コア材、コア材の製造方法およびコア材を用いた真空二重構造体
【課題】取り扱いが極めて容易なコア材およびその製造方法を提供する。
【解決手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１のコア材１０は、熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シート、または、輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる基材シート１１Ａ〜１１Ｇに、耐熱性が高く熱伝導度が低く基材シート１１Ａ〜１１Ｇより硬質な多数の球状部材１２Ａ〜１２Ｇを点在させて配設した構成とする。
【解決手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１のコア材１０は、熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シート、または、輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる基材シート１１Ａ〜１１Ｇに、耐熱性が高く熱伝導度が低く基材シート１１Ａ〜１１Ｇより硬質な多数の球状部材１２Ａ〜１２Ｇを点在させて配設した構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に真空二重構造体の内部空間に配設されるコア材、このコア材の製造方法および該コア材を用いた真空二重構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内部空間にコア材を配設した真空二重構造体としては、特許文献１，２に記載の真空断熱パネルが公知である。特許文献１では、平均一次粒子径７ｎｍの乾式シリカと平均繊維径０．８ｎｍのシリカアルミナ繊維を添加して混合して成形型に入れて加圧することによりコア材を形成する。そして、このコア材を外被材中に挿入した後、真空排気する構成としている。また、特許文献２では、シート状をなす金属板間に複数の繊維質シートからなるスペーサ（コア材）と金属箔とを積層配置した後、真空排気する構成としている。
【０００３】
しかしながら、これらの特許文献１，２では、外力が加わると、内部のコア材が収縮するため、外被材である金属板が塑性変形するという問題がある。また、使用中に外側に位置する金属板が高温に曝されるとコア材の体積が収縮し、外側金属板が熱により変形して断熱性能が著しく低下する可能性がある。この場合、熱が外側金属板から内側金属板に伝熱するため、断熱の目的を達成することができない。
【０００４】
これに対して、一対の金属板を所定間隔に保持できるようにした真空二重構造体が特許文献３，４に記載されている。特許文献３では、熱伝導率が低い樹脂材料により、連続した凹凸を繰り返す形状としたコア材を設け、このコア材と無機質通気性充填物とを枠体内に配設する構成としている。また、特許文献４では、一方の金属板に円錐筒状をなす位置決め部材を配設し、この位置決め部材内に球状スペーサを配設する構成としている。
【０００５】
しかしながら、特許文献３では、凹凸部が一対の金属板の対向面に当接した状態をなすため、ある程度の外力には対抗できるが、熱に曝されると体積が収縮するため、やはり断熱性能を維持できない。しかも、コア材の隙間に無機質通気性充填物を充填する必要があるため、取り扱いが極めて煩雑である。
【０００６】
また、特許文献４では、耐熱性を有する球状スペーサが一対の金属板の対向面に点接触した状態をなすため、外力に対抗できるとともに、熱に曝されても断熱性能を維持できる。しかし、球状スペーサを位置決め部材によって位置決めする必要があるため、取り扱いが極めて煩雑であり、製造効率が極めて悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１０３８３号公報
【特許文献２】特開２００４−６０８５２号公報
【特許文献３】特開昭５８−４０４７８号公報
【特許文献４】特開２００７−３２７５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来の問題に鑑みてなされたもので、取り扱いが極めて容易なコア材、および、その製造方法を提供することを第１の課題とする。そして、このコア材を用いることにより使途が大幅に広がった真空二重構造体を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の第１のコア材は、熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シートからなる一対の基材シートの間に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設した構成としている。
また、第２のコア材は、熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シートからなる基材シートの内部に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させた状態で、内部に埋め込んで配設した構成としている。
また、第３のコア材は、輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる一対の基材シートの間に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設した構成としている。
また、第４のコア材は、輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる基材シートの一面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させ、前記基材シートを湾曲変形させることにより一部を埋め込み残りを突出させた状態で配設した構成としている。
そして、第５のコア材は、輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる基材シートの少なくとも一面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させ、前記基材シートを窪ませることにより一部を埋め込み残りを突出させた状態で配設した構成としている。
【００１０】
これらのコア材は、変形可能な繊維質シートまたは金属箔からなる基材シートに多数の球状部材を点在させて配設しているため、真空二重構造体の内部空間に配設する際の取り扱いが極めて良好である。
【００１１】
なお、第１および第３のコア材の製造方法は、第１基材シートの上面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記第１基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設し、前記球状部材の上部に第２基材シートを配設し、前記第１および第２基材シートを固着することにより、一対の基材シートの間に球状部材を配設するものである。
また、第２のコア材の製造方法は、熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維を希釈した接着剤中に浸漬させるとともに、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記繊維より硬質な多数の球状部材を点在させて接着材中に浸漬させ、前記球状部材を含む繊維質シートからなる基材シートを接着剤から取り出し、乾燥させることにより前記基材シートの内部に球状部材に埋め込んで配設するものである。
さらに、第２、第４および第５のコア材の製造方法は、固定台の上面に基材シートを配設し、前記基材シートの表面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設し、前記基材シートの上方から可動枠でプレスすることにより、前記基材シートを変形させて前記球状部材の少なくとも一部を埋め込んだ状態で配設するものである。
このようにすれば、基材シートに対して球状部材を点在配置した取り扱いの便利なコア材を製造できる。
【００１２】
また、第１、第２、第４および第５の発明のコア材を用いる第１の真空二重構造体は、対向する第１および第２金属板の間に形成した内部空間を真空排気してなる真空二重構造体において、前記各金属板の対向面に、前記コア材を接触させた状態で配設したものである。
【００１３】
この真空二重構造体は、金属板に外力が加わった場合、金属板が球状部材に干渉するため、金属板が塑性変形することを防止できる。さらに、高温に曝された場合、球状部材は体積が収縮しないため、確実に一対の金属板間の距離、即ち、断熱を図るための空間を維持できる。
【００１４】
さらに、第１から第５のコア材を用いる第２の真空二重構造体は、第１および第２金属板の対向面の一方に、前記コア材を接触させた状態で配設したものである。
【００１５】
このようにすれば、一対の金属板の間の内部空間に、基材シートを浮かせた状態で配置できる。そのため、特に基材シートが金属箔からなる第３から第５のコア材の場合には、断熱性能を向上できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のコア材およびその製造方法では、変形可能な繊維質シートまたは金属箔からなる基材シートに多数の球状部材を点在させて配設しているため、真空二重構造体の内部空間に配設する際の取り扱いが極めて良好である。そして、このコア材を用いた真空二重構造体では、金属板に外力が加わっても球状部材により金属板が塑性変形することを防止できる。また、高温に曝された場合でも球状部材によって断熱を図るための空間を維持できる。さらに、基材シートである金属箔を金属板間に位置させることができるため、断熱性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態のコア材を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は第１実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図３】第２実施形態のコア材を示す断面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は第２実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図５】第３実施形態のコア材を示す断面図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は第３実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図７】第４実施形態のコア材を示す断面図である。
【図８】第５実施形態のコア材を示す断面図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は第５実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図１０】第６実施形態のコア材を示す断面図である。
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は第６実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図１２】第７実施形態のコア材を示す断面図である。
【図１３】第７実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図１４】第１実施形態のコア材を用いた第８実施形態の真空断熱パネルを示す断面図である。
【図１５】図１４の分解斜視図である。
【図１６】第７実施形態のコア材を用いた第９実施形態の真空断熱パネルを示す斜視図である。
【図１７】（Ａ），（Ｂ）は第２実施形態のコア材を用いた第１０実施形態の魔法瓶を示す断面図である。
