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JP6728438B1 - Vacuum insulation - Google Patents

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JP6728438B1 JP2019077646A JP2019077646A JP6728438B1 JP 6728438 B1 JP6728438 B1 JP 6728438B1 JP 2019077646 A JP2019077646 A JP 2019077646A JP 2019077646 A JP2019077646 A JP 2019077646A JP 6728438 B1 JP6728438 B1 JP 6728438B1
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Abstract

【課題】センサ等を用いて内部の物性が測定可能な真空断熱材の従来例では、その内部に搭載しれたセンサシステムへの継続的な電力の供給をバッテリーで行うには限界があり、センサからのデータを長期間受信するためには、その都度、充電しなければならなかった。
【解決手段】本発明では、空断熱材の内側に、圧力センサと、受電コイルと、DC/DCコンバータと、少なくとも圧力値を含む測定データを送信する送信ユニットとを含む小型無線真空計を設け、非接触給電による電気の電圧を、DC/DCコンバータによって安定化させ、センサへの給電及びセンサとの通信に使用される受電コイルのコイル径を、送電コイルとの送電距離及びガスバリア性フィルムの厚みに応じて、適切に通信及び送電可能な範囲に設定することで、安定的な給電を実現し、通信が途切れることなく持続的に行うことが可能な真空断熱材を提供する。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: In a conventional example of a vacuum heat insulating material whose internal physical properties can be measured by using a sensor or the like, there is a limit in continuous supply of electric power to a sensor system mounted therein by a battery. In order to receive the data from the car for a long time, it had to be recharged each time.
According to the present invention, a small wireless vacuum gauge including a pressure sensor, a power receiving coil, a DC/DC converter, and a transmission unit for transmitting measurement data including at least a pressure value is provided inside an air insulating material. , The voltage of electricity by non-contact power supply is stabilized by a DC/DC converter, and the coil diameter of the power receiving coil used for power supply to the sensor and communication with the sensor is determined by the distance between the power transmitting coil and the gas barrier film. Provided is a vacuum heat insulating material which realizes stable power supply and can continuously perform communication without interruption by appropriately setting the range in which communication and power transmission are possible according to the thickness.
[Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、熱エネルギーを効率的に利用するために住宅やプラントの外壁等に用いられる真空断熱材に関する。具体的には、真空断熱材において内部の物性を測定できる小型のセンサと、無線送信装置と、DC/DCコンバータとを備えた真空断熱材において、DC/DCコンバータにより電圧を昇圧又は降圧することで安定的な非接触給電を実現し、それにより内部のセンサに電力を供給し、当該センサとの通信を可能にする真空断熱材に関する。 The present invention relates to a vacuum heat insulating material used for an outer wall of a house or a plant in order to efficiently use heat energy. Specifically, in a vacuum heat insulating material including a small sensor capable of measuring internal physical properties of the vacuum heat insulating material, a wireless transmission device, and a DC/DC converter, the DC/DC converter steps up or down the voltage. The present invention relates to a vacuum heat insulating material that realizes stable non-contact power supply and thereby supplies power to an internal sensor and enables communication with the sensor.

真空断熱材は、発泡スチロールよりも断熱性能の高い断熱材として冷蔵庫、魔法瓶、住宅やプラントの外壁等の様々な分野に多用されている。この真空断熱材は、例えば、内部に多くの空隙をもつ多孔体からなる芯材に、芯材を封入する袋状のガスバリア性フィルムを被せて減圧し、ガスバリア性フィルムの開口部を熱溶着(ヒートシール)し、ガスバリア性フィルムの外側に外層を設けて構成することができる。 The vacuum heat insulating material is widely used in various fields such as a refrigerator, a thermos, an outer wall of a house or a plant as a heat insulating material having a higher heat insulating performance than styrofoam. In this vacuum heat insulating material, for example, a bag-shaped gas barrier film enclosing the core material is covered with a core material made of a porous body having many voids inside to reduce the pressure, and the opening of the gas barrier film is heat-welded ( It can be heat-sealed) and an outer layer is provided outside the gas barrier film.

一般に、真空断熱材は、長期的に運用することで経年劣化が進行し、外部から空気等のガスが長い時間をかけて徐々に内部に流入して、ガスの流入による断熱性能が低下するという問題を有しており、長期的な運用・性能予測の面で課題をかかえている。そして、真空断熱材の施工後に断熱性能を確認する方法は乏しく、真空断熱材を取り外して熱伝導率等を測定することによって、正確な断熱性能の変化を読み取るしか方法が無かった。 Generally, it is said that the vacuum heat insulating material deteriorates over time as it is operated for a long period of time, and gas such as air gradually flows into the interior from the outside over a long period of time, and the heat insulation performance due to the inflow of gas decreases. It has a problem, and has problems in terms of long-term operation and performance prediction. Further, there is a scarce method of confirming the heat insulation performance after the construction of the vacuum heat insulation material, and the only method is to read the change in the heat insulation performance accurately by removing the vacuum heat insulation material and measuring the thermal conductivity and the like.

そこで、長期にわたって真空断熱材の性能をモニタリングするために、真空断熱材の断熱性能に直接的に関係する真空度に加えて、温度、湿度、ガス分子等の様々な情報を測定し、真空断熱材の内側の情報を外部に送信可能な機構を内側に備えた真空断熱材が従来技術として提案されている。 Therefore, in order to monitor the performance of the vacuum heat insulating material over a long period of time, in addition to the degree of vacuum that is directly related to the heat insulating performance of the vacuum heat insulating material, various information such as temperature, humidity, gas molecules, etc. are measured and the vacuum heat insulating material is measured. A vacuum heat insulating material having a mechanism capable of transmitting information inside the material to the outside has been proposed as a conventional technique.

例えば、特許第4641565号公報(特許文献1)に記載の真空断熱パネルは、芯材にガスバリア性の外皮材を被せ、周辺の温度の計測が可能な温度センサ部、温度センサ部による計測結果を無線通信可能な通信部、及びバッテリーが外皮材の内側に配置されるように構成されている。また、特開2012−136254号公報(特許文献2)に記載の真空断熱パネルは、断熱材をガスバリア性フィルムで覆い、内部を真空にした断熱パネルにおいて、外皮材の内側に少なくとも真空センサと、真空センサで検知した真空データを外部に送信可能な通信部と、バッテリーを設けられている。その他、特開2015−513327号公報(特許文献3)にも同様の真空断熱パネルが記載されている。 For example, in the vacuum heat insulation panel described in Japanese Patent No. 4641565 (Patent Document 1), a core material is covered with a gas barrier outer skin material, and a temperature sensor unit capable of measuring the temperature of the surroundings, and a measurement result by the temperature sensor unit are displayed. The communication unit capable of wireless communication and the battery are arranged inside the outer cover. Further, the vacuum heat insulation panel described in JP 2012-136254 A (Patent Document 2) is a heat insulation panel in which a heat insulation material is covered with a gas barrier film and the inside is evacuated, and at least a vacuum sensor is provided inside the outer skin material. A battery and a communication unit capable of transmitting the vacuum data detected by the vacuum sensor to the outside are provided. In addition, a similar vacuum heat insulation panel is also described in JP-A-2015-513327 (Patent Document 3).

このように、センサを内蔵した従来の真空断熱パネルは、真空断熱パネルの真空度や、周辺の温度を計測することができ、計測値を外部に送信し、真空断熱パネルの断熱性能をモニタリングすることができる。 In this way, the conventional vacuum insulation panel with a built-in sensor can measure the degree of vacuum of the vacuum insulation panel and the surrounding temperature, send the measured value to the outside, and monitor the insulation performance of the vacuum insulation panel. be able to.

特許第4641565号公報Japanese Patent No. 4641565 特開2012−136254号公報JP 2012-136254A 特開2015−513327号公報JP, 2005-513327, A

上記従来例のような真空断熱材は、厚みが10〜20mm程度であるから、その内部に搭載するある体積以下のセンサシステムには、薄い小型のバッテリーが必要となる。しかしながら、薄い小型のバッテリーからセンサシステムへの継続的な電力の供給には限界があるため、短期間でしかセンサからデータを受信することができず、長期間にわたってセンサからデータを受信するためには、その都度、充電しなければならなかった。また、バッテリーが供給する電力は、徐々に低下するためセンサからの出力信号が弱くなり、センサの出力値が低下することで正確な値を測定する事ができない懸念があった。 Since the vacuum heat insulating material as in the above conventional example has a thickness of about 10 to 20 mm, a thin and small battery is required for a sensor system having a certain volume or less to be mounted therein. However, since there is a limit to the continuous power supply to the sensor system from a thin and small battery, it is possible to receive data from the sensor only in a short period of time, and to receive data from the sensor for a long period of time. Had to recharge each time. Further, since the electric power supplied by the battery gradually decreases, the output signal from the sensor becomes weak, and the output value of the sensor decreases, which may make it impossible to measure an accurate value.

そこで、本発明では、上記課題を解決するために、真空断熱材の内側に、圧力センサと、受電コイルと、DC/DCコンバータと、少なくとも圧力値を含む測定データを送信する送信ユニットとを含む小型無線真空計を設け、物理的な電気的接続なしに給電を行う非接触給電を、DC/DCコンバータによる降圧又は昇圧によって安定化させ、センサへの給電及びセンサとの通信に使用される受電コイルのコイル径を、送電コイルとの距離(送電距離)及びガスバリア性フィルムの厚みに応じて、適切に通信及び送電可能な範囲に設定することで、小型無線真空計への安定的な給電を実現し、小型無線真空計との通信が途切れることなく持続的に行うことができるように構成した真空断熱材を提供する。 Therefore, in the present invention, in order to solve the above problems, a pressure sensor, a power receiving coil, a DC/DC converter, and a transmission unit that transmits measurement data including at least a pressure value are included inside a vacuum heat insulating material. A small wireless vacuum gauge is provided, and non-contact power supply that supplies power without physical electrical connection is stabilized by step-down or step-up by a DC/DC converter, and is used for power supply to and communication with the sensor. Stable power supply to a small wireless vacuum gauge is achieved by setting the coil diameter of the coil appropriately within a range in which communication and power transmission are possible depending on the distance from the power transmission coil (power transmission distance) and the thickness of the gas barrier film. (EN) Provided is a vacuum heat insulating material configured so that communication with a small wireless vacuum gauge can be continuously performed without interruption.

