JP7166024B1

JP7166024B1 - 真空断熱パネル

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Publication number: JP7166024B1
Application number: JP2021094734A
Authority: JP
Inventors: 智道佐田
Original assignee: オータニ通商株式会社
Priority date: 2021-06-04
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2022-11-07
Anticipated expiration: 2041-06-04
Also published as: JP2022186479A

Abstract

【課題】良好な断熱性能を長期に亘って発揮できる真空断熱パネルを提供する。【解決手段】真空断熱パネル１は、断熱性を有する芯材と、第１の金属パネルと、第２の金属パネル５とを含む。第２の金属パネル５の平板状部６の外表面５ａには、４つの四角環状溝１１，１２，１３，１４が形成される。環状の四角環状溝１１，１２，１３，１４によって、第２の金属パネル５の平板状部６が、内側部分２０と、第１の外側部分２１と、第２の外側部分２２と、第３の外側部分２３と、第４の外側部分２４とに区画される。環状の溶接部８に、第１の金属パネルの中央側に向かう引っ張り力が作用すると、外側部分２１，２２，２３，２４が第２の金属パネル５の周縁側に向けて放射状に移動し、かつ第１の金属パネルの中央側に向けて環状の溶接部８が移動する。【選択図】図１

Description

この発明は、低温領域で使用される真空断熱パネルに関する。

従来から、内部空間を真空状態して気体による伝熱を零に近づけることにより、高い断熱性能を発揮する真空断熱パネルが知られている。従来から、この真空断熱パネルは、低温領域で使用されている。このような低温領域用の真空断熱パネルは、低温環境下での保冷を目的とするものであり、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、保冷ボックス等に用いられる。

このような真空断熱パネルは、板状の芯材と、芯材の両方の主面を覆う一対の板状のパネルとを備えている。一対の板状のパネルは、高い剛性を得るべく金属製であり、所定の板厚を有している。一対のパネルの間に形成される内部空間に芯材が収容された状態で、当該内部空間が真空に保たれる。一対のパネルが高い剛性を有しているので、内部空間を高真空にできる。内部を高真空にすることで、金属製のパネルを伝って移動する熱量の低減を図ることができる。これにより、真空断熱パネルが、高い断熱性能を発揮できる。一対の金属製のパネルの周縁部の全域が溶接により接合される。これにより、内部空間を真空に維持できる。

特開２００９－２２８８０３号公報

真空断熱パネルを低温領域で使用する場合、その使用状態において、真空断熱パネルの２つの主面の温度は互いに異なるようになり、一方側の金属パネルの温度と、他方側の金属パネルの温度とが互いに異なるようになる。すなわち、一方側の金属パネルが低温領域に配置され、かつ他方側の金属パネルが、低温領域よりも高温の領域に配置されるようになる。

この場合、低温領域に配置される金属パネルと、低温領域よりも高温の領域に配置される金属パネルとの間に、熱による金属の収縮量に差異が生じる。そのため、低温側に配置されるパネルの収縮量が大きくなる。一対の金属パネルの周縁部同士が互いに溶接されている状態で、低温側に配置されるパネルだけが大きく熱収縮すると、第１の金属パネルに歪が生じ、低温側に配置されるパネルに局所的な応力が発生し、当該パネルに歪が生じるおそれがある。その結果、低温側に配置されるパネルに応力が集中し、当該パネルに割れ等の損傷が生じるおそれがある。その場合、断熱性能を保つことができない。すなわち、真空断熱パネルの断熱性能を長期に亘って発揮できないおそれがある。

一方、種々の分野において、極低温（－（マイナス）１８０℃以下）の保冷・冷凍技術が用いられている。この極低温の保冷・冷凍技術に、上記のような真空断熱パネルを用いることが検討されている。上記の種々の分野として、原子力、医療、プラント、輸送船舶、宇宙ロケット、磁気浮上列車、超電導技術等の分野を挙げることができる。
真空断熱パネルが使用される領域の温度が低ければ低いほど、一対の金属パネルの温度差が大きくなる。すなわち、真空断熱パネルを極低温領域において使用する場合に上記の問題が顕在化する。しかし、上記の問題は、極低温領域で使用される真空断熱パネルに限られず、低温領域で使用される真空断熱パネルに共通する課題である。

そこで、この発明の目的は、良好な断熱性能を長期に亘って発揮できる真空断熱パネルを提供することである。

この発明の一実施形態は、低温領域で使用される真空断熱パネルを提供する。前記真空断熱パネルは、一方主面および他方主面を有する芯材であって断熱性を有する芯材と、前記芯材を収容する内部空間を有し、前記芯材を収容した状態で前記内部空間が真空に保たれる収容パネルとを含む。そして、前記収容パネルが、前記低温領域に配置され、金属板を用いて形成されたパネルであって、前記芯材の前記一方主面を包囲する平面視矩形の第１の金属パネルと、前記低温領域よりも高温の第２の低温領域に配置され、金属板を用いて形成されたパネルであって、前記芯材の前記他方主面を包囲する平面視矩形の第２の金属パネルと、前記第１の金属パネルの周縁部と前記第２の金属パネルの周縁部とを溶接により接合する溶接部とを含む。そして、前記第２の金属パネルの外表面および内表面の少なくとも一方には、前記第２の金属パネルの４つの辺にそれぞれ対向する直線状の４つの直線溝であって、前記第２の金属パネルの前記周縁部よりも中央側に隔てられた位置を当該周縁部に平行に延びる直線溝を有する四角環状溝が形成されている。

