JP6717586B2 - 被封入体入り容器の製造方法および被封入体入り容器 - Google Patents

Description

本発明は、液状またはジェル状の冷凍可能な被封入体が封入された被封入体入り容器の製造方法および被封入体入り容器に関するものである。

下記特許文献１には、飲料や食物などを冷却するための冷却部材の製造方法が開示されている。この製造方法では、氷の型により氷形状の容器を成形する工程、成形された容器に保冷剤を収納する空洞を形成する空洞形成工程、容器の空洞に保冷剤を充填する充填工程、保冷剤が充填された空洞を密封して密封空間を形成する密封工程が順に行われている。これにより、容器の密封空間に保冷剤が充填された冷却部材を製造することができる。

特開２００６−５７９７９号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の発明では、容器を半分に割った分割容器のそれぞれの空洞に保冷剤を充填後、分割容器同士を接着剤で接合しており、分割容器同士の接着箇所が剥がれるおそれがある。分割容器同士の接着箇所が剥がれることで、冷却部材内の保冷剤が外部へ漏れ出す問題が生じるため、その改善が望まれている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、被封入体入り容器内の被封入体が外部へ漏れ出すことをより確実に防止することができる被封入体入り容器の製造方法および被封入体入り容器を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る被封入体入り容器の製造方法は、開口部を有する有底容器から構成されるケース内に、前記開口部を介して液状またはジェル状の被封入体を前記開口部側の端部に前記被封入体が充填されない隙間が形成されるように充填する充填工程と、前記被封入体が前記ケース内に充填された状態において、前記ケース内の前記被封入体を冷凍する冷凍工程と、前記被封入体が冷凍された状態において、前記開口部を閉塞するようにして、前記開口部に閉塞部材を摩擦圧接により接合する接合工程とを含み、前記閉塞部材は、開口部を有する有底容器から構成されており、前記充填工程ではさらに、前記閉塞部材内に、前記閉塞部材の前記開口部を介して前記被封入体を前記閉塞部材の前記開口部側の端部に前記被封入体が充填されない隙間が形成されるように充填し、前記冷凍工程ではさらに、前記被封入体が前記閉塞部材内に充填された状態において、前記閉塞部材内の前記被封入体を冷凍し、前記接合工程では、前記ケース内の前記被封入体および前記閉塞部材内の前記被封入体が冷凍された状態において、前記ケースの前記開口部に前記閉塞部材の前記開口部を摩擦圧接により接合して、前記ケースの前記開口部と前記閉塞部材の前記開口部とを互いに閉塞し、前記摩擦圧接時において、前記ケースの前記開口部および前記閉塞部材の前記開口部を横方向へ開口する姿勢とすることを特徴とする。

本発明に係る被封入体入り容器の製造方法によれば、ケースと閉塞部材とが摩擦圧接により接合されることで、単なる溶接や接着剤により接合する場合と比較して、より確実に接合することができる。これにより、被封入体入り容器において、ケースと閉塞部材との接合箇所から、液状またはジェル状の被封入体が漏れ出すことを防止することができる。また、ケース内の被封入体が冷凍されることで、摩擦圧接時に、ケースと閉塞部材とにより形成される空間（被封入体入り容器の内部空間）内の空気が膨張するのを防止することができる。これにより、ケースと閉塞部材とをさらに確実に接合することができる。

また、本発明に係る被封入体入り容器の製造方法によれば、ケース内および閉塞部材内のそれぞれの被封入体が冷凍される。これにより、ケースおよび閉塞部材のそれぞれの開口部が横方向へ開口する姿勢で摩擦圧接される際に、ケース内の被封入体と閉塞部材内の封入体とがそれぞれの開口部からこぼれ出すことを防止することができる。

本発明に係る被封入体入り容器によれば、ケースと閉塞部材とが摩擦圧接により接合されていることで、単なる溶接や接着剤により接合している場合と比較して、より確実に接合することができる。これにより、ケースと閉塞部材との接合箇所から、液状またはジェル状の被封入体が漏れ出すことを防止することができる。また、被封入体がケース内に充填された状態でケース内の被封入体が冷凍されており、この冷凍状態において、閉塞部材がケースに摩擦圧接により接合されている。これにより、摩擦圧接時に、ケースと閉塞部材とにより形成される空間（被封入体入り容器の内部空間）内の空気が膨張するのを防止することができる。従って、ケースと閉塞部材とをさらに確実に接合することができる。

