方法が、下記特許文 献に提示されている。この方法は真空層を形成するために、真空体の内側に複数形 成した凸形状間に線状材ゃ帯状材カ なる引張材を張り、引張材の両面に凸形状 体が交互に接するように配置して空間を形成し、外周部を密封して内部を真空にし たものである。従来の真空パネルの真空層の形成に材料を押圧して用いる方法に比 ベると、真空体表裏間のエネルギーの伝達を少なくすることができるため遮音及び断 熱性能が向上する。
[0003] 真空体の構成材である気密面材の外周部の接合については、気密性の確実な保持 のため溶接又はロウ付けが一般的に用いられているが、ともに高温による接合のため 気密面材全体に歪が発生しやすレヽ
特許文献 1：特開 2001— 296872号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力 ながらこれらの問題点として、性能面において、引張材の両面で相対する気密 面材の凸形状部が交互に接している用い方は、気密面材との接触部の伝達抵抗と § I張材の振動による減衰以上の性能を得ることが難しレ、。また引張材端部を気密面 材に留めつけていることと、気密面材に成型された凸形状体の位置が表裏で異なる ため、真空体に歪が生じやすい欠点がある。
[0005] 気密面材の外周部の接合においては、気密面材に金属を用いて気密接合する場合 、溶接やろう付けは高温であることと、接合部の板厚が他の部分と同じであるため、接 合部周辺まで熱の影響により気密面材に変形が生じやすいことである。 課題を解決するための手段
[0006] 従来の引張材の用い方が、引張材の表裏で気密面材の凸形状部が接していたのに 対し、本発明では、接合材で所定間隔に脚を一体化したスぺーサ一の両側に脚と交 差するように繊維や線状材ゃ帯状材ゃ網目状材などからなる引張材を配して気密面 材力 独立した真空層の間隔保持材とし、この間隔保持材の両面に気密面材を配す るため、引張材には表裏の気密面材のレ、ずれかのみ接する構成としてレ、る。
[0007] 外周部の接合方法における気密面材の変形防止に関して、気密面材の外周部に薄 肉部を設け、超音波接合の場合は接合部材の薄肉部を重ねて気密接合し、溶接や ろう付けの場合には薄肉部の外側の部分を気密接合することにより、接合部周辺へ の熱の影響を小さくして真空体の形状精度向上を向上させる。他には、気密面材が 接する枠材部分に先端が圧壊しやすい形状の小突起を設け、押圧により気密面材と 枠材を気密接合する。
発明の効果
[0008] 遮音性能に関しては、質量法則による遮音材は重量が必要であるのに対し、真空を 用いる遮音材は、質量と相関せず軽くても高い遮音性能が得られることが特徴である 。その要因は、真空部分は音を伝達しないので、本発明では、気密面材 '引張材'ス ぺーサ一の部材間伝達、引張材の振幅、間隔保持材の振幅を主とする真空体表裏 間のエネルギーの減衰で遮音性能が決まる。
[0009] 具体的には、受音側気密面材からの振動は、スぺーサ一の脚に交差するように張ら れた引張材と気密面材の凸形状部の接触部における伝達時の抵抗と引張材自体の 内部減衰と振幅による減衰力 Sスぺーサ一の両側で得られること、および間隔保持材 全体の振動などにより小さくなつて放散音側気密面材に伝達する。この小さく減衰し た分が遮音性能となる。
[0010] 従って、質量法則とは異なり質量に関係なくエネルギーを減衰させることが出来るの で、従来の遮音箇所の他に今まで不可能であった航空機、自動車などの移動体や、 建物ではスライド壁、天井など軽量化が必要な部位にも使用が可能となる。また、低 周波においては、間隔保持材が真空体内部で独立して振動するので、重量を付加 すること事により高い性能を得ることが出来る。 尚、引張材の両面に交互に相対する気密面材が接する場合と比較すると、スぺーサ 一片側分の接触部と引張材自体の内部減衰と振幅による減衰、および間隔保持材 全体の振動の有無の差が遮音性能向上分となる。
