JP5969359B2

JP5969359B2 - 真空断熱パネルの製造方法

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Publication number: JP5969359B2
Application number: JP2012247251A
Authority: JP
Inventors: 武男神野; 高槻　豊彦; 豊彦高槻
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: JP2014095426A

Description

本発明は、真空断熱パネルの製造方法に関する。

この種の真空断熱パネルは、対向する第１および第２パネル部材の間を密封し、内部に形成した空間部を真空排気している。目的に応じた所定形状に形成され、組み合わせて対象物の断熱を図っている。しかし、小さな真空断熱パネルを個別に製造すると、生産性が悪いという問題がある。

これに対して特許文献１，２には、複数の空間部を形成した真空断熱パネルが記載されている。この真空断熱パネルは、第１金属パネルに空間部を形成するための膨出部を設け、膨出部の開口側に、平板状または対応する膨出部を形成した第２金属パネルを接合している。複数の空間部のうち所定の第１の空間部に排気部が形成され、この排気部から全ての空間部内を真空排気している。

特許文献１の真空断熱パネルは、隣接した空間部間に位置する第１および第２パネル部材が重畳配置されているため、１箇所の排気部から全ての空間部を真空排気する際の効率が悪い。一方、特許文献２の真空断熱パネルは、第１および第２パネル部材の一方に突部を設け、真空排気用の通路を確保しているため、排気効率が低下することはない。

また、各真空断熱パネルは容器用であり、隣接する空間部間が封止されていないため、各空間部を切断して個別の真空断熱パネルとして使用することはできない。但し、特許文献１の真空断熱パネルは、外周部と同様に隣接する空間部間も封止すれば分割して使用することが可能である。しかし、特許文献２の真空断熱パネルは、排気通路を確保するための突部を有するため、各空間部を分離して使用することは困難である。

特開平７−１９３９２号公報特許第４８２９１７２号公報

本発明では、複数の空間部を効率的に排気可能とし、かつ、各空間部を分離して個別に使用可能な真空断熱パネルの製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の真空断熱パネルは、対向配置された第１および第２パネル部材と、前記第１および第２パネル部材の間に形成され真空排気された複数の空間部と、前記各空間部の外周を密封した封止部とを備え、前記第１および第２パネル部材のうち少なくとも前記第２パネル部材の前記空間部側の全面に複数の凹凸部を設け、前記凹凸部を塑性変形させて前記封止部を形成した構成としている。なお、真空断熱パネルは、複数の前記空間部のうち第１の空間部に排気部を有する。

この真空断熱パネルの製造方法は、第１および第２パネル部材を対向配置して、これらの間に複数の空間部を形成し、前記各空間部を、前記第１および第２パネル部材のうち少なくとも前記第２パネル部材の前記空間部側の全面に設けた複数の凹凸部により連通させるとともに、前記凹凸部を塑性変形させて前記第１および第２パネル部材の外周部を密封する封止部を設け、前記凹凸部により連通した前記各空間部を真空排気した後、隣接した前記空間部の間の前記凹凸部を塑性変形させて更に封止部を設け、前記各空間部を区画する。

真空断熱パネルは、第２パネル部材の凹凸部により、隣接する空間部が連通されているため、効率的な真空排気が可能である。また、真空排気後には、隣接した空間部間を封止する際に凹凸部を塑性変形させるため、各空間部を確実に密封することができる。そのため、各空間部を切断して個別の真空断熱パネルとして使用することができる。よって、小さな真空断熱パネルを個別に製造する必要がないため、生産性を向上できる。しかも、凹凸部は第２パネル部材の全面に設ける構成であるため、加工性も良好である。

この真空断熱パネルでは、前記凹凸部は、前記空間部側に位置する内面から外面にかけて設けられることが好ましい。なお、前記第１パネル部材は、前記第２パネル部材より肉厚が厚い平板状をなす。また、前記凹凸部は、真空排気時の排気圧では変形せず、封止時の加圧により変形可能である。このようにすれば、プレス加工またはロールフォーミング加工により容易に製造できる。また、凹凸部により剛性を向上できるため、第２パネル部材を薄くすることが可能になる。そして、この真空断熱パネルは、第２パネル部材を対象物側に配置し、第１パネル部材を大気側に配置することにより、断熱性能を大幅に向上できる。

本発明の真空断熱パネルおよび製造方法では、第２パネル部材に形成した凹凸部により隣接した空間部内を効率的に真空排気できる。また、真空排気後には、隣接した空間部間を封止する際に凹凸部を塑性変形させるため、各空間部を確実に密封できる。よって、各空間部を切断して個別の真空断熱パネルとして使用することができる。

本発明に係る第１実施形態の真空断熱パネルを示す平面図。（Ａ）は図１の要部断面図、（Ｂ）は図１の要部底面図。密封前の各部材を示す分解斜視図。真空断熱パネルの製造方法の第１工程を示す断面図。真空断熱パネルの製造方法の第２工程を示す断面図。真空断熱パネルの製造方法の第３工程を示す断面図。真空断熱パネルの使用状態を示す斜視図。第２実施形態の真空断熱パネルを示す断面図。第３実施形態の真空断熱パネルを示す断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

