JP2010281387A - 真空断熱パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用時に封止状態が解除される危険性を低減することが可能となる真空断熱パネル。
【解決手段】金属材料からなる筒状体内にコア材３を収容し、筒状体を圧縮してコア材３を挟持してなるパネル部材２を形成し、両端縁部を接合して封止した後、真空引きすることにより真空断熱パネル１を形成する。前記パネル部材２は、前記接合部分以外の側縁部を内側に侵入させた折返部を形成し、前記コア材３は、前記パネル部材２の内部に配置され、端部が折返部の両側にそれぞれ位置する第１コア材及び第２コア材と、前記折返部に位置する第３コア材とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空断熱パネル及びその製造方法に関するものである。

従来、真空断熱パネルとして、金属製板材を２つ折りにし、３辺を溶接することにより形成した内部空間を真空引きするようにした構成のものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記従来の真空断熱パネルでは、直交する３辺を溶接する必要があり、加工作業が面倒で時間がかかる。また、溶接範囲が広いので、それだけリーク（封止状態の解消）の危険性が高い。さらに、用途に応じて真空断熱パネルを屈曲させる必要が生じた場合、そこには必ず溶接部分のいずれかが位置することになる。このため、溶接部分に無理な力が作用し、封止状態が解消される恐れがある。

特開２００３−６５４９０号公報

本発明は、封止作業性に優れ、完成後の変形加工にも十分に対応することのできる真空断熱パネル及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、真空断熱パネルを、金属材料からなる筒状体内にコア材を収容し、筒状体を圧縮してコア材を挟持してなるパネル部材を形成し、両端縁部を接合して封止した後、真空引きしてなる構成としたものである。

この構成により、接合部分を少なくしてリーク等の問題の発生を抑制することができる。

前記パネル部材は、両端縁部の接合部分を除く位置で屈曲させるようにすればよい。

この構成により、変形可能な形状の幅が広がり、種々の形態に対して柔軟に対応することができる。

前記コア材は可撓性を有する材料で構成するのが好ましい。

この構成により、パネル部材を変形する際にコア材が障害となることがない。しかも、コア材が、変形したパネル部材の形状にスムーズに追随するので、変形により断熱性能が損なわれることもない。

前記パネル部材は、前記接合部分以外の側縁部を内側に侵入させた折返部を形成し、
前記コア材は、前記パネル部材の内部に配置され、端部が折返部の両側にそれぞれ位置する第１のコア材及び第２のコア材と、前記折返部に位置する第３のコア材とから構成するのが好ましい。

この構成により、さらに断熱性能を高めることができるばかりか、折返部を形成して第３のコア材を配置しているにも拘わらず、厚みを全ての領域に亘って均一なものとすることができる。

前記コア材は、前記第１のコア材と前記第２のコア材の間に配置される、前記第３のコア材と折返部とで形成される厚みと同一又は略同一の厚みを有する第４のコア材を、さらに備えるのが好ましい。

この構成により、より一層断熱性能を高めることができ、しかも全体を均一な厚みとすることが可能となる。

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
真空断熱パネルの製造方法を、
金属材料からなる筒状体を形成する工程と、
筒状体にコア材を収容する工程と、
筒状体を圧縮して板状のパネル材を形成する行程と、
筒状体の両端開口部を圧縮することにより形成された両端縁部を接合する工程と、
接合により形成された内部空間を真空引きする工程と、
を有するようにしたものである。

この製造方法によれば、接合する範囲を抑制して簡単かつ安価に製作できる。

接合された両端縁部以外で折り曲げる工程を、さらに有するのが好ましい。

この製造方法によれば、用途に応じて形状を自由に変更することができ、しかも接合部分以外で折り曲げるので、封止状態が解除されて断熱性能が損なわれるといった不具合が発生することもない。

前記筒状体は、コア材を収容する前に扁平状に変形させる工程を、さらに有するのが好ましい。

この製造方法によれば、筒状体を扁平状に変形させることにより、コア材自身を平坦な状態のままで筒状体内に挿入することができ、挿入作業を容易に行うことが可能となる。

本発明によれば、筒状体にコア材を収容した後、圧縮するだけでパネル部材を形成することができるので、簡単かつ安価に真空断熱パネルを得ることが可能となる。また、筒状体は両端部にのみ開口を有するだけであるので、パネル部材の形成後、開口部分の接合範囲を抑えることができる。したがって、その後の使用時に封止状態が解除される危険性を低減することが可能となる。

第１実施形態に係る真空断熱パネルの斜視図である。 図１の真空断熱パネルを円筒状に変形させた状態を示す斜視図である。 図１の真空断熱パネルの加工工程を示す斜視図である。 図１の真空断熱パネルの加工工程を示す斜視図である。 第２実施形態に係る真空断熱パネルの加工状態の一部を示す部分断面斜視図である。 第３実施形態に係る真空断熱パネルの加工状態の一部を示す部分断面斜視図である。 第４実施形態に係る真空断熱パネルの加工状態の一部を示す部分断面斜視図である。 第５実施形態に係る真空断熱パネルの加工状態の一部を示す部分正面断面図である。

