JPH10295561A

JPH10295561A - 真空構造体の排気装置

Info

Publication number: JPH10295561A
Application number: JP11236697A
Authority: JP
Inventors: Shizunao Hatsutori; 静尚服部; Toshinori Sasaki; 稔典佐々木; Shinya Yasuda; 真也安田
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1998-11-10
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JP3547285B2

Abstract

(57)【要約】【課題】真空構造体の小型化を図ることができ、ま
た、真空度が低下することなく短時間の局部加熱で確実
に排気孔を封止する。【解決手段】構成部材（内瓶２、外瓶３）により閉じ
られた空間を、前記構成部材に形成した排気孔４より排
気した後、該排気孔をろう材５によって封止する真空構
造体（魔法瓶１）の排気装置１０であって、前記排気孔
とろう材とを覆う排気口１４を備えた排気治具１１を設
け、該排気治具の外側に、前記構成部材の排気孔と対向
するようにハロゲンランプ１２を配設するとともに、前
記排気治具の少なくとも前記ハロゲンランプとろう材と
の間に位置する部分を透光性部材（集光レンズ１８）に
より構成する。あるいは、前記ハロゲンランプ１２の代
わりに、レーザ加熱器２１、または、フェライトコア２
６および誘導加熱コイル２７を配設する。

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装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空構造体、例えば、金属製の内
瓶と外瓶とからなる魔法瓶において、前記外瓶に形成し
た排気孔を封止する排気装置は、真空炉方式、チップ管
方式およびレーザを用いた母材溶接方式等、種々の方式
のものが提供されている。

【０００３】前記真空炉方式の排気装置では、排気前の
状態の二重容器の前記排気孔の周囲にろう材を配設した
状態で真空炉内に配置し、二重容器を加熱して表面に付
着した油、水分、気体分子等、および、内瓶と外瓶を構
成する金属内に吸蔵したガスを除去しながら、前記内瓶
と外瓶との間の空間を前記排気孔から真空排気する。そ
して、前記空間が所定の真空度に達すると、炉内の温度
を高めることにより、前記ろう材を溶融させて前記排気
孔を封止するようにしている。

【０００４】前記チップ管方式の排気装置では、外瓶の
排気孔にチップ管を取り付けておき、このチップ管付き
の二重容器を加熱炉に配置するとともに、前記チップ管
に排気ポンプを接続する。ついで、二重容器の表面を加
熱して油、水分、気体分子等および吸蔵ガスを除去する
とともに、排気ポンプにより前記チップ管を介して内瓶
と外瓶との間を真空排気する。そして、前記空間が所定
の真空度に達すると、前記チップ管を圧着して封止し、
該チップ管の不要な部分を切断して除去するようにして
いる。

【０００５】前記母材溶接方式の排気装置では、前記ろ
う材やチップ管が不要であり、適宜の排気治具を介して
前記排気孔より内瓶と外瓶の間の空間を真空排気する。
そして、レーザ光を前記排気孔の周辺に照射することに
よって、排気孔を形成した外瓶の母材を溶融させて該排
気孔を封止するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記真
空炉方式の排気装置では、ろう材が溶融しない温度に炉
内を昇温させた後、空間内が所定の真空度に達するとろ
う材が溶融する高い温度に炉内を再加熱して昇温させる
ようにしているため、この再加熱時に、魔法瓶の構成部
材から前記吸蔵ガスが発生し、その結果、前記内瓶と外
瓶との間の空間の真空度が低下する場合があった。ま
た、炉内の温度を２段階で昇温させているため、作業時
間が長くなるという不都合があった。

【０００７】前記チップ管方式の排気装置では、製造し
た魔法瓶にチップ管の残留部分が存在するため、その残
留部分が魔法瓶の小型化の妨げになる。また、前記外瓶
に対するチップ管の取付動作は、作業者による手作業で
行わなければならないため、生産効率が悪いという不都
合があった。

【０００８】前記母材溶接方式の排気装置では、封止時
に排気孔周辺の母材金属を溶融する高温度に加熱しなけ
ればならないため、吸蔵ガスが発生し、前記内瓶と外瓶
との間の空間の真空度が低下する場合があった。

