JPH09220167A - 真空構造体の排気方法及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気効率の向上、小型で安価な設備での排気
を可能にし、コンパクトな製品を製造する。 【解決手段】 壁部材２，３により閉じられた空間を形
成し、該閉じられた空間を排気してなる真空構造体の排
気方法において、前記閉じられた空間を形成する壁部材
２，３の一部に排気孔９を設け、該排気孔９を覆い、か
つ、壁部材２，３に気密を保持して着脱可能に接合する
排気手段１３により排気する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は魔法瓶、真空二重
管、真空断熱パネル、真空容器等の真空構造体の排気方
法及び製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】魔法瓶等の真空構造体において、その外
瓶と内瓶の間の閉じられた空間を排気して真空に封じ込
める方法としては、従来、実公昭５８−１２６８０号公
報に示すように、魔法瓶の外瓶の底にチップ管を設け、
該チップ管を介して真空ポンプにより排気し、当該チッ
プ管を圧着し切断するチップ管方式と、特開平２−２８
６１１１号公報、特開平６−１６９８５０号等に示すよ
うに、魔法瓶の外瓶の底に排気孔を設け、該魔法瓶を真
空炉に導入することにより当該排気孔を介して排気し、
当該排気孔を封じ板やろう材で封じる真空炉方式とがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記チップ管方式は、
内瓶と外瓶の間の閉じられた空間のみを排気するので排
気効率が良いが、チップ管が外瓶から突出しているので
その分だけ無駄な空間が生じ、製品のコンパクト化が阻
害されるという問題があった。

【０００４】一方、真空炉方式では、チップ管が不要で
あるので製品がコンパクトになるが、真空炉全体の空気
を排気することになるので排気量の大きい排気装置と大
型の真空炉とが必要となり、設備が高価になる。また、
この真空炉方式に使用される輻射式加熱装置は５００℃
以下の中低温域の温度制御がしにくく、また熱源の酸化
防止のため１×１０^-3Ｔｏｒｒ以下の高真空下で加熱す
る必要があった。一般に、真空排気時における加熱の目
的は、第一に壁部材の吸着ガスの排除及び吸蔵ガスの減
少、第二にゲッターの活性化、第三にろう材の溶融であ
るが、前記従来の真空炉方式ではこれらを画一的に達成
する加熱しかできず、各目的に応じた加熱ができなかっ
た。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、前記チップ管方式と真空炉方式の利点を合わせ持
ち、排気効率がよく、小型で安価な設備で排気できる真
空構造体の排気方法、及びコンパクトな製品を製造でき
る真空構造体の製造方法を提供することを課題とするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、第１の発明では、壁部材により閉じられた空間を形
成し、該閉じられた空間を排気してなる真空構造体の排
気方法において、前記閉じられた空間を形成する壁部材
の一部に排気孔を設け、該排気孔を覆い、かつ、壁部材
に気密を保持して着脱可能に接合する排気手段により排
気する。ここで、壁部材とは、魔法瓶の場合は内瓶と外
瓶をいい、真空二重管の場合は内管と外管をいう。ま
た、その閉じられた空間とは、魔法瓶の場合は内瓶と外
瓶の間をいい、真空二重管の場合は内管と外管の間をい
う。この第１の発明によると、真空炉を用いず、閉じら
れた空間のみを排気するので、排気量が少なく、小型で
安価な排気装置で排気できる。

【０００７】前記壁部材は互いに接合される少なくとも
２つの部材からなり、該２つの部材の接合部の隙間に前
記排気孔を設けるのが好ましい。これによれば、２つの
部材の接合と排気孔の封じが同時に行なえる。

【０００８】前記排気手段の前記壁部材への接合は、当
接とすることができる。この場合、着脱が簡単であり、
迅速に行なえる。また、前記排気孔の周囲に筒状部を形
成し、前記排気手段を前記筒状部にねじによる締め付け
により前記壁部材に接合することもできる。あるいは、
前記排気孔の周囲に筒状部を形成し、前記排気手段を前
記筒状部側面にシール部材を介して嵌合することにより
前記壁部材に接合することができる。さらに、前記排気
孔の周囲に筒状部を形成し、前記排気手段を前記筒状部
にシール部材を介して嵌合するとともに、当接により前
記壁部材に接合することもできる。ここで、筒状部と
は、魔法瓶の場合は円等の筒状の外瓶の外周側面をい
い、真空二重管の場合は円等の筒状の外管端部をいう。