（第１実施形態）
図１および図２（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る真空断熱パネル１０を示す。この真空断熱パネル１０は、一対の外装パネル１１，１６の間に複数の空間部２０を形成し、各空間部２０内にコア材２１Ａ，２１Ｂを配設して真空排気している。各空間部２０は封止部１９Ａ，１９Ｂにより区画され、図５に示すように分離して個別の真空断熱パネル１０Ａとして使用可能である。

図２（Ａ），（Ｂ）および図３に示すように、第１外装パネル１１は、厚さ０．２〜１．０ｍｍ程度のステンレス（ＳＵＳ３０４）等からなる平面視矩形状の薄平板が使用される。第１外装パネル１１には、所定幅の平坦な外周部１２を残し、内部に２行３列の配列で正方形状をなす複数の膨出部１３が形成されている。膨出部１３の外周壁は傾斜部１４により構成される。隣接する膨出部１３の間は平坦な連続部１５によって連続している。

封止前の第２外装パネル１６は、第１外装パネル１１より肉厚が薄い（例えば０．１〜０．５ｍｍ程度）ステンレス（ＳＵＳ３０４）等からなる平面視矩形状の薄板が使用される。空間部２０の側に位置する内面から外面にかけて屈曲した凹部１７と凸部１８とが形成されている。凹凸部１７，１８は、プレス加工またはロールフォーミング加工により全面に形成されている。図２（Ｂ）に示すように、個々の凹部１７と凸部１８とがそれぞれ平面視正六角形状をなし、内面側または外面側に屈曲されている点でのみ相違する。また、個々の凹凸部１７，１８の幅は、第１外装パネル１１の膨出部１３，１３間の幅の２倍の寸法より小さく形成されている。凹凸部１７，１８の形成によるビード（稜部）で第２外装パネル１６の剛性が高められる。そのため、凹凸部１７，１８は、真空排気時の排気圧（例えば１ｋｇ／ｃｍ２）では変形しない。

膨出部１３の開口側に位置するように、第１外装パネル１１に対して第２外装パネル１６が対向配置され、膨出部１３の外周（外周部１２と連続部１５）を封止することにより一体化されている。封止は、シーム溶接等の圧着接合またはＴＩＧ溶接等の突き合わせ溶接、ＭＩＧブレージング等によって行われる。この接合時の加圧で第２外装パネル１６の凹凸部１７，１８が、第１外装パネル１１の外周部１２および連続部１５に重畳可能な平坦な状態に塑性変形される。また、図１にハッチングを付して示すように、接合により膨出部１３の外周に封止部１９Ａ，１９Ｂが形成され、内部に密封された空間部２０が形成される。

なお、外装パネル１１，１６はステンレスに限られず、鉄やチタン等の金属板であってもよく、必要とされる耐熱温度に応じて変更が可能である。しかも、第１外装パネル１１と第２外装パネル１６とで異なる金属材料のものを使用してもよい。勿論、使用目的に応じた耐熱温度が得られるならば、樹脂により構成してもよい。

空間部２０の内部には、一対のコア材２１Ａ，２１Ｂと、輻射伝熱を防止するための金属箔（銅箔）２２と、完成後に発生したガスを吸引して真空度を維持するためのゲッター（図示せず）とが配設される。コア材２１Ａ，２１Ｂ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、セラミックウール、セラミックボード等が使用される。コア材２１Ａ，２１Ｂは、間に金属箔２２を挟み込んだ状態で膨出部１３内に配設される。

複数の膨出部１３（空間部２０）のうち、第１の膨出部１３Ａ（空間部２０Ａ）には排気部２３が形成されている。排気部２３は、膨出部１３に形成した排気孔２４と、排気孔２４に接合したチップ管２５とを備える。チップ管２５は、真空排気後に封止される。

次に、真空断熱パネル１０の製造方法について説明する。

まず、膨出部１３の開口が上方に位置するように第１外装パネル１１を配置し、膨出部１３内にコア材２１Ａ，２１Ｂと金属箔２２とゲッターとを配置する。その後、第１外装パネル１１上に第２外装パネル１６を配置し、図４Ａに示すように、上下向きに配置を変更する。これにより、対向配置された第１および第２外装パネル１１，１６間に複数の空間部２０が形成される。

ついで、図４Ｂに示すように、第１および第２外装パネル１１，１６の外周部を接合し、第１の封止部１９Ａを形成する。これにより、第２外装パネル１６の外周部の凹凸部１７，１８が平坦な状態に塑性変形されて、対向する第１および第２外装パネル１１，１６間が密閉される。但し、この状態では隣接する膨出部１３，１３間の連続部１５は接合していない。そのため、第１外装パネル１１の連続部１５には第２外装パネル１６の凸部１８が当接し、凹凸部１７，１８の全高分の隙間（排気通路）が形成される。その結果、隣接する空間部２０内が凹凸部１７，１８により連通状態が確保される。

