(57)【要約】【課題】排気口周辺の排気抵抗を低減できる真空断熱材を提供する。【解決手段】真空断熱材である断熱パネル１は、パネル材２とパネル材４との間に形成された閉空間に芯材６を有している。この閉空間内の気体を排出するための排気口３がパネル材２に形成されている。パネル材２は容器部２ａとフランジ部２ｂとから構成されている。パネル材４は平板状である。排気口３はロウ材を載置するための凹部２ｄの底に形成されている。芯材６には、排気口３が対向する位置に、パネル材２からパネル材４へ貫ける貫通孔６ａが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空で封止される真空排気用の排気口が形成された第１パネル部材と、
前記第１パネル部材に対向して配置され、前記第１パネル部材との間で閉空間を形成する第２パネル部材と、
前記閉空間内に配置され、前記排気口に対向する領域に空隙が形成されている板状の芯材と
を備えたことを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
前記空隙は、前記第１パネル部材から前記第２パネル部材へ向けてテーパー状に狭くなるように形成された貫通孔であり、前記貫通孔内に、前記閉空間内の気体を吸収可能であり、前記第２パネル部材側の開口よりも大きいゲッター材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記第２パネル部材は、内圧が大気圧より低下した状態にあるときに、少なくとも前記貫通孔に対向する貫通孔対向領域が、前記貫通孔側へ凹状に変形可能な硬度で形成されており、前記貫通孔対向領域の外面に、前記貫通孔の位置を示す標識が付されていることを特徴とする請求項２に記載の真空断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空炉方式で製作するパネル型の真空断熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー効率の向上を図るため、断熱性能の優れた真空断熱材が様々な分野で利用されている。
【０００３】
ところで、真空形成のためにガスを排気する方式には、チップ管方式や真空炉方式が知られている。このうち、真空炉方式による真空加工では、内部のガスが排気処理される容器をチャンバー内に収め、チャンバー内を真空に保ちながら高温に加熱される。これにより、容器内部のガスが排出された状態で、容器の排気口に載置されていたロウ材が溶けて排気口が塞がれる。その後、冷却と共にチャンバー内の圧力は大気圧に戻されるが、排気口をロウ材で封止された容器内は真空状態のままとなり、真空断熱効果が得られる。
【０００４】
真空加工時のガスは、中真空となる０．１Ｐａ以上の圧力では流体としての性質を持ち、ポンプで排気を行うことで流体として連続的にガスが排出される。
【０００５】
これに対して、真空断熱性能を発揮する０．１Ｐａ以下の高真空では、ガスは分子としての性質が顕著となり、ポンプで排気を行っても連続的にガスを排出することができない。この場合、空間内を自由移動する分子が壁に衝突・反射を繰り返し、偶然に排気口から分子が出て行くことで、徐々に圧力が低下する。
【０００６】
パネル型の真空断熱材には、平板形状の容器内に形状を安定させるための板状の芯材が入っている。よって、この芯材が排気の障害となる。具体的には、芯材よりも排気口側の空間にある分子は容易に排気口から排出されるが、排気口側から見て芯材の裏側の空間にある分子はスムーズに排出されない。たとえ芯材が多孔質材であっても容易には排出されず、分子は自由移動する中で壁に衝突・反射を続け、その中で偶然に排気口から出るということを重ねることによって、容器内の圧力が低下する。これには多大な時間を要する。このため、真空加工の失敗要因ともなっている。
【０００７】
特許文献１には、真空加工における排気効率の向上を図る一手段として、芯材の厚み方向に貫通孔を形成した真空断熱材についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１５６３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、単に芯材の厚み方向に貫通孔を形成するだけでは、内部の流れが改善されるに過ぎない。ガスを効率良く排出するためには、排気口周辺の気体の流れも併せて考慮しなければならない。
【００１０】
