(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の内ビンと外ビンとの間に密閉空間を有する真空二重容器において、
前記外ビンの底面に凹状のテーパー部が形成され、前記テーパー部の最下部又は最下部近傍に前記密閉空間と連通する１又は複数の排気孔が設けられ、
前記テーパー部のテーパー角は、前記密閉空間の排気の際の振動により前記真空二重容器が傾くときの最大傾斜角より大であり、
略球形状のろう材を用いて前記排気孔が封口されていることを特徴とする真空二重容器。
【請求項２】
金属製の内ビンと外ビンとの間に密閉空間を有する真空二重容器の封口方法であって、
前記外ビンの底面に凹状のテーパー部を形成すると共に前記テーパー部の最下部又は最下部近傍に前記密閉空間と連通する１又は複数の排気孔を設け、前記テーパー部のテーパー角は、前記密閉空間の排気の際の振動により前記真空二重容器が傾くときの最大傾斜角より大であり、
前記外ビンの底面が上になるように前記真空二重容器を伏せた状態で所定の台に載置し、
前記テーパー部の上方から球状のろう材を落下し、該ろう材を前記テーパー部の最下部又は最下部近傍へ自然転落させ、
真空室で前記密閉空間の排気を行った後、前記テーパー部の最下部又は最下部近傍に位置する前記ろう材を溶かすことにより前記排気孔を封口することを特徴とする真空二重容器の封口方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製の内ビンと外ビンとの間に密閉空間を有する真空二重容器とその封口方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に魔法瓶やジャーと呼ばれる保温容器は、ステンレススチールのような板金のプレス成形によって製作された内ビンと外ビンからなる。例えば図８に示すように、内ビン５１と外ビン５２の開口縁部５３は互いに溶接され、内ビン５１と外ビン５２との間に密閉空間５４が形成される。通常は外ビン５２の底面５５に形成された排気孔５６から密閉空間５４内の空気を抜くことにより、内ビン５１と外ビン５２との間に真空層を形成し、真空二重容器（保温容器）５０が形成される。最近は電気ポットでも、この種の真空二重容器をタンクとして採用し電気ヒータの通電なしで保温を行うことができるものが商品化されている。
【０００３】
真空二重容器５０の排気及び封口工程において、排気前の真空二重容器５０は外ビン５２の底面５５が上になるように伏せた状態で所定の台に載置される。そして、複数の真空二重容器５０が載置された台が準備室（低真空室）、真空室、ろう付け室、冷却室を順番に通過する間に、各真空二重容器５０の排気及び封口が行われる。
【０００４】
従来、排気孔５６から密閉空間５４内の空気を抜いた後に排気孔５６を封口するためのろう材として、鉛入りガラスを用いていた。鉛入りガラスは無鉛ガラスに比べて低温で溶融するのでろう材として適している。鉛入りガラスのろう材は、押し出し成形と切断によって製造されることから略円筒形状を有している。このようなろう材を排気前の真空二重容器５０の底面５５に形成された排気孔５６を含む凹部５７に予め置いておく。そして、真空室で真空二重容器５０の排気が行われた後に、ろう付け室でろう材が溶融して排気孔５６を封口する。
【０００５】
なお、ろう材を各真空二重容器５０の凹部５７に置く作業はピンセット等を用いた手作業により行っていた。また、凹部５７に置かれたろう材が例えば載置台の移動時や排気時の振動によって真空二重容器５０が揺れたときに凹部５７から飛び出してしまうことがないように、凹部５７を覆う薄板片が底面５５に溶接される場合もあった。この場合は薄板片の底面５５に溶接されていない側を持ち上げて凹部５７にろう材をセットするように作業していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の真空二重容器の排気及び封口工程において予め凹部５７にろう材を置く作業は手作業であるために工数がかかり、コスト低減の障壁となっていた。特に、凹部５７を覆う薄板片が設けられている場合に、その薄板片の一端側を持ち上げるようにして凹部５７にろう材をセットする作業は手間がかかるので、作業性の改善が求められていた。
【０００７】
また、従来使用されていた鉛入りガラスのろう材は、鉛が人体に害を及ぼす可能性があることや真空二重容器のリサイクルが容易でなくなること等の短所を有する。このため、無鉛ガラスのろう材を使用することが検討された。前述のように従来の鉛入りガラスのろう材が略円筒形状を有するのに対し、無鉛ガラスのろう材は自由落下によって略球状を有するように製造することが行いやすい。この略球形状のろう材は従来の略円筒形状のろう材に比べて任意の方向に転がりやすい性質を有する。
【０００８】
