JP4845169B2

JP4845169B2 - 真空度測定構造，真空構造体及び真空断熱パネル

Info

Publication number: JP4845169B2
Application number: JP2004297628A
Authority: JP
Inventors: 忠弘大見; 三志和田迫; 強小林
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: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: JP2006112812A

Description

本発明は、真空構造体の真空空間の真空度を測定するための測定技術に関するものである。

真空構造体の真空空間は、常に一定の真空度を保持できるものでもなく、アウトガスやリークによって、その真空度が変化する。真空構造体が、例えば、断熱パネルとして使用されている時は、真空度の低下によって断熱効果を低下させることになる。従って、真空構造体の真空空間の真空度は、その真空構造体の及ぼす効果・作用を知る上で非常に重要である。

しかしながら、密閉された真空構造体の真空空間の真空度を測定することは、そう容易ではない。特許文献１に記載された「真空断熱体の真空度測定装置」は、真空断熱容器(11)の外容器(13)の表面に小チャンバー(17)を気密状態で取り付ける。そして、その気密状態の中で、打撃シャフト(21)によって外容器(13)の一部分を貫通状態に開口し、真空度センサ(31)で真空度を測定するものである。
特開平０７−２９４３５９号公報

特許文献１は、一種の破壊検査によって、真空度を測定するものである（特許文献１［００１０］第２文他）。しかし、破壊検査は、破壊のために複雑な装置が必要になり、また、破壊後にその破壊部分を修復する必要があるため、極めて面倒な作業となる。
そこで、本発明は、何ら破壊作業を伴わず、極めて簡便な手法で、密閉された真空構造体の真空空間の真空度を測定する技術の提供を目的とする。

上記する目的を達成するために、第一の発明は、内部に真空空間を形成する真空構造体の一部を形状変化可能な形状変化部とし、真空空間の真空度の変化に伴ってその形状変化部が形状変化することで、真空空間の真空度を測定する真空度測定構造であることを特徴とする。
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。
第二の発明は、形状変化部は、真空構造体の一部に凹状に設けられた伸縮自在なベローズ部材であることを特徴とし、第三の発明は、形状変化部は、真空構造体の一部に湾曲して設けられたダイアフラムであることを特徴とする。
第四の発明は、内部に真空空間を形成する真空構造体の一部を形状変化可能な形状変化部に形成し、真空空間の真空度の変化に伴ってその形状変化部を形状変化させて、真空空間の真空度を測定する真空度測定方法であることを特徴とする。
第五の発明は、第一から第三の発明に係る真空度測定構造を備えた真空構造体であることを特徴とし、第六の発明は、第一から第三の発明に係る真空度測定構造を備えた真空断熱パネルであることを特徴とする。

第七の発明は、内部に真空空間を形成する真空構造体の一部に取付孔を設け、その取付孔の外周縁に沿って段部を形成し、真空空間の真空度の変化に伴ってその形状を変化する形状変化部材をその取付孔へ取り付ける真空構造体の製造方法であることを特徴とする。
第八の発明は、内部に真空空間を形成する真空構造体の一部に取付孔を設け、真空空間の真空度の変化に伴ってその形状を変化させる形状変化部を備えた真空度測定ユニットをその取付孔へ取り付ける真空構造体の製造方法であることを特徴とする。
第九の発明は、第七の発明にあって、真空度測定ユニットが、形状変化部を囲むようにして測定空間を形成する囲繞部材を備え、囲繞部材には、真空空間と測定空間とを連通する連通孔を有することを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を有する。
（１）真空空間の真空度が変化した場合、真空構造体の一部にある形状変化部が形状変化するので、一見して簡便に真空度を測定できる。
（２）真空構造体を破壊することがないので、破壊後の修復作業を必要としない。
（３）真空度センサなど特別な測定装置を用いることがないので、一般人でも測定でき、また、測定コストを低減できる。
（４）かさばらず、シンプルな構成であるため、種々の目的の真空構造体に使用することができる。