【０００９】従って、本発明では、真空構造体の小型化
を図ることができ、また、真空度が低下することなく短
時間の局部加熱で確実に排気孔を封止することを課題と
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第一の手段である本発明の真空構造体の排気装置は、
構成部材により閉じられた空間を、前記構成部材に形成
した排気孔より排気した後、該排気孔をろう材によって
封止する真空構造体の排気装置であって、前記排気孔と
ろう材とを覆う排気口を備えた排気治具を設け、該排気
治具の外側に、前記構成部材の排気孔と対向するように
ハロゲンランプを配設するとともに、前記排気治具の少
なくとも前記ハロゲンランプとろう材との間に位置する
部分を透光性部材により構成し、前記透光性部材を介し
て前記ハロゲンランプにより前記ろう材を溶融させるよ
うにしたものである。前記真空構造体の排気装置では、
前記透光性部材を集光レンズにより構成することが好ま
しい。

【００１１】また、第二の手段である本発明の前記真空
構造体の排気装置は、構成部材により閉じられた空間
を、前記構成部材に形成した排気孔より排気した後、該
排気孔をろう材によって封止する真空構造体の排気装置
であって、前記排気孔とろう材とを覆う排気口を備えた
排気治具を設け、該排気治具の外側に、前記構成部材の
排気孔と対向するようにレーザ加熱器を配設するととも
に、前記排気治具の少なくとも前記レーザ加熱器とろう
材との間に位置する部分を透明部材により構成し、前記
透明部材を介して前記レーザ加熱器により前記ろう材を
溶融させるようにしたものである。

【００１２】さらに、第３の手段である本発明の前記真
空構造体の排気装置は、構成部材により閉じられた空間
を、前記構成部材に形成した排気孔より排気した後、該
排気孔をろう材によって封止する真空構造体の排気装置
であって、前記排気孔とろう材とを覆う排気口を備えた
排気治具を設け、該排気治具の外側に、フェライトコア
を配設するとともに、該フェライトコアの外周に誘導加
熱コイルを巻回し、誘導加熱により前記ろう材を溶融さ
せるようにしたものである。

【００１３】前記各排気装置によれば、所定の封止手段
によって排気治具を介して、ろう材およびろう材を配設
した部分のみの構成部材を所定温度に調節して局部加熱
することができるため、二重容器から吸蔵ガスが発生す
ることを抑え、内瓶と外瓶との間の真空度が低下するこ
とを防止することができる。また、所定温度で局部加熱
することができるため、迅速にろう材を溶融させて排気
孔を封止することができる。

【００１４】前記第３の手段である排気装置では、フェ
ライトコアはＵ字型に形成し、誘導加熱コイルから発生
する電磁波を集中的にフェライトコアの開口部に集めて
局部加熱できるようにすることが好ましい。

【００１５】また、前記誘導加熱コイルはインダクタン
ス調節コイルを介して接続し、前記誘導加熱コイルから
電磁波が安定して発生するようにすることが好ましい。

【００１６】さらに、前記誘導加熱コイルは２０〜５０
ｋＨｚの高周波電流を通電し、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバ
イポーラ型トランジスタ）等を利用した生産性がよく、
信頼性が高い電気回路を構成できるようにすることが好
ましい。

【００１７】前記フェライトコアの前記排気孔と対向す
る先端部を先細形状とし、磁束を集中させて加熱箇所を
正確に特定できるようにすることが好ましい。

【００１８】また、前記排気治具は、電磁誘導加熱によ
って加熱されるのを防止するため、石英、パイレック
ス、耐熱性樹脂またはセラミックス等の非金属により形
成することが好ましい。

【００１９】さらに、前記排気治具の排気孔と対向する
位置に、前記ろう材を保持する保持部を設け、排気時の
気流によるろう材の移動を防止し、ろう材の溶融時には
排気孔に導くようにすることが好ましい。