そこで、本発明は、真空二重容器の外ビンの底面の形状を工夫し略球形状のろう材を用いることにより、真空二重容器の排気及び封口工程におけるろう材のセット作業の機械化を可能にすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による真空二重容器は、金属製の内ビンと外ビンとの間に密閉空間を有する真空二重容器において、外ビンの底面に凹状のテーパー部が形成され、テーパー部の最下部又は最下部近傍に密閉空間と連通する１又は複数の排気孔が設けられ、テーパー部のテーパー角は、密閉空間の排気の際の振動により真空二重容器が傾くときの最大傾斜角より大であり、略球形状のろう材を用いて排気孔が封口されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、真空二重容器の排気及び封口工程において、外ビンの底面が上になるように伏せた状態の真空二重容器のテーパー部の上方から略球形状のろう材を落下すれば、ろう材がテーパー部を転がってテーパー部の最下部又は最下部近傍に形成された排気孔の近傍にセットされる。排気時の振動等によってろう材がテーパー部の最下部又は最下部近傍から外周方向に移動することがあっても、振動が止めばろう材は再びテーパー部の傾斜面に沿って転がり最下部又は最下部近傍に戻る。したがって、従来のように手作業によらずに、ろう材のセットを自動化（機械化）することが可能になる。特に、テーパー部のテーパー角が密閉空間の排気の際の振動により真空二重容器が傾くときの最大傾斜角より大であるので、テーパー部の最下部又は最下部近傍にセットされたろう部材が振動によってテーパー部の外周部へ移動する可能性が小さくなる。
【００１６】
本発明による真空二重容器の封口方法は、金属製の内ビンと外ビンとの間に密閉空間を有する真空二重容器において、外ビンの底面に凹状のテーパー部を形成すると共にテーパー部の最下部又は最下部近傍に密閉空間と連通する１又は複数の排気孔を設け、テーパー部のテーパー角は、密閉空間の排気の際の振動により真空二重容器が傾くときの最大傾斜角より大であり、外ビンの底面が上になるように真空二重容器を伏せた状態で所定の台に載置し、テーパー部の上方から球状のろう材を落下し、該ろう材をテーパー部の最下部又は最下部近傍へ自然転落させ、真空室で密閉空間の排気を行った後、テーパー部の最下部又は最下部近傍に位置するろう材を溶かすことにより排気孔を封口することを特徴とする。このような封口方法によれば、従来のように手作業によらずに、ろう材のセットを自動化（機械化）することが可能になる。特に、テーパー部のテーパー角が密閉空間の排気の際の振動により真空二重容器が傾くときの最大傾斜角より大であるので、テーパー部の最下部又は最下部近傍にセットされたろう部材が振動によってテーパー部の外周部へ移動する可能性が小さくなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る真空二重容器の一例を示しており、（ａ）は底面図、（ｂ）は底面を上にした側面視の断面図である。この真空二重容器１０はステンレススチールのような金属板のプレス成形によって製作された内ビン１１と外ビン１２からなる。内ビン１１と外ビン１２の開口縁部１３は互いに溶接され、内ビン１１と外ビン１２との間に密閉空間１４が形成される。
【００２０】
外ビン１２の底面１５には、中央部が窪んだ凹状のテーパー部１６が形成されている。図示の例ではテーパー部１６の半径が底面１５の半径の略１／２であるが、少なくとも１／３程度あればよい。テーパー部１６の外周には環状の壁部１７が形成され、その外側には環状の予備凹部１８が形成されている。但し、図示のように１つの環状の予備凹部１８を設ける代わりに、複数の予備凹部を環状に配置してもよい。この予備凹部１８は、テーパー部１６から環状の壁部１７を乗り越えてこぼれ出たろう材を保持する働きを有する。また、テーパー部１６の中央部には段状に窪んだ凹部１９が形成され、その底面には密閉空間１４と外部を連通する小孔（排気孔）２０が形成されている。
【００２１】
図２は、テーパー部１６の中央部に設けられた凹部１９及び排気孔２０を示す拡大図である。（ａ）は底面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ断面を示している。凹部１９は、図２（ａ）に示すように平面視楕円形（異形）であり図２（ｂ）に示すようにテーパー部１６から段状に窪んでいる。また、凹部１９の底面に形成された排気孔２０は、図２（ａ）に示すように矩形である。
【００２２】
図２（ｂ）において二点鎖線で示す円２１は排気孔２０の封口に使用される略球形のろう材であり、真空二重容器１０の封口工程においてろう付け室で溶融する前の状態を示している。ろう材２１は無鉛ガラスで製造される。
【００２３】
