【手続補正書】
【提出日】平成15年10月28日(2003.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】真空断熱体の製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  内部空間を排気して封止する真空断熱体の製造方法において、前記内部空間内にゲッターを配設し、該内部空間を１Ｐａ（０．７５×１０−２Ｔｏｒｒ）から１×１０２Ｐａ（約０．７５Ｔｏｒｒ）の低真空度で排気して封止した後、前記ゲッターを後加熱して活性化させることにより高真空度を得ることを特徴とする真空断熱体の製造方法。
【請求項２】  前記内部空間の排気は、ロータリーポンプのみを使用し、またはロータリーポンプとメカニカルブースターポンプを併用して行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】  前記内部空間の封止の前に、前記内部空間のリークテストを行い、前記内部空間内にリークが無いことが確認されたときに封止を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】  前記内部空間の封止は常温から約２５０℃で行い、前記ゲッターの後加熱は２５０℃から６００℃で行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】  前記ゲッターとして、チタン箔またはジルコニウム箔を使用することを特徴とする請求項１から４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空断熱体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、真空断熱体の製造方法として、例えば特公平２−５５１５３号公報には、真空加熱炉内に構造体を配置して加熱温度５８０〜６００℃、１０−２から１０−３Ｐａ（１０−４〜１０−５Ｔｏｒｒ）の真空度で略１時間保持した後、径０．５ｍｍの３つの排気孔を電子ビーム溶接機で封止する方法が開示されている。また、特開平７−２９８９９１号公報には、真空加熱炉内に構造体を配置して加熱温度４５０℃、１Ｐａ（１０−２Ｔｏｒｒ）以下の真空度で真空加熱排気した後、排気孔近傍に配置したろう材をレーザ光で溶融させて排気孔（面積０．７〜７．０ｍｍ２）を閉塞する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の真空断熱体の製造方法では、１Ｐａ（１０−２Ｔｏｒｒ）以下の高真空に排気しているため、高真空用のディフュージョンポンプが必要である。このため、設備が大掛かりとなり、ポンプを水で冷却する配管設備も必要である。また、ディフュージョンポンプの中のオイルを加熱して動作可能とするのに数十分かかるうえ、炉内又は構造体の内部空間が高真空度に達してから加熱排気工程に移るため、予備排気に数十分かかる。さらに、加熱排気工程においても高真空度を維持するため、約１時間を要していた。この結果、構造体を設置してから取り出すまでに約２時間の処理時間が必要であった。
【０００４】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、低真空で排気でき、しかも製造時間を大幅に減少できる真空断熱体の製造方法を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、
内部空間を排気して封止する真空断熱体の製造方法において、前記内部空間内にゲッターを配設し、該内部空間を１Ｐａ（０．７５×１０−２Ｔｏｒｒ）から１×１０２Ｐａ（約０．７５Ｔｏｒｒ）の低真空度で排気して封止した後、前記ゲッターを後加熱して活性化させることにより高真空度を得るものである。
【０００６】
本発明によると、低真空で排気するから、気体分子の排気速度が速く、構造体の温度上昇速度も速くなるので、構成部材からの脱ガス、閉じられた内部空間の排気が促進される結果、排気時間が短縮される。
【０００７】
前記内部空間の排気は、ディフュージョンポンプ等の高真空用ポンプでなく、従来補助ポンプとして使用されている真空粗引き用ポンプ、具体的には、ロータリーポンプのみを使用し、またはロータリーポンプとメカニカルブースターポンプを併用して行うと、排気の立ち上げが瞬間に行える点で好ましい。
【０００８】
前記真空断熱体は、対向する金属製板状体の間に形成される内部空間内にスペーサを配設し、前記内部空間を排気して封止した後、所望形状に変形させるものであってもよい。この場合、前記内部空間の排気するための排気部は、封止後に切除することで、後の成形加工で邪魔になることがない。