【００２０】さらに、前記各構成の排気装置では、前記
排気治具の排気孔に断熱性を有するシール部材を配設す
ることが好ましい。このようにすれば、前記排気孔の周
囲の構成部材を気密に保持して確実に空間内を排気する
ことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形
態の真空構造体である魔法瓶１の排気装置１０を示す。
前記魔法瓶１は、金属製の内瓶２と外瓶３とからなる真
空二重容器である。前記内瓶２の外面には、外側に輻射
伝熱を防止するための銅箔２ａが巻き付けられている。
前記外瓶３には、底板３ａの略中央部に排気孔４が設け
られている。排気前の外瓶３には、前記排気孔４の周囲
にろう材５が外面側に配設されている。

【００２２】前記排気装置１０は、前記排気前の二重容
器を倒立させた状態で、内瓶２と外瓶３との間の空間を
排気する排気治具１１を備え、該排気治具１１の上側に
封止手段であるハロゲンランプ１２が配設されている。

【００２３】前記排気治具１１は、一端が閉じられ他端
が開口された円筒形状をなし、前記開口が排気口１４と
なる。該排気口１４には、外瓶３の底板３ａに圧接する
断熱性を有するシール部材１５が取り付けられている。
また、前記排気治具１１の側部には排気管１６が接続さ
れ、該排気管１６が図示しない真空ポンプに導かれてい
る。また、前記排気治具１１には、前記ハロゲンランプ
１２と前記ろう材５との間に位置する閉鎖部１１ａに透
光性部材である集光レンズ１８が配設されている。

【００２４】次に、前記排気装置１０による魔法瓶１の
排気方法について説明する。まず、前記外瓶３の内部に
内瓶２を挿入し、これらの口部を溶接することによって
固着した後、外瓶３に底部に底板３ａを溶接して固着す
る。そして、前記底板３ａの排気孔４の周囲に、外面側
に位置するようにろう材５を配設する。具体的には、本
実施形態では、前記底板３ａの排気孔４の周囲に、ま
ず、フラックス（図示せず）を塗布等することによって
付着させておき、該フラックスの表面からろう材を底板
３ａに溶着させて第１ろう材層５ａを形成する。つい
で、前記フラックスの前記第１ろう材層５ａより露出す
る部分を拭き取って除去した後、前記第１ろう材層５ａ
の表面に、前記第１ろう材層５ａと同一成分の固形ろう
材を付着させて第２ろう材層５ｂを形成する。

【００２５】ついで、前記二重容器を倒立状態とし、前
記排気治具１１を、その排気口１４が外瓶３の排気孔４
を覆うように配置する。これにより、外瓶３の底板３ａ
は、前記シール部材１５によって気密に保持される。

【００２６】そして、図示しない加熱手段により内瓶２
および外瓶３の表面をろう材５が溶融しない所定温度で
加熱しながら、排気孔４を介して内瓶２と外瓶３の間の
空間を排気する。この状態では、前記ハロゲンランプ１
２は動作していない。これにより、前記内瓶２および外
瓶３に付着した油、水分、気体分子等の付着物および吸
蔵ガスを除去しながら、前記底板３ａの排気孔４より空
間内を排気する。

【００２７】前記排気動作によって二重容器の前記空間
が所定の真空度に達すると、前記ハロゲンランプ１２を
動作させる。これにより、前記排気治具１１の外部から
のハロゲン光が前記集光レンズ１８によって集束され
て、前記ろう材５が照射される。そして、この集束され
たハロゲン光により、前記ろう材５が溶融して前記排気
孔４に流れ込み、該排気孔４が封止される。

【００２８】このように、前記排気装置１０では、ハロ
ゲンランプ１２によって排気治具１１を介して、ろう材
５および該ろう材５の周囲の底板３ａのみを所定温度に
調節して局部加熱することができるため、二重容器全体
からの吸蔵ガスが発生することを抑えることができ、よ
って、内瓶２と外瓶３との間の真空度が低下することを
防止することができる。また、所定温度で局部加熱する
ことができるため、ろう材５を迅速に溶融させて排気孔
４を封止することができ、よって、作業時間の短縮を図
ることができる。さらに、魔法瓶１には、前記排気孔４
にチップ管は取り付けられない構成であるため、小型化
を図ることができるとともに、チップ管の取り付け等の
手作業が不要となり、生産効率の向上も図ることができ
る。

