金属製真空断熱材
【課題】高い真空度を効率よく達成し、真空断熱材の封止に不具合が生じない真空断熱材を提供することにある。
【解決手段】互いに向かい合う金属製外包材に包まれた、芯材部を収納する収納部、及び前記収納部内を減圧状態に維持する封止接合部を含む真空断熱材であって、
互いに向かい合う前記金属外包材の少なくとも一方の内面には、前記真空断熱材の製造過程において前記収納部内の空気を排出するための、前記封止接合部から前記芯材部に達する溝を備え、
前記溝は、前記溝の一部が近接処理されて前記金属外包材の他方の内面に近接したか、又は前記金属外包材の他方の内面が近接処理されて前記溝の一部に近接した近接部を有し、
前記近接部に交差するように、前記収納部を封止して減圧状態に維持する前記封止接合部が形成されたことを特徴とする真空断熱材。
【解決手段】互いに向かい合う金属製外包材に包まれた、芯材部を収納する収納部、及び前記収納部内を減圧状態に維持する封止接合部を含む真空断熱材であって、
互いに向かい合う前記金属外包材の少なくとも一方の内面には、前記真空断熱材の製造過程において前記収納部内の空気を排出するための、前記封止接合部から前記芯材部に達する溝を備え、
前記溝は、前記溝の一部が近接処理されて前記金属外包材の他方の内面に近接したか、又は前記金属外包材の他方の内面が近接処理されて前記溝の一部に近接した近接部を有し、
前記近接部に交差するように、前記収納部を封止して減圧状態に維持する前記封止接合部が形成されたことを特徴とする真空断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
金属製外包材を用いた真空断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従前から、真空断熱材を形成する際に、金属製外包材の内部を真空引きするための排気部を設け、排気部に繋がる真空引き用の通路を設けること、また排気部を切除可能なように形成することが考案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１１４９６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１１４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような真空断熱材では、真空引き後に、真空引き用の通路に渡って真空断熱材を封止（例えば、溶接）して、排気部等を切除すると、封止部に不具合が生じる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高い真空度を効率よく達成し、真空断熱材の封止に不具合が生じない真空断熱材を提供することにある。
【０００６】
以上のような目的を達成するために、本発明においては、金属製外包材上に設けた排気のための溝を封止させるために、溝に金属製外包材が近接する近接部を形成した。
【０００７】
具体的には、本発明に係る真空断熱材は、
互いに向かい合う金属製外包材に包まれた、芯材部を収納する収納部、及び前記収納部内を減圧状態に維持する封止接合部を含む真空断熱材であって、
互いに向かい合う前記金属外包材の少なくとも一方の内面には、前記真空断熱材の製造過程において前記収納部内の空気を排出するための、前記封止接合部から前記芯材部に達する溝を備え、
前記溝は、前記溝の一部が近接処理されて前記金属外包材の他方の内面に近接したか、又は前記金属外包材の他方の内面が近接処理されて前記溝の一部に近接した近接部を有し、
前記近接部に交差するように、前記収納部を封止して減圧状態に維持する前記封止接合部が形成されたことを特徴とする真空断熱材を提供するものである。
【０００８】
上述したように、本発明に係る真空断熱材は、真空断熱材は、芯材部と金属製外包材とを含む。金属製外包材は、芯材部を収納すると共に、内部を減圧状態に維持できるものである。
【０００９】
ここで、収納部は、互いに向かい合う金属製外包材によって芯材部が収納されるように形成された部分や領域である。芯材部を収納する収納部と、芯材部から延びる少なくとも１本の溝の一端に設けられた空気の排出孔とを周回するように、金属製外包材を封止することによって、予備封止接合部が形成される。この溝は、真空引き時、収納部の外側に延びて、芯材部から空気を案内して排出するために、金属製外包材に予め形成されている。溝により収納部の空気も、また案内して排出することができる。封止された金属製外包材を真空引きした後、溝と収納部の境界とが交差する領域に、押圧等の近接処理をして、近接部が形成され、近接部に交差するように、溝及び収納部を封止して減圧状態に維持する内部封止接合部が形成される。また、内部封止接合部は、収納部の三辺を周回する予備封止接合部に交差し、収納部の残る一辺と平行となるように形成される。つまり、内部封止接合部と予備封止接合部の一部とから封止接合部が構成される。封止接合部は収納部を周回するように形成され、すなわち収納部が封止され、真空断熱材が形成される。このとき、溝は、互いに向かい合う金属製外包材が近接するように形成された近接部と、互いに向かい合う金属製外包材が離隔するように形成された離隔部とを有する。封止接合部は、収納部を封止して、収納部を減圧状態に維持することができる。収納部を周回する封止接合部から延在する部分は切除等により除くことが好ましい。つまり、真空断熱材の外縁は封止接合部によって構成されることが好ましい。このような真空断熱材は芯材部の比率が高いので、優れた断熱効率を発揮する。
【００１０】
ここで、溝の形状は、直線、曲線又はこれらの組み合わせとすることができる。溝は、空気の排出孔から放射状に広がった形状、互いに平行な形状、互いに独立して交差した形状で配置することができる。
【００１１】
溝の近接部により、内部封止接合部は充分に形成されるので、不具合が生じ難い。このため、高い真空度を効率よく達成し、真空断熱材の封止に不具合が生じず、断熱効果を十分に発揮させることができる。
【００１２】
そして、本発明に係る真空断熱材は、金属製外包材が、収納部から延在し、封止接合部の外側に延びる非収納部を有し、溝が、収納部から非収納部にわたって形成されたことが好ましい。
【００１３】
ここで、封止接合部によって、収納部と、非収納部とは画定されている。収納部は芯材部を収納する部位である。非収納部は、収納部の外側に位置している。封止接合部で非収納部を収納部に折り重ねる、あるいは非収納部を任意の箇所を折り曲げることにより、真空断熱材の面積を小さくすることができる。
【００１４】
このようにしたことにより、余剰部である非収納部を、例えば真空断熱材を取り付ける際の被接合部として機能させることができ、有効に活用することができる。また、余剰部である非収納部を設けることにより、封止接合部を形成する際に位置あわせが容易となり作業効率を高めることができる。
【００１５】
また、本発明に係る真空断熱材は、溝が、金属製外包材の一方に、形成された複数本の溝であることが好ましい。
【００１６】
このように複数本の溝を形成し、芯材部から空気を排出するのに用いるので、芯材部からの空気の排出速度が速められる。そのため、真空断熱材を製造する工程時間の短縮が図られ、製造コストを安くすることができる。
【００１７】
さらに、本発明に係る真空断熱材は、金属製外包材が、ステンレス製外包材であるものが好ましい。
【００１８】
このように金属製外包材がステンレス製外包材であるので、使用中の摩擦に対し耐磨耗性があり、外包材に破れが生じ難い。特に、外的要因による破れ、ピンホール等の問題に対して有効であり、強度に優れ、高耐久性の真空断熱材を提供することができる。
【００１９】
さらにまた、本発明に係る真空断熱材は、封止接合部が、プラズマ溶接により形成された封止接合部であるものが好ましい。このように形成することにより、真空断熱材を封止する封止接合部は強固であり、生産性が良く、減圧状態を長期間にわたって維持することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明に係る真空断熱材は、封止接合部における互いに向かい合う金属製外包材間の距離が、該溝の近接部と、該溝の近接部を除く金属製外包材とでほぼ一定であるものが好ましい。このように形成することにより、真空断熱材を封止する内部封止接合部に不具合が生じ難く、減圧状態を長期間にわたって維持することができる。
【発明の効果】
【００２１】
真空断熱材の高い真空度を効率よく達成し、真空断熱材の充分な封止ができ、断熱効果を十分に発揮にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
【００２３】
＜＜＜＜真空断熱材１００＞＞＞＞
＜＜＜真空断熱材１００の構成＞＞＞
図１は、（Ａ）は、真空断熱材１００の全体の概略を示す正面図であり、(Ｂ)は、（Ａ）中の溝１３０における近接部１３４と、離隔部１３２ａ及び１３２ｂを示す正面図である。図２は、図１に示した線Ｉ−Ｉに沿った真空断熱材１００を示す断面図である。なお、予備封止接合部（後述する第１の封止接合部１４０）及び内部封止接合部１６０は、視認できるように形成されるので、図１及び図２においては、実線で示した。また、芯材部１１０は、金属製外包材１２０（１２０ａ及び１２０ｂ）で覆われているので、図１及び図２においては、破線で示した。図１及び２においては、溝１３０は一本線で示したが、実際は幅を有する２本の線として視認される。
【００２４】
図１及び図２に示すように、真空断熱材１００は、芯材部１１０と、金属製外包材１２０（例えば、１２０ａ及び１２０ｂ）と、収納部Ｉから空気を案内して排出するための少なくとも１本の溝１３０（例えば、離隔部１３２ａ及び１３２ｂ及び近接部１３４）と、封止接合部（例えば、第１の封止接合部１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃ、並びに内部封止接合部１６０）を含む。