また、本発明に係る被封入体入り容器によれば、被封入体がケース内に充填された状態でケース内の被封入体が冷凍されていると共に、被封入体が閉塞部材内に充填された状態で閉塞部材内の被封入体が冷凍されている。この冷凍状態において、閉塞部材がケースに摩擦圧接により接合されている。これにより、ケースおよび閉塞部材のそれぞれの開口部が横方向へ開口する姿勢で摩擦圧接される際に、ケース内の被封入体と閉塞部材内の被封入体とがそれぞれの開口部からこぼれ出すことを防止することができる。

本発明の被封入体入り容器の実施例１を示す斜視図であり、一部を断面にして示している。 実施例１の被封入体入り容器の製造方法の一例を示すフローチャートである。 実施例１の被封入体入り容器の製造工程を示す説明図である。 本発明の被封入体入り容器の実施例２の製造工程を示す説明図である。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の被封入体入り容器の実施例１を示す斜視図であり、一部を縦断面にして示している。本実施例１の被封入体入り容器１は、開口部２を有する有底容器から構成されるケース３と、ケース３の開口部２を閉塞する閉塞部材４とを備える。

ケース３は、ステンレス製とされ、上方へ開口して中空部５を有する有底円筒状に形成されている。ケース３の内部である中空部５は、開口部２を介して、ケース３外部と連通されている。ケース３の中空部５には、液状またはジェル状の被封入体６が開口部２を介して充填される。

被封入体６は、冷凍可能なものであればよく、本実施例１では水とされる。この水６は、ケース３内に充填された状態で冷凍される。たとえば、水６が充填されたケース３を冷凍庫内に収容し、冷凍庫内の冷気によって水６を凍結させればよい。

閉塞部材４は、ステンレス製とされ、下方へ開口して中空部７を有する有底短円筒状に形成されている。閉塞部材４は、その上下長さがケース３の上下長さよりも小さく形成されている。閉塞部材４の内部である中空部７は、開口部８を介して、閉塞部材４の外部と連通されている。

閉塞部材４は、水６が冷凍された状態のケース３に接合される。具体的には、ケース３の開口部２に閉塞部材４の開口部８を摩擦圧接により接合することで、ケース３の開口部２および閉塞部材４の開口部８が互いに閉塞される。これにより、水６が封入された被封入体入り容器１を形成することができる。本実施例１の被封入体入り容器１は、典型的には次のようにして製造される。

図２および図３は、本実施例１の被封入体入り容器１の製造方法の一例を示す図であり、図２はフローチャート、図３は製造工程を示す説明図である。これらの図に示されるように、本実施例１の被封入体入り容器１の製造方法は、成形工程Ｓ１、充填工程Ｓ２、冷凍工程Ｓ３、接合工程Ｓ４および仕上げ工程Ｓ５が順次に行われる。

成形工程Ｓ１は、有底筒状のケース３と有底筒状の閉塞部材４とを形成する工程である。典型的には、ケース３と閉塞部材４とは、削り出しによって、それぞれ別に一体形成される。なお、成形工程Ｓ１は、ケース３および閉塞部材４として、市販されている有底筒状の部材を用いることで、省略することができる。

充填工程Ｓ２は、ケース３内に水６を充填する工程である。典型的には、ケース３の中空部５に、開口部２を介して水６が注ぎ込まれて充填される。図３に示されるように、水６が充填された状態では、中空部５の上端部に、水６が充填されていない隙間が形成されている。これにより、水６を冷凍した際に、凍結した水６が中空部５から外方へ膨出することを防止することができる。

冷凍工程Ｓ３は、水６がケース３内に充填された状態において、ケース３内の水６を冷凍する工程である。典型的には、前述したように、水６が充填されたケース３を冷凍庫に収容して冷凍庫の冷気により水６を凍結させる。この際、ケース３内の水６を完全に凍結させてもよいが、少なくとも水６の表面が凍結していればよい。

接合工程Ｓ４は、水６が冷凍された状態において、ケース３の開口部２を閉塞するようにして、ケース３の開口部２に閉塞部材４を摩擦圧接により接合する工程である。この摩擦圧接は、接合する部材同士を擦り合わせることで摩擦熱を発生させ、その摩擦熱により部材を軟化させると共に押圧することで、部材同士を接合するものであり、公知の摩擦圧接装置が用いられる。