【図１８】第４実施形態のコア材を用いた第１１実施形態の耐火金庫を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１９】
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明に係る第１実施形態のコア材１０を示す。このコア材１０Ａは、一対の基材シート１１Ａ１，１１Ａ２の間に、多数の球状部材１２Ａを点在させて配設したものである。
【００２０】
前記基材シート１１Ａ１，１１Ａ２は、熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シートからなる。繊維質シートとしては、短いガラス繊維またはセラミック繊維からなる綿状素材が適用可能である。
【００２１】
前記球状部材１２Ａは、熱伝導度が低く耐熱性が高い、硬質（ビッカーズ硬さＨｖ：1150〜1200）なセラミックの一種であるジルコニア（Ｚｒｏ２）を、球状としたものである。この球状部材１２Ａは、一対の基材シート１１Ａ１，１１Ａ２間に、縦横に等間隔で並設されている。なお、球状部材１２はセラミックボールに限られず、シリカ（ＳｉＯ２）製や耐熱性樹脂製であってもよく、熱伝導度が低く硬質なものであればいずれでもよい。
【００２２】
これら基材シート１１Ａ１，１１Ａ２の肉厚および球状部材１２Ａの直径は、使用する真空二重構造体の配設部位である内部空間の幅（対向する金属板３１間の隙間）と、コア材１０Ａの配設目的に応じて設定される。即ち、基材シート１１Ａ１，１１Ａ２の肉厚および球状部材１２Ａの直径に制限はない。例えば、内部空間の幅である対向する金属板３１間の隙間を維持する目的でコア材１０Ａを配設する場合、球状部材１２Ａの直径は、内部空間の設定幅と略同一か、僅かに小さい直径で形成される。また、断熱性能を高めるために大きな内部空間を確保する一方、外側に位置する金属板３１が変形により内側に位置する金属板３１に接触することを防止する目的でコア材１０Ａを配設する場合、球状部材１２Ａの直径は、できる限り小さい直径（例えば１０μｍ）で形成される。そして、基材シート１１Ａ１，１１Ａ２の厚さは、いずれの場合でも球状部材１２Ａを保持できる程度で、できる限り薄い肉厚で形成される。また、球状部材１２Ａの数は、球状部材１２Ａ自体の耐圧強度と、真空二重構造体の金属板３１を介して付加される外力に対する必要耐圧強度に応じて設定される。
【００２３】
次に、第１実施形態のコア材１０Ａの製造方法の一例について説明する。
【００２４】
まず、図２（Ａ）に示すように、第１の基材シート１１Ａ１を下側固定台２０上に配置する。なお、この下側固定台２０の載置（上）面には、球状部材１２Ａの直径に対応する略半球状の没入部２１が形成されている。
【００２５】
ついで、図２（Ｂ）に示すように、所定配列で球状部材１２Ａを吸着した球状部材配設枠２２を第１の基材シート１１Ａ１に配置する。なお、球状部材配設枠２２の吸着（下）面には、球状部材１２Ａの吸着部分に略半球状をなす位置決め凹部２３が設けられている。この位置決め凹部２３には、吸引用通路２４が設けられ、この吸引用通路２４が図示しない吸引ポンプに接続されている。そのため、吸引ポンプにより球状部材１２Ａを吸着した状態で第１の基材シート１１Ａ１上に球状部材配設枠２２を配置し、吸引ポンプを停止する。これにより、第１の基材シート１１Ａ１上に、多数の球状部材１２Ａを所定配列で点在させた状態で配置できる。
【００２６】
ついで、図２（Ｃ）に示すように、球状部材１２Ａ上に第２の基材シート１１Ａ２を配置する。その後、第２の基材シート１１Ａ２の上方から下側固定台２０へ向けて可動プレス枠２５をプレスする。なお、この可動プレス枠２５のプレス（下）面には、球状部材１２Ａの直径に対応する略半球状の没入部２６が形成されている。これにより、図２（Ｄ）に示すように、球状部材１２Ａが配置されている部位では、この球状部材１２Ａを基材シート１１Ａ１，１１Ａ２で被覆し、球状部材１２Ａが無い部位では、基材シート１１Ａ１，１１Ａ２を重畳させた状態とするができる。
【００２７】
なお、一対の基材シート１１Ａ１，１１Ａ２は、少なくとも一方の対向面に所定の接着剤を塗布しておくことにより、可動プレス枠２５によるプレスと同時に互いに固着される。または、一対の基材シート１１Ａ１，１１Ａ２は、所定位置にニードルパンチを施したり、所定の留め具を貫通させて固着する。
【００２８】
このように製造した第１実施形態のコア材１０Ａは、弾性的に変形可能な繊維質シートからなる基材シート１１Ａ１，１１Ａ２に多数の球状部材１２Ａを点在させて配設しているため、真空二重構造体の内部空間に配設する際の取り扱いが極めて良好である。
【００２９】
図３は第２実施形態のコア材１０Ｂを示す。このコア材１０Ｂは、１枚の基材シート１１Ｂの内部に、多数の球状部材１２Ｂが点在するように埋め込んで配設した点で、第１実施形態と相違している。なお、基材シート１１Ｂは、第１実施形態と同様の繊維質シートからなり、球状部材１２Ｂは、第１実施形態と同様のセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなる。また、基材シート１１Ｂの肉厚および球状部材１２Ｂの直径も同様に、使用する真空二重構造体の内部空間への配設目的に応じて設定される。
【００３０】
次に、第２実施形態のコア材１０Ｂの製造方法について説明する。
【００３１】
まず、図４（Ａ）に示すように、基材シート１１Ｂを構成する多数の繊維１１Ｂ’を水槽２７内に散布する。なお、水槽２７には、多数の繊維を互いに結合するために希釈した接着剤が溜められている。また、水槽２７の底には、沈殿状態となるコア材１０Ｂ’を取り出すためのメッシュ部材２８が配設されている。そのため、水槽２７内に散布された繊維１１Ｂ’は、接着剤中に浸漬し、メッシュ部材２８上に堆積した状態をなす。そして、図示のように、目的の肉厚に想到する量の半分未満の繊維１１Ｂ’を沈殿させると、第１実施形態と同様に、水槽２７上に球状部材配設枠２２を配置し、繊維１１Ｂ’の沈殿層上に多数の球状部材１２Ｂを所定配列で点在させた状態で配置する。
【００３２】
ついで、図４（Ｂ）に示すように、基材シート１１Ｂが目的の肉厚となるように、再び繊維１１Ｂ’を球状部材１２Ｂの上から散布する。そして、図４（Ｃ）に示すように、メッシュ部材２８を水槽２７から取り出すことにより、繊維１１Ｂ’中に球状部材１２Ｂを含んだ状態のコア材１０Ｂ’を取り出す。その後、乾燥させることにより、球状部材１２Ｂが基材シート１１Ｂから脱落しないように内部に埋め込んだ状態のコア材１０Ｂを製造できる。
【００３３】
このように製造した第２実施形態のコア材１０Ｂは、第１実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好である。しかも、基材シート１１Ｂの製造時に球状部材１２Ｂを内部に埋め込んだ状態で配設するため、この球状部材１２Ｂが脱落することはない。しかも、第１実施形態と比較して製造作業工数を大幅に削減できる。
【００３４】
図５は第３実施形態のコア材１０Ｃを示す。このコア材１０Ｃは、第２実施形態と同様に１枚の基材シート１１Ｃの内部に、多数の球状部材１２Ｃが点在するように配設するが、成形後の基材シート１１Ｃに球状部材１２Ｃを埋設するようにした点で、第２実施形態と相違している。なお、基材シート１１Ｃは、各実施形態と同様の繊維質シートからなり、球状部材１２Ｃは、各実施形態と同様のセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなる。また、基材シート１１Ｃの肉厚および球状部材１２Ｃの直径も同様に、使用する真空二重構造体の内部空間への配設目的に応じて設定される。
【００３５】
次に、第３実施形態のコア材１０Ｃの製造方法について説明する。
【００３６】
まず、図６（Ａ）に示すように、基材シート１１Ｃを下側固定台２０上に配置する。なお、この下側固定台２０の載置面には、第１実施形態に示す没入部２１は設けていない。また、第３実施形態のコア材１０Ｃを製造するための下側固定台２０は、若干の弾性を有する材料により形成することが好ましい。
【００３７】
ついで、第１実施形態と同様に、基材シート１１Ｃ上に球状部材配設枠２２を配置し、図６（Ｂ）に示すように、この基材シート１１Ｃ上に多数の球状部材１２Ｃを所定配列で点在させた状態で配置する。その後、図６（Ｃ）に示すように、可動プレス枠２５により球状部材１２Ｃを下側固定台２０へ向けてプレスすることにより、基材シート１１Ｃを部分的に変形させ、球状部材１２Ｃを基材シート１１Ｃの厚さ方向の略中間位置まで押し込む。なお、可動プレス枠２５のプレス面には、第１実施形態に示す没入部２６は設けていない。また、球状部材１２Ｃの押し込みは、球状部材１２Ｃの直径と基材シート１１Ｃの繊維間の粗さにより左右される。そのため、基材シート１１Ｃの粗さが十分である場合には、常温の球状部材１２Ｃを押し込み、基材シート１１Ｃの粗さが球状部材１２Ｃの直径より細かい場合には、球状部材１２Ｃを所定温度に加熱して配設することが好ましい。
【００３８】
このように製造した第３実施形態のコア材１０Ｃは、第１実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好である。しかも、第１実施形態と比較すると、その製造作業工数を大幅に削減できる。
【００３９】
図７は第４実施形態のコア材１０Ｄを示す。このコア材１０Ｄは、第１実施形態と同様に、一対の基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２の間に多数の球状部材１２Ｄが点在するように配設したものであるが、基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２の素材を変更した点で、第１実施形態と大きく相違している。
【００４０】
具体的には、第４実施形態のコア材１０Ｄの基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２は、輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる。この金属箔としては、銅またはアルミ等からなる薄膜状のものが適用可能である。
【００４１】
なお、球状部材１２Ｄは、各実施形態と同様のセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなり、その直径は、使用する真空二重構造体の内部空間への配設目的に応じて設定される。また、基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２の肉厚は、球状部材１２Ｄを保持できる程度で、できる限り薄い肉厚（５〜２０μｍ）で形成される。
【００４２】
この第４実施形態のコア材１０Ｄは、第１実施形態のコア材１０Ａと同様の製造方法で製造される。そして、金属箔からなる基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２を用いたコア材１０Ｄは、各実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好である。しかも、真空二重構造体の内部空間に用いた場合、輻射伝熱を防止できるという効果を得ることができる。
【００４３】
図８は第５実施形態のコア材１０Ｅを示す。このコア材１０Ｅは、第４実施形態と同様の金属箔からなる１枚の基材シート１１Ｅに、第４実施形態と同様の球状部材１２Ｅを配設した点で、第４実施形態と相違している。
【００４４】
次に、この第５実施形態のコア材１０Ｅの製造方法について説明する。
【００４５】
まず、図９（Ａ）に示すように、基材シート１１Ｅを没入部２１を有する下側固定台２０上に配置する。そして、図示のように、没入部２１に対応する所定配列で球状部材１２Ｅを吸着した球状部材配設枠２２を基材シート１１Ｅ上に配置する。
【００４６】
ついで、図９（Ｂ）に示すように、球状部材配設枠２２によって下側固定台２０へ向けてプレスすることにより、基材シート１１Ｅを部分的に湾曲変形させ、球状部材１２Ｅの一部を基材シート１１Ｅで被覆した（埋め込んだ）状態で配設する。なお、基材シート１１Ｅと球状部材１２Ｅとは、接着剤または熱溶着により固着することが好ましい。