真空断熱材１００は、予め溝１３０が形成された略長方形の金属製外包材１２０の３辺に沿って、溶接等によって第１の封止接合部１４０を形成して、芯材部１１０を収納し、金属製外包材１２０の開放されている辺に沿って第２の封止接合部１５０が形成される。第１の封止接合部１４０及び第２の封止接合部１５０によって、芯材部１１０を収納する収納部Ｉと、収納部Ｉから延びる少なくとも１本の溝１３０の一端に設けられた空気の排出孔１３６とを周回する予備封止接合部Ｐが構成される。封止された金属製外包材１２０を真空引きした後、溝１３０と収納部Ｉの境界とが交差する領域に、押圧等の近接処理をして、近接部１３４が形成され、近接部に交差するように、溝及び収納部を封止して減圧状態に維持する内部封止接合部１６０が形成される（図１（Ａ）及び（Ｂ）参照）。また、内部封止接合部１６０は、収納部Ｉの三辺を周回する部分の予備封止接合部（第１の封止接合部１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃ）に交差し、収納部の残る一辺と平行となるように形成される。つまり、内部封止接合部１６０と予備封止接合部Ｐの一部（第１の封止接合部１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃ）とから封止接合部Ｓが構成される。封止接合部Ｓは収納部Ｉを周回するように形成され、すなわち収納部Ｉが封止され、真空断熱材１００が形成される（図１参照）。このとき、溝１３０は、互いに向かい合う金属製外包材１２０が近接するように形成された近接部１３４と、互いに向かい合う金属製外包材１２０が離隔するように形成された離隔部１３２とを有する。封止接合部Ｓは、収納部Ｉを封止して、収納部Ｉを減圧状態に維持することができる。図１では、収納部Ｉを周回する封止接合部Ｓから延在する部分は残されているが、この部分は切除等により除くことが好ましい。つまり、真空断熱材１００の外縁は封止接合部Ｓによって構成されることが好ましい。
真空断熱材１００の作り方の詳細については、後で述べる。
【００２５】
＜＜芯材部１１０＞＞
＜芯材部１１０の形状＞
図１及び図２に示すように、芯材部１１０は、略正方形状で略薄板状の形状を有する。芯材部１１０の厚さや大きさは、断熱すべき対象物の大きさや断熱性能に応じて適宜定めればよい。
【００２６】
＜芯材部１１０の材料＞
芯材部１１０は、特に限定されないが、繊維集合体、連続気泡発泡体等が使用される。断熱性の観点から好ましくは繊維集合体である。繊維集合体は、作業性の観点から、上述したように、略板状の形態で使用されることが好ましい。繊維集合体を、そのままの「わた状態」や、微細化した「粉体状」で使用する場合には、芯材部１１０の取り扱い性が低下するので、芯材部１１０を、後述する金属製外包材１２０へ収納する工程が煩雑になり、作業性が悪化する。
【００２７】
繊維集合体は無機繊維、有機繊維またはそれらの混合物からなる。
【００２８】
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維（グラスウール）、アルミナ繊維、スラグウール繊維、シリカ繊維、ロックウール等が挙げられる。
【００２９】
有機繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリウレタン繊維、ポリノジック繊維、レーヨン繊維等の合成繊維、麻、絹、綿、羊毛等の天然繊維等が挙げられる。無機繊維および有機繊維は、１種からなる単独繊維または複数種の混合繊維として用いられる。
【００３０】
この実施の形態では、後述する金属製外包材１２０の耐熱性の利点を活かすために、芯材部１１０としても耐熱性に優れる無機系芯材が好ましく、断熱性も考慮すれば、グラスウール製芯材が特に好ましい。
【００３１】
＜＜溝１３０、収納部Ｉ、非収納部Ｎ＞＞
溝１３０は、金属製外包材１２０が予備封止接合部Ｐ（第１の封止接合部１４０及び第２の封止接合部１５０）によって封止された後、真空引きする際に、空気を案内して排出するための溝１３０である。この溝１３０は、真空引き時、収納部Ｉの外側に延びて、収納部Ｉから空気を案内して排出するために、金属製外包材１２０に予め形成されている。つまり、溝１３０は、互いに向かい合う金属外包材１２０の少なくとも一方の内面に形成され、真空断熱材１００の製造過程において収納部Ｉ内の空気を排出するための、封止接合部Ｓから芯材部１１０に達する溝である。なお、溝１３０は金属製外包材１２０の内面側に設けられ、空気を案内して排出するための溝であるが、後述するように空気を排出した後は、溝の形状のみを有するだけでなく、接合のための近接部のような平らな部分が形成される。
【００３２】
＜溝１３０の断面形状＞
図３は、図１に示した線Ｉ−Ｉに沿った真空断熱材１００の溝１３０を拡大した断面図であり、図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は溝１３０の態様例を示す断面図である。
【００３３】
図３に示すように、溝１３０の断面形状は空気を案内して排出することができれば、特に限定されない。溝１３０は互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔するように形成されている。例えば、金属製外包材１２０の所定の位置を、プレス、押し圧成形、型押し等することによって、Ｖ字、Ｕ字、半円、四角状等の凹部又は凸部の断面形状とすることができる。溝１３０は、金属製外包材１２０の一方にのみ溝を形成してもよく、例えば、金属製外包材１２０ａに溝１３０をＵ字状に形成することができる（図３（Ａ）参照）。また金属製外包材１２０の両方に溝を形成してもよく、例えば、金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの間の距離が等間隔となるように溝１３０を形成することができ（図３（Ｂ）参照）、或いは金属製外包材１２０ａにより太い溝を形成し、金属製外包材１２０ｂにより細い溝を形成することができる（図３（Ｃ）参照）。
【００３４】
溝１３０の幅及び深さは、空気を案内して排出することができれば、特に限定されない。幅及び深さが大きいと、空気を排出して内部が減圧状態となったときに、溝が外部圧により押し潰されるため、幅１．０ｍｍ程度ｘ高さ１．０ｍｍ程度の細めの溝が好ましい。
【００３５】
＜溝１３０の配置＞
図１に示すように、溝１３０は封止接合部Ｓから芯材部１１０に達する。また、溝１３０は、互いに向かい合う金属製外包材１２０によって芯材部１１０が収納されるように形成された収納部Ｉの外側に延びている。例えば、収納部Ｉとその外側に延在する非収納部Ｎとを連通し、一方の端は収納部Ｉに延び、他方の端は非収納部Ｎに延びることができる。つまり、溝１３０は、収納部Ｉから非収納部Ｎにわたって形成されている。好ましくは、収納部Ｉに収納された芯材部１１０の位置から非収納部Ｎにわたって形成される。図１の態様では、他方の端には排出孔１３６が接続されており（図示されていない）、溝１３０は排出孔１３６の中心から放射状に収納部Ｉに延びている。
ここで、封止接合部によって、収納部Ｉと、非収納部Ｎとは画定されている。収納部Ｉは芯材部１１０を収納する部位であり、非収納部Ｎは芯材部１１０を収納していない部位である。非収納部Ｎは、収納部の外側に位置している。
【００３６】
溝の配置は、特に限定されない。例えば、排出孔１３６の中心から放射状に直線の溝１３０を複数本配置することができ、また、直線及び曲線の溝を同様に複数本配置することができ（後述の図７参照）、或いは排出孔１３６を中心として櫛形に配置することもできる。
【００３７】
＜溝の離隔部１３２（１３２ａ、１３２ｂ）、近接部１３４＞
真空断熱材１００における、溝１３０には、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔する領域が形成されている。例えば、図１及び２に示すように、対向する金属製外包材１２０ａの内面に対して、金属製外包材１２０ｂに設けられた溝１３０は離隔し、この領域を離隔部１３２ａ及び１３２ｂと称する。また、空気の排出後かつ封止接合部Ｓの形成前に、溝１３０の一部が近接処理されて金属外包材１２０ａの内面に近接したか、又は金属外包材１２０ａの内面が近接処理されて溝１３０の一部に近接した近接部１３４が形成される。つまり、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接するように近接部１３４が形成される。そして、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接するように、例えば溝１３０をハンマー、ローラー、プレス機等により押圧することによって、平らな近接部１３４が形成される。例えば、金属製外包材１２０ｂ上の近接部１３４では、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接し、溝１３０の領域においても等距離となる程度に近接する。近接部１３４は、芯材部１１０が介在する領域に形成しないことが好ましい。
【００３８】
＜＜排出孔１３６＞＞
溝１３０の一端には、空気の排出孔１３６が設けられている。排出孔１３６から真空ポンプ等により、空気が排出されて、減圧状態が達成される。排出孔１３６には適宜空気排出のための排出部を設けることができる。
【００３９】
排出孔１３６の配置は、芯材部１１０に近く、かつ金属製外包材１２０の外縁から離れていることが好ましく、芯材部１１０から１５〜７５ｍｍ程度、好ましくは２０〜４０ｍｍ程度離れた位置に形成することができる。
【００４０】
