JP5380670B2 - 真空二重びん - Google Patents

Description

この発明は、水などを保冷、保温する真空二重びんに関する。

従来、外胴と内びんの上側口部を接合した後に底カバーを当該外胴に接合して外びんを形成し、かつこれら内びんと外びん間の真空排気に用いた当該底カバーの排気口を封止部で塞いだ真空二重びんがある。底カバーには、外胴に水平方向から被さる側周部と、真空二重びんを水平面に鉛直に立たせる底面周囲部よりも上方に凹んだ逃げ部とが形成されている。側周部が外胴に圧入され、外部から溶接されている。底カバーで真空二重びんを水平面に鉛直に立たせるので、外びんの底を覆う別付けの外カバーが存在しない。このため、封止部は、内びんの下方に位置した逃げ部に含まれている。落下時は、底面周囲部が逃げ部よりも先に他の部分と当たり易く、封止部を防護することができる。外カバーが無くなる分、全高を維持しつつ、内びんを下方に長くし、容量を増すことも可能である（特許文献１）。

特開２０００−９３３２９号公報（要約書、図２）

しかしながら、上述のように別付けの外カバーを無くすと、内びんと外びん間の真空空間と、外びんと外カバーの空間とを有する特許文献１の図１のような一般的な真空二重びんと異なり、底カバーへの落下衝撃の繰り返し付加で打痕が徐々に大きくなった場合、底カバーと内びんとの接触が可能となり、熱不良が起こる。

そこで、この発明の課題は、落下衝撃による底カバーと内びんの接触を防止することである。

上記の課題を解決するため、この発明は、外胴と内びんの上側口部を接合した後に底カバーを当該外胴に接合して外びんを形成し、かつ真空排気に用いた当該底カバーの排気口を封止部で塞いだ真空二重びんにおいて、前記底カバーが、前記外胴に水平方向から被さる側周部と、前記真空二重びんを水平面に鉛直に立たせる底面周囲部よりも上方に凹んだ逃げ部とを有し、前記封止部が、前記内びんの下方に位置した前記逃げ部に含まれており、前記外胴が、前記側周部の内側で前記逃げ部の最高点及び前記外胴と前記側周部の溶接部よりも低く突き出た負荷分担部を含み、前記負荷分担部が、前記底カバーに負荷された落下衝撃を前記逃げ部の最高点と前記内びんの接触前に分担する構成を採用した。

底カバーの側周部の内側で側周部と外胴の溶接部よりも低く突き出た外胴の負荷分担部は、底カバーに負荷された落下衝撃を分担するため、底カバーの上方への凹み変形を抑えることができる。底カバーの逃げ部の最高点が最も早期に内びんと接触し得るので、その最高点よりも低く突き出た負荷分担部によれば、その接触前から前記の凹み変形を抑え、落下衝撃による底カバーと内びんの接触を防止することができる。

前記外胴が、上に向かって次第に拡径する段付け部を含み、前記溶接部が、前記段付け部と、ここに突き当たるまで圧入された前記側周部の上端とを溶接することで形成されており、前記負荷分担部が、上に向かって次第に拡径する圧入案内部を含み、前記側周部が、前記圧入案内部を滑ってから前記段付け部に突き当たるようになっていることが好ましい。

外胴の段付け部と、ここに突き当たるまで圧入された底カバーの側周部の上端とを溶接することで溶接部が形成されている。この溶接を行うため、側周部を外胴に圧入で固定している。負荷分担部は、溶接部よりも低く突き出た部分なので、ここを圧入の案内に利用することができる。すなわち、上に向って次第に拡径する圧入案内部を負荷分担部に含めれば、側周部が圧入案内部を滑る間に拡がるので、段付け部まで圧入し易くなる。また、側周部を接触よく強固に取り付けることができる。側周部が段付け部に突き当たるまで圧入されていない場合、側周部の上端と段付け部との間に残る隙間のために外胴側の溶融が不足し、溶接不良になり易いが、圧入案内部で段付き部までの圧入を確実にすれば、負荷分担部を利用して溶接不良を防止することができる。