【００４７】
この第５実施形態のコア材１０Ｅは、第４実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好であるうえ、真空二重構造体の内部空間に用いた場合、輻射伝熱を防止できる。しかも、金属箔からなる基材シート１１Ｅは、球状部材１２Ｅの半分の領域には、何ら基材シート１１Ｅが無い。即ち、球状部材１２Ｅの直径を真空二重構造体の内部空間の幅と略同一に設定する場合、一方の金属板３１には金属箔からなる基材シート１１Ｅが接触しない。よって、第４実施形態と比較して真空二重構造体に対する使途を広げることができる。
【００４８】
図１０は第６実施形態のコア材１０Ｆを示す。このコア材１０Ｆは、１枚の基材シート１１Ｆの一面に、多数の球状部材１２Ｆを一部が埋め込むように点在させて配設した点で、各実施形態と相違している。なお、基材シート１１Ｆは、第４実施形態と同様の金属箔からなり、球状部材１２Ｆは、各実施形態と同様のセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなる。そして、本実施形態では、肉厚が約１０μｍの金属箔からなる基材シート１１Ｆに対して、直径が約１０μｍの球状部材１２Ｆを、一部（約半分）が基材シート１１Ｆに埋め込まれた状態で、残りが基材シート１１Ｆから突出するように配設する構成としている。即ち、第６実施形態のコア材１０Ｆは、厚さを約１５μｍとした極薄のものである。
【００４９】
次に、第６実施形態のコア材１０Ｆの製造方法について説明する。
【００５０】
まず、図１１（Ａ）に示すように、基材シート１１Ｆを下側固定台２０上に配置する。なお、この下側固定台２０の載置面には没入部２１は設けていない。また、第６実施形態のコア材１０Ｆを製造するための下側固定台２０は、弾性的に変形することのない材料により形成することが好ましい。
【００５１】
ついで、基材シート１１Ｆ上に球状部材配設枠２２を配置し、図１１（Ｂ）に示すように、この球状部材配設枠２２によって下側固定台２０へ向けてプレスすることにより、基材シート１１Ｆを部分的に変形させ、球状部材１２Ｆを基材シート１１Ｆに一部を埋め込んだ状態で配設する。なお、この球状部材１２Ｆの押し込みは、基材シート１１Ｆおよび球状部材１２Ｆの少なくとも一方を加熱しておくことにより、基材シート１１Ｆの変形が容易になるようにすることが好ましい。
【００５２】
この第６実施形態のコア材１０Ｆは、第５実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好であるうえ、真空二重構造体の内部空間に用いた場合、輻射伝熱を防止できる。また、真空二重構造体に対する使途を広げることができる。しかも、
図１２は第７実施形態のコア材１０Ｇを示す。このコア材１０Ｇは、１枚の基材シート１１Ｇの両面に、多数の球状部材１２Ｇを一部が露出するように点在させて配設した点で、第６実施形態と相違している。なお、基材シート１１Ｇは、第４実施形態と同様の金属箔からなり、球状部材１２Ｇは、各実施形態と同様のセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなる。また、基材シート１１Ｇは肉厚が約１０μｍの金属箔からなり、球状部材１２Ｇは直径が約１０μｍのセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなる。即ち、第６実施形態のコア材１０Ｆは、厚さを約２０μｍとした極薄のものである。
【００５３】
この第７実施形態のコア材１０Ｇは、第６実施形態と同様にして基材シート１１Ｇの一面に球状部材１２Ｇを配設する。その後、図１３に示すように、一面に配設した球状部材１２Ｇに一致するように没入部２１を設けた下側固定台２０に、球状部材１２Ｇを配設した一面側が位置するように基材シート１１Ｇを配置する。そして、基材シート１１Ｇ上に球状部材配設枠２２を配置し、この球状部材配設枠２２を下側固定台２０へ向けてプレスすることにより、基材シート１１Ｇを部分的に変形させ、球状部材１２Ｇを基材シート１１Ｇに一部を埋め込んだ状態で配設する。
【００５４】
この第７実施形態のコア材１０Ｇは、第５実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好であるうえ、真空二重構造体の内部空間に用いた場合、輻射伝熱を防止できる。しかも、真空二重構造体に対する使途を広げることができる。
【００５５】
図１４および図１５は、第１実施形態のコア材１０Ａを用いた第８実施形態の真空二重構造体である真空断熱パネル３０Ａを示す。この真空断熱パネル３０Ａは、一対の金属板３１Ａ，３１Ｂ内部に形成される内部空間である真空空間３４に、コア材１０Ａを配設したものである。なお、金属板３１Ａ，３１Ｂの所定位置には、真空排気後の真空空間３４で発生したガス等を吸収し、所望の真空度を維持するためのゲッター（図示せず）が配設されている。
【００５６】
具体的には、真空断熱板の外装体を構成する第１および第２の金属板３１Ａ，３１Ｂは、それぞれ薄肉のステンレス（ＳＵＳ３０１）により構成されている。これら金属板３１Ａ，３１Ｂは矩形状をなし、その外周縁には屈曲された外面部３２Ａ，３２Ｂと、該外面部３２Ａ，３２Ｂの端縁からフランジ状をなすように外向きに屈曲された接合縁部３３Ａ，３３Ｂが形成されている。これら金属板３１Ａ，３１Ｂは、互いの接合縁部３３Ａ，３３Ｂが重畳するように突き合わされ、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接合されている。これにより、各金属板３１Ａ，３１Ｂの間には所定間隔（幅）の空間が形成され、その空間が真空排気後に真空空間３４を構成する。なお、金属板３１Ａ，３１Ｂはステンレスに限られず、鉄やチタンなどであってもよく、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の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとで異なる金属材料のものを使用してもよい。
【００５７】
なお、図１５に示すように、接合前の第２の金属板３１Ｂには、断面凸形状に突出する排気部３５が形成され、この排気部３５に排気孔３６が形成されている。この排気孔３６は、第２の金属板３１に開口を形成するだけでもよいし、チップ管５０を接合してもよい。また、第１の金属板３１Ａには、排気部３５の下面を閉塞する突片３７が設けられている。
【００５８】
本実施形態では、金属板３１Ａ，３１Ｂは、共に０．５ｍｍの薄肉のものを使用している。また、金属板３１Ａ，３１Ｂの間には、約５ｍｍの幅の真空空間３４が形成されるように外面部３２Ａ，３２Ｂが形成されている。これに対して、コア材１０Ａは、基材シート１１Ａ１，１１Ａ２の肉厚が１ｍｍで、球状部材１２Ａの直径が５ｍｍのものを使用している。
【００５９】
この真空断熱パネル３０Ａを製造する際には、下側の金属板３１Ａにコア材１０Ａを収容させた後、金属板３１Ｂで覆った後、接合縁部３３Ａ，３３Ｂを接合する。ついで、排気孔３６から内部空間を真空排気した後、排気部３５の基部（付け根の部分）をシーム溶接により接合するとともに、他の外周縁と面一になる位置で切断する。
【００６０】
このように製造した真空断熱パネル３０Ａは、コア材１０Ａが金属板３１Ａ，３１Ｂの対向面に接触した状態をなす。そのため、金属板３１Ａ，３１Ｂの間隔（真空空間３４の幅）を一定とすることができる。また、金属板３１Ａ，３１Ｂのうち一方に外力が加わった場合、金属板３１Ａ，３１Ｂが球状部材１２Ａに干渉するため、金属板３１Ａ，３１Ｂが塑性変形することを防止できる。さらに、高温に曝された場合、繊維質シートからなる基材シート１１Ａ１，１１Ａ２は体積が収縮する可能性はあるが、球状部材１２Ａは体積が収縮しない。そのため、確実に一対の金属板３１Ａ，３１Ｂ間の距離、即ち、断熱を図るための真空空間３４を維持できる。
【００６１】
ここで、この真空断熱パネル３０Ａには、第１実施形態のコア材１０Ａだけでなく、第２実施形態のコア材１０Ｂ、第３実施形態のコア材１０Ｃおよび第５実施形態のコア材１０Ｅを用いることもできる。なお、第４実施形態のコア材１０Ｄは、金属箔からなる基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２が一対の金属板３１Ａ，３１Ｂに接触することになるため、金属板３１Ａ，３１Ｂが基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２を介して熱伝導してしまうため、この第８実施形態には使用することはできない。また、第６，７実施形態のコア材１０Ｆ，１０Ｇは、極薄のものであるため寸法面の問題で、第８実施形態には使用できない。
【００６２】
第２，３実施形態のコア材１０Ｂ，１０Ｃを第８実施形態の真空断熱パネル３０Ａに適用した場合、金属板３１Ａ，３１Ｂによる繊維質シートからなる基材シート１１Ｂ，１１Ｃの圧縮代が略一定になる。言い換えれば、一対の金属板３１Ａ，３１Ｂを内部から一様の圧力で支持できる。よって、真空断熱パネル３０Ａ，３０Ａ毎の外観を略同一に揃えることができるという効果を更に得ることができる。
【００６３】
第５実施形態のコア材１０Ｅを第８実施形態の真空断熱パネル３０Ａに適用した場合、一方の金属板３１Ａ，３１Ｂには、金属箔からなる基材シート１１Ｅは接触しないため、この基材シート１１Ｅを介した金属板３１Ａ，３１Ｂ間の熱伝導はない。そして、一対の金属板３１Ａ，３１Ｂの間の真空空間３４には、基材シート１１Ｅを浮かせた状態で配置できる。よって、輻射伝熱を確実に防ぎ、断熱性能を向上できる。
【００６４】
図１６は第７実施形態のコア材１０Ｇを用いた第９実施形態の真空二重構造体である真空断熱パネル３０Ｂを示す。この真空断熱パネル３０Ｂは、極薄のコア材１０Ｇを用いるため、外面部３２Ａ，３２Ｂを設けていないシート状の金属板３１Ａ，３１Ｂを用いる構成とした点で、第８実施形態と相違している。
【００６５】
このように構成した第９実施形態の真空断熱パネル３０Ｂは、第５実施形態のコア材１０Ｅを適用した場合の第８実施形態の真空断熱パネル３０Ａと同様の作用および効果を得ることができる。また、この第９実施形態の真空断熱パネル３０Ｂは、第７実施形態のコア材１０Ｇの代わりに、第６実施形態のコア材１０Ｆを使用しても、同様の作用および効果を得ることができる。
【００６６】
しかも、第８実施形態および第９実施形態の真空断熱パネル３０Ａ，３０Ｂは、球状部材１２Ａ〜１２Ｃ，１２Ｅ〜１２Ｇにより圧縮強度が高められているため、使用可能な用途（使途）が広がる。例えば、樹脂成型の分野は、成形品に対応する上型と下型とを備え、例えば下型を固定された下枠に固定し、上型を移動可能な上枠に固定している。この樹脂成形金型を高温の保持するときの熱ロスを防ぐため、型と枠の間に耐熱性樹脂を介設していた。しかし、この耐熱性樹脂は、圧縮力により劣化するため、頻繁に交換（メンテナンス）する必要があった。そこで、この耐熱性樹脂の代わりに、第８実施形態または第９実施形態の真空断熱パネル３０Ａ，３０Ｂを使用する。これにより、各型と枠との断熱を図ることができるうえ、十分な耐圧強度を得られるため、メンテナンスの頻度を低減できる。但し、この場合には、金属板３１Ａ，３１Ｂとコア材１０Ａ〜１０Ｃ，１０Ｅ〜１０Ｇの各間には、硬質な金属（析出硬化系ステンレス鋼ＳＵＳ６３１）を配設することが好ましい。
【００６７】
また、第９実施形態の真空断熱パネル３０Ｂは、一対の金属板３１Ａ，３１Ｂを含めた肉厚も薄く（約0.5〜1.0ｍｍ）することが可能である。そのため、この真空断熱パネル３０Ｂを加工用素材として使用することができる。例えば、真空断熱パネル３０Ｂを円板形状に形成し、この真空断熱パネル３０Ｂに対して深絞り加工を施すことにより、容器を形成することができる。なお、加工の際には、真空断熱パネル３０Ｂの内部に多数の球状部材１２Ｆ，１２Ｇが配設されているため、金属板３１Ａ，３１Ｂが接触することはない。その結果、容易に真空二重構造の容器を製造することが可能になる。
