JPH06189861A - 金属製真空二重壁容器及びその製造方法 - Google Patents

金属製真空二重壁容器及びその製造方法

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JPH06189861A
JPH06189861A JP4344927A JP34492792A JPH06189861A JP H06189861 A JPH06189861 A JP H06189861A JP 4344927 A JP4344927 A JP 4344927A JP 34492792 A JP34492792 A JP 34492792A JP H06189861 A JPH06189861 A JP H06189861A
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double
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泰彦 里見
Seiichi Ito
精一 伊藤
Eiji Otsuka
栄二 大塚
Jun Yamaki
純 山木
Takashi Kato
隆 加藤
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Nippon Sanso Corp
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Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 内容器と外容器のうち少なくとも一部が、予
めビッカース硬度２５０〜６００の範囲に圧延調整した
ステンレス鋼板を塑性加工して形成されるとともに、こ
れら内容器と外容器を接合一体化した容器を真空排気処
理と同時に２００〜６００℃で低温焼鈍してなる金属製
真空二重壁容器である。 【効果】 容器を構成するステンレス鋼板の硬度を調整
することが可能となり、その硬度を高めることによって
板厚を従来品よりも薄くしても外力による耐衝撃が保た
れ、従来より軽量な金属製真空二重壁容器を製造するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、携帯用魔法瓶、ポッ
ト、ジャーなどとして使用されるステンレス鋼製真空二
重壁容器とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼製の真空二重壁容器にあっ
ては、落下、衝撃による外傷、変形を防止できるような
十分な機械的強度が必要とされ、特に携帯用の容器では
より大きい強度が要求される。容器の強度はそれを構成
するステンレス鋼板自体の硬度にほぼ比例するものであ
る。従って十分に硬度の高いステンレス鋼を用いれば二
重壁容器を構成するステンレス鋼板材の厚さを薄くし、
その結果、ステンレス鋼製真空二重壁容器の大幅な軽量
化を実現することが可能となる。
【０００３】ステンレス鋼板の硬度を高めるには、金属
加工において金属結晶粒の微細化およびマルテンサイト
変態により硬化作用（加工硬化）を高めるためにステン
レス鋼素材の加工度を大きくする方法がある。
【０００４】一方、金属製真空二重壁容器における真空
封止方法としては、例えば、特開昭５９−１０３６３３
号公報、特開昭６１−１０６１１９号公報或いは特開昭
５８−１９２５１６号公報にそれぞれ記載されているよ
うに、真空下または大気下で４００℃〜１２００℃の温
度範囲で外容器に取り付けたチップ管を介して所定の真
空度に排気した後、チップ管を圧接して封止する方法、
あるいは加熱処理し、固形ろう材を溶融し真空封止する
方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のステンレス鋼製
真空二重壁容器の製造方法では、冷間圧延鋼板、例えば
表面仕上げＪＩＳ規格のＮｏ.２Ｂ材などのステンレス
鋼板を、丸め加工、絞り加工、溶接加工等によって容器
を形成しており、加工工程により硬度が決定されてしま
い、それぞれの最低板厚より薄くすることは不可能であ
った。
【０００６】さらに真空封止時の加熱処理により、加工
硬化された二重壁容器のステンレス鋼が焼鈍によって硬
度低下を起こす場合がある。すなわち、加工硬化により
高硬度化したステンレス鋼は６００℃以上の温度で焼鈍