本発明に係る真空断熱材の1つの実施形態として、真空断熱材は、芯材と、前記芯材を覆うガスバリア性フィルムであるアルミ蒸着層と、前記アルミ蒸着層の外側に設けられた外層とを含み、内部を減圧密封した真空断熱材において、
前記真空断熱材は、前記外層よりも内側に、小型無線真空計を含み、
前記小型無線真空計は、圧力センサと、前記圧力センサに電力を供給するための非接触給電ユニットと、前記圧力センサで測定された、少なくとも圧力値を含む測定データを送信する送信ユニットと
を少なくとも含み、
前記非接触給電ユニットは、送電側の装置に含まれる送電コイルから非接触で給電される受電コイルと、前記受電コイルに接続されたDC/DCコンバータとを含み、
前記DC/DCコンバータは、前記受電コイルで生じた電気を、昇圧又は降圧することにより一定の電圧に維持することを特徴とする。
As one embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the vacuum heat insulating material includes a core material, an aluminum vapor deposition layer that is a gas barrier film covering the core material, and an outer layer provided outside the aluminum vapor deposition layer. In the vacuum heat insulating material containing the
The vacuum heat insulating material includes a small wireless vacuum gauge inside the outer layer,
The compact wireless vacuum gauge includes at least a pressure sensor, a non-contact power supply unit for supplying electric power to the pressure sensor, and a transmission unit for transmitting measurement data including at least a pressure value measured by the pressure sensor. Including,
The non-contact power feeding unit includes a power receiving coil that is contactlessly fed from a power transmitting coil included in a power transmitting side device, and a DC/DC converter connected to the power receiving coil.
The DC/DC converter maintains a constant voltage by increasing or decreasing the electricity generated in the power receiving coil.

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記受電コイルと前記送電コイルとの間の送電距離が112mm以下の時の送電可能なフィルムの前記アルミ蒸着層の合計の厚みをyとし、コイル径をxとする関係式y=ax+b(ただし、a及びbは整数)で表現される1次関数から得られる傾きの係数aが30以上になることを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the total thickness of the aluminum vapor deposition layer of the film capable of transmitting power when the power transmission distance between the power receiving coil and the power transmitting coil is 112 mm or less is y, and the coil It is characterized in that the coefficient a of inclination obtained from a linear function expressed by a relational expression y=ax+b (where a and b are integers) having a diameter x is 30 or more.

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記アルミ蒸着層の合計の厚みが500Å以上6000Å以下で、前記受電コイルのコイル径が74mm以上200mm以下であることを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the total thickness of the aluminum vapor deposition layer is 500 Å or more and 6000 Å or less, and the coil diameter of the power receiving coil is 74 mm or more and 200 mm or less.

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記アルミ蒸着層の合計の厚みが500Å以上2000Å以下で、前記受電コイルのコイル径が74mm以上200mm以下であることを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the total thickness of the aluminum vapor deposition layer is 500 Å or more and 2000 Å or less, and the coil diameter of the power receiving coil is 74 mm or more and 200 mm or less.

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記受電コイルと前記送電コイルとの間の送電距離が62mm以上132mm以下の時の送電可能なフィルムの前記アルミ蒸着層の合計の厚みをyとし、コイル径をxとする関係式y=ax+b(ただし、a及びbは整数)で表現される1次関数から得られる傾きの係数aが30以上45以下になることを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the total thickness of the aluminum vapor deposition layer of the film capable of transmitting power when the power transmission distance between the power receiving coil and the power transmitting coil is 62 mm or more and 132 mm or less is y. , A coefficient of inclination a obtained from a linear function represented by a relational expression y=ax+b (where a and b are integers) with the coil diameter as x is 30 or more and 45 or less.

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記受電コイルのコイル径xが74mm≦x≦200mmであるときに、前記アルミ蒸着層の合計の厚みyが30x−4000≦y≦45x−2837であることを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, when the coil diameter x of the power receiving coil is 74 mm≦x≦200 mm, the total thickness y of the aluminum vapor deposition layer is 30x-4000≦y≦45x-2837. Is characterized in that

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記アルミ蒸着層の合計の厚みが500Å以上2000Å以下で、前記受電コイルのコイル径が100mm以上150mm以下であることを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the total thickness of the aluminum vapor deposition layer is 500 Å or more and 2000 Å or less, and the coil diameter of the power receiving coil is 100 mm or more and 150 mm or less.

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記非接触給電ユニットは、前記受電コイルと前記送電コイルとの間で発生する誘導磁束を利用して電力を伝送する方式である電磁誘導方式を用いたことを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the non-contact power feeding unit uses an electromagnetic induction method that is a method of transmitting electric power by using induction magnetic flux generated between the power receiving coil and the power transmitting coil. It is characterized by being used.

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記受電コイル及び前記送電コイルは、それぞれ共振回路に含まれ、
前記非接触給電ユニットは、前記送電コイルに電流が流れることにより発生した磁場の振動が、同じ周波数で共振する前記受電コイルに伝わることで、磁界共鳴させて電力を伝送する方式である磁界共鳴方式を用いたことを特徴とする。
As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the power receiving coil and the power transmitting coil are respectively included in a resonance circuit,
The non-contact power feeding unit is a method of magnetic field resonance in which vibration of a magnetic field generated by a current flowing through the power transmission coil is transmitted to the power receiving coil that resonates at the same frequency to cause magnetic field resonance to transmit power. Is used.

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記送信ユニットは、非接触給電で使用する周波数帯と同じ周波数帯又はそれ以下の周波数帯で、前記測定データの送信を行うことを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the transmission unit transmits the measurement data in a frequency band equal to or less than a frequency band used in non-contact power feeding. ..

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記小型無線真空計は、温度センサ、湿度センサ、各種分子種を計測するセンサ及び内部時計のうち少なくとも1つをさらに含むことを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the small wireless vacuum gauge further includes at least one of a temperature sensor, a humidity sensor, a sensor for measuring various molecular species, and an internal clock.

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記温度センサ及び前記湿度センサは、前記受電コイルから隔離されていることを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the temperature sensor and the humidity sensor are isolated from the power receiving coil.

本発明に係る真空断熱材の好ましい実施形態として、前記温度センサ及び前記湿度センサは、前記受電コイルから30mm以上離れていることを特徴とする。 As a preferred embodiment of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the temperature sensor and the humidity sensor are separated from the power receiving coil by 30 mm or more.

本発明の1つの実施形態に係る真空断熱材は、外層よりも内側に設けた小型無線真空計に、外部電源との電気的な接続なしに、圧力センサに電力を供給するための非接触給電ユニットを設け、非接触給電ユニットにおける受電コイルに接続されたDC/DCコンバータによって、受電コイルで生じた電気を、降圧又は昇圧させることで、一定の電圧に維持することができる。このような非接触給電ユニットによって、残量低下に起因して一定の電圧を維持できないバッテリーを小型無線真空計に設ける必要がなくなり、圧力センサから出力信号を安定的に得ることができる。 The vacuum heat insulating material according to one embodiment of the present invention is a non-contact power supply for supplying power to a pressure sensor without electrical connection to an external power source to a small wireless vacuum gauge provided inside the outer layer. A unit is provided, and the DC/DC converter connected to the power receiving coil in the non-contact power feeding unit can maintain a constant voltage by reducing or boosting the electricity generated in the power receiving coil. With such a non-contact power supply unit, it is not necessary to provide a small wireless vacuum gauge with a battery that cannot maintain a constant voltage due to a reduction in the remaining amount, and an output signal can be stably obtained from the pressure sensor.

また、圧力センサへの給電及び圧力センサとの通信に使用される受電コイルのコイル径を、送電コイルとの距離(送電距離)及びガスバリア性フィルムであるアルミ蒸着層の厚みに応じて、適切に通信及び送電可能な範囲に設定することで、小型無線真空計への安定的な給電を実現し、小型無線真空計との通信が途切れることなく持続的に行うことができる。 In addition, the coil diameter of the power receiving coil used for power supply to the pressure sensor and communication with the pressure sensor should be set appropriately according to the distance from the power transmission coil (power transmission distance) and the thickness of the aluminum vapor deposition layer that is the gas barrier film. By setting the range in which communication and power transmission are possible, stable power supply to the small wireless vacuum gauge can be realized, and communication with the small wireless vacuum gauge can be continuously performed without interruption.

本発明の一実施形態に係る真空断熱材に含まれる小型無線真空計の部品構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the component structure of the small wireless vacuum gauge contained in the vacuum heat insulating material which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す小型無線真空計に電力を供給する送電装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power transmission device which supplies electric power to the small wireless vacuum gauge shown in FIG. 本発明の一実施形態に係る真空断熱材に含まれる小型無線真空計と送電装置との間の真空断熱材を介した非接触給電及び無線通信の様子を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a mode of non-contact electric power feeding and wireless communication via a vacuum heat insulating material between a small wireless vacuum gauge and a power transmission device included in the vacuum heat insulating material according to an embodiment of the present invention. 非接触給電及び無線通信の性能実験に用いた真空断熱材の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the vacuum heat insulating material used for the performance experiment of non-contact electric power feeding and wireless communication. 小型無線真空計の非接触給電の送電距離を変化させて得られた実験結果に基づく給電可能なコイル径と蒸着厚みとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the coil diameter and vapor deposition thickness which can be electric-powered based on the experimental result obtained by changing the power transmission distance of the non-contact electric power feeding of a small wireless vacuum gauge. 本発明の別の実施形態に係る真空断熱材に含まれる小型無線真空計の部品構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the components structure of the small wireless vacuum gauge contained in the vacuum heat insulating material which concerns on another embodiment of this invention.

以下に図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、実施の形態を説明するための全ての図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all of the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle and their repeated description is omitted.

図1は、本発明の一実施形態に係る真空断熱材に含まれる小型無線真空計の部品構成を示すブロック図である。小型無線真空計10は、受電コイル11と、DC/DCコンバータ12と、CPU・無線送信ユニット13と、A/Dコンバータ14と、オペアンプ(OP AMP)15と、圧力センサ16とを含むことができ、例えば、基板上にそれら部品を実装することができる。 FIG. 1 is a block diagram showing a component configuration of a small wireless vacuum gauge included in a vacuum heat insulating material according to an embodiment of the present invention. The small wireless vacuum gauge 10 may include a power receiving coil 11, a DC/DC converter 12, a CPU/wireless transmission unit 13, an A/D converter 14, an operational amplifier (OP AMP) 15, and a pressure sensor 16. It is possible to mount these components on a board, for example.