【００６８】
図１７（Ａ），（Ｂ）は第２実施形態のコア材１０Ｂを用いた第１０実施形態の真空二重構造体である真空二重容器４０Ａの一例の魔法瓶を示す。この魔法瓶は、肉厚が０．２〜１．０ｍｍのステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）からなる外容器４１と内容器４２とを備え、これらの間の空間が真空排気後に真空空間４３を構成している。そして、この魔法瓶における底に位置する真空空間４３に、第２実施形態のコア材１０Ｂが配設されている。
【００６９】
外容器４１の外側胴体４４は、図１７中下側に位置する一端に、内部に連通する第１口部４５を備えている。また、外側胴体４４は、図１７中上側に位置する他端に、第１口部４５より開口面積が大きい底取付部４６が設けられている。また、外側底体外側胴体の底を閉塞するもので、外側胴体４４の底取付部４６の内径と略同一の外径の円板状をなし、底取付部４６に内嵌して接合されている。この外側底体４７の中央部は、弾性限界（降伏）点を超えて変形するように外力を加えることにより内方に窪み、真空空間４３の容積が小さくなるように塑性変形される塑性変形部４８を構成する。この塑性変形部４８は、真空排気時を含み外力を加える前の状態では図１７（Ａ）に示すように外向きに膨出した状態を維持する強度を有する。この塑性変形部４８の中央には排気孔４９が設けられ、この排気孔３６にチップ管５０が溶接により接合されている。
【００７０】
内容器４２の内側胴体５１は、外側胴体４４に対して所定の隙間が形成されるように、外側胴体の直径より小さい直径としたものである。この内側胴体５１の一端には、内部に連通する第２口部５２が設けられている。また、内側胴体５１の他端には、第２口部５２より開口面積が大きい底取付フランジ部５３が設けられている。内側底体５４は、内側胴体５１の底を閉塞するもので、内側胴体５１の底取付フランジ部５３と略同一の外径の筒部５５を備え、この筒部５５の開口端に底取付フランジ部５３に重畳して接合されるフランジ部５６が設けられている。
【００７１】
この魔法瓶を製造するには、内側胴体５１と内側底体５４とを接合した後、この内容器４２に図示しない金属箔およびゲッターを配設する。そして、図１７（Ａ）に示すように、この内容器４２の第２口部５２を下側に位置させ、外容器４１の外側胴体４４内に挿入して第１口部４５の内側に重畳させる。この状態で、互いの口部４５，５２を非消耗のタングステンを電極として用いたＴＩＧ(Tungsten Inert Gas)溶接により密閉状態で接合する。その後、内側底体５４上にコア材１０Ｂを配設した後、外側底体４７を外側胴体４４の開口端に内嵌し、溶接により接合する。
【００７２】
このように組み立てた真空排気前の二重容器は、外容器４１と内容器４２との間に十分な間隙の内部空間が形成される。しかも、外容器４１の外側底体４７と内容器４２の内側底体５４との間にはコア材１０Ｂを配設しているが、このコア材１０Ｂと外側底体４７との間にも十分な間隙が形成されている。そのため、この二重容器のチップ管５０に排気装置を接続することにより、内部空間を何ら支障なく所定圧力まで真空引きできる。
【００７３】
そして、所定の真空度に達すると、チップ管５０を封じ切って封止する。最後に、プレス機などの押圧機によって塑性変形部４８を真空空間４３に向けて押圧し、図１７（Ｂ）に示すように、塑性変形部４８を内向きに没入させる。これにより、内部に位置するコア材１０Ｂの基材シート１１Ｂが圧縮され、内部の球状部材１２Ｂに塑性変形部４８が略接触した状態となる。
【００７４】
このように製造した魔法瓶は、第８実施形態と同様に、外側底体４７の塑性変形部４８と内側底体５４の間隔（真空空間４３の幅）を一定とすることができる。しかも、対向面である塑性変形部４８と内側底体５４による繊維質シートからなる基材シート１１Ｂの圧縮代が略一定になるため、基材シート１１Ｂによって外容器４１と内容器４２を一様に支持できる。その結果、外容器４１と内容器４２とが相対的に移動することを防止できる。そのため、これら外容器４１と内容器４２とが互いに干渉して異音を発生させたり、接合部分である口部４５，５２にリークが発生することを防止できる。よって、魔法瓶の耐振性能を向上できる。
【００７５】
なお、この魔法瓶には、第２実施形態のコア材１０Ｂの代わりに第３実施形態のコア材１０Ｃを用いても、同様の作用および効果を得ることができる。また、外容器４１および内容器４２の支持機能が不要である場合には、第１実施形態に示すコア材１０Ａおよび第５実施形態のコア材１０Ｅを用いることもできる。
【００７６】
また、魔法瓶には、外容器４１の外側胴体４４と内容器４２の内側胴体５１の間に、金属箔の代わりに第６，７実施形態のコア材１０Ｆ，１０Ｇを配設してもよい。このようにすれば、球状部材１２Ｆ，１２Ｇにより外側胴体４４に外力が加わることによる変形を抑制できる。
【００７７】
図１８は第４実施形態のコア材１０Ｄを用いた第１１実施形態の真空二重構造体である真空二重容器４０Ｂの他の例の耐火金庫を示す。この耐火金庫は、第１０実施形態に示す魔法瓶と略同一構成であり、口部４５，５２に、蓋５７および蓋固定部材５９を配設している点で、大きく相違している。そして、この耐火金庫には、内容器４２の外周部に第４実施形態のコア材１０Ｄが接触する一方、コア材１０Ｄが外容器４１に接触しないように巻き付けている。
【００７８】
なお、蓋５７はセラミックボードからなり、第２口部５２に内嵌する嵌合部５８を備えている。蓋固定部材５９は、蓋５７より大きいステンレス（ＳＵＳ３０４）製の平板からなる。この蓋固定部材５９は、外容器４１の肩部に設けた非締付部６０に対してボルトを締め付けることにより、蓋５７を離脱不可能に固定する。
【００７９】
この耐火金庫は、内側胴体５１と内側底体５４とを接合した後、この内容器４２にコア材１０Ｄを巻き付けて配設するとともに、ゲッターを配設する。その後、内容器４２を外容器４１の外側胴体４４の内部に配置し、互いの口部４５，５２を接合する。その後、外側底体４７を外側胴体４４の開口端に配設し、溶接により接合した後、チップ管５０から内部空間内の空気を真空排気する。なお、コア材１０Ｄは、外周部を針金などで巻き付けて結束することが好ましい。また、コア材１０Ｄと外容器４１との間には、図示のように十分な隙間を形成する。
【００８０】
このように製造した耐火金庫は、金属箔からなる基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２により、輻射伝熱を確実に防ぎ、断熱性能を向上できる。また、外容器４１が高温に曝されることにより、外容器４１が内容器４２に向けて変形した場合、球状部材１２Ｄに当接することにより、内容器４２と接触することを防止し、真空空間４３を維持できる。その結果、外容器４１から内容器４２へ直接伝熱することを防止できるため、内容器４２内に収容した商品が取り出せない程、耐火金庫が不定形に潰れることを防止できる。
【００８１】
この耐火金庫には、第４実施形態のコア材１０Ｄの代わりに、第５，６，７実施形態のコア材１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇを配設してもよい。勿論、第１，２，３実施形態に示すコア材１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを使用してもよい。また、内容器４２の外周部にコア材１０Ａ〜１０Ｇを巻き付ける代わりに、外容器４１の内周部にコア材１０Ａ〜１０Ｇを巻き付ける構成としてもよい。この場合、外容器４１の内径より大きいばね性リングを収縮させて配置することにより、外容器４１の内周部にコア材１０Ａ〜１０Ｇを位置決めすることが好ましい。
【００８２】
なお、本発明は、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。特に、本発明のコア材１０Ａ〜１０Ｇの製造方法は希望に応じて変更が可能である。しかも、コア材１０Ａ〜１０Ｇは、真空断熱パネル３０Ａ，３０Ｂおよび真空二重容器４０Ａ，４０Ｂに限られず、種々の真空二重構造体に使用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１０Ａ〜１０Ｇ…コア材
１１Ａ〜１１Ｇ…基材シート
１２Ａ〜１２Ｇ…球状部材
２０…下側固定台
２２…球状部材配設枠
２５…可動プレス枠
２７…水槽
３０Ａ，３０Ｂ…真空断熱パネル（真空二重構造体）
３１Ａ，３１Ｂ…金属板
３４…真空空間
４０Ａ，４０Ｂ…真空二重容器（真空二重構造体）
４１…外容器
４２…内容器
４３…真空空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に真空二重構造体の内部空間に配設されるコア材、このコア材の製造方法および該コア材を用いた真空二重構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内部空間にコア材を配設した真空二重構造体としては、特許文献１，２に記載の真空断熱パネルが公知である。特許文献１では、平均一次粒子径７ｎｍの乾式シリカと平均繊維径０．８ｎｍのシリカアルミナ繊維を添加して混合して成形型に入れて加圧することによりコア材を形成する。そして、このコア材を外被材中に挿入した後、真空排気する構成としている。また、特許文献２では、シート状をなす金属板間に複数の繊維質シートからなるスペーサ（コア材）と金属箔とを積層配置した後、真空排気する構成としている。
【０００３】
しかしながら、これらの特許文献１，２では、外力が加わると、内部のコア材が収縮するため、外被材である金属板が塑性変形するという問題がある。また、使用中に外側に位置する金属板が高温に曝されるとコア材の体積が収縮し、外側金属板が熱により変形して断熱性能が著しく低下する可能性がある。この場合、熱が外側金属板から内側金属板に伝熱するため、断熱の目的を達成することができない。
【０００４】
これに対して、一対の金属板を所定間隔に保持できるようにした真空二重構造体が特許文献３，４に記載されている。特許文献３では、熱伝導率が低い樹脂材料により、連続した凹凸を繰り返す形状としたコア材を設け、このコア材と無機質通気性充填物とを枠体内に配設する構成としている。また、特許文献４では、一方の金属板に円錐筒状をなす位置決め部材を配設し、この位置決め部材内に球状スペーサを配設する構成としている。
【０００５】
しかしながら、特許文献３では、凹凸部が一対の金属板の対向面に当接した状態をなすため、ある程度の外力には対抗できるが、熱に曝されると体積が収縮するため、やはり断熱性能を維持できない。しかも、コア材の隙間に無機質通気性充填物を充填する必要があるため、取り扱いが極めて煩雑である。
【０００６】
また、特許文献４では、耐熱性を有する球状スペーサが一対の金属板の対向面に点接触した状態をなすため、外力に対抗できるとともに、熱に曝されても断熱性能を維持できる。しかし、球状スペーサを位置決め部材によって位置決めする必要があるため、取り扱いが極めて煩雑であり、製造効率が極めて悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１０３８３号公報
【特許文献２】特開２００４−６０８５２号公報
【特許文献３】特開昭５８−４０４７８号公報
【特許文献４】特開２００７−３２７５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来の問題に鑑みてなされたもので、取り扱いが極めて容易なコア材、および、その製造方法を提供することを第１の課題とする。そして、このコア材を用いることにより使途が大幅に広がった真空二重構造体を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の第１のコア材は、熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シートからなる一対の基材シートの間に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設した構成としている。
