CN100545502C - 真空隔热件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

将玻璃纤维等包在薄膜内，在对其内部抽真空构成的真空隔热件的薄膜表背面设置沟槽形状或凹凸形状的凹凸部，在薄膜表背面上使其各自的位置相对应，从而能在2个以上的方向上进行弯曲成型，还能防止在弯曲部分壁厚变薄。因此，能高效、低成本地实现真空隔热件的立体形状。

Description

真空隔热件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种由内部的玻璃纤维等芯材和外部的复合树脂、Al真空蒸镀膜等外覆件构成的隔热性能好的真空隔热件的能立体成型的形状，及其制造方法。

背景技术

真空隔热件，由于热传导率比以往电冰箱使用的氨基甲酸乙酯发泡材料低一个数量级，所以增加了作为电冰箱、浴缸、保温瓶等的隔热件的使用量。但是，存在的问题是，由于真空隔热件是由抽真空的芯材和外覆件构成的复合材料，所以弯曲加工成任意的立体形状很困难。

为了解决该问题，在专利文献1、专利文献2以及专利文献3中举出了预先加工沟槽形状，当作进行弯曲成型前的真空隔热件的形状，沿该沟槽进行弯曲成型的例子。但是，这些沟槽形状仅沿一个方向加工，不能向任意方向弯曲成型。另外，由于加工沟槽形状，真空隔热件的壁厚局部变薄了，存在从该部分漏热的问题。再有，由于在形成沟槽时要对真空隔热件进行压缩加工，所以存在芯材的纤维被切断、隔热性能降低的问题。

为了解决这些问题，必须使壁厚的减少较小、且向任意方向加工沟槽。

专利文献1日本特开2001-336691号公报

专利文献2日本特开2004-11755号公报

专利文献3日本特开平7-151297号公报

发明内容

为了提高电冰箱等隔热设备的隔热性能，必须加大热传导率低的真空隔热件的设置面积。但是，真空隔热件是由芯材和外覆件构成的复合材料，所以，弯曲成型很困难。若为了进行弯曲成型，使用现有技术在真空隔热件上加工仅一个方向的沟槽进行弯曲成型的话，由于仅能在一个方向上进行弯曲成型、沟槽部分的壁厚变薄了，因此存在从该壁厚变薄的部分漏热的问题。

因此，本发明的目的是，形成可在真空隔热件上进行2个方向以上的弯曲成型、防止壁厚变薄的沟槽形状或凹凸形状，由此来实现真空隔热件的立体形状的弯曲成型。再有，在将真空隔热件真空成型的同时，形成上述沟槽形状或凹凸形状，由此能省略真空成型后的沟槽成型等二次加工工序，所以便于提高生产效率以及降低成本。

为了达到上述目的，构成了这样的真空隔热件：在真空隔热件的外覆件的表面上形成多个突起(凸部分)，以及在上述各突起里侧的外覆件的表面上的相对位置形成凹形状，且上述多个凹凸形状的组合，在上述外覆件的两面上沿多个方向排列。

进而，构成了这样的真空隔热件：在上述真空隔热件的外覆件的表面上形成的上述突起(凸部分)是沿多个方向连续的突起形状，与此相对应，上述凹形状制成在上述各突起里侧的外覆件表面上的相对位置为沟槽形状。

另外，构成了这样的真空隔热件：在上述真空隔热件的外覆件的表面上形成的上述多个突起(凸部分)在上述外覆件的表面上的轮廓形状是圆形、三角形、四边形等任意的多边形的形状，与此相对应，上述凹形状制成在上述各突起里侧的外覆件表面上的相对位置，与上述突起(凸部分)的轮廓形状相对应、轮廓为相似形状的凹形状。

另外，本发明提供一种真空隔热件的制造方法，其特征是：上金属模形成有凹凸形状；下金属模与上述上金属模对峙配置、在其表面上在上述上金属模上形成的凸形状的相对位置上形成凹形状，以及在上述上金属模上形成的凹形状的相对位置上形成有凸形状，用上述上金属模和上述下金属模夹紧真空隔热件加压直至规定的间隔，在上述真空隔热件的表背面上，将分别在上述上金属模和上述下金属模上形成的凹凸形状复制到上述真空隔热件上。