この構成によれば、第２の金属パネルの外表面および内表面の少なくとも一方に四角環状溝が形成されている。第２の金属パネルにおける四角環状溝の形成部位は、溝（四角環状溝）が形成されているために変形し易い。また、四角環状溝が環状であるので、四角環状溝によって、第２の金属パネルが、環状溝よりも中央側の部分と、環状溝よりも周縁側の部分とに仕切られる。これらにより、外側部分（四角環状溝よりも周縁側の部分）を、四角環状溝よりも中央側の部分に対して周縁側に移動し易くすることが可能である。

第１の金属パネルが低温領域に配置され、かつ第２の金属パネルが低温領域よりも高温の第２の低温領域に配置される状態について検討する。この状態では、第１の金属パネルおよび第２の金属パネル間の温度差によって第１の金属パネルが熱収縮する。この熱収縮に伴って、環状の溶接部に、第１の金属パネルの中央側に向かう引っ張り力が作用する。外側部分が四角環状溝よりも中央側の部分に対して周縁側に移動し易い場合には、第１の金属パネルの中央側に向かう引っ張り力を受けて、外側部分が外方に向けて放射状に移動し、かつ第１の金属パネルの中央側に向けて環状の溶接部が移動することが可能である。この場合、第１の金属パネルが熱収縮した場合であっても、第１の金属パネルに大きな歪が生じることを抑制または防止できる。第１の金属パネルにおける局所的な応力の発生を抑制または防止できる結果、第１の金属パネルの耐久性の低下を抑制または防止できる。ゆえに、良好な耐久性を維持できる真空断熱パネルを提供できる。

また、第２の金属パネルに形成される環状溝が、４つの辺に対向し、対応する周縁部に平行に延びる４つの直線溝を有する四角環状溝である。そのため、環状溝を、四角環状溝とは別の環状溝の態様（たとえば円形の環状溝）で設ける場合と比較して、変形後の第２の金属パネルの四隅に、応力が残留することを防止できる。
この発明の一実施形態では、前記四角環状溝が、互いに大きさの異なる同心の複数の四角環状溝であって、互いに間隔を隔てて形成された複数の四角環状溝を含む。

この構成によれば、第２の金属パネルに形成される四角環状溝が、互いに大きさの異なる同心の複数の四角環状溝である。そのため、第２の金属パネルの変形量をより一層大きく確保でき、これにより、第１の金属パネルにおける局所的な応力の発生をより効果的に抑制または防止できる。
また、複数の四角環状溝が互いに間隔を隔てて形成されている。そのため、第２の金属パネルに四角環状溝を間隔をほとんど空けずに形成する場合と比較して、変形後の第２の金属パネルに応力が残留することをより一層防止できる。

この発明の一実施形態では、前記第１の金属パネルおよび前記第２の金属パネルが、共通の材質および共通の厚みを有する前記金属板を用いて形成されている。
この構成によれば、第１の金属パネルおよび第２の金属パネルを、互いに同じの材質および厚みを有する金属板を用いて形成するので、これらを互いに異ならせる場合と比較して、コストダウンを図ることが可能である。

この発明の一実施形態では、前記低温領域と前記第２の低温領域との温度差に伴って、前記溶接部に、前記第１の金属パネルの中央側に向かう引っ張り力が作用すると、前記第２の金属パネルにおける前記四角環状溝よりも周縁側の部分である外側部分が前記第２の金属パネルの周縁側に向けて放射状に移動し、かつ前記第１の金属パネルの中央側に向けて前記溶接部が移動してもよい。
前記複数の四角環状溝において、互いに隣接する二つの四角環状溝が、溝を介して繋がっていなくてもよい。前記溶接部が、前記複数の四角環状溝と同心かつ相似の四角環状をなしていてもよい。

図１は、この発明の一実施形態に係る真空断熱パネルの斜視図である。図２は、前記真空断熱パネルの平面図である。図３は、前記真空断熱パネルの底面図である。図４は、前記真空断熱パネルの断面図である。図５は、前記真空断熱パネルの製造工程を説明するための図である。図６は、この発明の第１の変形例を説明するための断面図である。図７は、この発明の第２の変形例を説明するための斜視図である。図８は、この発明の第３の変形例を説明するための斜視図である。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る真空断熱パネル１の斜視図である。図２は、真空断熱パネル１の平面図である。図３は、真空断熱パネル１の底面図である。図４は、真空断熱パネル１の断面図である。
以下、図１～図４を参照しながら、真空断熱パネル１について説明する。

真空断熱パネル１は、低温領域、とくに酸素の沸点（約－１８０℃）以下の極低温領域で使用される断熱パネルである。真空断熱パネル１は、第１の主面１ａおよび第２の主面１ｂを備えている。真空断熱パネル１を低温領域（極低温領域）に使用する場合、第１の主面１ａを低温領域（極低温領域）に配置する。
真空断熱パネル１は、断熱性を有する芯材２と、芯材２を収容する内部空間３ａを有する収容パネル３とを含む。

芯材２は、たとえば板状である。芯材２は、平面視で矩形である。この実施形態では、芯材２は、平面視で略正方形である。芯材２は、互いに平行な一方主面２ａ（図４で示す下側の主面）および他方主面２ｂ（図４で示す上側の主面）を備えている。一方主面２ａおよび他方主面２ｂは、平坦面によって構成されている。芯材２は、耐冷性および断冷性（断熱性）に優れた材料を用いて形成されている。芯材２は、たとえばシリカ、ガラスウール、ロックウール、セラミックウール、アルミナ等の無機繊維を用いて形成されている。芯材２の材料になる無機繊維は、繊維状であってもよいし、粉末状であってもよい。芯材２は、無機繊維を高圧で圧縮することにより形成されていてもよい。図１～図４の例では、シリカ粉末を圧縮して固形の矩形板状の芯材２が形成されている。芯材２の厚みが大きく、その結果、芯材２が厚板状をなしていてもよい。芯材２は、一方主面２ａおよび他方主面２ｂを有していれば、板状でなくてもよい。