することにより軟化してしまう。また６００℃〜８００
℃で固溶炭素が炭化物となって析出し、鋭敏化して粒界
腐食を生じやすくなり耐食性が低下する。さらに１００
０℃〜１２００℃の加熱により炭化物を固溶化させてオ
ーステナイト組織に戻すことにより硬度が戻り軟らかく
なってしまう。なお真空排気時の加熱は、ステンレス鋼
中の残留ガス成分を十分に排気し高真空とするために重
要であり、実使用温度以上が必要であり、例えば魔法瓶
では熱湯を保管することから１００℃以上が必要であ
る。これらのことから、軽量な真空二重壁容器を製造す
るにあたっては、使用するステンレス鋼材の硬度を高
め、熱処理による耐食性を考慮し、軟化を防止する条件
を選定する必要がある。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ステンレス鋼板の加工硬度を高めることによって軽
量かつ衝撃強度に優れたステンレス製真空二重壁容器の
提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、金属
製の内容器と外容器とをそれぞれ口部で接合一体化して
二重壁構造としてなるとともに、上記内容器と外容器の
間の空隙を真空断熱層として形成してなる真空二重壁容
器において、少なくとも外容器の丸め加工で形成される
胴部がビッカース硬度２５０〜６００の硬度の鋼板より
なることを特徴とする金属製真空二重壁容器である。
【０００９】また請求項２の発明は、二重壁容器を形成
する内容器と外容器のうち、少なくとも外容器の鋼板
を、圧延してビッカース硬度２５０〜６００の範囲とな
し、ついで容器状の筒体形状とした後、別途加工した内
容器と、それぞれの口部で接合一体化して金属製二重壁
容器とし、該金属製二重壁容器を２００〜６００℃の温
度下の真空雰囲気で熱処理して二重壁間の空隙を真空封
止してなることを特徴とする金属製真空二重壁容器の製
造方法である。
【００１０】
【作用】本発明は加工圧延率が大きいステンレス鋼板
が、加工圧延率の小さいステンレス鋼板に比べ低温焼鈍
後における硬度の増加が大きいことに着目してなされた
もので、ステンレス鋼板を予め鋼板の時点で硬度を増す
ための加圧圧延を行い、その後、丸め加工、絞り加工、
張り出し加工、溶接加工等により金属製二重壁容器を形
成してさらに硬度を高め、その後２００〜６００℃の温
度下で真空排気処理して真空封止し常温に戻すことによ
り低温焼鈍されて更に容器の鋼板の強度を高めることが
できる。以上の条件を選定組み合わせることにより容易
に必要な強度を有した非常に軽い金属製二重壁容器を製
造することができる。また容器の板厚を薄くすることが
可能となるため材料費が節約でき安価な製品を製造でき
る。なお、板厚を従来品と同等にすれば、非常に強度に
優れた製品ができることは言うまでもない。また、予め
硬度を調整した調質圧延材を使用することも可能であ
る。
【００１１】
【実施例】以下図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明に係る金属製真空二重壁容器の一例と
してステンレス鋼製の魔法瓶を示すものである。この魔
法瓶はステンレス鋼材からなる内容器１と同じくステン
レス鋼材からなる外容器２とをそれぞれの口部で接合一
体化するとともに、これら内容器１と外容器２との間の
空間に真空断熱層３を形成して構成されている。上記外
容器２は上部材４と胴部材５と底部材６とを溶接接合に
より一体化して構成されている。底部材６の略中央には
凹部７が設けられ、この凹部７の略中央には排気孔８が
形成されており、この排気孔８は真空排気処理の際の加
熱温度で溶融する金属系ろう材などからなる封止材９に
よって封止されている。
【００１２】このステンレス鋼製の魔法瓶は、内容器１
と外容器２の少なくとも該容器２を形成するための鋼板
を、予めビッカース硬度２５０〜６００の範囲に圧延調
整し、さらに内容器１と外容器２を接合一体化した二重
壁容器を２００〜６００℃の温度下で真空排気処理し、
二重壁容器の壁間の空隙を真空に保って封止する。そし
てこれを常温下に冷却することにより、ステンレス鋼が
低温焼鈍されてなり、高硬度化した部分の板厚を薄くし
た構成になっている。
【００１３】この魔法瓶を製造するには、予め圧延等に
よってビッカース硬度（Ｈｖ）２５０〜６００の範囲に
圧延調整したステンレス鋼板を用い、これを丸め加工、
