WO2019045066A1 - 真空断熱容器 - Google Patents

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WO2019045066A1
WO2019045066A1 PCT/JP2018/032446 JP2018032446W WO2019045066A1 WO 2019045066 A1 WO2019045066 A1 WO 2019045066A1 JP 2018032446 W JP2018032446 W JP 2018032446W WO 2019045066 A1 WO2019045066 A1 WO 2019045066A1
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WO
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container
lid member
vacuum insulation
outer container
vacuum
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/032446
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English (en)
French (fr)
Inventor
田中　信幸
知治 林
弘法 佐藤
裕也 濱田
準一 齋藤
孝夫 土居
Original Assignee
Ａｇｃ株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by Ａｇｃ株式会社 filed Critical Ａｇｃ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/38—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/065—Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum insulation container suitable for engine coolant and the like.
  • a heat insulating container using the principle of a vacuum thermos bottle is known as a method of keeping an engine cooling coolant mounted on a car warm within a certain temperature range.
  • Such vacuum thermoses are limited to a cylindrical shape and so on, so that the space of the installation place is restricted. Therefore, it becomes difficult to apply it as a general-purpose technology that suppresses any increase in cost for automobiles because it is necessary to carry out extremely severe design.
  • the vacuum thermos is excellent in the gas barrier property, and there is an advantage that long-term performance can be maintained by using a metal or glass container suitable for the manufacturing method.
  • Patent Document 1 describes a method of forming a powder to be a core material and dividing the powder into an outer case and an inner case.
  • Patent Document 2 describes a manufacturing method in which an outer case is filled with a predetermined amount of powder, and then the inner case is installed, and the inner case is filled with powder serving as a core from the side surface to the upper surface and the upper lid is closed. Have been described.
  • the conventional vacuum insulation container has the following problems. That is, in the case of a resin container as shown in Patent Document 1, a vacuum heat insulating material in which a core material obtained by forming a powder in a flat plate shape is sealed in a gas barrier outer cover under reduced pressure is used for the outer container and the inner container. It has become a method of arranging so as to be sandwiched between. Therefore, it is easy to arrange if the space between the outer container and the inner container is flat as in Patent Document 1, but in the case of a space having a curved surface of two or more dimensions, a core material formed in a flat plate shape It has been difficult to curve along the curved surface of the space. Therefore, there was a problem that it was not possible to adopt a flat plate-shaped core material for a container shape having a curved surface with a high degree of freedom in shape.
  • this invention is made in view of the said problem, and an object of this invention is to provide the vacuum-insulation container which is excellent in the freedom degree of a shape, and can aim at improvement of productivity.
  • the present invention achieves the above object, and has the following aspects.
  • the vacuum insulation container according to the present invention comprises a container body made of resin having an outer container having one end of a container shaft open, and an inner container disposed inside the outer container at regular intervals and sealed.
  • a lid member joined in a state in which the opening of the outer container is hermetically sealed, a core material filled in a sealed space formed between the inner container, and the outer container and the lid member; It is characterized in that the outer container has a curved portion in at least a part of a cross section parallel to the container axis.
  • a sealed space is formed between the outer container and the inner container, and the distance between the outer container and the inner container is also maintained at a constant distance. Therefore, when the core material is poured into the sealed space from the opening of the outer container and supplied, the core material flows smoothly along the outer container and the inner container, and filling in order from the bottom of the container with uniform density and surely it can. Since the member poured into the enclosed space is a powder, even if at least a part of the curved surface forming the enclosed space is a curved portion, it can be filled regardless of the size of the curved surface, thereby improving productivity. be able to.
  • the present invention it is possible to prevent the problem that the filling can not be sufficiently performed in a state where the curvature of the curved surface is small and the supplied core material does not reach the bottom. And since a reliable filling is attained, the long-term performance as vacuum insulation can be maintained.
  • the outer container has a curved surface in which the opening area of the outer container gradually decreases from one end of the container axis toward the other end.