本実施例１では、ケース３と閉塞部材４とが軸方向が上下方向へ沿うように配置された状態で、ケース３の開口部２に閉塞部材４の開口部８が摩擦圧接により接合される。具体的には、閉塞部材４の下端部がケース３の上端部に押し付けられた状態で、閉塞部材４をその軸まわりに回転させることで、ケース３に閉塞部材４が接合される。これにより、ケース３の開口部２と閉塞部材４の開口部８とを互いに閉塞することができる。

仕上げ工程Ｓ５は、摩擦圧接により接合したケース３と閉塞部材４とに研磨加工を施す工程である。前述した接合工程Ｓ４では、摩擦圧接により、ケース３と閉塞部材４との接合箇所にバリが発生する。仕上げ工程Ｓ５では、ケース３と閉塞部材４との接合箇所に発生したバリが研磨により取り除かれると共に、ケース３および閉塞部材４の外面が研磨により滑らかにされる。

このようにして、本実施例１の被封入体入り容器１を製造することができる。被封入体入り容器１の用途は、特に限定されるものではなく、たとえば、被封入体入り容器１を冷凍庫に収容して内部の水６を凍結させた状態で使用される。典型的には、内部の水６が凍結した被封入体入り容器１を飲料の中に入れて、飲料を保冷する際に使用される。また、刺身などの食物の下に配置して食物を保冷するものとして使用することができる。すなわち、氷の代わりに被封入体入り容器１を用いることができる。

本実施例１の被封入体入り容器１の製造方法および被封入体入り容器１によれば、摩擦圧接によりケース３に閉塞部材４が接合されることで、単なる溶接や接着剤による接合と比較して、より確実に接合することができる。また、本実施例１によれば、ケース３の中空部５内の水６が冷凍された状態で摩擦圧接による接合が行われることで、ケース３の中空部５と閉塞部材４の中空部７とにより形成される空間内の空気が、接合時の摩擦熱により膨張するのを防止することができる。これにより、ケース３と閉塞部材４との接合不良を防止することができ、ケース３に閉塞部材４をさらに確実に接合することができる。従って、本実施例１によれば、ケース３の開口部２と閉塞部材４の開口部８とをより確実に互いに閉塞することができ、使用中に、ケース３と閉塞部材４との接合箇所から、内部の水６が漏れ出すのを防止することができる。

次に、本発明の被封入体入り容器の製造方法および被封入体入り容器の実施例２について説明する。本実施例２の被封入体入り容器１の製造方法および被封入体入り容器１も、基本的には、前記実施例１と同様の構成である。そこで、以下では、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。

図４は、本発明の被封入体入り容器の実施例２の製造工程の一例を示す説明図である。本実施例２では、ケース３だけでなく、開口部８を有する有底容器から構成される閉塞部材４内にも、被封入体６が充填される。つまり、前記実施例１では、水６が充填されたケース３に閉塞部材４が接合されたが、本実施例２では、水６が充填されたケース３に水６が充填された閉塞部材４が接合される。

本実施例２の閉塞部材４は、ステンレス製とされ、下方へ開口して中空部７を有する有底円筒状に形成されている。閉塞部材４の内部である中空部７は、開口部８を介して、閉塞部材４の外部と連通されている。閉塞部材４の中空部７には、開口部８を介して水６が充填される。この水６は、たとえば、水６が充填された閉塞部材４を冷凍庫内に収容することで、冷凍庫内の冷気によって凍結される。

このようにして水６が冷凍された状態の閉塞部材４は、その開口部８が、前述したように水６が冷凍された状態のケース３の開口部２に、摩擦圧接により接合される。これにより、ケース３の開口部２および閉塞部材４の開口部８が互いに閉塞され、水６が封入された被封入体入り容器１を形成することができる。本実施例２の被封入体入り容器１も、基本的には前記実施例１と同様にして、成形工程Ｓ１、充填工程Ｓ２、冷凍工程Ｓ３、接合工程Ｓ４および仕上げ工程Ｓ５を順次に行うことで製造される。但し、本実施例２では、充填工程Ｓ２、冷凍工程Ｓ３および接合工程Ｓ４の作業内容が、前記実施例１とは異なる。具体的には、以下のとおりである。