【００２９】図２は第２実施形態の魔法瓶１の排気装置
２０を示す。該排気装置２０は、封止手段として、前記
ハロゲンランプ１２の代わりにレーザ加熱器２１が前記
排気治具１１の外側に配設されるとともに、前記集光レ
ンズ１８の代わりにガラス等の透明部材２２が配設され
ている点で前記第１実施形態と相違している。

【００３０】前記排気装置２０によって二重容器を排気
する場合には、前記第１実施形態と同様に二重容器を組
み立てた状態で、排気治具１１を二重容器の排気孔４に
配置し、内瓶２と外瓶３との間の空間を真空排気する。
そして、前記空間が所定の真空度に達すると、前記レー
ザ加熱器２１を動作させて、透明部材２２を通してレー
ザ光によってろう材５を溶融させ、底板３ａの排気孔４
を封止することができる。

【００３１】図３は第３実施形態の魔法瓶１の排気装置
２５を示す。該排気装置２５は、封止手段として、前記
排気治具１１の外側に断面円形状の逆Ｕ字型のフェライ
トコア２６が配設されるとともに、該フェライトコア２
６の外周部に誘導加熱コイル２７が渦巻き状に巻回され
た誘導加熱方式のものを用いている。前記誘導加熱コイ
ル２７は、太い１本の素線あるいは細い複数本の素線か
らなるリッツ線等で構成され、インダクタンス調節コイ
ル２８を介して制御装置２９によって制御されるように
なっている。なお、フェライトコア２６は、図３中、破
線で示すように、排気治具１１の閉鎖部１１ａを気密状
態で貫通させて設けてもよい。この場合、フェライトコ
ア２６が底板３ａに近接するため、誘導加熱コイル２７
に対する出力を小さくすることができる。一方、前記排
気治具１１は、石英、パイレックス、耐熱性樹脂または
セラミックス等の非金属により形成されており、その閉
鎖部１１ａには、第１実施形態に示す集光レンズ１８
や、第２実施形態に示す透明部材２２は配設されていな
い。

【００３２】前記排気装置２５は、前記内瓶２と外瓶３
とが表皮抵抗が大きい磁性金属からなる場合に適用さ
れ、前記第１実施形態と同様に二重容器を組み立てた状
態で、排気治具１１を二重容器の排気孔４に配置し、内
瓶２と外瓶３との間の空間を真空排気する。

【００３３】そして、前記空間が所定の真空度に達する
と、前記誘導加熱コイル２７に２０〜５０ｋＨｚの高周
波電流を通電する。これにより、前記誘導加熱コイル２
７からの電磁波が前記排気治具１１を通り抜け、電磁誘
導作用により外瓶３の底板３ａで渦電流が発生し、この
渦電流によって底板３ａが発熱し、その熱によってろう
材５が溶融させて排気孔４を封止する。

【００３４】この時、前記フェライトコア２６はＵ字型
に形成しているため、誘導加熱コイル２７から発生する
電磁波を集中的にフェライトコア２６の開口部に集めて
局部加熱することができる。また、前記誘導加熱コイル
２７には２０〜５０ｋＨｚの高周波電流を通電している
とともに、前記誘導加熱コイルはインダクタンス調節コ
イル２８を介して接続しているため、前記誘導加熱コイ
ルから電磁波が安定して発生し、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート
バイポーラ型トランジスタ）等を利用した生産性がよ
く、信頼性が高い電気回路を構成することができる。

【００３５】図４は第３実施形態のフェライトコア２６
の変形例を示す。この変形例のフェライトコア２６で
は、前記排気孔４と対向する先端部２６ａを、先細形状
に尖らせた点で、前記第３実施形態と相違している。な
お、図示のフェライトコア２６は断面円形状とされてい
るが、その断面形状は長方形状、正方形状および三角形
状等、どのような形状であってもよい。このようにすれ
ば、発生する磁束を集中させて加熱箇所を正確に特定し
て局部加熱することができる。

