JP3613875B2

JP3613875B2 - 真空断熱容器の製造方法

Info

Publication number: JP3613875B2
Application number: JP04189196A
Authority: JP
Inventors: 嘉也西野; 州央松田; 毅桑名
Original assignee: Thermos KK
Current assignee: Thermos KK
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2016-02-28
Also published as: JPH09224850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空断熱層を有する真空断熱容器の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高断熱性の外鍋内に、煮炊きした半調理の食材が入った内鍋をいれ、そのまま保温して調理する調理器具が知られている。これに用いられる外鍋として、外筒部材と内容器とからなる二重壁構造を有し、外筒部材と内容器との間に真空断熱層が形成された真空断熱容器がある。このような真空断熱容器を製造する際には、この真空断熱容器を構成する外筒部材内に別途成形加工した内容器を入れ、外筒部材の上端部と内容器の口元部、および外筒部材の下端部と内容器の底部とを合わせ、これらの接合部にろう材を配し、真空排気と共に加熱してこのろう材を溶融させ、上記接合部に流し込んでこれら接合部を塞ぎ、外筒部材と内容器との間の空隙を真空封止して断熱層とする製造方法が取られている。
上記真空断熱容器の例を図６ないし図８に示す。
図６に示す構造の真空断熱容器６０においては、外筒部材６１と内容器６２との口元等の接合部６３が外筒部材の壁面６１Ａに対しほぼ直角に曲げられており、接合部が鉛直（重力）方向に開口していない。このような構造の容器は、構造的な強度を有し、しかも接合部６３にろう材６６を配しているため真空封止時の昇温時に熱歪が生じて接合部６３にクリアランスが生じても、溶融したろう材がそのクリアランスを塞ぐようになっている。
【０００３】
しかし図７に示す真空断熱容器７０のように、口元の接合部７３における外筒部材７１および内容器７２の端部がそれぞれ鉛直方向に向いている場合には、構造的な強度がないため真空封止時の昇温時に外筒部材７１および内容器７２に熱歪が生じた場合、接合部７３における外筒部材７１と内容器７２との間の隙間が部分的に大きくなり、この隙間からろう材７６が鉛直方向に落下してしまい、真空封止が不十分となることがある。また、この例では外筒部材および内容器のそれぞれの端部が鉛直方向に向けられているが、図８に示す真空断熱容器８０のように、外筒部材８１の端部８１Ａと内容器８２の底部との間に接合部８３が形成され、しかもこの接合部８３の開口が鉛直方向に向いている場合においても同じ不具合が生じる事がある。
【０００４】
このように、接合部が鉛直方向に向いた容器として、図９に示すようなものがある。ここに示す真空断熱容器９０は、電磁調理器で用いる真空断熱調理器として用いられるもので、筒状の外筒部材９１と有底筒状の内容器９２とから概略構成されている。この内容器９２が外筒部材９１内に配され、外筒部材９１の上端部と内容器９２の上端部（第１の接合部Ａ）、および外筒部材９１の下端部と内容器９２の下部（第２の接合部Ｂ）とがそれぞれ接合されて外筒部材９１と内容器９２との間の空隙Ｓが真空断熱層とされており、胴部が二重壁構造で底部が一重壁構造となった保温性容器となっている。この真空断熱容器９０においては、第２の接合部Ｂの開口が鉛直方向に向いた構造となっている。
この真空断熱容器９０の材質としては、内容器９２にフェライト系のステンレスやフェライト系のステンレスを含むクラッド鋼が、そして外筒部材９１にオーステナイト系のステンレスが用いられている。
【０００５】