絞り加工、張り出し加工、溶接加工等によって二重壁容
器を作製し、容器口部を下向きにし、凹部７に封止材９
を入れて真空加熱炉に収容し、排気孔８を通して内容器
１と外容器２の間の空間を２００℃〜６００℃の温度下
で所定の真空度に真空排気し、そして容器の排気孔８を
封止材９を溶融させることによって封止する。この結果
容器を形成する鋼板は低温焼鈍が行われ、容器を構成す
るステンレス鋼板の硬度が増加されて製造される。
【００１４】このようにビッカース硬度２５０〜６００
の範囲に圧延調整したステンレス鋼板を塑性加工して得
られた内容器と外容器とを接合一体化して金属製二重壁
容器を作製し、次いで金属製二重壁容器を２００〜６０
０℃の温度下で真空封止した後常温に戻すことによって
低温焼鈍がなされ、これによって容器を構成するステン
レス鋼板を高硬度化できることを実証するために次の実
験を行った。すなわち、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０
４）を０〜７０％の範囲で冷間加工した各種鋼板を作製
し、これらのステンレス鋼板のビッカース硬度を測定す
るとともに、これらのステンレス鋼板を２００℃３０
分、４００℃３０分及び６００℃３０分の低温焼鈍を行
って低温焼鈍後のビッカース硬度を測定し、低温焼鈍に
よる加工率と硬度の関係を調べた。その結果を図２に示
す。また同じくステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）におけ
る加工率と焼鈍温度の違いによる硬度の増加量を表１に
示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】これら図２および表１から明らかなよう
に、ステンレス鋼板の加工率を増すことによりＨｖが増
加し、また冷間加工したステンレス鋼板を２００〜６０
０℃で熱処理した後常温に戻して低温焼鈍を行うと、さ
らにＨｖが増加することがわかった。従って、二重壁容
器の材料とするステンレス鋼板をあらかじめ材料鋼板の
時に硬度を増すための加圧圧延を行い、さらに丸め加
工、絞り加工、張り出し加工、溶接加工等を行い、二重
壁容器とした後、二重壁容器の壁間の空間の真空排気処
理の際、２００〜６００℃の温度下で加熱を行い、真空
封止後常温に戻すと低温焼鈍が行なわれ、これによって
ステンレス鋼の硬度が増大し、その結果、ステンレス鋼
製真空二重壁容器の板厚を薄くして容器の軽量化を図る
ことが可能となる。材料とするステンレス鋼板のビッカ
ース硬度がＨｖ２５０より小さいと、製品化後の硬度が
十分に高まらず板材を薄くして軽量化を図るという効果
が十分に得られない。またＨｖ６００より大きいとその
鋼板の塑性加工が困難となる。また低温焼鈍の温度が２
００℃より低いと、低温焼鈍による硬度増加が少なく、
６００℃よりも高くすると、硬度の低下や耐食性の悪化
を招いてしまう。
【００１７】なお、この例では金属製真空二重壁容器と
してステンレス鋼製魔法瓶を例示したが、本発明はこれ
以外の金属製真空二重壁容器にも適用が可能であること
は言うまでもない。例えばステンレス鋼製魔法瓶として
は図３に示すように真空封止をチップ管１０の圧接によ
り行うものや、図５に示すステンレス製弁当箱用ジャ
ー、さらにステンレス鋼製コップ類、真空断熱調理器な
どである。
【００１８】（製造例１）図１に示す携帯用魔法瓶の外
容器２は、ステンレス鋼板より絞り加工によって形成さ
れた上部材４、底部材６及び、丸め加工によって形成さ
れた胴部材５を溶接加工によって一体化したものであ
り、この外容器２と内容器とを口部で接合一体化した二
重壁容器を真空加熱炉に入れて真空排気を行いつつ５０
０℃の加熱により金属系ろう材よりなる封止材７の溶融
により真空封止後、製品とした。外容器の胴部材５とし
て、ＳＵＳ３０４を２０％の加工率で圧延した硬度３２
０Ｈｖのステンレス鋼板を用いて製品を作製し、その強
度を調べたところ、通常は０.５ｍｍ厚としていた板厚
を０.２５ｍｍ程度にまで薄くすることが可能であっ
た。
【００１９】（製造例２）図３の携帯用魔法瓶の外容器
２は、ステンレス鋼材より成形した図４に示すテーパ管
１１よりプレス加工またはバルジ加工により成形した胴
部材５及び、絞り加工により形成された底部材６を溶接
加工によって一体化したものであり、この外容器２と内
