JP6761362B2 - 飲料二重容器 - Google Patents

Description

本発明は、略有底筒状の内容器と略有底筒状の外容器との間に中間断熱層を備え、
前記外容器の口部の先端に筒径方向内側に曲げられた折曲部が形成され、
当該折曲部と内容器の口部とが溶接固定され、内容器に収納される飲料を前記口部を介して飲用する飲料二重容器に関する。

二重容器として、中間断熱層が真空断熱層とされる所謂真空二重容器がある。
従来、この種の真空二重容器の口部は、内容器の口部先端と外容器の口部先端とを拝み溶接により固定連結する構造とされていた。しかし、この拝み溶接による固定構造では、飲む人によってはエッジ感を覚え、良好な飲み心地が得られないという問題があった。

そこで、拝み溶接を使用することなく、容器の構造の簡易さ、製造工程の高効率性、低い製造コスト、部品点数の増加や容器の重量増しの防止という有利性を得ることができる二重容器の構造が例えば特許文献１で提案されている。

特許文献１に開示の携帯用魔法瓶は、当該明細書の図１、図２を参照して記載すると、以下のように構成される。

略有底筒状の内容器２と略有底筒状の外容器１との間に真空断熱層４（本発明の「中間断熱層」に相当する）を備え、
前記外容器１の口部３２の先端に筒径方向内側に曲げられた折返部３２１（本発明の「折曲部」に相当する）が形成され、
この折返部３２１と内容器２の口部２３とが溶接固定される。

この従来技術で具体的に開示される、折返部３２１に対する内容器２の口部２３の溶接固定構造は、外容器１の折返部３２１の先端を内容器２の口部２３の内面に溶接固定するものである（図２参照）。

特開２０１４−１１０号公報

即ち、この技術では、内容器の口部の先端近傍に拡径部を形成し、外容器の折返部の先端を当該拡径部の根元に略当接する位置まで曲げ戻し、外容器の折返部を拡径部の内側（筒径方向内側）に嵌合させて外容器の折返部の先端を内容器の口部の内面に溶接する。
従って、この際の溶接は、外容器の構成材と、内容器の構成材とが突き合う箇所（図２に示される溶接部６）を、筒の内径側から斜めに溶接するものであり、溶接時、外容器の構成材が溶接表側に、内容器の構成材が溶接裏側に位置される。
結果、レーザー照射側から見ると、外容器の先端角部によりその溶接個所（内容器が外容器の先端と当接する箇所）を直接確認することができず、溶接位置にばらつきを生じやすい。

さらに、例えば携帯用魔法瓶では、通常、外容器の構成材は、内容器の構成材に対して比較的厚いものが採用される。外容器の構成材に厚いものを使用する理由は、衝撃等による変形・破損を勘案するためであり、その強度が重視される。一方、内容器の構成材は、重量及び熱伝導の低減を考慮してできるだけ薄くされることが望ましく、一般に流通する真空二重容器では、外容器の構成材より薄いことが多い。

発明者らの検討によると、従来構造を採用した場合、溶接裏側に位置する構成材が薄いと、溶接欠陥（極端な薄肉部が形成されたり、ホールができたりする）が発生しやすいことが判明した。即ち、製造工程での製品歩留まりが低くなり、製品コストが上昇しやすく、さらに、製品の信頼性に劣る等のおそれがある。

以上、本発明の主たる目的は、飲み心地が良好且つ構造が簡単でありながら、例え内容器の構成材として外容器の構成材より薄いものを使用する場合にあっても、製造工程における歩留まりを含む製造効率を高く維持でき、低コストで信頼性の高い製品を得ることにある。

本発明の特徴構成は、
略有底筒状の内容器と略有底筒状の外容器との間に中間断熱層を備え、
前記外容器の口部の先端に筒径方向内側に曲げられた折曲部が形成され、
前記折曲部と内容器の口部とが溶接固定されてなり、
前記内容器の構成材が外容器の構成材より薄く、前記内容器に収納される飲料を前記口部を介して飲用する飲料二重容器であって、
前記折曲部が、筒軸方向内側に延びる折返し縁部を筒径方向内側に備え、
前記折返し縁部の筒径方向内側に前記内容器の口部を位置させて、前記内容器の口部が前記外容器の折曲部に溶接され、
前記折曲部が、筒径方向内側に延びる肩部と、当該肩部の内径側から筒軸方向内側に延びる前記折返し縁部を備え、
筒軸方向に於ける前記内容器の口部先端が、前記外容器の肩部の筒径方向内側に位置され、前記内容器の口部が前記外容器の前記折返し縁部に、筒軸方向外側から溶接されていることにある。