また、第２のコア材は、熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シートからなる基材シートの内部に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させた状態で、内部に埋め込んで配設した構成としている。
また、第３のコア材は、輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる一対の基材シートの間に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設した構成としている。
また、第４のコア材は、輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる基材シートの一面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させ、前記基材シートを湾曲変形させることにより一部を埋め込み残りを突出させた状態で配設した構成としている。
そして、第５のコア材は、輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる基材シートの少なくとも一面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させ、前記基材シートを窪ませることにより一部を埋め込み残りを突出させた状態で配設した構成としている。
【００１０】
これらのコア材は、変形可能な繊維質シートまたは金属箔からなる基材シートに多数の球状部材を点在させて配設しているため、真空二重構造体の内部空間に配設する際の取り扱いが極めて良好である。
【００１１】
なお、第１および第３のコア材の製造方法は、第１基材シートの上面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記第１基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設し、前記球状部材の上部に第２基材シートを配設し、前記第１および第２基材シートを固着することにより、一対の基材シートの間に球状部材を配設するものである。
また、第２のコア材の製造方法は、熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維を希釈した接着剤中に浸漬させるとともに、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記繊維より硬質な多数の球状部材を点在させて接着材中に浸漬させ、前記球状部材を含む繊維質シートからなる基材シートを接着剤から取り出し、乾燥させることにより前記基材シートの内部に球状部材に埋め込んで配設するものである。
さらに、第２、第４および第５のコア材の製造方法は、固定台の上面に基材シートを配設し、前記基材シートの表面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設し、前記基材シートの上方から可動枠でプレスすることにより、前記基材シートを変形させて前記球状部材の少なくとも一部を埋め込んだ状態で配設するものである。
このようにすれば、基材シートに対して球状部材を点在配置した取り扱いの便利なコア材を製造できる。
【００１２】
また、第１、第２、第４および第５の発明のコア材を用いる第１の真空二重構造体は、対向する第１および第２金属板の間に形成した内部空間を真空排気してなる真空二重構造体において、前記各金属板の対向面に、前記コア材を接触させた状態で配設したものである。
【００１３】
この真空二重構造体は、金属板に外力が加わった場合、金属板が球状部材に干渉するため、金属板が塑性変形することを防止できる。さらに、高温に曝された場合、球状部材は体積が収縮しないため、確実に一対の金属板間の距離、即ち、断熱を図るための空間を維持できる。
【００１４】
さらに、第１から第５のコア材を用いる第２の真空二重構造体は、第１および第２金属板の対向面の一方に、前記コア材を接触させた状態で配設したものである。
【００１５】
このようにすれば、一対の金属板の間の内部空間に、基材シートを浮かせた状態で配置できる。そのため、特に基材シートが金属箔からなる第３から第５のコア材の場合には、断熱性能を向上できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のコア材およびその製造方法では、変形可能な繊維質シートまたは金属箔からなる基材シートに多数の球状部材を点在させて配設しているため、真空二重構造体の内部空間に配設する際の取り扱いが極めて良好である。そして、このコア材を用いた真空二重構造体では、金属板に外力が加わっても球状部材により金属板が塑性変形することを防止できる。また、高温に曝された場合でも球状部材によって断熱を図るための空間を維持できる。さらに、基材シートである金属箔を金属板間に位置させることができるため、断熱性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態のコア材を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は第１実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図３】第２実施形態のコア材を示す断面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は第２実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図５】第３実施形態のコア材を示す断面図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は第３実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図７】第４実施形態のコア材を示す断面図である。
【図８】第５実施形態のコア材を示す断面図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は第５実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図１０】第６実施形態のコア材を示す断面図である。
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は第６実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図１２】第７実施形態のコア材を示す断面図である。
【図１３】第７実施形態のコア材の製造方法を示す断面図である。
【図１４】第１実施形態のコア材を用いた第８実施形態の真空断熱パネルを示す断面図である。
【図１５】図１４の分解斜視図である。
【図１６】第７実施形態のコア材を用いた第９実施形態の真空断熱パネルを示す斜視図である。
【図１７】（Ａ），（Ｂ）は第２実施形態のコア材を用いた第１０実施形態の魔法瓶を示す断面図である。
【図１８】第４実施形態のコア材を用いた第１１実施形態の耐火金庫を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１９】
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明に係る第１実施形態のコア材１０を示す。このコア材１０Ａは、一対の基材シート１１Ａ１，１１Ａ２の間に、多数の球状部材１２Ａを点在させて配設したものである。
【００２０】
前記基材シート１１Ａ１，１１Ａ２は、熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シートからなる。繊維質シートとしては、短いガラス繊維またはセラミック繊維からなる綿状素材が適用可能である。
【００２１】
前記球状部材１２Ａは、熱伝導度が低く耐熱性が高い、硬質（ビッカーズ硬さＨｖ：1150〜1200）なセラミックの一種であるジルコニア（Ｚｒｏ２）を、球状としたものである。この球状部材１２Ａは、一対の基材シート１１Ａ１，１１Ａ２間に、縦横に等間隔で並設されている。なお、球状部材１２はセラミックボールに限られず、シリカ（ＳｉＯ２）製や耐熱性樹脂製であってもよく、熱伝導度が低く硬質なものであればいずれでもよい。
【００２２】
これら基材シート１１Ａ１，１１Ａ２の肉厚および球状部材１２Ａの直径は、使用する真空二重構造体の配設部位である内部空間の幅（対向する金属板３１間の隙間）と、コア材１０Ａの配設目的に応じて設定される。即ち、基材シート１１Ａ１，１１Ａ２の肉厚および球状部材１２Ａの直径に制限はない。例えば、内部空間の幅である対向する金属板３１間の隙間を維持する目的でコア材１０Ａを配設する場合、球状部材１２Ａの直径は、内部空間の設定幅と略同一か、僅かに小さい直径で形成される。また、断熱性能を高めるために大きな内部空間を確保する一方、外側に位置する金属板３１が変形により内側に位置する金属板３１に接触することを防止する目的でコア材１０Ａを配設する場合、球状部材１２Ａの直径は、できる限り小さい直径（例えば１０μｍ）で形成される。そして、基材シート１１Ａ１，１１Ａ２の厚さは、いずれの場合でも球状部材１２Ａを保持できる程度で、できる限り薄い肉厚で形成される。また、球状部材１２Ａの数は、球状部材１２Ａ自体の耐圧強度と、真空二重構造体の金属板３１を介して付加される外力に対する必要耐圧強度に応じて設定される。
【００２３】
次に、第１実施形態のコア材１０Ａの製造方法の一例について説明する。
【００２４】
まず、図２（Ａ）に示すように、第１の基材シート１１Ａ１を下側固定台２０上に配置する。なお、この下側固定台２０の載置（上）面には、球状部材１２Ａの直径に対応する略半球状の没入部２１が形成されている。
【００２５】
ついで、図２（Ｂ）に示すように、所定配列で球状部材１２Ａを吸着した球状部材配設枠２２を第１の基材シート１１Ａ１に配置する。なお、球状部材配設枠２２の吸着（下）面には、球状部材１２Ａの吸着部分に略半球状をなす位置決め凹部２３が設けられている。この位置決め凹部２３には、吸引用通路２４が設けられ、この吸引用通路２４が図示しない吸引ポンプに接続されている。そのため、吸引ポンプにより球状部材１２Ａを吸着した状態で第１の基材シート１１Ａ１上に球状部材配設枠２２を配置し、吸引ポンプを停止する。これにより、第１の基材シート１１Ａ１上に、多数の球状部材１２Ａを所定配列で点在させた状態で配置できる。
【００２６】
ついで、図２（Ｃ）に示すように、球状部材１２Ａ上に第２の基材シート１１Ａ２を配置する。その後、第２の基材シート１１Ａ２の上方から下側固定台２０へ向けて可動プレス枠２５をプレスする。なお、この可動プレス枠２５のプレス（下）面には、球状部材１２Ａの直径に対応する略半球状の没入部２６が形成されている。これにより、図２（Ｄ）に示すように、球状部材１２Ａが配置されている部位では、この球状部材１２Ａを基材シート１１Ａ１，１１Ａ２で被覆し、球状部材１２Ａが無い部位では、基材シート１１Ａ１，１１Ａ２を重畳させた状態とするができる。
【００２７】
なお、一対の基材シート１１Ａ１，１１Ａ２は、少なくとも一方の対向面に所定の接着剤を塗布しておくことにより、可動プレス枠２５によるプレスと同時に互いに固着される。または、一対の基材シート１１Ａ１，１１Ａ２は、所定位置にニードルパンチを施したり、所定の留め具を貫通させて固着する。
【００２８】
このように製造した第１実施形態のコア材１０Ａは、弾性的に変形可能な繊維質シートからなる基材シート１１Ａ１，１１Ａ２に多数の球状部材１２Ａを点在させて配設しているため、真空二重構造体の内部空間に配設する際の取り扱いが極めて良好である。
【００２９】