容器とを口部で接合一体化した二重壁容器を真空加熱炉
に入れて真空排気を行いつつ４５０℃の大気中で銅パイ
プ１０より真空排気後、このパイプ１０を加圧圧着して
製品とした。この場合、外容器の胴部材３を調質圧延材
のＳＵＳ３０４の１／２Ｈ材を用いて製品を作製しその
強度を調べたところ、通常は０.４ｍｍ厚としていた板
厚を０.２ｍｍ程度にまで薄くすることが可能であっ
た。
【００２０】（製造例３）図５の弁当用ジャーの外容器
２はステンレス鋼板より絞り加工により成形したもので
あり、この外容器２と内容器とを口部で接合一体化した
二重壁容器を真空炉に入れて真空排気を行いつつ３００
℃の加熱により封止材の溶融により真空封止したもので
ある。この場合も、外容器２の材料としてＳＵＳ３０１
を１０％の加工率で圧延した硬度３３０Ｈｖのステンレ
ス鋼材を用いて製品を作製し、その強度を調べたとこ
ろ、通常は０.４ｍｍ厚としていた板厚を０.２ｍｍとす
ることができた。
【００２１】なお、補足試験として、ＳＵＳ３０４を２
０％の加工率で圧延した硬度３２０Ｈｖのステンレス鋼
板を絞り加工して作製した部材について、６００℃より
高い温度で処理したところ、高温焼鈍により硬度をあげ
ることはできなかった。またＳＵＳ３０４以外のステン
レス鋼、例えば、ＳＵＳ３０１，ＳＵＳ２０１，ＳＵＳ
３１６で加工率と焼鈍温度の違いによる硬度の増加量を
調べたところ、ＳＵＳ３０４と同様に圧延加工した鋼材
を２００℃〜６００℃の範囲において加工率を増すこと
により硬度を増加できることがわかった。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば容
器を構成するステンレス鋼板の硬度を調整することが可
能となり、その硬度を高めることによって板厚を従来品
よりも薄くしても外力による衝撃に耐え得る硬度が得ら
れ、その結果従来より軽量な金属製真空二重壁容器を製
造することができる。また容器の板厚を薄くすることが
可能となるため材料費が節約でき安価な製品を製造でき
る。さらに板厚を従来品と同等にしてステンレス鋼板を
高硬度化すれば、非常に強度に優れた製品が製造可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金属製真空二重壁容器の一例であ
るステンレス鋼製魔法瓶の正面断面図である。
【図２】ステンレス鋼板の低温焼鈍による加工率と硬度
の関係を表すグラフである。
【図３】本発明に係る金属製真空二重壁容器の第２の例
であるステンレス鋼製魔法瓶の正面断面図である。
【図４】同じ魔法瓶の構成部材の作製に用いたテーパ管
を示す断面図である。
【図５】本発明に係る金属製真空二重壁容器の一例であ
るステンレス鋼製の弁当用ジャーの正面断面図である。
【符号の説明】
１……内容器、２……外容器、３……真空断熱層、４…
…上部材、５……胴部材、６……底部材、７……凹部、
８……排気孔、９……封止材、１０……チップ管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山木 純 東京都港区西新橋１丁目16番７号 日本酸 素株式会社内 (72)発明者 加藤 隆 東京都港区西新橋１丁目16番７号 日本酸 素株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属製の内容器と外容器とをそれぞれ口
    部で接合一体化して二重壁構造としてなるとともに、上
    記内容器と外容器の間の空隙を真空断熱層として形成し
    てなる真空二重壁容器において、 少なくとも外容器の丸め加工で形成される胴部がビッカ
    ース硬度２５０〜６００の硬度の鋼板よりなることを特
    徴とする金属製真空二重壁容器。
  2. 【請求項２】 二重壁容器を形成する内容器と外容器の
    うち、少なくとも外容器の鋼板を、圧延してビッカース
    硬度２５０〜６００の範囲となし、ついで容器状の筒体
    形状とした後、別途加工した内容器と、それぞれの口部
    で接合一体化して金属製二重壁容器とし、該金属製二重
    壁容器を２００〜６００℃の温度下の真空雰囲気で熱処
    理して二重壁間の空隙を真空封止してなることを特徴と
    する金属製真空二重壁容器の製造方法。
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