  • the core material can smoothly flow along the outer container and the inner container, and can be filled in order from the bottom of the container with uniform density and with certainty. Since the curvature radius of the curved surface of the outer container can be set arbitrarily, a vacuum insulation container excellent in the degree of freedom in shape can be realized.
  • the respective gas barrier films are bonded to each other.
  • the sealing property of the outer container and the lid member is improved.
  • the bonding between the outer container, which is a resin member, and the lid member is not the bonding of highly permeable resins, the gas barrier properties required for a long period of time can be maintained.
  • the outer container and the lid member are bonded with each other at respective positions on the opposite side of the sealed space with the bonded portion between the gas barrier films.
  • the two bonding portions in which the second bonding portion bonded with the resin is formed outside the first bonding portion. It becomes the structure sealed by the junction part. Therefore, even if the gas barrier property of the first bonding portion is lowered, the second bonding portion is provided, so that it is possible to suppress the rapid decrease of the heat insulating function as the vacuum heat insulating container.
  • the vacuum insulation container which concerns on this invention can also shape
  • the manufacturing method by electrolytic plating can be adopted when the gas barrier film is, for example, copper plating.
  • the vacuum insulation container according to the present invention, at least a part of the outer container and the lid member to which the outer container and the lid member are joined is formed of a light transmitting member.
  • the laser beam is transmitted through the light transmitting member by irradiating the laser from the light transmitting member side to the joined portion of the outer container and the lid member. It is possible to join the irradiated sites.
  • the bonding surface of the outer container and the lid member and / or the bonding surface of the outer container and the inner container be substantially flat.
  • the bonding surface of the outer container and the lid member, and / or the bonding surface of the outer container and the inner container has a substantially flat shape without unevenness, it is formed by laser irradiation, ultrasonic welding, and vibration bonding. It is suitable when using joining means. Laser irradiation is preferable because it is not necessary to rework the jig each time the product shape changes, and it is excellent in uniform welding.
  • a thin-walled portion is formed in an outer portion of the lid member and / or the outer container facing the sealed space.
  • a thin-walled portion having a thickness smaller than that of other portions is formed on at least a part of an outer portion of the lid member and / or the outer container facing the sealed space. Therefore, in the vacuum insulation container after manufacture, for example, when the internal pressure of the sealed space is increased by the gas entering the sealed sealed space, the thin-walled portion bulges outward from the sealed space. It becomes. The bulging state at this time can be checked visually, for example, to check the internal pressure state, and by measuring the bulging amount of the thin-walled part, the internal pressure can also be grasped numerically. A highly reliable vacuum insulation container can be realized.
  • the vacuum insulation container of the present invention it is possible to improve the freedom of the shape and to improve the productivity.
  • the vacuum insulation container 1 has an outer container 2 (outer container) having an opening at one end (upper surface) of the container axis O, and a fixed interval inside the outer container 2.
  • a container body 10 made of resin having an open and sealed internal tank 3 (inner container), and a lid member 4 joined in a state in which the open end 2a (opening) of the envelope 2 is airtightly sealed
  • a core 5 filled in a sealed space S sealed between the inner tank 3 and the outer shell 2 and the lid 4 is provided.
  • the vacuum insulation container 1 has a vacuum double-walled structure in which the core material 5 is sealed in the sealed space S, and has a hollow structure in which a space is provided inside the container body 10.
  • the distance between the envelope container 2 and the internal tank 3 be in the range of 3 to 20 mm in terms of easily ensuring the flowability and the filling property of the core material.
  • the distance is more preferably in the range of 5 to 15 mm.
  • the inner tank 3 and the outer shell container 2 are connected on the bottom side by the passage part 1A, and the inside of the inner tank 3 is communicated with the outside of the container.
  • the container body 10 (the inner surface of the outer container 2 and the outer surface of the internal tank 3) and the surface of the lid member 4 in contact with the sealed space S are covered with metal plating 6 (gas barrier film) provided impermeable to gas. There is.
