JPH079121A - はんだ付け方法及び二重容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合成樹脂製真空断熱容器を製造する際に、そ
の口元接合部の接合不良の発生を防止することができる
ようなはんだ付け方法の提供を目的としている。 【構成】 接合するべき外筒１と内筒２との接合部５の
一部に、フラックスや空気を流通させるための隙間形成
用の凹部７を形成し、かつ凹部にかかるように接合部に
リング状はんだ４を保持し、該はんだの融点以上に加熱
したフラックスを接合部に供給し、はんだが溶融した後
に、該フラックスを接合部から除去してはんだを冷却固
化して外筒と内筒とを接合することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被接合体をはんだ付
けする方法に関し、特に保温性、保冷性に優れると共に
軽量性に優れた合成樹脂及び合成樹脂と金属よりなる合
成樹脂製真空断熱容器の製造に好適なはんだ付け方法で
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、合成樹脂製二重断熱容器として、
特公昭４４−１６１５８号公報に開示された合成樹脂製
魔法瓶など、多くの発明や考案がなされている。それら
従来の容器は合成樹脂で形成された内容器と外容器に輻
射対策或いは通気遮断性の向上のためにメッキや蒸着に
よって金属層を形成し、その後内外容器を接合、一体化
し、内外容器間の空間層を真空排気して得られるもので
ある。また前記内容器をステンレス鋼により形成し、先
のものと同様の方法によって、金属製の内容器と合成樹
脂製の外容器とからなる真空断熱容器の提案もなされて
いる。

【０００３】ところで、これら内容器と外容器とを接合
する場合には、低融点はんだや接着剤、または熱融着等
の方法が利用されている。それら方法の中でも低融点は
んだを使用する方法は、接合部の強度が大きくなるとと
もに、特に断熱空間層を高真空に保持するために必要な
ガス透過量を実質的にゼロとすることができるため、優
れた接合方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記低
融点はんだを使用する方法にあっては、合成樹脂製容器
としての特性、即ち容器の耐熱性が低いことによって接
合が難しいという問題があった。また口元接合部に形成
した金属層の酸化膜除去が不完全であると、接合不良を
生じるおそれがあり、さらに低融点はんだ自体の濡れ性
が低いため、多量のフラックスを接合部に供給しなけれ
ばならない、などの問題があった。

【０００５】このような問題を解決するために、本発明
者らはこの種のはんだ接合において、低融点はんだを被
接合体の接合部に保持し、はんだの融点以上に加熱した
フラックスを接合部に供給し、はんだが溶融した後に、
該フラックスを接合部から除去してはんだを冷却固化
し、被接合体を接合することを特徴とするはんだ付け方
法を開発し、特願平４−２２８９７０号として先に特許
出願をしている。この方法によれば、口元接合部におけ
るはんだ付け接合における上述したような問題を改善す
ることが可能となった。しかし、この方法を用いて合成
樹脂製真空断熱容器を製造した場合にも、接合不良品を
完全に無くすまでには到っておらず、一部に接合不良が
発生した。その原因について更に究明したところ、次の
ようなことが分かった。 内容器及び外容器の口元接合部の先端部分に金属めっ
き膜厚の不均一が生じ易く、膜厚が厚くなり易く、内外
容器の組立後にできる所定の接合シロが小さくなり、十
分なフラックスが供給できなかった。 はんだの融点以上に加熱したフラックスを供給し、加
熱、接合を実施する際、内容器と外容器の間に挟み込ん
だ低融点はんだリングがシールの作用をして口元先端部
と該リングとの間にエアーポケットが発生し、熱伝達を
阻害して入熱量不足による不良が見られた。 はんだ接合後、フラックスの残渣による腐食を防止す
るため洗浄が必要となるが、洗浄液が接合部の間隙に接
触し難く、洗浄不良のために接合部分のめっき皮膜やは
んだの腐食が起こることがあった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、合成樹脂製真空断熱容器を製造する際に、その口元
接合部の接合不良の発生を防止することができるような
はんだ付け方法と、その方法により作製された二重容器
の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るはんだ付け
方法は、接合するべき外筒と内筒との接合部の一部に隙
間形成用の凹部又は凸部を形成し、かつ該凹部又は凸部
にかかるように該接合部にリング状はんだを保持し、該
はんだの融点以上に加熱したフラックスを接合部に供給
し、はんだが溶融した後に、該フラックスを接合部から
除去してはんだを冷却固化して外筒と内筒とを接合する
ことを特徴としている。また本発明に係る二重容器は、
接合するべき外筒と内筒との接合部の一部に、隙間形成
用の凹部又は凸部を形成し、該接合部で外筒と内筒とを
一体接合してなるものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、リング状はんだと隙間形成用
の凹部又は凸部との間を通ってフラックスが接合部内に
行き渡り、リング状はんだの上面を越えて液面を保持で
きるため、酸化皮膜の除去が容易にできる。また、フラ
ックス液面高さを十分に高くすることができるため、は
んだ接合部だけでなくその周辺部もはんだ溶融温度以上
に保持することができ、入熱量不足による接合不良を生
じない。さらに、リング状はんだと隙間形成用の凹部又
は凸部との間隙が、フラックスが接合部内に入り込む際
に空気の逃げ道となってエアーポケットが発生せず、熱
伝達の阻害が起きない。