[0011] 断熱に関しては、材料の熱伝達において、気密面材、引張材、脚と部材間接点が多 レ、ので熱伝達抵抗が大きレ、こと、また引張材に熱伝導率が小さレ、細レ、線材や繊維を 用いることにより熱伝導量を小さくすることができるため、断熱性能を向上させることが できる。
真空部分の放射熱においては真空層に熱反射層を設けることにより断熱性能が向 上する。
[0012] 気密面材の接合方法において、超音波接合は熱を用いないので真空体に歪が生じ ず、また接合作業が容易な点で好ましい。気密面材にアルミニュームまたはプラスチ ックを用い表裏気密面材の接合部を薄肉にすることによって超音波接合が可能とな る。
ろう付けの場合は、気密面材に薄肉部を設けて薄肉部の外側を接合することにより、 薄肉部に歪を集中させて熱の影響を小さくし、真空体の寸法精度を向上している。ま た熱を用いない枠材挟持方法の場合、熱変形がないので寸法精度の向上が図れる
[0013] 生産性においては、引張材の両面に交互に相対する気密面材が接する場合は、引 張材を気密面材に両端部および要所を留付けるための時間を要していた。これに対 し、引張材とスぺーサ一を一体化して部品化すると気密面材に留付ける必要がなぐ 気密面材間に配設するだけでょレ、ため組み立て時間を短縮でき、生産性が大きく向 上する。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 接合材で所定間隔に脚を一体化したスぺーサ一の両側に繊維 ·線状材 ·帯状材-網 目状材'シート状材のいずれかを引張材として一体化した間隔保持材の両側に気密 面材と点又は線で接する凸形状を接触させ、周囲を気密接合して内部を真空にした 真空体である。
[0015] 気密面材は主として金属板を用いる。プラスチックを用いる場合は内面にアルミニュ ームなど金属を蒸着 'メツキ'張り合わせたものなどを用いる。ガラスのように凸形状を 一体成型しにくい場合は、他部材で凸形状を形成する。気密面材の凸形状は、所定 間隔に断面 V型や U型に成型した気密面材や、所定間隔に断面 I型や T型の脚を引 抜きなどにより一体成型した気密面材を用いる。
[0016] 引張材はプラスチック、ガラス繊維、カーボン繊維を主として用いる力 耐熱性が必 要なときは金属を用いる。中でもプラスチックについては振動を吸収する材料が望ま しい。性状は真空体の大きさや使用条件との関係により、細線、繊維、集束材、帯状 材、網目状材、シート材力 選択して用いる。
[0017] 気密面材の外周部の接合については、超音波接合または枠材の押圧挟持が望まし レ、。ろう付けの場合は、気密面材の外周部に薄肉部を設け、薄肉部の外側をろう付 けすることにより熱変形を小さくして真空体の寸法精度を向上させる。
実施例 1
[0018] 図 1は真空層側に複数の凸形状体 3を成形した気密面材 2を用レ、、周囲は枠材 4を 配して密封し内部を真空にした真空パネル 1である。
[0019] 図 1 (b)の真空体 1は、気密面材 2の断面 V型に成型した凸形状体 3が脚 6間で引張 材 9と接するように接合材 7で脚 6の間隔を保持したスぺーサー 8に、凸形状体 3の各 横列ごとの間隔に引張材 9をスぺーサー 8に留め付けた間隔保持材 5を相対する気 密面材 2間に配設し、周囲に枠材 4を配した構造である。
[0020] 引張材 9の留付けは、引張材 9を重ねるか脚 6に卷きつけて接着剤や別部材の締め 付けによる。脚 6と接合材 7の一体化は、溶接や接着の他、接合材 7当たりの脚 6を開 口して差し込み嵌合、脚 6と接合材 7の一体成形等による。尚、接合材 7が凸形状体 3の間に位置する場合は、脚と接合材は同じ高さであってもよい。
