JP2021137178A - 断熱容器および断熱容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス製の断熱容器において、内瓶の外面に非めっき部分が生じることを抑制できる構造および製造方法を提供する。【解決手段】この断熱容器２０は、ガラス製の外瓶２１および内瓶２２と、外瓶２１の内面および内瓶２２の外面を被覆するめっき層２５と、複数のマット材２６とを有する。外瓶２１および内瓶２２は、上部同士が接合されて、真空二重構造を形成する。複数のマット材２６は、外瓶２１と内瓶２２との間に介在する。マット材２６は、外瓶２１の内面に接着されている。このため、内瓶２２の外面とマット材２６との間には、接着剤２７が介在しない。これにより、内瓶２２の外面に、接着剤２７に起因する非めっき部分が生じることを抑制できる。【選択図】図４

Description

本発明は、内部に液体を貯留して保温または保冷するガラス製の断熱容器および断熱容器の製造方法に関する。

従来、飲料水やお茶などの液体を内部に貯留して保温または保冷する、ガラス製の断熱容器が知られている。断熱容器は、内瓶と、外瓶と、それらの間に介在する真空層とを有する、真空二重構造となっている。従来のガラス製の断熱容器については、例えば、特許文献１，２に記載されている。

特許第６５１８０１７号公報 特許第６５１８０１８号公報

ガラス製の断熱容器を製造するときには、まず、内瓶の外面に、マット材を接着剤で接着する。次に、外瓶の内側に内瓶を挿入して、マット材を外瓶の内面に突き当てる。これにより、外瓶と内瓶の間に、一定の間隔が保たれる。続いて、外瓶の内面および内瓶の外面に、めっき液を流して、めっき層を形成する。その後、外瓶と内瓶の間の空間から気体を吸い出して、真空層を形成する。

しかしながら、上記の製造方法では、内瓶の外面のうち、マット材を接着するための接着剤が存在する部分には、めっき液が付着しない。このため、製造後の断熱容器を、上部の開口から覗くと、めっき層に覆われていない非めっき部分が目視できる状態となり、断熱容器の美観を損ねる要因となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ガラス製の断熱容器において、内瓶の外面に非めっき部分が生じることを抑制できる構造および製造方法を提供することを目的とする。

本発明の断熱容器は、内部に液体を貯留して保温または保冷するガラス製の断熱容器であって、外瓶と、前記外瓶の内側に位置する内瓶と、前記外瓶の内面および前記内瓶の外面を被覆するめっき層と、前記外瓶と前記内瓶との間に介在するマット材と、を有し、前記外瓶および前記内瓶は、上部同士が接合されて真空二重構造を形成し、前記マット材は、前記外瓶の内面に接着されている。

この断熱容器では、内瓶の外面とマット材との間に、接着剤が介在しない。このため、内瓶の外面に、非めっき部分が生じることを抑制できる。

また、前記マット材は、前記外瓶の内面に接着されるベース部と、前記ベース部から前記内瓶の外面へ向かうにつれて徐々に収束する錐状部と、を有し、前記錐状部の頂部が、前記内瓶の外面に接触することが好ましい。これにより、内瓶の外面とマット材との接触面積を低減できる。このため、内瓶の外面に、マット材との接触による非めっき部分が生じることを抑制できる。

また、前記ベース部は円柱形状であり、前記錐状部は円錐形状であることが好ましい。これにより、底面が多角形状のマット材と比べて、外瓶の内面に対するマット材の接触状態を安定させることができる。

また、前記錐状部の直径をｒ、前記錐状部の高さをｈとして、比率ｒ／ｈが、１／７よりも大きく、かつ、３／７よりも小さいことが好ましい。これにより、マット材の頂部の応力集中を抑制しつつ、内瓶の外面に非めっき部分が生じることを抑制することができる。

また、本発明の断熱容器の製造方法は、ａ）外瓶の内面にマット材を接着する工程と、ｂ）前記外瓶の内側に内瓶を挿入し、前記内瓶の外面を前記マット材に突き当てる工程と、ｃ）前記外瓶の上端部と前記内瓶の上端部とを接合する工程と、ｄ）前記外瓶の内面および前記内瓶の外面にめっき層を形成する工程と、ｅ）前記外瓶と前記内瓶との間の空間から気体を吸い出す工程と、を有する。