【０００９】前記課題を解決するために、第２の発明で
は、壁部材により閉じられた空間を形成し、該閉じられ
た空間を排気してなる真空構造体の製造方法において、
前記閉じられた空間を形成する壁部材の一部に排気孔を
設け、該排気孔を覆い、かつ、壁部材に気密を保持して
着脱可能に接合する排気手段により排気した後、前記排
気孔を封じるようにした。この製造方法では、前記排気
方法を用いて排気するのが好ましい。この第２の発明に
よれば、排気装置を直接壁部材に接合するので、チップ
管が不要となり、製品がコンパクトになる。

【００１０】前記排気孔を封じる方法として、前記排気
孔の周囲の壁部材を前記排気手段の内側又は外側に配設
した加熱手段によって加熱し、母材溶接により排気孔を
封じるようにしてもよい。あるいは、前記排気孔の近傍
に封じ板とろう材を配設し、該ろう材を前記排気手段の
内側又は外側に配設した加熱手段によって加熱し、溶融
したろう材を介して封じ板により排気孔を封じるように
してもよい。また、前記排気孔の近傍に配設したろう材
を前記排気手段の内側又は外側に配設した加熱手段によ
って加熱し、溶融したろう材により排気孔を封じるよう
にしてもよい。

【００１１】前記ろう材を用いる場合、前記排気孔の近
傍における前記壁部材の少なくとも外表面を前記ろう材
とヌレ性の良い材料からなる金属皮膜を形成することが
好ましい。あるいは、前記排気孔の近傍における前記壁
部材を前記ろう材とヌレ性の良い材料で形成してもよ
い。

【００１２】前記構造体の閉じられた空間の内部にゲッ
ターを配設し、前記排気手段により１×１０^-3Ｔｏｒｒ
より低くならないように排気するとともに、前記ゲッタ
ーを加熱手段によって加熱して活性化させるようにして
もよい。なお、前記ゲッターの位置は排気孔の近傍とす
るのが好ましい。この方法によれば、高真空まで排気す
る必要がないので生産性が向上する。なお、この方法に
おいて、前記ゲッターの加熱手段は、前記ろう材の加熱
手段とは別個であってもよいし、簡略のため前記ろう材
の加熱手段と同一にしてもよい。特に、加熱手段を別個
にすることにより、ろう材の溶融とゲッターの活性化を
画一的ではなく、個別的にきめ細かく行うことができ
る。

【００１３】前記排気孔、ろう材、及びゲッターの加熱
手段としては、電磁誘導加熱装置を用いることができ
る。すなわち、電磁誘導加熱装置により排気孔の周囲の
壁部材を加熱溶融させて排気孔を封じる。また、電磁誘
導加熱装置により加熱された壁部材からの熱伝導により
ろう材を加熱溶融させて排気孔を封じる。さらに、電磁
誘導加熱装置により加熱された壁部材からの熱伝導によ
りゲッターを加熱して活性化させるようにする。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。図１は魔法瓶に適用される本発
明の排気方法および製造方法を示す。魔法瓶１は外瓶２
と該外瓶２に収容された内瓶３とからなり、それらは口
部４、５で互いに溶接により接合されている。外瓶２の
底板６の外周部には環状の溝７が形成され、中央には取
付孔８が形成されている。この取付孔８には、約１ｍｍ
程度の径の排気孔９を有するろう材１０が取り付けられ
ている。また、前記外瓶２と内瓶３の間の閉じられた空
間内には任意の位置に図示しないゲッターが配設されて
いる。

【００１５】排気装置１３は、下端が開口し、上端が図
示しない真空ポンプに接続された排気管１４からなって
いる。排気管１４の下部は、前記魔法瓶１の底板６の溝
７の径とほぼ同径であり、その下端にはシリコンゴム等
からなるシール材１５が取り付けられている。また、こ
の排気管１４は上下方向に昇降可能である。なお、実際
に使用する際には、シール材１５の先端に真空グリスを
塗布することが好ましい。

【００１６】前記排気装置１３の内部には、加熱装置１
６が設けられている。この加熱装置１６は、前記ろう材
１０を加熱して溶融する円板状の電気ヒータ１７からな
っている。電気ヒータ１７は、排気管１４の内面から中
心に向かって突設された支持部材１８の先端に排気管１
４の軸と平行に挿通されたロッド１９の下端に取り付け
られるとともに、ロッド１９に挿通されたばね２０によ
って下方に付勢されている。ロッド１９の上端には該ロ
ッド１９が支持部材１８から抜け出るのを防止するスト
ッパー２１が取り付けられている。また、電気ヒータ１
７の下面には、魔法瓶１の外瓶２の底板６との間隔を保
持するためのスペーサ２２が設けられている。

【００１７】前記加熱装置１３としては、電気ヒータ１
７以外に、電子ビーム、ハロゲンランプ、電磁誘導加熱
用コイル等を用いてもよい。

【００１８】前記ろう材１０としては、該ろう材１０が
設置される部材の材料及びヌレ性、生産条件に合った加
熱温度等に適合するものであればよく、後述する低温溶
融ろう材のほか、高温溶融金属ろう材等、各種ろう材が
用いられる。