このような真空断熱容器を製造する際に、外筒部材９１と内容器９２との接合部を封止する方法として、溶接を用いることができるが、溶接による方法では、外筒部材９１と内容器９２が同一の材質でないため溶接電流等の条件が非常に厳しく、量産に向かないという問題がある。
そこで、上記接合部を封止する方法として、ろう材封止が用いられる。以下、このろう材封止を用いた真空断熱容器の製造方法を図９および図１０を参照して説明する。この方法では、外筒部材９１および内容器９２をそれぞれ成形加工した後、第１の接合部Ａに相当する外筒部材内面または内容器外面にろう材を塗布した後、内容器９２を外筒部材９１内に配する。
次いで、外筒部材９１と内容器９２とを、第１の接合部Ａにおいて巻き閉めもしくは溶接によって仮止めし、二重壁容器１００を組立する。
続いて第２の接合部Ｂに容器外面側からろう材を塗布する。その後この二重壁容器１００を、開口を下側に向けた倒立状態で真空炉内に入れ、真空引きと共に加熱する。これによって、内容器９１と外筒部材９１との間の空隙を真空排気すると共に、第１の接合部Ａおよび第２の接合部Ｂをろう付けする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ろう材封止を用いた方法においては、以下に示すような問題があった。第１の接合部Ａを巻き閉め等で仮止めするので、真空炉内での昇温時に、加熱により発生する外筒部材および内容器の熱歪が第２の接合部Ｂに集中してしまい、その結果、鉛直方向に向いた第２の接合部Ｂにおける内容器と外筒部材との間のクリアランス（図１０中符号Ｃ）が大きくなる部分ができ、この部分において第２の接合部Ｂに塗布したろう材の一部が接合部の隙間から空隙Ｓ内に落ち込むことがある。このため、ろう材封止が不十分となる場合があり、より確実な真空封止方法が望まれていた。
【０００７】
また、この方法では、第１の接合部Ａに相当する部分の外筒部材９１または内容器９２にろう材を塗布した後で、外筒部材９１と内容器９２とを仮止めし、その後第２の接合部Ｂにろう材を塗布する。このように、第１の接合部Ａと第２の接合部Ｂとにろう材を塗布する２つのろう材供給工程を続けて行うことができないため、作業効率が良くないといった問題があった。
本発明は上記の事情を鑑みてなされたもので、確実な真空封止が可能で、かつ効率良く真空断熱容器を製造し得る方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の真空断熱容器の製造方法は、下端部が内方に折り返された折り返し部が形成され、この折り返し部の周縁に少なくとも１つの切り欠きが貫通形成された外筒部材と、この外筒部材より小径の有底筒状の内容器とを成形加工する成形加工工程と、前記内容器を前記外筒部材内に空隙を保って配置し、前記内容器上端部と前記外筒部材上端部とを仮止めして、胴部が二重壁とされた二重壁容器を形成する仮止め工程と、前記二重壁容器を、前記折り返し部を上に向け、この折り返し部に形成された前記切り欠きからろう材を落とし込み、次いで前記折り返し部と前記内容器下部との隙間に、ろう材と補修部材とをほぼ全周に亙って配置するろう材配置工程と、前記二重壁容器を真空加熱炉内に入れて真空雰囲気下で所定のろう付け温度まで加熱し、前記内容器上端部と前記外筒部材上端部との接合部と、前記内容器下部と前記外筒部材下端部との接合部と、前記切り欠きとをろう付けして封止して前記外筒部材と前記内容器との間に真空断熱層を形成する真空封止工程とよりなることを特徴とする。
また、前記補修部材を、複数に分割する構成として良い。
また、前記補修部材を、ステンレスで形成してよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図４を参照して本発明の第１の実施例について詳細に説明する。なお、以下の説明において図９および図１０で説明した従来の製造方法によって製造された真空断熱容器との共通部分については、同一符号を付してその説明を省略または簡略化する。