如以上说明的那样，形成了可以在真空隔热件上进行2方向以上的弯曲成型、能防止壁厚变薄的沟槽形状或凹凸形状，所以能实现真空隔热件的立体形状的弯曲成型。再有，由于在将真空隔热件真空成型的同时形成上述沟槽形状或凹凸形状，所以能省略真空成型后的沟槽成型等二次加工工序，所以便于提高生产效率以及降低成本。

在具有外覆件和被外覆件包围且收容在被抽真空了的空间中的芯材的薄板形状的真空隔热件中，外覆件具有沿薄板形状的厚度方向配置的表面和背面，表面和背面中的一方具有凸部，表面和背面中的另一方具有凹部，从薄板形状的厚度方向看，凹部和凸部相互重合，进而，凸部从凹部向外方扩开，如果从薄板形状的厚度方向看时在从凹部向外方扩开的凸部的部分中的表面和背面之间的间隔，大于从薄板形状的厚度方向看时在与凸部重合的凹部的部分中的表面和背面之间的间隔的话，即使将真空隔热件沿着凹部弯曲，也可以维持凹部周边的真空隔热件的厚度，可以抑制凹部周边的真空隔热件的隔热性能的下降。

如果从薄板形状的厚度方向看时从所述凸部的部分向外方扩开的区域中的表面和背面之间的间隔，小于在所述凸部的部分中的表面和背面之间的间隔的话，即使将真空隔热件沿着凹部弯曲，也可以缓和向所述凸部的部分的应力集中。

如果从薄板形状的厚度方向看，多个凸部形成多边形、在多个交叉点进行交叉，多个凹部形成多边形、在多个交叉点交叉的话，则在向多个方向弯曲真空隔热件时，能在凹部的交叉点沿交叉的多个凹部进行弯曲，能使真空隔热件的局部变形限定于交叉点。

再有，如果从薄板形状的厚度方向看，凸部在对角线上在交叉点之间延伸、凹部在对角线上在交叉点之间延伸的话，能缓和在交叉点附近的应力集中(伴随着真空隔热件的厚度收缩)。如果在对角线上在交叉点之间延伸的多个凸部相互交叉，在对角线上在交叉点之间延伸的多个凹部相互交叉的话，能进一步缓和在交叉点附近的应力集中(伴随着真空隔热件的厚度收缩)。

上述多边形最好是四边形。

附图说明

本发明的其他目的和优点会将在以下说明中参照说明书附图被阐明。

图1是表示真空隔热件的结构的图。

图2是表示真空隔热件的三点弯曲试验内容的图。

图3是表示具有凹凸形状的真空隔热件的结构的图。

图4是表示在2个方向上具有凹凸形状的情况下的真空隔热件的结构的图。

图5是表示在独立的突起(凸形状)的背面具有凹形状的真空隔热件的结构的图。

图6是表示具有锥形的独立的突起(凸形状)和背面的凹形状的真空隔热件的结构的图。

图7是表示凹凸部分重叠、设置多个具有凹凸形状的真空隔热件的结构的图。

图8是表示一边对真空隔热件进行抽真空一边加工凹凸形状的金属模结构的图。

图9是表示一边进行抽真空一边形成具有凹凸形状的真空隔热件的制造方法的图。

图10是表示一边进行抽真空一边形成具有任意的曲面形状的真空隔热件的制造方法的图。

图11是表示在真空腔内形成具有凹凸形状的真空隔热件的制造方法的图。

图12是表示用预先形成有凹凸形状的2个辊轧金属模夹紧制成板状的真空隔热件进行二次加工，从而形成具有凹凸形状的真空隔热件的制造方法的图。

图13是表示连续形成具有凹凸形状的多张真空隔热件的制造方法的图。

图14是连续进行抽真空和薄膜的密封、连续形成具有凹凸形状的多张真空隔热件的制造方法的图。

具体实施方式

以下参照附图对与本发明相关的一实施形式进行说明。

首先，图1所示是本实施形式涉及的真空隔热件的结构。图中示出的是由内部的玻璃纤维的芯材1和外部的复合树脂薄膜的外覆件2构成的真空隔热件3的截面。图2所示是该真空隔热件3的三点弯曲试验内容。在此，将真空隔热件3放置在夹具4上，由弯曲工具5进行弯曲加工。此时，在用应变仪测定弯曲部分的最外层6上的变形的同时，测定弯曲加工前后的壁厚的增加或减少。