【０００９】

【実施例】図１ないし図４は本発明のはんだ付け方法の
一例を説明するためのもので、この例では合成樹脂製の
高真空断熱容器（真空二重容器）の口元接合部をはんだ
付け接合する場合を例示するものである。図１は、接合
前の容器を示すものであって、符号１は外筒、２は内筒
を示している。外筒１はＡＢＳ樹脂などの合成樹脂から
なる円筒体であり、その底部中央には、図４において符
号１２で示す排気管が接合される。また内筒２は合成樹
脂材料若しくはステンレス鋼などの金属材料からなる有
底円筒体であり、その端部にはフランジが形成されてい
る。これら外筒１の内面と内筒２の外面とには図２に示
すように、蒸着またはめっきによって金属皮膜３が形成
されている。これら外筒１と内筒２とは、内筒２に外筒
１を被せるようにして組み合わされ、それらの口元接合
部５には、低融点はんだよりなるはんだリング４が保持
されている。

【００１０】上記内筒２の口元接合部５には、フラック
スがはんだリング４の上面を越えて接合部５内に十分に
行き渡るように、また内筒２の口元先端部６と、はんだ
リング４との間の空気を排除し易いように、凹部７が形
成されている。この凹部７はこの例では図３に示すよう
に口元先端部６に向けて深く、広くなるように形成され
ている。この凹部７は１箇所であっても良いが、口元接
合部５の周方向に沿って間隔をおいて複数設けることが
望ましい。なお、この凹部７の形状はこれに限定される
ことなく、長溝状や円形など他の形状としても良い。さ
らに、この例では内筒２側に凹部を設けたが、外筒１側
に設けても良い。また、凹部７に代えて周方向に延びる
突条や複数の突起などからなる凸部を設けても、上記凹
部７と同様の作用効果が得られる。

【００１１】また、内筒２の外面口元先端部８と、外筒
１の内面口元先端部６の先端形状には、適当な円弧を有
する面取り部分を設けてあり、電気めっきによる金属皮
膜３がエッジに集中して厚くならないようにして、口元
先端部６にフラックスや接合後の洗浄液が入り易くして
ある。