そこで、本発明は、排気口周辺の排気抵抗を低減できる真空断熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の真空断熱材は、真空で封止される真空排気用の排気口が形成された第１パネル部材と、前記第１パネル部材に対向して配置され、前記第１パネル部材との間で閉空間を形成する第２パネル部材と、前記閉空間内に配置され、前記排気口に対向する領域に空隙が形成されている板状の芯材とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の真空断熱材は、上記構成に加えて、前記空隙は、前記第１パネル部材から前記第２パネル部材へ向けてテーパー状に狭くなるように形成された貫通孔であり、前記貫通孔内に、前記閉空間内の気体を吸収可能であり、前記第２パネル部材側の開口よりも大きいゲッター材が配置されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の真空断熱材は、上記構成に加えて、前記第２パネル部材は、内圧が大気圧より低下した状態にあるときに、少なくとも前記貫通孔に対向する貫通孔対向領域が、前記貫通孔側へ凹状に変形可能な硬度で形成されており、前記貫通孔対向領域の外面に、前記貫通孔の位置を示す標識が付されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、排気口に対向する位置に空隙が形成されているので、排気口周辺で気体の流れが受ける抵抗を低減することが可能となる。
【００１５】
また、本発明によれば、上記効果に加えて、空隙がテーパー状に延びる貫通孔として形成されているので、排気口周辺において、芯材の表裏の気体を直接排気口に導くことができ、排気時間の短縮化を図ることが可能となる。加えて、ゲッター材は、排気口側のみ通過可能な大きさに設定されているので、排気口と反対側の第２パネル部材側からの気体の流れ方向に移動可能であり、排気流を阻害しない。
【００１６】
また、本発明によれば、上記効果に加えて、大気圧よりも低圧の状態で凹状に変形可能な貫通孔対向領域の外面に、貫通孔の位置を示す標識が付されているので、真空が保たれている場合は凹形状により識別可能であり、真空状態に異常が生じて凹形状が消失した場合であっても目視により容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる断熱パネルの全体斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図３】図２の芯材の変形例を示す断面図である。
【図４】図２に芯材の別の変形例を示す断面図である。
【図５】図１の貫通孔周辺の拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる断熱パネルの全体斜視図である。
【図７】連結された図６の断熱パネルの連結領域を側方から見た拡大図である。
【図８】図６の断熱パネルの使用状態を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態にかかる断熱パネルの全体斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態にかかる断熱パネルについて図を用いて説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態にかかる断熱パネル１の全体斜視図である。本実施の形態にかかる断熱パネル１は、高温加熱されるチャンバー内において真空引きの処理が行われる真空炉方式に適した真空断熱材である。
【００２０】
断熱パネル１は、容器状のパネル材２（第１パネル部材）の周縁に屈曲部２ｃで折り返
して形成されたフランジ部２ｂと、平板状のパネル材４（第２パネル部材）の周縁とが溶接され、両者の間に閉空間を形成している。パネル材２の構造のうちフランジ部２ｂを除く部分、すなわち、上記閉空間を形成している部分を容器部２ａと呼ぶことにする。これらパネル材２、４は、０．０５ｍｍ前後の厚さに加工されたアルミ材やステンレス材が適している。図１に示すように、断熱パネル１の外形は略平板状である。
【００２１】
これらパネル材２、４により形成された閉空間内には、平板形状を維持するための芯材６が内設されている。この芯材６は、図１に点線で表されている。
【００２２】
容器状のパネル材２には、四隅のうち一箇所の近傍に、真空引きの際に排気を行う排気口３が形成されている。排気口３は、ロウ材を安定して載置するために形成された凹部２ｄの底に形成されている。
【００２３】
上記芯材６には、排気口３が形成された凹部２ｄに対向する位置に貫通孔６ａが形成されている。この排気口３及び周辺の構造について、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である図２を用いて説明する。
【００２４】
図２には、真空引きの際の気体の流れを矢印で示している。（ａ）は全体の断面図を示し、（ｂ）は（ａ）において二点鎖線の円で囲んだ部分の拡大図を示している。図２に示すように、本実施の形態にかかる構成では、芯材６には、上述のように、排気口３に対向する位置に貫通孔６ａが形成されているので、パネル材２、４で形成される閉空間のうち、芯材６に対して排気口３と反対側の空間Ｒｂからの気体が直接排気口３へ導かれる。したがって、芯材６が多孔質の構造を有しているか否かに関わらず、スムーズに排気口３への流れが形成されるので、排気時間の短縮化が図られる。