図３は第２実施形態のコア材１０Ｂを示す。このコア材１０Ｂは、１枚の基材シート１１Ｂの内部に、多数の球状部材１２Ｂが点在するように埋め込んで配設した点で、第１実施形態と相違している。なお、基材シート１１Ｂは、第１実施形態と同様の繊維質シートからなり、球状部材１２Ｂは、第１実施形態と同様のセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなる。また、基材シート１１Ｂの肉厚および球状部材１２Ｂの直径も同様に、使用する真空二重構造体の内部空間への配設目的に応じて設定される。
【００３０】
次に、第２実施形態のコア材１０Ｂの製造方法について説明する。
【００３１】
まず、図４（Ａ）に示すように、基材シート１１Ｂを構成する多数の繊維１１Ｂ’を水槽２７内に散布する。なお、水槽２７には、多数の繊維を互いに結合するために希釈した接着剤が溜められている。また、水槽２７の底には、沈殿状態となるコア材１０Ｂ’を取り出すためのメッシュ部材２８が配設されている。そのため、水槽２７内に散布された繊維１１Ｂ’は、接着剤中に浸漬し、メッシュ部材２８上に堆積した状態をなす。そして、図示のように、目的の肉厚に想到する量の半分未満の繊維１１Ｂ’を沈殿させると、第１実施形態と同様に、水槽２７上に球状部材配設枠２２を配置し、繊維１１Ｂ’の沈殿層上に多数の球状部材１２Ｂを所定配列で点在させた状態で配置する。
【００３２】
ついで、図４（Ｂ）に示すように、基材シート１１Ｂが目的の肉厚となるように、再び繊維１１Ｂ’を球状部材１２Ｂの上から散布する。そして、図４（Ｃ）に示すように、メッシュ部材２８を水槽２７から取り出すことにより、繊維１１Ｂ’中に球状部材１２Ｂを含んだ状態のコア材１０Ｂ’を取り出す。その後、乾燥させることにより、球状部材１２Ｂが基材シート１１Ｂから脱落しないように内部に埋め込んだ状態のコア材１０Ｂを製造できる。
【００３３】
このように製造した第２実施形態のコア材１０Ｂは、第１実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好である。しかも、基材シート１１Ｂの製造時に球状部材１２Ｂを内部に埋め込んだ状態で配設するため、この球状部材１２Ｂが脱落することはない。しかも、第１実施形態と比較して製造作業工数を大幅に削減できる。
【００３４】
図５は第３実施形態のコア材１０Ｃを示す。このコア材１０Ｃは、第２実施形態と同様に１枚の基材シート１１Ｃの内部に、多数の球状部材１２Ｃが点在するように配設するが、成形後の基材シート１１Ｃに球状部材１２Ｃを埋設するようにした点で、第２実施形態と相違している。なお、基材シート１１Ｃは、各実施形態と同様の繊維質シートからなり、球状部材１２Ｃは、各実施形態と同様のセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなる。また、基材シート１１Ｃの肉厚および球状部材１２Ｃの直径も同様に、使用する真空二重構造体の内部空間への配設目的に応じて設定される。
【００３５】
次に、第３実施形態のコア材１０Ｃの製造方法について説明する。
【００３６】
まず、図６（Ａ）に示すように、基材シート１１Ｃを下側固定台２０上に配置する。なお、この下側固定台２０の載置面には、第１実施形態に示す没入部２１は設けていない。また、第３実施形態のコア材１０Ｃを製造するための下側固定台２０は、若干の弾性を有する材料により形成することが好ましい。
【００３７】
ついで、第１実施形態と同様に、基材シート１１Ｃ上に球状部材配設枠２２を配置し、図６（Ｂ）に示すように、この基材シート１１Ｃ上に多数の球状部材１２Ｃを所定配列で点在させた状態で配置する。その後、図６（Ｃ）に示すように、可動プレス枠２５により球状部材１２Ｃを下側固定台２０へ向けてプレスすることにより、基材シート１１Ｃを部分的に変形させ、球状部材１２Ｃを基材シート１１Ｃの厚さ方向の略中間位置まで押し込む。なお、可動プレス枠２５のプレス面には、第１実施形態に示す没入部２６は設けていない。また、球状部材１２Ｃの押し込みは、球状部材１２Ｃの直径と基材シート１１Ｃの繊維間の粗さにより左右される。そのため、基材シート１１Ｃの粗さが十分である場合には、常温の球状部材１２Ｃを押し込み、基材シート１１Ｃの粗さが球状部材１２Ｃの直径より細かい場合には、球状部材１２Ｃを所定温度に加熱して配設することが好ましい。
【００３８】
このように製造した第３実施形態のコア材１０Ｃは、第１実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好である。しかも、第１実施形態と比較すると、その製造作業工数を大幅に削減できる。
【００３９】
図７は第４実施形態のコア材１０Ｄを示す。このコア材１０Ｄは、第１実施形態と同様に、一対の基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２の間に多数の球状部材１２Ｄが点在するように配設したものであるが、基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２の素材を変更した点で、第１実施形態と大きく相違している。
【００４０】
具体的には、第４実施形態のコア材１０Ｄの基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２は、輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる。この金属箔としては、銅またはアルミ等からなる薄膜状のものが適用可能である。
【００４１】
なお、球状部材１２Ｄは、各実施形態と同様のセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなり、その直径は、使用する真空二重構造体の内部空間への配設目的に応じて設定される。また、基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２の肉厚は、球状部材１２Ｄを保持できる程度で、できる限り薄い肉厚（５〜２０μｍ）で形成される。
【００４２】
この第４実施形態のコア材１０Ｄは、第１実施形態のコア材１０Ａと同様の製造方法で製造される。そして、金属箔からなる基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２を用いたコア材１０Ｄは、各実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好である。しかも、真空二重構造体の内部空間に用いた場合、輻射伝熱を防止できるという効果を得ることができる。
【００４３】
図８は第５実施形態のコア材１０Ｅを示す。このコア材１０Ｅは、第４実施形態と同様の金属箔からなる１枚の基材シート１１Ｅに、第４実施形態と同様の球状部材１２Ｅを配設した点で、第４実施形態と相違している。
【００４４】
次に、この第５実施形態のコア材１０Ｅの製造方法について説明する。
【００４５】
まず、図９（Ａ）に示すように、基材シート１１Ｅを没入部２１を有する下側固定台２０上に配置する。そして、図示のように、没入部２１に対応する所定配列で球状部材１２Ｅを吸着した球状部材配設枠２２を基材シート１１Ｅ上に配置する。
【００４６】
ついで、図９（Ｂ）に示すように、球状部材配設枠２２によって下側固定台２０へ向けてプレスすることにより、基材シート１１Ｅを部分的に湾曲変形させ、球状部材１２Ｅの一部を基材シート１１Ｅで被覆した（埋め込んだ）状態で配設する。なお、基材シート１１Ｅと球状部材１２Ｅとは、接着剤または熱溶着により固着することが好ましい。
【００４７】
この第５実施形態のコア材１０Ｅは、第４実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好であるうえ、真空二重構造体の内部空間に用いた場合、輻射伝熱を防止できる。しかも、金属箔からなる基材シート１１Ｅは、球状部材１２Ｅの半分の領域には、何ら基材シート１１Ｅが無い。即ち、球状部材１２Ｅの直径を真空二重構造体の内部空間の幅と略同一に設定する場合、一方の金属板３１には金属箔からなる基材シート１１Ｅが接触しない。よって、第４実施形態と比較して真空二重構造体に対する使途を広げることができる。
【００４８】
図１０は第６実施形態のコア材１０Ｆを示す。このコア材１０Ｆは、１枚の基材シート１１Ｆの一面に、多数の球状部材１２Ｆを一部が埋め込むように点在させて配設した点で、各実施形態と相違している。なお、基材シート１１Ｆは、第４実施形態と同様の金属箔からなり、球状部材１２Ｆは、各実施形態と同様のセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなる。そして、本実施形態では、肉厚が約１０μｍの金属箔からなる基材シート１１Ｆに対して、直径が約１０μｍの球状部材１２Ｆを、一部（約半分）が基材シート１１Ｆに埋め込まれた状態で、残りが基材シート１１Ｆから突出するように配設する構成としている。即ち、第６実施形態のコア材１０Ｆは、厚さを約１５μｍとした極薄のものである。
【００４９】
次に、第６実施形態のコア材１０Ｆの製造方法について説明する。
【００５０】
まず、図１１（Ａ）に示すように、基材シート１１Ｆを下側固定台２０上に配置する。なお、この下側固定台２０の載置面には没入部２１は設けていない。また、第６実施形態のコア材１０Ｆを製造するための下側固定台２０は、弾性的に変形することのない材料により形成することが好ましい。
【００５１】
ついで、基材シート１１Ｆ上に球状部材配設枠２２を配置し、図１１（Ｂ）に示すように、この球状部材配設枠２２によって下側固定台２０へ向けてプレスすることにより、基材シート１１Ｆを部分的に変形させ、球状部材１２Ｆを基材シート１１Ｆに一部を埋め込んだ状態で配設する。なお、この球状部材１２Ｆの押し込みは、基材シート１１Ｆおよび球状部材１２Ｆの少なくとも一方を加熱しておくことにより、基材シート１１Ｆの変形が容易になるようにすることが好ましい。
【００５２】
この第６実施形態のコア材１０Ｆは、第５実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好であるうえ、真空二重構造体の内部空間に用いた場合、輻射伝熱を防止できる。また、真空二重構造体に対する使途を広げることができる。しかも、
図１２は第７実施形態のコア材１０Ｇを示す。このコア材１０Ｇは、１枚の基材シート１１Ｇの両面に、多数の球状部材１２Ｇを一部が露出するように点在させて配設した点で、第６実施形態と相違している。なお、基材シート１１Ｇは、第４実施形態と同様の金属箔からなり、球状部材１２Ｇは、各実施形態と同様のセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなる。また、基材シート１１Ｇは肉厚が約１０μｍの金属箔からなり、球状部材１２Ｇは直径が約１０μｍのセラミックや耐熱性樹脂製のボールからなる。即ち、第６実施形態のコア材１０Ｆは、厚さを約２０μｍとした極薄のものである。
【００５３】
この第７実施形態のコア材１０Ｇは、第６実施形態と同様にして基材シート１１Ｇの一面に球状部材１２Ｇを配設する。その後、図１３に示すように、一面に配設した球状部材１２Ｇに一致するように没入部２１を設けた下側固定台２０に、球状部材１２Ｇを配設した一面側が位置するように基材シート１１Ｇを配置する。そして、基材シート１１Ｇ上に球状部材配設枠２２を配置し、この球状部材配設枠２２を下側固定台２０へ向けてプレスすることにより、基材シート１１Ｇを部分的に変形させ、球状部材１２Ｇを基材シート１１Ｇに一部を埋め込んだ状態で配設する。
【００５４】
この第７実施形態のコア材１０Ｇは、第５実施形態と同様に、取り扱いが極めて良好であるうえ、真空二重構造体の内部空間に用いた場合、輻射伝熱を防止できる。しかも、真空二重構造体に対する使途を広げることができる。
【００５５】
図１４および図１５は、第１実施形態のコア材１０Ａを用いた第８実施形態の真空二重構造体である真空断熱パネル３０Ａを示す。この真空断熱パネル３０Ａは、一対の金属板３１Ａ，３１Ｂ内部に形成される内部空間である真空空間３４に、コア材１０Ａを配設したものである。なお、金属板３１Ａ，３１Ｂの所定位置には、真空排気後の真空空間３４で発生したガス等を吸収し、所望の真空度を維持するためのゲッター（図示せず）が配設されている。