図１および図２は、本発明の真空断熱容器の製造方法の第１の実施例によって製造された真空断熱容器を示すものである。ここに示す真空断熱容器１０は、内容器２と、外筒部材１とを一体接合してなり、これら内容器２と外筒部材１との間の空隙Ｓを真空断熱層とした真空断熱容器である。
【００１０】
内容器２は、外筒部材１より小径の有底筒状とされ、その上端部にフランジ２Ａが設けられている。
また、外筒部材１は、筒状とされ、上端部にフランジ１Ａが設けられている。また、下端部には、端部が内方に折り返された折り返し部１Ｂが設けられている。この折り返し部１Ｂの周縁のやや内容器側には、切り欠き５が貫通形成されている。この切り欠き５はろう材を空隙Ｓ内に落とし込むために設けられているものである。
【００１１】
また、真空断熱容器の材質としては、一般的に加工性、価格等からオーステナイト系のステンレス、例えばＳＵＳ３０４等がよく用いられる。しかしここに例示する真空断熱容器１０の場合、内容器２には熱の発生及び熱伝導度の点からＳＵＳ４３０などのフェライト系のステンレスやフェライト系のステンレスを含むクラッド鋼を、一方外筒部材１には熱の伝わりを小さくするためＳＵＳ３０４などのオーステナイト系のステンレスを用いるのが好ましい。
【００１２】
内容器２は外筒部材１内に空隙Ｓを保って配置されており、内容器２のフランジ２Ａの先端部が、外筒部材１のフランジ１Ａを巻き閉めて係止している。以下、この内容器２上端部と外筒部材１上端部との接合部を第１の接合部Ａという。また、外筒部材１の折り返し部１Ｂが内容器２の底部近傍の外面に接した状態とされている。以下、この内容器２下部と外筒部材１下端部との接合部を第２の接合部Ｂという。
【００１３】
また、第２の接合部Ｂの、折り返し部１Ｂと内容器２下部との隙間には、その全周に亙って、容器外面側から補修部材７がはめ込まれている。この補修部材７は第２の接合部Ｂを塞ぐためのもので、ステンレス等で形成された断面円形のリング状物とされ、その断面径は０．５〜２．０ｍｍとされている。またこの補修部材７には、短棒状で、補修部材７と同一断面形状、同一断面径の、同一素材で形成された副補修部材８が外筒部材１に接して縦添えされている。この副補修部材８は、切り欠き５上に設けられており、その長さは、切り欠き５の長さよりやや長く形成されている。これら副補修部材８と補修部材７とによって切り欠き５の開口の大部分が塞がれるようになっている。
また、外筒部材１の外側面には２つの取手４が取り付けられている。なお、符号３はこの容器の蓋部材を示す。
【００１４】
また、第１の接合部Ａおよび第２の接合部Ｂには所定のろう付け温度で溶融してこれら接合部を封止するろう材６が配されて、このろう材６により内容器２と外筒部材１の間の空隙Ｓが封止されている。この空隙Ｓは真空とされ、外気との熱交換を遮断する真空断熱層となっている。
【００１５】
上記のような真空断熱容器１０を製造する方法を、図１ないし図４を参照して、その手順に沿って以下に説明する。
下端部に折り返し部１Ｂが形成され、上端部にフランジ１Ａが形成された円筒状の外筒部材１をプレス、絞り加工等により成形加工し、折り返し部１Ｂの周縁のやや内容器側に切り欠き５を貫通形成する。この切り欠き５の幅、即ち図２に示す幅ａは、３〜１５ｍｍとされる。またこの切り欠き５の長さ、即ち図３に示す長さｂは、３〜２５ｍｍとされる。
また同様に、上端部にフランジ２Ａが形成された有底筒状の内容器２をプレス、絞り加工等により成形加工する。ここで、内容器２のフランジ２Ａの突出長さは、外筒部材１のフランジ１Ａの突出長さよりやや長く設定される。このように、外筒部材１と内容器２とを成形加工する工程を成形加工工程という。
【００１６】
次いで外筒部材１の外側面に取手４をスタッド溶接で取り付ける。