例えば、前記圧入案内部が、前記外胴及び前記底カバーの軸線上に球中心をもった下半球状になっているとよい。

底カバーが軸線に対して僅かに傾いた状態で圧入されるときでも、その軸線上に球中心をもった下半球状の圧入案内部なので、前記段付け部まで圧入が円滑に進み、段付け部と前記側周部との突き当たりで傾きを是正してから、溶接することができる。

前記外胴が、上に向かって次第に拡径する段付け部を含み、前記負荷分担部が、上に向かって次第に拡径する圧入案内部を含み、前記側周部が、前記圧入案内部を滑ってから前記段付け部に突き当たるようになっており、前記圧入案内部と前記段付け部との間に、前記側周部と面接触するようになじんだ圧入嵌合部が連続しており、前記溶接部が、前記段付け部と、ここに突き当たるまで圧入された前記側周部の上端、又は前記圧入嵌合部と前記側周部の上端とを溶接することで形成されていることも好ましい。

圧入案内部で圧入を容易にすることができるので、圧入案内部と段付け部との間に、前記外胴と前記側周部とが面接触するようになじんだ圧入嵌合部が連続して生じるような、きつい圧入を採用することができる。仮に、段付け部に側周部が突き当たらない圧入不良が生じても、その圧入嵌合部と側周部間には外胴側の溶融不良を招くような隙間がないので、溶接不良を防止することができる。

前記外胴が、前記段付け部から上に向かって次第に縮径した膨出部と、この膨出部よりも高い位置で前記内びんの最大外径部と対向する内径部とを含み、前記負荷分担部の最小内径が、前記内径部以上であるとよい。

外胴と内びんの上側口部を接合するため、内びんを外胴の内側に下から同軸に挿入する。その外胴が内径部と段付け部間の径差を解消する膨出部を含むので、段付け部の形成による内びんの最大外径の制限、ひいては容量減少が防止されている。外胴の段付け部から下の部分に底カバーの側周部が被さるので、さらに負荷分担部の最小内径が内径部以上であれば、負荷分担部に、内側へ曲げて形成することになる圧入案内部を含めても、内びんの最大外径が制限されない。

前記底面周囲部が、水平に沿った板部からなり、前記負荷分担部が、前記底面周囲部と前記外胴の板厚面で対面する向きに曲げられていることが好ましい。

前記底カバーに負荷された落下衝撃を負荷分担部が分担する際、水平な底面周囲部と負荷分担部とが鉛直方向に突き当たるようにし、負荷分担部の傾きを防ぎ、しっかりと凹み変形を抑えることができる。

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、落下衝撃による底カバーの上方への凹み変形を、底カバーの逃げ部の最高点と内びんの接触前から外胴の負荷分担部で抑えるので、落下衝撃による底カバーと内びんの接触を防止することができる。

（ａ）は実施形態の底カバーと外胴の部分縦断面図、（ｂ）は実施形態の底カバーを外胴に圧入した状態の部分縦断面図 実施形態の全体構造を示す縦断面図 （ａ）は第１実施例の底カバーを外胴に正規に圧入した状態の部分縦断面図、（ｂ）第１実施例の底カバーを外胴に不正規に圧入した状態の部分縦断面図、（ｃ）は第１実施例の圧入嵌合部と底カバーの側周部の寸法関係を示す概念図 第２実施例の底カバーを外胴に圧入した状態の部分縦断面図

図１、図２に示すように、この発明の実施形態に係る真空二重びんは、外胴１０と内びん２０の上側口部１１、２１を接合した後に底カバー３０を外胴１０に接合して外びんを形成し、これら内びん２０と外びん間の真空排気に用いた底カバー３０の排気口を封止部３１で塞いだ真空二重びんを備えている。外胴１０の外面に中栓４０が装着される。中栓４０は、飲み口４１と、蓋４２と、蓋ロック機構４３とを備えており、携帯用の真空二重びんとなっている。