受電コイル11は、磁界共鳴方式、電磁誘導方式等の非接触給電方式によって送電装置(図2参照)に含まれる送電コイルと作用して、電気を得るコイルである。電磁誘導方式は、受電コイルと送電コイルとの間で発生する誘導磁束を利用して電力を伝送する方式である。磁界共鳴方式は、送電コイルに電流が流れることにより発生した磁場の振動が、同じ周波数で共振する受電コイルに伝わることで、磁界共鳴させて電力を伝送する方式である。 The power receiving coil 11 is a coil that acts on a power transmitting coil included in the power transmitting device (see FIG. 2) by a contactless power feeding method such as a magnetic field resonance method or an electromagnetic induction method to obtain electricity. The electromagnetic induction method is a method of transmitting electric power by using an induction magnetic flux generated between a power reception coil and a power transmission coil. The magnetic field resonance method is a method in which vibration of a magnetic field generated by a current flowing through a power transmission coil is transmitted to a power reception coil that resonates at the same frequency to cause magnetic field resonance to transmit power.

DC/DCコンバータ12は、受電コイル11及びCPU・無線送信ユニット13に電気的に接続され、受電コイル11と、CPU・無線送信ユニット13との間に設けられる。DC/DCコンバータ12は、電圧を昇圧又は降圧するための昇降圧コンバータである。非接触給電の際に、受電コイル11と送電コイル21(図2参照)との距離が近く、大きな電圧を得た場合には降圧、距離が遠く、小さな電圧しか得られない場合には昇圧を目的として用いられる。本発明の一実施形態では、DC/DCコンバータ12は、受電コイル11で生じた電気を安定させるために、電圧を昇圧又は降圧することができる。以下、受電コイル11とDC/DCコンバータ12とを含む構成を非接触給電ユニットとも呼ぶ。 The DC/DC converter 12 is electrically connected to the power receiving coil 11 and the CPU/wireless transmission unit 13, and is provided between the power receiving coil 11 and the CPU/wireless transmission unit 13. The DC/DC converter 12 is a step-up/down converter for increasing or decreasing the voltage. During non-contact power feeding, step down when the distance between the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 (see FIG. 2) is short and a large voltage is obtained, and step up if a long distance and only a small voltage is obtained. Used as a purpose. In one embodiment of the present invention, the DC/DC converter 12 can step up or step down the voltage in order to stabilize the electricity generated in the power receiving coil 11. Hereinafter, the configuration including the power receiving coil 11 and the DC/DC converter 12 is also referred to as a non-contact power feeding unit.

CPU・無線送信ユニット13は、DC/DCコンバータ12及びA/Dコンバータ14に電気的に接続され、DC/DCコンバータ12とA/Dコンバータ14との間に設けられる。CPU・無線送信ユニット13は、A/Dコンバータ14によって圧力センサ16からの出力信号(アナログ信号)が変換されたデジタル信号を受け取り、受け取ったデジタル信号を測定データとして、受電コイル11と送電コイル21間で給電時の周波数と同周波数又はそれ以下の周波数帯で通信し、UARTにてシリアル変換されたデータをPC23に送信する事ができる。 The CPU/wireless transmission unit 13 is electrically connected to the DC/DC converter 12 and the A/D converter 14, and is provided between the DC/DC converter 12 and the A/D converter 14. The CPU/wireless transmission unit 13 receives a digital signal obtained by converting the output signal (analog signal) from the pressure sensor 16 by the A/D converter 14, and uses the received digital signal as measurement data, the power reception coil 11 and the power transmission coil 21. It is possible to communicate with each other at a frequency band equal to or lower than the frequency at the time of power feeding, and transmit the data serially converted by the UART to the PC 23.

A/Dコンバータ14は、CPU・無線送信ユニット13及びオペアンプ15と電気的に接続され、CPU・無線送信ユニット13とオペアンプ15との間に設けられる。A/Dコンバータ14は、オペアンプ15により増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換することができる。 The A/D converter 14 is electrically connected to the CPU/wireless transmission unit 13 and the operational amplifier 15, and is provided between the CPU/wireless transmission unit 13 and the operational amplifier 15. The A/D converter 14 can convert the analog signal amplified by the operational amplifier 15 into a digital signal.

オペアンプ15は、A/Dコンバータ14及び圧力センサ16と電気的に接続され、A/Dコンバータ14と圧力センサ16との間に設けられる。オペアンプ15は、圧力センサ16により測定された圧力値のアナログ信号を増幅することができる。 The operational amplifier 15 is electrically connected to the A/D converter 14 and the pressure sensor 16, and is provided between the A/D converter 14 and the pressure sensor 16. The operational amplifier 15 can amplify the analog signal of the pressure value measured by the pressure sensor 16.

圧力センサ16は、オペアンプ15と電気的に接続され、真空断熱材内部の圧力を測定する。圧力センサ16は、微小電気機械システム(MEMS)で形成された熱電対型真空センサを用いることができる。また、圧力センサ16は、MEMSで形成されたピラニ真空計、隔膜真空計を用いることもできる。 The pressure sensor 16 is electrically connected to the operational amplifier 15 and measures the pressure inside the vacuum heat insulating material. As the pressure sensor 16, a thermocouple type vacuum sensor formed by a micro electro mechanical system (MEMS) can be used. Further, as the pressure sensor 16, a Pirani vacuum gauge or a diaphragm vacuum gauge formed by MEMS can be used.

CPU・無線送信ユニット13にDC/DCコンバータ12を介して接続された受電コイル11は、非接触給電時にCPU・無線送信ユニット13及び該ユニットに電気的に接続されたその他の部品(素子)に電力を供給することができる。また、受電コイル11は、CPU・無線送信ユニット13、圧力センサ16等を動作させるための電力を供給することができる。DC/DCコンバータ12は、受電コイル11から得られる電圧を、CPU・無線送信ユニット13、圧力センサ16等の安定的な動作に必要な電圧に変換することができる。 The power receiving coil 11 connected to the CPU/wireless transmission unit 13 via the DC/DC converter 12 is connected to the CPU/wireless transmission unit 13 and other parts (elements) electrically connected to the CPU/wireless transmission unit 13 during non-contact power feeding. Power can be supplied. Further, the power receiving coil 11 can supply electric power for operating the CPU/radio transmission unit 13, the pressure sensor 16, and the like. The DC/DC converter 12 can convert the voltage obtained from the power receiving coil 11 into a voltage required for stable operation of the CPU/wireless transmission unit 13, the pressure sensor 16, and the like.

非接触給電ユニットは、図1に示すように、給電機構として非接触給電用のコイル(図1では、受電コイル11)を用いた場合、電磁誘導方式又は磁界共鳴方式によって生じた電力を、DC/DCコンバータ12を介してCPU・無線送信ユニット13、圧力センサ16等に供給することができる。例えば、電磁誘導方式の場合、非接触給電ユニットの受電コイル11は、真空断熱材の外部の電源等に接続された送電コイルとの間で発生する誘電磁束を利用して生じた電力を非接触給電ユニットで受け取ることができる。 As shown in FIG. 1, when the non-contact power feeding unit uses a coil for non-contact power feeding (power receiving coil 11 in FIG. 1) as a power feeding mechanism, the power generated by the electromagnetic induction method or the magnetic field resonance method is converted into DC. It can be supplied to the CPU/wireless transmission unit 13, the pressure sensor 16 and the like via the /DC converter 12. For example, in the case of the electromagnetic induction method, the power receiving coil 11 of the non-contact power feeding unit non-contacts the power generated by using the dielectric flux generated between the power receiving coil of the vacuum heat insulating material and the power feeding coil connected to the external power source. It can be received by the power supply unit.

また、電界共鳴方式の場合、非接触給電ユニットは、受電側共振回路を含み、受電側共振回路に含まれる受電コイル11は、送電側共振回路に含まれる送電側コイルに電流が流れることにより発生した磁場の振動が、同じ周波数で共振する受電側共振回路に含まれる受電コイル11に伝わることで、磁界共鳴させて生じた電力をCPU・無線送信ユニット13、圧力センサ16等で受け取ることができる。 In the case of the electric field resonance method, the non-contact power feeding unit includes a power receiving side resonance circuit, and the power receiving coil 11 included in the power receiving side resonance circuit is generated by a current flowing through the power transmission side coil included in the power transmission side resonance circuit. The vibration of the generated magnetic field is transmitted to the power receiving coil 11 included in the power receiving side resonance circuit that resonates at the same frequency, so that the electric power generated by the magnetic field resonance can be received by the CPU/wireless transmission unit 13, the pressure sensor 16, and the like. ..

小型無線真空計10は、真空断熱材の減圧密閉された内部に設けられる。真空断熱材は、芯材と、該芯材を覆うガスバリア性フィルムと、該ガスバリア性フィルムの外側に設けられた外層とを含み、小型無線真空計10は、真空断熱材の外層よりも内側、好ましくは、ガスバリア性フィルムの内側に含まれる。 The small wireless vacuum gauge 10 is provided inside the vacuum heat insulating material, which is hermetically sealed under reduced pressure. The vacuum heat insulating material includes a core material, a gas barrier film covering the core material, and an outer layer provided on the outer side of the gas barrier film, and the small wireless vacuum gauge 10 is inside the outer layer of the vacuum heat insulating material. Preferably, it is contained inside the gas barrier film.

このように、小型無線真空計10は、外部電源との電気的な接続なしに安定的に給電できる非接触給電機構(例えば、受電コイル11とDC/DCコンバータ12)を含む非接触給電ユニットを設けたことで、小型無線真空計10が真空断熱材に内蔵されても、小型無線真空計10の圧力センサ16から測定データを取得する際に、一定の電圧で電力を、圧力センサ16及びCPU・無線送信ユニット13等に継続的に供給することができる。 As described above, the small wireless vacuum gauge 10 includes a contactless power supply unit including a contactless power supply mechanism (for example, the power receiving coil 11 and the DC/DC converter 12) that can stably supply power without electrical connection with an external power source. By providing, even if the small wireless vacuum gauge 10 is built in the vacuum heat insulating material, when the measurement data is acquired from the pressure sensor 16 of the small wireless vacuum gauge 10, electric power is supplied at a constant voltage and the pressure sensor 16 and the CPU. -It can be continuously supplied to the wireless transmission unit 13 and the like.