本構成によれば、折返し縁部と口部の溶接は、筒の内側（筒径方向内側）から斜め方向に行うことも可能であるし、筒軸方向に行うことも可能である。
そして、筒径方向内側から斜め方向に溶接を行う場合でも、内容器の構成材が外容器の構成材の溶接表面側に位置する姿勢で、その内容器先端の筒径方向外側箇所（溶接箇所）をレーザー照射側から確実に確認して溶接を行うことができる。結果、溶接品質を確保できる。一方、溶接を筒軸方向に行う場合は、溶接個所は筒軸方向から見て露出するため、容易に正確な溶接を行える。
さらに、本構成によれば、内容器の構成材として外容器の構成材より薄いものを採用する場合においても、板厚同等か厚い側の構成材を中間断熱層側に位置させて溶接を行うため、欠陥の発生し難い状態で製造を行える。よって、本発明の目的を達成できる。

さらに、前記折曲部が、筒径方向内側に延びる肩部と、当該肩部の内径側から筒軸方向内側に延びる前記折返し縁部を備え、
筒軸方向に於ける前記内容器の口部先端が、前記外容器の肩部の筒径方向内側に位置され、前記内容器の口部が前記外容器の前記折返し縁部に、筒軸方向外側から溶接されていることにより、以下の作用効果を奏する。

溶接部を形成するに、後述する図３（ｂ）に模式的に示すように、筒軸方向の溶接で外容器と内容器との溶接を行うことが可能となる。従って、比較的簡便な装置構成で溶接を行える。一方、肩部に接続して溶接部が形成されるが、溶接部を露出させない加工を施すことで容易に対応可能である。また、この構成は二重容器としての構造に関して、十分、簡便なものとなっている。

本発明の特徴構成は、
前記内容器の口部若しくは前記折返し縁部の少なくとも一方に、構成材位置が筒径方向にシフトする段部を設け、当該段部が相手部材に対する筒軸方向の位置決め部とされていることにある。

本構成によれば、溶接において必要となる、内容器及び外容器の筒軸方向における位置決めを、段部を利用して行うことができる。

段部を設ける構成における、本発明の特徴構成は、
前記内容器の口部に、筒軸方向内側において筒径方向外側に位置し、筒軸方向外側において筒径方向内側に位置する外容器位置決め用段部を設け、
前記折返し縁部の筒軸方向内側端が前記外容器位置決め用段部に当接されて、前記外容器が前記内容器に対して位置決めされていることにある。

本構成によれば、折曲部を設ける外容器の口部に関しては、その折り曲げに関与する加工とし、両容器の筒軸方向における位置決めで必要となる段部（外容器位置決め用段部）に関しては、内容器側にこれを担わせることができる。結果、本発明において必要となる機能部位の加工を別部材（外容器及び内容器）にそれぞれ担わせることで、製造工程を簡略化できる。

本発明の特徴構成は、
前記内容器の口部が前記外容器の折曲部に溶接された溶接部の劣化を防止する劣化防止層が形成されていることにある。

本構成によれば、溶接部を被覆することで、溶接部が露出して容器に収納する液等による劣化（例えば腐食）を防止することができるほか、飲む人の口当たりを確保することができる。

本発明の特徴構成は、
前記劣化防止層は、前記溶接部を被覆するコーティング層となされていることにある。

本構成によれば、溶接部の劣化防止をコーティング層により簡単に行うことができる。

飲み心地が良好且つ構造が簡単で、例え、内容器の構成材として外容器の構成材より薄いものを使用する場合にあっても、製造工程における歩留まりを含む製造効率を高く維持でき、結果的に低コストで信頼性の高い製品を得ることができる。

参考形態の二重容器の縦断面図 参考形態の二重容器の口部近傍の構造を示す部分拡大図 口部近傍の実施形態及び参考形態の模式図 口部近傍の別実施形態及び参考形態の模式図 口部近傍の参考形態の模式図 口部近傍の参考形態の模式図 口部近傍の参考形態の模式図

本発明に係る二重容器について、携帯用魔法瓶とされる真空二重容器１（飲料二重容器の一例）を例に採って、説明する。説明に際しては、図１、２に示す参考形態を先に説明し、後に図３（ｂ）、図４（ｂ）で実施形態を説明する。