真空二重容器１０の封口工程において、排気前の真空二重容器１０は外ビン１２の底面１５が上になるように伏せた状態で所定の台に載置される。そして、複数の真空二重容器１０が所定の位置に載置された台が準備室（低真空室）、真空室、ろう付け室、冷却室を順番に通過する間に、ろう材２１の供給、真空二重容器１０の排気及び封口（ろう材２１の溶融）が自動的に行われる。なお、密閉空間１４の排気及び封口後にゲッター２２を用いて内ビン１１及び外ビン１２の金属中に含まれているガスを燃焼させることにより、密閉空間１４の真空度が高められる。
【００２４】
ろう材２１の供給は専用の機械によって真空二重容器１０ごとに１個ずつ自動的に行われる。つまり、各真空二重容器１０のテーパー部１６の上方から球状のろう材２１を落下すると、ろう材２１はテーパー部１６のテーパー面上を自然転落し、その中央部に設けられた凹部１９に保持される。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、凹部１９の短径ｄはろう材２１の直径Ｄより小さく、溶融前のろう材２１は凹部１９の底面１９ａから浮いた状態で保持されている。また、凹部１９は平面視異形（楕円形）であるので略球形状のろう材２１が凹部の開口を完全に塞ぐことがない。したがって、排気孔２０を介した密閉空間１４と外部との連通が確保され密閉空間１４の排気が円滑に行われる。
【００２６】
上記の説明から明らかなように、凹部１９の平面視形状は円形でない異形であればよく、必ずしも楕円形に限る必要は無い。例えば長方形や長円形でもよい。また、排気孔２０の平面視形状を矩形としているのは、仮に凹部１９の短径ｄより小さい直径のろう材２１が供給された場合にも排気孔２０が完全に塞がれてしまうことが無いようにするためである。したがって、排気孔２０の平面視形状についても円形以外であればよく、矩形に限らず三角形や星形等任意の形状を採用することができる。複数の丸孔を接近して設けてもよい。また、排気孔２０を凹部１９の底面１９ａではなく側面１９ｂに設けてもよい。
【００２７】
図３は、上記実施形態において図２（ｂ）に示した断面図の変形例を示している。（ａ）は第１変形例、（ｂ）は第２変形例、（ｃ）は第３変形例をそれぞれ示している。ろう材２１が凹部１９の底面１９ａから浮いた状態で凹部１９に保持される構造として、図３（ａ）に示すように、ろう材２１が凹部１９の中に入り込みながら、その傾斜側面１９ｂの途中で保持されるようにしてもよい。こうすれば、凹部１９に一旦保持されたろう材２１が排気時の振動等によって凹部１９から外れる可能性が小さくなり好ましい。但し、ろう材２１の加工精度（直径のばらつき）及び凹部１９の短径の加工精度（ばらつき）に関して厳しい精度が要求される。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示すように、凹部１９の側面に段部１９ｃを設けて、凹部１９の中に入り込んだろう材２１が段部１９ｃに載るようにして底面１９ａから浮いた状態で保持される構造としてもよい。あるいは、図３（ｃ）に示すように、凹部１９の底面１９ａに突起部１９ｄを設け、凹部１９の中に入り込んだろう材２１が突起部１９ｄの先端に当接して底面１９ａから浮いた状態で保持される構造としてもよい。排気孔２０は図３（ｃ）に示すように凹部１９の側面１９ｂに設けてもよいし、底面１９ａに設けてもよい。
【００２９】
図４は、第２の実施形態に係る真空二重容器の一例を示しており、（ａ）は底面図、（ｂ）は底面を上にした外ビン１２の底部の側面視断面図である。この実施形態では、第１の実施形態における凹部１９を省略し、テーパー部１６の中央部（最底部）１６ａに排気孔２０を直接設けている。この場合、テーパー部１６の上方から落下供給された略球形のろう材２１はテーパー部１６の中央部１６ａへ転落するが保持はされない。したがって、排気時の振動等によって容易にテーパー部１６の中央部１６ａから外周方向へ移動するが、振動が止めばテーパー部１６のテーパー面に沿って中央部１６ａに戻る。そして、ろう付け時にはろう材２１はテーパー部１６の中央部１６ａに設けられた排気孔２０の近傍に位置し、ろう材２１の溶融によって排気孔２０が封口される。
【００３０】
図４に示す例では、２個の排気孔２０がテーパー部１６の中央部１６ａに設けられており、溶融前のろう材２１が排気孔２０を完全に塞ぐことなく排気が円滑に行われるようにしている。テーパー部１６の中心に１個の小孔を設け、その近傍に１又は複数の小孔（排気孔）を設けるようにしてもよい。あるいは、第１の実施形態で述べたように、丸孔以外の平面視異形の排気孔を１個だけ設けるようにしてもよい。
【００３１】
図５は、第３の実施形態に係る真空二重容器のテーパー部１６の中央部に設けられた凹部１９及び排気孔２０を示す拡大図である。（ａ）は底面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ断面を示している。この実施形態では、凹部１９は平面視円形であり、その直径ｄはろう材２１の直径Ｄの２倍以上である。そして、凹部１９の底面１９ａは中央部が突出するように形成され、その頂部に排気孔２０が形成されている。この場合、テーパー部１６の上方から供給され凹部１９の中に転落したろう材２１は、凹部１９の底面１９ａの頂部に設けられた排気孔２０を塞がない位置に落ち着く。つまり、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、略球形のろう材２１は凹部１９の側面１９ｂに常に当接している。