【００２５】
また、芯材６に対して、排気口３と同じ側の空間Ｒｆからの気体の流れについても、直接排気口３へ導かれるので、スムーズに排気が行われる。
【００２６】
次に、図２の芯材６に対する２つの変形例を図３、４を用いて説明する。
【００２７】
図３は、図２の芯材６の変形例を示す断面図である。ここでは、図１と同一の構成には同一の符号を付して説明する。図３の芯材１２では、排気口３に対向する領域に空隙が形成されている点において、図２の芯材６と共通している。しかし、図２の芯材６には貫通孔６ａが形成されているのに対して、図３の芯材１２には、薄肉部１２ａによって排気口３周りに空隙が形成されている点において異なっている。このように、排気口３に対向する部分の厚さが、対向しない他の部分の厚さよりも薄くなるように形成されているので、パネル材２のうち排気口３の周辺が凹状（凹部２ｄ）に形成されていても、気体の流れを阻害することなく外側へ向かう流れを作ることが可能となる。
【００２８】
図４は、図２の芯材６の別の変形例を示す断面図である。図４（ａ）は、真空引きにおける初期段階である低真空又は中真空状態、（ｃ）は最終段階の高真空状態を示している。また、図４（ｂ）は（ａ）の部分拡大図、（ｄ）は（ｃ）の部分拡大図である。ここでも、図１と同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【００２９】
図２の芯材６では、排気口３に対向する領域に形成されている空隙が、排気口３とは反対側に延びる等幅の貫通孔６ａであった。これに対して、図４の芯材１４に形成された空隙は、排気口３から離れるほど狭くなるテーパー状の貫通孔１４ａである。
【００３０】
さらに、この貫通孔１４ａ内には、パネル材２、４で形成された閉空間内の残留気体を吸着できるゲッター８が備えられている。ゲッター８は、排気口３の反対側に形成された
開口を通過できない大きさとなっている。このように、ゲッター８は、テーパー状の貫通孔１４ａの中間位置に引っ掛かるようにして留まっている。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、０．１Ｐａ以上の低真空又は中真空の状態においては、チャンバー内との圧力差が比較的大きいので、パネル材２、４で形成された容器には、若干の膨張が生じる。なお、図４（ａ）では作用を理解し易いように、膨張状態を強調して示している。
【００３２】
上述のように、貫通孔１４ａは排気口３から遠い側の開口が、ゲッター８の通過できない大きさに形成されているので、低真空又は中真空の状態において、閉空間の膨張により芯材１４とパネル材４との間が拡張された場合であっても、安定して貫通孔１４ａ内にゲッター８を留めておくことが可能である。
【００３３】
これにより、真空引きの際に、ゲッター８が移動して芯材１４とパネル材４の間に挟まることを防止することができる。
【００３４】
また、真空引きの過程において、低真空又は中真空状態にある初期段階では、排気される気流により容易に浮き上がることができるので、排気口３と反対側の空間Ｒｂからの排気の流れを阻害しない。
【００３５】
さらに、上述のように、貫通孔１４ａは、排気口３の形成されている領域に対向して形成されているので、排気口３周辺に形成された凹部２ｄが、貫通孔１４ａに対して蓋のように迫り出している。したがって、初期段階に生じる排気流によってゲッター８が持ち上げられたとしても、凹部によって必要以上に浮き上がってしまうのを凹部２ｄにより抑えられるので、貫通孔１４ａからゲッター８が飛び出してしまう現象を防止できる。
【００３６】
高真空状態に移行し、チャンバー内の圧力と断熱パネル１の閉空間内の圧力との差が小さくなる図４（ｃ）の状態においては、図４（ａ）のような膨張は収まり、排気口３周辺の凹部２ｄと貫通孔１４ａの開口との間隔が狭くなる。
【００３７】
しかし、本実施の形態にかかる構成では、排気口３側へ向けて内径が拡張されるように、貫通孔１４ａがテーパー状に形成されている。
【００３８】
すなわち、貫通孔１４ａの傾斜した内壁が、排気口３の凹部２ｄと傾斜方向を揃えるように形成されているので、排気口３周辺の気体の流れが阻害されず、滞留が生じ難い構造となっている。
【００３９】
特に、真空引きの過程において、分子の自由移動の影響が強くなる図４（ｃ）の高真空状態に移行した段階で顕著である。分子の壁への衝突・反射が生じる確率が低くなるので、排気効率が向上し、作業時間の短縮化が可能となる。延いては、真空加工の失敗を防止することが可能である。
【００４０】
続いて、図１の構成の断熱パネル１について、排気口３が形成されていないパネル材４の構造について図５を用いて説明する。
【００４１】