排出孔１３６の数は、少なくとも１個以上であり、複数個設けることができる。また、少なくとも１本の溝１３０と少なくとも１個の排出孔１３６の組み合わせを、複数セット設けることができる。
【００４１】
＜＜金属製外包材１２０＞＞
＜金属製外包材１２０の形状＞
２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの各々は、通常同じ大きさの略長方形の一定の形状を有するが、特に長方形状に限定されるものではなく、芯材部１１０の形状及び大きさや、芯材部を収納する収納部及び芯材部から延びる少なくとも１本の溝の一端に設けられた空気の排出孔を合わせた大きさ等に合せて、２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの各々の形状及び大きさを適宜定めればよい。なお、芯材の形状及び大きさは断熱対象物の形状により適宜設定される。
【００４２】
２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの金属製外包材の少なくとも一方には、前述の溝１３０及び溝に接続された排出孔１３６が形成されている。
【００４３】
図４は、互いに向かい合う金属製外包材の少なくとも一方に溝１３０が形成された金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを２枚重ねたときの状態を示す正面図である。
なお、図４は、構成を明確に示すために、隣り合う部材の間に隙間があるように示したが、実際には、これらの部材は、密着するように構成されている。図４においては、溝１３０は一本線で示したが、実際は幅を有する２本の線として視認される。
【００４４】
金属製外包材１２０は、図４に示すように、２枚のシート状の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂによって構成される。なお、以下では、金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを、単に金属製外包材１２０と称する場合もある。
【００４５】
＜金属製外包材１２０の材料＞
金属製外包材１２０は、真空断熱材１００が使用される温度や圧力等の条件下で十分に耐え、真空断熱材１００としての機能を維持できる金属であれば、どのようなものでも用いることができる。例えば、軟鋼薄板、ステンレス鋼薄板、亜鉛メッキ鋼薄板等の各種の鋼薄板や、アルミニウム合金薄板や、チタン薄板や、スズ薄板等を用いることができる。特に、板厚が０．０５ｍｍから１．０ｍｍ程度のステンレスを使用するのが好ましい。
なお、金属製外包材１２０を、単一の層の金属製の薄板で構成するだけでなく、複数の層の金属製の薄板で構成してもよい。金属製外包材の構成は、耐熱性や芯材部１１０の断熱性等を考慮して適宜定めればよい。
【００４６】
＜予備封止接合部Ｐ＞
予備封止接合部Ｐは、第１の封止接合部１４０及び第２の封止接合部１５０によって構成され、芯材部１１０を収納する収納部Ｉと、収納部Ｉから延びる少なくとも１本の溝１３０の一端に設けられた空気の排出孔１３６とを周回する。なお、第１の封止接合部１４０は、予備封止接合部Ｐだけでなく、後述する封止接合部Ｓの形成にも使われる。
【００４７】
＜第１の封止接合部１４０＞
図５は、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの三辺を、第１の封止接合部１４０で封止したときの状態及び芯材部１１０を挿入する過程を示す正面図である。図５においては、溝１３０は一本線で示したが、実際は幅を有する２本の線として視認される。
【００４８】
図５に示すように、この２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを溶接することによって、第１の封止接合部１４０を形成することができる。
【００４９】
この第１の封止接合部１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）は、図５に示すように、金属製外包材１２０の一辺の端部に対し略平行に、四辺のうち、三辺に形成され、各々１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃの符号を付している。
【００５０】
上述したように、第１の封止接合部１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）を形成することによって、第１の封止接合部１４０は、芯材部１１０が収納される周囲三辺を周回するように、袋の状態に形成される。
【００５１】
袋の状態に形成された２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂに、芯材部１１０を挿入し、芯材部１１０が、袋状の金属製外包材１２０の奥側に位置するように位置づける。
【００５２】
＜第２の封止接合部１５０＞
図６は、四辺が封止された金属製外包材１２０に、芯材部１１０が収納されたときの状態を示す正面図であり、図７は、図６における溝１３０の他の態様を示す正面図である。図８は、予備封止接合部Ｐによって封止された金属製外包材１２０が減圧状態にされたときの状態を示す正面図である。図６〜８においては、溝１３０は一本線で示したが、実際は幅を有する２本の線として視認される。また、図８においては、切断線Ｎ，Ｃは、切断前の状態であるので、点線で示した。なお、図６〜８では、明確に示すために、収納部Ｉを右上がりの斜線を付して示し、非収納部Ｎを右下がりの斜線を付して示した。
【００５３】
図６に示すように、封止されていない辺の端部に沿って、溶接することによって、第２の封止接合部１５０を形成することができる。図６には、排出孔１３６の中心から放射状に直線の溝１３０を複数本配置された態様が示されているが、例えば図７のように排出孔１３６の中心から直線及び曲線の溝を同様に複数本配置された態様とすることもできる。
【００５４】
そして、図８に示すように、溝１３０に接続された排出孔１３６を介して、収納部Ｉ及び収納部Ｉから延びる少なくとも１本の溝１３０の一端に設けられた空気の排出孔１３６を周回する予備封止接合部Ｐによって封止された領域から溝１３０を介して空気が排出され、減圧状態が達成される。真空度は減圧状態であれば特に限定されないが、数Ｐａ以下が好ましく、３Ｐａ程度がより好ましい。
【００５５】
＜封止接合部Ｓ、内部封止接合部１６０、内部封止接合領域Ｖ，Ｓ＞
図９（Ａ）は、溝１３０に渡って内部封止接合領域Ｖ，Ｓが形成されたときの状態を、図９(Ｂ)は、溝１３０に、上述のとおり、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接するように形成された近接部１３４と、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔するように形成された離隔部１３２ａ及び１３２ｂが形成されたときの状態を示す正面図であり、図１０は、封止接合部Ｓが形成されたときの状態を示す正面図である。図９及び１０では、明確に示すために、収納部Ｉを右上がりの斜線を付して示し、非収納部Ｎを右下がりの斜線を付して示した。
【００５６】
図９に示すように、溝１３０には、内部封止領域Ｖ，Ｓが位置づけられる。内部封止領域Ｖ，Ｓは、内部封止接合部１６０を形成する領域である。内部封止領域Ｖ，Ｓ内の溝１３０は、上述のように押し圧、プレス等により、互いに向かい合う金属製外包材１２０が近接するように形成された近接部１３４であり、内部封止領域Ｖ，Ｓの両側に位置する溝１３０は、上述のように互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔するように形成された離隔部１３２ａ及び１３２ｂである。
【００５７】
図１０に示すように、溶接によって、内部封止領域Ｖ，Ｓの略中央に近接部に交差するように、内部封止接合部１６０は形成される。内部封止接合部１６０は溝１３０の近接部１３４に掛けて形成され、近接部１３４では上述のように金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接しているので、溶接条件に優れ、封止状態が良好である。また、内部封止接合部１６０は、収納部Ｉの三辺を周回する部分の予備封止接合部（第１の封止接合部１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃ）に交差し、収納部の残る一辺が略中央となるように形成される。つまり、内部封止接合部１６０と予備封止接合部Ｐの一部（第１の封止接合部１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃ）とから封止接合部Ｓが構成される。封止接合部Ｓは収納部Ｉを周回するように形成され、すなわち収納部Ｉが封止され、真空断熱材１００が形成される。このとき、溝１３０は、互いに向かい合う金属製外包材１２０が近接するように形成された近接部１３４と、互いに向かい合う金属製外包材１２０が離隔するように形成された離隔部１３２とを有する。封止接合部Ｓは、収納部Ｉを封止して、収納部Ｉを減圧状態に維持することができる。収納部Ｉを周回する封止接合部Ｓから延在する部分は切除等により除くことが好ましい。つまり、真空断熱材１００の外縁は封止接合部Ｓによって構成されることが好ましい。封止接合部Ｓは、芯材部１１０と重ならないように、かつ、芯材部１１０の外周に可能な限り近づけて形成するものが好ましい。
【００５８】
さらに、封止接合部（例えば、第１の封止接合部１４０、第２の封止接合部１５０及び内部封止接合部１６０）自体の幅を５ｍｍ以内、特に０．１〜３ｍｍにするのが好ましい。従来の金属製外包材内層を熱融着する方式であれば、この幅は広いほど長期断熱性能に優れるので、熱融着するのに要する幅は、通常は１０ｍｍ程度のシール幅である。