収容パネル３は、平面視矩形（具体的には、平面視略正方形）の二枚の金属パネルを含む。二枚の金属パネルは、芯材２の一方主面２ａを包囲する（覆う）第１の金属パネル４と、芯材２の他方主面２ｂを包囲する（覆う）第２の金属パネル５とを含む。第１の金属パネル４の外表面４ａが、真空断熱パネル１の第１の主面１ａをなす。第１の金属パネル４の内表面４ｂが、芯材２の一方主面２ａに対向する。第２の金属パネル５の外表面５ａが、真空断熱パネル１の第２の主面１ｂをなす。第２の金属パネル５の内表面５ｂが、芯材２の他方主面２ｂに対向する。

第１の金属パネル４は、矩形の板状である。第１の金属パネル４は、略正方形状の金属板である。第１の金属パネル４の平面寸法は、Ｘ方向（第２の金属パネル５の互いに対向する一対の辺５ｄに沿う方向）の長さＬＸがたとえば５３１ｍｍであり、Ｙ方向（第２の金属パネル５の互いに対向する一対の辺５ｄに沿う方向）の長さＬＹがたとえば５６３．６ｍｍである。第１の金属パネル４は、ステンレス材（たとえばＳＵＳ３０４Ｌ等）を用いて形成されている。第１の金属パネル４の厚みは、５０μｍ～３００μｍ（より具体的には、たとえば１００μｍ～２００μｍ）であることが好ましい。この実施形態では、第１の金属パネル４には、次に述べる第２の金属パネル５とは異なり、四角環状溝（四角環状溝１１，１２，１３，１４）は形成されない。

第２の金属パネル５は、浅底の容器状である。第２の金属パネル５は、平面視矩形である。第２の金属パネル５は、平面視矩形の平板状部６と、四角円錐台状のテーパ部７と、第２の金属パネル５の周縁部５ｃの全周に形成されるフランジ部９とを含む。平板状部６およびテーパ部７によって、内部空間３ａを区画するための容器状部が構成される。第２の金属パネル５の平面寸法は、第１の金属パネル４と同じである。第２の金属パネル５は、平板状の金属板をプレス加工することにより形成される。第２の金属パネル５は、ステンレス材（たとえばＳＵＳ３０４Ｌ等）を用いて形成されている。第２の金属パネル５の板厚ｔは、５０μｍ～３００μｍ（より具体的には、たとえば１００μｍ～２００μｍ）であることが好ましい。第２の金属パネル５の平板状部６には、四角環状溝（四角環状溝１１，１２，１３，１４）が形成されている。フランジ部９は後述するように、溶接部８のための領域として用いられる。

第１の金属パネル４および第２の金属パネル５に用いられる金属板（後述する第１および第２の金属板１０４，１０５）は、同じ材質であり、同じ板厚を有している。金属パネル４，５の材質としてステンレス材を挙げることができるが、ステンレス材以外にも、金属パネル４，５の材質として、鉄、アルミ合金、銅等の金属を用いることができる。
収容パネル３は、第１の金属パネル４の周縁部４ｃと第２の金属パネル５の周縁部５ｃとを溶接（たとえばシーム溶接）により接合する溶接部８をさらに含む。

溶接部８は、第１の金属パネル４の周縁部４ｃおよび第２の金属パネル５の周縁部５ｃの周方向の全域に亘って形成されており、四角環状である。溶接部８は、４つの周縁部４ｃ，５ｃに沿っている。すなわち、溶接部８は、直線状の４つの直線溶接部を含む。４つの直線溶接部は、Ｙ方向に対向する一対の直線溶接部８ａと、Ｘ方向に対向する一対の直線溶接部８ｂとを含む。直線溶接部８ａ，８ｂの溶接幅は、たとえば数百μｍ～数ｍｍである。溶接部８によって、第１の金属パネル４の周縁部４ｃと第２の金属パネル５の周縁部５ｃとの間が密封される。

この実施形態では、第１の金属パネル４の周縁部４ｃと第２の金属パネル５のフランジ部９とが溶接により接合されている。溶接部８の周囲の部分は、金属パネル４，５の周縁部４ｃ，５ｃによって構成されており、伝熱度が高い。そのため、溶接部８の周囲の部分は、断熱材としての機能は弱い。溶接部８の周囲の部分は、第１の金属パネル４側に折り返されて折り返し部１０を構成している。溶接部８の周囲の部分は、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ折り返されている。

第２の金属パネル５の板厚が大きいため、第２の金属パネル５の剛性が比較的高い。そのため第２の金属パネル５は、自由状態で、容器状を保持している。内部空間３ａが略真空に保たれた状態でも、第２の金属パネル５は容器状を保持している。
真空断熱パネル１の収容パネル３の内部空間３ａは、芯材２を収容した状態で略真空に保たれている。後述するように、内部空間３ａに芯材２を収容した後、収容パネル３を構成する第１の金属パネル４の周縁部４ｃと第２の金属パネル５の周縁部５ｃ同士とを互いに溶接によって密封した状態で真空引きが行われる。これにより、芯材２を収容する内部空間３ａが略真空に保たれる。この状態では、第１の金属パネル４と第２の金属パネル５との間で対流や輻射によっては熱が伝播しない。芯材２が断熱性能を有することと、内部空間３ａが略真空に保たれることとにより、真空断熱パネル１が高い断熱性能を発揮するようになる。