【００１９】次に、前記排気装置１３を内瓶３と外瓶２
の間の閉じられた空間を排気する方法、および排気後に
前記加熱装置１６を用いて前記閉じられた空間を真空に
封じ込めることにより魔法瓶１を製造する方法を説明す
る。

【００２０】第１の方法として、従来と同程度の真空度
に排気する高真空排気方法について説明する。まず、内
瓶３を所要の形状に形成し、その外面に輻射防止用の銅
箔（不図示）を巻き付けておく。次に、外瓶２の胴２ａ
を所要形状に形成し、底板６の外周部に溝７を形成し、
中央部に取付孔８を穿設する。そして、底板６の内外面
に、ニッケル、銅、錫、銀等の不働態化被膜を形成しに
くく、後述するろう材１０とヌレ性のよい金属のメッキ
を施す。このメッキは、底板６外面の取付孔８のろう付
け側表面近傍にのみ施してもよい。次に、内瓶３の外面
又は外瓶２の内面、例えば底板６の裏面に図示しないゲ
ッターを取り付ける。そして、外瓶２の胴２ａの内側に
内瓶３を挿入し、外瓶２と内瓶３のそれぞれの口部４，
５を互いに溶接により接合した後、外瓶２の胴２ａに底
板６を溶接により接合して、図１に示す二重構造体を製
作する。

【００２１】次に、外瓶２の底板６の取付孔８にろう材
１０を嵌合して取り付ける。このろう材１０は、底板６
に予め取り付けておいてもよい。続いて、二重構造体を
図１に示すように口部４，５を下向きにした状態で保持
した後、排気装置１３の排気管１４を下降し、排気孔８
を覆うようにしてその下端を外瓶２の底板６の溝７に押
し付けて当接する。このとき、排気管１４の内部に位置
する電気ヒータ１７のスペーサ２２が底板６に接触し、
ばね２０が縮められる結果、スペーサ２２が底板６に当
接し、電気ヒータ１７がろう材１０の上方に一定間隔を
隔てて位置決めされる。

【００２２】続いて、前記二重構造体を常温雰囲気下に
おき、図示しない真空ポンプを駆動することにより、外
瓶２と内瓶３の間の閉じられた空間を排気孔９を介して
排気し、約１〜１０Ｔｏｒｒの粗引き状態とする。ここ
で、粗引き状態とするのは、次の加熱乾燥工程で二重構
造体全体が迅速に昇温するようにするためである。その
後、前記二重構造体の周囲に加熱炉（不図示）を設置し
て約４００〜４５０℃で加熱しながら排気し、高真空
（１０^-4〜１０^-5Ｔｏｒｒ）状態とする。なお、排気
中、底板６と排気管１４の間はシール材１５によって気
密に保持される。

【００２３】次に、前記排気装置１３による排気を継続
しつつ、電気ヒータ１７によりろう材１０を加熱し溶融
させて排気孔９を封じる。この後、常温状態まで冷却す
ると、真空二重構造の魔法瓶１が得られる。

【００２４】第２の方法として、ゲッターの使用を前提
とした低真空排気方法について説明する。すなわち、図
２に示すように、外瓶２の底板６の中央に金具１２を介
してゲッター１１を配置するとともに、図３に示すよう
に、その周縁に波形溝９ａが形成された排気孔９の上方
に後述するろう材１０を設置する。この状態では外瓶２
と内瓶３の間の空間は大気と通気可能状態にある。その
後、ゲッター１１の加熱装置１６を有する排気装置１３
を前記同様に底板６に当接させる。

【００２５】続いて、前記二重構造体を常温雰囲気下に
おき、図示しない真空ポンプを駆動することにより、外
瓶２と内瓶３の間の閉じられた空間を排気孔９を介して
排気し、約１〜１０Ｔｏｒｒの粗引き状態とする。ここ
で、粗引き状態とするのは、次の加熱乾燥工程で二重構
造体全体が迅速に昇温するようにするためである。次
に、前記二重構造体の周囲に加熱炉（不図示）を配置す
るか、又はバーナ等による加熱手段で約２３０℃で低温
加熱して乾燥させ、外瓶２と内瓶３を構成する金属に吸
着しているガス（主として水）を離脱させる。同時に、
前記真空ポンプによる排気を約２０分間行ない、１×１
０^-3Ｔｏｒｒ程度の低真空状態とする。