本明細書においては「筒軸方向Ｚ」及び「筒径方向Ｒ」なる用語を使用する。
「筒軸方向Ｚ」は図１の上下方向であり（図２〜図７で同じ）、二重容器１の口部Ｏについて「筒軸方向内側」は筒の内部側を意味し、「筒軸方向外側」は筒の外部側を意味する。即ち、前者は、真空二重容器１の口部Ｏにおいて、その外側から内側に向かう位置関係（図１に示す下側）を意味し、後者は、内側から外側に向かう位置関係（図１に示す上側）を意味する。
一方、「筒径方向Ｒ」は、図１に示す、筒の径方向（図１の左右方向）であり、内側は軸心ｚに向かう側、即ち内径側となり、外側は軸心ｚから離れる側、即ち外径側となる。図２から図７においても同様である。

〔参考形態〕
真空二重容器１は、図１、図２に示すように、略有底筒状で金属製の内容器２を、同じく略有底筒状で金属製の外容器３の内部に収容した状態で構成されている。
内容器２は、外容器３に収容された状態で、真空二重容器１の口部Ｏにおいて、両者が溶接固定により一体化される。通常、外容器３の板厚Ｔ３は、内容器２の構成材の板厚Ｔ２に対して、Ｔ３／Ｔ２が１．５〜１．７５程度とされる。

本発明の特徴は、内容器２と外容器３との溶接固定において、内容器２の口部２０を外容器３の口部３０に形成する折返し縁部３２ｂに対して、筒径方向内側に位置させて溶接固定することであり、図１、図２に示す参考形態では、真空二重容器１の口部Ｏの内部に環状の溶接部４が形成される。

内容器２と外容器３との間には空間が設けられ真空吸引されることで、この中間層が真空断熱層５（中間断熱層の一例）となる。

図面に破線で示すように、内容器２の内面にはフッ素等によるコーティング層６が形成される。このコーティング層６は、内容器２の内面全体を被覆するように形成され、後に説明するよう溶接部４を被覆することで、収容液等に起因する腐食等の劣化に関する問題を簡単に解消することができる。

内容器２は、略有底筒状の本体２１を有し、本体２１の開口側の端部にはくびれ部２２を介して口部２０が設けられている。内容器２の本体２１は、略筒状の胴部２１ａとこの胴部２１ａの端部を閉塞する底部２１ｂとを備えて構成される。胴部２１ａと底部２１ｂとの連結は溶接等の公知の手法で実現される。図１において、２１ｃは両者２１ａ，２１ｂの連結部を示している。

外容器３も、略有底筒状の本体３１を有し、本体３１の開口側の端部には口部３０が設けられている。この口部３０の外周には、図示省略する蓋部材等が螺合される螺旋溝ｓが形成されている。本体３１は、略筒状の胴部３１ａと胴部３１ａの端部を閉塞する底部３１ｂを備えている。底部３１ｂには、内容器２と外容器３との間の空間から真空吸引で排気する際に用いられる吸引孔３１ｃが設けられている。また、胴部３１ａの底側開放孔Ｐを筒軸方向内側に凸に形成される内蓋３１ｅが備えられており、底側開放孔Ｐは、その内径側を内蓋３１ｅで閉塞され、その外径側を底部３１ｂで閉塞される二重閉塞構造が採用されている。
吸引孔３１ｃを使用した真空吸引の後、内容器２と外容器３との間に予め備えられるゲッター（図示省略）で、断熱層５の真空度を充分確保できる。

図２からも判明するように、外容器３の口部３０の先端には、内側に曲げられた折曲部３２が形成されている。折曲部３２は、筒径方向内側に延びる肩部３２ａと、肩部３２ａの内径端から筒軸方向内側に延びる折返し縁部３２ｂを備えている。
この折返し縁部３２ｂの筒径方向内側に内容器２の口部２０を位置させて、内容器２の口部２０が外容器３の折曲部３２に溶接する構造を採用している。

また内容器２の口部２０には、筒軸方向外側に向かうに従って構成材の位置が筒径方向内側にシフトする段部７が設けられ、この段部７が相手部材（この参考形態の場合は外容器３）に対する筒軸方向Ｚの位置決め機能を発揮する位置決め部とされている。具体的には
、内容器２の口部２０に、筒軸方向内側において筒径方向外側に位置し、筒軸方向外側において筒径方向内側に位置する外容器位置決め用段部７を設け、外容器３の折返し縁部３２ｂの筒軸方向内側端がこの外容器位置決め用段部７に当接されて、外容器３と内容器２との筒軸方向Ｚの位置決めされる。