外胴１０は、プレス加工で成形された一部品になっている。内びん２０は、内底２２を内胴に接合して形成されている。内びん２０の最大外径部２３は、満水位よりも低い位置にある。最大外径部２３は、内底２２と内胴の接合部になっている。

底カバー３０は、前記外胴に水平方向から被さる側周部３２と、真空二重びんを水平面に鉛直に立たせる底面周囲部３４よりも上方に凹んだ逃げ部３３とを有している。逃げ部３３は、内びん２０の内底２２の下方に位置している。封止部３１は、逃げ部３３の中央部に形成されている。逃げ部３３の最高点は、封止部３１のところに存在している。

外胴１０は、側周部３２の内側で逃げ部３３の最高点、及び外胴１０と側周部３２の溶接部よりも低く突き出た負荷分担部１２と、上に向かって次第に拡径する段付け部１３と、段付け部１３から上に向かって次第に縮径した膨出部１４と、膨出部１４よりも高い位置で内びん２０の最大外径部２３と対向する内径部１５とを含んでいる。

溶接部は、段付け部１３と、ここに突き当たるまで圧入された側周部３２の上端３２ａとを溶接することで形成されている。溶接には、レーザ溶接を採用している。

底面周囲部３４は、水平に沿った板部からなる。負荷分担部１２は、底面周囲部３４と外胴１０の板厚面で対面する向きに曲げられている。

負荷分担部１２は、底カバー３０の側周部３２を段付け部１３に突き当たるまで圧入すると、底面周囲部３４と突き当たった状態になる。このため、負荷分担部１２は、底カバー３０に負荷された落下衝撃を逃げ部３３の最高点と内びん２０の接触前に分担することができる。

負荷分担部１２は、上に向かって次第に拡径する圧入案内部１２ａを含む。側周部３２を圧入する間に、上端３２ａが圧入案内部１２ａを滑ってから段付け部１３に突き当たるようになっている。側周部３２が圧入案内部１２ａを滑る間に拡径変形を生じるので、段付け部１３まで圧入し易い。また、側周部を接触よく強固に取り付けることができる。外胴１０のプレス加工上、段付け部１３から下の部分には、全体として、下に向って外側に僅かな傾きを設定している。段付け部１３に側周部３２の上端３２ａが接触していないと、レーザで加熱しても隙間があるため、底カバー３０の上端３２ａ付近だけが高温になり、外胴１０の段付け部１３付近の溶融が不足し兼ねない。負荷分担部１２に圧入案内部１２ａを含めて圧入を容易にしたため、圧入不良を防ぎ、ひいては、溶接不良を防止することができる。

負荷分担部１２の最小内径は、内径部１５以上である。このため、内びん２０を下方から外胴１０の内側に同軸に挿入する際、最大外径部２３と接触しない。また、内径部１５と最大外径部２３との関係で内びん２０の容量が決まるので、圧入案内部１２ａを溶接部よりも逃げ部３３に近くに形成しても容量が減少しない。

この実施形態にＪＩＳ Ｓ２０５３の８．５．１に規定の落下衝撃試験を行うと、底カバー３０の底面周囲部３４が板に当る。その底面周囲部３４に板厚面で突き当たっている負荷分担部１２は、落下衝撃を直ちに分担するので、逃げ部３３の最高点と内びん２０の内底２２の接触前から、底カバー３０の上方への凹み変形が負荷分担部１２で抑えられる。したがって、この実施形態は、落下衝撃による底カバー３０と内びん２０の接触を防止することができる。負荷分担部１２は、板厚面で水平に沿った底面周囲部３４に突き当たるので、簡単には傾かず、しっかりと底面周囲部３４を抑えることができる。