本実施例２の充填工程Ｓ２では、前記実施例１の充填工程Ｓ２で行われる作業に加えて、成形工程Ｓ１にて有底筒状に形成された閉塞部材４の中空部７に、開口部８を介して水６が注ぎ込まれて充填される。この際、閉塞部材４の中空部７の上端部には、水６が充填されていない隙間が形成されている。

本実施例２の冷凍工程Ｓ３では、前記実施例１の冷凍工程Ｓ３で行われる作業に加えて、水６が閉塞部材４内に充填された状態で閉塞部材４内の水６が冷凍される。これは、たとえば、ケース３の場合と同様に、冷凍庫に収容することでなされる。なお、閉塞部材４内の水６は、少なくとも表面が凍結していればよい。

本実施例２の接合工程Ｓ４では、ケース３内の水６および閉塞部材４内の水６が冷凍された状態で、ケース３の開口部２に閉塞部材４の開口部８を摩擦圧接により接合することで、ケース３の開口部２と閉塞部材４の開口部８とが互いに閉塞される。本実施例２では、公知の摩擦圧接装置を用いて摩擦圧接が行われ、その摩擦圧接時において、ケース３の開口部２および閉塞部材４の開口部８が横方向へ開口する姿勢とされる。具体的には、ケース３と閉塞部材４とが軸方向が左右方向へ沿うよう配置された状態で、ケース３の開口部２に閉塞部材４の開口部８が摩擦圧接により接合される。すなわち、ケース３をその軸まわりに回転させつつ、閉塞部材４の開口部８をケース３の開口部２に接触させて押圧することで、ケース３に閉塞部材４が接合される。そして、仕上げ工程Ｓ５において、接合工程Ｓ４で発生したバリが研磨にて取り除かれ、ケース３および閉塞部材４の外面が研磨されて滑らかに形成される。

本実施例２の被封入体入り容器１の製造方法および被封入体入り容器１によれば、ケース３内の水６を冷凍することで、凍結した水６をケース３に接着して固定することができる。また、閉塞部材４内の水６を冷凍することで、凍結した水６を閉塞部材４に接着して固定することができる。これにより、ケース３および閉塞部材４が左右方向へ沿うように配置された状態で、ケース３の開口部２と閉塞部材４の開口部８とが接合される際に、ケース３の開口部２および閉塞部材４の開口部８から水６がこぼれ落ちるのを防止することができる。また、ケース３を回転させた際に、ケース３内の水６が開口部２から外部へ飛び散るのを防止することができる。これにより、被封入体入り容器１の内部に、所定量の水６を封入することができる。

また、本実施例２によれば、摩擦圧接によりケース３に閉塞部材４が接合されることで、単なる溶接や接着剤による接合と比較して、より確実に接合することができる。さらに、本実施例２によれば、ケース３内の水６および閉塞部材４内の水６が冷凍された状態で摩擦圧接による接合が行われることで、ケース３の中空部５と閉塞部材４の中空部７とにより形成される空間内の空気が膨張するのを防止することができる。従って、ケース３の開口部２と閉塞部材４の開口部８とをより確実に互いに閉塞することができ、使用中に、ケース３と閉塞部材４との接合箇所から、水６が漏れ出すのを防止することができる。

本発明の被封入体入り容器の製造方法および被封入体入り容器は、前記各実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、前記各実施例では、被封入体６は、水とされたが、これに限定されるものではなく、たとえばアルコールやジェル状の保冷剤でもよい。また、前記各実施例では、ケース３および閉塞部材４は、有底円筒状に形成されたが、これに限定されるものではなく、たとえば有底角筒状や半球状に形成してもよい。また、前記各実施例では、ケース３および閉塞部材４は、削り出しによって形成されたが、これに限定されるものではなく、鍛造や鋳造などによって形成してもよい。

また、前記各実施例では、ケース３および閉塞部材４は、ステンレス製とされたが、摩擦圧接可能な金属製であればよく、たとえば、アルミニウム製、アルミニウム合金製、銅製または銅合金製でもよい。また、ケース３および閉塞部材４は、金属製に限定されるものではなく、摩擦圧接可能な合成樹脂製でもよい。つまり、ケース３および閉塞部材４は、摩擦圧接できる素材であればよい。これらの素材の選択は、使用目的などに応じて適宜に行われるが、強度、防錆性、膨張性および汎用性などの点から、ステンレス製が好適である。