【００３２】
図６は、第１の実施形態に係るテーパー部１６の変形例を示す底面図である。（ａ）は第１変形例を示し、（ｂ）は第２変形例を示している。図６（ａ）の第１変形例では、テーパー部１６に、中央部から外周部に向かって放射状に延びる４本の凸条部２２が形成されている。また、図６（ｂ）の第２変形例では、テーパー部１６に、中央部から外周部に向かって放射状に延びる１本の溝２３が形成されている。いずれも、排気時の振動等により凹部１９から飛び出してテーパー部１６の外周部へ移動したろう材２１が速やかに中央部の凹部１９に戻るようにするためである。
【００３３】
つまり、排気時の振動等によってテーパー部１６の中央部から外周部へ移動したろう材２１がテーパー部１６の傾斜面上を中央部に戻る際に、振動方向によっては渦巻を描くようにして戻る場合がある。この場合は、ろう材２１がテーパー部の中央部に戻るまでに時間がかかり、好ましくない。しかし、上記のようにテーパー部１６の中央部から外周部に向かって放射状に延びる１又は複数の溝２３又は凸条部２２が形成されていれば、ろう材２１は渦巻を描くことなく、溝２３又は凸条部２２に沿って速やかに中央部（凹部１９）に戻る。なお、このような溝２３又は凸条部２２を第２又は第３の実施形態と組み合わせても同様の効果が得られる。
【００３４】
上記の各実施形態及び変形例において、テーパー部１６のテーパー角は、排気の際の振動により真空二重容器１０が傾くときの最大傾斜角より大であることが好ましい。こうすることにより、ろう材２１が凹部１９から飛び出してもテーパー部１６の外周部へ移動せずにすぐに凹部１９へ戻る可能性が高くなる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、図示した形状は一例にすぎない。本発明は上記の実施形態及び変形例に限らず、種々の形態で実施することができる。例えば、上記の実施形態及び変形例ではテーパー部１６の中央部が最下部（最底部）となっているが、図７に示すように最下部１６ａ’を中央部からずらしてもよい。この場合、排気孔２０は中央部ではなく最下部１６ａ’に設けられる。
【００３６】
また、略球形のろう材は無鉛ガラス製に限定する必要は無く、鉛入りガラス製でもよいし、ニッケル等の金属性であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、内ビンと外ビンとの間に密閉空間を有する真空二重容器において、略球系のろう材を用いると共に外ビンの底面の形状を工夫したことにより、真空二重容器の排気及び封口工程におけるろう材のセット作業の機械化（自動化）が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る真空二重容器の一例を示し、（ａ）は底面図、（ｂ）は底面を上にした側面視の断面図である。
【図２】図１のテーパー部の中央部に設けられた凹部及び排気孔を拡大して示し、（ａ）は底面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。
【図３】図２（ｂ）に示した断面図の変形例を示す図であり、（ａ）は第１変形例、（ｂ）は第２変形例、（ｃ）は第３変形例をそれぞれ示す。
【図４】第２の実施形態に係る真空二重容器の一例を示しており、（ａ）は底面図、（ｂ）は底面を上にした外ビン底部の側面視断面図である。
【図５】第３の実施形態に係る真空二重容器のテーパー部の中央部に設けられた凹部及び排気孔を拡大して示し、（ａ）は底面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。
【図６】第１の実施形態に係るテーパー部の変形例を示す底面図であり、（ａ）は第１変形例、（ｂ）は第２変形例をそれぞれ示している。
【図７】図４の変形例に係る真空二重容器の一例を示しており、（ａ）は底面図、（ｂ）は底面を上にした外ビン底部の側面視断面図である。
【図８】従来の真空二重容器の例を示す側面視の断面図である。
【符号の説明】
１０  真空二重容器
１１  内ビン
１２  外ビン
１４  密閉空間
１５  外ビンの底面
１６  テーパー部
１７  壁部
１８  予備凹部
１９  凹部
１９ａ  凹部の底面
２０  排気孔
２１  ろう材
２２  凸条部
２３  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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