| 【発明の名称】 |
真空防音断熱材 |
| 【発明者】 |
【氏名】城所勝之
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】気密材からなる密封体内に、網目形状物または所定間隔に突出物を設けた板を耐圧支持材とし、該耐圧支持材のいずれかを複数枚重ねて配し、内部を真空にした真空防音断熱材。
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【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、機械や家電製品のケース、道路や鉄道や建設現場の遮音壁、建物の床、壁、天井などに利用するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の真空を利用した防音材は、真空層を保持するために例えば特願昭５８−１３８８４５のようにハニカムコアを気密材の耐圧支持材として挿入している。そのため、音が受音面材料の裏面から放散する時、ハニカムコアのない部分では真空により音は伝わらないが、ハニカムコア部分では音は振動となって材料内を伝達し、放散側気密材から再び音となって放散される。
【０００３】従って、この耐圧支持材が真空防音材としての性能を決定するが、ハニカムコアは、気密材面積に対する間隔保持材の接する長さの比が大きく、また間隔保持材が硬質であるため、材料による振動の減衰が殆ど無いまま伝わることが防音効果を低下させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】問題点は、真空防音材において受音面から放散面間の振動伝達が大きい点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】気密材間に網目形状物や突出物を設けた金属板を重ねて用いることにより、振動伝達時の減衰を大きくして防音効果の向上を計るものである。
【０００６】
【実施例】本発明は、原出願の段落「０００７」と「００２２」に記載の部分を分割したものである。本発明で使用する材料及び接合方法について。気密材はガス透過のない材料を使用し、主にはステンレス・鉄・アルミなどの金属薄板、制振鋼鈑、アモルファス合金シート、銅・アルミなどの金属箔のプラスチックラミネート材、金属箔と硬質プラスチックや木質系板を一体化した複合材などを用いる。
【０００７】耐圧支持材の材料は、真空時にガスの発生のないことと、真空圧と床の荷重に耐える強度を有することが条件となり、主には、鉄、アルミニュウム、ステンレスなどの金属、プラスチックなどを用いる。耐圧支持材の形状は、網目形状物としてエキスパンドメタルや金網が用いられる。エキスパンドメタルや金網類の具体的な形状例として、日本工業規格Ｇ３３５１のエキスパンドメタル、同規格Ｇ３５５２やＧ３５５３を代表とする金網類、同規格Ａ５５０４のワイヤラス、同規格Ａ５５０５のコブラス・波形ラス・リブラスなどのメタルラスのような立体的成形品などがある。
【０００８】突出物を設けた金属板は、所定間隔にコ型や山型に外板の高さが一定になるように切れ目を入れて、その部分を立て起こして切片としたものや、―筋の切れ目を入れてプレスで絞り出し側面の板が延びて切れ目部が持ち上がったがらり状の傾斜面としたもの、プレスで所定間隔に断面凸状に絞り出したものなどを用いる。
【０００９】枠材に使用する材料は、金属、プラスチックを主として用いる。
【００１０】真空度は１０-2パスカル以下の中真空域とする。真空引きについては、真空引き孔を硬質材に設ける場合は封止切りが容易に出来る部品を用いる。ラミネート材のような軟質な気密材の場合は、封止切り部品又は重ね合わせた気密材間からノズルを引き抜く途中に、引き抜いた部分の気密材の両側を押圧して熱溶着する。
【００１１】密封方法について。気密材と枠材が共に金属の場合は、溶接、ろう付け、接着のいずれか、接合面が金属と非金属の場合は、接着又は熱溶着の方法を用いる。枠材を用いず気密材と気密材を接合する場合、金属薄板の場合はろう付け又は接着、ラミネート材の場合は熱溶着を用いる。
【００１２】実施例１について、図１が外観図。図２は外周部分の部分断面斜視図である。耐圧支持材４はエキスパンドメタル５に５〜１０ｃｍ程度の間隔にＶ型のリブ６があり、このリブ６は直交方向の折れ曲がりや撓みを小さくするために設けられているものである。このリブ６のついたエキスパンドメタル５をリブ６が同方向となるように2枚重ね、この間にワイヤ９をリブ６と交差するように挟持したものである。
【００１３】本実施例ではワイヤ一本をエキスパンドメタル間に挟持しているが、ワイヤメッシュを複数枚重ねて用いたり、厚みを薄くする必要がある場合は、ワイヤ９を挟持せず２枚のエキスパンドメタル５，５ａのリブ６，６ａが交差するように配して耐圧支持材としてもよい。リブ６，６ａには真空引き用の孔８，８ａを設ける。又、リブなしのエキスパンドメタルを使用する場合は、エキスパンドメタル５，５ａ間にワイヤメッシュを用いる。
【００１４】実施例２について、外観図は図１に準ずる。図３は外周部分の部分断面斜視図である。耐圧支持材１０はワイヤメッシュ１３，１３ａを2枚重ねたものである。ワイヤメッシュ１３，１３ａの網目の大きさは大気圧荷重によるワイヤ１４の撓み、およびワイヤ間の気密材１１の凹みにより定まる。気密材１１に接するのは１段目のワイヤ１４のみとし、直交する2段目のワイヤ１５に接しない間隔とする。また２枚のワイヤメッシュ１３，１３ａの重なりによる接点数は少ないほどよい。従って、柔らかい気密材１１を使用した場合には、1段目のワイヤ１４は幅狭く、2段目のワイヤ１５は幅広いワイヤの間隔にすることが望ましい。