【００２６】前記低真空排気終了に近い時点で前記加熱
装置１６によりゲッター１２を加熱し活性化させる。こ
の加熱装置１６により底板６に加えられた熱は熱伝導に
より排気孔９を経て前記ろう材１０に伝わる。ろう材１
０はゲッター１１の加熱装置１６及び排気孔９の位置等
の調整により前記低真空排気完了時点で前記加熱温度よ
り低い融点となるものが使用されている。そして、排気
完了時点でろう材１０が溶融して自動的に排気孔９が封
じられる。なお、前記排気における真空度は、約１×１
０^-3Ｔｏｒｒであるが、ゲッター１１の活性により真空
度が上昇し、魔法瓶としての所望の真空度（１×１０^-3
Ｔｏｒｒ以下の圧力）を得ることができる。

【００２７】ろう材１０は直接的な加熱ではなく、ゲッ
ター１１に加えられた熱の伝導熱にて溶融するので、鉛
合金（Ｐｂ合金；融点３２７〜２００℃）や錫（Ｓｎ；
２３２℃）等の低温溶融ろう材が好ましい。しかし、毒
性があるうえ蒸気圧が低いカドミウム（Ｃｄ；融点３２
０℃）や、毒性のあるセレン（Ｓｅ；２２０℃）、融点
が低すぎるリチウム（Ｌｉ；融点１８６℃）は好ましく
ない。本発明に使用するろう材の要件は、次の通りであ
る。 （１）二重構造体の加熱温度（２００〜２５０℃）より
も高い融点（２２０〜４２０℃）を有すること。 （２）蒸気圧が融点温度＋３０℃で１×１０^-4Ｔｏｒｒ
以下であること。 （３）塗装工程等の加熱条件下でも蒸気圧が１×１０^-4
Ｔｏｒｒ以下であること。 （４）必要な耐食性を有すること。 （５）必要な機械的性質を有すること。 （６）著しい毒性を有しないこと。 （７）共晶タイプ、又はいわゆる溶け分かれを防止する
ため、極力、液相−固相線温度の差が小さい合金もしく
は純金属であること。

【００２８】具体的な低温溶融ろう材としては、例えば
特開平６−１６９８５０号公報に示される各種低温溶融
ガラスろう材（溶融温度２００〜６００℃）や、特開平
７−２４６１６６号公報に示される各種低温溶融ろう材
（溶融温度２００〜５５０℃）、あるいは各種文献によ
るろう材がある。これらの低温溶融ろう材のうち、２５
０〜４５０℃で溶融するものの一例として次のものがあ
る。

【表１】 融点 組成 ２４７℃ ８７％Ｐｂ、１３％Ｓｂ（共晶） ３７０℃ ９４％Ａｕ、６％Ｓｉ（共晶） ３５６℃ ８８％Ａｕ、１２％Ｇｅ（共晶） ２８０℃ ８０％Ａｕ、２０％Ｓｎ（共晶） ２３２℃ １００％Ｓｎ ２２１℃ ９６．５％Ｓｎ、３．５％Ａｇ（共晶） ２１７℃ ９０％Ｓｎ、１０％Ａｕ（共晶） ３２７℃ １００％Ｐｂ ３０９℃ ９７．５％Ｐｂ、１．５％Ａｇ、１％Ｓｎ（共晶） ３０３℃ ９７．５％Ｐｂ、２．５％Ａｇ（共晶） ３１５℃ ９５％Ｐｂ、５％Ｉｎ（共晶）

【００２９】以上のように、前記第２の製造方法では、
１×１０^-3Ｔｏｒｒより圧力を下げない低真空排気を行
うので、油拡散ポンプ等の高真空排気用のポンプが不要
となる結果、接合部の高気密性を保つ必要がなくなるう
え、ポンプの水冷機構が不要となり、設備が小型化かつ
安価となる。また、接合部の高気密性が不要となること
により、特に排気管１４の下端のシール材１５等のパッ
キンに高精度が要求されず、複雑な形状のパッキンでな
くてもよいほか、真空グリスを省略できる可能性もあ
り、メンテナンス周期も長くなる。さらに、排気管１４
や外瓶２の底板６等の部品のパッキン接触面に高精度が
要求されないので、部品の生産性が向上する。

【００３０】また、前記第２の方法では、二重構造体を
低温加熱するので、排気後の外観部、特に内瓶内面の化
学研磨、電解研磨等の表面処理が簡略化され、製造時間
が短縮される。これに加え、パッキンの耐熱性が要求さ
れないので、フッ素ゴム等の高価なパッキンを使用する
必要がなく、交換頻度が減少する。さらに、設備が簡単
で小型かつ安価になるうえ、光熱費が低減する。