【００３６】図５は第４実施形態の排気装置３０を示
す。該排気装置３０は、前記排気治具１１の閉鎖部１１
ａに、二重容器の底板３ａに配設したろう材５’を保持
するとともに、前記排気孔４に導くための保持部３１を
設け、二重容器を正立状態で排気して封止するようにし
た点で、前記第３実施形態と特に相違している。

【００３７】具体的には、前記底板３ａは、その排気孔
形成部分を下向きに傾斜させている。前記保持部３１
は、前記ろう材５が付着しない材料で、かつ、電磁誘導
により発熱しない非金属等の材料で前記排気治具１１に
一体成形されている。該保持部３１は、前記閉鎖部１１
ａより突出する支持部３２と、前記底板３ａの傾斜と平
行する斜面を有する略円錐状の受部３３とからなる。該
受部３３には、図６に示すように、通気路を構成する切
欠き３３ａが設けられている。

【００３８】次に、前記排気装置３０による魔法瓶１の
排気方法について説明する。まず、前記第１実施形態と
同様に内瓶２と外瓶３とを固着するとともに、外瓶３に
底板３ａを固着した後に、ろう材５’を底板３ａの排気
孔４の周囲に付着させる。この時、前記ろう材５’は、
前記受部３３の切欠き３３ａに対応する切欠き５ａ’を
形成したものを使用する。

【００３９】ついで、前記二重容器を正立状態とし、保
持部３１の切欠き３３ａとろう材５’の切欠き５ａ’と
が一致するように、前記排気治具１１の排気口１４に外
瓶３の排気孔４を配置する。

【００４０】そして、前記各実施形態と同様に、図示し
ない加熱手段により内瓶２および外瓶３の表面をろう材
５’が溶融しない所定温度で加熱しながら、排気孔４お
よび切欠き３３ａ，５ａ’を介して内瓶２と外瓶３との
間の空間を排気する。この排気時には、前記保持部３１
により排気による気流でろう材５’が移動することを防
止することができる。

【００４１】前記排気動作によって二重容器の前記空間
が所定の真空度に達すると、第３実施形態と同様に、誘
導加熱コイル２７に高周波電流を通電することによって
誘導加熱によりろう材５’を溶融させて排気孔４を封止
する。この時、溶融したろう材５’は、前記円錐状の受
部３３の傾斜に沿って中央に導かれ、前記排気孔４を確
実に封止することができる。

【００４２】なお、本発明の真空構造体の排気装置は前
記構成に限られるものではない。例えば、前記第１およ
び第２実施形態に示す排気治具１１は、全体を集光レン
ズ材または透明部材により構成してもよい。また、前記
第３および第４実施形態に示す誘導加熱方式の排気装置
では、排気治具１１の閉鎖面１１ａに窪みを設け、フェ
ライトコア１６を加熱箇所に近づけることにより加熱効
率の向上を図ることができる。さらに、前記魔法瓶１の
代わりに真空二重管、真空断熱パネル、または、真空容
器等の真空構造体に適用した場合でも同様の作用、効果
を得ることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の真空構造体の排気装置では、封止手段によって構成部
材に配設したろう材およびろう材の周囲を所定温度で局
部加熱することができ、構成部材の全体や構成部材の一
部のみを過剰加熱するはないため、吸蔵ガスの発生が少
なくなり、真空度が低下することを防止でき、その結
果、不良品の発生を大幅に抑えることができる。また、
所定温度で加熱できることにより、溶融したろう材を固
形化させるための冷却が少なくてすむ。さらに、前述の
ように効率的に局部加熱できるとともに、チップ管の取
り付け等の手作業が不要であるため、真空構造体の小型
化が可能となるとともに、大幅に作業性の向上を図るこ
とができ、生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の真空構造体の排気装
置を示す概略断面図である。

