| 【発明の名称】 |
真空断熱体 |
| 【発明者】 |
【氏名】藤山 守
【氏名】拝田 寛
【氏名】鈴木 新
【氏名】伊藤 守
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| 【要約】 |
【課題】必要に応じて種々の形状に後加工可能とする。
【解決手段】金属製板状体１の内部に形成される略平板状の空間内に、該空間と略同形状のスペーサ２を配設することにより、真空引き時、対向する内面が接触することを防止すると共に、後加工で所望形状に変形可能とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 金属製板状体の内部に形成される略平板状の空間内に、該空間と略同形状のスペーサを配設することにより、真空引き時、対向する内面が接触することを防止すると共に、後加工で所望形状に変形可能としたことを特徴とする真空断熱体。
【請求項２】 前記金属製板状体は、０．０５〜０．５ｍｍのほぼ均一な厚さを有し、真空引き後、スペーサを含む全体の厚さが０．１５〜４ｍｍとなるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱体。
【請求項３】 前記金属製板状体の内部空間を真空引きするための排気部は、真空引き後に切除可能に構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の真空断熱体。
【請求項４】 前記排気部は、金属製板状体の縁部からの延設部分に形成し、金属製板状体内に配設したスペーサへの真空引き用の通路は、延設部分の対向面のうち、少なくともいずれか一方に形成した凸部、凹部又はその両方により構成したことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の真空断熱体。
【請求項５】 前記排気部の切除後であっても内部空間を真空に維持するために形成した溶接部の近傍に、溶接時の発熱で活性化するゲッターを配設したことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の真空断熱体。
【請求項６】 前記金属製板状体とスペーサとの間に、金属箔を配設したことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の真空断熱体。
【請求項７】 前記金属製板状体は、１枚の金属製平板を折り曲げ、その間にスペーサを配設した後、縁部を溶接することにより内部空間を密封してなる構成としたことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の真空断熱体。
【請求項８】 内外に配設した略筒状の金属製薄板の間に、略同形状のスペーサを収容し、真空引き時、対向する内外面が接触することを防止することにより、厚さ４ｍｍ以下としたことを特徴とする真空断熱体。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は真空断熱に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、真空断熱構造を備えたものとして次のようなものが提案されている。
【０００３】すなわち、特開平１１−１１４５４号公報には、箱状部にスペーサを配設し、外板で蓋をし、気密溶接後に内部を真空引きした金属製容器が記載されている。
【０００４】また、特開昭６１−２４１５９５号公報には、第１パネル面材に凹部を形成し、この凹部に充填材を充填した後、第２パネル面材を一体化し、気密溶接後に内部を真空引きした真空断熱パネルが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の構成では、箱形状以外には加工不可能であり、汎用性に乏しい。また、後加工が不可能であり、使用用途の制限が非常に大きい。
【０００６】また、後者の構成では、後加工は可能ではあるが、せいぜい切り離したり、略円筒状とする等の限られた範囲内での変形に過ぎない。
【０００７】そこで、本発明は、必要に応じて種々の形状に後加工可能な真空断熱体を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解決するための手段として、金属製板状体の内部に形成される略平板状の空間内に、該空間と略同形状のスペーサを配設することにより、真空引き時、対向する内面が接触することを防止すると共に、後加工で所望形状に変形可能としたものである。
【０００９】この構成により、金属製板状体を薄肉の変形容易な構成としても、スペーサの存在により真空引き時の変形量を抑えて内部空間をスペーサの配設した全領域に亘って真空に維持することが可能となる。
【００１０】この場合、前記スペーサは、真空引き前の非圧縮状態で０．１〜５ｍｍの厚さを有し、真空引き後、全体の厚さが０．１５〜４ｍｍ、好ましくは、０．１５〜２ｍｍとなるように構成すればよい。
【００１１】また、前記金属製板状体の内部空間を真空引きするための排気部は、真空引き後に切除可能に構成すると、より一層容易な後加工が可能となる点で好ましい。