【００３１】なお、前記第２の方法における前記排気及
び製造工程においては、ろう材１０の溶融による排気孔
９の閉鎖とゲッター１１の活性化が同時に行なわれるよ
うにしたが、ろう材１０とゲッター１１を適宜の寸法、
位置関係におくことにより、ろう材１０により排気孔９
が封じられる前にゲッター１１が活性化し、逆に排気孔
９が封じられた後にゲッター１１が活性化するようにし
てもよい。また、前記加熱装置１６のようにろう材１０
とゲッター１１の加熱を同一の装置で行なう代わりに、
ろう材１０の加熱装置１６とゲッター１１の加熱装置１
６を別個に設けて、それぞれ独立して加熱を行なうよう
にしてもよい。

【００３２】このうち、排気孔９が封じられた後にゲッ
ター１１を活性化する方法は、ろう材１０の溶融温度は
ゲッター１１の活性化時の熱伝導温度以上であればよい
ので、ろう材１０は必ずしも低温溶融タイプでなくても
よく、任意のものを選択可能となる。また、ゲッター１
１の取付位置を排気装置１３の設置範囲内としなくても
任意の位置を選ぶことができるので便利である。

【００３３】また、以上の実施態様においては、ろう材
１０による排気孔９の封止に際し、その溶融熱を排気装
置１３内で直接的あるいはゲッター１１の加熱時の熱伝
導で与えることを示したが、これに限らず、排気装置１
３の外側から加えてもよい。例えば、ゲッター１１を排
気装置１３の排気管１４で囲まれる範囲の外側に配置
し、それを排気装置１３の外側に設けた加熱装置によっ
て加熱することにより、排気孔９の設置したろう材１０
を溶融させる。この方法であれば、排気装置１３に加熱
装置１６を設けなくてもよいので構造が簡単になる。

【００３４】次に、図４−８を参照して、本発明の他の
実施形態を説明する。図４は、排気孔９の他の実施形態
を示す。この実施形態では、内瓶３と外瓶２のそれぞれ
の口部４、５の接合部に設けた円周状の隙間を排気孔９
とし、内瓶３と外瓶２の間に予め収容された小球形状の
多数のろう材１０で当該排気孔９を封じる。前記円周状
の隙間は排気可能な程度の小隙間でよく、全周に等分布
で接触部と隙間部を形成してもよい。この実施形態で
は、二重構造体の組立て時に内瓶３と外瓶２の口部４，
５を予め接合する必要はなく、組立工数が低減する。ま
た、外瓶２に排気孔を形成する必要がないので、外観が
よい。なお、この実施形態では、ろう材１０を重力によ
って口部４，５に移動させるため、二重構造体の口部
４，５を下向きにし、排気管１４を下方から接合し、後
述する径シール方式によりシールする。

【００３５】なお、内瓶３と外瓶２の口部４，５の間の
円周状の隙間を排気孔９とする代わりに、図５に示すよ
うに、内瓶３の口部５の内面の一部に内方に膨出する膨
出部２３を形成し、この膨出部２３と外瓶２の口部４の
内面との間に排気孔９を形成してもよい。

【００３６】図６は、排気管１４の接合方法の他の実施
形態を示す。図６（Ａ）の形態では、外瓶２の底近傍の
外周面に形成した雄ねじ２４に、排気管１４の下端内周
面に形成した雌ねじ２５を螺合して接合する。この場
合、二重構造体を回転してもよいし、排気管１４を回転
するようにしてもよい。また、排気管１４に段部２６を
設けて、この段部２６と外瓶２の底板６との間にシール
材１５を介在させる。なお、接合部の平面度が良好であ
る場合や、排気力が強い場合は、前記真空グリス等を省
略できる場合がある。この形態は、製品として仕上げる
際の底部材の取付けにおいて外瓶２の雄ねじ部２４を図
示しない樹脂製の底部材等の接合に利用することができ
るという利点がある。

【００３７】図６（Ｂ）の形態（以下、径シール方式と
いう。）では、排気管１４の下端に形成した大径部２７
を外瓶２の側面にシール材２８を介して嵌合する。シー
ル材２８としては、油圧等で膨らませることができるチ
ューブ状のものを使用するのが好ましい。また、大径部
２７の上端に、外瓶２の底板６と当接する段部２６を設
けて、排気管１４の外瓶２への嵌合代を一定に制限する
のが好ましい。なお、段部２６と底板６との間に第２の
シール材を介在させてもよい。

【００３８】図６（Ｃ）の形態では、外瓶２の側面に形
成した排気孔９を覆うようにして排気管１４を外瓶２の
側面に当接し、排気する。この形態は、外瓶２の径が大
きい場合に好適である。

【００３９】図７は、ろう材１０の取り付け方法の他の
実施形態を示す。図７（Ａ）の形態では、ろう材１０に
横方向の貫通穴２９と該貫通穴２９に連通する縦穴３０
とを形成し、これを取付孔８に嵌合する。また、このろ
う材１０を抜け止めするとともに、真空ポンプへの異物
進入を防止するため、排気管１４にメッシュ３１を取り
付ける。