弯曲试验的条件是：十字头(クロスヘツド)速度4.5mm/min，弯曲跨度100mm，夹具4和弯曲工具5的前端R是10mm，弯曲试验片的形状是150×100×10mm。表1示出了弯曲试验的结果，表明真空隔热件弯曲试验的问题在于最外层上的复合树脂薄膜的变形以及壁厚的减少。在此，若外覆件2产生变形，则存在真空度泄漏的问题，若壁厚的减少率大，则存在热容易泄漏的问题。

表1

壁厚的减少率(％)	最外层的变形(％)
		35.9	17.1

在此，如图3所示，如果在真空隔热件上部的任意地方形成有任意形状的突起(凸形状)7，在该突起的背面形成凹形状8，则随着沟槽的形成能使壁厚的减少较小。若使用该形状，则弯曲成型的复合树脂薄膜最外层的表面积变大，最外层的复合树脂薄膜在弯曲成型时凹部分被拉长，由于弯曲应力被分散，所以，不易产生变形。

图4所示是在2个方向上形成该凹凸形状的结构。如这里所示的那样，若使用图4的凹凸形状，由于在多个(任意)方向的截面上也形成凹凸形状，所以，即使在多个(任意)方向上进行弯曲成型，也能防止最外层的变形。在图4中，虽然示出了凹凸的方向相同、凹凸的截面尺寸相等的例子，但本发明并不仅限于此，在一张真空隔热件上凹凸的方向和截面尺寸也可以不同。

另外，图5所示的结构是在真空隔热件的任意地方形成2个以上的任意形状的独立的突起(凸形状)9、在该突起的背面形成凹形状10。如这里所示的那样，若使用图5的凹凸形状，该结构则由于在任意方向的截面上形成凹凸形状，即使在任意的方向上进行弯曲成型，也能防止最外层产生变形。

另外，由于图5的凹凸形状制成带有锥形，所以能以凹凸部分重叠地将具有多个凹凸形状的真空隔热件设置在产品上。该形状示于图6。这样一来，由于重叠配置具有凹凸形状的真空隔热件，所以可以在想要局部地提高隔热性能的地方重叠配置多张真空隔热件。

图7所示是凹凸部分重叠设置多个具有凹凸形状的真空隔热件的一个例子。这是仅在大尺寸的真空隔热件11的某个特定的地方设置小尺寸的真空隔热件12的结构。这样一来，由于仅在要求有较高的隔热性能的地方设置小尺寸的真空隔热件3，所以，能用必要的最低限度的真空隔热件3提高隔热性能。

而且，虽然示出了图5～6所示的突起9(凸形状)和突起的背面的凹形状10是圆形的例子，但本发明并不仅限于此，也可以使用三角形、四边形等任意的形状。再有，突起(凸形状)9和突起的背面的凹形状10的尺寸也可以在一个真空隔热件3上有所变化。例如，在需要精细加工的地方，设置小的突起(凸形状)9，在不需要精细加工的地方设置大的突起9，或者也可以没有突起9。

另外，虽然在图5中示出了凹凸的方向相同、凹凸的截面尺寸相等的例子，但本发明并不仅限于此，也可以是在一张真空隔热件上凹凸的方向和截面尺寸有所不同。另外，也可以在一张真空隔热件上同时形成图4和5所示的形状。

在此示出了形成图3～6所示的凹凸形状的真空隔热件的加工方法。首先，如在图9中所示的剖视图那样，使用2张四边形的外覆件2三边熔敷在一起、从一边的敞开部分21插入芯材1、进行抽真空加工前的真空隔热件3。图8所示是用于一边对该抽真空加工前的真空隔热件3进行抽真空加工，一边加工凹凸形状的金属模。在此，在预先形成了凹凸形状的上下金属模15、16的对合部分设置硅制的密封件18。