【００５９】
＜＜ゲッター剤１７０＞＞
＜ゲッター剤１７０の機能＞
金属製外包材１２０の中には、ゲッター剤１７０（図示せず）を設けてもよい。金属製外包材１２０の内部を減圧して溶接した後に、金属製外包材１２０の内部では、ガス、例えば、芯材部１１０からアウトガスや水分が発生する場合があり、真空度を低下させる可能性がある。このため、ガスや水分を吸着することができるゲッター剤１７０を、金属製外包材１２０の収納部Ｉに芯材部１１０と共に収納することが好ましい。
【００６０】
このように、ゲッター剤１７０を金属製外包材１２０の内部に収納することで、ゲッター剤１７０によってガスや水分を吸収できるので、真空断熱材１００の断熱効果をより長く持続させることができる。
【００６１】
＜ゲッター剤１７０の材質＞
ガスや水分を吸着できる物質は、特に、限定されるものではなく、物理的にガスや水分等を吸着するものとして、例えば、活性炭、シリカゲル、酸化アルミニウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト等がある。また、化学的にガスや水分等を吸着するものは、例えば、酸化カルシウム、酸化バリウム、塩化カルシウム、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム等や、鉄、亜鉛等の金属粉素材、バリウム−リチウム系合金、ジルコニウム系合金等がある。
【００６２】
＜＜真空断熱材１００の形成＞＞
真空断熱材１００は、以下のようにして作ることができる。
【００６３】
まず、略同じ大きさの２枚の金属製の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを用意し、これらの２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの少なくとも一方には、空気を案内して排出するための少なくとも１本の溝１３０及び溝１３０に接続された排出孔１３６が形成されている。この２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが、おおよそ重なるように配置する（図４参照）。次いで、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの三辺を、溶接することによって、第１の封止接合部１４０を形成する（図５参照）。三辺が封止されて袋状となった金属外包材１２０の内部に、芯材部１１０を挿入し、芯材部１１０が、袋状の金属製外包材１２０の奥側に位置するように位置づける。このとき、適宜排出孔１３６に排出部を設けることができる。そして、封止されていない辺の端部に沿って、溶接することによって、第２の封止接合部１５０を形成する（図６参照）。そして、溝１３０に接続された排出孔１３６を介して、或いは排出孔１３６に設けた排出部を通じて、空気を排出することによって、予備封止接合部Ｐで封止された金属製外包材１２０の内部を減圧状態とする（図８参照）。真空断熱材１００を形成するための内部封止接合部１６０が略中央となるように、内部封止接合領域Ｖ，Ｓを位置づける。内部封止接合領域Ｖ，Ｓ内の溝を押圧して、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを近接させることによって、近接部１３４を形成する。内部封止接合領域Ｖ，Ｓの両側に位置する溝は互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔するように形成された離隔部１３２ａ及び１３２ｂを形成する（図９参照）。内部封止接合領域Ｖ，Ｓの略中央を通って、芯材部１１０に平行に溶接することによって、内部封止接合部１６０が形成され、封止接合部Ｓによって封止された断熱材１００を形成する（図１０参照）。
【００６４】
断熱材１００は、断熱性能を向上させるために、非収納部Ｎの面積をなるべく小さくすることが好ましい。よって、本願発明の好ましい態様では、封止接合部Ｓに平行にかつなるべく近接して、非収納部Ｎの余剰な部分を切断する切断線Ｎ，Ｃを位置づけ、切断線Ｎ，Ｃに沿って切除することができる。この態様では、例えば排出孔１３６及びその周縁領域が切除される。
【００６５】
溶接は、２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを接合できる溶接であれば、電子ビーム溶接、抵抗溶接等のいかなる種類のものを用いてもよい。例えば、シーム溶接、スポット溶接、レーザー溶接、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接等の接合方法等がある。特に、真空状態や高温状態であっても、接合部である封止接合部１４０からガスなどが発生しない溶接方法を用いるのが好ましく、とりわけ特にプラズマ溶接が好ましい。
【００６６】
なお、上述した例では、接合部を予備封止接合部Ｐ又は封止接合部Ｓとして溶接によって形成したが、ハンダ付けやロウ付けによって形成してもよい。真空断熱材１００の内部、すなわち、収納部Ｉを減圧状態にして封止を維持できるものであればよい。
【００６７】
このように、略正方形状の略薄板状の形状を有する芯材部１１０と、略正方形状の略薄板状の形状を有する２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂとを用いて、形成された真空断熱材１００も、略正方形状の略薄板状の形状を有する。
【００６８】
＜金属製外包材１２０の形態及び材質＞
金属製外包材１２０の厚さや材質については、金切バサミ、シャーリング機のような切断機の切断道具で切断可能なもの、例えば、略１ｍｍのステンレス製のものが好ましい。非収納部Ｎを切断道具で簡便に切除することできる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（Ａ）は、真空断熱材１００の全体の概略を示す正面図であり、(Ｂ)は、（Ａ）中の溝１３０における近接部１３４と、離隔部１３２ａ及び１３２ｂを示す正面図である。
【図２】図１に示した線Ｉ−Ｉに沿った真空断熱材１００を示す断面図である。
【図３】図１に示した線Ｉ−Ｉに沿った真空断熱材１００の溝１３０を拡大した断面図であり、図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は溝１３０の態様例を示す断面図である。
【図４】互いに向かい合う金属製外包材の少なくとも一方に溝１３０が形成された金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを２枚重ねたときの状態を示す正面図である。
【図５】互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの三辺を、第１の封止接合部１４０で封止したときの状態及び芯材部１１０を挿入する過程を示す正面図である。
【図６】四辺が封止された金属製外包材１２０に、芯材部１１０が収納されたときの状態を示す正面図である。
【図７】図６における溝１３０の他の態様を示す正面図である。
【図８】予備封止接合部Ｐによって封止された金属製外包材１２０が減圧状態にされたときの状態を示す正面図である。
【図９】（Ａ）は、溝１３０に渡って内部封止接合領域Ｖ，Ｓが形成されたときの状態を、(Ｂ)は、溝１３０に、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接するように形成された近接部１３４と、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔するように形成された離隔部１３２ａ及び１３２ｂが形成されたときの状態を示す正面図である。
【図１０】内部封止接合部１６０が形成されたときの状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 真空断熱材
１１０ 芯材部
１２０、１２０ａ、１２０ｂ 金属製外包材
１３０ 溝
１３２、１３２ａ、１３２ｂ 離隔部
１３４ 近接部
１３６ 排出孔
１４０、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ 第１の封止接合部
１５０ 第２の封止接合部
１６０ 内部封止接合部
Ｉ 収納部
Ｐ 予備封止接合部
Ｓ 封止接合部
【技術分野】
【０００１】
金属製外包材を用いた真空断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従前から、真空断熱材を形成する際に、金属製外包材の内部を真空引きするための排気部を設け、排気部に繋がる真空引き用の通路を設けること、また排気部を切除可能なように形成することが考案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１１４９６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１１４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような真空断熱材では、真空引き後に、真空引き用の通路に渡って真空断熱材を封止（例えば、溶接）して、排気部等を切除すると、封止部に不具合が生じる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高い真空度を効率よく達成し、真空断熱材の封止に不具合が生じない真空断熱材を提供することにある。
【０００６】
以上のような目的を達成するために、本発明においては、金属製外包材上に設けた排気のための溝を封止させるために、溝に金属製外包材が近接する近接部を形成した。
【０００７】
具体的には、本発明に係る真空断熱材は、