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。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る真空断熱パネル１を示す。この真空断熱パネル１は、パネル部材２と、その内部に収容されるコア材３とで構成されている。

パネル部材２は、図３及び図４に示すように、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４）等の金属材料からなる薄板の筒状体４を押し潰すことにより平板状としたものである。筒状体４は、平板状の薄板の両側部を溶接等により接合して円筒状としたり、押出加工等により当初から円筒状としたりすることにより得られる。筒状体４は、図３（ａ）に示すように、当初から円筒状とすれば、切れ目がなく、その後の加工によるリーク等の発生の可能性を大きく低減することが可能となる。なお、ここでは、パネル部材２に厚み０．２ｍｍのものとを使用している。

コア材３は、グラスウール、セラミックウール、ゴム、合成樹脂、セラミック等の可撓性を有する断熱材料を平板状としたものである。コア材３は、パネル部材２によって挟持された状態で、真空引きされることにより、パネル部材２内に断熱空間を形成する。なお、ここでは、コア材３に厚み３ｍｍのものを使用している。

続いて、前記構成からなる真空断熱パネル１の加工方法について説明する。

図３（ａ）に示す筒状体４の両端開口部のいずれか一方から、図３（ｃ）に示すように、平板状に形成したコア材３を挿入する。このとき、挿入可能なコア材３の幅寸法は筒状体４の周長の約１／２であるので、図３（ｂ）に示すように、予め筒状体４を扁平状に押し潰しておくのが好ましい。また、ゲッター（図示せず）を挿入しておく。ゲッターは、後述する真空引き後に内部空間で発生したガスを吸引する等、真空度を高める役割を果たす。

筒状体４内へのコア材３の挿入が完了すれば、筒状体４を押し潰し、図４に示すように、平板状とすることによりパネル部材２を形成する。この状態では、両端開口部であった領域は互いに当接する対向面となるので、これら対向面に当接部分を溶接等により接合する。

このようにして板状体が完成すれば、パネル部材２の一部に接続した排気管２ａを介して内部空間を真空引きする。真空引きの手法としては、排気管２ａに直接バキュームを接続して吸引してもよいし、パネル部材２の全体を真空炉内に挿入してもよい。真空引き後は、排気管２ａを圧接封止しておく。これにより、真空断熱パネル１が完成する。

次に、前記構成からなる真空断熱パネル１の作用について説明する。

真空断熱パネル１は、例えば、平板状のままで、冷蔵庫の側面、背面、扉等の断熱材として使用することができる。また、真空断熱パネル１は、接合部分を除く位置で、適宜、屈曲することにより種々の用途に採用することができる。例えば、円筒状に折り曲げれば、電気ポットの内容器の周囲に配置して使用することができる。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る真空断熱パネル１を示す。この真空断熱パネル１は、前記第１実施形態の構成とは、コア材３が第１コア材５と第２コア材６とで構成されている点、両側部に折返部７を備えている点、折返部７に第３コア材８が配置されている点で相違する。

前記真空断熱パネル１は、次のようにして製作する。すなわち、まず、筒状体４内に、平板状の第１コア材５と第２コア材６とを収容する。そして、筒状体４を、各コア材５、６の表裏面に直交する方向から押し潰す。このとき、筒状体４の両側部を押し込んで、コア材５、６の間に侵入する折返部７を形成する。この場合、折返部７の折返寸法は、折返部７の先端同士が互いに接触するまでの範囲であればよい。開口部分はシーム溶接するので、折返部７の先端同士が互いに接触する位置まで折り返すのが好ましい。但し、折返部７の先端同士の間に空間が形成される場合には、シーム溶接のしやすさを考慮して、スペーサ（図示せず）を挿入するようにすればよい。また、各折返部７には第３コア材８をそれぞれ配置する。続いて、筒状体４を平板状に押し潰すことによりパネル部材２を形成する。その後、前記第１実施形態と同様にして、真空引きし、排気管２ａを圧接封止することにより真空断熱パネル１が完成する。

このようにして完成した真空断熱パネル１では、両側縁部に形成された折返部７により沿面距離を長くすることができる。しかも、折返部７には断熱材料である第３コア材８が配置されている。したがって、両側縁部であっても断熱性に優れた構成とすることができる。

（第３実施形態）
図６は、第３実施形態に係る真空断熱パネル１を示す。この真空断熱パネル１は、前記第２実施形態に係る真空断熱パネル１とは、第１コア材５と第２コア材６の間に第４コア材９を備えているか否かで相違する。