图9所示是图8的A-A截面上的加工流程。在此，在上下金属模15、16之间设置抽真空加工前的真空隔热件3，用上下金属模15、16夹紧。由于通过夹紧，由上下金属模15、16夹着密封件18，所以，密封了金属模内部，用真空泵从抽真空部分13对金属模内部进行抽真空。此时，在将上下金属模15、16的凹凸形状复制到真空隔热件上之后，使设置在下金属模16上的过热板14向上方滑动，通过热熔敷将外覆件2的敞开部分21封闭，能加工具有凹凸形状的真空隔热件。

另外，图9所示的金属模不仅是具有凹凸的形状，如图10所示，也可以用具有任意的曲面形状的金属模形成任意形状的真空隔热件3。

另外，虽然在图9中示出的是对金属模内进行抽真空、形成具有凹凸形状的真空隔热件3的例子，但本发明并不仅限于此，如图11所示，也可以在真空腔20内使用具有凹凸形状的上下金属模15、16加工具有凹凸形状的真空隔热件。

以上虽然示出了在抽真空成型的同时、形成具有凹凸形状的真空隔热件3的制造方法，便本发明并不仅限于此，也可以用预先形成有凹凸形状的上下金属模15、16夹紧制成板状的真空隔热件3，通过这样的二次加工，制成具有凹凸形状的真空隔热件3。

另外，以上虽然示出了用上下金属模进行夹紧的例子，但本发明并不仅限于此，如图12所示，也可以通过将真空隔热件夹在预先形成有凹凸形状的2个辊轧金属模19之间，制成具有凹凸形状的真空隔热件3。

作为使用该辊轧金属模19的制造方法，如图13所示，也可以在连接2张以上、未插入抽真空成型的真空隔热件的芯材1的薄膜部分2的状态下，通过将真空隔热件夹在图12所示的预先形成有凹凸形状的2个辊轧金属模19之间，连续形成具有凹凸形状的真空隔热件。

另外，如图14所示，也可以在将芯材1插入2张薄膜2之间之后，在真空腔20内连续进行抽真空以及薄膜密封，通过将真空隔热件夹在图12所示的预先形成有凹凸形状的2个辊轧金属模19之间，连续形成具有凹凸形状的真空隔热件。而且，在本工序，也可以不使用辊轧金属模19，进行不形成凹凸形状的真空隔热板的连续制造，也可以不在辊轧金属模19上形成凹凸形状，用于使真空隔热板平滑。

另外，由于复合树脂薄膜的外覆件2是高分子材料制的，所以具有若加热的话弹性率下降的性质，因此，为了容易形成凹凸形状，也可以在对图8至图11所示的金属模或辊子进行加热的状态下进行加工。或者，也可以不用金属模，以在加工前对复合树脂薄膜的外覆件2进行了加热的状态下进行加工。

以上虽然示出的是芯材1使用玻璃纤维、外覆件2使用复合树脂薄膜的例子，但本发明并不仅限于此，芯材1可以使用氨基甲酸乙酯材料、外覆件可以使用Al膜等任意的材料。

虽然描述了本发明的几个实施例，但是不必说，在不脱离本发明范围的情况下可以对所述实施例进行改变和修改。因此，本发明不限于对实施例进行的描述，只要不脱离本发明技术方案所限定的范围，即可进行各种各样的变型。

Claims (19)

1.一种真空隔热件，其特征是：在内包着芯材的外覆件的表面上形成多个凸部，在上述外覆件的背面上的与上述凸部对应的位置形成凹部，上述凸部和上述凹部的组合，在上述外覆件的两面上沿多个方向排列。

2.根据权利要求1所记载的真空隔热件，其特征是：上述凸部是沿多个方向连续的凸形状，与上述凸部对应的上述凹部是沟槽形状。

3.根据权利要求1所记载的真空隔热件，其特征是：在上述外覆件的表面上形成的上述凸部的轮廓形状是圆形或多边形的形状，在上述外覆件的背面形成的上述凹部的轮廓形状是与上述凸部的轮廓形状相似的形状。