[0021] 図 1 (c)の真空体は、脚 11と接合材 12の成形に金属やプラスチックの押し出しによる 一体成形したスぺーサー 10に、凸形状体 3を支持する間隔に引張材 14を留め付け た間隔保持材 15を気密面材間に挟持し、周囲に枠材 4を配した構造の真空体 1であ る。
[0022] 接合材 12は引張材 14による圧縮力に対して座屈を防止するため、湾曲面 13を所定 間隔にプレス成型している。より強い座屈防止が必要な場合は、中空二重板にする。 脚 11は気密面材 2の凸形状体 3と接しない位置に、引張材 14は図 4に示す断面形 状の集束材の他、細線や繊維を用いて凸形状体 3の各列に接する間隔に、脚 11に 交差するように両側に配している。
[0023] 引張材 14の引張は、真空化時に気密面材と脚が接しない緩みがあってもよい。脚 1
1の間隔は気密面材 2の大気圧荷重による引張材 14の橈みの許容範囲で、凸形状 体 3の単体ごと、または複数の間隔に合わせて設ける。
[0024] 凸形状体 3は、凸形状体間の気密面材 2の橈みが許容範囲となる間隔に成形する。
凸形状体 3の断面は、 V字型のように引張材との接触面が小さくなる形状が望ましレ、
[0025] 制振材 16は、引張材 14の振動を小さくするもので、金属やプラスチックなどの硬質 材を用いた成形材で、引張材 14を係止する幅の溝が成形してあり、溝に引張材 14 をはめ込んで引張材相互間に掛け渡し、精神材の重量及び引張材 14の自由振動 を制限して減衰させる。また引張材と制振材を予め溶接、接着、結束などで網目状に 一体化したものをスぺーサ一に取り付けてもよい。
[0026] このような真空体の上側の気密面材が受音すると、凸形状体から上側引張材、脚、 下側引張材、下側気密面材へと振動が伝達する。上側気密面材からの振動は、凸 形状体から上側引張材への伝達時の減衰、引張材の内部減衰と振動による減衰、 引張材から脚材への伝達時の減衰、間隔保持材全体の振動による減衰、脚から下 側部材へは上側と逆の順序による減衰があり、これらが大きく振動を減衰させる要素 である。
[0027] 図 1 (d)は、スぺーサ一の異なる態様で、縦横方向に独立した脚 17を配し接合材 16 で一体化し、脚 17の頂部に引張材 18を配して用いる。
[0028] 図 2は引張材の態様を示している。図 2 (a)は、断面 U型の凸形状 22を成形した気密 面材 21を用レ、、引張材にシート材 26を用いた真空体 20である。接合材 25と脚 24を 一体化したスぺーサー 23の脚 24との接触部は、シート材 26に開口部を設けて帯状 とし接触面積を小さくしている。
シート材 26と脚 24の接触部を細い帯状 27にすることにより、シート材 26からの振動 伝達の減衰を図り、また錘 28の制振材の取り付けによりエネルギーの損失を大きくす る。
[0029] 図 2 (b)の真空体 30は、帯状材に三角形の凸形状体を一体成形した引張材 31を用 レ、、気密面材 33の凸形状体の成型を不要にしている。横方向は凸形状体 32を、奥 行き方向は引張材 31を気密面材 33の橈みが許容される間隔に配置する。引張材 3 1は一部に V型の伸縮部 33を設けて環状にし、接合材 35と脚 36を一体化したスぺ ーサー 34を通して留付ける。 V型の伸縮部 33はスぺーサー 34を通すときの作業を 容易にするとともに、収縮力を持つので所定位置に配した後の仮止めが不要となる。
[0030] 図 2 (c)は、所定間隔に中空部 40のあるアルミニュームの押し出し成形材を気密面 材 39に用い、引張材 45に網目状材を用いた真空体 38である。環状にした網目状の 引張材 45内に接合材 43と脚 44を一体化したスぺーサー 46を配するだけでよいた め生産性の向上が図れる。