なお、真空断熱パネル１の芯材２として、シリカ以外の無機繊維（ガラスウール、セラミックウール等）を用いる場合、芯材２に併せて吸着剤（図示しない）を内部空間３ａに収容することが好ましい。この吸着剤は、芯材２および金属パネル４，５の内壁から発生する水分や放出ガスを吸着するためのものである。この吸着剤として、ゼオライト、アルミナ等が用いられる。

図１、図２および図４に示すように、第２の金属パネル５の平板状部６の外表面５ａには、四角環状溝が形成されている。この四角環状溝は、互いに大きさの異なる４つの四角環状溝１１，１２，１３，１４を含む。
複数の環状溝は、最も内側の矩形の第１の四角環状溝１１と、第１の四角環状溝１１を包囲する矩形の第２の四角環状溝１２と、第２の四角環状溝１２を包囲する矩形の第３の四角環状溝１３と、矩形の第３の四角環状溝１３を包囲する矩形の第４の四角環状溝１４とを備えている。４つの四角環状溝１１，１２，１３，１４は、矩形状の平板状部６の中心部を中心として同心に形成されている。

第１の四角環状溝１１は、両端を有する直線状の４つの直線溝１６を含む。４つの直線溝１６は、それぞれ第２の金属パネル５の４つの辺５ｄに平行に延びている。４つの直線溝１６の端部同士が円弧状部を介して接続されることにより、矩形の第１の四角環状溝１１が形成されている。第１の四角環状溝１１のＸ方向に対向する一対の直線溝１６同士の間隔ＷＸ１は、第１の四角環状溝１１のＹ方向に対向する一対の直線溝１６同士の間隔ＷＹ１と同等か僅かに小さい。

第１の四角環状溝１１はＶ溝である。第１の四角環状溝１１の溝深さＤ１は、第２の金属パネル５の板厚ｔよりも大きくかつ板厚ｔの１０倍よりも小さい。第１の四角環状溝１１の溝深さＤ１は、第１の四角環状溝１１の溝幅Ｗ１よりも小さい。第１の四角環状溝１１の溝深さＤ１が第２の金属パネル５の板厚ｔよりも大きいので、第２の金属パネル５の内表面５ｂには、第１の四角環状溝１１の形成部位に先尖状の凸部２５が形成される。第１の四角環状溝１１の溝幅Ｗ１は、第１の四角環状溝１１の周囲の間隔ＷＸ１，ＷＹ１，ＷＸ２，ＷＹ２よりも小さい。第１の四角環状溝１１の溝深さＤ１および溝幅Ｗ１は、その全周において同じである。

第２の四角環状溝１２は、両端を有する直線状の４つの直線溝１７を含む。４つの直線溝１７は、それぞれ第２の金属パネル５の４つの辺５ｄに平行に延びている。４つの直線溝１７の端部同士が円弧状部を介して接続されることにより、矩形の第２の四角環状溝１２が形成されている。第２の四角環状溝１２は、その内側に位置する第１の四角環状溝１１と、Ｘ方向に関して間隔ＷＸ２を介して隔てられている。第２の四角環状溝１２は、第１の四角環状溝１１と、Ｙ方向に関して間隔ＷＹ２を介して隔てられている。

第２の四角環状溝１２はＶ溝である。第２の四角環状溝１２の溝深さＤ２は、第２の金属パネル５の板厚ｔよりも大きくかつ板厚ｔの１０倍よりも小さい。第２の四角環状溝１２の溝深さＤ２は、第２の四角環状溝１２の溝幅Ｗ２よりも小さい。第２の四角環状溝１２の溝深さＤ２が第２の金属パネル５の板厚ｔよりも大きいので、第２の金属パネル５の内表面５ｂには、第２の四角環状溝１２の形成部位に先尖状の凸部２５が形成される。第２の四角環状溝１２の溝幅Ｗ２は、第２の四角環状溝１２の周囲の間隔ＷＸ２，ＷＹ２，ＷＸ３，ＷＹ３よりも小さい。第２の四角環状溝１２の溝深さＤ２および溝幅Ｗ２は、その全周において同じである。

第３の四角環状溝１３は、両端を有する直線状の４つの直線溝１８を含む。４つの直線溝１８は、それぞれ第２の金属パネル５の４つの辺５ｄに平行に延びている。４つの直線溝１８の端部同士が円弧状部を介して接続されることにより、矩形の第３の四角環状溝１３が形成されている。第３の四角環状溝１３は、その内側に位置する第２の四角環状溝１２と、Ｘ方向に関して間隔ＷＸ３を介して隔てられている。第３の四角環状溝１３は、第２の四角環状溝１２と、Ｙ方向に関して間隔ＷＹ３を介して隔てられている。

第３の四角環状溝１３はＶ溝である。第３の四角環状溝１３の溝深さＤ３は、第２の金属パネル５の板厚ｔよりも大きくかつ板厚ｔの１０倍よりも小さい。第３の四角環状溝１３の溝深さＤ３は、第３の四角環状溝１３の溝幅Ｗ３よりも小さい。第３の四角環状溝１３の溝深さＤ３が第２の金属パネル５の板厚ｔよりも大きいので、第２の金属パネル５の内表面５ｂには、第３の四角環状溝１３の形成部位に先尖状の凸部２５が形成される。第３の四角環状溝１３の溝幅Ｗ３は、第３の四角環状溝１３の周囲の間隔ＷＸ３，ＷＹ３，ＷＸ４，ＷＹ４よりも小さい。第３の四角環状溝１３の溝深さＤ３および溝幅Ｗ３は、その全周において同じである。