その後、チップ管２５に排気装置を接続し、予め規定した真空度になるように真空排気する。真空排気により規定の真空度に達すると、その真空度を維持した状態でリークテスト装置によりリーク部分が存在するか否かをテストする。リークが無いことが確認されると、図４Ｃに示すように、チップ管２５を封止して不要部分を切断する。

最後に、図２に示すように、膨出部１３，１３間の連続部１５を接合し、第２の封止部１９Ｂを形成する。これにより、連続部１５の対応位置に形成された第２外装パネル１６の凹凸部１７，１８が平坦な状態に塑性変形されて、各空間部２０が密封状態に区画される。

このように製造した真空断熱パネル１０は、第２外装パネル１６の凹凸部１７，１８により、隣接する空間部２０，２０が連通されているため、効率的な真空排気が可能である。また、真空排気後には、隣接した空間部２０，２０間を封止する際に凹凸部１７，１８を塑性変形させるため、各空間部２０，２０を確実に密封することができる。

そのため、図５に示すように、連続部１５で切断して分離した一部だけを小さな真空断熱パネル１０Ａとして使用可能である。よって、小さな真空断熱パネルを個別に製造する必要がないため、生産性を向上できる。なお、チップ管２５を配設した第１の膨出部１３Ａは、使用可能な箇所が制限された真空断熱パネルとなる。

また、凹凸部１７，１８は第２外装パネル１６の全面に設ける構成であるため、プレス加工またはロールフォーミング加工により容易に製造できる。さらに、凹凸部１７，１８により剛性を向上できるため、第２外装パネル１６を薄くすることが可能である。よって、真空断熱パネル１０は、第２外装パネル１６を断熱対象物側に配置し、第１外装パネル１１を大気側に配置することにより、第２外装パネル１６と断熱対象物との間に更に断熱空間を形成できるため、断熱性能を向上できる。

（第２実施形態）
図６Ａは第２実施形態の真空断熱パネル１０を示す。この第２実施形態では、第２外装パネル１６における空間部２０側の面だけに凹凸部１７，１８を設けた点で、第１実施形態と相違する。第２外装パネル１６は、第１外装パネル１１と同様の肉厚の金属板からなる。そして、板状をなす第２外装パネル１６の一面にシボ加工を施すことにより、凹凸部１７，１８を形成している。

（第３実施形態）
図６Ｂは第３実施形態の真空断熱パネル１０を示す。この第３実施形態では、第１外装パネル１１を、第１実施形態の第２外装パネル１６と同様に、内外面にかけて凹凸部１７，１８を形成した金属板により構成している。

このように構成した第２および第３実施形態の真空断熱パネル１０は、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。しかも、第３実施形態では、第１および第２外装パネル１１，１６に凹凸部１７，１８を設けているため、全体の剛性を確保したうえで、軽量化を図ることができるとともに、断熱性能を向上することができる。

なお、本発明の真空断熱パネル１０およびその製造方法は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、各実施形態では２行３列の配列で空間部２０を形成したが、その配列および形状は希望に応じて変更が可能である。また、前記実施形態では、凹凸部１７，１８を平面視正六角形状に形成したが、平面視円形状に形成してもよく、形状および配列は希望に応じて変更が可能である。さらに、膨出部１３の天面に排気部２３を形成したが、膨出部１３の傾斜部１４に排気部２３を形成してもよい。勿論、小さな排気専用膨出部を設けた構成としてもよい。

また、各実施形態では、第２外装パネル１６には空間部２０を形成するための膨出部は設けていないフラット形状としたが、膨出部１３に対応する膨出部を設けた形状としてもよい。さらに、第３実施形態では、内面から外面にかけて凹凸部１７，１８を形成した第１および第２外装パネル１１，１６を用いたが、シボ加工による凹凸部１７，１８を形成した第１および第２外装パネル１１，１６を用いてもよい。

１０…真空断熱パネル
１０Ａ…分割した真空断熱パネル
１１…第１外装パネル（第１パネル部材）
１２…外周部
１３，１３Ａ…膨出部
１４…傾斜部
１５…連続部
１６…第２外装パネル（第２パネル部材）
１７…凹部
１８…凸部
１９Ａ，１９Ｂ…封止部
２０，２０Ａ…空間部
２１Ａ，２１Ｂ…コア材
２２…金属箔
２３…排気部
２４…排気孔
２５…チップ管

Claims

第１および第２パネル部材を対向配置して、これらの間に複数の空間部を形成し、前記各空間部を、前記第１および第２パネル部材のうち少なくとも前記第２パネル部材の前記空間部側の全面に設けた複数の凹凸部により連通させるとともに、前記凹凸部を塑性変形させて前記第１および第２パネル部材の外周部を密封する封止部を設け、
前記凹凸部により連通した前記各空間部を真空排気した後、隣接した前記空間部の間の前記凹凸部を塑性変形させて更に封止部を設け、前記各空間部を密封状態に区画することを特徴とする真空断熱パネルの製造方法。