この製造方法では、内瓶の外面とマット材との間に、接着剤を介在させない。このため、内瓶の外面に、接着剤に起因する非めっき部分が生じることを抑制できる。

本発明によれば、内瓶の外面とマット材との間に、接着剤が介在しない。このため、内瓶の外面に、非めっき部分が生じることを抑制できる。

液体容器の側面図である。 液体容器の縦断面図である。 栓の縦断面図である。 断熱容器の縦断面図である。 マット材の側面図および上面図である。 断熱容器の製造手順を示したフローチャートである。 断熱容器の製造時の様子を示した図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．液体容器の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る断熱容器２０を備えた液体容器１の側面図である。図２は、液体容器１の縦断面図である。この液体容器１は、飲料水やお茶などの液体を貯留して保温または保冷し、必要に応じて傾けることにより、コップ等の外部容器へ液体を注出可能な、いわゆるハンドポットである。図１および図２に示すように、液体容器１は、容器本体１０、断熱容器２０、および栓３０を備えている。

容器本体１０は、有底円筒状の外装部品である。容器本体１０の材料には、例えば合成樹脂が用いられる。ただし、容器本体１０は、合成樹脂以外の材料により形成されたものであってもよい。図１および図２に示すように、容器本体１０は、底部１１、側壁部１２、肩部１３、嘴部１４、およびハンドル１５を有する。底部１１は、容器本体１０の最下部に位置する円板状の部分である。側壁部１２は、底部１１の縁から上方へ向けて、略円筒状に延びている。肩部１３は、側壁部１２の上端部から、内方および下方へ向けて延びている。肩部１３の内周面には、らせん状の雌ねじが設けられている。また、肩部１３の下端の内側には、円形の開口１６が設けられている。

嘴部１４は、肩部１３の周方向（液体容器１の中心軸９に対する円周方向。以下同じ）の一部分から、外側へ向けて突出する。嘴部１４の形状は、外端へ向かうにつれて徐々に収束する溝状となっている。栓３０の後述する注出口３７から注出される液体は、嘴部１４を介して、外部容器へ注がれる。ハンドル１５は、側壁部１２の外周面に設けられている。嘴部１４とハンドル１５とは、中心軸９を挟んで互いに反対側に位置する。ユーザは、ハンドル１５を把持して、液体容器１を持ち運んだり、注出のために液体容器１を傾けたりすることができる。

断熱容器２０は、容器本体１０の内部において液体を貯留する、ガラス製の容器である。断熱容器２０は、容器本体１０の底部１１上に固定されたホルダ１７に、支持されている。断熱容器２０は、真空二重構造となっている。すなわち、断熱容器２０は、有底筒状の外瓶２１と、外瓶２１の内側に位置する有底筒状の内瓶２２とを有する。外瓶２１と内瓶２２との間には、真空層２３が介在する。これにより、断熱容器２０の内部に貯留された液体を、保温または保冷することができる。

容器本体１０の肩部１３と、断熱容器２０の上端部との間には、円環状の容器パッキン２４が介在する。容器パッキン２４は、シリコン等の弾性変形可能な樹脂により形成されている。容器パッキン２４は、容器本体１０の肩部１３と、断熱容器２０の上端部との間の隙間を封止する。これにより、断熱容器２０の内部に貯留された液体が、断熱容器２０と容器本体１０との間の空間へ、漏れ出すことが抑制される。

栓３０は、複数の部品により構成されるユニットである。栓３０は、容器本体１０の上部に取り付けられる。栓３０は、容器本体１０の上部の開口１６を塞ぐとともに、容器本体１０から液体を注出するための流路を開栓および閉栓する機能を有する。図３は、栓３０の縦断面図である。図３に示すように、栓３０は、栓本体３１、栓パッキン３２、栓カバー３３、および内栓ユニット３４を有する。

栓本体３１は、合成樹脂により形成された円環状の部材である。図３に示すように、栓本体３１は、大径部３１１と、大径部３１１よりも径が小さい小径部３１２と、を有する。大径部３１１は、栓本体３１の最上部に位置する。小径部３１２は、大径部３１１の下部から下方へ向けて延びている。小径部３１２は、外周面に、らせん状の雄ねじを有する。液体容器１の使用時には、肩部１３の雌ねじに、栓本体３１の雄ねじを螺合させる。これにより、容器本体１０に栓３０が取り付けられる。容器本体１０に栓３０が取り付けられると、小径部３１２の下端部は、肩部１３の内側の開口１６に挿入される。