互いに向かい合う金属製外包材に包まれた、芯材部を収納する収納部、及び前記収納部内を減圧状態に維持する封止接合部を含む真空断熱材であって、
互いに向かい合う前記金属外包材の少なくとも一方の内面には、前記真空断熱材の製造過程において前記収納部内の空気を排出するための、前記封止接合部から前記芯材部に達する溝を備え、
前記溝は、前記溝の一部が近接処理されて前記金属外包材の他方の内面に近接したか、又は前記金属外包材の他方の内面が近接処理されて前記溝の一部に近接した近接部を有し、
前記近接部に交差するように、前記収納部を封止して減圧状態に維持する前記封止接合部が形成されたことを特徴とする真空断熱材を提供するものである。
【０００８】
上述したように、本発明に係る真空断熱材は、真空断熱材は、芯材部と金属製外包材とを含む。金属製外包材は、芯材部を収納すると共に、内部を減圧状態に維持できるものである。
【０００９】
ここで、収納部は、互いに向かい合う金属製外包材によって芯材部が収納されるように形成された部分や領域である。芯材部を収納する収納部と、芯材部から延びる少なくとも１本の溝の一端に設けられた空気の排出孔とを周回するように、金属製外包材を封止することによって、予備封止接合部が形成される。この溝は、真空引き時、収納部の外側に延びて、芯材部から空気を案内して排出するために、金属製外包材に予め形成されている。溝により収納部の空気も、また案内して排出することができる。封止された金属製外包材を真空引きした後、溝と収納部の境界とが交差する領域に、押圧等の近接処理をして、近接部が形成され、近接部に交差するように、溝及び収納部を封止して減圧状態に維持する内部封止接合部が形成される。また、内部封止接合部は、収納部の三辺を周回する予備封止接合部に交差し、収納部の残る一辺と平行となるように形成される。つまり、内部封止接合部と予備封止接合部の一部とから封止接合部が構成される。封止接合部は収納部を周回するように形成され、すなわち収納部が封止され、真空断熱材が形成される。このとき、溝は、互いに向かい合う金属製外包材が近接するように形成された近接部と、互いに向かい合う金属製外包材が離隔するように形成された離隔部とを有する。封止接合部は、収納部を封止して、収納部を減圧状態に維持することができる。収納部を周回する封止接合部から延在する部分は切除等により除くことが好ましい。つまり、真空断熱材の外縁は封止接合部によって構成されることが好ましい。このような真空断熱材は芯材部の比率が高いので、優れた断熱効率を発揮する。
【００１０】
ここで、溝の形状は、直線、曲線又はこれらの組み合わせとすることができる。溝は、空気の排出孔から放射状に広がった形状、互いに平行な形状、互いに独立して交差した形状で配置することができる。
【００１１】
溝の近接部により、内部封止接合部は充分に形成されるので、不具合が生じ難い。このため、高い真空度を効率よく達成し、真空断熱材の封止に不具合が生じず、断熱効果を十分に発揮させることができる。
【００１２】
そして、本発明に係る真空断熱材は、金属製外包材が、収納部から延在し、封止接合部の外側に延びる非収納部を有し、溝が、収納部から非収納部にわたって形成されたことが好ましい。
【００１３】
ここで、封止接合部によって、収納部と、非収納部とは画定されている。収納部は芯材部を収納する部位である。非収納部は、収納部の外側に位置している。封止接合部で非収納部を収納部に折り重ねる、あるいは非収納部を任意の箇所を折り曲げることにより、真空断熱材の面積を小さくすることができる。
【００１４】
このようにしたことにより、余剰部である非収納部を、例えば真空断熱材を取り付ける際の被接合部として機能させることができ、有効に活用することができる。また、余剰部である非収納部を設けることにより、封止接合部を形成する際に位置あわせが容易となり作業効率を高めることができる。
【００１５】
また、本発明に係る真空断熱材は、溝が、金属製外包材の一方に、形成された複数本の溝であることが好ましい。
【００１６】
このように複数本の溝を形成し、芯材部から空気を排出するのに用いるので、芯材部からの空気の排出速度が速められる。そのため、真空断熱材を製造する工程時間の短縮が図られ、製造コストを安くすることができる。
【００１７】
さらに、本発明に係る真空断熱材は、金属製外包材が、ステンレス製外包材であるものが好ましい。
【００１８】
このように金属製外包材がステンレス製外包材であるので、使用中の摩擦に対し耐磨耗性があり、外包材に破れが生じ難い。特に、外的要因による破れ、ピンホール等の問題に対して有効であり、強度に優れ、高耐久性の真空断熱材を提供することができる。
【００１９】
さらにまた、本発明に係る真空断熱材は、封止接合部が、プラズマ溶接により形成された封止接合部であるものが好ましい。このように形成することにより、真空断熱材を封止する封止接合部は強固であり、生産性が良く、減圧状態を長期間にわたって維持することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明に係る真空断熱材は、封止接合部における互いに向かい合う金属製外包材間の距離が、該溝の近接部と、該溝の近接部を除く金属製外包材とでほぼ一定であるものが好ましい。このように形成することにより、真空断熱材を封止する内部封止接合部に不具合が生じ難く、減圧状態を長期間にわたって維持することができる。
【発明の効果】
【００２１】
真空断熱材の高い真空度を効率よく達成し、真空断熱材の充分な封止ができ、断熱効果を十分に発揮にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
【００２３】
＜＜＜＜真空断熱材１００＞＞＞＞
＜＜＜真空断熱材１００の構成＞＞＞
図１は、（Ａ）は、真空断熱材１００の全体の概略を示す正面図であり、(Ｂ)は、（Ａ）中の溝１３０における近接部１３４と、離隔部１３２ａ及び１３２ｂを示す正面図である。図２は、図１に示した線Ｉ−Ｉに沿った真空断熱材１００を示す断面図である。なお、予備封止接合部（後述する第１の封止接合部１４０）及び内部封止接合部１６０は、視認できるように形成されるので、図１及び図２においては、実線で示した。また、芯材部１１０は、金属製外包材１２０（１２０ａ及び１２０ｂ）で覆われているので、図１及び図２においては、破線で示した。図１及び２においては、溝１３０は一本線で示したが、実際は幅を有する２本の線として視認される。
【００２４】
図１及び図２に示すように、真空断熱材１００は、芯材部１１０と、金属製外包材１２０（例えば、１２０ａ及び１２０ｂ）と、収納部Ｉから空気を案内して排出するための少なくとも１本の溝１３０（例えば、離隔部１３２ａ及び１３２ｂ及び近接部１３４）と、封止接合部（例えば、第１の封止接合部１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃ、並びに内部封止接合部１６０）を含む。
真空断熱材１００は、予め溝１３０が形成された略長方形の金属製外包材１２０の３辺に沿って、溶接等によって第１の封止接合部１４０を形成して、芯材部１１０を収納し、金属製外包材１２０の開放されている辺に沿って第２の封止接合部１５０が形成される。第１の封止接合部１４０及び第２の封止接合部１５０によって、芯材部１１０を収納する収納部Ｉと、収納部Ｉから延びる少なくとも１本の溝１３０の一端に設けられた空気の排出孔１３６とを周回する予備封止接合部Ｐが構成される。封止された金属製外包材１２０を真空引きした後、溝１３０と収納部Ｉの境界とが交差する領域に、押圧等の近接処理をして、近接部１３４が形成され、近接部に交差するように、溝及び収納部を封止して減圧状態に維持する内部封止接合部１６０が形成される（図１（Ａ）及び（Ｂ）参照）。また、内部封止接合部１６０は、収納部Ｉの三辺を周回する部分の予備封止接合部（第１の封止接合部１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃ）に交差し、収納部の残る一辺と平行となるように形成される。つまり、内部封止接合部１６０と予備封止接合部Ｐの一部（第１の封止接合部１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃ）とから封止接合部Ｓが構成される。封止接合部Ｓは収納部Ｉを周回するように形成され、すなわち収納部Ｉが封止され、真空断熱材１００が形成される（図１参照）。このとき、溝１３０は、互いに向かい合う金属製外包材１２０が近接するように形成された近接部１３４と、互いに向かい合う金属製外包材１２０が離隔するように形成された離隔部１３２とを有する。封止接合部Ｓは、収納部Ｉを封止して、収納部Ｉを減圧状態に維持することができる。図１では、収納部Ｉを周回する封止接合部Ｓから延在する部分は残されているが、この部分は切除等により除くことが好ましい。つまり、真空断熱材１００の外縁は封止接合部Ｓによって構成されることが好ましい。
真空断熱材１００の作り方の詳細については、後で述べる。
【００２５】
＜＜芯材部１１０＞＞
＜芯材部１１０の形状＞
図１及び図２に示すように、芯材部１１０は、略正方形状で略薄板状の形状を有する。芯材部１１０の厚さや大きさは、断熱すべき対象物の大きさや断熱性能に応じて適宜定めればよい。
【００２６】
＜芯材部１１０の材料＞
芯材部１１０は、特に限定されないが、繊維集合体、連続気泡発泡体等が使用される。断熱性の観点から好ましくは繊維集合体である。繊維集合体は、作業性の観点から、上述したように、略板状の形態で使用されることが好ましい。繊維集合体を、そのままの「わた状態」や、微細化した「粉体状」で使用する場合には、芯材部１１０の取り扱い性が低下するので、芯材部１１０を、後述する金属製外包材１２０へ収納する工程が煩雑になり、作業性が悪化する。
【００２７】
繊維集合体は無機繊維、有機繊維またはそれらの混合物からなる。