図示例で、ＪＩＳの８．５．１に規定の落下衝撃試験の高さを４０（ｃｍ）から７０（ｃｍ）に変更し、繰り返し１００回の落下させた。外胴１０、底カバー３０を切断して断面を目視で確認したところ、内びん２０の内底２２が全体的に下側に膨らみ、底カバー３０は底面周囲部３４から上側に凹んだが、底カバー３０と内びん２０の接触は無かった。なお、満水容量は、１．２（ｌ）未満とし、外胴１０、内びん２０、底カバー３０の素材は、上記ＪＩＳに従うステンレス薄板とした。

図３に第１実施例を示す。以下、実施形態との相違点を述べるに留める。図３（ａ）に示すように、第１実施例は、圧入案内部１２ａと段付け部１３との間に、側周部３２と面接触するようになじんだ圧入嵌合部１６が連続している。正規の溶接部の位置は、段付け部１３と、ここに突き当たるまで圧入された側周部３２の上端３２ａである。図３（ｂ）に示すように、圧入不良が生じたとしても、圧入嵌合部１６と側周部３２の上端３２ａとを溶接することができるので、溶接不良を防止することができる。圧入嵌合部１６は、図３（ｃ）に圧入前の寸法関係を概念的に示すように、負荷分担部１２と段付け部１３間における外胴外径と、側周部３２の内径との間に十分な負のはめあい代を設定することで形成されている。

負荷分担部１２は、底面周囲部３４から上方に浮いている。負荷分担部１２の底面周囲部３４からの浮き高さは、図２に示す逃げ部３３の最高点と内びん２０の間の鉛直方向すきまよりも十分に小さい。この浮き高さの差が存在するため、負荷分担部１２は、底カバー３０に負荷された落下衝撃を逃げ部３３の最高点と内びん２０の接触前に分担することができる。負荷分担部１２と底面周囲部３４とが突き当たっている実施形態は、負荷分担部１２による底カバー３０の凹み量の抑制を優先するのに適している。第１実施例は、底カバー３０と外胴１０の圧入位置の管理を容易化を優先するのに適している。

図４に第２実施例を示す。第２実施例は、負荷分担部１２に、外胴１０及び底カバー３０の軸線上に球中心をもった下半球状の圧入案内部１７を含んでいる。底カバー３０の圧入時、外胴１０を鉛直に保持する治具の性能限界から、底カバー３０が外胴１０の軸線に対して僅かに傾いた状態で圧入され得る。圧入案内部１７を下半球状にしているので、傾いた状態に圧入されても段付け部１３まで圧入を円滑に行うことができ、段付け部１３と側周部３２との突き当たりで傾きを是正してから、溶接することができる。

この発明の技術的範囲は、上述の実施形態や実施例に限定されず、特許請求の範囲の記載に基く技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。

１０ 外胴
１１、２１ 上側口部
１２ 負荷分担部
１２ａ、１７ 圧入案内部
１３ 段付け部
１４ 膨出部
１５ 内径部
１６ 圧入嵌合部
２０ 内びん
２２ 内底
２３ 最大外径部
３０ 底カバー
３１ 封止部
３２ 側周部
３３ 逃げ部
３４ 底面周囲部

Claims (5)