また、前記実施例１では、閉塞部材４が上方に配置される一方、ケース３が下方に配置された状態で接合されたが、これとは逆に、ケース３が上方に配置される一方、閉塞部材４が下方に配置された状態で接合してもよい。この場合、ケース３内の水６が凍結されてケース３に接着しているため、摩擦圧接時に、ケース３から水６がこぼれ落ちるのを防止することができる。また、前記実施例１では、ケース３と閉塞部材４とは、上下方向へ沿うように配置された状態で接合されたが、左右方向へ沿うように配置された状態で接合してもよい。すなわち、ケース３の開口部２が横方向へ開口する姿勢で、ケース３と閉塞部材４とが接合される。この場合、ケース３内の水６が凍結されてケース３に接着しているため、摩擦圧接時に、ケース３から水６がこぼれ落ちるのを防止することができる。

また、前記実施例２では、ケース３と閉塞部材４とは、左右方向へ沿うように配置された状態で接合されたが、上下方向へ沿うように配置された状態で接合してもよい。この際、ケース３が上方に配置される一方、閉塞部材４が下方に配置された状態で接合してもよいし、これとは逆に、閉塞部材４が上方に配置される一方、ケース３が下方に配置された状態で接合してもよい。これらの場合、ケース３内の水６が凍結されてケース３に接着していると共に、閉塞部材４内の水６が凍結されて閉塞部材４に接着しているため、摩擦圧接時に、ケース３および閉塞部材４から水６がこぼれ落ちるのを防止することができる。

また、前記各実施例では、氷の代わりに用いられたが、これに限定されるものではなく、固形物を被封入体６に浸した状態で保存する場合に用いることができる。この場合、冷凍工程Ｓ３前にケース３や閉塞部材４内に固形物を収容する。なお、固形物としては、たとえば放射性物質を含んだものが挙げられる。また、前記各実施例において、ケース３や閉塞部材４の外面に外方へ突出してヒレを形成してもよい。これにより、飲料や食物などを保冷する場合に、その冷却効果を向上させることができる。ケース３や閉塞部材４の内面に内方へ突出してヒレを形成してもよい。これにより、水６を凍結した際に、凍結した水６とケース３や閉塞部材４とをより強く接着することができる。さらに、前記各実施例において、ケース３や閉塞部材４の内面や外面に凹凸を形成して、熱伝導性を向上させるようにしてもよい。

本発明は、内部に液体またはジェル状物を封入した容器を製造する際に好適に用いられる。

１ 被封入体入り容器
２ 開口部
３ ケース
４ 閉塞部材
６ 水（被封入体）
８ 開口部
Ｓ１ 成形工程
Ｓ２ 充填工程
Ｓ３ 冷凍工程
Ｓ４ 接合工程
Ｓ５ 仕上げ工程

Claims (1)

1. 開口部を有する有底容器から構成されるケース内に、前記開口部を介して液状またはジェル状の被封入体を前記開口部側の端部に前記被封入体が充填されない隙間が形成されるように充填する充填工程と、
   前記被封入体が前記ケース内に充填された状態において、前記ケース内の前記被封入体を冷凍する冷凍工程と、
   前記被封入体が冷凍された状態において、前記開口部を閉塞するようにして、前記開口部に閉塞部材を摩擦圧接により接合する接合工程とを含み、
   前記閉塞部材は、開口部を有する有底容器から構成されており、
   前記充填工程ではさらに、前記閉塞部材内に、前記閉塞部材の前記開口部を介して前記被封入体を前記閉塞部材の前記開口部側の端部に前記被封入体が充填されない隙間が形成されるように充填し、
   前記冷凍工程ではさらに、前記被封入体が前記閉塞部材内に充填された状態において、前記閉塞部材内の前記被封入体を冷凍し、
   前記接合工程では、前記ケース内の前記被封入体および前記閉塞部材内の前記被封入体が冷凍された状態において、前記ケースの前記開口部に前記閉塞部材の前記開口部を摩擦圧接により接合して、前記ケースの前記開口部と前記閉塞部材の前記開口部とを互いに閉塞し、
   前記摩擦圧接時において、前記ケースの前記開口部および前記閉塞部材の前記開口部を横方向へ開口する姿勢とする
   ことを特徴とする被封入体入り容器の製造方法。

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