JP2006112452A

JP2006112452A - 真空構造体、真空断熱パネルおよび真空構造体の製造方法

Info

Publication number: JP2006112452A
Application number: JP2004297629A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Omi; 忠弘大見; Mitsuyuki Wadasako; 三志和田迫; Tsutomu Kobayashi; 強小林; Yoshiyuki Motoyoshi; 芳之本吉; Akira Sasaki; 章佐々木
Original assignee: Tohoku University NUC; Nichias Corp
Current assignee: Tohoku University NUC; Nichias Corp
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】真空空間を有する真空構造体の外装部材の歪みなどの変形を防止することにある。
【解決手段】真空断熱パネル３０は、貫通穴３２を形成するために、外装本体３１に内壁部材３３を溶接３４している。そして、内壁部材３３の溶接部近傍にあって、外装本体３１の表面にスリットが見えるように、溝部３５を設けている。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空空間を有する真空構造体や真空断熱パネルの構造および真空構造体の製造方法に関するものである。

図４に示すように、真空空間を有する真空構造体の一種である真空断熱パネル５０は、箱形の外装本体５１で真空空間５５を形成している。外装本体５１は、その内部を真空空間５５とすべく溶接シールするため、溶接時の熱応力を受けるため、とくに平面部５３において歪みなどの変形が生じやすくなっている。

また、真空断熱パネル５０は、実用上取付用穴やケーブル取出用穴など、貫通穴５６を必要とする。貫通穴５６は、一般的に図５に示すように、外装本体５１に貫通穴用の内壁部材５７を溶接５８することで形成されているが、この溶接部分があることで溶接時の熱応力を受け、外装本体５１に歪みなどの変形が生じてしまうことがある。

このような真空構造体の外装部材の変形を防止する先行技術として、次の特許文献１がある。
特開平６−２９８２８２号公報

しかし、特許文献１に記載の発明には、以下のような課題がある。
（１）金属製のカバー部材の折り曲げ部どうしを重ねた部分をリブとするため、その部分から気密性が破られるおそれがある。
（２）また、金属製のカバー部材の折り曲げ部どうしを重ねた部分をリブとするため、複雑な形状のリブ（例えば、クロス形状など）を形成することが困難である。

そこで、本発明は、特許文献１とは異なる方法で、真空構造体の外装部材の歪みなどの変形を防止する技術を提供するものである。

上記目的を達成するために、第一の発明は、真空構造体の真空空間を形成する外装本体の少なくとも一部に段部を設けたことを特徴とする真空構造体であり、第二の発明は、その段部が、外装本体の表面に設けられた溝部であることを特徴とするものである。
ここで、本発明においては、真空とは大気圧１０１３２５Ｐａ以下をいい、真空構造体の内部空間が減圧されていることをいう。また、真空構造体が断熱用途に使用される真空断熱パネルであった場合、その真空度は１３３３３Ｐａ〜０．０１３Ｐａが好ましく、より好ましくは１３３３Ｐａ〜１．３Ｐａ、さらに好ましくは１０００Ｐａ〜１０Ｐａである。
また、第三の発明は、真空構造体の真空空間を形成する外装本体に溶接される溶接部材が、その外装本体と溶接される溶接部近傍の厚みを異なるものとしたことを特徴とする真空構造体である。なお、ここで、溶接部材には、内壁部材、側壁部材、排気バルブ、ネジ、ブラケットなどがある。また、溶接部近傍の厚みには、溶接部と接する部分の溶接部材の厚みの他に、溶接部と接する部分に近い溶接部材の厚みも含まれる。
さらに、第四の発明は、その溶接部材が、真空構造体の真空空間を貫通する貫通穴又は未貫通の凹穴を形成するため、真空空間を形成する外装本体に溶接される内壁部材であることを特徴とするものである。
第五の発明は、第一から第四の発明に係る真空構造体からなる真空断熱パネルであることを特徴とするものである。
第六の発明は、真空構造体の真空空間を形成する外装本体の構成部材の少なくとも一部に段部を設けた後、構成部材を組み立てて外装本体とし、真空構造体を製造する真空構造体の製造方法である。
第七の発明は、真空構造体の真空空間を形成する外装本体に、その外装本体と溶接される溶接部近傍の厚みを異なるものとした溶接部材を溶接し、真空構造体を製造する真空構造体の製造方法である。

本発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）真空構造体の外装本体に設けられた溝部などの段部が表面を構成する板の剛性を高めるため、外装本体の歪みなどの変形を緩和する。
（２）外装本体に溶接される内壁部材などの溶接部材が溶接部近傍の厚みを異なるものとしたことによって表面を構成する板との剛性差を小さくすることにより、溶接による外装本体の歪みなどの変形を緩和する。
（３）真空構造体が真空断熱パネルとして使用される時、曝される熱による熱膨張の影響を緩和する。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、真空構造体として、半導体製造装置や液晶製造装置に使用される真空断熱パネルを用いて説明する。なお、真空構造体は真空断熱パネルに限らず、真空空間を有するものであれば、これに該当する。また、真空断熱パネルの真空空間は外装本体の内部に形成されればよい。外装本体は、例えば、複数毎の板状の構成部材を溶接してつなぎあわせて形成されればよい。板状の構成部材は１枚の板を折曲加工して得てもよいし、プレス成形にて加工して得てもよい。