小径部３１２の内部には、液体を注出するための流路３５が設けられている。流路３５は、小径部３１２の下端部に設けられた流入口３６と、小径部３１２の外周面の一部分に設けられた注出口３７とを連通する。具体的には、流路３５は、縦流路３５１と横流路３５２とを有する。横流路３５２は、注出口３７から径方向（液体容器１の中心軸９に対する半径方向。以下同じ）に沿って内側へ向けて、横方向（水平方向）に延びる。縦流路３５１は、横流路３５２の内端から下方へ向けて、流入口３６まで延びる。液体の注出時には、断熱容器２０内の液体が、流入口３６から縦流路３５１および横流路３５２を通って注出口３７へ流れ、注出口３７から嘴部１４を介して外部容器へ注がれる。

栓パッキン３２は、円環状の弾性部品である。栓パッキン３２は、小径部３１２の下端部の外周面に固定されている。栓パッキン３２の材料には、シリコン等の弾性変形可能な樹脂が用いられる。容器本体１０に栓３０が取り付けられると、肩部１３の開口１６の縁に、栓パッキン３２が接触する。これにより、栓本体３１の外周面と、肩部１３との間の隙間が封止される。その結果、断熱容器２０内の液体が、栓本体３１の外周面と肩部１３との間を通って外部ヘ漏れ出すことが、抑制される。

栓カバー３３は、栓本体３１の上部を覆う部品である。図３に示すように、栓カバー３３は、円板部３３１と、円板部３３１の縁から下方へ向けて延びる円筒状の外筒部３３２とを有する。円板部３３１の中央には、円形の貫通孔３３３が設けられている。外筒部３３２は、栓本体３１の大径部３１１の周囲に位置する。栓本体３１の大径部３１１は、外周面から径方向外側へ向けて突出する爪部４１を有する。一方、栓カバー３３の外筒部３３２の内周面には、爪部４１と係合する段差部５１が設けられている。この段差部５１と爪部４１との係合により、栓本体３１に対して栓カバー３３が固定されている。

内栓ユニット３４は、栓本体３１の下端部の流入口３６を開閉するためのユニットである。内栓ユニット３４は、操作ボタン３４１と、封止板３４２と、切替機構３４３とを有する。操作ボタン３４１は、栓カバー３３の上述した貫通孔３３３の内側に位置する。封止板３４２は、栓本体３１の流入口３６を封止するための部品である。切替機構３４３は、操作ボタン３４１の操作に応じて、封止板３４２の位置を切り替える機構である。切替機構３４３は、コイルばねやカム等の複数の部品により構成される。

操作ボタン３４１を押下すると、切替機構３４３により、封止板３４２の位置が、閉栓位置と、閉栓位置よりも低い開栓位置との間で、切り替えられる。封止板３４２が、閉栓位置に配置されたときには、栓本体３１の下端部の流入口３６が、封止板３４２により閉鎖される。この状態では、仮に液体容器１が倒れたとしても、断熱容器２０内の液体が注出口３７からこぼれることはない。一方、封止板３４２が開栓位置に配置されると、流入口３６が開放される。この状態では、液体容器１を傾けることにより、注出口３７から液体を注出することができる。

＜２．断熱容器の構造および製造方法について＞
続いて、断熱容器２０のより詳細な構造および製造方法について、説明する。

図４は、断熱容器２０の縦断面図である。上述の通り、断熱容器２０は、外瓶２１と、外瓶２１の内側に位置する内瓶２２とを有する。外瓶２１および内瓶２２は、上端部同士が接合されて、真空二重構造を形成している。図４中の拡大図に示すように、外瓶２１の内面および内瓶２２の外面は、めっき層２５に覆われている。めっき層２５の材料には、例えば、銅や銀などの金属が用いられる。したがって、外瓶２１および内瓶２２自体は透明であるのに対し、めっき層２５は不透明である。断熱容器２０は、真空層２３に加えて、めっき層２５を有することにより、高い保温・保冷性能を有するものとなっている。

また、図４に示すように、断熱容器２０は、複数のマット材２６を有する。マット材２６は、外瓶２１の底部と、内瓶２２の底部との間に介在する。断熱容器２０が有するマット材２６の数は、例えば３つであるが、３つには限定されない。複数のマット材２６は、中心軸９の周囲に、等角度間隔で配置される。すなわち、マット材２６の数が２つの場合、平面視において、２つのマット材２６が中心軸９を挟んで互いに反対側に配置される。また、マット材２６の数が３つ以上の場合、平面視において、中心軸９を中心とする正多角形の角部に相当する位置に、各マット材２６が配置される。マット材２６は、断熱容器２０の製造時に、外瓶２１の内面と内瓶２２の外面との間隔を、所定の間隔に維持するスペーサの役割を果たす。断熱容器２０の材料には、例えば、ケイ酸カルシウムまたは珪藻土が用いられる。