第４の四角環状溝１４は、両端を有する直線状の４つの直線溝１９を含む。４つの直線溝１９は、それぞれ第２の金属パネル５の４つの辺５ｄに平行に延びている。４つの直線溝１９の端部同士が円弧状部を介して接続されることにより、矩形の第４の四角環状溝１４が形成されている。第４の四角環状溝１４は、その内側に位置する第３の四角環状溝１３と、Ｘ方向に関して間隔ＷＸ４を介して隔てられている。第４の四角環状溝１４は、第３の四角環状溝１３と、Ｙ方向に関して間隔ＷＹ４を介して隔てられている。第４の四角環状溝１４は、矩形状の平板状部６のＸ方向に対向する一対の辺からそれぞれ、間隔ＷＸ５を介して隔てられている。第４の四角環状溝１４は、矩形状の平板状部６のＹ方向に対向する一対の辺からそれぞれ、間隔ＷＹ５を介して隔てられている。

第４の四角環状溝１４はＶ溝である。第４の四角環状溝１４の溝深さＤ４は、第２の金属パネル５の板厚ｔよりも大きくかつ板厚ｔの１０倍よりも小さい。第４の四角環状溝１４の溝深さＤ４は、第４の四角環状溝１４の溝幅Ｗ４よりも小さい。第４の四角環状溝１４の溝深さＤ４が第２の金属パネル５の板厚ｔよりも大きいので、第２の金属パネル５の内表面５ｂには、第４の四角環状溝１４の形成部位に先尖状の凸部２５が形成される。第４の四角環状溝１４の溝幅Ｗ４は、第４の四角環状溝１４の周囲の間隔ＷＸ４，ＷＹ４よりも小さい。第４の四角環状溝１４の溝幅Ｗ４は、第４の四角環状溝１４の周囲の間隔ＷＸ４，ＷＹ４，ＷＸ５，ＷＹ５よりも小さい。

この実施形態では、複数の四角環状溝１１，１２，１３，１４の溝深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は、互いに同じであり、複数の四角環状溝１１，１２，１３，１４の溝幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は、互いに同じである。
この実施形態では、複数の間隔ＷＸ２，ＷＸ３，ＷＸ４は、互いに同じであり、間隔ＷＸ１は間隔ＷＸ２の約２倍であり、間隔ＷＸ５は間隔ＷＸ４と同等である。また、複数の間隔ＷＹ２，ＷＹ３，ＷＹ４は、互いに同じであり、間隔ＷＹ１は間隔ＷＹ２の約２倍であり、間隔ＷＹ５は間隔ＷＹ４と同等である。

第２の金属パネル５の平板状部６において、最も内側の第１の四角環状溝１１の外側には、外側部分が形成されている。外側部分は、第１の外側部分２１と、第２の外側部分２２と、第３の外側部分２３と、第４の外側部分２４とを含む。第１の外側部分２１は、第１の四角環状溝１１と第２の四角環状溝１２とによって区画された四角環状の部分である。第２の外側部分２２は、第２の四角環状溝１２と第３の四角環状溝１３とによって区画された四角環状の部分である。第３の外側部分２３は、第３の四角環状溝１３と第４の四角環状溝１４とによって区画された四角環状の部分である。第４の外側部分２４は、平板状部６における第４の四角環状溝１４の外側に形成された、四角環状の部分である。

第２の金属パネル５における四角環状溝１１，１２，１３，１４の形成部位は、溝（四角環状溝１１，１２，１３，１４）の形成のために変形し易い。また、環状の四角環状溝１１，１２，１３，１４によって、第２の金属パネル５の平板状部６が、内側部分２０と、第１の外側部分２１と、第２の外側部分２２と、第３の外側部分２３と、第４の外側部分２４とに区画される。これらにより、第１の外側部分２１が内側部分２０に対して外側に移動し易く、第２の外側部分２２が第１の外側部分２１に対して周縁側に移動し易い。また、第３の外側部分２３が第２の外側部分２２に対して外側に移動し易く、第４の外側部分２４が第３の外側部分２３に対して周縁側に移動し易い。すなわち、四角環状溝１１，１２，１３，１４によって区画された第１の外側部分２１、第２の外側部分２２、第３の外側部分２３および第４の外側部分２４は、それぞれ、内側部分２０、第１の外側部分２１、第２の外側部分２２および第３の外側部分２３に対して、周縁側に移動し易くなっている。

真空断熱パネル１の製造工程について説明する。
図５は、真空断熱パネル１の製造工程を説明するための図である。
第１および第２の金属パネル４，５は、金属板からなる第１および第２の金属板１０４，１０５をそれぞれ用いて形成されている。第１の金属板１０４は所定の寸法に切断される。第２の金属板１０５も所定の寸法に切断される。切断後の第２の金属板１０５に対し、プレス加工が施され、このプレス加工により、平板状部６およびテーパ部７が形成され（すなわち、容器状部が形成され）、かつ四角環状溝１１，１２，１３，１４が形成される。平板状部６、テーパ部７、四角環状溝１１，１２，１３，１４は、一回のプレス加工により同時に形成される。

そして、第１の金属板１０４の上に芯材２を載置し、第２の金属板１０５を、平板状部６およびテーパ部７からなる容器状部の開口部を下方に向けた状態で、第２の金属板１０５および芯材２の上から被せる。これにより、第１の金属板１０４と第２の金属板１０５とが重なり合う。そして、第１の金属板１０４と第２の金属板１０５との間に内部空間（内部空間３ａ）が区画され、その内部空間に芯材２が収容された状態になる。