図５は図１の貫通孔６ａ周辺の拡大図である。（ａ）は内圧が大気圧より低い状態（すなわち、真空が良好に維持されている状態）、（ｂ）は内圧が大気圧と等しい状態（真空が劣化した状態）を示している。図中に一点鎖線で囲んだマーク位置１６は、パネル材４の外面にマークが付される領域を示している。また、図５（ａ）、（ｂ）は何れも、排気口３がロウ材１０により封止されている状態を示している。
【００４２】
図５（ａ）から見て取れるように、本実施の形態にかかる構成では、パネル材４のうち、少なくとも貫通孔６ａに対向する領域の材質は、内圧が大気圧よりも低い状態において貫通孔６ａ側へ凹状に変形可能な硬度に設定されている。これにより、真空状態が良好に維持されているときは、図５（ａ）のように貫通孔６ａに対向した領域の凹みが目視で確認できる。
【００４３】
これに対して、図５（ｂ）では、真空度が低下し、貫通孔６ａに対向する位置とそれ以外の位置とが区別のつかない平坦状態になっている。
【００４４】
しかし、一点鎖線で囲んだマーク位置１６にマークが付されているので、貫通孔６ａの位置を容易に確認することができる。よって、図５（ｂ）のように真空度が低下した劣化状態を目視で容易に発見することが可能である。
【００４５】
これにより、専用の真空チェック装置を用いることなく真空状態が確認できるので、断熱パネル１を扱う現場においても良品又は不良品の選別が極めて容易であり、作業効率が向上する。
【００４６】
なお、図２および図４の構成のように、排気口３の設けられている位置に貫通孔６ａ、１４ａが形成されている場合、排気口３の位置を確認できる状況であれば真空状態の確認は可能である。しかし、断熱パネル１が配置されて排気口３の位置を確認できない状況であっても、マークが付されていることにより確実に認識できる。具体的には、このマークは記号、符号や図形の何れでもよく、真空状態を示す標識として機能するものであれば文字であっても構わない。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態にかかる断熱パネル２１の全体斜視図である。第１の実施の形態の図１の例と同一の構成については同一の符号を付して説明する。
【００４８】
断熱パネル２１は、容器状のパネル材２２（第１パネル部材）と平板状のパネル材２４（第２パネル部材）とが互いの周縁で溶接されて閉空間を形成している構成においては、図１の断熱パネル１と共通している。また、容器状のパネル材２２が、形状維持のための芯材２６を容器部２２ａに備え、容器部２２ａの周りに形成されたフランジ部２２ｂで平板状のパネル材２４と溶接されているという構成についても、図１の断熱パネル１と同様である。
【００４９】
しかし、容器部２２ａの四隅に凹状の切り欠き部２２ｄが形成されており、且つ、周縁のフランジ部２２ｂのうち四つの角にそれぞれ連結穴２２ｅが形成されている点において図１の構成とは異なっている。
【００５０】
図６には、パネル材２２の構造のうち、容器部２２ａとフランジ部２２ｂとの境界に形成される屈曲ライン２２ｃの方向を一点鎖線で表している。本実施の形態の構成では、これら一点鎖線が交差する位置、すなわち、隣接するフランジ部２２ｂに沿ったそれぞれの屈曲ライン２２ｃの延長線が交差する４箇所に、上記連結穴２２ｅが形成されている。このように構成されているので、表裏を互い違いに組み合わせることにより、断熱作用を有する容器部２２ａ同士を密着させるように配置することができる。
【００５１】
なお、溶接は、屈曲ライン２２ｃの延びる一点鎖線の方向に沿って施される。加えて、切り欠き部２２ｄと連結穴２２ｅとを分けるように、図中に示した二点鎖線Ｌ１の方向へも溶接される。このように、屈曲ライン２２ｃの延びる方向に交差する位置に連結穴２２
ｅが形成されるので、全て直線的に溶接することができ、作業が容易になる。
【００５２】
図７は、図６の断熱パネル２１の連結位置の周辺を側面視により示した拡大図である。ここでは、連結構造を判別し易いように、一方の断熱パネル２１に斜線を施して示している。上述の連結穴２２ｅは点線で表されており、それぞれの連結穴２２ｅの中心位置を通る方向を一点鎖線Ｌ２で示している。
【００５３】
図７に示すように、断熱パネル２１を表裏が互い違いになるように配置し、且つ、連結穴２２ｅを一致させるように連結すると、それぞれの容器部２２ａ同士が隙間なく並べられる。このような連結状態の立体的構造を図８に示す。
【００５４】
図８は図６の断熱パネル２１の使用状態を示す斜視図である。隣接する断熱パネル２１同士は、表裏を互い違いに配置して連結されている。これにより、断熱効果を有する容器部２２ａ同士を隙間なく配置することができ、断熱効果を高めることが可能となる。
【００５５】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態にかかる断熱パネル４１の全体斜視図である。ここでは、一部破断により内部構造を表している。この断熱パネル４１を構成するパネル材２（第１パネル部材）及びパネル材４（第２パネル部材）は図１の構成と同様であるので同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５６】