図５は、マット材２６の側面図および上面図である。図４および図５に示すように、マット材２６は、ベース部２６１と錐状部２６２とを有する。ベース部２６１は、扁平な円柱形状の部分である。図４に示すように、ベース部２６１の底面は、接着剤２７を介して、外瓶２１の内面に接着されている。錐状部２６２は、ベース部２６１の上部に位置する円錐形状の部分である。錐状部２６２の外径は、ベース部２６１から内瓶２２の外面へ向かうにつれて、徐々に収束する。錐状部２６２の頂部は、内瓶２２の外面に接触する。

図６は、断熱容器２０の製造手順を示したフローチャートである。図７は、断熱容器２０の製造時の様子を示した図である。

この断熱容器２０の製造時には、接合されていない外瓶２１および内瓶２２と、複数のマット材２６とが用意される。外瓶２１は、上端に内瓶２２の外径よりも広い第１開口２１１を有する。また、外瓶２１の下部は括れており、その下端には、真空引きのための第２開口２１２が設けられている。内瓶２２は、上部が括れており、その上端に第３開口２２１を有する。

製造者は、まず、外瓶２１の内面に、複数のマット材２６を接着する（ステップＳ１）。具体的には、各マット材２６のベース部２６１の底面に、接着剤２７を塗布する。そして、外瓶２１の底部の内面に、マット材２６を配置する。マット材２６は、接着剤２７が塗布されたベース部２６１の底面が外瓶２１に接触し、錐状部２６２が内側を向く姿勢で、配置される。また、複数のマット材２６は、中心軸９を中心として等角度間隔に配置される。接着剤２７が硬化すると、外瓶２１に対して複数のマット材２６が固定される。

次に、図７のように、外瓶２１の内側へ、内瓶２２を挿入する（ステップＳ２）。そして、内瓶２２の底部の外面を、マット材２６に突き当てる。具体的には、各マット材２６の錐状部２６２の頂部に、内瓶２２の底部を接触させる。これにより、外瓶２１の内面と内瓶２２の外面との間隔が、マット材２６の厚みに応じた所定の間隔に保たれる。

続いて、外瓶２１の上端部を加熱溶融により縮径させて、外瓶２１の上端部と内瓶２２の上端部とを接合する（ステップＳ３）。これにより、外瓶２１と内瓶２２の間の円筒状の空間の上端部が封止される。

続いて、外瓶２１の第２開口２１２から、外瓶２１と内瓶２２との間にめっき液を流し込む。これにより、外瓶２１の内面および内瓶２２の外面にめっき層２５を形成する（ステップＳ４）。このとき、めっき液は、外瓶２１の内面のうち、接着剤２７が存在する部分以外の部分に行き渡る。また、内瓶２２の外面には、接着剤２７が存在しないため、内瓶２２の外面のほぼ全体に、めっき液が行き渡る。

その後、外瓶２１と内瓶２２との間の空間から、第２開口２１２を介して、気体を吸い出す（ステップＳ５）。そして、外瓶２１の下端部を加熱溶融させることにより、第２開口２１２を閉塞する。これにより、外瓶２１と内瓶２２との間に、真空層２３が形成される。

以上のように、この断熱容器２０では、内瓶２２の外面ではなく、外瓶２１の内面に、マット材２６が接着される。したがって、内瓶２２とマット材２６との間には、接着剤２７が介在しない。このため、上述したステップＳ４において、内瓶２２の外面に、接着剤２７に起因する非めっき部分（めっき層２５に覆われない部分）が生じることを抑制できる。

このようにすれば、製造後の断熱容器２０の内部を、上部の開口から覗いたとしても、非めっき部分は目視されない。したがって、断熱容器２０の美観を向上させることができる。また、液体を直接保持する内瓶２２において、非めっき部分が低減されるため、液体の保温・保冷性能を、より向上させることができる。

特に、本実施形態のマット材２６は、錐状部２６２を有する。そして、錐状部２６２の頂部が、内瓶２２の外面に接触する。このようにすれば、内瓶２２の外面にマット材２６が面接触する場合と比べて、内瓶２２の外面とマット材２６との接触面積を低減できる。したがって、内瓶２２の外面に、マット材２６との接触による非めっき部分が生じることを抑制できる。また、液体を直接保持する内瓶２２に対して、マット材２６が面接触しないので、内瓶２２とマット材２６との間で、熱伝導による熱の移動が生じにくい。これにより、液体の保温・保冷性能を、より向上させることができる。