  • the envelope 2 is formed in a bottomed crucible shape, and a central axis passing through the center of the cross section is referred to as the vessel axis O, and the open end of the envelope 2 along the container axis O direction.
  • the 2a side is referred to as the upper side
  • the bottom 22 side of the envelope 2 is referred to as the lower side.
  • the longitudinal shape in a plan view seen from the container axis O direction, the longitudinal shape is formed, and the long axis direction is taken as “longitudinal direction X1” and a direction orthogonal to the longitudinal direction X1 (single axis direction ) Is referred to as “left-right direction X2”.
  • the cross section is not limited to the vertically long shape, and may have the same length in the vertical and horizontal directions.
  • the passage portion 1A may be provided at any position of the container body 10. For example, it may be on the body 21.
  • the envelope 2 has a curved portion on at least a part of a cross section parallel to the container axis.
  • the curved portion refers to a curved portion in a curved shape, and does not include a portion where the corner is chamfered.
  • the shape of the curved portion is not particularly limited, and can be arbitrarily selected.
  • the curvature radius of the curved portion is 10 mm or more, it is preferable in terms of easily securing the flowability and the filling property of the core material.
  • the curvature radius is more preferably 30 mm or more, and further preferably 60 mm or more.
  • the radius of curvature is preferably 300 mm or less, and more preferably 100 mm or less, from the viewpoint of ensuring the flowability of the core material, the filling property, and the freedom of shape design.
  • the flow of the core material is such that the opening area orthogonal to the container axis O gradually decreases from the upper side (the open end 2a side) of the container axis O toward the lower side (the bottom 22 side). It is preferable at the point which is easy to guarantee nature and packing nature. That is, the envelope 2 is formed to be tapered toward the bottom 22 both in the longitudinal sectional view as viewed from the longitudinal direction X1 shown in FIG. 3 and in the longitudinal sectional view as viewed from the lateral direction X2 shown in FIG. Is preferred.
  • the envelope container 2 includes a body 21 and a bottom 22 connected to the lower end of the body 21.
  • the body portion 21 includes an upper body portion 21A and a lower side body portion 21B.
  • the upper body 21A is formed in a plane parallel to the container axis O, but may not be parallel.
  • drum 21 of the envelope container 2 does not have the upper trunk
  • the lower body 21B forms a curved surface extending in a semicircular arc shape toward the bottom 22 side.
  • the bottom 22 may be flat but not flat.
  • the upper end of the body portion 21 has a flange portion 23 projecting radially outward over the entire circumference, and on the upper surface between the body portion 21 and the flange portion 23 A step 24 is formed.
  • the outer peripheral edge 11 a of the non-woven fabric 11 covering the opening of the envelope container 2 is welded to the upper surface 24 a of the step 24.
  • the outer peripheral edge 11 a of the non-woven fabric 11 is welded to the metal plating 6 A of the upper surface 24 a of the step 24.
  • the non-woven fabric 11 is for covering the opening of the envelope container 2 to prevent scattering of the core material 5 filled in the sealed space S.
  • the bottom 22 is formed with an outer hole 25 penetrating in the thickness direction (FIGS. 2 and 3).
  • the envelope 2 is coated with a metal plating 6A on substantially the entire inner surface.
  • the metal plating 6A on the upper surface of the flange portion 23 is covered from the inner surface of the body portion 21 to the middle portion of the flange portion 23 outside the step portion 24 via the step portion 24. That is, the portion near the outer edge of the flange portion 23 is not covered with the metal plating 6A, and is a non-plated portion 23a in which the resin is exposed.
  • the internal tank 3 is provided separately from the envelope container 2 as shown in FIG. 2, FIG. 8 and FIG.
  • the body wall 31 and the bottom wall 32 have a similar shape along the body 21 and the bottom 22 of the envelope 2 respectively, and a flat plate provided continuously with the upper end of the body wall 31
  • a top wall portion 33 of a shape is provided. That is, in the portion formed by the body wall 31 and the bottom wall 32, the opening area orthogonal to the container axis O is from the upper side (the top wall 33 side) of the container axis O toward the lower side (the bottom wall 32) It becomes a shape which becomes small gradually according to.