本実施の形態にかかる構成では、芯材４６の表面に格子状の溝４６ｂ、４６ｃが形成されている点において、図１の構成とは異なっている。このように構成すると、芯材４６の広がる方向に沿った空間内の排気の流れがスムーズになる。
【００５７】
特に、排気口３（図１を参照）に対向して設けられている貫通孔４６ａを通過するようにパネル材２側の溝４６ｂ及びパネル材４側の溝４６ｃを形成すると、よりスムーズに排気口３への流れが形成される。なお、ここでは、格子状に溝４６ｂ、４６ｃが形成された構成を例として示した。しかし、一方向のみに溝４６ｂ、４６ｃが延びるように形成しても構わない。
【００５８】
また、それぞれの溝４６ｂ、４６ｃは平行に形成する必要はなく、例えば、貫通孔４６ａから放射状に延びるように形成しても構わない。
【００５９】
また、芯材４６に表裏に溝４６ｂ、４６ｃを形成した構成を例として示したが、一面のみに形成しても構わない。例えば、排気口３から遠い側の空間に面する芯材４６の表面にのみ溝４６ｃを形成することも可能である。
【００６０】
また、本実施の形態にかかる構成では、一枚の芯材４６を容器内に配置する構成を例として示した。しかし、複数枚の芯材を組み合わせて容器内に内設しても構わない。この場合、互いの接触面側にのみ溝を形成しておくと、パネル材２、４に接する側に溝を形成する必要がないので、真空時のパネル材２、４への型の浮き出しを防止することが可能である。
【００６１】
なお、上記の各実施の形態に示した構成は、本発明の一例であり、以下のような変形例も含まれる。
【００６２】
上記の各実施の形態では、排気口３の位置が、矩形の平板状の断熱パネルの四隅のうちの一箇所に偏って形成されている構成を例として示した。しかし、排気口３の位置は中央寄りであっても、辺の中間位置に形成されていても構わない。
【００６３】
また、上記の各実施の形態では、排気口３は、容器状の構造を有するパネル材２、２２側に形成されている構成を例として示した。しかし、芯材との間で形成される空隙との関係が同じであれば、平板状のパネル材４、２４側に形成されていても構わない。
【００６４】
また、上記の第１の実施の形態では、芯材６に形成された貫通孔６ａの例として、等幅の貫通孔６ａとテーパー状の貫通孔１４ａを例として示したが、これ以外の形状の貫通孔であっても構わない。例えば、内側に段差が形成されていても良く、さらに、この段差は複数形成されていても良い。また、ゲッターを保持する構造として、内周方向の一部に突起が形成されていても良い。さらに、断面が円形で形成されていなくても構わない。
【００６５】
また、上記の各実施の形態では、断熱パネル１、４１の排気口３が真空ロウ付けで封止される構成を例として示した。しかし、真空封止の方法として、ロウ付けのほかにも、半田付け、溶接、低融点硝子、または硝子による封止を適宜適用することができ、同様の効果を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の真空断熱材は、真空炉方式で排気口の形状を薄型に形成できるので、加熱調理器の熱遮蔽の用途や、冷蔵庫の隔壁、建材の壁などに有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１      断熱パネル（真空断熱材）
２      パネル材（第１パネル部材）
２ａ      容器部
２ｂ      フランジ部
２ｃ      屈曲部
２ｄ      凹部
３      排気口
４      パネル材（第２パネル部材）
６      芯材
６ａ      貫通孔（空隙）
８      ゲッター
１０      ロウ材
１２      芯材
１２ａ      薄肉部
１４      芯材
１４ａ      貫通孔（空隙）
１６      マーク位置
２１      断熱パネル（真空断熱材）
２２      パネル材（第１パネル部材）
２２ａ      容器部
２２ｂ      フランジ部
２２ｃ      屈曲ライン
２２ｄ      切り欠き部
２２ｅ      連結穴
２４      パネル材（第２パネル部材）
２６      芯材
４１      断熱パネル（真空断熱材）
４６      芯材
４６ａ      貫通孔（空隙）
４６ｂ、４６ｃ      溝
Ｌ１      二点鎖線
Ｌ２      一点鎖線
Ｒｆ、Ｒｂ      空間
【図１】
2019032073.tif 000003
【図２】
2019032073.tif 000004
【図３】
2019032073.tif 000005
【図４】
2019032073.tif 000006
【図５】
2019032073.tif 000007
【図６】
2019032073.tif 000008
【図７】
2019032073.tif 000009
【図８】
2019032073.tif 000010
【図９】
2019032073.tif 000011