【図２】第２実施形態の真空構造体の排気装置を示す
概略断面図である。

【図３】第３実施形態の真空構造体の排気装置を示す
概略断面図である。

【図４】第３実施形態のフェライトコアの変形例を示
す斜視図である。

【図５】第４実施形態の真空構造体の排気装置を示す
概略断面図である。

【図６】図５の要部平面図である。

【符号の説明】

１…魔法瓶、２…内瓶、３…外瓶、３ａ…底板、４…排
気孔、５…ろう材、１０，２０，２５，３０…排気装
置、１１…排気治具、１２…ハロゲンランプ（封止手
段）、１４…排気口、１５…シール部材、１８…集光レ
ンズ、２１…レーザ加熱器、２２…透明部材、２６…フ
ェライトコア、２７…誘導加熱コイル、２８…インダク
タンス調節コイル、３１…保持部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構成部材により閉じられた空間を、前記
構成部材に形成した排気孔より排気した後、該排気孔を
ろう材によって封止する真空構造体の排気装置であっ
て、前記排気孔とろう材とを覆う排気口を備えた排気治
具を設け、該排気治具の外側に、前記構成部材の排気孔
と対向するようにハロゲンランプを配設するとともに、
前記排気治具の少なくとも前記ハロゲンランプとろう材
との間に位置する部分を透光性部材により構成し、前記
透光性部材を介して前記ハロゲンランプにより前記ろう
材を溶融させるようにしたことを特徴とする真空構造体
の排気装置。
【請求項２】前記透光性部材を集光レンズにより構成
したことを特徴とする請求項１に記載の真空構造体の排
気装置。
【請求項３】構成部材により閉じられた空間を、前記
構成部材に形成した排気孔より排気した後、該排気孔を
ろう材によって封止する真空構造体の排気装置であっ
て、前記排気孔とろう材とを覆う排気口を備えた排気治
具を設け、該排気治具の外側に、前記構成部材の排気孔
と対向するようにレーザ加熱器を配設するとともに、前
記排気治具の少なくとも前記レーザ加熱器とろう材との
間に位置する部分を透明部材により構成し、前記透明部
材を介して前記レーザ加熱器により前記ろう材を溶融さ
せるようにしたことを特徴とする真空構造体の排気装
置。
【請求項４】構成部材により閉じられた空間を、前記
構成部材に形成した排気孔より排気した後、該排気孔を
ろう材によって封止する真空構造体の排気装置であっ
て、前記排気孔とろう材とを覆う排気口を備えた排気治
具を設け、該排気治具の外側に、フェライトコアを配設
するとともに、該フェライトコアの外周に誘導加熱コイ
ルを巻回し、誘導加熱により前記ろう材を溶融させるよ
うにしたことを特徴とする真空構造体の排気装置。
【請求項５】前記フェライトコアをＵ字型に形成した
ことを特徴とする請求項４に記載の真空構造体の排気装
置。
【請求項６】前記誘導加熱コイルをインダクタンス調
節コイルを介して接続したことを特徴とする請求項４ま
たは請求項５に記載の真空構造体の排気装置。
【請求項７】前記誘導加熱コイルに２０〜５０ｋＨｚ
の高周波電流を通電するようにしたことを特徴とする請
求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の真空構造体
の排気装置。
【請求項８】前記フェライトコアの前記排気孔と対向
する先端部を先細形状としたことを特徴とする請求項４
乃至請求項７のいずれか１項に記載の真空構造体の排気
装置。
【請求項９】前記排気治具を、石英、パイレックス、
耐熱性樹脂またはセラミックス等の非金属により形成し
たことを特徴とする請求項４乃至請求項８のいずれか１
項に記載の真空構造体の排気装置。
【請求項１０】前記排気治具の排気孔と対向する位置
に、前記ろう材を保持する保持部を設けたことを特徴と
する請求項４乃至請求項９のいずれか１項に記載の真空
構造体の排気装置。
【請求項１１】前記排気治具の排気孔に断熱性を有す
るシール部材を配設したことを特徴とする請求項１乃至
請求項１０のいずれか１項に記載の真空構造体の排気装
置。