  • the body wall 31 comprises an upper body wall 31A and a lower body wall 31B.
  • the upper body wall 31A is formed in a plane parallel to the container axis O.
  • the upper trunk wall 31A is not parallel to the container axis O when the outer shell container is not parallel to the container axis O, and there is no upper trunk wall 31A when the upper shell 21A is not provided in the outer container.
  • the lower trunk wall portion 31B forms a curved surface extending in a semicircular arc shape toward the bottom wall portion 32 side.
  • the bottom wall portion 32 is formed in a flat shape, but when the shape of the outer shell container is not flat, it has a shape without flat.
  • In the top wall portion 33 as shown in FIG.
  • the distance D1 from the upper surface 33a to the non-woven fabric 11 (also corresponding to the lower surface 4b of the lid member 4) covering the opening of the outer shell container 2 is the trunk portion 21 of the outer shell container 2.
  • the distance D2 is set to coincide with the distance D2 between the inner surface 21a of the inner tank 21 and the outer surface 31a of the body wall 31 of the inner tank 3.
  • the bottom wall 32 of the inner tank 3 is formed with an inner hole 34 coaxial with the outer hole 25 of the outer container 2 and having the same inner diameter.
  • An annular cylindrical portion 35 extending downward is formed in the inner hole portion 34.
  • a joining piece 36 extending from the lower end toward the outer side in the radial direction of the inner hole portion 34 is continuously provided.
  • the joint piece 36 is joined to the bottom 22 of the envelope 2 by a third joint P3 and a fourth joint P4 to be described later on the lower surface 36a, and the upper surface 36b faces the sealed space S.
  • the internal tank 3 is shape
  • the light absorbing resin refers to a resin that absorbs visible light, ultraviolet light, or infrared light, preferably absorbing infrared light, and preferably absorbing 50% or more of infrared light. Infrared light generally means light of a wavelength of 750 nm or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the inner tank 3 is covered with the metal plating 6B almost all over the outer surface.
  • the lower surface 36a of the joint piece 36 is coated with metal plating 6B from the projecting end to the central portion on the inner side in the radial direction. That is, the portion on the inner peripheral side of the joint piece 36 is a non-plated portion in which the resin is exposed without being coated with the metal plating 6B.
  • the lid member 4 is made of the same material as the envelope 2 and the internal tank 3 and has a flat plate shape covering the opening of the envelope 2 and has the same shape as the external shape of the flange portion 23 of the envelope 2 in plan view. That is, in the lid member 4, the outer peripheral portion 4 a is in contact with the upper surface of the flange portion 23 from above, and is joined to the envelope 2 via the first joint portion P1 and the second joint portion P2. As shown in FIG. 5, reinforcing ribs 41 extending in the front-rear direction X1 and the left-right direction X2 are provided on the top surface of the lid member 4.
  • the lower surface 4b of the lid member 4 is substantially covered with the metal plating 6C.
  • the outer peripheral edge portion of the lower surface 4b of the lid member 4 is a non-plated portion not covered with the metal plating 6C.
  • the outer peripheral portion 4 a is joined to the flange portion 23 of the envelope 2 by metal plating 6 ⁇ / b> A and 6 ⁇ / b> C.
  • a portion where the lid member 4 and the envelope 2 are joined by metal plating 6A, 6C is referred to as a first joint portion P1.
  • a thin portion (not shown) having a smaller thickness than at other portions on at least a part of the lid member 4 and the body portion 21 and the bottom portion 22 of the outer shell container 2 which is the outer portion facing the sealed space S Is preferably formed.