次いで内容器２を、その上端部のフランジ２Ａが外筒部材１の上端部のフランジ１Ａに重なるようにして外筒部材１内に配置する。そして内容器２のフランジ２Ａの端部を下方に湾曲させてフランジ１Ａを巻き閉めて係止させる。このようにして内容器２の上端部と、外筒部材１の上端部とを仮止めする仮止め工程を行う。以上のようにして胴部が二重壁となった二重壁容器３０を形成する。
なお、ここで仮止めとは、衝撃が加わっても互いがずれない程度に部材同士を係止させることをいう。
【００１７】
この二重壁容器３０を、外筒部材１の折り返し部１Ｂを上に向けた状態、即ち開口を下に向けた倒立状態とした後、折り返し部１Ｂに形成された切り欠き５から空隙Ｓ内に固形ろう材６Ａを落とし込み、この固形ろう材６Ａを、このろう材が溶融時に第１の接合部Ａに至るように第１の接合部Ａの近傍に配置する。ここで用いる固形ろう材６Ａには、ニッケル系ろう材等が好適に用いられる。またこの固形ろう材６Ａの使用量は、第１の接合部Ａを封止でき、図１に示すろう材６の余盛分を生じ得る量があれば十分である。また、固形ろう材６Ａの形状は、球状、棒状、ワイヤ状や不定形塊状などいずれの形状でも良く、また多数の小粒状のものを使用しても良い。また、固形ろう材６Ａの大きさは、切り欠き５を通過できる大きさであればよい。
【００１８】
次いで、第２の接合部Ｂの、折り返し部１Ｂと内容器２下部との隙間に、この接合部Ｂを封止するためのぺ一スト状ろう材６Ｂを二重壁容器３０の外面側から塗布する。このペースト状ろう材６Ｂには、ニッケル系ろう材等が好適に用いられる。このペースト状ろう材６Ｂの使用量は、第２の接合部Ｂおよび切り欠き５を封止でき、図１に示すろう材６の余盛分を生じ得る量があれば十分である。
次いで、図３に示すように、第２の接合部Ｂの、折り返し部１Ｂと内容器２下部との隙間に、その全周に亙るようにリング状の補修部材７をはめ込む。続いて図４に示すように、切り欠き５の開口の大部分を塞ぐようにして、副補修部材８を補修部材７に縦添えする。このように、第１および第２の接合部Ａ、Ｂにろう材を配置し、補修部材７を第２の接合部Ｂにはめ込む工程をろう材配置工程という。
【００１９】
次に、上記二重壁容器３０を倒立状態のまま図示しない真空加熱炉内に設置する。この真空加熱炉としては、従来より金属魔法瓶などの製造に使用されている周知の真空加熱炉を使用してよい。この炉内を１０^−３Ｔｏｒｒ以下、好ましくは１０^−４〜１０^−５Ｔｏｒｒ程度に真空排気するとともに、固形ろう材６Ａおよびペースト状ろう材６Ｂが溶融し得る温度まで加熱する。これによって、外筒部材１と内容器２の間の空隙Ｓ内の空気は上記接合部の隙間から排気される。またこの真空雰囲気中での加熱によって、第１の接合部Ａおよび第２の接合部Ｂに配置された固形ろう材６Ａおよびペースト状ろう材６Ｂは溶融し、それぞれの接合部に流れ込んでこれを塞ぐ。
【００２０】
この加熱工程中に、外筒部材１と内容器２に熱歪が生じ、図２に示すように、第２の接合部Ｂに、内容器２と外筒部材１との間のクリアランスＣ’が大きな部分が生じることがあるが、第２の接合部Ｂには補修部材７が配されているので、クリアランスが大きい部分に補修部材７が滑り込んでこれを塞ぐ。
よって、溶融したろう材が上記クリアランスが大きな部分に溶融流動して流れ込んでも、補修部材７によってその隙間が小さくされているため、ろう材が接合部を通り抜けて空隙Ｓに落ち込むことがない。
【００２１】
また切り欠き５上には補修部材７と副補修部材８とが施されてその開口の大部分が塞がれているので、上記と同様に、ろう材が切り欠き５を通り抜けて空隙Ｓに落ち込むことがない。また、切り欠き５の開口全体にろう材がゆきわたるようになる。
以上の操作の後、真空状態を維持したまま二重壁容器３０を冷却してろう材を固化させ、これら第１および第２の接合部と切り欠き５とをろう材で閉塞させて前記外筒部材と内容器との間の空隙を真空封止し、真空断熱層を有する真空断熱容器１０を得る。上記のように真空封止を行う工程を真空封止工程という。
【００２２】