非めっき部分を小さくするためには、図５に示す錐状部２６２の頂角θを、小さくすることが好ましい。ただし、錐状部２６２の頂角θが小さ過ぎると、上述したステップＳ２において、錐状部２６２の頂部に、内瓶２２との接触により応力集中が生じ、頂部が欠けたり、内瓶に大きな負荷がかかってしまうおそれがある。その場合、外瓶２１の内面と内瓶２２の外面との間隔に、誤差が生じる可能性が高くなる。このため、錐状部２６２の頂角θは、非めっき部分を低減しつつ、頂部の応力集中を抑制することが可能な適正な範囲に設定することが好ましい。

具体的には、図５のように、錐状部２６２の直径をｒ、錐状部２６２の高さをｈとして、これらの比率ｈ／ｒを、１／７よりも大きく、かつ、３／７よりも小さくするとよい。また、当該比率ｈ／ｒを、１．５／７よりも大きく、かつ、２．５／７よりも小さくすれば、さらに好ましい。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

上記実施形態のマット材２６は、円柱形状のベース部２６１と、円錐形状の錐状部２６２とを有していた。しかしながら、ベース部２６１の形状は、四角柱や六角柱等の角柱形状であってもよい。また、錐状部２６２の形状も、四角錐や六角錐等の角錐形状であってもよい。ただし、上記実施形態のように、マット材２６の底面を円形とすれば、マット材２６の底面が多角形の場合と比べて、外瓶２１の内面に対するマット材２６の接触状態を、より安定させることができる。

上述した断熱容器２０は、加熱機能をもたない液体容器１に使用されるものであった。しかしながら、本発明の断熱容器が用いられる液体容器は、外部から供給される電力等により、内部に貯留した液体を加熱することができるものであってもよい。また、本発明の断熱容器は、液体を貯留して持ち運ぶことができる水筒に用いられるものであってもよい。また、本発明の断熱容器が用いられる液体容器は、使用者が手に持って傾けることで液体を注出するハンドポットに限らず、ポンプにより断熱容器内の液体を注出するものであってもよい。

また、断熱容器の細部の形状および寸法については、本願の各図と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 液体容器
９ 中心軸
１０ 容器本体
２０ 断熱容器
２１ 外瓶
２２ 内瓶
２３ 真空層
２４ 容器パッキン
２５ めっき層
２６ マット材
２７ 接着剤
３０ 栓
２６１ ベース部
２６２ 錐状部
θ 錐状部の頂角
ｒ 錐状部の直径
ｈ 錐状部の高さ

Claims (5)

1. 内部に液体を貯留して保温または保冷するガラス製の断熱容器であって、
   外瓶と、
   前記外瓶の内側に位置する内瓶と、
   前記外瓶の内面および前記内瓶の外面を被覆するめっき層と、
   前記外瓶と前記内瓶との間に介在するマット材と、
   を有し、
   前記外瓶および前記内瓶は、上部同士が接合されて真空二重構造を形成し、
   前記マット材は、前記外瓶の内面に接着されている、断熱容器。
2. 請求項１に記載の断熱容器であって、
   前記マット材は、
   前記外瓶の内面に接着されるベース部と、
   前記ベース部から前記内瓶の外面へ向かうにつれて徐々に収束する錐状部と、
   を有し、
   前記錐状部の頂部が、前記内瓶の外面に接触する、断熱容器。
3. 請求項２に記載の断熱容器であって、
   前記ベース部は円柱形状であり、
   前記錐状部は円錐形状である、断熱容器。
4. 請求項３に記載の断熱容器であって、
   前記錐状部の直径をｒ、前記錐状部の高さをｈとして、
   比率ｒ／ｈが、１／７よりも大きく、かつ、３／７よりも小さい、断熱容器。
5. 内部に液体を貯留して保温または保冷するガラス製の断熱容器の製造方法であって、
   ａ）外瓶の内面にマット材を接着する工程と、
   ｂ）前記外瓶の内側に内瓶を挿入し、前記内瓶の外面を前記マット材に突き当てる工程と、
   ｃ）前記外瓶の上端部と前記内瓶の上端部とを接合する工程と、
   ｄ）前記外瓶の内面および前記内瓶の外面にめっき層を形成する工程と、
   ｅ）前記外瓶と前記内瓶との間の空間から気体を吸い出す工程と、
   を有する、製造方法。

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