1. 外胴と内びんの上側口部を接合した後に底カバーを当該外胴に接合して外びんを形成し、かつ真空排気に用いた当該底カバーの排気口を封止部で塞いだ真空二重びんにおいて、
   前記底カバーが、前記外胴に水平方向から被さる側周部と、前記真空二重びんを水平面に鉛直に立たせる底面周囲部よりも上方に凹んだ逃げ部とを有し、
   前記封止部が、前記内びんの下方に位置した前記逃げ部に含まれており、
   前記外胴が、前記側周部の内側で前記逃げ部の最高点及び前記外胴と前記側周部の溶接部よりも低く突き出た負荷分担部と、上に向かって次第に拡径する段付け部と、前記段付け部から上に向かって次第に縮径した膨出部と、この膨出部よりも高い位置で前記内びんの最大外径部と対向する内径部とを含み、
   前記溶接部が、前記段付け部と、ここに突き当たるまで圧入された前記側周部の上端とを溶接することで形成されており、
   前記負荷分担部が、上に向かって次第に拡径する圧入案内部を含み、
   前記側周部が、前記圧入案内部を滑ってから前記段付け部に突き当たるようになっており、
   前記負荷分担部の最小内径が、前記内径部以上であり、
   前記負荷分担部が、前記底カバーに負荷された落下衝撃を前記逃げ部の最高点と前記内びんの接触前に分担することを特徴とする真空二重びん。
2. 前記圧入案内部が、前記外胴及び前記底カバーの軸線上に球中心をもった下半球状になっている請求項１に記載の真空二重びん。
3. 外胴と内びんの上側口部を接合した後に底カバーを当該外胴に接合して外びんを形成し、かつ真空排気に用いた当該底カバーの排気口を封止部で塞いだ真空二重びんにおいて、
   前記底カバーが、前記外胴に水平方向から被さる側周部と、前記真空二重びんを水平面に鉛直に立たせる底面周囲部よりも上方に凹んだ逃げ部とを有し、
   前記封止部が、前記内びんの下方に位置した前記逃げ部に含まれており、
   前記外胴が、前記側周部の内側で前記逃げ部の最高点及び前記外胴と前記側周部の溶接部よりも低く突き出た負荷分担部と、上に向かって次第に拡径する段付け部と、前記段付け部から上に向かって次第に縮径した膨出部と、この膨出部よりも高い位置で前記内びんの最大外径部と対向する内径部とを含み、
   前記負荷分担部が、上に向かって次第に拡径する圧入案内部を含み、
   前記側周部が、前記圧入案内部を滑ってから前記段付け部に突き当たるようになっており、
   前記圧入案内部と前記段付け部との間に前記側周部と面接触するようになじんだ圧入嵌合部が連続しており、
   前記溶接部が、前記段付け部と、ここに突き当たるまで圧入された前記側周部の上端、又は前記圧入嵌合部と前記側周部の上端とを溶接することで形成されており、
   前記負荷分担部の最小内径が、前記内径部以上であり、
   前記負荷分担部が、前記底カバーに負荷された落下衝撃を前記逃げ部の最高点と前記内びんの接触前に分担することを特徴とする真空二重びん。
4. 前記底面周囲部が、水平に沿った板部からなり、
   前記負荷分担部が、前記底面周囲部と前記外胴の板厚面で対面する向きに曲げられている請求項１から３のいずれか１項に記載の真空二重びん。
5. 外胴と内びんの上側口部を接合した後に底カバーを当該外胴に接合して外びんを形成し、かつ真空排気に用いた当該底カバーの排気口を封止部で塞いだ真空二重びんにおいて、
   前記底カバーが、前記外胴に水平方向から被さる側周部と、前記真空二重びんを水平面に鉛直に立たせる底面周囲部よりも上方に凹んだ逃げ部とを有し、
   前記封止部が、前記内びんの下方に位置した前記逃げ部に含まれており、
   前記外胴が、前記側周部の内側で前記逃げ部の最高点及び前記外胴と前記側周部の溶接部よりも低く突き出た負荷分担部を含み、
   前記底面周囲部が、水平に沿った板部からなり、
   前記負荷分担部が、前記底面周囲部と前記外胴の板厚面で対面する向きに曲げられており、
   前記負荷分担部が、前記底カバーに負荷された落下衝撃を前記逃げ部の最高点と前記内びんの接触前に分担する際、前記板厚面で水平に沿った前記底面周囲部と鉛直方向に突き当ることを特徴とする真空二重びん。

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