【００５６】
具体的には、真空断熱板の外装体を構成する第１および第２の金属板３１Ａ，３１Ｂは、それぞれ薄肉のステンレス（ＳＵＳ３０１）により構成されている。これら金属板３１Ａ，３１Ｂは矩形状をなし、その外周縁には屈曲された外面部３２Ａ，３２Ｂと、該外面部３２Ａ，３２Ｂの端縁からフランジ状をなすように外向きに屈曲された接合縁部３３Ａ，３３Ｂが形成されている。これら金属板３１Ａ，３１Ｂは、互いの接合縁部３３Ａ，３３Ｂが重畳するように突き合わされ、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接合されている。これにより、各金属板３１Ａ，３１Ｂの間には所定間隔（幅）の空間が形成され、その空間が真空排気後に真空空間３４を構成する。なお、金属板３１Ａ，３１Ｂはステンレスに限られず、鉄やチタンなどであってもよく、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の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとで異なる金属材料のものを使用してもよい。
【００５７】
なお、図１５に示すように、接合前の第２の金属板３１Ｂには、断面凸形状に突出する排気部３５が形成され、この排気部３５に排気孔３６が形成されている。この排気孔３６は、第２の金属板３１に開口を形成するだけでもよいし、チップ管５０を接合してもよい。また、第１の金属板３１Ａには、排気部３５の下面を閉塞する突片３７が設けられている。
【００５８】
本実施形態では、金属板３１Ａ，３１Ｂは、共に０．５ｍｍの薄肉のものを使用している。また、金属板３１Ａ，３１Ｂの間には、約５ｍｍの幅の真空空間３４が形成されるように外面部３２Ａ，３２Ｂが形成されている。これに対して、コア材１０Ａは、基材シート１１Ａ１，１１Ａ２の肉厚が１ｍｍで、球状部材１２Ａの直径が５ｍｍのものを使用している。
【００５９】
この真空断熱パネル３０Ａを製造する際には、下側の金属板３１Ａにコア材１０Ａを収容させた後、金属板３１Ｂで覆った後、接合縁部３３Ａ，３３Ｂを接合する。ついで、排気孔３６から内部空間を真空排気した後、排気部３５の基部（付け根の部分）をシーム溶接により接合するとともに、他の外周縁と面一になる位置で切断する。
【００６０】
このように製造した真空断熱パネル３０Ａは、コア材１０Ａが金属板３１Ａ，３１Ｂの対向面に接触した状態をなす。そのため、金属板３１Ａ，３１Ｂの間隔（真空空間３４の幅）を一定とすることができる。また、金属板３１Ａ，３１Ｂのうち一方に外力が加わった場合、金属板３１Ａ，３１Ｂが球状部材１２Ａに干渉するため、金属板３１Ａ，３１Ｂが塑性変形することを防止できる。さらに、高温に曝された場合、繊維質シートからなる基材シート１１Ａ１，１１Ａ２は体積が収縮する可能性はあるが、球状部材１２Ａは体積が収縮しない。そのため、確実に一対の金属板３１Ａ，３１Ｂ間の距離、即ち、断熱を図るための真空空間３４を維持できる。
【００６１】
ここで、この真空断熱パネル３０Ａには、第１実施形態のコア材１０Ａだけでなく、第２実施形態のコア材１０Ｂ、第３実施形態のコア材１０Ｃおよび第５実施形態のコア材１０Ｅを用いることもできる。なお、第４実施形態のコア材１０Ｄは、金属箔からなる基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２が一対の金属板３１Ａ，３１Ｂに接触することになるため、金属板３１Ａ，３１Ｂが基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２を介して熱伝導してしまうため、この第８実施形態には使用することはできない。また、第６，７実施形態のコア材１０Ｆ，１０Ｇは、極薄のものであるため寸法面の問題で、第８実施形態には使用できない。
【００６２】
第２，３実施形態のコア材１０Ｂ，１０Ｃを第８実施形態の真空断熱パネル３０Ａに適用した場合、金属板３１Ａ，３１Ｂによる繊維質シートからなる基材シート１１Ｂ，１１Ｃの圧縮代が略一定になる。言い換えれば、一対の金属板３１Ａ，３１Ｂを内部から一様の圧力で支持できる。よって、真空断熱パネル３０Ａ，３０Ａ毎の外観を略同一に揃えることができるという効果を更に得ることができる。
【００６３】
第５実施形態のコア材１０Ｅを第８実施形態の真空断熱パネル３０Ａに適用した場合、一方の金属板３１Ａ，３１Ｂには、金属箔からなる基材シート１１Ｅは接触しないため、この基材シート１１Ｅを介した金属板３１Ａ，３１Ｂ間の熱伝導はない。そして、一対の金属板３１Ａ，３１Ｂの間の真空空間３４には、基材シート１１Ｅを浮かせた状態で配置できる。よって、輻射伝熱を確実に防ぎ、断熱性能を向上できる。
【００６４】
図１６は第７実施形態のコア材１０Ｇを用いた第９実施形態の真空二重構造体である真空断熱パネル３０Ｂを示す。この真空断熱パネル３０Ｂは、極薄のコア材１０Ｇを用いるため、外面部３２Ａ，３２Ｂを設けていないシート状の金属板３１Ａ，３１Ｂを用いる構成とした点で、第８実施形態と相違している。
【００６５】
このように構成した第９実施形態の真空断熱パネル３０Ｂは、第５実施形態のコア材１０Ｅを適用した場合の第８実施形態の真空断熱パネル３０Ａと同様の作用および効果を得ることができる。また、この第９実施形態の真空断熱パネル３０Ｂは、第７実施形態のコア材１０Ｇの代わりに、第６実施形態のコア材１０Ｆを使用しても、同様の作用および効果を得ることができる。
【００６６】
しかも、第８実施形態および第９実施形態の真空断熱パネル３０Ａ，３０Ｂは、球状部材１２Ａ〜１２Ｃ，１２Ｅ〜１２Ｇにより圧縮強度が高められているため、使用可能な用途（使途）が広がる。例えば、樹脂成型の分野は、成形品に対応する上型と下型とを備え、例えば下型を固定された下枠に固定し、上型を移動可能な上枠に固定している。この樹脂成形金型を高温の保持するときの熱ロスを防ぐため、型と枠の間に耐熱性樹脂を介設していた。しかし、この耐熱性樹脂は、圧縮力により劣化するため、頻繁に交換（メンテナンス）する必要があった。そこで、この耐熱性樹脂の代わりに、第８実施形態または第９実施形態の真空断熱パネル３０Ａ，３０Ｂを使用する。これにより、各型と枠との断熱を図ることができるうえ、十分な耐圧強度を得られるため、メンテナンスの頻度を低減できる。但し、この場合には、金属板３１Ａ，３１Ｂとコア材１０Ａ〜１０Ｃ，１０Ｅ〜１０Ｇの各間には、硬質な金属（析出硬化系ステンレス鋼ＳＵＳ６３１）を配設することが好ましい。
【００６７】
また、第９実施形態の真空断熱パネル３０Ｂは、一対の金属板３１Ａ，３１Ｂを含めた肉厚も薄く（約0.5〜1.0ｍｍ）することが可能である。そのため、この真空断熱パネル３０Ｂを加工用素材として使用することができる。例えば、真空断熱パネル３０Ｂを円板形状に形成し、この真空断熱パネル３０Ｂに対して深絞り加工を施すことにより、容器を形成することができる。なお、加工の際には、真空断熱パネル３０Ｂの内部に多数の球状部材１２Ｆ，１２Ｇが配設されているため、金属板３１Ａ，３１Ｂが接触することはない。その結果、容易に真空二重構造の容器を製造することが可能になる。
【００６８】
図１７（Ａ），（Ｂ）は第２実施形態のコア材１０Ｂを用いた第１０実施形態の真空二重構造体である真空二重容器４０Ａの一例の魔法瓶を示す。この魔法瓶は、肉厚が０．２〜１．０ｍｍのステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）からなる外容器４１と内容器４２とを備え、これらの間の空間が真空排気後に真空空間４３を構成している。そして、この魔法瓶における底に位置する真空空間４３に、第２実施形態のコア材１０Ｂが配設されている。
【００６９】
外容器４１の外側胴体４４は、図１７中下側に位置する一端に、内部に連通する第１口部４５を備えている。また、外側胴体４４は、図１７中上側に位置する他端に、第１口部４５より開口面積が大きい底取付部４６が設けられている。また、外側底体外側胴体の底を閉塞するもので、外側胴体４４の底取付部４６の内径と略同一の外径の円板状をなし、底取付部４６に内嵌して接合されている。この外側底体４７の中央部は、弾性限界（降伏）点を超えて変形するように外力を加えることにより内方に窪み、真空空間４３の容積が小さくなるように塑性変形される塑性変形部４８を構成する。この塑性変形部４８は、真空排気時を含み外力を加える前の状態では図１７（Ａ）に示すように外向きに膨出した状態を維持する強度を有する。この塑性変形部４８の中央には排気孔４９が設けられ、この排気孔３６にチップ管５０が溶接により接合されている。
【００７０】
内容器４２の内側胴体５１は、外側胴体４４に対して所定の隙間が形成されるように、外側胴体の直径より小さい直径としたものである。この内側胴体５１の一端には、内部に連通する第２口部５２が設けられている。また、内側胴体５１の他端には、第２口部５２より開口面積が大きい底取付フランジ部５３が設けられている。内側底体５４は、内側胴体５１の底を閉塞するもので、内側胴体５１の底取付フランジ部５３と略同一の外径の筒部５５を備え、この筒部５５の開口端に底取付フランジ部５３に重畳して接合されるフランジ部５６が設けられている。
【００７１】
この魔法瓶を製造するには、内側胴体５１と内側底体５４とを接合した後、この内容器４２に図示しない金属箔およびゲッターを配設する。そして、図１７（Ａ）に示すように、この内容器４２の第２口部５２を下側に位置させ、外容器４１の外側胴体４４内に挿入して第１口部４５の内側に重畳させる。この状態で、互いの口部４５，５２を非消耗のタングステンを電極として用いたＴＩＧ(Tungsten Inert Gas)溶接により密閉状態で接合する。その後、内側底体５４上にコア材１０Ｂを配設した後、外側底体４７を外側胴体４４の開口端に内嵌し、溶接により接合する。
【００７２】
このように組み立てた真空排気前の二重容器は、外容器４１と内容器４２との間に十分な間隙の内部空間が形成される。しかも、外容器４１の外側底体４７と内容器４２の内側底体５４との間にはコア材１０Ｂを配設しているが、このコア材１０Ｂと外側底体４７との間にも十分な間隙が形成されている。そのため、この二重容器のチップ管５０に排気装置を接続することにより、内部空間を何ら支障なく所定圧力まで真空引きできる。
【００７３】
そして、所定の真空度に達すると、チップ管５０を封じ切って封止する。最後に、プレス機などの押圧機によって塑性変形部４８を真空空間４３に向けて押圧し、図１７（Ｂ）に示すように、塑性変形部４８を内向きに没入させる。これにより、内部に位置するコア材１０Ｂの基材シート１１Ｂが圧縮され、内部の球状部材１２Ｂに塑性変形部４８が略接触した状態となる。
【００７４】
このように製造した魔法瓶は、第８実施形態と同様に、外側底体４７の塑性変形部４８と内側底体５４の間隔（真空空間４３の幅）を一定とすることができる。しかも、対向面である塑性変形部４８と内側底体５４による繊維質シートからなる基材シート１１Ｂの圧縮代が略一定になるため、基材シート１１Ｂによって外容器４１と内容器４２を一様に支持できる。その結果、外容器４１と内容器４２とが相対的に移動することを防止できる。そのため、これら外容器４１と内容器４２とが互いに干渉して異音を発生させたり、接合部分である口部４５，５２にリークが発生することを防止できる。よって、魔法瓶の耐振性能を向上できる。
【００７５】
なお、この魔法瓶には、第２実施形態のコア材１０Ｂの代わりに第３実施形態のコア材１０Ｃを用いても、同様の作用および効果を得ることができる。また、外容器４１および内容器４２の支持機能が不要である場合には、第１実施形態に示すコア材１０Ａおよび第５実施形態のコア材１０Ｅを用いることもできる。
【００７６】
また、魔法瓶には、外容器４１の外側胴体４４と内容器４２の内側胴体５１の間に、金属箔の代わりに第６，７実施形態のコア材１０Ｆ，１０Ｇを配設してもよい。このようにすれば、球状部材１２Ｆ，１２Ｇにより外側胴体４４に外力が加わることによる変形を抑制できる。
【００７７】