上記実施例の真空断熱容器の製造方法においては、真空封止前の二重壁容器３０の折り返し部１Ｂと内容器２下部との隙間に補修部材７を配して、真空封止を行うので、熱歪によって、外筒部材１と内容器２との間のクリアランスが大きくなった場合でも、補修部材７がこのクリアランスを塞ぐため、ろう材６が空隙Ｓ内に落下することがなく、確実な真空封止が可能となる。また、切り欠き５の大部分を塞いで補修部材７と副補修部材８を配することによって、切り欠き５の開口からろう材６が空隙Ｓ内に落ち込むことがなく、また、切り欠き５の開口全体にろう材がゆきわたり、確実な真空封止が可能となる。
また、第１の接合部Ａにおいて外筒部材１と内容器２とを仮止めした後、第１の接合部Ａへのろう材供給と第２の接合部Ｂへのろう材供給とを続けて行う構成としたので、作業効率を向上させることが可能となる。
【００２３】
なお、上記実施例において、外筒部材１と内容器２とを仮止めする仮止め工程は、巻き閉めによって行うとしたが、これに限らず、溶接によって行うことも可能である。
また、外筒部材１に設けた切り欠き５は、複数形成しても良く、折り返し部１Ｂの周方向に亙って複数設けることで、ろう材を第１の接合部Ａにその全周に亙って供給するのが容易となる。また、補修部材７、副補修部材８の断面形状、断面径は、例示のものに限定されない。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図５は、本発明に係る真空断熱容器の製造方法の第２の実施例によって製造された真空断熱容器２０を示すものである。ここに示す真空断熱容器２０が上述の第１の実施例で示した真空断熱容器１０と異なるところは、真空断熱容器１０において補修部材７が第２の接合部Ｂの全周に亙るリング状とされているのに対し、この例で示す真空断熱容器２０においては、この補修部材が第２の接合部Ｂのほぼ半周に亙る長さの２本の補修部材１７、１７から構成され、この２本の補修部材１７、１７が第２の接合部Ｂのほぼ半周ずつに亙って配置されている点である。
この実施例では、補修部材７を折り返し部１Ｂと内容器２下部との隙間に配するのに代えて、２本の補修部材１７をこの隙間にほぼ半周ごとに配置するようにしたこと以外は先の第１の実施例と同様の操作を行う。
【００２５】
この実施例では、先の第１の実施例と同じく、確実な真空封止を行うことができ、かつ作業効率よく真空断熱容器を製造することができる。
さらにこの実施例では、複数に分割された短い補修部材を用いることにより、個々の補修部材が動き易くなるので、加熱による熱歪によって第２の接合部Ｂにその全周に亙ってクリアランスが発生しても、分割不連続部で歪を吸収することができ、クリアランスに対する順応性が大きく向上する。このため、より確実な真空封止が可能となるとともに、この容器を製造する際の作業が容易となり、加工性が向上する。
【００２６】
なお、この例では、補修部材を第２の接合部Ｂの半周に亙る長さのもの２本から構成したが、これに限らず、全体で第２の接合部Ｂのほぼ全周に亙っていれば、補修部材をさらに分割して個々の長さを短くしても良い。個々の補修部材を短くすることによって上記クリアランスへの順応性が高くなり、より真空封止の信頼性を高めることができる。この補修部材の分割数は、内容器下部と外筒部材下端部との接合部の径、内外容器の肉厚等により適宜設定して良い。
【００２７】
また、上記の各実施例では、外筒部材上端部と内容器上端部とを巻き閉め等で仮止めし、外筒部材の下端部に形成した折り返し部を内容器の下部に接合させたが、これとは逆に、外筒部材の上端部に折り返し部を形成し、外筒部材下端部と内容器下部とをスポット溶接等で仮止めした後、外筒部材上端部の折り返し部を内容器の上端部に接合させ、この接合部に補修部材を配するようにしても良い。すなわち、接合部分を規定するものでなく、接合開口部が鉛直方法に向いている真空断熱容器であればその製造に上記構成を適用することができる。