[0031] 図 3は、所定間隔に脚 49のある押し出し成型材を気密面材 48に用レ、、脚 49を相互 に内側に向けて相互に脚間となるように相対させ、外周に枠材 51を配した真空体 47 である。引張材 52は下側気密面材 48aの引張材 52に相応する部分を切削した最外 側の脚 53に、環状にした帯状の引張材 52に軸材 54を通し、軸材 54を脚 53に嵌合 して係止している。
[0032] 引張材 52の他端は、下側の気密面材 48aの反対側の最外側を同様の方法で留付 けている。気密面材 48には脚 49間の平面部に楕円形状の凸形状体 50がプレス成 型されており、平面部の大気圧による凹み変形を防止している。形状は V型や U型の 断面等任意で、向きも外側にしてもよレ、。
[0033] この上側気密面材 48が受音することによる上側脚からの振動は、脚から上側引張材 への伝達による減衰、引張材材料内による減衰、引張材の振幅による減衰、引張材 の上側から下側への伝達による減衰、下側引張材から下側部材では上側と逆の順 序で減衰が得られる。尚、引張材は線状の集束材であってもよい。
[0034] 図 4は、引張材の断面形状を示している。図 4 (a)は、複数の細い線材 58 (図では 3 本の場合の事例）又は繊維束 58の集束材 57、図 4 (b)は、中心の太い線材 60ゃ繊 維束 60の周囲に細い線材 61又は繊維束 61を配した集束材 59で、撚つてロープ状 にしたり、平行に束ねて一定間隔に接着、溶着、他部材などによる結束、結び目など により一体化して用いる。
[0035] 図 4 (c)は、細い線材 63又は繊維束 63の織物で帯状材 62として用いる。尚、集束材 の一部を切断し、強度上必要な細い線または繊維にのみ引張力を作用させる用い 方をすることにより高い振動減衰が得られる。
[0036] 図 5は、金属板を気密面材に用いた真空体外周部の気密接合方法である。図 5 (a) は、曲折した気密面材 65の外周部の曲折片 66の中央部に薄肉部 68を設けている。 薄肉部 68の用い方は、超音波接合する場合は熱による気密面材の歪がないので、 曲折部 66の薄肉部 68が重なる位置に設ける。
[0037] ろう付けや溶接を用いる場合は、薄肉部 68が重ならない位置に設けてその外側部 6 9を接合する。このようにすることで、大気圧による荷重は曲折片 66の基部 70に負担 させながら、熱による母材の歪みを薄肉部に吸収させて気密材 65全体に及ぶのを 防止する。また曲折部 66の薄肉部 68を重ならない位置にすることで、曲折部 66の 曲折り強度の著しい低下を防止できる。気密面材 65中央部の薄肉部 71は、真空引 き時に気密面材 65へ全体が歪む場合に設けて歪力を薄肉部 71に集中させて真空 体の歪みを防止する。
[0038] 図 5 (b)は、枠材 73を用いる場合で、気密面材 78外周部 79と枠材 73の曲折片 76を 超音波接合する場合で両材の縁端 77, 79を薄肉にしている。枠材 73中央の薄肉部 74は、真空引き時に真空体の厚みが大きく変化する場合の対応で、薄肉部 74が真 空体内側に変形することで真空体の外周部の厚みを薄くする。
[0039] 図 6は、気密面材 80に線状に接する線状に接する先鋭形状の小突起 82を一体成 形した枠材 81を挟持し、気密面材 80の外側からカバー材 83の曲折片 87を曲折して 強圧し、真空体外周部を気密接合する方法である。
[0040] カバー材 83は枠材 81と気密面材 80を合わせた厚みよりわずかに小さい内幅で、下 側は基材 84と横材 85を固定角にし、上側は基材 84と曲折片 87の接合部 89の肉厚 を薄くして曲げやすくした曲折片 87を鎖線のように一体成形してレ、る。