すなわち、第４コア材９は、筒状体４を圧縮してパネル部材２を形成した際、両側縁部の折返部７を形成された領域での厚さ寸法（第１コア材５、第２コア材６、第３コア材８、及び、折返部７を構成するパネル部材２の厚さの合計）が、他の領域での厚さ寸法（第１コア材５、第２コア材６、第４コア材９及びパネル部材２の表裏面の厚さの合計）と同じとなるようにしている。これにより、真空断熱パネル１の全領域に亘って均一厚さとすることができ、外観に優れ、断熱性のばらつきがなくなり、使い勝手のよい構成となる。

（第４実施形態）
図７は、第４実施形態に係る真空断熱パネル１を示す。この真空断熱パネル１は、前記第３実施形態に係る真空断熱パネル１とは、筒状体４内に収容されて開口部の溶接に利用されるロウ材１０を有するか否かで相違する。

すなわち、筒状体４の内面全体には、銅箔又はアルミ箔等からなるシート状のロウ材１０がそれぞれ配置される。このロウ材１０は、筒状体４を押し潰して平板状のパネル部材２となることにより開口縁部で対向する内面に挟持された状態となる。そして、加熱することにより、開口縁部の対向する内面同士を接合する。

なお、折返部７の両側に位置する内部空間には、第１コア材５及び第２コア材６がそれぞれ位置するようにしたが、両側の折返部７の間にスペーサ（図示せず）を配置し、その両面にロウ材１０（輻射防止材）を配置することも可能である。これにより、この部分での溶接状態をより一層良好なものとすることができる。また、筒状体４を内周面側にロウ材１０による表面層が形成されたクラッド材を使用すれば、シート状のロウ材１０は不要となる。

（第５実施形態）
図８は、第５実施形態に係る真空断熱パネル１を示す。この真空断熱パネル１は、前記第３あるいは第４実施形態とは、一方の側縁部にのみ折返部７が形成されて接続受部１１となり、他方の側縁部は第４コア材９のみが位置して幅狭となって突出する接続部１２となっている点で相違する。

前記構成の真空断熱パネル１は、複数枚を連接させて使用するのに適している。すなわち、ある真空断熱パネル１の接続部１２を、他の真空断熱パネル１の接続受部１１に接続し、この接続部分を溶接等により接合する（但し、接続部１２を接続受部１１に位置決めするだけでもよい。）。これにより、接続部分で厚さを変更させることなく、連続して何枚でも接続することができる。このようにして形成される真空断熱パネル群は、大型の冷蔵庫やプラント等の広い範囲での断熱に使用することができる。この場合、個々の真空断熱パネル１を搬送し、現地で組み立てることができるので便利である。

本発明に係る真空断熱パネル１は、加工性に優れ、断熱性能が損なわれにくい構造となっているので、電気ポット、冷蔵庫、炊飯器等の家庭用家電製品のほか、プラント等の大型の設備等に幅広く採用することができる。

１…真空断熱パネル
２…パネル部材
３…コア材
４…筒状体
５…第１コア材
６…第２コア材
７…折返部
８…第３コア材
９…第４コア材
１０…ロウ材
１１…接続受部
１２…接続部

Claims (10)

1. 金属材料からなる筒状体内にコア材を収容し、筒状体を圧縮してコア材を挟持してなるパネル部材を形成し、両端縁部を接合して封止した後、真空引きしてなることを特徴とする真空断熱パネル。
2. 前記パネル部材は、両端縁部の接合部分を除く位置で屈曲させたことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱パネル。
3. 前記コア材は可撓性を有する材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空断熱パネル。
4. 前記パネル部材は、前記接合部分以外の側縁部を内側に侵入させた折返部を形成し、
   前記コア材は、前記パネル部材の内部に配置され、端部が折返部の両側にそれぞれ位置する第１コア材及び第２コア材と、前記折返部に位置する第３コア材とからなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の真空断熱パネル。
5. 前記コア材は、前記第１コア材と前記第２コア材の間に配置される、前記第３コア材と折返部とで形成される厚みと同一又は略同一の厚みを有する第４コア材を、さらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の真空断熱パネル。
6. 前記パネル部材は、接合部分にシート状のロウ材を配置し、溶接により封止したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の真空断熱パネル。
7. 前記パネル部材は、接合部分を除く一方の側縁部にのみ折返部を備え、他方の側縁部は他のパネル部材の折返部に挿入して接合可能としたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の真空断熱パネル。
8. 金属材料からなる筒状体を形成する工程と、
   筒状体にコア材を収容する工程と、
   筒状体を圧縮して板状のパネル部材を形成する行程と、
   形成されたパネル部材の両端縁部を接合する工程と、
   接合により形成された内部空間を真空引きする工程と、
   を有することを特徴とする真空断熱パネルの製造方法。
9. 前記パネル部材を、接合された両端縁部以外で折り曲げる工程を、さらに有することを特徴とする請求項８に記載の真空断熱パネルの製造方法。
10. 前記筒状体を、コア材を収容する前に扁平状に変形させる工程を、さらに有することを特徴とする請求項８又は９に記載の真空断熱パネルの製造方法。

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