【００４０】図７（Ｂ）の形態は、外瓶２の底板６に排
気孔９を囲むように凹部３２を形成し、該凹部３２に環
状のろう材１０を嵌合する。この形態では、溶融したろ
う材１０が凹部３２から流れ出ないので外観がよい。

【００４１】図７（Ｃ）の形態では、外瓶２の底板６に
排気孔９を囲むように凹部３２を形成し、該凹部３２の
底に金具３３でろう材１０を取り付ける。この実施形態
では、ろう材１０が脱落する恐れがなく安全である。

【００４２】図８は、ろう材１０と底板６とのヌレ性を
向上するための他の実施形態を示す。すなわち、図１に
示すように底板６全体又は取付孔８の周囲をメッキする
代わりに、底板６を、排気孔９の近傍の排気部６ａと、
該排気部６ａの周囲に位置する環状部６ｂとに分割し、
排気部６ａをニッケル等のろう材とヌレ性のよい無垢の
材料で形成する。これにより、メッキ工程を省略するこ
とができる。また、底板６や排気部６ａを小型化する等
して高強度を必要としないようにすれば、比較的硬度の
低い材料や板厚の薄い材料を使用できる。この場合は、
排気孔を加工しやすい利点がある。なお、排気部６ａは
必ずしも中央に設置する必要はない。

【００４３】次に、図９−１０を参照して、本発明のさ
らに他の実施形態、すなわち、排気孔、ろう材、及びゲ
ッターの加熱手段として電磁誘導加熱装置を使用した実
施形態について説明する。

【００４４】図９は、誘導加熱コイル３４を排気手段で
ある排気具３５の外側に配置し、排気孔９を母材溶接に
よって封止するようにした実施形態を示す。この実施形
態において、排気具３５は、セラミック又は耐熱樹脂等
の非導電性材料からなり、一端が蓋３６で閉じられ他端
が開口された円筒形をなし、その開口端には魔法瓶１の
底板に６に圧接するシール材３７が取り付けられてい
る。この排気具３５の側面には排気管３８が接続され、
該排気管３８は図示しない真空ポンプに導かれている。
排気具３５の蓋３６の外面中央には突部３９が形成さ
れ、該突部３９の周囲に誘導加熱コイル３４が蓋３６の
外面に密着するように渦巻き状に巻回されている。誘導
加熱コイル３４は突部３９に取り付けられた円形の押さ
え板４０によって押さえられている。押さえ板４０の外
面には複数のフェライト４１が突部３９を中心に放射状
に配設されている。前記誘導加熱コイル３４は制御装置
４２によって制御されるようになっている。なお、誘導
加熱コイル３４は太めの１本の素線あるいは細い複数本
の素線からなるリッジ線等で構成する。また、この実施
形態では、誘導加熱コイル３４、押さえ板４０及びフェ
ライト４１を蓋３６の外面に設けたが、蓋３６の内面に
設けてもよい。

【００４５】前記排気具３５を用いて魔法瓶１の排気を
行うには、排気具３５の開口端をシール材３７を介して
魔法瓶１の底板６に当接し、該底板６に形成された排気
孔９を介して魔法瓶１の外瓶２と内瓶３の間の空間を排
気する。この場合、前述の高真空排気方法、ゲッターの
使用を前提とした低真空排気方法のいずれも行うことが
できる。ここでは、予め魔法瓶１の外瓶２の底板６に金
具１２を介してゲッター１１が底板６に密着するように
取り付けられ、後者の方法により１×１０^-3Ｔｏｒｒ程
度の低真空状態に排気してあるものとする。この状態
で、制御装置４２により誘導加熱コイル３４に高周波電
流を流すと、電磁誘導作用により魔法瓶１の外瓶２の底
板６に渦電流が発生し、この渦電流に基づいて底板６が
発熱する。この結果、底板６の熱が熱伝導によって当該
底板６に密着するゲッター１１に伝えられ、ゲッター１
１が活性化するとともに、底板６の排気孔９の回りの母
材が溶融して排気孔９が閉じられる。そして、ゲッター
１１の作用により魔法瓶１の外瓶２と内瓶３の間は高真
空に維持される。なお、ゲッター１１の活性化は排気孔
９が閉じられた後になされるようにしてもよい。