4.根据权利要求1所记载的真空隔热件，其特征是：上述凸部和上述凹部具备锥形的斜面，从而使形成有上述凸部的一方的外覆件和形成有上述凹部的另一方的外覆件能将上述凸部与上述凹部对接而进行嵌合。

5.根据权利要求4所记载的真空隔热件，其特征是：上述凸部或上述凹部的尺寸，在上述外覆件的平面内不同。

6.根据权利要求5所记载的真空隔热件，其特征是：上述凸部或上述凹部的排列方向，在上述外覆件的平面内不同。

7.一种真空隔热件的制造方法，其特征是：在将形成有凹凸部的上金属模和在与上述凹凸部对应的位置上形成有凸凹部的下金属模对峙配置之后，将夹在上述上金属模和上述下金属模之间的、内包有芯材的外覆件加压直至成为规定的间隔，然后，在上述外覆件的表背面上分别复制在上述上金属模上形成的凹凸部和在上述下金属模上形成的凸凹部。

8.根据权利要求7所记载的真空隔热件的制造方法，其特征是：在对包含上述芯材的外覆件加压时进行抽真空，进而，在将凸凹部复制到上述外覆件的表背面上之后，通过热熔敷将上述外覆件的敞开部分封闭。

9.根据权利要求7所记载的真空隔热件的制造方法，其特征是：对上述上金属模和上述下金属模进行加热。

10.一种真空隔热件的制造方法，其特征是：在对内包着芯材的外覆件的内部进行抽真空之后，层叠多个将上述外覆件的周围密封了的真空隔热件、配置在分别形成有凹凸部的上金属模和下金属模之间，通过加压，将凹凸部一起复制到多个上述真空隔热件的外覆件的表背面上。

11.根据权利要求10所记载的真空隔热件的制造方法，其特征是：连续进行上述外覆件内部的抽真空和该外覆件周围的密封。

12.一种真空隔热件的制造方法，其特征是：在使内包着芯材的外覆件的内部成为真空之后，将上述外覆件的周围密封了的真空隔热件插入到双轴轧辊的辊子之间，使在一个辊子上形成的凸部与在另一个辊子上形成的凹部相对应地将在该辊子的表面上形成的凹凸部分别连续地复制到上述外覆件的表背面上。

13.根据权利要求12所记载的真空隔热件的制造方法，其特征是：对上述辊子进行加热。

14.一种真空隔热件，是具有外覆件和被外覆件包围且收容在被抽真空了的空间中的芯材的薄板形状的真空隔热件，

外覆件具有沿薄板形状的厚度方向配置的表面和背面，表面和背面的一方具有凸部，表面和背面的另一方具有凹部，

从薄板形状的厚度方向看，凹部和凸部相互重合，进而，凸部从凹部向外方扩开，从薄板形状的厚度方向看时在从凹部向外方扩开的凸部的部分中的表面和背面之间的间隔，大于从薄板形状的厚度方向看时在与凸部重合的凹部的部分中的表面和背面之间的间隔。

15.根据权利要求14所记载的真空隔热件，其特征是：从薄板形状的厚度方向看时从所述凸部的部分向外方扩开的区域中的表面和背面之间的间隔，小于在所述凸部的部分中的表面和背面之间的间隔。

16.根据权利要求14或权利要求15所记载的真空隔热件，其特征是：从薄板形状的厚度方向看，多个凸部形成多边形地在多个交叉点进行交叉，多个凹部形成多边形地在多个交叉点交叉。

17.根据权利要求16所记载的真空隔热件，其特征是：进而，从薄板形状的厚度方向看，凸部在对角线上于交叉点之间延伸、凹部在对角线上于交叉点之间延伸。

18.根据权利要求16所记载的真空隔热件，其特征是：在对角线上在交叉点之间延伸的多个凸部相互交叉，在对角线上在交叉点之间延伸的多个凹部相互交叉。

19.根据权利要求16所记载的真空隔热件，其特征是：多边形是四边形。

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