小型無線真空計10は必要に応じてMEMSで形成された温度センサ、湿度センサを搭載する事ができる。真空断熱材内部は真空状態である限り湿度が限りなく0%に近づく為、10%RH未満での測定精度が10パーセント以上の相対湿度下に比べ2.0%以内に収まるものが好ましい。また、温度センサ又は湿度センサを搭載する位置は、受電コイル11から少なくとも30mm離した位置にあることで、給電時にフィルム表面で引き起こされる誘導加熱による熱問題を解決する事ができる。30mm以内の位置にある場合、誘導加熱による熱で測定温湿度に悪影響を与える可能性がある。 The small wireless vacuum gauge 10 can be equipped with a temperature sensor and a humidity sensor formed of MEMS as required. Since the humidity inside the vacuum heat insulating material approaches 0% as long as it is in a vacuum state, it is preferable that the measurement accuracy at less than 10% RH is within 2.0% as compared with the relative humidity of 10% or more. Further, since the position where the temperature sensor or the humidity sensor is mounted is at least 30 mm away from the power receiving coil 11, it is possible to solve the heat problem due to the induction heating caused on the film surface during power feeding. If the position is within 30 mm, heat from induction heating may adversely affect the measured temperature and humidity.

真空断熱材の芯材としては、真空断熱材分野で用いられているものを特に制限なく用いることができる。具体例としては、連続気泡硬質ポリウレタンフォーム、無機繊維、有機繊維、無機粉体、エアロゲル等を使用することができる。ハンドリング、断熱性の観点から、シート状に形成された無機繊維が好ましい。無機繊維としては、ガラス繊維、アルミナやシリカ等のセラミック繊維、スラグウール繊維、ロックウール繊維等が挙げられる。これらの中では、断熱性、成形加工性等の観点から、ガラス繊維が好ましい。なお、芯材の耐熱性を向上させるため、ステンレス鋼、クロム−ニッケル系合金、高ニッケル合金、高コバルト合金等の耐熱性金属繊維を少量混合することもできる。芯材は公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 As the core material of the vacuum heat insulating material, those used in the vacuum heat insulating material field can be used without particular limitation. As specific examples, open-cell rigid polyurethane foam, inorganic fiber, organic fiber, inorganic powder, aerogel and the like can be used. From the viewpoint of handling and heat insulating properties, inorganic fibers formed in a sheet shape are preferable. Examples of the inorganic fibers include glass fibers, ceramic fibers such as alumina and silica, slag wool fibers, rock wool fibers and the like. Among these, glass fibers are preferable from the viewpoint of heat insulation properties, moldability, and the like. In addition, in order to improve the heat resistance of the core material, a small amount of heat resistant metal fibers such as stainless steel, chromium-nickel alloy, high nickel alloy and high cobalt alloy can be mixed. Core materials are known and are readily available on the market or can be prepared.

本発明の一実施形態に係る真空断熱材において、吸着剤が芯材と共に袋状のガスバリア性フィルムに封入されてもよい。吸着剤は、例えば、窒素、酸素、二酸化炭素等のガス、及び/又は水分を吸着する物質である。吸着剤としては、酸化カルシウム、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、酸化バリウム、バリウム−リチウム合金又はこれらの混合物等が挙げられる。ガス吸着性能及び生産性の観点から、酸化カルシウムが好ましい。吸着剤は公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 In the vacuum heat insulating material according to one embodiment of the present invention, the adsorbent may be enclosed in a bag-shaped gas barrier film together with the core material. The adsorbent is, for example, a substance that adsorbs gas such as nitrogen, oxygen, carbon dioxide, and/or water. Examples of the adsorbent include calcium oxide, silica gel, zeolite, activated carbon, barium oxide, barium-lithium alloy, or a mixture thereof. From the viewpoint of gas adsorption performance and productivity, calcium oxide is preferable. Adsorbents are known and are readily available on the market or can be prepared.

本発明に用いられるガスバリア性フィルムは、ガスバリア性を有するフィルムであれば特に制限はないが、シール層及びガスバリア層を積層したものが好ましく、芯材に接する側から順にシール層、ガスバリア層及び1層以上の樹脂フィルム層を積層したものがより好ましい。ガスバリア性フィルムの厚さは、特に制限はないが、通常50〜200μmであり、好ましくは60〜180μmである。 The gas barrier film used in the present invention is not particularly limited as long as it has a gas barrier property, but it is preferable that a seal layer and a gas barrier layer are laminated, and the seal layer, the gas barrier layer and 1 It is more preferable that a plurality of resin film layers are laminated. The thickness of the gas barrier film is not particularly limited, but is usually 50 to 200 μm, preferably 60 to 180 μm.

ガスバリア層は、ガスを透過しない層であり、真空断熱材の真空度の低下を防ぐ観点から用いられる。ガスバリア層としては、金属箔や、樹脂フィルム上に蒸着膜を形成した蒸着フィルム等が挙げられる。蒸着フィルムは、蒸着法、スパッタ法等により、基材上に蒸着膜を形成することにより得られる。ガスバリア性及び経済的観点から、金属箔及び蒸着材料のいずれにおいても、好ましくは、アルミニウムが用いられる。 The gas barrier layer is a layer that does not allow gas to permeate, and is used from the viewpoint of preventing the vacuum degree of the vacuum heat insulating material from being lowered. Examples of the gas barrier layer include a metal foil and a vapor deposition film in which a vapor deposition film is formed on a resin film. The vapor deposition film is obtained by forming a vapor deposition film on a base material by a vapor deposition method, a sputtering method or the like. From the viewpoint of gas barrier properties and economics, aluminum is preferably used in both the metal foil and the vapor deposition material.

金属箔をガスバリア層として用いた場合、金属箔のカスバリア層を備えたフィルム側に設けた受電コイルは、送電コイルとの非接触給電時に強い誘導加熱が引き起こされ、その熱でフィルムが溶ける可能性がある。そのため、受電コイル側には金属箔を用いたガスバリア性フィルムを使用することはできない。そこで、ガス透過量の観点から一方の面にガスバリア層として蒸着層のみを使用したフィルム、他方の面に金属箔を用いたフィルムを使用し、受電コイルを蒸着層側に設けることで、送電コイルとの非接触給電の際に、蒸着層側の受電コイルからは、誘導加熱が生じることがないため、ガス透過量と給電の両観点から好ましい構成となる。 When metal foil is used as the gas barrier layer, the power receiving coil provided on the film side with the metal barrier layer of the metal foil may cause strong induction heating during non-contact power feeding with the power transmitting coil, and the heat may melt the film. There is. Therefore, a gas barrier film using a metal foil cannot be used on the power receiving coil side. Therefore, from the viewpoint of the amount of gas permeation, by using a film that uses only a vapor deposition layer as a gas barrier layer on one side and a film that uses a metal foil on the other side, and install a power receiving coil on the vapor deposition layer side, In the case of non-contact power feeding with the above, induction heating does not occur from the power receiving coil on the vapor deposition layer side, so that the configuration is preferable from both viewpoints of gas permeation amount and power feeding.

蒸着フィルムの基材となる樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の芳香族ポリエステル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、メタキシリレンジアミン・アジピン酸縮合体等のポリアミド樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂;ポリメチルメタクリレート、アクリル酸エステルとメチルメタクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール及びポリ酢酸ビニルを部分ケン化した物等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂から製造されるフィルムが用いられる。 Examples of the resin film as the base material of the vapor deposition film include aromatic polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT); polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene and olefin copolymers; polyvinyl chloride; Vinyl chloride resin such as vinyl chloride copolymer; polyamide resin such as nylon 6, nylon 66, and metaxylylenediamine/adipic acid condensate; acrylonitrile/butadiene/styrene copolymer, styrene such as acrylonitrile/styrene copolymer Resins; acrylic resins such as polymethylmethacrylate, acrylic acid ester and methylmethacrylate copolymer, thermoplastic resins such as ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinyl alcohol and partially saponified polyvinyl acetate, A film manufactured from a thermosetting resin such as a phenol resin or a urea resin is used.

ガスバリア層の厚さは特に制限はないが、金属箔の場合は、1〜60μmであり、好ましくは5〜30μmである。厚さが1μm以上であれば、金属箔の強度が高く、ピンホールの形成等が抑えられる。蒸着フィルムの場合は、ガスバリア層の厚さは、10〜60μm、好ましくは12〜30μmであり、そのうち蒸着膜の厚さは、0.02〜0.6μm、好ましくは0.02〜0.4μmである。蒸着膜の厚さが0.02μm以上であればガスバリア性を発揮でき、0.4μm以下であれば膜形成の技術的な困難さは大きくはなく、非接触給電時に発生する誘導加熱や、通信の障害も少ない。ガスバリア層に用いられる金属箔や蒸着フィルムは公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 The thickness of the gas barrier layer is not particularly limited, but in the case of a metal foil, it is 1 to 60 μm, preferably 5 to 30 μm. When the thickness is 1 μm or more, the strength of the metal foil is high and formation of pinholes and the like can be suppressed. In the case of a vapor deposition film, the thickness of the gas barrier layer is 10 to 60 μm, preferably 12 to 30 μm, of which the thickness of the vapor deposition film is 0.02 to 0.6 μm, preferably 0.02 to 0.4 μm. Is. If the thickness of the deposited film is 0.02 μm or more, the gas barrier property can be exhibited, and if it is 0.4 μm or less, the technical difficulty of the film formation is not great, and the induction heating and communication that occur during non-contact power feeding and communication There are few obstacles. Metal foils and vapor-deposited films used for gas barrier layers are known, and are easily available on the market or can be prepared.

シール層は、加熱により融着可能な樹脂である。熱融着可能な樹脂であれば、特に制限はない。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリアクリロニトリル、PET、エチレン−ビニルアルコール共重合体、又はそれらの混合体からなるフィルム等を用いることができる。好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-ビニルアルコール共重合体が用いられる。ポリエチレンは、0.90〜0.98g/cm3の密度のものが好ましい。ポリプロピレンは、0.85〜0.95g/cm3の密度のものが好ましい。シール層の厚さは特に制限はないが、通常10〜100μmであり、好ましくは25〜60μmである。シール層に用いられる樹脂は公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 The seal layer is a resin that can be fused by heating. There is no particular limitation as long as it is a resin that can be heat-sealed. Specifically, a film made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, polyacrylonitrile, PET, an ethylene-vinyl alcohol copolymer, or a mixture thereof can be used. Preferably, polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl alcohol copolymer is used. The polyethylene preferably has a density of 0.90 to 0.98 g/cm@3. The polypropylene preferably has a density of 0.85 to 0.95 g/cm3. The thickness of the seal layer is not particularly limited, but is usually 10 to 100 μm, preferably 25 to 60 μm. The resin used for the seal layer is known, and is easily available on the market or can be prepared.