【００４６】図１０は、誘導加熱コイル３４ａ，３４ｂ
を排気手段である図９と同様の排気具３５の内側に配置
し、排気孔９をろう材１０によって封止するようにした
実施形態を示す。排気具３５の蓋３６の内面には、開口
端に向かって延びる円柱状の２つのフェライト４３ａ，
４３ｂが取り付けられている。これらのフェライト４３
ａ，４３ｂは排気具３５を魔法瓶１の底板６に当接した
際に、排気孔９、ゲッター１１の取付位置にそれぞれ所
定間隔を隔てて対向するように取付られている。各フェ
ライト４３ａ，４３ｂにはそれぞれ誘導加熱コイル３４
ａ，３４ｂが巻回されている。一方の誘導加熱コイル３
４ａはろう材１０の加熱用であり、他方の誘導加熱コイ
ル３４ｂはゲッター１１の加熱用である。両誘導加熱コ
イル３４ａ，３４ｂは制御装置４２によって別個に又は
同時に制御されるようになっている。なお、両誘導加熱
コイル３４ａ，３４ｂの消費電力は被加熱部の条件によ
り任意に設定される。

【００４７】この実施形態では、図９の実施形態と同様
に低真空状態に排気した状態で、制御装置４２によりろ
う材加熱用の誘導加熱コイル３４ａに高周波電流を流す
と、電磁誘導作用により排気孔９の周囲の底板６が発熱
し、この底板６の熱が熱伝導によって当該排気孔９に載
置されたろう材１０に伝えられる結果、ろう材１０が溶
融して排気孔９が閉じられる。次に、ゲッター加熱用の
誘導加熱コイル３４ｂに高周波電流を流すと、電磁誘導
作用によりゲッター１１が取り付けられた部分の底板６
が発熱し、該底板６の熱が熱伝導によって当該底板６に
密着するゲッター１１に伝えられてゲッター１１が活性
化し、このゲッター１１の作用により魔法瓶１の外瓶２
と内瓶３の間は高真空に維持される。なお、ゲッター１
１の活性化はろう材１０の溶融前から開始してもよい。

【００４８】以上説明した前記実施形態では、排気孔の
封じ方法としてろう材１０を直接使用する方法を示した
が、これに限らず、公知である封止板を用いる方法（例
えば特開昭６０−２２２０１７号公報に記載の方法）を
用いてもよい。また、ろう材１０を使用せず、例えば図
４、図５に示される構造でろう材１０を使用することな
くビーム溶接等により直接母材溶接してもよい。この場
合、底板に設けた排気孔を単に小孔（約０．５〜１．０
ｍｍφ）に形成して母材溶接してもよい。また、排気孔
は円状に限らず、長孔状等任意の形状でよい。

【００４９】なお、以上の実施形態は、魔法瓶の排気方
法、製造方法について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、真空二重管、真空断熱パネル、真空容器にも適用可
能であることは言うまでもない。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、真空炉を用いず、閉じられた空間のみを排気
するので、排気量が少なくなるとともに、排気装置自体
が簡単な構造でしかも排気作業がしやすくなるため設備
費が安価でさらに生産性も向上する。特に真空炉方式と
比較した場合、加熱方法が単なる加熱炉で行えるため、
温度管理がしやすく、また真空雰囲気下での加熱も不要
であるため、設備費、生産性ともに極めて有利である。
また、チップ管方式と比較した場合も、チップ管が省略
できるため、製品がコンパクトになる利点がある。な
お、ゲッターを併用した低真空排気方法は、生産性がさ
らに向上するとともに、排気後の表面処理も簡単化で
き、有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の排気方法及び製造方法を示す断面
図。

【図２】 本発明の他の排気方法及び製造方法を示す断
面図。

【図３】 図２の排気孔の拡大図。

【図４】 排気孔の他の実施形態を示す断面図。

【図５】 排気孔のさらに他の実施形態を示す断面図。

【図６】 排気装置の接合方法の他の実施形態を示す断
面図。

【図７】 ろう材の取付け方法の他の実施形態を示す断
面図。

【図８】 外瓶の底板の他の実施形態を示す断面図。

【図９】 加熱手段として電磁誘導加熱装置を用いた本
発明の排気方法及び製造方法を示す断面図。

【図１０】 加熱手段として電磁誘導加熱装置を用いた
本発明の他の排気方法及び製造方法を示す断面図。

【符号の説明】

２…外瓶（壁部材）、 ３…内瓶（壁部材）、 ９…排気孔、 １３…排気装置、 １４…排気管、 １６…加熱装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土井 保徳 大阪府大阪市北区天満１丁目20番５号 象 印マホービン株式会社内 (72)発明者 佐々木 稔典 大阪府大阪市北区天満１丁目20番５号 象 印マホービン株式会社内