図１８は第４実施形態のコア材１０Ｄを用いた第１１実施形態の真空二重構造体である真空二重容器４０Ｂの他の例の耐火金庫を示す。この耐火金庫は、第１０実施形態に示す魔法瓶と略同一構成であり、口部４５，５２に、蓋５７および蓋固定部材５９を配設している点で、大きく相違している。そして、この耐火金庫には、内容器４２の外周部に第４実施形態のコア材１０Ｄが接触する一方、コア材１０Ｄが外容器４１に接触しないように巻き付けている。
【００７８】
なお、蓋５７はセラミックボードからなり、第２口部５２に内嵌する嵌合部５８を備えている。蓋固定部材５９は、蓋５７より大きいステンレス（ＳＵＳ３０４）製の平板からなる。この蓋固定部材５９は、外容器４１の肩部に設けた非締付部６０に対してボルトを締め付けることにより、蓋５７を離脱不可能に固定する。
【００７９】
この耐火金庫は、内側胴体５１と内側底体５４とを接合した後、この内容器４２にコア材１０Ｄを巻き付けて配設するとともに、ゲッターを配設する。その後、内容器４２を外容器４１の外側胴体４４の内部に配置し、互いの口部４５，５２を接合する。その後、外側底体４７を外側胴体４４の開口端に配設し、溶接により接合した後、チップ管５０から内部空間内の空気を真空排気する。なお、コア材１０Ｄは、外周部を針金などで巻き付けて結束することが好ましい。また、コア材１０Ｄと外容器４１との間には、図示のように十分な隙間を形成する。
【００８０】
このように製造した耐火金庫は、金属箔からなる基材シート１１Ｄ１，１１Ｄ２により、輻射伝熱を確実に防ぎ、断熱性能を向上できる。また、外容器４１が高温に曝されることにより、外容器４１が内容器４２に向けて変形した場合、球状部材１２Ｄに当接することにより、内容器４２と接触することを防止し、真空空間４３を維持できる。その結果、外容器４１から内容器４２へ直接伝熱することを防止できるため、内容器４２内に収容した商品が取り出せない程、耐火金庫が不定形に潰れることを防止できる。
【００８１】
この耐火金庫には、第４実施形態のコア材１０Ｄの代わりに、第５，６，７実施形態のコア材１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇを配設してもよい。勿論、第１，２，３実施形態に示すコア材１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを使用してもよい。また、内容器４２の外周部にコア材１０Ａ〜１０Ｇを巻き付ける代わりに、外容器４１の内周部にコア材１０Ａ〜１０Ｇを巻き付ける構成としてもよい。この場合、外容器４１の内径より大きいばね性リングを収縮させて配置することにより、外容器４１の内周部にコア材１０Ａ〜１０Ｇを位置決めすることが好ましい。
【００８２】
なお、本発明は、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。特に、本発明のコア材１０Ａ〜１０Ｇの製造方法は希望に応じて変更が可能である。しかも、コア材１０Ａ〜１０Ｇは、真空断熱パネル３０Ａ，３０Ｂおよび真空二重容器４０Ａ，４０Ｂに限られず、種々の真空二重構造体に使用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１０Ａ〜１０Ｇ…コア材
１１Ａ〜１１Ｇ…基材シート
１２Ａ〜１２Ｇ…球状部材
２０…下側固定台
２２…球状部材配設枠
２５…可動プレス枠
２７…水槽
３０Ａ，３０Ｂ…真空断熱パネル（真空二重構造体）
３１Ａ，３１Ｂ…金属板
３４…真空空間
４０Ａ，４０Ｂ…真空二重容器（真空二重構造体）
４１…外容器
４２…内容器
４３…真空空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シートからなる一対の基材シートの間に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設したことを特徴とするコア材。
【請求項２】
熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シートからなる基材シートの内部に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させた状態で、内部に埋め込んで配設したことを特徴とするコア材。
【請求項３】
輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる一対の基材シートの間に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設したことを特徴とするコア材。
【請求項４】
輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる基材シートの一面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させ、前記基材シートを湾曲変形させることにより一部を埋め込み残りを突出させた状態で配設したことを特徴とするコア材。
【請求項５】
輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる基材シートの少なくとも一面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させ、前記基材シートを窪ませることにより一部を埋め込み残りを突出させた状態で配設したことを特徴とするコア材。
【請求項６】
第１基材シートの上面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記第１基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設し、
前記球状部材の上部に第２基材シートを配設し、
前記第１および第２基材シートを固着することにより、一対の基材シートの間に球状部材を配設する
ことを特徴とするコア材の製造方法。
【請求項７】
熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維を希釈した接着剤中に浸漬させるとともに、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記繊維より硬質な多数の球状部材を点在させて接着材中に浸漬させ、
前記球状部材を含む繊維質シートからなる基材シートを接着剤から取り出し、乾燥させることにより前記基材シートの内部に球状部材に埋め込んで配設する
ことを特徴とするコア材の製造方法。
【請求項８】
固定台の上面に基材シートを配設し、
前記基材シートの表面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設し、
前記基材シートの上方から可動枠でプレスすることにより、前記基材シートを変形させて前記球状部材の少なくとも一部を埋め込んだ状態で配設する
ことを特徴とするコア材の製造方法。
【請求項９】
対向する第１および第２金属板の間に形成した内部空間を真空排気してなる真空二重構造体において、
前記各金属板の対向面に、請求項１，２，４，５のいずれかに記載のコア材を接触させた状態で配設したことを特徴とする真空二重構造体。
【請求項１０】
対向する第１および第２金属板の間に形成した内部空間を真空排気してなる真空二重構造体において、
前記第１および第２金属板の対向面の一方に、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のコア材を接触させた状態で配設したことを特徴とする真空二重構造体。
【請求項１】
熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シートからなる一対の基材シートの間に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設したことを特徴とするコア材。
【請求項２】
熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維質シートからなる基材シートの内部に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させた状態で、内部に埋め込んで配設したことを特徴とするコア材。
【請求項３】
輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる一対の基材シートの間に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設したことを特徴とするコア材。
【請求項４】
輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる基材シートの一面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させ、前記基材シートを湾曲変形させることにより一部を埋め込み残りを突出させた状態で配設したことを特徴とするコア材。
【請求項５】
輻射伝熱を防止するための変形可能な金属箔からなる基材シートの少なくとも一面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させ、前記基材シートを窪ませることにより一部を埋め込み残りを突出させた状態で配設したことを特徴とするコア材。
【請求項６】
第１基材シートの上面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記第１基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設し、
前記球状部材の上部に第２基材シートを配設し、
前記第１および第２基材シートを固着することにより、一対の基材シートの間に球状部材を配設する
ことを特徴とするコア材の製造方法。
【請求項７】
熱伝導度が低く弾性変形可能な繊維を希釈した接着剤中に浸漬させるとともに、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記繊維より硬質な多数の球状部材を点在させて接着材中に浸漬させ、
前記球状部材を含む繊維質シートからなる基材シートを接着剤から取り出し、乾燥させることにより前記基材シートの内部に球状部材に埋め込んで配設する
ことを特徴とするコア材の製造方法。
【請求項８】
固定台の上面に基材シートを配設し、
前記基材シートの表面に、耐熱性が高く熱伝導度が低く前記基材シートより硬質な多数の球状部材を点在させて配設し、
前記基材シートの上方から可動枠でプレスすることにより、前記基材シートを変形させて前記球状部材の少なくとも一部を埋め込んだ状態で配設する
ことを特徴とするコア材の製造方法。
【請求項９】
対向する第１および第２金属板の間に形成した内部空間を真空排気してなる真空二重構造体において、
前記各金属板の対向面に、請求項１，２，４，５のいずれかに記載のコア材を接触させた状態で配設したことを特徴とする真空二重構造体。
【請求項１０】
対向する第１および第２金属板の間に形成した内部空間を真空排気してなる真空二重構造体において、
前記第１および第２金属板の対向面の一方に、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のコア材を接触させた状態で配設したことを特徴とする真空二重構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−２５５８０４（Ｐ２０１０−２５５８０４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０９１７５（Ｐ２００９−１０９１７５）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００００２４７３）象印マホービン株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００００２４７３）象印マホービン株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]