参考形態においては、筒軸方向Ｚに於ける内容器２の口部２０の先端は外容器３の肩部３２ａより筒軸方向内側に位置され、内容器２の口部２０を外容器３の折返し縁部３２ｂに、筒径方向内側から溶接する構造が採用されている。
具体的には、レーザー溶接により、両者を環状に溶接して溶接部４が形成される。図２において、４１はレーザー溶接機のレーザーヘッドであり、細線で示すように、この例では、筒の内径側からレーザー光Ｌを斜めに照射し、環状の溶接部４が形成される。

溶接部４は先に説明したコーティング層６により被覆されることで、腐食等の問題に対処可能である。

真空断熱層５は、内容器２と外容器３との間に形成されている真空或いは減圧された空間である。この真空断熱層５には、例えば内容器２の外面或いは外容器３の内面に銅、アルミ等の金属箔を施す等により、真空断熱材（図示省略）を備えるようにしてもよい。

真空二重容器１の製造に際しては、外容器３を構成する筒体（この参考形態では外容器３の胴部３１ａ）に所要の加工を施すと共に、先端を内側に曲げて折曲部３２を形成する。
さらに、反対側の底側開放孔Ｐ部位に、内蓋３１ｅや底部３１ｂを連結するための拡・縮径部を設けておく。

内容器２の口部２０に対する加工も基本的には外容器３に対するものと同様である。
即ち、内容器２の胴部２１ａに口部２０を形成するとともに、その反対側に底部２１ｂを連結固定しておく。

次いで、外容器３の胴部３１ａの内側に内容器２を挿入し、外容器３の口部３０に形成した折曲部３２と内容器２の口部２０を筒径方向内側から斜めに溶接する。
この溶接においては、図２に示すように、内容器２の口部２０に設けられた段部７を利用して、内容器２の筒軸方向Ｚの先端を位置決めし、外容器３の口部３０の折曲部３２で裏打ちされた状態でレーザー溶接することができる。

その後、外容器３の胴部３１ａ、内蓋３１ｅ、底部３１ｂを構成する部材の溶接、内容器２と外容器３との間に空間に対する真空吸引・排気など必要な工程を行って真空二重容器１を製造することが可能となる。

〔実施形態及び参考形態〕
（１）上述の参考形態では、外容器３の胴部３１ａに口部３０を一体形成するものとしたが、口部３０と胴部３１ａを別部材としても良い。内容器２に関しても同様である。

（２）以下、図３〜図６に示す模式図を使用して、実施形態及び別の形態を説明する。これまで説明してきた参考形態は四の特徴Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ、Ｃｄを備えている。

特徴 Ｃａ
筒軸方向Ｚに於ける内容器２の口部先端が外容器３の肩部３２ａより筒軸方向内側に位置され、内容器２の口部２０が外容器３の折返し縁部３２ｂに筒径方向内側から溶接され、
特徴 Ｃｂ
内容器２の口部２０に外容器位置決め用段部７を設け、
折返し縁部３２ｂの筒軸方向内側端が外容器位置決め用段部７に当接されて、外容器３が内容器２に対して位置決めされ、
特徴 Ｃｃ
内容器２の口部２０が外容器３の折曲部３２に溶接された溶接部４を少なくとも被覆するコーティング層６が形成され、
特徴 Ｃｄ
内容器２内に収容する液のシールは、内容器２内にしぼり部２２で行う。

（２）−１ 特徴Ｃａ、Ｃｃに関して、
参考形態は、上記の特徴Ｃａを備えるが、本発明の実施形態として、図３（ｂ）に示すように、筒軸方向Ｚに於ける内容器２の口部先端が、外容器３の肩部３２ａの筒径方向内側に位置され、内容器２の口部２０を外容器３の折返し縁部３２ｂに、筒軸方向外側から溶接固定する構成する。
この構成を採用すると、溶接方向を実質的に筒軸方向Ｚとして、作業性が良く信頼性の高い製品を得ることができる。

図３（ａ）（ｂ）の破線は、それぞれ特徴Ｃｃに示すコーティング層６の形成部位を示している。コーティング層６は、先にも説明したように、溶接部４を被覆する形態で形成するもの（劣化防止層）であるが、図３（ａ）に示すように、溶接を筒径方向内側から斜めに行う場合は、コーティング層６は、内容器２の口部内面を覆うもので充分である。
この種のコーティング層６は、上記したフッ素に限られず、セラミック層であっても良い。あるいは、溶接部４に関して腐食等の劣化を防止できるものであればよく、例えば、電解研磨やバフ研磨等による研磨層であってもよい。この目的を達成する層を本発明において劣化防止層と呼ぶ。