樹脂フィルム層は、ガスバリア層を保護する目的で、ガスバリア層上に任意に設けられる層である。樹脂フィルム層としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の芳香族ポリエステル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、メタキシリレンジアミン・アジピン酸縮合体等のポリアミド樹脂;ポリビニルアルコール、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂;ポリメチルメタクリレート、アクリル酸エステルとメチルメタクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂から製造されるフィルムが用いられる。好ましくは、PET、ナイロン6又はナイロン66である。これらの樹脂フィルムには、有機質、無機質のフィラーを添加することもできる。これらの樹脂は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。樹脂フィルム層には、ガスバリア性フィルムのガスバリア性能を更に向上させるために、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、ビニルアルコール等のビニルモノマーを重合、共重合させて得られるガスバリア性樹脂を塗布したり、積層したり、それらの粒子を樹脂フィルム層中に混合分散させることもできる。樹脂フィルム層の厚さは特に制限はないが、通常5〜40μmであり、好ましくは10〜30μmである。樹脂フィルム層に用いられる樹脂は公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 The resin film layer is a layer optionally provided on the gas barrier layer for the purpose of protecting the gas barrier layer. As the resin film layer, aromatic polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT); polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene and olefin copolymers; polyvinyl chloride, vinyl chloride copolymers, etc. Vinyl chloride resin; polyamide resin such as nylon 6, nylon 66, and metaxylylenediamine/adipic acid condensate; polyvinyl alcohol, acrylonitrile/butadiene/styrene copolymer, styrene resin such as acrylonitrile/styrene copolymer; A film made of a thermoplastic resin such as an acrylic resin such as polymethylmethacrylate or an acrylic ester/methylmethacrylate copolymer, or a thermosetting resin such as a phenol resin or a urea resin is used. Preferred is PET, nylon 6 or nylon 66. An organic or inorganic filler may be added to these resin films. These resins can be used alone or in admixture of two or more. In order to further improve the gas barrier performance of the gas barrier film, the resin film layer may be coated or laminated with a gas barrier resin obtained by polymerizing and copolymerizing vinyl monomers such as vinylidene chloride, acrylonitrile and vinyl alcohol. The particles may be mixed and dispersed in the resin film layer. The thickness of the resin film layer is not particularly limited, but is usually 5 to 40 μm, preferably 10 to 30 μm. The resin used for the resin film layer is known, and is easily available on the market or can be prepared.

ガスバリア性フィルムは、袋状に形成される。袋状とは、中に芯材及び吸着剤を入れられる形状である。ガスバリア性フィルムを袋状に形成する工程には、特に制限はない。例えば、ガスバリア性フィルムがシール層有する場合に、互いのシール層が接するように2枚のガスバリア性フィルムを重ねて、芯材及び吸着剤を納める部位の周りを、芯材及び吸着剤の挿入のための開口部を残して熱融着することにより、ガスバリア性フィルムを袋状に形成してもよい。 The gas barrier film is formed in a bag shape. The bag shape is a shape in which the core material and the adsorbent can be put. The step of forming the gas barrier film in a bag shape is not particularly limited. For example, when the gas barrier film has a seal layer, two gas barrier films are overlapped so that the seal layers are in contact with each other, and the core material and the adsorbent are inserted around the portion containing the core material and the adsorbent. The gas barrier film may be formed in a bag shape by heat-sealing leaving an opening for the gas barrier film.

本発明に用いられる外層は、紙及び/又は不織布である。紙とは、植物繊維その他の繊維を膠着させて製造した物である。有機繊維及び無機繊維のいずれも紙の材料として使用し得る。紙の材料となる有機繊維としては、例えば、植物由来の繊維、合成繊維等があり、紙の材料となる無機繊維は、例えば、鉱物、金属からなる繊維、合成繊維等がある。不織布とは、繊維シート、ウェブまたはバットで、線が一方向またはランダムに配向しており、交流、及び/又は融着、及び/又は接着によって繊維間が結合されたものである。有機繊維及び無機繊維のいずれも不織布の材料として使用し得る。 The outer layer used in the present invention is paper and/or non-woven fabric. Paper is a product produced by sticking vegetable fibers and other fibers together. Both organic and inorganic fibers can be used as paper materials. Examples of the organic fibers used as the material of the paper include plant-derived fibers and synthetic fibers, and examples of the inorganic fibers used as the material of the paper include fibers made of minerals and metals, synthetic fibers and the like. The non-woven fabric is a fiber sheet, a web or a batt, in which lines are oriented in one direction or randomly, and fibers are bonded by alternating current and/or fusion and/or adhesion. Both organic and inorganic fibers can be used as the material for the non-woven fabric.

不織布の材料となる有機繊維は天然繊維及び化学繊維を含み、天然繊維としては綿、羊毛、フェルト、麻、パルプ、絹等があり、化学繊維としてはレーヨン、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリル繊維、ビニロン、アラミド繊維、アセテート等がある。不織布の原料となる無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、鉱物繊維等がある。好ましい材料は、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンである。紙及び不織布は公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 The organic fibers as the material of the non-woven fabric include natural fibers and chemical fibers, and the natural fibers include cotton, wool, felt, hemp, pulp, silk, etc., and the chemical fibers include rayon, polyamide, polyester, polypropylene, acrylic fiber, Examples include vinylon, aramid fiber, and acetate. Examples of the inorganic fiber that is a raw material of the nonwoven fabric include glass fiber, carbon fiber, and mineral fiber. Preferred materials are polyamide, polyester, polypropylene. Paper and non-woven fabrics are known and are readily available on the market or can be prepared.

外層の厚さは、0.01mm〜3mmであり、好ましくは0.03〜0.5mmである。外層の目付は特に制限はないが、好ましくは10〜200g/m2であり、より好ましくは20〜100g/m2である。 The outer layer has a thickness of 0.01 mm to 3 mm, preferably 0.03 to 0.5 mm. The basis weight of the outer layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 g/m 2 , and more preferably 20 to 100 g/m 2 .

外層は、例えば、ラミネートによって、ガスバリア性フィルムの、芯材と接しない側(真空断熱材の外側)に接着される。ラミネートの方法としては、ドライラミネート、押し出しラミネート、ホットメルトラミネート、ウェットラミネート、サーマルラミネート等が挙げられる。 The outer layer is adhered to the side of the gas barrier film that is not in contact with the core material (outside of the vacuum heat insulating material), for example, by laminating. Examples of the laminating method include dry laminating, extrusion laminating, hot melt laminating, wet laminating and thermal laminating.

本発明の一実施形態に係る真空断熱材は、板状である。板状とは、薄く平たい形状を言い、対向する2つの面及びこれら2つの面を接続する側周面を有する。外層は、板状の真空断熱材の少なくとも片面の一部を覆っており、好ましくは、使用する際に熱源側に配置される面の縁を枠状に覆っている。外層は、好ましくは真空断熱材の側周面も覆っており、より好ましくは真空断熱材の全面(すなわち、両面及び側周面)を覆っている。また、複数の真空断熱材を組み合わせて用いる場合には、真空断熱材同士の継ぎ目部分における熱の漏洩を防ぐために、側周面を外層で覆うことが有利である。 The vacuum heat insulating material according to one embodiment of the present invention has a plate shape. The plate shape means a thin and flat shape, and has two opposing surfaces and a side peripheral surface connecting these two surfaces. The outer layer covers a part of at least one surface of the plate-shaped vacuum heat insulating material, and preferably covers the edge of the surface arranged on the heat source side in use in a frame shape. The outer layer also preferably covers the side surface of the vacuum heat insulating material, and more preferably covers the entire surface (that is, both surfaces and the side peripheral surface) of the vacuum heat insulating material. Further, when a plurality of vacuum heat insulating materials are used in combination, it is advantageous to cover the side peripheral surface with an outer layer in order to prevent heat leakage at the joint portion between the vacuum heat insulating materials.

図2は、図1に示す小型無線真空計に電力を供給する送電装置の構成を示すブロック図である。送電装置20は、送電コイル21と、DC/DCコンバータ22と、PC/安定化電源23とを含むことができ、例えば、基板上にそれら部品を実装することができる。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a power transmission device that supplies electric power to the small wireless vacuum gauge shown in FIG. The power transmission device 20 can include a power transmission coil 21, a DC/DC converter 22, and a PC/stabilized power supply 23. For example, these components can be mounted on a substrate.

送電コイル21は、磁界共鳴方式、電磁誘導方式等の非接触給電方式によって、小型無線真空計(図1参照)に含まれる受電コイル11と作用して、受電コイル11に電気を生じさせるコイルである。 The power transmission coil 21 is a coil that acts on the power receiving coil 11 included in the small wireless vacuum gauge (see FIG. 1) by a contactless power feeding method such as a magnetic field resonance method or an electromagnetic induction method to generate electricity in the power receiving coil 11. is there.

DC/DCコンバータ22は、送電コイル21及びPC/安定化電源23に電気的に接続され、送電コイル21と、PC/安定化電源23との間に設けられる。本発明の一実施形態では、DC/DCコンバータ22は、電圧を昇圧又は降圧するための昇降圧コンバータであるが、送電装置20では、主に、昇圧を目的として用いられる。 The DC/DC converter 22 is electrically connected to the power transmission coil 21 and the PC/stabilized power supply 23, and is provided between the power transmission coil 21 and the PC/stabilized power supply 23. In one embodiment of the present invention, the DC/DC converter 22 is a step-up/down converter for stepping up or stepping down the voltage, but in the power transmission device 20, it is mainly used for stepping up.

小型無線真空計10に含まれるDC/DCコンバータ12及び送電装置20に含まれるDC/DCコンバータ22を用いる主な目的は、このような昇降圧コンバータを用いて安定化された電圧下の元でセンサを駆動させることで、センサの出力信号の安定化及びガスバリア性フィルム(以下、「VIP用フィルム」とも称する。)表面の誘導加熱をなるべく小さい中で電力を供給させるためである。 The main purpose of using the DC/DC converter 12 included in the small wireless vacuum gauge 10 and the DC/DC converter 22 included in the power transmission device 20 is that the voltage is stabilized by using such a buck-boost converter. This is because by driving the sensor, electric power is supplied while the output signal of the sensor is stabilized and induction heating of the surface of the gas barrier film (hereinafter also referred to as “VIP film”) is as small as possible.

PC/安定化電源23は、DC/DCコンバータ22に電気的に接続される。送電装置20における電源は安定化電源から供給させることができるが、パソコン(PC)を用いてPC側から供給される電気の電圧をDC/DCコンバータ22で昇圧させても良い。 The PC/stabilized power supply 23 is electrically connected to the DC/DC converter 22. The power supply in the power transmission device 20 can be supplied from the stabilized power supply, but a personal computer (PC) may be used to boost the voltage of electricity supplied from the PC side by the DC/DC converter 22.