【００１５】ワイヤメッシュ１３，１３ａは、溶接によりワイヤの交差部を一体化しているが、振動減衰上からは溶接しない方が良いので、組み立て時に必要な交差部のみの溶接が望ましい。又、同方向のワイヤの平面状の位置をずらした方が、振動伝達減衰の点では望ましい。
【００１６】実施例1と実施２は、このように組み合わせた耐圧支持材４，１０を、真空体１の外周に沿って配した断面コ型枠材３，１２の内側に収め、枠材３，１２に囲まれた開孔部を枠材３，１２と気密材２，１１の接合により、密封化して内部を真空にしたものである。尚、図３（ａ）のように枠材１２ａを凸型形状とし、小さくなった部分１２ｂにワイヤメッシュのワイヤ１５，１５ａを配してもよい。
【００１７】実施例３について、図４は外周部分の部分断面斜視図である。耐圧支持材１７は金属板１８に所定間隔にコ型の切れ目１９を入れ、切片２０を起立させ、ワイヤメッシュ２１とリブ付きエキスパンドメタル２２を重ねて用いたものである。周囲は真空体１６の断面コ型枠材２５の内側に収め、気密材２６，２６ａを枠材２５の外側まで伸ばし気密接合したものである。
【００１８】ワイヤメッシュ２１の網目の大きさは、ワイヤメッシュ２１の切片間での撓み、およびエキスパンドメタル２２のリブ２３の撓みが許容範囲内となる間隔とする。密封化は気密材２６を金属板１８の外周に沿って立ち上げた外側まで伸ばし、気密材２６と気密材２６ａを接合する。リブ２３にはリブ溝を真空にするための孔２４を設ける。尚、真空体の厚みを薄くする必要があるときは、ワイヤメッシュ２１を用いず、金属板１８の切片とエキスパンドメタル２２のリブ２３を直接重ね合わせてもよい。
【００１９】
【発明の効果】真空体の気密材が受音すると、音は表面反射音、気密材による吸収、気密材の振動による裏面への放散音、耐圧支持材への伝達の４つにエネルギーは分かれる。このうち気密材の裏面への放散音ついては真空中への放散であるため全く伝達されない。従って真空体裏面から放散する音は、気密材、耐圧支持材、気密材へと伝わる音による材料の振動のみが対象となる。
【００２０】気密材の材料は、例えば、重量のある金属板を気密材に使用の場合、表面反射音と振動伝達が大きく、気密材裏面への放散音は少なくなる。逆に、薄膜で軽量な材料である金属箔のプラスチックラミネート材の場合は、受音側気密材裏面への音の透過が大きく、表面反射音及び振動伝達は少ない。
【００２１】本発明は、耐圧支持材を重ねて用いて、耐圧支持材間を点状に接触させることにより、振動の伝達量を減少させるものであるが、点状接触については、断面積の急激な変化による振動の減衰として、既に下記のように数式１によって求められることが数学的に分かっている。
【００２２】「数１」Ｌ＝１０ＬＯＧ（α-0.5＋α0.5）2−６Ｌ：減衰量α：断面積の変化率【００２３】この数式から断面積の変化率が、例えば１００分の1の場合は約１4デシベル、１０００分の1の場合は約２４デシベルの減衰が得られる。
【００２４】実施例１においてはエキスパンドメタルのリブとワイヤが、実施例２においてはワイヤメッシュのワイヤの交差及びワイヤメッシュ間で、実施例３においてはエキスパンドメタルのリブとワイヤメッシュ、ワイヤメッシュのワイヤの交差、ワイヤメッシュと切片において点状に接触している。従って、耐圧支持材間で上記数式のように大きく減衰して、放散側気密材に伝達し音として放散する。
【００２５】真空を利用した一般的効果については、防音と断熱に高い効果が期待できる。一般的に利用されている質量則による防音材では、重さに比例して遮音性能が向上するが逆に吸音性は低下する。従って、遮音と吸音の両方の性能を得るには、重量のある材料を使用して表面に吸音材を張るか、空気層を設けて種々の材料の組み合わせにより対応している。
【００２６】これに対し真空を利用した防音材は、音の伝達物質である空気のない層を設けるため、遮音と吸音が同時に出来る、吸音についても厚みに影響されない、軽量でも高い遮音効果が得られる、低い周波数にも高い遮音性能が得られるなど、従来の防音材では得られない性能がある。また、使用条件においても、軽量化、耐火性、耐水性、耐凍結融解性などが同時に求められる屋外や寒地における利用が可能で、性能向上の他、用途も拡大する。
【００２７】熱に対しては、一般の断熱材である発砲プラスチックやグラスウールは、空気の対流をコントロールした断熱材であるため、厚さに比例して断熱性能が定まる。これに対して、真空を利用すると放射と気密材の支持材の熱移動となる。従って、厚さに関係しない断熱が可能となる。
【００２８】尚、本発明は、主に防音を目的とした真空防音断熱材で、断熱については防音用に製作した結果として得られる断性熱能にとどめているが、気密材が金属の場合は表面を鏡面仕上げにしたり、プラスチックの場合はアルミ箔を張ることで、より高い断熱性能とすることが出来る。
【００２９】
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９２１７２１０５
【氏名又は名称】城所 勝之
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| 【出願日】 |
平成４年８月２０日（１９９２．８．２０） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−８８１８４（Ｐ２０００−８８１８４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年３月３１日（２０００．３．３１） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２２９７９６ |
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