【００１２】また、前記排気部は、金属製板状体の縁部からの延設部分に形成し、金属製板状体内に配設したスペーサへの真空引き用の通路は、延設部分の対向面のうち、少なくともいずれか一方に形成した凸部、凹部又はその両方により構成してもよい。
【００１３】そして、前記排気部の切除後であっても内部空間を真空に維持するために形成した溶接部の近傍に、溶接時の発熱で活性化するゲッターを配設すると、溶接と同時に内部空間の真空度を高めることができる点で好ましい。
【００１４】さらに、前記金属製板状体とスペーサとの間に、アルミ箔や銅箔等の金属箔を配設すると、より一層断熱性等を高めることが可能となる点で好ましい。
【００１５】さらにまた、前記金属製板状体は、１枚の金属製平板を折り曲げ、その間にスペーサを配設した後、縁部を溶接することにより内部空間を密封してなる構成とすると、加工性を高めることが可能となる点で好ましい。
【００１６】また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、内外に配設した略筒状の金属製薄板の間に、略同形状のスペーサを収容し、真空引き時、対向する内外面が接触することを防止することにより、厚さ４ｍｍ以下としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。図１は、本実施形態に係る真空断熱体の部分破断斜視図を示し、図２は、その部分断面図を示す。この真空断熱体は、金属製板状体１の内部に形成される略平板状の内部空間に、この内部空間と略同形状のスペーサ２、金属箔３及びゲッター材４を配設し、真空引きした構成である。
【００１８】金属製板状体１は、２枚の金属製薄板１ａ，１ｂを重ね合わせることにより、あるいは、図３に示すように、１枚の金属製薄板１ｃを２つ折りにすることにより形成される。金属製薄板１ａ，１ｂ及び１ｃには、板厚が０．０５mmから０．５mmのステンレス、鉄、チタン等が使用できる。金属製薄板１ａ，１ｂ及び１ｃの外縁は、スペーサ２が収容された後、シーム溶接等の圧着接合方法、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。１枚の金属製薄板１ｃを２つ折りにすれば、接合範囲が少なくて済む。後加工で切除される金属製板状体１の角部には排出部５が形成される。排出部５は、開口部を形成するだけでもよいし、チップ管を接合した構成であってもよい。開口部であれば、真空引き後、ガラスロウ材等によって熱封止すればよい。この場合、排出部５は後加工で切除することなく、そのまま使用することも可能である。
【００１９】スペーサ２には、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、マイカ板等を使用できる。非圧縮状態で０．１から１５．０mmの厚みを有するものが好ましい。但し、内部空間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、真空引き時に加熱（例えば、４５０℃）しても損傷しないような、例えば、セラミック材料を使用するのが好ましい。
【００２０】金属箔３には、厚さ５〜２０μｍの銅又はアルミ製のものが使用できる。
【００２１】ゲッター材４は、真空引き後に内部空間に発生するガス等を吸収し、所望の真空度を維持するために使用される。ジルコニウムを主成分とし、約２５０℃以上の温度で活性化する高温活性化型のものを使用するのが好ましい。
【００２２】続いて、前記真空断熱体の製造方法について説明する。まず、金属製板状体（２枚の金属製薄板１ａ，１ｂ、あるいは、２つ折りした金属製薄板１ｃ）の間に、スペーサ２、金属箔３及びゲッター材４を配設し、外縁部をシーム溶接等で接合する。そして、金属製板状体１の角部に予めチップ管等により形成した排出部５を介して内部空間を真空引きする。金属製板状体１内の対向面の距離は僅かであるが、スペーサ２の存在により互いに接触することはない。その後、排出部５を封止して排出部５の近傍（図１中、１点鎖線で示す。）を接合し、その外縁側（図１中、２点鎖線で示す。）で排出部５を切除することにより、真空断熱体を完成する。この結果、真空断熱体の全体の肉厚を、０．１５〜４ｍｍ、好ましくは、０．１５〜２ｍｍに抑えることができ、後加工による変形を容易に行うことが可能となる。
【００２３】このようにして完成した真空断熱体について、２０℃の雰囲気中において、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することにより、断熱性能試験を行った。その結果は、図４のグラフに示す通りである。このグラフから明らかなように、本実施形態に係る真空断熱体によれば、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それ程断熱性能に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のものに比べて若干断熱性能は劣るが、後加工しやすく、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等問題のないことが分かった。
【００２４】また、前記真空断熱体は、用途に応じて、そのまま平板形状で使用したり、次に示すような所望形状に後加工することができる。