【００２８】
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維（グラスウール）、アルミナ繊維、スラグウール繊維、シリカ繊維、ロックウール等が挙げられる。
【００２９】
有機繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリウレタン繊維、ポリノジック繊維、レーヨン繊維等の合成繊維、麻、絹、綿、羊毛等の天然繊維等が挙げられる。無機繊維および有機繊維は、１種からなる単独繊維または複数種の混合繊維として用いられる。
【００３０】
この実施の形態では、後述する金属製外包材１２０の耐熱性の利点を活かすために、芯材部１１０としても耐熱性に優れる無機系芯材が好ましく、断熱性も考慮すれば、グラスウール製芯材が特に好ましい。
【００３１】
＜＜溝１３０、収納部Ｉ、非収納部Ｎ＞＞
溝１３０は、金属製外包材１２０が予備封止接合部Ｐ（第１の封止接合部１４０及び第２の封止接合部１５０）によって封止された後、真空引きする際に、空気を案内して排出するための溝１３０である。この溝１３０は、真空引き時、収納部Ｉの外側に延びて、収納部Ｉから空気を案内して排出するために、金属製外包材１２０に予め形成されている。つまり、溝１３０は、互いに向かい合う金属外包材１２０の少なくとも一方の内面に形成され、真空断熱材１００の製造過程において収納部Ｉ内の空気を排出するための、封止接合部Ｓから芯材部１１０に達する溝である。なお、溝１３０は金属製外包材１２０の内面側に設けられ、空気を案内して排出するための溝であるが、後述するように空気を排出した後は、溝の形状のみを有するだけでなく、接合のための近接部のような平らな部分が形成される。
【００３２】
＜溝１３０の断面形状＞
図３は、図１に示した線Ｉ−Ｉに沿った真空断熱材１００の溝１３０を拡大した断面図であり、図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は溝１３０の態様例を示す断面図である。
【００３３】
図３に示すように、溝１３０の断面形状は空気を案内して排出することができれば、特に限定されない。溝１３０は互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔するように形成されている。例えば、金属製外包材１２０の所定の位置を、プレス、押し圧成形、型押し等することによって、Ｖ字、Ｕ字、半円、四角状等の凹部又は凸部の断面形状とすることができる。溝１３０は、金属製外包材１２０の一方にのみ溝を形成してもよく、例えば、金属製外包材１２０ａに溝１３０をＵ字状に形成することができる（図３（Ａ）参照）。また金属製外包材１２０の両方に溝を形成してもよく、例えば、金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの間の距離が等間隔となるように溝１３０を形成することができ（図３（Ｂ）参照）、或いは金属製外包材１２０ａにより太い溝を形成し、金属製外包材１２０ｂにより細い溝を形成することができる（図３（Ｃ）参照）。
【００３４】
溝１３０の幅及び深さは、空気を案内して排出することができれば、特に限定されない。幅及び深さが大きいと、空気を排出して内部が減圧状態となったときに、溝が外部圧により押し潰されるため、幅１．０ｍｍ程度ｘ高さ１．０ｍｍ程度の細めの溝が好ましい。
【００３５】
＜溝１３０の配置＞
図１に示すように、溝１３０は封止接合部Ｓから芯材部１１０に達する。また、溝１３０は、互いに向かい合う金属製外包材１２０によって芯材部１１０が収納されるように形成された収納部Ｉの外側に延びている。例えば、収納部Ｉとその外側に延在する非収納部Ｎとを連通し、一方の端は収納部Ｉに延び、他方の端は非収納部Ｎに延びることができる。つまり、溝１３０は、収納部Ｉから非収納部Ｎにわたって形成されている。好ましくは、収納部Ｉに収納された芯材部１１０の位置から非収納部Ｎにわたって形成される。図１の態様では、他方の端には排出孔１３６が接続されており（図示されていない）、溝１３０は排出孔１３６の中心から放射状に収納部Ｉに延びている。
ここで、封止接合部によって、収納部Ｉと、非収納部Ｎとは画定されている。収納部Ｉは芯材部１１０を収納する部位であり、非収納部Ｎは芯材部１１０を収納していない部位である。非収納部Ｎは、収納部の外側に位置している。
【００３６】
溝の配置は、特に限定されない。例えば、排出孔１３６の中心から放射状に直線の溝１３０を複数本配置することができ、また、直線及び曲線の溝を同様に複数本配置することができ（後述の図７参照）、或いは排出孔１３６を中心として櫛形に配置することもできる。
【００３７】
＜溝の離隔部１３２（１３２ａ、１３２ｂ）、近接部１３４＞
真空断熱材１００における、溝１３０には、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔する領域が形成されている。例えば、図１及び２に示すように、対向する金属製外包材１２０ａの内面に対して、金属製外包材１２０ｂに設けられた溝１３０は離隔し、この領域を離隔部１３２ａ及び１３２ｂと称する。また、空気の排出後かつ封止接合部Ｓの形成前に、溝１３０の一部が近接処理されて金属外包材１２０ａの内面に近接したか、又は金属外包材１２０ａの内面が近接処理されて溝１３０の一部に近接した近接部１３４が形成される。つまり、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接するように近接部１３４が形成される。そして、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接するように、例えば溝１３０をハンマー、ローラー、プレス機等により押圧することによって、平らな近接部１３４が形成される。例えば、金属製外包材１２０ｂ上の近接部１３４では、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接し、溝１３０の領域においても等距離となる程度に近接する。近接部１３４は、芯材部１１０が介在する領域に形成しないことが好ましい。
【００３８】
＜＜排出孔１３６＞＞
溝１３０の一端には、空気の排出孔１３６が設けられている。排出孔１３６から真空ポンプ等により、空気が排出されて、減圧状態が達成される。排出孔１３６には適宜空気排出のための排出部を設けることができる。
【００３９】
排出孔１３６の配置は、芯材部１１０に近く、かつ金属製外包材１２０の外縁から離れていることが好ましく、芯材部１１０から１５〜７５ｍｍ程度、好ましくは２０〜４０ｍｍ程度離れた位置に形成することができる。
【００４０】
排出孔１３６の数は、少なくとも１個以上であり、複数個設けることができる。また、少なくとも１本の溝１３０と少なくとも１個の排出孔１３６の組み合わせを、複数セット設けることができる。
【００４１】
＜＜金属製外包材１２０＞＞
＜金属製外包材１２０の形状＞
２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの各々は、通常同じ大きさの略長方形の一定の形状を有するが、特に長方形状に限定されるものではなく、芯材部１１０の形状及び大きさや、芯材部を収納する収納部及び芯材部から延びる少なくとも１本の溝の一端に設けられた空気の排出孔を合わせた大きさ等に合せて、２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの各々の形状及び大きさを適宜定めればよい。なお、芯材の形状及び大きさは断熱対象物の形状により適宜設定される。
【００４２】
２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの金属製外包材の少なくとも一方には、前述の溝１３０及び溝に接続された排出孔１３６が形成されている。
【００４３】
図４は、互いに向かい合う金属製外包材の少なくとも一方に溝１３０が形成された金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを２枚重ねたときの状態を示す正面図である。
なお、図４は、構成を明確に示すために、隣り合う部材の間に隙間があるように示したが、実際には、これらの部材は、密着するように構成されている。図４においては、溝１３０は一本線で示したが、実際は幅を有する２本の線として視認される。
【００４４】
金属製外包材１２０は、図４に示すように、２枚のシート状の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂによって構成される。なお、以下では、金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを、単に金属製外包材１２０と称する場合もある。
【００４５】
＜金属製外包材１２０の材料＞
金属製外包材１２０は、真空断熱材１００が使用される温度や圧力等の条件下で十分に耐え、真空断熱材１００としての機能を維持できる金属であれば、どのようなものでも用いることができる。例えば、軟鋼薄板、ステンレス鋼薄板、亜鉛メッキ鋼薄板等の各種の鋼薄板や、アルミニウム合金薄板や、チタン薄板や、スズ薄板等を用いることができる。特に、板厚が０．０５ｍｍから１．０ｍｍ程度のステンレスを使用するのが好ましい。
なお、金属製外包材１２０を、単一の層の金属製の薄板で構成するだけでなく、複数の層の金属製の薄板で構成してもよい。金属製外包材の構成は、耐熱性や芯材部１１０の断熱性等を考慮して適宜定めればよい。
【００４６】
＜予備封止接合部Ｐ＞
予備封止接合部Ｐは、第１の封止接合部１４０及び第２の封止接合部１５０によって構成され、芯材部１１０を収納する収納部Ｉと、収納部Ｉから延びる少なくとも１本の溝１３０の一端に設けられた空気の排出孔１３６とを周回する。なお、第１の封止接合部１４０は、予備封止接合部Ｐだけでなく、後述する封止接合部Ｓの形成にも使われる。