  • the thin-walled portion may be formed in either of the lid member 4 and the outer shell container 2, it is preferable that the thin-walled portion is formed in a flat portion in that the heat insulation performance is easily maintained. More preferably, it is provided in part. Further, the thickness of the thin portion is not particularly limited as long as it is thinner than other portions, but for example, 0.5 mm or less is preferable because confirmation of the internal pressure state is easy, and 0.2 mm or less It is more preferable that
  • the peripheral portion of the outer hole 25 of the bottom 22 is formed of a transparent member made of a light transmitting resin (transparent resin portion 2A shown in FIGS. 10 and 11), and the outer container 2 is transparent.
  • transparent resin portion 2A shown in FIGS. 10 and 11
  • the outer container 2 is transparent.
  • the portion excluding the resin portion 2A is formed of a black member made of a light absorbing resin, it is easy to perform laser welding in the formation of the bonding portion P2 (FIG. 7).
  • the light-absorbing resin in which a black or white dye such as a divalent or trivalent metal complex salt such as chromium, cobalt, nickel or copper, or an azo dye or an indole dye is dispersed in the resin affects the adhesion of the plating.
  • the light transmissive resin refers to a resin that transmits visible light, ultraviolet light or infrared light, preferably transmits infrared light, and preferably transmits 50% or more of infrared light.
  • the transparent resin portion 2A may be semitransparent as long as it is made of the above light transmitting resin.
  • the material of the envelope container 2 and the internal tank 3 is not particularly limited as long as it is a resin that can form a gas barrier film on the surface and can be bonded to each other.
  • the optimal resin is ABS resin or polypropylene resin.
  • resin which can be plated it is divided by the heat-resistant temperature of the resin (by temperature range of liquid agent to be contained).
  • a thermoplastic resin or elastomer that can be molded by an injection molding machine is preferable.
  • ABS and polypropylene (PP) can be mentioned.
  • the long-term heat resistance temperature is 100 ° C. or more and less than 150 ° C.
  • polyacetal (POM) polycarbonate (PC), PC + ABS, polyamide (PA) 6 nylon, polyester-polyester terephthalate (PET), L polybutylene terephthalate (PBT), Examples include modified polyphenylene ether (MPPE) and modified polyphenylene oxide (PPO).
  • MPPE modified polyphenylene ether
  • PPO modified polyphenylene oxide
  • polysulfone PSF
  • polyether sulfone PES
  • polyetherimide PEI
  • polyphenylene sulfide PPS
  • PEEK polyetheretherketone
  • Parylate liquid crystal polymer
  • PI polyimide
  • the material of the internal tank 3 be ABS resin on the outer side to be plated and resin having coolant liquid resistance on the inner side.
  • blow molding can be employed as a method of molding the internal tank 3.
  • a molding method other than the blow formation there is a method of coating a resin resistant to coolant liquid on the outer surface 3a of the internal tank 3 of ABS resin.
  • coolant for engine cooling when heat-retaining or keeping cold of other liquid agents, considering the resistance between the resin capable of plating and the liquid agent mentioned above, the materials of the outside and the inside of 3 of the internal tank It is preferable to select
  • the material of the gas barrier film forming the metal plating 6 is preferably a metal film having high barrier properties, more preferably a metal film which can be solder-welded.
  • the plating material copper is selected in the case of the PP resin to be coated as in the case of the container of the present embodiment, but in the case of ABS resin, materials such as chromium plating, nickel plating and gold plating can be selected.
  • a gas barrier film it can be set as a vapor deposition film other than metal films, such as plating.
  • a vapor deposition film in addition to aluminum vapor deposition, although cost increases, hard film vapor deposition such as silica, alumina, titania, DLC (diamond like carbon) and the like can be mentioned.
  • the material of the core material 5 is a fluid material, and foamable resin such as foamed urethane resin, powder, etc. can be used. Powders are preferred due to handling and container strength. Examples of the powder include porous resin particles such as polystyrene resin foam particles and polyolefin resin foam particles, inorganic porous particles, inorganic particles and the like. It is preferable to use a powder of either an inorganic porous particle or an inorganic particle which is excellent in the filling property to the closed space S on the outer peripheral side of the internal tank 3 of the container body 10.