図3は、本発明の一実施形態に係る真空断熱材に含まれる小型無線真空計と送電装置との間の真空断熱材を介した非接触給電及び無線通信の様子を示すブロック図である。小型無線真空計10は断熱材内部に設けられ、送電装置20は断熱材外部に設けられる。非接触給電の際には、図3に示すように、小型無線真空計10の受電コイル11は、断熱材を構成する石膏ボード31、発泡体(XPS)32、及びガスバリア性フィルムであるアルミ蒸着層33を挟んで、送電装置20の送電コイル21に向かい合う。 FIG. 3 is a block diagram showing a state of non-contact power feeding and wireless communication between the small wireless vacuum gauge and the power transmitting device included in the vacuum heat insulating material according to the embodiment of the present invention via the vacuum heat insulating material. The small wireless vacuum gauge 10 is provided inside the heat insulating material, and the power transmission device 20 is provided outside the heat insulating material. At the time of non-contact power feeding, as shown in FIG. 3, the power receiving coil 11 of the small wireless vacuum gauge 10 includes a gypsum board 31, a foam (XPS) 32, which is a heat insulating material, and an aluminum vapor deposition which is a gas barrier film. It faces the power transmission coil 21 of the power transmission device 20 with the layer 33 interposed therebetween.

以下、本発明の真空断熱材について、実施例により詳細に説明する。しかしながら、本発明は、実施例に制限されるものではない。 Hereinafter, the vacuum heat insulating material of the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, the invention is not limited to the examples.

小型無線真空計への給電試験
図4は、非接触給電及び無線通信の性能実験に用いた真空断熱材の構成例を示す図である。受電コイル11と送電コイル21とによる非接触給電を、石膏ボード31、発泡体(XPS)32及びガスバリア性フィルムであるアルミ蒸着層33を含む断滅材をそれらの間に介して行う実験を行う。本実験では、図3に示すとおりように、基本的には、受電コイル11側を断熱材内部と想定し、送電コイル21側を断滅材外部と想定し、真空断熱材の内部に設置されたセンサが、離れた部位で給電及び通信が確認できるかどうか観測する。
Power feeding test to small wireless vacuum gauge FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a vacuum heat insulating material used in performance experiments of non-contact power feeding and wireless communication. An experiment is performed in which non-contact power feeding by the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 is performed through a gypsum board 31, a foam (XPS) 32, and a disintegrating material including an aluminum vapor deposition layer 33 that is a gas barrier film therebetween. .. In this experiment, as shown in FIG. 3, basically, the power receiving coil 11 side is assumed to be inside the heat insulating material, and the power transmitting coil 21 side is assumed to be the outside of the insulation material. The sensor observes whether power supply and communication can be confirmed at a remote site.

本実験で用いる、石膏ボード31、発泡体(XPS)32、及びアルミ蒸着層33の大きさをそれぞれ450mm角とした。石膏ボード31の厚さを12mmとし、発泡体(XPS)32の厚さを、50mm、70mm、100mm、120mmと変化させ、アルミ蒸着層33の厚さは、0Å、500Å、2000Å、4000Å、6000Å、65000Åと変化させることで、受電コイル11と送電コイル21との間の送電距離を変化させて、非接触給電による給電が可能か否か、及び、データの通信が可能か否かを観測した。 The sizes of the gypsum board 31, the foam (XPS) 32, and the aluminum vapor deposition layer 33 used in this experiment were each 450 mm square. The thickness of the gypsum board 31 is set to 12 mm, the thickness of the foam (XPS) 32 is changed to 50 mm, 70 mm, 100 mm and 120 mm, and the thickness of the aluminum vapor deposition layer 33 is 0 Å, 500 Å, 2000 Å, 4000 Å, 6000 Å. , 65000Å, the power transmission distance between the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 was changed, and it was observed whether or not power could be fed by contactless power feeding and whether or not data could be communicated. ..

具体的には、石膏ボード31は、吉野石膏社製のタイガーボードを使用し、発泡体(XPS)32は、ダウ化工社製のスタイロフォームIBを使用した。発泡体(XPS)32の厚さを50m〜120mmの間で、1枚以上積層して実験に使用する発泡体の厚さを調整した。図4に示すとおり、石膏ボード31、発泡体(XPS)32及びアルミ蒸着層33を含む断熱材に相当する積層体の上下に、センサに接続された受電コイル11、及びPCと安定化電源に接続された送電コイル21を配置して、給電及び通信が可能か否かを確認した。 Specifically, the gypsum board 31 was a tiger board manufactured by Yoshino Gypsum Co., Ltd., and the foam (XPS) 32 was a Styrofoam IB manufactured by Dow Kako Co., Ltd. The thickness of the foam (XPS) 32 was adjusted between 50 m and 120 mm by laminating one or more sheets to adjust the thickness of the foam used in the experiment. As shown in FIG. 4, a power receiving coil 11 connected to the sensor, a PC and a stabilizing power source are provided above and below a laminated body corresponding to a heat insulating material including a gypsum board 31, a foam (XPS) 32 and an aluminum vapor deposition layer 33. The connected power transmission coil 21 was arranged and it was confirmed whether power feeding and communication were possible.

安定化電源から5Vの電圧をかけ、送電コイル21にあるDC/DCコンバータ22から昇圧させた。電流値として0,5Aになるように距離に応じて昇圧を行った。送電側をV=5V、A=0.5Aとした時の受電コイル11での送電効率(非昇圧時の電圧で観測)を計算した。送電効率は、次の式で求めることができる。
送電効率(%)=受電側電力(W)/送電側電力(W)×100
A voltage of 5 V was applied from the stabilized power supply, and the DC/DC converter 22 in the power transmission coil 21 boosted the voltage. The voltage was boosted according to the distance so that the current value was 0.5 A. The power transmission efficiency (observed by the voltage at the time of non-boosting) in the power receiving coil 11 when V=5V and A=0.5A on the power transmission side was calculated. The power transmission efficiency can be calculated by the following formula.
Power transmission efficiency (%)=power on receiving side (W)/power on transmitting side (W)×100

受電コイル11及び送電コイル21のコイル径を70mmとした場合に、送電距離、送電効率、アルミ蒸着層の厚み(以下、単に、アルミの厚みともいう)、給電可能であるか否か、通信可能であるか否かを表1に示す。給電可能であれば“〇”、給電不可能であれば“×”で表し、同様に、通信可能であれば“〇”、通信不可能であれば“×”を表す。“〇”、“×”の記号については、その他の実験結果の表においても同じ意味である。

Figure 0006728438
When the coil diameters of the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 are 70 mm, it is possible to communicate whether the power transmission distance, the power transmission efficiency, the thickness of the aluminum vapor deposition layer (hereinafter, also simply referred to as the thickness of aluminum), whether power can be supplied or not Whether or not is shown in Table 1. If the power can be supplied, it is represented by "O", if the power cannot be supplied, it is represented by "X". The symbols "o" and "x" have the same meanings in the other experimental result tables.
Figure 0006728438

受電コイル11及び送電コイル21のコイル径を100mmとした場合に、送電距離、送電効率、アルミ蒸着層の厚み、給電可能であるか否か、通信可能であるか否かを表2に示す。

Figure 0006728438
When the coil diameters of the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 are 100 mm, Table 2 shows the power transmission distance, the power transmission efficiency, the thickness of the aluminum vapor deposition layer, whether power can be supplied, and whether communication is possible.

Figure 0006728438

受電コイル11及び送電コイル21のコイル径を150mmとした場合に、送電距離、送電効率、アルミ蒸着層の厚み、給電可能であるか否か、通信可能であるか否かを次の表に示す。

Figure 0006728438
When the coil diameters of the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 are set to 150 mm, the following table shows the power transmission distance, the power transmission efficiency, the thickness of the aluminum vapor deposition layer, whether power can be fed, and whether communication is possible. ..

Figure 0006728438

受電コイル11及び送電コイル21のコイル径を200mmとした場合に、送電距離、送電効率、アルミ蒸着層の厚み、給電可能であるか否か、通信可能であるか否かを次の表に示す。ここで、給電可能であるか否かについて、“△”の記号は、給電又は通信が失敗するときと成功するときがあり、不安定な状態を意味する。

Figure 0006728438
When the coil diameters of the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 are set to 200 mm, the following table shows the power transmission distance, the power transmission efficiency, the thickness of the aluminum vapor deposition layer, whether power can be fed, and whether communication is possible. .. Here, with respect to whether or not power can be supplied, the symbol “Δ” means an unstable state when power supply or communication fails and sometimes succeeds.

Figure 0006728438

コイル径を70mm、100mm、150mm、200mmとした場合に得られた表1から4に示す結果から、コイル径と送電距離とアルミの厚み(アルミ蒸着厚み)の関係をまとめたものを次の表5に示す。

Figure 0006728438
From the results shown in Tables 1 to 4 obtained when the coil diameters are 70 mm, 100 mm, 150 mm, and 200 mm, the following table summarizes the relationship between the coil diameter, the power transmission distance, and the aluminum thickness (aluminum vapor deposition thickness). 5 shows.

Figure 0006728438

表5をグラフにプロットしたものを図5に示す。図5は、小型無線真空計の非接触給電の送電距離を変化させて得られた実験結果に基づく給電可能なコイル径と蒸着厚みとの関係を示すグラフである。コイル径が150mm、200mmであるときに、送電距離92mmと112mmのアルミの厚みは同じであるから、図5のグラフでは、送電距離112mmについての実験結果のプロットは省略する。 A plot of Table 5 in a graph is shown in FIG. FIG. 5 is a graph showing a relationship between a coil diameter capable of power supply and a vapor deposition thickness based on an experimental result obtained by changing a power transmission distance of non-contact power supply of a small wireless vacuum gauge. When the coil diameters are 150 mm and 200 mm, the aluminum thicknesses of the power transmission distances of 92 mm and 112 mm are the same, so the plot of the experimental results for the power transmission distance of 112 mm is omitted in the graph of FIG.