一方、図３（ｂ）に破線で示すように、溶接を筒軸方向外側から軸方向に行う場合は、コーティング層６を、外容器３の肩部３２ａを越えた筒軸方向外側にまで設けておくと、溶接部４を充分被覆することができる。

（２）−２ 特徴Ｃｂの別形態
先に述べた参考形態では、外容器位置決め用段部７を設ける構成に関して説明したが、溶接段階で、内容器２を外容器３に対して適切な治具を使用して支持することにより、段部７を設けない構成とすることもできる。図３（ａ）に対応する形態を図４（ａ）に、図３（ｂ）に対応する形態を図４（ｂ）に示した。これらの例では段部を設けることなく、内容器２の口部２０及び外容器３の折返し縁部３２ｂをともに筒状のまま保持し所定位置で溶接する構造としている。

図３（ａ）に示すように、この形態では、段部７を内容器２の口部２０に縮径形態で形成する例を示したが、段部７を外容器３の折返し縁部３２ｂに拡径形態で設けてもよい。図５に、この形態を示した。

（２）−３ 特徴Ｃｄの別形態
先に述べた参考形態では、内容器２に収容する液のシールを、内容器２内にしぼり部２２を設けて実現しているが、真空二重容器１の外容器３には、その筒軸方向先端に肩部３２ａを備える構造とすることができるため、この肩部３２ａの内径側部位をシールに使用することもできる。
図３（ａ）に対応する形態を図６（ａ）に、図４（ａ）に対応する形態を図６（ｂ）に示した。これらの例では折曲部３２ａの内径部位にシール部材３３を備えてシールを行うこととしている。

（３）これまで説明してきた形態では、外容器３の外周と肩部３２ａ及び肩部３２ａと折返し縁部３２ｂとの間を屈曲形成する例を示したが、折曲部３２は、実質上、筒軸方向外側に延びてきた外容器３の外面から半円状等、構成材を滑らかに折り返して、折返し縁部３２ｂとしてもよい。この構成では、折曲部３２の筒軸方向Ｚに環状形成される端部及び端部近傍部位が実質的に筒径方向Ｒに延びる肩部３２ａを成すこととなる。この例を、図７に示した。

１ 真空二重容器（二重容器）
２ 内容器
２０ 内容器の口部
３ 外容器
３０ 外容器の口部
４ 溶接部
５ 真空断熱層（中間断熱層）
６ コーティング層（劣化防止層）
７ 外容器位置決め用段部（段部）
３２ 折曲部
３２ａ 肩部
３２ｂ 折返し縁部
４１ レーザーヘッド
Ｌ レーザー光

Claims (5)

1. 略有底筒状の内容器と略有底筒状の外容器との間に中間断熱層を備え、
   前記外容器の口部の先端に筒径方向内側に曲げられた折曲部が形成され、
   前記折曲部と内容器の口部とが溶接固定されてなり、
   前記内容器の構成材が外容器の構成材より薄く、前記内容器に収納される飲料を前記口部を介して飲用する飲料二重容器であって、
   前記折曲部が、筒軸方向内側に延びる折返し縁部を筒径方向内側に備え、
   前記折返し縁部の筒径方向内側に前記内容器の口部を位置させて、前記内容器の口部が前記外容器の折曲部に溶接され、
   前記折曲部が、筒径方向内側に延びる肩部と、当該肩部の内径側から筒軸方向内側に延びる前記折返し縁部を備え、
   筒軸方向に於ける前記内容器の口部先端が、前記外容器の肩部の筒径方向内側に位置され、前記内容器の口部が前記外容器の前記折返し縁部に、筒軸方向外側から溶接されている飲料二重容器。
2. 前記内容器の口部若しくは前記折返し縁部の少なくとも一方に、構成材位置が筒径方向にシフトする段部を設け、当該段部が相手部材に対する筒軸方向の位置決め部とされている請求項１記載の飲料二重容器。
3. 前記内容器の口部に、筒軸方向内側において筒径方向外側に位置し、筒軸方向外側において筒径方向内側に位置する外容器位置決め用段部を設け、
   前記折返し縁部の筒軸方向内側端が前記外容器位置決め用段部に当接されて、前記外容器が前記内容器に対して位置決めされている請求項２記載の飲料二重容器。
4. 前記内容器の口部が前記外容器の折曲部に溶接された溶接部の劣化を防止する劣化防止層が形成されている請求項１〜３のいずれか一項記載の飲料二重容器。
5. 前記劣化防止層は、前記溶接部を被覆するコーティング層となされている請求項４の飲料二重容器。

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