【００２５】すなわち、前記真空断熱体は、非常に薄くてプレス等で簡単に変形可能であるため、図５に示すように、折り曲げ加工等により、円筒（ａ）、多角形（三角、四角（ｂ）等）の筒状や箱状（ｆ）にしたり、絞り加工により、半球状（ｅ）や、丸（ｃ），四角（ｄ）等の有底筒状とすることができる。そして、この後加工によっても、内蔵するスペーサ２の存在により、対向面は接触することがなく、スペーサ２を配設した全領域に亘って所望の断熱性能を維持することが可能である。
【００２６】このように真空断熱体は、非常に薄く、後加工により簡単に所望の断熱性能を維持したまま、所望の形状に形成することができるので、例えば、電気ポット、炊飯ジャーやランチジャーの胴部及び蓋、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箇所に採用することが可能である。
【００２７】なお、前記実施形態では、金属製板状体１に略矩形状のものを使用したが、三角形等であってもよく、その形状は用途に応じて自由に得ることができる。
【００２８】また、図７に示すように、金属製板状体１の縁部を延在した部分に排出部５を設ければ、切除後、矩形状等の利用しやすい形状とすることができる点で好ましい。この場合、金属製板状体１内に配設したスペーサ２への真空引き用の通路は、延設部分の対向面のうち、少なくともいずれか一方に形成した凸部、凹部又はその両方により構成すればよい。
【００２９】また、前記実施形態では、略平板状から後加工により所望の形状を得るようにしたが、図６に示すように、予め略筒状に形成しておくことも可能である。
【００３０】すなわち、用途に応じて円筒（ａ）や角筒（４角（ｂ）に限らない。）に形成したサイズの異なる筒体を内外に配設し、その間に形成される空間にスペーサ２を収容する。そして、上下縁部を接合した後、予め下端部に設けた排出部５を介して内部空間を真空引きする。これにより、用途が電気ポットや電気温水器等の特定のものに限られていれば、後加工を必要とすることもなく、そのまま採用することが可能である。この場合も、前記同様、厚みを０．１５〜４ｍｍ、好ましくは、０．１５〜２ｍｍとすることにより、電気ポット等を非常にコンパクトな構成とすることができる。また、異形状の電気ポット等であっても、後加工により、それに応じた適当な形状に変形できる。なお、前記排出部５は、前記同様、その近傍を接合した後、切除することも可能である。
【００３１】
【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、金属製板状体の内部空間に略平板状のスペーサを配設して真空引きするようにしたので、このスペーサが配設される全領域に亘って真空空間を形成することができる。したがって、金属製板状体を薄肉の変形容易な構成とすることにより、所望の断熱性を維持しつつ、後加工を容易に行うことが可能となる。
【００３２】また、金属製板状体の内部空間を真空引きするための排気部は、真空引き後に切除可能に構成したので、後加工する際、排気部のない略平板状の部分のみを取り扱えばよく、より一層加工性を高めることが可能となる。
【００３３】また、前記排気部は、金属製板状体の縁部からの延設部分に形成し、金属製板状体内に配設したスペーサへの真空引き用の通路は、延設部分の対向面のうち、少なくともいずれか一方に形成した凸部、凹部又はその両方により構成したので、スペーサのない領域で溶接することができる。
【００３４】また、前記排気部の切除後であっても内部空間を真空に維持するために形成した溶接部の近傍に、溶接時の発熱で活性化するゲッターを配設したので、ゲッターを活性化させるための工程を省略でき、加工性を高めることが可能となる。
【００３５】また、前記金属製板状体とスペーサとの間に、アルミ箔や銅箔等の金属箔を配設したので、より一層保温性を高めることが可能となる。
【００３６】また、前記金属製板状体は、１枚の金属製平板を折り曲げ、その間にスペーサを配設した後、縁部を溶接することにより内部空間を密封してなる構成としたので、溶接時間を短縮して加工効率を高めることが可能となる。
【００３７】また、内外に配設した略筒状の金属製薄板の間に、略同形状のスペーサを収容し、真空引き時、対向する内外面が接触することを防止することにより、厚さ４ｍｍ以下としたので、特定用途に適した構成を簡単に得ることが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２４７３
【氏名又は名称】象印マホービン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２１４４
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３１１４９６（Ｐ２００１−３１１４９６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月９日（２００１．１１．９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１２９７８０（Ｐ２０００−１２９７８０） |
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