図１は、本発明の第一実施形態を示す斜視図である。
図１（ａ）に示す真空断熱パネル１０は、箱形の外装本体１１でその内部に真空空間を形成している。そして、外装本体１１の表面に当たる平面部１３に、溝部１５をＸ字形に設けている。
また、図１（ｂ）では、同様の真空断熱パネル２０が、外装本体２１の表面に当たる平面部２３に、溝部２５を十字形に設けている。
本発明において、外装本体を構成する構成部材の材料は、１００℃程度の温度に耐えられるものであれば良く、ポリエチレン、ポリプロピレンといった樹脂製、アルミナ、シリカといったセラミックス製であってもよいが、真空断熱パネルの剛性、強度、低発塵といった視点からステンレスや鉄、アルミニウムといった金属製であることが好ましい。
また、外装本体を構成する構成部材の厚さは、樹脂製であれば、５ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは８ｍｍ〜２０ｍｍ、さらに好ましくは１０ｍｍ〜１５ｍｍであり、金属製であれば、０．２ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ〜２ｍｍ、さらに好ましくは０．７ｍｍ〜１．５ｍｍである。

このように、真空断熱パネル１０，２０の平面部１３，２３に、溝部１５，２５を設けることで、外装本体１１，２１の歪みなどの変形を防止できる。
こういった溝部は、外装本体の表裏面にあってもよいが、熱源に近い面のみに形成されていてもよい。また、図１（ｃ）に示すように、外装本体２７の側面にあたる側面部２８に溝部２９が形成されても良い。こういった構成によれば、さらに外装本体の剛性を高めることができる。
なお、外装本体の表面に設けられる溝部の形状は、これに限らない。真空断熱パネルが金属製ものであれば、プレス加工により、外装本体の表面に様々な形状の溝部を設けることができる。

図２〜図３は、本発明の第二実施形態を示す拡大断面図である。
図２（ａ）に示す真空断熱パネル３０は、貫通穴３２を形成するために、外装本体３１に内壁部材３３を溶接３４している。そして、内壁部材３３の溶接部近傍にあって、外装本体３１の表面にスリットが見えるように、溝部３５を設けている。
図２（ｂ）では、真空断熱パネル３６が、貫通穴３７を形成するために、外装本体３１に内壁部材３８を溶接３４している。そして、内壁部材３８の溶接部近傍にあって、貫通穴３７内でスリットが見えるように、溝部３９を設けている。

また、図３（ａ）に示す真空断熱パネル４０は、貫通穴４２を形成するために、外装本体４１に内壁部材４３を溶接４４している。そして、内壁部材４３の溶接部近傍にあって、内壁部材４３の厚みが異なるように、肉薄部４５を設けている。
図３（ｂ）では、真空断熱パネル４６が、貫通穴４７を形成するために、外装本体４１に内壁部材４８を溶接４４している。そして、内壁部材４８の溶接部近傍にあって、内壁部材４８の厚みが異なるように、肉厚部４９を設けている。

このように、真空断熱パネル３０，３６，４０，４６の溶接部近傍において厚みの異なる内壁部材３３，３８，４３，４８を設けることで、外装本体３１，４１の歪みなどの変形を防止できる。
なお、厚みの異なる内壁部材は、これに限らない。また、内壁部材に限らず、真空断熱パネルの外装本体に溶接されるその他の溶接部材を厚みの異なるものとすることで、外装本体の歪みなどの変形を防止できる。

本発明は、真空断熱パネルに限らず、真空空間を備えた真空構造体の外装本体の歪みを防止するために、広く用いることができる。

本発明の第一実施形態を示す斜視図。本発明の第二実施形態を示す拡大断面図。本発明の第二実施形態を示す拡大断面図。従来の真空断熱パネルを示す斜視図及び断面図。従来の真空断熱パネルの拡大断面図。

符号の説明

３０，３６真空断熱パネル
３１外装本体
３５，３９溝部
３２，３７貫通穴
３３，３８内壁部材
３４溶接

Claims

真空構造体の真空空間を形成する外装本体の少なくとも一部に段部を設けたことを特徴とする真空構造体。
請求項１記載の段部は、外装本体の表面に設けられた溝部であることを特徴とする真空構造体。
真空構造体の真空空間を形成する外装本体に溶接される溶接部材が、その外装本体と溶接される溶接部近傍の厚みを異なるものとしたことを特徴とする真空構造体。
請求項３記載の溶接部材は、真空構造体の真空空間を貫通する貫通穴又は未貫通の凹穴を形成するため、真空空間を形成する外装本体に溶接される内壁部材であることを特徴とする真空構造体。
請求項１から４のいずれかに記載の真空構造体からなることを特徴とする真空断熱パネル。
真空構造体の真空空間を形成する外装本体の構成部材の少なくとも一部に段部を設けた後、構成部材を組み立てて外装本体とし、真空構造体を製造する真空構造体の製造方法。
真空構造体の真空空間を形成する外装本体に、その外装本体と溶接される溶接部近傍の厚みを異なるものとした溶接部材を溶接し、真空構造体を製造する真空構造体の製造方法。