[0041] 気密接合方法は、上側に開いた曲折片 87のカバー材 83内に、枠材 81と共に気密 面材 80が基材に接するように置設する。その後、曲折片 87をプレス機などにより押 圧することにより、カバー材 83内幅より大きい寸法の気密面材 80と枠材 81は押圧さ れ、突起 82先端が圧壊しながら気密面材 80に密着して気密接合となる。
[0042] 枠材 81は金属を主として用いる。曲折片 86は、内面に接着剤を塗布して気密面材と 一体化し、真空体の形状を保持する。尚、小突起 82は、先端が丸みを持つ形状でも よぐまた同一高さで複数設けてもよい。
産業上の利用可能性
[0043] 応用例 1 :従来の遮音材は重量に性能が比例しているため、窓など採光と両方の機 能を必要とする場合や、バスなど移動体のエンジン音の遮音にも重量物が使用でき ないので、必要な遮音性能を得にくかった。これに対し真空を用いた遮音材は、重量 に関係なく高い遮音性能が得られるので、従来できなかった可動遮音壁、航空機、 車両などの移動物や防音室、産業用機械のカバーなどの使用が可能になる。
[0044] 応用例 2 :断熱においては、平面パネルで魔法瓶並みの断熱ができるので、厚みに こだわらない高断熱が可能になる。尚、更に高い性能にするためには、気密面材と 引張材間に熱反射材を全面に挟持することにより高性能化が図れる。又、使用する 材料を金属のみとすることができるので、プラスチック製断熱材を使用できない環境 での使用が可能である。
図面の簡単な説明
[0045] [図 1]真空体の外観斜視図および部分拡大斜視図
[図 2]真空体の部分拡大斜視図
[図 3]真空体の部分拡大斜視図
[図 4]引張材の断面図
[図 5]気密面材外周部の部分拡大斜視図
[図 6]真空体外周部の部分拡大斜視図
符号の説明
[0046] 1 :真空体 2 :気密材 3 :凸形状体
4 :枠材 5 :間隔保持材 6 :脚
7 :接合材 8 :スぺーサー 9 :引張材
10 :スぺーサー 11 :脚 12 :接合材
13 :凸形状体 14 :引張材 15 :間隔保持材 :接合材 17:脚 18:引張材 ：真空体 21:気密面材 22:凸形状:スぺーサー 24:脚 25:接合材:シート状材 27:帯状部 28:錘 ：真空体 31:引張材 32:凸形状体:スぺーサー 39:気密面材 42:スぺーサ:網目状材 46:間隔保持材 48:気密面材:脚 50:凸形状 52:引張材:軸材 57:集束材 58:繊維束:5¾密面材 66:曲折片 68:薄肉部:枠材 76:曲折片 80:気密面材:枠材 82:小突起 83:カバー材:曲折片

Claims

請求の範囲
[1] パネル状の真空体の空間形成材において、接合材と所定間隔に配設した脚を一体 化したスぺーサ一の該脚間に線状材、帯状材、網目状材、シート状材、集束した「線 材又は繊維」のレ、ずれかを引張材として配した間隔保持材。
[2] パネル状の真空体の空間形成において、「請求項 1の間隔保持材の引張材、又は気 密面材の内側に向けて所定間隔に成形した凸形状部間に張った引張材」に制振材 を「接触又は留め付けた」引張材の制振方法。
[3] パネル状の真空体において、請求項 1の間隔保持材を相対する気密面材間に挟持 した真空体。
[4] パネル状の真空体に用いる気密面材において、外周部に薄い板厚部を形成した気 密面材。
[5] パネル状の真空体の密封方法において、連続した小突起を気密面材に接する面に 設けた枠材を気密面材外周部間に配し、該外周部を覆うカバー材の曲折片の折曲 により、曲折片が気密面材と小突起を押圧して密着させることにより真空体外周部を 気密化する接合方法。
[6] パネル状の真空体の空間形成に用いる引張材の留付け方法において、気密面材の 内面両側に設けた脚に引張材を留付けた軸材を固定させる引張材の留付け方法。
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