【００１２】次に、この真空断熱容器の外筒１と内筒２
の口元接合部５でのはんだ付け方法を説明する。外筒１
と内筒２とを図１に示すように組立て、はんだリング４
を、凹部７にかかるように保持し、接合前の二重容器１
０（以下、容器という）とする。この状態で図４に示す
はんだ付け装置のフラックス浴２２にセットする。フラ
ックス浴２２は接合槽２０内に設けられ、さらに接合槽
２０の外部に設けられているフラックス供給槽２８とフ
ラックス貯溜槽４６が接続している。接合槽２０には被
接合体である二重容器１０を固定する固定機構２４が設
けられている。固定機構としては、多孔板よりなる載置
板４２上に載置された二重容器１０の底部を接合槽２０
の上部より抑えて固定する空気圧シリンダー等を適用で
きる。はんだリング４と内、外筒１，２とは固定機構２
４による付勢力で密着する。このとき凹部７の部分のみ
は、はんだリング４と接触しておらず、その間隙から空
気やフラックスが流通可能な状態になっている。

【００１３】フラックス浴２２の底部外面には補助ヒー
タ２６が取り付けられている。フラックス浴２２とフラ
ックス供給槽２８は供給管３０で接続されており、供給
管３０には、フラックスをフラックス浴２２に供給する
供給ポンプ３８と供給用電磁弁４０が設けられている。
フラックス供給槽２８には、フラックス供給槽内に貯溜
されているフラックスを加熱するヒータ３６が設けられ
ている。フラックス浴とフラックス貯溜槽４６は排出管
３２で接続されており、排出管３２には排出用電磁弁４
４が設けられている。また、フラックス浴２２には、浴
内に貯溜するフラックスの量を制御する液面調整管３４
が設けられ、液面調整管３４はフラックス貯溜槽４６に
接続している。フラックス貯溜槽４６にも、この槽内に
貯溜したフラックスを加熱するヒータ４８が設けられて
いる。フラックス貯溜槽４６とフラックス供給槽２８は
補給管５２で接続されており、補給管５２には補給用ポ
ンプ５０が設けられている。

【００１４】フラックスは酸化皮膜を除去するための融
剤であって、一般に、有機酸類（ステアリン酸、マロン
酸、コハク酸等）及びその塩類と、多価アルコール（イ
ソプロピルアルコール等）と、水と、添加剤との混合溶
液が用いられる。

【００１５】この装置に上記二重容器１０をセットした
ら、供給用電磁弁４０を開放し、供給用ポンプ３８を駆
動して、加熱されたフラックスをフラックス浴２２に供
給する。なお、このフラックスの温度は、はんだリング
４の材料の低融点はんだの融点よりも若干高い温度に設
定しておく。

【００１６】フラックス浴２２に供給されたフラックス
は二重容器１０の接合部に浸透し、接合面の酸化皮膜を
除去するとともにはんだリング４を加熱溶融する。そし
て、接合面の酸化皮膜除去とはんだリングの溶融が完了
した後、供給ポンプ３８を停止し、電磁弁４０を閉じて
フラックス浴２２へのフラックスの供給を終える。次
に、排出用電磁弁４４を開き、フラックス浴２２内のフ
ラックスを排出管３２を介してフラックス貯溜槽４６に
回収し、フラックス浴２２内のフラックスを除去する。
加熱されていたフラックスが除去し終えると、フラック
ス浴２２内に固定されている二重容器１０の接合部に溶
融している低融点はんだが冷却凝固し、外筒１と内筒２
がはんだ付けされて接合一体化する。

【００１７】この際、内筒２の口元接合部５には、フラ
ックスがはんだリング４の上面を越えて接合部５内に十
分に行き渡るように、また内筒２の口元先端部６と、は
んだリング４との間の空気を排除し易いように、凹部７
を形成したので、はんだリング４と凹部７との間を通っ
てフラックスが接合部５内に行き渡り、はんだリング４
の上面を越えて液面を保持できるため、接合部５の酸化
皮膜の除去が容易にできる。また、フラックス液面高さ
を十分に高くすることができるため、接合部５だけでな
くその周辺部もはんだ溶融温度以上に保持することがで
き、入熱量不足による接合不良を生じることがない。さ
らに、リング状はんだと凹部７との間隙が、フラックス
が接合部５内に入り込む際に空気の逃げ道となってエア
ーポケットが発生せず、熱伝達の阻害が起きない。従っ
て、このはんだ付け方法によれば、合成樹脂製真空断熱
容器を製造する際に、その口元接合部の接合不良の発生
を防止することができる。