【０００９】
前記内部空間の封止の前に、前記内部空間のリークテストを行い、前記内部空間内にリークが無いことが確認されたときに封止を行うことが好ましい。このように、リークテストと封止を一連の工程で行うことにより工程が簡略となる。
【００１０】
前記内部空間の封止は、前記対向する金属製板状体をシーム溶接することにより行うと、封止作業が非常に簡単になる。
【００１１】
前記内部空間の排気および封止は、前記対向する金属製板状体を真空炉に設置して周縁部をシーム溶接することもできる。
【００１２】
前記内部空間の封止は常温から約２５０℃で行い、前記ゲッターの後加熱は２５０℃から６００℃で行うことが好ましい。
【００１３】
前記ゲッターとして、チタン箔またはジルコニウム箔を使用することが好ましい。
【００１４】
前記ゲッターは、前記対向する金属製板状体の内面に接触させることで、後加熱により昇温する金属製板状態の熱をゲッターに伝えることができ、ゲッターを十分に活性化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１６】
図１は、本発明にかかる真空断熱体の製造方法を示す。１は、真空断熱体となる前の構造体で、該構造体１は、図３に示すように、対向する金属製薄板２の間に形成される略平板状の内部空間３内に該内部空間３と略同形状のスペーサ４を配設し、前記内部空間３内にゲッター５を配設してなる。
【００１７】
構造体１の金属製薄板２は、図３に示すように２枚の矩形の板２ａ，２ｂを重ね合わせたり、図４に示すように１枚の矩形の板２ｃを２つ折りすることにより形成される。金属製薄板２には、板厚が０．０５ｍｍから０．５ｍｍのステンレス鋼、鉄、チタニウム等が使用できる。金属製薄板２の外縁はスペーサ４とゲッター５が配設された後、シーム溶接等の圧着接合、ＴＩＧ溶接等の突き合わせ溶接、ＭＩＧブレージング等によって接合される。図４に示すように、１枚の矩形の板２ｃを２つ折りしたものは、接合範囲が少なくて済む。金属製薄板２の一辺には、矩形の突片からなる排気部６が形成され、該排気部６に排気口７が形成されている。排気口７は、金属製薄板２に開口を形成するだけでもよいし、チップ管を接合してもよい。
【００１８】
スペーサ４は、ガラス繊維、セラミック繊維、カーボン繊維等の織布又は不織布、あるいはマイカ等を使用できる。非圧縮状態で０．１から１５ｍｍの厚みを有するものが好ましい。ただし、内部空間３の真空度を高めるために、不織布を使用するのが好ましい。また、後加熱時の加熱温度（例えば、４５０℃）により損傷しないような、例えばセラミック材料を使用してもよい。スペーサ４は、薄いものを複数枚重ねたものでもよい。
【００１９】
ゲッター５としてのチタン箔は、前記構造体１の排気封止後に、内部空間３に発生するガス等を吸収して所望の真空度を維持するために使用される。チタン箔は、数厚さ０．０１から０．０３ｍｍのものが好ましい。チタン箔に代えて、厚さ０．０２から０．０３ｍｍのジルコニウム箔を使用してもよい。
【００２０】
次に、前記構造体１から真空断熱体を製造する方法について説明する。
【００２１】
まず、図２に示すように、構造体１の排気口７に排気管１１をシール部材１２を介して押し付け、当該排気管１１に図１に示すように配管８を介してロータリーポンプ９を接続し、該配管８にリークテスト装置１０を接続する。なお、ロータリーポンプ９を単独で使用する代わりに、当該ロータリーポンプ９と図示しないメカニカルブースターポンプを併用して行うと、排気の立ち上げが瞬間に行える。
【００２２】
続いて、前記ロータリーポンプ９を駆動して、前記構造体１の内部空間３を１Ｐａ（０．７５×１０−２Ｔｏｒｒ）から１×１０２Ｐａ（約０．７５Ｔｏｒｒ）の低真空度で排気する。このとき、スペーサ４の存在により、金属製薄板２の対向面の接触が確実に防止される。この排気工程は、常温で行うことができるが、必要に応じて約２５０℃以下の温度で加熱した状態で行ってもよい。
【００２３】
前記低真空度を維持した状態で、リークテスト装置１０により、前記構造体１の内部空間３にリークが無いことが確認されたときに、金属製薄板２の排気部６の付け根の図１中Ｓ部分をシーム溶接して図２中２点鎖線で示すように接合し、この接合部分を図２中Ｓ−Ｓ線で示す位置で切断する。
【００２４】
続いて、前記構造体１を多数製造して、これらをまとめて図示しない加熱炉に収容し、前記構造体１を２５０℃から６００℃に加熱する。これにより、前記構造体１の内部のゲッター５が活性化され、前記構造体１の金属表面の吸蔵ガスが十分に遊離する。この結果、構造体１の内部空間３内に遊離した吸蔵ガスは残留空気とともにゲッター５に吸収される。これにより、構造体１の内部空間３は、３×１０−３Ｐａ（約２．２５×１０−５Ｔｏｒｒ）から３×１０−４Ｐａ（約２．２５×１０−６Ｔｏｒｒ）の高真空度に到達し、真空断熱体が得られる。