図5を参照すると、本実験で得られた結果では送電距離を伸ばしていくと、アルミ蒸着層の合計の厚み(蒸着厚み)を y とし、コイル径を x とすると、蒸着厚みとコイル径の関係式(一次関数) y = ax+b (ただし、a、bは整数) の係数(傾き) a が小さくなる事が確認された。これは、送電距離が伸びると送電効率が低下し、アルミの層が厚いと電力が供給できなくなる為である。 Referring to FIG. 5, in the result obtained in this experiment, when the power transmission distance is extended, the total thickness (vapor deposition thickness) of the aluminum vapor deposition layer is y, and the coil diameter is x, the vapor deposition thickness and the coil diameter are It was confirmed that the coefficient (slope) a of the relational expression (linear function) y = ax+b (where a and b are integers) becomes small. This is because power transmission efficiency decreases as the power transmission distance increases, and power cannot be supplied if the aluminum layer is thick.

例えば、コイル径を150mmにしたに得られた表3に示す結果から、送電距離別に送電効率をまとめた結果を表6に示す。表6は、送電距離が伸びると送電効率が低下する傾向を示している。

Figure 0006728438
150mmのコイル径で2000Åのアルミ蒸着層の合計の厚みをもったフィルムに対し、112mmの給電・通信距離で送電効率10%以上を達成する事を確認した。これ以上出力が落ちると、安定した通信が不可能であった。コイル径を小さくすることで磁界が弱まる為、送電距離は低下した。 For example, Table 6 shows a result in which the power transmission efficiency is summarized for each power transmission distance from the results shown in Table 3 obtained when the coil diameter is 150 mm. Table 6 shows that the transmission efficiency decreases as the transmission distance increases.

Figure 0006728438
It was confirmed that a film having a total thickness of 2000 Å aluminum vapor deposition layer with a coil diameter of 150 mm achieved a power transmission efficiency of 10% or more at a power feeding/communication distance of 112 mm. If the output drops further, stable communication was impossible. Since the magnetic field is weakened by reducing the coil diameter, the power transmission distance is reduced.

再び、図5を参照すると、小型無線真空計10が良好に、非接触給電及び無線通信を行える範囲は、真空断熱材のガスバリア性を担うアルミ蒸着の合計の厚みが500Å以上6000Å以下で、受電コイル11及び送電コイル21の直径が74mm以上200mm以下である。この範囲は、熱橋(ヒートブリッジ)の影響を受けるが、分厚い構成においてもある程度の送電が可能な構成である。熱橋とは、外壁と内壁の間にある柱・梁などが熱を伝える現象であり、 断熱材以外の柱・梁などは、建物内外を熱が伝わりやすく、熱橋と呼ばれる。 Referring to FIG. 5 again, the small wireless vacuum gauge 10 can satisfactorily perform non-contact power supply and wireless communication within a range in which the total thickness of the aluminum vapor deposition, which is the gas barrier property of the vacuum heat insulating material, is 500 Å or more and 6000 Å or less. The diameter of the coil 11 and the power transmission coil 21 is 74 mm or more and 200 mm or less. This range is affected by a heat bridge, but it is a structure that can transmit power to some extent even in a thick structure. A thermal bridge is a phenomenon in which the pillars/beams between the outer wall and the inner wall transfer heat. The pillars/beams other than the heat insulating material are easily transferred to the inside and outside of the building and are called thermal bridges.

熱橋の影響がより少ない、より好ましい範囲は、真空断熱材のガスバリア性を担うアルミ蒸着層の厚みが500Å以上2000Å以下で、受電コイル11及び送電コイル21の直径が74mm以上200mm以下である。アルミ蒸着層の合計の厚み(蒸着厚み)は、真空断熱材において良好なガスバリア性を得る為には少なくとも500Å厚以上必要であるが、2000Åを超えると、金属部を伝って熱が回り込む熱橋の影響が大きくなる。また、アルミ蒸着層の合計の厚みが500Å以上2000Å以下で、受電コイル11及び送電コイル21のコイル径が100mm以上150mm以下である範囲も、安定的に非接触給電及び無線通信を行うことが可能なより好ましい範囲である。 In a more preferable range in which the influence of the thermal bridge is smaller, the thickness of the aluminum vapor deposition layer that is responsible for the gas barrier property of the vacuum heat insulating material is 500 Å or more and 2000 Å or less, and the diameters of the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 are 74 mm or more and 200 mm or less. The total thickness of the vapor-deposited aluminum layer (vapor-deposited thickness) must be at least 500 Å or more to obtain good gas barrier properties in the vacuum heat insulating material, but if it exceeds 2000 Å, the heat will be transmitted through the metal part and the heat will flow. Will be greatly affected. Further, it is possible to perform stable non-contact power supply and wireless communication even in a range where the total thickness of the aluminum vapor deposition layer is 500 Å or more and 2000 Å or less and the coil diameters of the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 are 100 mm or more and 150 mm or less. It is a more preferable range.

図5に示す実験結果に鑑みると、受電コイル11と前記送電コイル21との間の送電距離が112mm以下の時の送電可能なフィルムのアルミ蒸着層の合計の厚みをyとし、コイル径をxとする関係式y=ax+b(ただし、a及びbは整数)で表現される1次関数から得られる傾きの係数aが30以上になる範囲が非接触給電及び無線通信を行う範囲として好ましい範囲である。また、受電コイル11と送電コイル21との間の送電距離が62mm以上132mm以下の時の送電可能なフィルムのアルミ蒸着層の合計の厚みをyとし、コイル径をxとする関係式y=ax+bで表現される1次関数から得られる傾きの係数aが30以上45以下になる範囲が非接触給電及び無線通信を行う範囲として好ましい範囲である。さらに、受電コイル11のコイル径xが74mm≦x≦200mmであるときに、アルミ蒸着層の合計の厚みyが30x−4000≦y≦45x−2837である範囲が非接触給電及び無線通信を行う範囲として好ましい範囲である。 Considering the experimental results shown in FIG. 5, when the power transmission distance between the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 is 112 mm or less, the total thickness of the aluminum vapor deposition layer of the film capable of transmitting power is y, and the coil diameter is x. The range in which the slope coefficient a obtained from the linear function represented by the relational expression y=ax+b (where a and b are integers) is 30 or more is a preferable range as a range for performing non-contact power feeding and wireless communication. is there. Further, when the power transmission distance between the power receiving coil 11 and the power transmitting coil 21 is 62 mm or more and 132 mm or less, the total thickness of the aluminum vapor deposition layer of the film capable of power transmission is y, and the coil diameter is x. Relational expression y=ax+b The range in which the coefficient a of the slope obtained from the linear function expressed by is not less than 30 and not more than 45 is a preferable range as a range for performing non-contact power feeding and wireless communication. Further, when the coil diameter x of the power receiving coil 11 is 74 mm≦x≦200 mm, non-contact power feeding and wireless communication are performed in a range where the total thickness y of the aluminum vapor deposition layer is 30x-4000≦y≦45x-2837. This is a preferable range.

図6は、本発明の別の実施形態に係る真空断熱材に含まれる小型無線真空計の部品構成を示すブロック図である。別の実施形態に係る小型無線真空計10’は、例えば、基板上に、受電コイル11と、DC/DCコンバータ12と、CPU・無線送信ユニット13と、A/Dコンバータ14と、オペアンプ(OP AMP)15と、圧力センサ16とを備え、さらに、温湿度センサ・内部時計17を含むことができる。CPU・無線送信ユニット13に接続された温湿度センサ・内部時計17は、例えば、I2C通信等のシリアル通信で直接CPUに信号を送信することができる。 FIG. 6 is a block diagram showing a component configuration of a small wireless vacuum gauge included in a vacuum heat insulating material according to another embodiment of the present invention. A small wireless vacuum gauge 10' according to another embodiment includes, for example, a power receiving coil 11, a DC/DC converter 12, a CPU/wireless transmission unit 13, an A/D converter 14, and an operational amplifier (OP) on a substrate. It includes an AMP) 15 and a pressure sensor 16, and may further include a temperature/humidity sensor/internal clock 17. The temperature/humidity sensor/internal clock 17 connected to the CPU/wireless transmission unit 13 can directly transmit a signal to the CPU by serial communication such as I2C communication.

CPU・無線送信ユニット13は、温湿度センサ・内部時計17からの信号を無線で外部の受信ユニットに送信することができる。なお、温湿度センサについては無くても、圧力センサ16により真空断熱材の内側の圧力を測定することが可能な為、必要がない場合には、小型無線真空計10’の構成に含めなくてもよい。つまり、温湿度センサは、真空断熱材の内部に侵入する水蒸気圧の問題を確認する等の必要な場合に応じて、小型無線真空計10’に含めることができる。さらに、各種分子種(二酸化炭素、一酸化炭素、酸素、VOC等)を計測するセンサも小型無線真空計10’に含めることができる。すなわち、小型無線真空計10’は、温度センサ、湿度センサ、各種分子種を計測するセンサ及び内部時計のうち少なくとも1つをさらに含むことができる。なお、温度センサ及び湿度センサは、誘導加熱等により生じ得る熱の影響を受けるため、受電コイル11から隔離して設けることができる。例えば、温度センサ及び湿度センサは、熱の影響を受けないために、受電コイル11から30mm以上離して設けることができる。 The CPU/wireless transmission unit 13 can wirelessly transmit a signal from the temperature/humidity sensor/internal clock 17 to an external reception unit. Even if there is no temperature/humidity sensor, the pressure sensor 16 can measure the pressure inside the vacuum heat insulating material. Therefore, if it is not necessary, it should be excluded from the configuration of the small wireless vacuum gauge 10'. Good. That is, the temperature/humidity sensor can be included in the small wireless vacuum gauge 10' as necessary, for example, to check the problem of the water vapor pressure invading the inside of the vacuum heat insulating material. Furthermore, a sensor for measuring various molecular species (carbon dioxide, carbon monoxide, oxygen, VOC, etc.) can be included in the small wireless vacuum gauge 10'. That is, the compact wireless vacuum gauge 10' may further include at least one of a temperature sensor, a humidity sensor, a sensor for measuring various molecular species, and an internal clock. Since the temperature sensor and the humidity sensor are affected by heat that can be generated by induction heating or the like, they can be provided separately from the power receiving coil 11. For example, since the temperature sensor and the humidity sensor are not affected by heat, they can be provided 30 mm or more away from the power receiving coil 11.