次いで、重なり合っている第１および第２の金属板１０４，１０５に対し第１の溶接工程が施される。第１の溶接工程において、シーム溶接により、直線溶接部８ａと、一対の直線溶接部８ｂと、平板状部６およびテーパ部７を挟んでＹ方向に対向する直線溶接部８ｃとが形成される。図５（ａ）には、第１の溶接工程後の第１および第２の金属板１０４，１０５を示す。

次いで、第１の溶接工程後の第１および第２の金属板１０４，１０５の内部空間に対し、真空引き用の***１０９を介して真空引きが行われる。
芯材２の材料として無機繊維を圧縮したものを用いているので、真空引きによっても、芯材２の体積はほとんど減少しない。また、第２の金属パネル５の元の素材である第２の金属板１０５の剛性が比較的高いため、内部空間（内部空間３ａに相当）が略真空に保たれた状態でも容器状を保持できる。しかし、真空引きにより、第１の金属板１０４（第１の金属パネル４）および第２の金属板１０５（第２の金属パネル５）がそれぞれ芯材２側に若干変形し、第１の金属パネル４の内表面４ｂおよび第２の金属パネル５の平板状部６の内表面５ｂが、それぞれ芯材２の一方主面２ａおよび他方主面２ｂに当接（あるいはより接近）した状態となる。しかし、真空引き後も、四角環状溝１１，１２，１３，１４の形体にほとんど変化はない。真空引き後は、***１０９が封止される。この封止には、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が用いられてもよいし、ロウ付けの手法が用いられてもよい。

真空引きの後、第１および第２の金属板１０４，１０５に対し、第２の溶接工程が実行される。第２の溶接工程では、シーム溶接により、直線溶接部８ｃよりも中央寄りに、直線溶接部８ａ（図５（ｂ）に示す下側の直線溶接部８ａ）が形成される。これにより、内部空間３ａが略真空に保たれるようになる。
図５（ｂ）には、第２の溶接工程後の第１および第２の金属板１０４，１０５を示す。

次いで、切断工程が実行される。第１および第２の溶接工程時には、第１および第２の金属板１０４，１０５の周囲に所定幅の周縁部が溶接代として必要であったが、その周縁部が、***１０９が形成されている部分を含めて切断される。図５（ｃ）には、切断工程後の第１および第２の金属板１０４，１０５を示す。切断工程後には、第１および第２の金属板１０４，１０５の外郭が矩形状に整形され、かつ、第１および第２の金属板１０４，１０５の四隅に矩形状の切り欠き１０７が形成される。図５（ｃ）に示す状態において、第１および第２の金属板１０４，１０５の４つの辺を、４つの切り欠き１０７のうち互いに隣接する切り欠き１０７の交点同士を結ぶ直線上を境界として第１の金属板１０４側に折り返すことにより、折り返し部１０が形成される。これにより、内部空間３ａが略真空に保たれた真空断熱パネル１を得ることができる。

図４に示すように、真空断熱パネル１を低温領域３１に使用する場合、第１の主面１ａを低温領域３１に配置する。この場合、真空断熱パネル１の断熱効果により、第１の主面１ａとは反対側の第２の主面１ｂが、低温領域３１よりも高温の第２の低温領域３２に配置される。低温領域３１がたとえば約－２５０℃の極低温領域の場合、第２の低温領域３２がたとえば約－１５０℃である。

この状態では、第１の金属パネル４および第２の金属パネル５間の温度差により、第１の金属パネル４が熱収縮する。この熱収縮に伴って、第１の金属パネル４の周縁部４ｃに、第１の金属パネル４の中央側に向かう引っ張り力が作用する。第１の金属パネル４の周縁部４ｃと第２の金属パネル５の周縁部５ｃとが互いに溶接されているため、第１の金属パネル４の周縁部４ｃに、第１の金属パネル４の中央側に向かう引っ張り力が作用すると、溶接部８を介して、第２の金属パネル５の第４の外側部分２４に、第２の金属パネル５の周縁側に向かう引っ張り力が作用する。

前述のように、四角環状溝１１，１２，１３，１４によって区画された第１の外側部分２１、第２の外側部分２２、第３の外側部分２３および第４の外側部分２４は、それぞれ、内側部分２０、第１の外側部分２１、第２の外側部分２２および第３の外側部分２３に対して、第２の金属パネル５の周縁側に移動し易くなっている。そのため、第２の金属パネル５の第４の外側部分２４に、第２の金属パネル５の周縁側に向かう引っ張り力が作用すると、第１の外側部分２１、第２の外側部分２２、第３の外側部分２３および第４の外側部分２４が、それぞれ、第２の金属パネル５の周縁側に向けて放射状に移動し、かつ第１の金属パネル４の中央側に向けて環状の溶接部８が移動する。

以上によりこの実施形態によれば、四角環状溝１１，１２，１３，１４によって区画された第１の外側部分２１、第２の外側部分２２、第３の外側部分２３および第４の外側部分２４は、それぞれ、内側部分２０、第１の外側部分２１、第２の外側部分２２および第３の外側部分２３に対して、第２の金属パネル５の周縁側に移動し易くなっている。そのため、第１の金属パネル４および第２の金属パネル５間の温度差によって第１の金属パネル４が熱収縮し、環状の溶接部８に、第１の金属パネル４の中央側に向かう引っ張り力が作用したとき、この熱収縮に伴う引っ張り力を受けて、第１の外側部分２１、第２の外側部分２２、第３の外側部分２３、第４の外側部分２４が第２の金属パネル５の周縁側に向けて放射状に移動し、かつ第１の金属パネル４の中央側に向けて環状の溶接部８が移動する。すなわち、第１の金属パネル４の熱収縮に伴って、第１の金属パネル４の周縁部４ｃが第１の金属パネル４の中央側に向けて移動可能である。これにより、第１の金属パネル４が熱収縮した場合であっても、第１の金属パネル４に大きな歪が生じることを抑制または防止できる。第１の金属パネル４における局所的な応力の発生を抑制または防止できる結果、第１の金属パネル４の耐久性の低下を抑制または防止できる。ゆえに、良好な耐久性を維持できる真空断熱パネル１を提供できる。