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説明用断面図である。
図１（ａ）に示すように、真空構造体である真空断熱パネル１０は、その一部に凹状（蛇腹状）に設けられたベローズ部材２０を有する。このベローズ部材２０は伸縮自在であり、形状変化可能な形状変化部１１を形成する。

図１（ｂ）に示すように、ベローズ部材２０は、真空断熱パネル１０の真空空間１４の真空度に対して、真空断熱パネル１０外の外気圧を受け、伸長した形状にある。
しかし、真空空間１４の真空度が低下すると、前記外気圧との差が縮まり、図１（ｃ）に示すように、ベローズ部材２０は収縮した形状になる。
従って、ベローズ部材２０が収縮すると、真空空間１４の真空度が低下したことになり、一見して真空空間１４の真空度の変化を確認できる。さらに、ベローズ部材２０の収縮具合で、真空空間１４の具体的な真空度を測定可能となる。
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。

図２は、ベローズ部材２０の取付構造の一例を示した説明用断面図である。
図２（ａ）に示すベローズ部材２０は、真空断熱パネル１０に設けられた取付孔１２に溶接によって取り付けられる。ここで、この取付孔１２の外周縁に沿って段部となる溝部１３が形成されている。取付孔１２によって真空断熱パネル１０の歪みなど変形が生じやすくなるが、溝部１３を形成することで剛性が発揮され、真空断熱パネル１０の変形を防止できるようになる。

図２（ｂ）に示すベローズ部材２０は、真空空間１４内で仕切板１６，１６によって仕切られた測定空間１８に設けられる。この真空空間１８は、仕切版１６，１６によって剛性が保たれる空間となる。測定空間１８は仕切板１６に形成された連通孔１７によって、真空空間１４と連通しているので、真空空間１４と同じ真空度となる。従って、ベローズ部材２０によって測定された測定空間１８の真空度が、真空断熱パネル１０の真空空間１４の真空度となる。

図３は、本発明の第二実施形態を示す説明用断面図である。
図３（ａ）に示すように、真空構造体である真空断熱パネル３０は、その一部に湾曲して設けられたダイアフラム４０を有する。このダイアフラム４０は凹凸自在であり、形状変化可能な形状変化部３１を形成する。

図３（ｂ）に示すように、ダイアフラム４０は、真空断熱パネル３０の真空空間３４の真空度に対して、真空断熱パネル３０外の外気圧を受け、窪んだ形状にある。
しかし、真空空間３４の真空度が低下すると、前記外気圧との差が縮まり、図３（ｃ）に示すように、ダイアフラム４０は隆起した形状になる。
従って、ダイアフラム４０が隆起すると、真空空間３４の真空度が低下したことになり、一見して真空空間３４の真空度の変化を確認できる。さらに、ダイアフラム４０の隆起時点で、真空空間１４の具体的な真空度が測定可能となる。

図４は、本発明の第三実施形態を示す説明用斜視図である。
第三実施形態は、真空断熱パネル５０の一部に、取付孔５１を設け、その取付孔５１に真空度測定ユニット６０，６５を溶接により取り付けて、真空度測定構造を備えた真空断熱パネルを製造するものである。

真空度測定ユニット６０は、形状変化可能なダイアフラム６１を備え、そのダイアフラム６１を囲むようにして測定空間６３を形成する筒型のカバー部材６２からなっている。そのカバー部材６２には、真空断熱パネル５０の真空空間５４と測定空間６３とを連通する連通孔６４を有する。
また、真空度測定ユニット６５は、形状変化可能なベローズ部材６６を備え、そのベローズ部材６６を囲むようにして測定空間６８を形成する筒型のカバー部材６７からなっている。そのカバー部材６７には、真空断熱パネル５０の真空空間５４と測定空間６８とを連通する連通孔６９を有する。

このように、真空度測定ユニット６０，６５を用いて真空度測定構造を備えた真空断熱パネルを製造することで、真空度測定ユニット６０，６５の筒型のカバー部材６２，６７が仕切版となって、測定空間６３，６８の剛性が保たれることになる。

