JP4083156B2 - 真空二重構造体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、魔法瓶に使用される真空二重瓶、電気ポットに使用される真空二重容器、電気ポットの内容器の外側に設けられる真空二重ジャケット、真空二重パイプ等の真空二重構造体およびその製造方法に関する。

内側部材と外側部材の間を真空にしてなる真空二重構造体では、内側部材と外側部材の間の真空空間によって内側から外側または外側から内側への熱伝達が遮断されるが、輻射伝熱は防止できない。そこで、従来、特許文献１に記載のように、内側部材の外面をアルミニウムまたは銅の箔で覆うことが行われている。内側部材に首部がある場合は、箔を巻いたあと絞り込んで首部に密着させて保持している。また、外側部材に設けた排気孔と対向する位置には箔を設けないようにして、排気時に箔が排気孔を塞ぐのを防止している。

箔を内側部材に固定する方法としては、特許文献２に記載のように、内側部材を覆った箔の両端縁部を重ね合わせてその重ね合わせ部を長手方向に沿って抵抗溶接で内側部材に固定し、若しくは重ね合わせた箔を周方向に沿って抵抗溶接で内側部材に固定し、または箔の両端縁部を微小隙間をあけてそれぞれの縁部を長手方向に沿って抵抗溶接で内側部材に固定することも行われている。

特開昭６１−３１１１１号公報 特許第２８６５６３４号公報

しかし、前記箔を内側部材の首部に絞り込んで保持する方法は、内側部材に首部が無い真空二重構造体には使用できないし、排気孔と対向する位置には輻射熱を防止する箔が無いので、断熱効果が低下する。

また前記抵抗溶接による箔の固定方法では、内側部材の外面に巻いた箔の長手方向や周方向に沿って抵抗溶接を行うので、溶接時に真空二重構造体を支持する装置が大掛かりになるうえ、溶接長が長く時間がかかり、ひいては製造コストが増大するという問題があった。

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、内側部材に巻いた箔を簡単かつ迅速に、しかも安価な製造コストで固定することができる真空二重構造体およびその製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る真空二重構造体の第１の製造方法は、
内側部材の外面に金属箔を巻き、
外側部材に設けた排気孔と対向する位置にて前記内側部材に巻いた金属箔をスポット溶接して内側部材に固定し、
該内側部材を外側部材に挿入してスポット溶接部を外側部材に設けた排気孔近傍に位置させ、
内側部材と外側部材を接合し、
外側部材の排気孔から排気して排気孔を封止することにより内側部材と外側部材の間の空間を真空にするものである。

前記第１の製造方法では、内側部材に巻いた金属箔を巻いた時点で金属箔をスポット溶接して内側部材に固定するので、溶接作業が容易である。またスポット溶接は外側部材に設けた排気孔と対向する位置だけでよいので、溶接作業が迅速に行える。そして、スポット溶接部を外側部材に設けた排気孔近傍に位置させるので、排気時に金属箔が排気孔を塞ぐことがない。

また、本発明に係る真空二重構造体の第２の製造方法は、
内側部材の外面に金属箔を巻き、
該内側部材を外側部材に挿入して内側部材と外側部材を接合し、
外側部材に設けた排気孔から内側部材に巻いた金属箔をスポット溶接して内側部材に固定し、
外側部材の排気孔から排気して排気孔を封止することにより内側部材と外側部材の間の空間を真空にするものである。

前記第２の製造方法では、外側部材に設けた排気孔から内側部材に巻いた金属箔をスポット溶接するので、溶接作業が容易であり、迅速に行える。そして、この金属箔のスポット溶接により、排気時に金属箔が排気孔を塞ぐことがない。

前記製造方法で製造される真空二重構造体は、前述の真空二重瓶、真空二重容器、真空二重ジャケット、真空二重パイプとすることができるが、中でも筒状の内側部材と筒状の外側部材のそれぞれの上下端部を接合する首部の無い真空二重ジャケットであることが好ましい。