また、第２の金属パネル５に形成されている環状溝が、四角環状溝１１，１２，１３，１４である。個々の四角環状溝１１，１２，１３，１４は、第２の金属パネル５の４つの辺５ｄに対向し、対応する辺５ｄに平行に延びる４つの直線溝１６，１７，１８，１９を有している。そのため、第２の金属パネル５に形成される環状溝を、四角環状溝１１，１２，１３，１４とは別の環状溝の態様（たとえば円形の環状溝）で設ける場合と比較して、変形後の第２の金属パネル５の四隅に、応力が残留することを防止できる。

また、第２の金属パネル５に形成される四角環状溝が、互いに大きさの異なる同心の複数の四角環状溝１１，１２，１３，１４である。これらの四角環状溝１１，１２，１３，１４が互いに間隔を隔てて形成されているので、これら複数の四角環状溝１１，１２，１３，１４を間隔をほとんど空けずに形成する場合と比較して、外側部分２１，２２，２３，２４を放射状に均等に変形させることができ、これにより、変形後の第２の金属パネル５に応力が残留することを防止できる。

また、四角環状溝１１，１２，１３，１４の溝深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が、四角環状溝１１，１２，１３，１４の周囲の間隔ＷＸ１，ＷＹ１，ＷＸ２，ＷＹ２，ＷＸ３，ＷＹ３，ＷＸ４，ＷＹ４，ＷＸ５，ＷＹ５よりも十分に小さい。すなわち、間隔ＷＸ１，ＷＹ１，ＷＸ２，ＷＹ２，ＷＸ３，ＷＹ３，ＷＸ４，ＷＹ４，ＷＸ５，ＷＹ５が、溝深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４よりも十分に大きい。そのため、第２の金属パネル５の変形量を所定の範囲内に抑えることができる。これにより、第２の金属パネル５の変形量が大きくなる過ぎる結果、第２の金属パネル５に応力が残留してしまうことを防止できる。

また、第１の金属パネル４および第２の金属パネル５を、互いに同じの材質および厚みを有する金属板を用いて形成する。そのため、これらを互いに異ならせる場合と比較して、コストダウンを図ることが可能である。
また、四角環状溝１１，１２，１３，１４の溝深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が、第２の金属パネル５の板厚ｔよりも大きくかつ板厚ｔの１０倍よりも小さい。四角環状溝１１，１２，１３，１４の溝深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が第２の金属パネル５の板厚ｔよりも大きいので、四角環状溝１１，１２，１３，１４の形成部位における第２の金属パネル５の変形量を大きく確保できる。そのため第１の金属パネル４における局所的な応力の発生をより一層抑制または防止できる。また、四角環状溝１１，１２，１３，１４の溝深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が第２の金属パネル５の板厚ｔの１０倍よりも小さいので、第２の金属パネル５の内表面５ｂにおける凸部２５の突出量が大きくなり過ぎない。この場合、内部空間３ａでの芯材２の収容に悪影響を与えることを抑制できる。さらに、四角環状溝１１，１２，１３，１４の溝深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４がそれぞれ溝幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４よりも小さいので、この観点からも、第２の金属パネル５の内表面５ｂにおける凸部２５の突出量が大きくなり過ぎないから、内部空間３ａでの芯材２の収容に悪影響を与えることを抑制できる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。
たとえば、図６に示すように、四角環状溝１１，１２，１３，１４の溝深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が、第２の金属パネル５の板厚ｔよりも小さくてもよい。この場合、図６に示すように第２の金属パネル５の平板状部６の内表面５ｂに凸部２５（図４参照）が形成されない。この場合、四角環状溝１１，１２，１３，１４の形成のために、必ずしも金型が雄型、雌型の合計２つ必要ではなく、１つの金型で四角環状溝１１，１２，１３，１４を形成することも可能である。

前述の実施形態において、複数の四角環状溝１１，１２，１３，１４の溝深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が互いに同じであるとしたが、少なくとも一つの溝深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が他の溝深さと異なっていてもよい。また、個々の四角環状溝１１，１２，１３，１４を構成する直線溝１６，１７，１８，１９の溝深さについて、同じ四角環状溝を構成する複数の直線溝のうち少なくとも一つの直線溝の溝深さが、他の直線溝の溝深さと異なっていてもよい。

また、複数の四角環状溝１１，１２，１３，１４の溝幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４が互いに同じであるとしたが、少なくとも一つの溝幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４が他の溝幅と異なっていてもよい。また、個々の四角環状溝１１，１２，１３，１４を構成する直線溝１６，１７，１８，１９の溝幅について、同じ四角環状溝を構成する複数の直線溝のうち少なくとも一つの直線溝の溝幅が、他の直線溝の溝幅と異なっていてもよい。