【００４７】
＜第１の封止接合部１４０＞
図５は、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの三辺を、第１の封止接合部１４０で封止したときの状態及び芯材部１１０を挿入する過程を示す正面図である。図５においては、溝１３０は一本線で示したが、実際は幅を有する２本の線として視認される。
【００４８】
図５に示すように、この２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを溶接することによって、第１の封止接合部１４０を形成することができる。
【００４９】
この第１の封止接合部１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）は、図５に示すように、金属製外包材１２０の一辺の端部に対し略平行に、四辺のうち、三辺に形成され、各々１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃの符号を付している。
【００５０】
上述したように、第１の封止接合部１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）を形成することによって、第１の封止接合部１４０は、芯材部１１０が収納される周囲三辺を周回するように、袋の状態に形成される。
【００５１】
袋の状態に形成された２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂに、芯材部１１０を挿入し、芯材部１１０が、袋状の金属製外包材１２０の奥側に位置するように位置づける。
【００５２】
＜第２の封止接合部１５０＞
図６は、四辺が封止された金属製外包材１２０に、芯材部１１０が収納されたときの状態を示す正面図であり、図７は、図６における溝１３０の他の態様を示す正面図である。図８は、予備封止接合部Ｐによって封止された金属製外包材１２０が減圧状態にされたときの状態を示す正面図である。図６〜８においては、溝１３０は一本線で示したが、実際は幅を有する２本の線として視認される。また、図８においては、切断線Ｎ，Ｃは、切断前の状態であるので、点線で示した。なお、図６〜８では、明確に示すために、収納部Ｉを右上がりの斜線を付して示し、非収納部Ｎを右下がりの斜線を付して示した。
【００５３】
図６に示すように、封止されていない辺の端部に沿って、溶接することによって、第２の封止接合部１５０を形成することができる。図６には、排出孔１３６の中心から放射状に直線の溝１３０を複数本配置された態様が示されているが、例えば図７のように排出孔１３６の中心から直線及び曲線の溝を同様に複数本配置された態様とすることもできる。
【００５４】
そして、図８に示すように、溝１３０に接続された排出孔１３６を介して、収納部Ｉ及び収納部Ｉから延びる少なくとも１本の溝１３０の一端に設けられた空気の排出孔１３６を周回する予備封止接合部Ｐによって封止された領域から溝１３０を介して空気が排出され、減圧状態が達成される。真空度は減圧状態であれば特に限定されないが、数Ｐａ以下が好ましく、３Ｐａ程度がより好ましい。
【００５５】
＜封止接合部Ｓ、内部封止接合部１６０、内部封止接合領域Ｖ，Ｓ＞
図９（Ａ）は、溝１３０に渡って内部封止接合領域Ｖ，Ｓが形成されたときの状態を、図９(Ｂ)は、溝１３０に、上述のとおり、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接するように形成された近接部１３４と、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔するように形成された離隔部１３２ａ及び１３２ｂが形成されたときの状態を示す正面図であり、図１０は、封止接合部Ｓが形成されたときの状態を示す正面図である。図９及び１０では、明確に示すために、収納部Ｉを右上がりの斜線を付して示し、非収納部Ｎを右下がりの斜線を付して示した。
【００５６】
図９に示すように、溝１３０には、内部封止領域Ｖ，Ｓが位置づけられる。内部封止領域Ｖ，Ｓは、内部封止接合部１６０を形成する領域である。内部封止領域Ｖ，Ｓ内の溝１３０は、上述のように押し圧、プレス等により、互いに向かい合う金属製外包材１２０が近接するように形成された近接部１３４であり、内部封止領域Ｖ，Ｓの両側に位置する溝１３０は、上述のように互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔するように形成された離隔部１３２ａ及び１３２ｂである。
【００５７】
図１０に示すように、溶接によって、内部封止領域Ｖ，Ｓの略中央に近接部に交差するように、内部封止接合部１６０は形成される。内部封止接合部１６０は溝１３０の近接部１３４に掛けて形成され、近接部１３４では上述のように金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接しているので、溶接条件に優れ、封止状態が良好である。また、内部封止接合部１６０は、収納部Ｉの三辺を周回する部分の予備封止接合部（第１の封止接合部１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃ）に交差し、収納部の残る一辺が略中央となるように形成される。つまり、内部封止接合部１６０と予備封止接合部Ｐの一部（第１の封止接合部１４０ａ、１４０ｂ及び１４０ｃ）とから封止接合部Ｓが構成される。封止接合部Ｓは収納部Ｉを周回するように形成され、すなわち収納部Ｉが封止され、真空断熱材１００が形成される。このとき、溝１３０は、互いに向かい合う金属製外包材１２０が近接するように形成された近接部１３４と、互いに向かい合う金属製外包材１２０が離隔するように形成された離隔部１３２とを有する。封止接合部Ｓは、収納部Ｉを封止して、収納部Ｉを減圧状態に維持することができる。収納部Ｉを周回する封止接合部Ｓから延在する部分は切除等により除くことが好ましい。つまり、真空断熱材１００の外縁は封止接合部Ｓによって構成されることが好ましい。封止接合部Ｓは、芯材部１１０と重ならないように、かつ、芯材部１１０の外周に可能な限り近づけて形成するものが好ましい。
【００５８】
さらに、封止接合部（例えば、第１の封止接合部１４０、第２の封止接合部１５０及び内部封止接合部１６０）自体の幅を５ｍｍ以内、特に０．１〜３ｍｍにするのが好ましい。従来の金属製外包材内層を熱融着する方式であれば、この幅は広いほど長期断熱性能に優れるので、熱融着するのに要する幅は、通常は１０ｍｍ程度のシール幅である。
【００５９】
＜＜ゲッター剤１７０＞＞
＜ゲッター剤１７０の機能＞
金属製外包材１２０の中には、ゲッター剤１７０（図示せず）を設けてもよい。金属製外包材１２０の内部を減圧して溶接した後に、金属製外包材１２０の内部では、ガス、例えば、芯材部１１０からアウトガスや水分が発生する場合があり、真空度を低下させる可能性がある。このため、ガスや水分を吸着することができるゲッター剤１７０を、金属製外包材１２０の収納部Ｉに芯材部１１０と共に収納することが好ましい。
【００６０】
このように、ゲッター剤１７０を金属製外包材１２０の内部に収納することで、ゲッター剤１７０によってガスや水分を吸収できるので、真空断熱材１００の断熱効果をより長く持続させることができる。
【００６１】
＜ゲッター剤１７０の材質＞
ガスや水分を吸着できる物質は、特に、限定されるものではなく、物理的にガスや水分等を吸着するものとして、例えば、活性炭、シリカゲル、酸化アルミニウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト等がある。また、化学的にガスや水分等を吸着するものは、例えば、酸化カルシウム、酸化バリウム、塩化カルシウム、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム等や、鉄、亜鉛等の金属粉素材、バリウム−リチウム系合金、ジルコニウム系合金等がある。
【００６２】
＜＜真空断熱材１００の形成＞＞
真空断熱材１００は、以下のようにして作ることができる。
【００６３】
まず、略同じ大きさの２枚の金属製の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを用意し、これらの２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの少なくとも一方には、空気を案内して排出するための少なくとも１本の溝１３０及び溝１３０に接続された排出孔１３６が形成されている。この２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが、おおよそ重なるように配置する（図４参照）。次いで、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの三辺を、溶接することによって、第１の封止接合部１４０を形成する（図５参照）。三辺が封止されて袋状となった金属外包材１２０の内部に、芯材部１１０を挿入し、芯材部１１０が、袋状の金属製外包材１２０の奥側に位置するように位置づける。このとき、適宜排出孔１３６に排出部を設けることができる。そして、封止されていない辺の端部に沿って、溶接することによって、第２の封止接合部１５０を形成する（図６参照）。そして、溝１３０に接続された排出孔１３６を介して、或いは排出孔１３６に設けた排出部を通じて、空気を排出することによって、予備封止接合部Ｐで封止された金属製外包材１２０の内部を減圧状態とする（図８参照）。真空断熱材１００を形成するための内部封止接合部１６０が略中央となるように、内部封止接合領域Ｖ，Ｓを位置づける。内部封止接合領域Ｖ，Ｓ内の溝を押圧して、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを近接させることによって、近接部１３４を形成する。内部封止接合領域Ｖ，Ｓの両側に位置する溝は互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔するように形成された離隔部１３２ａ及び１３２ｂを形成する（図９参照）。内部封止接合領域Ｖ，Ｓの略中央を通って、芯材部１１０に平行に溶接することによって、内部封止接合部１６０が形成され、封止接合部Ｓによって封止された断熱材１００を形成する（図１０参照）。