【００１８】（製造例）肉厚２.５ｍｍのＡＢＳ樹脂を
使用して真空断熱容器を製作した。射出成形により上記
肉厚の外筒と内筒を成形した。このとき外筒の口元先端
部に図２に示すように肉厚の1/2のＲを２箇所設けた。
そして、その内面に電気銅めっきを施して金属皮膜を形
成した。また内筒については、その口元先端部の内面に
肉厚の1/2のＲを２箇所設け、さらに口元接合部にその
周方向に沿って凹部を６箇所設けるように射出成形を行
い、その外面に電気銅めっきを施して金属皮膜を形成し
た。凹部の形状は図３に示すように口元先端部に向けて
深く、広くなるようにした。線径１ｍｍの低融点はんだ
リング（アサヒメタル製・Ｕアロイ９５）を内筒の口元
接合部に嵌め、さらに外筒を載せて内筒と外筒とを組み
合わせて接合前の二重容器とし、次いでこの二重容器を
図４に示す装置にセットし、加熱したフラックス（日本
スペリア社製・ＮＳ５２）を使用して二重容器の口元を
はんだ接合した。接合終了後、洗浄液に温水を使用して
二重容器の接合部を洗浄し、乾燥した。この一体化した
二重容器の口元接合部について漏洩検査を行ったとこ
ろ、漏洩箇所は無かった。また接合箇所を切断し、はん
だの着き周りを目視検査した結果、口元全周に渡って均
一であり、内外筒とはんだとの界面状態も良好であっ
た。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接合部に、フラックスや空気を流通させる隙間形成用の
凹部又は凸部を設け、この接合部にリング状はんだを保
持し、はんだの融点以上に加熱したフラックスを接合部
に供給してはんだ付けすることにより、フラックスが凹
部又は凸部とリング状はんだとの間を通って接合部内に
行き渡り、リング状はんだの上面を越えて液面を保持で
きるため、接合部の酸化皮膜の除去が容易にできる。ま
た、フラックス液面高さを十分に高くすることができる
ため、接合部だけでなくその周辺部もはんだ溶融温度以
上に保持することができ、入熱量不足による接合不良を
生じることがない。さらに、リング状はんだと凹部また
は凸部との間隙が、フラックスが接合部内に入り込む際
に空気の逃げ道となってエアーポケットが発生せず、熱
伝達の阻害が起こらないので、フラックスによって接合
部を均一に加熱することができる。従って本発明によれ
ば、合成樹脂製真空断熱容器を製造する際に、その口元
接合部の接合不良の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のはんだ付け方法の一例を説明するため
のもので、内筒と外筒よりなる二重容器を示す断面図で
ある。

【図２】図１の二重容器の要部拡大断面図である。

【図３】同じ二重容器の内筒の凹部を示す側面図であ
る。

【図４】本発明のはんだ付け方法に好適に使用される接
合装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１……外筒、２……内筒、３……金属皮膜、４……はん
だリング（リング状はんだ）、５……口元接合部、７…
…凹部、１０……二重容器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合するべき外筒と内筒との接合部の一
   部に、隙間形成用の凹部又は凸部を形成し、かつ該凹部
   又は凸部にかかるように該接合部にリング状はんだを保
   持し、該はんだの融点以上に加熱したフラックスを接合
   部に供給し、はんだが溶融した後に、該フラックスを接
   合部から除去してはんだを冷却固化して外筒と内筒とを
   接合することを特徴とするはんだ付け方法。
2. 【請求項２】 接合するべき外筒と内筒との接合部の一
   部に、隙間形成用の凹部又は凸部を形成し、該接合部で
   外筒と内筒とを一体接合してなることを特徴とする二重
   容器。