本発明は、ベローズ部材やダイアフラムのようなシンプルな形状変化部を設けたことで、極めて簡便に断熱用真空パネルの真空度を測定できるものである。ただし、図１に示すベローズ部材２０や図３に示すダイアフラム４０は本発明の形状変化部の一例であり、これに限定されるものではない。真空空間の真空度と外気圧との差によって、形状変化可能な部材であればいずれでもよい。

本発明は、真空断熱パネルに用いられるだけでなく、真空空間を有する真空構造体に広く用いることができるものである。

本発明の第一実施形態を示す説明用断面図。ベローズ部材の取付構造の一例を示した説明用断面図。本発明の第二実施形態を示す説明用断面図。本発明の第三実施形態を示す説明用斜視図。

符号の説明

１０真空断熱パネル１１形状変化部
１４真空空間１６仕切板
１７連通孔１８仕切空間
２０ベローズ部材

Claims

内部に真空空間を形成する真空構造体の一部を形状変化可能な形状変化部とし、真空空間の真空度の変化に伴ってその形状変化部が形状変化することで、真空空間の真空度を測定することを特徴とする真空度測定構造であって、
前記形状変化部は、真空構造体の一部に凹状に設けられた伸縮自在なベローズ部材であり、このベローズ部材を真空空間内で仕切板によって仕切られた測定空間に設けるとともに、測定空間は仕切板に形成された連通孔によって真空空間と連通しており、かつ仕切板はベローズ部材の設けられた外装面とこれに相対する外装面との間を上下に仕切っていることを特徴とする真空度測定構造。
内部に真空空間を形成する真空構造体の一部を形状変化可能な形状変化部とし、真空空間の真空度の変化に伴ってその形状変化部が形状変化することで、真空空間の真空度を測定することを特徴とする真空度測定構造であって、
前記形状変化部は、真空構造体の一部に設けられた取付孔に真空度測定ユニットを溶接により取り付けたものであり、真空度測定ユニットは、形状変化可能なダイアフラムを備えてそのダイアフラムを囲むようにして測定空間を形成する筒型のカバー部材からなっているとともに、そのカバー部材には真空構造体の真空空間と測定空間とを連通する連通孔を有しており、かつカバー部材は真空度測定ユニットを取り付けた取付孔の設けられた外装面とこれに相対する外装面との間を上下に仕切っていることを特徴とする真空度測定構造。
内部に真空空間を形成する真空構造体の一部を形状変化可能な形状変化部とし、真空空間の真空度の変化に伴ってその形状変化部が形状変化することで、真空空間の真空度を測定することを特徴とする真空度測定構造であって、
前記形状変化部は、真空構造体の一部に設けられた取付孔に真空度測定ユニットを溶接により取り付けたものであり、真空度測定ユニットは、形状変化可能なベローズ部材を備えてそのベローズ部材を囲むようにして測定空間を形成する筒型のカバー部材からなっているとともに、そのカバー部材には真空構造体の真空空間と測定空間とを連通する連通孔を有しており、かつカバー部材は真空度測定ユニットを取り付けた取付孔の設けられた外装面とこれに相対する外装面との間を上下に仕切っていることを特徴とする真空度測定構造。
内部に真空空間を形成する真空構造体の一部を形状変化可能な形状変化部とし、真空空間の真空度の変化に伴ってその形状変化部が形状変化することで、真空空間の真空度を測定することを特徴とする真空度測定構造であって、
前記形状変化部は、真空構造体の一部に凹状に設けられた伸縮自在なベローズ部材であり、このベローズ部材を取り付けるために真空断熱体に設けられた取付孔の外周縁に沿って段部となる溝部が形成されていることを特徴とする真空度測定構造。
請求項１から４のいずれかに記載の真空度測定構造を備えた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度測定構造を備えたことを特徴とする真空断熱パネル。