【００２５】
図５は、以上説明した真空断熱体の製造方法における内部空間の圧力と温度の変化を示す。構造体１の内部空間３を排気してゆくと、内部空間３の圧力は１気圧から１Ｐａ（０．７５×１０−２Ｔｏｒｒ）まで低下し、ここで点Ｔにおいてリークテストを行った後、点Ｓで排気部６をシーム溶接により封止して切断する。このとき、構造体１の内部空間３を封止した後も、金属製薄板２の表面から吸蔵ガスが遊離し続けるので、内部空間３の圧力は増加してゆく。次に、構造体１を加熱炉で４５０℃に加熱すると、金属製薄板２の表面から吸蔵ガスが十分に遊離し放出されるので、内部空間３の圧力はさらに増加する。同時に、ゲッター５が活性化されるので、遊離した吸蔵ガスは残留空気とともにゲッター５に吸収される。この結果、構造体１の内部空間３の圧力は、次第に低下し、３×１０−３Ｐａ（約２．２５×１０−５Ｔｏｒｒ）所望の高真空度に達する。
【００２６】
このようにして得られた真空断熱体は、所望の形状に成形加工することができる。例えば、電気ポット、炊飯ジャー、ランチジャー等の胴部および蓋、車両のボンネットの裏面、自動販売機の内面、金庫の内面、家屋の壁面内、電気温水器の胴部等、保温や遮熱を必要とする種々の場所に応じて所望の形状に加工することができる。図６に示すように、折り曲げ加工等により、円筒（ａ）や角筒（ｂ）、箱状（ｆ）にしたり、絞り加工により、半球状（ｅ）、円筒状（ｃ）、角状（ｄ）等の有底筒状とすることができる。
【００２７】
なお、発明者らは、以上のようにして得られた真空断熱体の断熱性能試験を行った。この断熱性能試験では、２０℃の雰囲気において、真空断熱体の下面中央部に１００℃の水蒸気を当てた状態で、上面中央部での温度を測定した。この結果、図７に示すように、本発明により製造された真空断熱体は、真空引きしていないものに比べて格段の優れた保温性を発揮し、十分に実用性のあることが分かった。また、厚みが３．１ｍｍであれば、それ以上の厚みを有するものと断熱性能はそれほど差がないことが分かった。さらに、厚さが２ｍｍ以下の、例えば０．８ｍｍのものでは、３．１ｍｍのものに比べて断熱性能は若干劣るが、加工しやすく、狭い領域であっても余裕を持って配設することが可能であった。さらにまた、９５℃の雰囲気中に６日間放置することを繰り返す、いわゆるエイジング（aging）試験を行ったところ、断熱性能が維持され、電気ポット等の高温環境で使用する場合にも何ら問題のないことが分かった。
【００２８】
なお、前記実施形態では、予め構造体１を形成してロータリーポンプ９により排気し、封止するようにしたが、前記内部空間の排気および封止は、前記対向する金属製薄板２の間にスペーサ４とゲッター５を配設した状態で真空炉に設置し、１Ｐａ（０．７５×１０−２Ｔｏｒｒ）から１×１０２Ｐａ（約０．７５Ｔｏｒｒ）の低真空度に排気した後、構造体１の周縁部をシーム溶接することで封止するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、１Ｐａ（０．７５×１０−２Ｔｏｒｒ）から１×１０２Ｐａ（約０．７５Ｔｏｒｒ）の低真空度で排気するために、ディフュージョンポンプ等の高真空用ポンプを使用する必要がなく、設備を大幅に簡略化できる。また、真空粗引き用ポンプを使用して低真空で加熱排気を行えるので、排気の立ち上げが瞬間に行え、気体分子の排気速度が速く、構造体の温度上昇速度も速くなるので、構成部材からの脱ガス、閉じられた内部空間の排気が促進される結果、排気時間が著しく短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる真空断熱体の製造方法を示す概略図。
【図２】図１の構造体のＩ−Ｉ線断面図。
【図３】矩形板を重ね合わせて組み立てる例の構造体の分解斜視図。
【図４】矩形板を２つ折りして組み立てる他の例の構造体の分解斜視図。
【図５】本発明にかかる真空断熱体の製造時における構造体の内部空間の圧力と温度の変化を示す図。
【図６】真空断熱体の加工例を示す斜視図である。
【図７】本発明により製造された真空断熱体の断熱性能試験の結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１  構造体
２  金属製薄板
３  内部空間
４  スペーサ
５  ゲッター
６  排気部
７  排気口
８  配管
９  ロータリーポンプ
１０  リークテスト装置