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 壁部材により閉じられた空間を形成し、
   該閉じられた空間を排気してなる真空構造体の排気方法
   において、前記閉じられた空間を形成する壁部材の一部
   に排気孔を設け、該排気孔を覆い、かつ、壁部材に気密
   を保持して着脱可能に接合する排気手段により排気する
   ことを特徴とする真空構造体の排気方法。
2. 【請求項２】 前記壁部材が互いに接合される少なくと
   も２つの部材からなり、該２つの部材の接合部の隙間に
   前記排気孔を設けることを特徴とする請求項１に記載の
   真空構造体の排気方法。
3. 【請求項３】 前記排気手段を当接により前記壁部材に
   接合することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空
   構造体の排気方法。
4. 【請求項４】 前記排気孔の周囲に筒状部を形成し、前
   記排気手段を前記筒状部にねじによる締め付けにより前
   記壁部材に接合することを特徴とする請求項１又は２に
   記載の真空構造体の排気方法。
5. 【請求項５】 前記排気孔の周囲に筒状部を形成し、前
   記排気手段を前記筒状部側面にシール部材を介して嵌合
   することにより前記壁部材に接合することを特徴とする
   請求項１又は２に記載の真空構造体の排気方法。
6. 【請求項６】 前記排気孔の周囲に筒状部を形成し、前
   記排気手段を前記筒状部にシール部材を介して嵌合する
   とともに、当接により前記壁部材に接合することを特徴
   とする請求項１又は２に記載の真空構造体の排気方法。
7. 【請求項７】 壁部材により閉じられた空間を形成し、
   該閉じられた空間を排気してなる真空構造体の製造方法
   において、前記閉じられた空間を形成する壁部材の一部
   に排気孔を設け、該排気孔を覆い、かつ、壁部材に気密
   を保持して着脱可能に接合する排気手段により排気した
   後、前記排気孔を封じることを特徴とする真空構造体の
   製造方法。
8. 【請求項８】 前記請求項２から６に記載の方法により
   排気することを特徴とする請求項７に記載の真空構造体
   の製造方法。
9. 【請求項９】 前記排気孔の周囲の壁部材を加熱手段に
   よって加熱し、母材溶接により排気孔を封じることを特
   徴とする請求項７又は８に記載の真空構造体の製造方
   法。
10. 【請求項１０】 前記排気孔の加熱手段は、電磁誘導加
    熱装置からなり、該電磁誘導加熱装置により壁部材を溶
    融させて排気孔を封じることを特徴とする請求項９に記
    載の真空構造体の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記排気孔の近傍に封じ板とろう材を
    配設し、該ろう材を加熱手段によって加熱し、溶融した
    ろう材を介して封じ板により排気孔を封じることを特徴
    とする請求項７又は８に記載の真空構造体の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記排気孔の近傍に配設したろう材を
    加熱手段によって加熱し、溶融したろう材により排気孔
    を封じることを特徴とする請求項７又は８に記載の真空
    構造体の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記ろう材の加熱手段は、電磁誘導加
    熱装置からなり、該電磁誘導加熱装置により加熱された
    壁部材からの熱伝導によりろう材を加熱することを特徴
    とする請求項１１又は１２のいずれかに記載の真空構造
    体の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記排気孔の近傍における前記壁部材
    の少なくとも外表面を前記ろう材とヌレ性の良い材料か
    らなる金属皮膜を形成することを特徴とする請求項１１
    から１３のいずれかに記載の真空構造体の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記排気孔の近傍における前記壁部材
    を前記ろう材とヌレ性の良い材料で形成することを特徴
    とする請求項１１から１３のいずれかに記載の真空構造
    体の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記構造体の閉じられた空間の内部に
    ゲッターを配設し、前記排気手段により１×１０^-3Ｔｏ
    ｒｒより低くならないように排気するとともに、前記ゲ
    ッターを加熱手段によって加熱して活性化させることを
    特徴とする請求項７から１５のいずれかに記載の真空構
    造体の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記ゲッターを前記排気孔の近傍に設
    けたことを特徴とする請求項１６に記載の真空構造体の
    製造方法。
18. 【請求項１８】 前記ゲッターの加熱手段が、前記ろう
    材の加熱手段とは別個であることを特徴とする請求項１
    ６又は１７に記載の真空構造体の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記ゲッターの加熱手段が、前記ろう
    材の加熱手段と同一であることを特徴とする請求項１６
    又は１７に記載の真空構造体の製造方法。
20. 【請求項２０】 前記ゲッターの加熱手段は、電磁誘導
    加熱装置からなり、該電磁誘導加熱装置により加熱され
    た壁部材からの熱伝導によりゲッターを加熱することを
    特徴とする請求項１６から１９のいずれかに記載の真空
    構造体の製造方法。
21. 【請求項２１】 前記加熱手段を前記排気手段の内側に
    配設したことを特徴とする請求項９から２０のいずれか
    に記載の真空構造体の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記加熱手段を前記排気手段の外側に
    配設したことを特徴とする請求項９から２０のいずれか
    に記載の真空構造体の製造方法。