本発明に係る真空二重構造体の第１の製造方法によれば、内側部材に巻いた金属箔を巻いた時点で金属箔をスポット溶接し、スポット溶接は外側部材に設けた排気孔と対向する位置だけでよいので、溶接作業が容易で、迅速に行え、製造コストが安価である。また、スポット溶接部を外側部材に設けた排気孔近傍に位置させるので、排気時に金属箔が排気孔を塞ぐことがなく、排気不良が無くなる結果、生産性が高くなる。さらに、排気孔近傍にも金属箔を設けておくことができるので、断熱性が高くなる。

本発明に係る真空二重構造体の第２の製造方法によれば、外側部材に設けた排気孔から内側部材に巻いた金属箔をスポット溶接するので、溶接作業が容易で、迅速に行え、製造コストが安価である。また、この金属箔のスポット溶接により、排気時に金属箔が排気孔を塞ぐことがなく、排気不良が無くなる結果、生産性が高くなる。さらに、排気孔近傍にも金属箔を設けておくことができるので、断熱性が高くなる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本発明に係る方法により製造した真空二重構造体である真空二重ジャケット１を装着した電気ポット２を示す。この電気ポット２は、本体３の内部に内容器４を収容固定し、内容器４の底にヒータ５を取り付けて湯沸かし可能とするとともに、内容器４の底から本体３の注口６まで揚水管７を接続してポンプ８により給湯を可能としたものである。本体３の上端には蓋体９がヒンジ１０により開閉可能に取り付けられ、内容器４の上端開口部から上方への放熱を防止している。本体３と内容器４の間には本発明に係る円筒状の真空二重ジャケット１が設けられ、内容器４の胴部から側方への放熱を防止している。

真空二重ジャケット１は、図２（Ａ）に示すように、ステンレス鋼板を巻いて長手方向に接合した円筒状の内胴１１と外胴１２からなり、首部の無い円筒形状を有している。内胴１１は、上下端部１３，１４が中央部１５よりも拡径され、中央部１５の外面は、図２（Ｂ）に示すように、銅やアルミニウムからなる金属箔１６で覆われている。金属箔１６は、外胴１２に設けた排気孔１７の近傍のＡ部でスポット溶接により内胴１１に固定されている。外胴１２は、内胴１１と同じ長さを有するとともに、内胴１１の上下端部１３，１４の外径よりやや大きい内径を有している。外胴１２の内側に内胴１１が挿入され、それぞれの上下端部１３，１４のＢ部がシーム溶接により接合されている。外胴１２の外面には、内側から外側へ押し広げることで、周方向に延びる補強用の突起１８が長手方向の複数箇所に形成されている。また、外胴１２の下端寄りの内面には、内側から外側へ押し広げることで、凹部１９が形成され、該凹部１９にゲッター２０が収容されている。外胴１２の凹部１９と対向する位置には、図２（Ｂ）に示すように、排気孔１７が形成され、該排気孔１７の周縁の外面には、内側から外側へ押し広げることで、環状の隆起部２１が形成されている。この隆起部２１にチップ管２２が挿入され、溶接により接合されている。チップ管２２は内胴１１と外胴１２の間の空間２３を排気して真空にした後、封じ切られて、シリコンゴムからなるチップカバー２４が被着されている。

次に、前記構成からなる真空二重ジャケット１の製造方法を説明する。まず、図３に示すように、内胴１１と外胴１２を製作した後、内胴１１の外面に金属箔１６を巻き付け、その両端を重ね合わせて折り返す。そして、この金属箔１６の折返し部２５と１８０度反対側（図３では簡略化のため折返し部２５の近傍に描かれている）であって、外胴１２の排気孔１７と対向する位置（２点鎖線で示す）の近傍のＡで示す４箇所をスポット溶接して金属箔１６を内胴に固定する。一方、外胴１２の凹部１９にはゲッター２０を取り付けておく。前記内胴１１を外胴１２に挿入し、図４（Ａ）に示すように内胴１１のスポット溶接部Ａが外胴１２の排気孔１７と対向する位置の近傍に位置するように、位置決めする。この状態で、内胴１１と外胴１２のそれぞれの上下端部１３，１４のＢで示す箇所をシーム溶接により接合し、図４（Ｂ）に示すように、排気孔１７にチップ管２２を接合する。このようにして得られた二重構造体を適宜加熱し、内胴１１と外胴１２の間の空間２３を排気する。このとき、排気孔１７と対向する位置の内胴の金属箔１６は、スポット溶接部Ａによって内胴１１に固定されているので、金属箔１６が排気時の吸引流によって捲れ上がって排気孔１７を塞ぐようなことはない。そして、内胴１１と外胴１２の間の空間２３が所定の真空度になった時点で、図４（Ｃ）に示すように、チップ管２２を封じ切り、図２に示すように、チップ管２２に保護と安全のためチップカバー２４を装着する。