【００６４】
断熱材１００は、断熱性能を向上させるために、非収納部Ｎの面積をなるべく小さくすることが好ましい。よって、本願発明の好ましい態様では、封止接合部Ｓに平行にかつなるべく近接して、非収納部Ｎの余剰な部分を切断する切断線Ｎ，Ｃを位置づけ、切断線Ｎ，Ｃに沿って切除することができる。この態様では、例えば排出孔１３６及びその周縁領域が切除される。
【００６５】
溶接は、２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを接合できる溶接であれば、電子ビーム溶接、抵抗溶接等のいかなる種類のものを用いてもよい。例えば、シーム溶接、スポット溶接、レーザー溶接、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接等の接合方法等がある。特に、真空状態や高温状態であっても、接合部である封止接合部１４０からガスなどが発生しない溶接方法を用いるのが好ましく、とりわけ特にプラズマ溶接が好ましい。
【００６６】
なお、上述した例では、接合部を予備封止接合部Ｐ又は封止接合部Ｓとして溶接によって形成したが、ハンダ付けやロウ付けによって形成してもよい。真空断熱材１００の内部、すなわち、収納部Ｉを減圧状態にして封止を維持できるものであればよい。
【００６７】
このように、略正方形状の略薄板状の形状を有する芯材部１１０と、略正方形状の略薄板状の形状を有する２枚の金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂとを用いて、形成された真空断熱材１００も、略正方形状の略薄板状の形状を有する。
【００６８】
＜金属製外包材１２０の形態及び材質＞
金属製外包材１２０の厚さや材質については、金切バサミ、シャーリング機のような切断機の切断道具で切断可能なもの、例えば、略１ｍｍのステンレス製のものが好ましい。非収納部Ｎを切断道具で簡便に切除することできる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（Ａ）は、真空断熱材１００の全体の概略を示す正面図であり、(Ｂ)は、（Ａ）中の溝１３０における近接部１３４と、離隔部１３２ａ及び１３２ｂを示す正面図である。
【図２】図１に示した線Ｉ−Ｉに沿った真空断熱材１００を示す断面図である。
【図３】図１に示した線Ｉ−Ｉに沿った真空断熱材１００の溝１３０を拡大した断面図であり、図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は溝１３０の態様例を示す断面図である。
【図４】互いに向かい合う金属製外包材の少なくとも一方に溝１３０が形成された金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂを２枚重ねたときの状態を示す正面図である。
【図５】互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂの三辺を、第１の封止接合部１４０で封止したときの状態及び芯材部１１０を挿入する過程を示す正面図である。
【図６】四辺が封止された金属製外包材１２０に、芯材部１１０が収納されたときの状態を示す正面図である。
【図７】図６における溝１３０の他の態様を示す正面図である。
【図８】予備封止接合部Ｐによって封止された金属製外包材１２０が減圧状態にされたときの状態を示す正面図である。
【図９】（Ａ）は、溝１３０に渡って内部封止接合領域Ｖ，Ｓが形成されたときの状態を、(Ｂ)は、溝１３０に、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが近接するように形成された近接部１３４と、互いに向かい合う金属製外包材１２０ａ及び１２０ｂが離隔するように形成された離隔部１３２ａ及び１３２ｂが形成されたときの状態を示す正面図である。
【図１０】内部封止接合部１６０が形成されたときの状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 真空断熱材
１１０ 芯材部
１２０、１２０ａ、１２０ｂ 金属製外包材
１３０ 溝
１３２、１３２ａ、１３２ｂ 離隔部
１３４ 近接部
１３６ 排出孔
１４０、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ 第１の封止接合部
１５０ 第２の封止接合部
１６０ 内部封止接合部
Ｉ 収納部
Ｐ 予備封止接合部
Ｓ 封止接合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに向かい合う金属製外包材に包まれた、芯材部を収納する収納部、及び前記収納部内を減圧状態に維持する封止接合部を含む真空断熱材であって、
互いに向かい合う前記金属外包材の少なくとも一方の内面には、前記真空断熱材の製造過程において前記収納部内の空気を排出するための、前記封止接合部から前記芯材部に達する溝を備え、
前記溝は、前記溝の一部が近接処理されて前記金属外包材の他方の内面に近接したか、又は前記金属外包材の他方の内面が近接処理されて前記溝の一部に近接した近接部を有し、
前記近接部に交差するように、前記収納部を封止して減圧状態に維持する前記封止接合部が形成されたことを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
前記金属製外包材が、前記収納部から延在し、前記封止接合部の外側に延びる非収納部を有し、前記溝が、前記収納部から前記非収納部にわたって形成された請求項１記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記金属製外包材の一方の内面に複数本の前記溝を形成した請求項１又は２記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記金属製外包材が、ステンレス製外包材である請求項１〜３のいずれか１項記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記封止接合部が、プラズマ溶接により形成された請求項１〜４のいずれか１項記載の真空断熱材。
【請求項６】
該封止接合部における互いに向かい合う該金属製外包材間の距離が、該溝の近接部と、該溝の近接部を除く該金属製外包材とでほぼ一定である請求項１〜５のいずれか１項記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記芯材部が、無機系芯材部である請求項１〜６のいずれか１項記載の真空断熱材。
【請求項１】
互いに向かい合う金属製外包材に包まれた、芯材部を収納する収納部、及び前記収納部内を減圧状態に維持する封止接合部を含む真空断熱材であって、
互いに向かい合う前記金属外包材の少なくとも一方の内面には、前記真空断熱材の製造過程において前記収納部内の空気を排出するための、前記封止接合部から前記芯材部に達する溝を備え、
前記溝は、前記溝の一部が近接処理されて前記金属外包材の他方の内面に近接したか、又は前記金属外包材の他方の内面が近接処理されて前記溝の一部に近接した近接部を有し、
前記近接部に交差するように、前記収納部を封止して減圧状態に維持する前記封止接合部が形成されたことを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
前記金属製外包材が、前記収納部から延在し、前記封止接合部の外側に延びる非収納部を有し、前記溝が、前記収納部から前記非収納部にわたって形成された請求項１記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記金属製外包材の一方の内面に複数本の前記溝を形成した請求項１又は２記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記金属製外包材が、ステンレス製外包材である請求項１〜３のいずれか１項記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記封止接合部が、プラズマ溶接により形成された請求項１〜４のいずれか１項記載の真空断熱材。
【請求項６】
該封止接合部における互いに向かい合う該金属製外包材間の距離が、該溝の近接部と、該溝の近接部を除く該金属製外包材とでほぼ一定である請求項１〜５のいずれか１項記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記芯材部が、無機系芯材部である請求項１〜６のいずれか１項記載の真空断熱材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２２８８０３（Ｐ２００９−２２８８０３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７５３４１（Ｐ２００８−７５３４１）
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
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