本発明の一実施形態及び別の実施形態に係る小型無線真空計を含む真空断熱材は、外層よりも内側に設けた小型無線真空計に、外部電源との電気的な接続なしに、圧力センサに電力を供給するための非接触給電ユニットを設け、非接触給電ユニットにおける受電コイルに接続されたDC/DCコンバータによって、受電コイルで生じた電気を、降圧又は昇圧させることで、一定の電圧に維持することができる。このような非接触給電ユニットによって、残量低下に起因して一定の電圧を維持できないバッテリーを小型無線真空計に設ける必要がなくなり、圧力センサから出力信号を安定的に得ることができる。 A vacuum heat insulating material including a small wireless vacuum gauge according to one embodiment and another embodiment of the present invention is a pressure sensor which is provided to a small wireless vacuum gauge provided inside an outer layer without electrical connection with an external power source. A non-contact power feeding unit for supplying electric power to the power receiving unit is provided, and the DC/DC converter connected to the power receiving coil in the non-contact power feeding unit causes the electricity generated in the power receiving coil to be stepped down or stepped up to a constant voltage. Can be maintained. With such a non-contact power supply unit, it is not necessary to provide a small wireless vacuum gauge with a battery that cannot maintain a constant voltage due to a reduction in the remaining amount, and an output signal can be stably obtained from the pressure sensor.

また、圧力センサへの給電及び圧力センサとの通信に使用される受電コイルのコイル径を、送電コイルとの距離(送電距離)及びガスバリア性フィルムであるアルミ蒸着層の厚みに応じて、適切に通信及び送電可能な範囲に設定することで、小型無線真空計への安定的な給電を実現し、小型無線真空計との通信が途切れることなく持続的に行うことができる。 In addition, the coil diameter of the power receiving coil used for power supply to the pressure sensor and communication with the pressure sensor should be set appropriately according to the distance from the power transmission coil (power transmission distance) and the thickness of the aluminum vapor deposition layer that is the gas barrier film. By setting the range in which communication and power transmission are possible, stable power supply to the small wireless vacuum gauge can be realized, and communication with the small wireless vacuum gauge can be continuously performed without interruption.

本発明に係る真空断熱材は、熱エネルギーを効率的に利用するために住宅やプラントの外壁等に利用することができる。特に、真空断熱材の施工後に断熱性能を計測して、真空断熱材の長期的な運用・性能予測を行うことなどに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The vacuum heat insulating material according to the present invention can be used for an outer wall of a house or a plant in order to efficiently use heat energy. In particular, it can be used for long-term operation and performance prediction of the vacuum heat insulating material by measuring the heat insulating performance after construction of the vacuum heat insulating material.

10 :小型無線真空計
10’ :小型無線真空計
11 :受電コイル
12 :DC/DCコンバータ
13 :無線送信ユニット
14 :A/Dコンバータ
15 :オペアンプ
16 :圧力センサ
17 :温湿度センサ・内部時
20 :送電装置
21 :送電コイル
22 :DC/DCコンバータ
23 :PC/安定化電源
31 :石膏ボード
33 :アルミ蒸着層
10: Small wireless vacuum gauge 10': Small wireless vacuum gauge 11: Power receiving coil 12: DC/DC converter 13: Wireless transmission unit 14: A/D converter 15: Operational amplifier 16: Pressure sensor 17: Temperature/humidity sensor/internal 20 : Power transmission device 21: power transmission coil 22: DC/DC converter 23: PC/stabilized power supply 31: gypsum board 33: aluminum vapor deposition layer

Claims (12)

芯材と、前記芯材を覆うガスバリア性フィルムであるアルミ蒸着層と、前記アルミ蒸着層の外側に設けられた外層とを含み、内部を減圧密封した真空断熱材において、
前記真空断熱材は、前記外層よりも内側に、小型無線真空計を含み、
前記小型無線真空計は、圧力センサと、前記圧力センサに電力を供給するための非接触給電ユニットと、前記圧力センサで測定された、少なくとも圧力値を含む測定データを送信する送信ユニットと
を少なくとも含み、
前記小型無線真空計は、前記圧力センサに電力を供給するためのバッテリーを備えておらず、
前記非接触給電ユニットは、送電側の装置に含まれる送電コイルから非接触で給電される受電コイルと、前記受電コイルに接続されたDC/DCコンバータとを含み、
前記DC/DCコンバータは、前記受電コイルで生じた電気を、昇圧又は降圧することにより一定の電圧に維持し、
前記受電コイルと前記送電コイルとの間の送電距離が112mm以下の時の送電可能なフィルムの前記アルミ蒸着層の合計の厚みをyとし、コイル径をxとする関係式y=ax+b(ただし、a及びbは整数)で表現される1次関数から得られる傾きの係数aが30以上になること
を特徴とする真空断熱材。
In a vacuum heat insulating material including a core material, an aluminum vapor deposition layer that is a gas barrier film covering the core material, and an outer layer provided outside the aluminum vapor deposition layer, and vacuum-sealing the inside,
The vacuum heat insulating material includes a small wireless vacuum gauge inside the outer layer,
The compact wireless vacuum gauge includes at least a pressure sensor, a non-contact power supply unit for supplying electric power to the pressure sensor, and a transmission unit for transmitting measurement data including at least a pressure value measured by the pressure sensor. Including,
The small wireless vacuum gauge does not include a battery for supplying power to the pressure sensor,
The non-contact power feeding unit includes a power receiving coil that is contactlessly fed from a power transmitting coil included in a power transmitting side device, and a DC/DC converter connected to the power receiving coil.
The DC/DC converter maintains a constant voltage by increasing or decreasing the electricity generated in the power receiving coil ,
A relational expression y=ax+b (however, the total thickness of the aluminum vapor deposition layer of the film capable of transmitting power when the power transmission distance between the power receiving coil and the power transmitting coil is 112 mm or less is y and the coil diameter is x=ax+b (however, a and b are the vacuum heat insulating material coefficient a gradient obtained from the linear function represented by an integer) is characterized Rukoto a more than 30.
前記アルミ蒸着層の合計の厚みが500Å以上6000Å以下で、前記受電コイルのコイル径が74mm以上200mm以下であること
を特徴とする請求項に記載の真空断熱材。
The total thickness of the aluminum deposited layer is at 500Å or more 6000Å or less, the vacuum heat insulating material according to claim 1, the coil diameter of the power receiving coil is equal to or less than than 74 mm 200 mm.
前記アルミ蒸着層の合計の厚みが500Å以上2000Å以下で、前記受電コイルのコイル径が74mm以上200mm以下であること
を特徴とする請求項に記載の真空断熱材。
The vacuum heat insulating material according to claim 1 , wherein the aluminum vapor deposition layer has a total thickness of 500 Å or more and 2000 Å or less and a coil diameter of the power receiving coil is 74 mm or more and 200 mm or less.
前記受電コイルと前記送電コイルとの間の送電距離が62mm以上132mm以下の時の送電可能なフィルムの前記アルミ蒸着層の合計の厚みをyとし、コイル径をxとする関係式y=ax+b(ただし、a及びbは整数)で表現される1次関数から得られる傾きの係数aが30以上45以下になること
を特徴とする請求項1に記載の真空断熱材。
When the power transmission distance between the power receiving coil and the power transmitting coil is 62 mm or more and 132 mm or less, the total thickness of the aluminum vapor deposition layer of the film capable of power transmission is y, and the coil diameter is x. Relational expression y=ax+b( However, the coefficient a of the gradient obtained from a linear function expressed by a and b is an integer) is 30 or more and 45 or less, The vacuum heat insulating material according to claim 1.
前記受電コイルのコイル径xが74mm≦x≦200mmであるときに、前記アルミ蒸着層の合計の厚みyが30x−4000≦y≦45x−2837であること
を特徴とする請求項に記載の真空断熱材。
When the coil diameter x of the power receiving coil is 74 mm ≦ x ≦ 200 mm, according to claim 4, the total thickness y of the aluminum deposition layer is characterized by a 30x-4000 ≦ y ≦ 45x- 2837 Vacuum insulation.
前記アルミ蒸着層の合計の厚みが500Å以上2000Å以下で、前記受電コイルのコイル径が100mm以上150mm以下であること
を特徴とする請求項1に記載の真空断熱材。
The vacuum heat insulating material according to claim 1, wherein the aluminum vapor deposition layer has a total thickness of 500 Å or more and 2000 Å or less and a coil diameter of the power receiving coil is 100 mm or more and 150 mm or less.
前記非接触給電ユニットは、前記受電コイルと前記送電コイルとの間で発生する誘導磁束を利用して電力を伝送する方式である電磁誘導方式を用いたことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の真空断熱材。 The non-contact power feeding unit, of claims 1-6, characterized in that it uses an electromagnetic induction method is a method for transferring power by utilizing an induced magnetic flux generated between said power receiving coil and the transmitting coil Vacuum heat insulating material given in any 1 paragraph. 前記受電コイル及び前記送電コイルは、それぞれ共振回路に含まれ、
前記非接触給電ユニットは、前記送電コイルに電流が流れることにより発生した磁場の振動が、同じ周波数で共振する前記受電コイルに伝わることで、磁界共鳴させて電力を伝送する方式である磁界共鳴方式を用いたことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の真空断熱材。
The power receiving coil and the power transmitting coil are respectively included in a resonance circuit,
The non-contact power feeding unit is a method of magnetic field resonance in which vibration of a magnetic field generated by a current flowing through the power transmission coil is transmitted to the power receiving coil that resonates at the same frequency to cause magnetic field resonance to transmit power. vacuum heat insulating material according to any one of claims 1 6, characterized in that with.
前記送信ユニットは、非接触給電で使用する周波数帯と同じ周波数帯又はそれ以下の周波数帯で、前記測定データの送信を行うこと
を特徴とする請求項又はに記載の真空断熱材。
The transmission unit in the same frequency band or less of the frequency band and the frequency band used in a non-contact power supply, vacuum heat insulating material according to claim 7 or 8, characterized in that the transmission of the measurement data.
前記小型無線真空計は、温度センサ、湿度センサ、各種分子種を計測するセンサ及び内部時計のうち少なくとも1つをさらに含むこと
を特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の真空断熱材。
The small radio vacuum gauge, a temperature sensor, a humidity sensor, a vacuum according to any one of claims 1 9, characterized in that it further comprises at least one of the sensors and internal clock for measuring the various molecular species Insulation.
前記温度センサ及び前記湿度センサは、前記受電コイルから隔離されていること
を特徴とする請求項10に記載の真空断熱材。
The vacuum heat insulating material according to claim 10 , wherein the temperature sensor and the humidity sensor are isolated from the power receiving coil.
前記温度センサ及び前記湿度センサは、前記受電コイルから30mm以上離れていること
を特徴とする請求項11に記載の真空断熱材。
The vacuum heat insulating material according to claim 11 , wherein the temperature sensor and the humidity sensor are separated from the power receiving coil by 30 mm or more.
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