前記製造方法では、内胴１１に金属箔１６を巻いた状態で金属箔１６をスポット溶接により内胴１２に固定したが、内胴１１と外胴１２を接合した後でスポット溶接することも可能である。すなわち、図５に示すように内胴１１の外面に金属箔１６を巻き付け、その両端を重ね合わせて折り返す。この状態で、内胴１１を外胴１２に挿入し、図６（Ａ）に示すように、内胴１１と外胴１２のそれぞれの上下端部１３，１４のＢで示す箇所をシーム溶接により接合した後、外胴１２の排気孔１７からスポット溶接機の電極２６を挿入し、金属箔１６のＣで示す箇所をスポット溶接して内胴１１に固定する。そして、図６（Ｂ）に示すように、排気孔１７にチップ管２２を接合する。このようにして得られた二重構造体の内胴１１と外胴１２の間の空間を前記方法と同様に排気する。このとき、排気孔１７と対向する位置の内胴１１の金属箔１６は、スポット溶接部Ｃによって内胴１１に固定されているので、金属箔１６が排気時の吸引流によって捲れ上がって排気孔１７を塞ぐようなことはない。そして、内胴１１と外胴１２の間の空間２３が所定の真空度になった時点で、図６（Ｃ）に示すようにチップ管２２を封じ切り、図２に示すようにチップカバー２４を装着する。

前記実施形態では、１枚の金属箔１６を内胴１１に巻いてその両端縁を重ねて折り返したが、金属箔１６は複数枚を巻いてもよく、また１枚の金属箔１６を巻き回して巻き終わり端部をスポット溶接してもよい。

なお、前記実施形態では、排気孔を封止する方法としてチップ管封止方式を採用したが、真空炉内で排気孔を排気板でロウ接したり、排気孔をロウ剤自身で封止する等、各種の封止方式を採用することができる。

また、本発明は、前記実施形態のような電気ポットの真空二重ジャケットに限らず、魔法瓶に使用される真空二重瓶、電気ポットの内容器として使用される真空二重容器、真空二重パイプ等にも適用することができるものである。

本発明に係る方法により製造した真空二重構造体である真空二重ジャケットを装着した電気ポットの一部破断側面図である。 （Ａ）は図１に示す真空二重ジャケットの一部破断正面図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大断面図である。 真空二重ジャケットの第１の製造方法を示す分解斜視図である。 真空二重ジャケットの第１の製造方法を順に示す断面図である。 真空二重ジャケットの第２の製造方法を示す分解斜視図である。 真空二重ジャケットの第２の製造方法を順に示す断面図である。

符号の説明

１ 真空二重ジャケット
１１ 内胴
１２ 外胴
１６ 金属箔
１７ 排気孔
２３ 空間

Claims (3)

1. 内側部材の外面に金属箔を巻き、
   外側部材に設けた排気孔と対向する位置にて内側部材に巻いた金属箔をスポット溶接して内側部材に固定し、
   該内側部材を外側部材に挿入してスポット溶接部を外側部材に設けた排気孔近傍に位置させ、
   内側部材と外側部材を接合し、
   外側部材の排気孔から排気して排気孔を封止することにより内側部材と外側部材の間の空間を真空にすることを特徴とする真空二重構造体の製造方法。
2. 内側部材の外面に金属箔を巻き、
   該内側部材を外側部材に挿入して内側部材と外側部材を接合し、
   外側部材に設けた排気孔から内側部材に巻いた金属箔をスポット溶接して内側部材に固定し、
   外側部材の排気孔から排気して排気孔を封止することにより内側部材と外側部材の間の空間を真空にすることを特徴とする真空二重構造体の製造方法。
3. 前記真空二重構造体は、筒状の内側部材と筒状の外側部材のそれぞれの上下端部を接合する首部の無い真空二重ジャケットであることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空二重構造体の製造方法。

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