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公開番号2025133136
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024030891
出願日2024-03-01
発明の名称赤外透過性部材並びにこれを用いた筐体、鉄道車両、変圧器及びエンジン
出願人株式会社日立製作所
代理人ポレール弁理士法人
主分類G02B 5/00 20060101AFI20250904BHJP(光学)
要約【課題】赤外光の反射を抑制するとともに透過を促進し、発熱体の熱の除去を促進する赤外透過性部材を提供する。
【解決手段】基材と、基材に設けられた表面層と、を備える赤外透過性部材100であって、表面層(2)は、二酸化ケイ素を主成分として含み、赤外透過性部材100は、基材1よりも赤外光の透過率が高い。表面層(2)は、二酸化ケイ素粒子を含むものであってもよい。表面層(2)の平均厚さは、200～800nmであることが望ましい。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
基材と、前記基材に設けられた表面層と、を備える赤外透過性部材であって、
前記表面層は、二酸化ケイ素を主成分として含み、
前記赤外透過性部材は、前記基材よりも赤外光の透過率が高い、赤外透過性部材。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記表面層の平均厚さは、２００～８００ｎｍである、請求項１記載の赤外透過性部材。
【請求項３】
前記表面層は、多孔質である、請求項１記載の赤外透過性部材。
【請求項４】
前記基材の表面の算術平均粗さは、５０ｎｍ以上である、請求項１記載の赤外透過性部材。
【請求項５】
前記基材の算術平均粗さをＲａ０、前記表面層の表面の算術平均粗さをＲａ１としたとき、次の不等式が成り立つ、請求項１記載の赤外透過性部材。
Ｒａ１≧０．９Ｒａ０
【請求項６】
前記表面層は、二酸化ケイ素バインダと、二酸化ケイ素粒子と、を含む、請求項１記載の赤外透過性部材。
【請求項７】
前記表面層の屈折率は、前記基材の屈折率より小さい、請求項１記載の赤外透過性部材。
【請求項８】
前記二酸化ケイ素粒子の平均粒子径は、１０～５０ｎｍである、請求項６記載の赤外透過性部材。
【請求項９】
黒色顔料を含む黒色層を更に備え、
前記基材は、前記表面層と前記黒色層との間に挟み込まれている、請求項１記載の赤外透過性部材。
【請求項１０】
前記黒色顔料の平均粒子径は、１０～１０００ｎｍである、請求項９記載の赤外透過性部材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、赤外透過性部材並びにこれを用いた筐体、鉄道車両、変圧器及びエンジンに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の床下に配置されているインバータ等、コンピュータ、サーバ、変圧器等の機器は、四季を通じて継続的に発熱している。このため、これらの機器は、夏だけでなく冬も冷却する必要がある。通常、これらの機器は、ボックス、部屋といった筐体に収容されている。
【０００３】
鉄道車両用のインバータ等は、鉄道車両の高速化等により大型化し、発熱量が増大している。また、世界的な鉄道の普及に伴い、発熱の総量も増大している。また、コンピュータ、サーバ等の数は、近年、パーソナルコンピュータ、スマートフォン等のデジタル機器の使用台数の増加、及び扱うデータの増大に伴い、急激に増加している。
【０００４】
これらの機器から発生する熱を除去するため、筐体に換気用のファンを設けて内部の熱を放出する対策、空調装置等を設けて内部を冷却する対策等を行っている。このため、これらの対策のための電力使用量も、年々増大している。
【０００５】
特許文献１には、所定のガラスにて構成されている赤外放射層と、赤外放射層における放射面の存在側とは反対側に位置させる光反射層とが積層状態で設けられた放射冷却装置であって、光反射層が銀の層とアルミニウムの層とを積層したものであり、銀の層が赤外放射層に近い側に配置されているものが開示されている。
【０００６】
特許文献２には、基材の少なくとも一方の表面に設けられる反射防止膜であって、シリカを５０質量％以上含有するバインダー部と、シリカ粒子と、空気溜りとを含み、バインダー部が、所定の非加水分解性基及びアルキル基を有するアルコキシド化合物を加水分解－縮合反応して得られた、Ｓｉ－Ｏの繰り返し単位を主骨格とする縮合物で形成され、基材上に形成された後に熱処理がされたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際出願第２０１９／１４２８７６号
特開２０１５－９９３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
インバータ等、コンピュータ、サーバ、変圧器等の機器からは、発熱している状態では、おおよそ１００～１５０℃程度の温度域となる場合がある。この熱は、固体との接触により伝わる伝導、気体又は液体の流れに伴って伝わる対流、及び熱源が発する波長がおおよそ２５００～７５００ｎｍの赤外光が照射されることで伝わる輻射の３通りの現象により伝わる。
【０００９】
上記機器で発生する熱が輻射により伝わる場合、赤外光としてボックスの内面、部屋の内面等に照射される。
【００１０】
赤外光が部材に照射されると、一部は反射光として反射され、一部は吸収光として吸収され、残りが透過光として部材の外側に放出される。透過光の割合を増やすことができれば、ボックスや部屋の内部の熱を外部に放出しやすくなり、上記機器の冷却に寄与することとなる。これにより、冷却効率の向上、冷却に必要な電力使用量の増大の抑制等につながり、省エネルギーを図ることができると考えられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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