また、複数の間隔ＷＸ２，ＷＸ３，ＷＸ４の少なくとも一つが、他と異なっていてもよい。間隔ＷＸ１は、間隔ＷＸ２の約２倍以外の寸法であってもよい。間隔ＷＸ５が間隔ＷＸ４と異なっていてもよい。
また、複数の間隔ＷＹ２，ＷＹ３，ＷＹ４の少なくとも一つが、他と異なっていてもよい。間隔ＷＹ１は、間隔ＷＹ２の約２倍以外の寸法であってもよい。間隔ＷＹ５が間隔ＷＹ４と異なっていてもよい。

また、四角環状溝１１，１２，１３，１４の少なくとも一つがＶ溝でなく、他の断面形状を有していてもよい。この他の断面形状は、たとえば半円、Ｕ字状、矩形状等である。
また、折り返し部１０は、第１の金属パネル４側でなく第２の金属パネル５側に折り返されていてもよい。また、切り欠き（切り欠き１０７に相当）を設けない金属板１０４，１０５の周縁部を折り返すことにより、折り返し部１０を構成してもよい。また、折り返し部１０に相当する部分を切り落とすことにより折り返し部１０を廃止してもよい。

また、四角環状溝１１，１２，１３，１４の少なくとも一つを金属パネル５の外表面５ａではなく、第２の金属パネル５の内表面５ｂに形成してもよい。
また、第２の金属パネル５だけでなく、第１の金属パネル４も容器状としてもよい。すなわち、第１の金属パネル４が、平板状部（平板状部６に相当）と、テーパ部（テーパ部７に相当）と、フランジ部（フランジ部９に相当）とを含む構成であってもよい。この場合、第１の金属パネル４のフランジ部が第２の金属パネル５のフランジ部９と溶接により接合される。

前述の実施形態では、第２の金属パネル５に、４つの四角環状溝１１，１２，１３，１４が形成されている場合を例に挙げたが、四角環状溝の個数は、３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。金属パネル５に形成される四角環状溝が複数である場合は、同心の複数の四角環状溝であることが好ましいが、同心でなくてもよい。
四角環状溝の個数は複数であることが好ましいが、図７に示すように１つの四角環状溝（たとえば四角環状溝１４）のみが形成されてもよい。この場合、第４の四角環状溝１４の周縁側の外側部分（第４の外側部分２４）が、第４の四角環状溝１４よりも中央側の内側部分２０Ａに対し、第２の金属パネル５の周縁側に放射状に移動可能である。

また、真空断熱パネル１が、平面視略正方形であるとして説明したが、図８に示すように、真空断熱パネル１が平面視長方形であってもよい。
また、四角環状溝１１，１２，１３，１４を第２の金属パネル５だけでなく、第１の金属パネル４に形成してもよい。この場合、第１の金属パネル４に形成される四角環状溝は、第２の金属パネル５に形成される四角環状溝１１，１２，１３，１４と同じ諸元を有していてもよいが、個数や寸法が、四角環状溝１１，１２，１３，１４と異なっていてもよい。

以上、特許請求の範囲の記載内において種々の変更が可能である。

１：真空断熱パネル
２：芯材
２ａ：一方主面
２ｂ：他方主面
３：収容パネル
３ａ：内部空間
４：第１の金属パネル
４ｃ：周縁部
５：第２の金属パネル
５ａ：外表面
５ｂ：内表面
５ｃ：周縁部
５ｄ：辺
８：溶接部
１１：第１の四角環状溝
１２：第２の四角環状溝
１３：第３の四角環状溝
１４：第４の四角環状溝
１６：直線溝
１７：直線溝
１８：直線溝
１９：直線溝
２１：第１の外側部分
２２：第２の外側部分
２３：第３の外側部分
２４：第４の外側部分
３１：低温領域
３２：第２の低温領域

Claims

低温領域で使用される真空断熱パネルであって、
一方主面および他方主面を有する芯材であって断熱性を有する芯材と、
前記芯材を収容する内部空間を有し、前記芯材を収容した状態で前記内部空間が真空に保たれる収容パネルとを含み、
前記収容パネルが、
前記低温領域に配置され、金属板を用いて形成されたパネルであって、前記芯材の前記一方主面を包囲する平面視矩形の第１の金属パネルと、
前記低温領域よりも高温の第２の低温領域に配置され、金属板を用いて形成されたパネルであって、前記芯材の前記他方主面を包囲する平面視矩形の第２の金属パネルと、
前記第１の金属パネルの周縁部と前記第２の金属パネルの周縁部とを溶接により接合する環状の溶接部とを含み、
前記第２の金属パネルの外表面および内表面の少なくとも一方には、前記第２の金属パネルの４つの辺にそれぞれ対向する直線状の４つの直線溝であって前記第２の金属パネルの前記周縁部よりも中央側に隔てられた位置を当該周縁部に平行に延びる４つの直線溝を有する互いに大きさの異なる同心の四角環状溝であって、互いに間隔を隔てて形成された複数の四角環状溝が形成されており、
前記複数の四角環状溝において、互いに隣接する二つの四角環状溝が、溝を介して繋がっておらず、
前記溶接部が、前記複数の四角環状溝と同心かつ相似の四角環状をなしている、真空断熱パネル。
前記第１の金属パネルおよび前記第２の金属パネルが、互いに同じ材質および厚みを有する前記金属板を用いて形成されている、請求項１に記載の真空断熱パネル。
前記低温領域と前記第２の低温領域との温度差に伴って、前記第１の金属パネルの中央側に向かう引っ張り力が前記溶接部に作用すると、前記第２の金属パネルにおける前記四角環状溝よりも周縁側の部分である外側部分が前記第２の金属パネルの周縁側に向けて放射状に移動し、かつ前記第１の金属パネルの中央側に向けて前記溶接部が移動する、請求項１または２に記載の真空断熱パネル。