また本実施例は調理用の真空断熱容器の製造方法を例としたが、真空断熱ステンレス魔法瓶、真空断熱マグカップ等の製造方法にも適用できることは容易に想像することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の真空断熱容器の製造方法では、真空封止前の二重壁容器の折り返し部と内容器下部との隙間に補修部材を配して真空封止を行う構成としたので、熱歪によって、この隙間における外筒部材と内容器との間のクリアランスが大きくなった場合でも、補修部材がこのクリアランスを塞ぐため、ろう材が空隙内に落下することがなく、確実な真空封止が可能となる。
また、内容器上端部と外筒部材上端部との接合部で外筒部材と内容器とを仮止めした後、この内容器上端部と外筒部材上端部との接合部へのろう材供給と、内容器下部と外筒部材下端部との接合部へのろう材供給とを続けて行う構成としたので、作業効率を向上させることが可能となる。
【００２９】
また、分割された複数の短い補修部材を用いることによって、個々の補修部材が動き易くなるため、分割不連続部で歪を吸収でき、発生するクリアランスヘの順応性が向上する。このため、より確実な真空封止が可能となるとともに、作業性、加工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の真空断熱容器の製造方法によって製造された真空断熱容器を示す側断面図である。
【図２】図１に示す真空断熱容器を示す要部断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例の真空断熱容器の製造方法での真空封止前の二重壁容器を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例の真空断熱容器の製造方法での真空封止前の二重壁容器を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例の真空断熱容器の製造方法によって製造された真空断熱容器を示す平面図である。
【図６】従来の真空断熱容器の製造例を示す要部断面図である。
【図７】従来の真空断熱容器の製造例を示す要部断面図である。
【図８】従来の真空断熱容器の製造例を示す要部断面図である。
【図９】従来の真空断熱容器の製造例を示す側断面図である。
【図１０】従来の真空断熱容器の製造方法での真空封止前の二重壁容器を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１・・・外筒部材、１Ｂ・・・折り返し部、２・・・内容器、５・・・切り欠き、６・・・ろう材、７・・・補修部材、１０、２０・・・真空断熱容器、１７・・・補修部材、３０・・・二重壁容器、Ｓ・・・空隙。

Claims

下端部が内方に折り返された折り返し部が形成され、この折り返し部の周縁に少なくとも１つの切り欠きが貫通形成された外筒部材と、この外筒部材より小径の有底筒状の内容器とを成形加工する成形加工工程と、
前記内容器を前記外筒部材内に空隙を保って配置し、前記内容器上端部と前記外筒部材上端部とを仮止めして、胴部が二重壁とされた二重壁容器を形成する仮止め工程と、
前記二重壁容器を、前記折り返し部を上に向け、この折り返し部に形成された前記切り欠きからろう材を落とし込み、次いで前記折り返し部と前記内容器下部との隙間にろう材と補修部材とをほぼ全周に亙って配置するろう材配置工程と、
前記二重壁容器を真空加熱炉内に入れて真空雰囲気下で所定のろう付け温度まで加熱し、前記内容器上端部と前記外筒部材上端部との接合部と、前記内容器下部と前記外筒部材下端部との接合部と、前記切り欠きとをろう付けして封止して前記外筒部材と前記内容器との間に真空断熱層を形成する真空封止工程とよりなることを特徴とする真空断熱容器の製造方法。
前記補修部材は、複数に分割されていることを特徴とする請求項１記載の真空断熱容器の製造方法。
前記補修部材は、ステンレスで形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の真空断熱容器の製造方法。