  • the inorganic porous particles include porous silica, shirasu balloon, perlite, hollow ceramic spheres, airgel and the like, and inorganic particles include fumed silica and the like.
  • the powder one containing fumed silica is preferable in terms of heat insulation and cost.
  • fumed silica Nippon Aerosil Co., Ltd. trade name: Aerosil 200, Aerosil 300, Cabot Japan Co., Ltd. trade name: CAB-O-SILM-5, CAB-O-SILK-300, Tokuyama trade name: Leorosil QS30 Etc.
  • the core material 5 contains a radiation inhibitor.
  • the radiation suppression material reflects (scatters) infrared light, or absorbs infrared light once and radiates isotropically when reradiating a temperature rise due to the absorption, and the directivity of the infrared light Is a particle that suppresses radiant heat transfer by disturbing Examples of the radiation suppression material include metal particles (aluminum particles, silver particles, gold particles, etc.), inorganic particles (graphite, carbon black, silicon carbide, titanium oxide, tin oxide, potassium titanate, etc.) and the like.
  • the core material may contain a binder.
  • the binder may be an organic binder or an inorganic binder.
  • an inorganic binder is preferable in terms of low thermal conductivity and easy to obtain excellent heat insulation.
  • sodium silicate, aluminum phosphate, magnesium sulfate, magnesium chloride and the like can be mentioned.
  • Sodium silicate is particularly preferred because it is easy to obtain excellent thermal insulation.
  • the filling density of the core material is preferably 0.15 to 0.35 g / cm 3 from the viewpoint that excellent heat insulation can be easily obtained.
  • the packing density is more preferably in the range of 0.20 to 0.30 g / cm 3 .
  • the envelope 2, the internal tank 3, and the lid 4 are separately molded by injection molding. Thereafter, the inner surface of the envelope 2, the outer surface of the internal tank 3, and the lower surface of the lid member 4 are plated to form a metal thin film, which is covered with metal plating 6 (6 A, 6 B, 6 C) to impart gas barrier properties.
  • the outer skin container 2 and the internal tank 3 are joined by the 3rd junction part P3 and the 4th junction part P4.
  • the inner tank 3 is inserted into the outer shell 2, and the center of the outer hole 25 of the outer shell 2 and the center of the inner hole 34 of the inner tank 3 coincide with each other.
  • 36 is brought into contact with the bottom 22 of the envelope 2 with the solder 12 interposed. That is, the third bonding portion P3 is welding of metal platings 6A and 6B by laser, and the fourth bonding portion P4 is welding of resins by laser.
  • the bonding surface between the envelope 2 and the lid member 4 includes a first bonding portion P1 on the sealed space S side and a second bonding portion P2 located on the opposite side of the sealed space S with the first bonding portion P1 interposed therebetween.
  • the first bonding portion P1 and the second bonding portion P2 are disposed without gaps over the entire circumference, respectively.
  • the first bonding portion P 1 is soldered to the metal plating 6 A coated on the outer shell 2 and the metal plating 6 C coated on the lower surface 4 b of the lid member 4 at a position outside the step portion 24 of the outer shell 2. It is a welded joint.
  • the low melting point solder 12 for example, U alloy 95 manufactured by Asahi Metal Co., Ltd.
  • the envelope 2 and the lid 4 are overlapped.
  • the low melting point solder 12 preferably does not contain lead (Pb), and is preferably formed in advance in the same shape as the shapes of the envelope 2 and the lid 4. Then, a laser beam is irradiated to the solder 12 from the upper surface of the lid member 4 with respect to the solder 12 interposed between the envelope container 2 and the lid member 4 which are superimposed. At this time, since the laser beam passes through the lid member 4 made of the light transmitting resin and the flange portion 23 of the light absorbing resin absorbs the laser light, the metal plating 6A is generated by the heat generated by the transmitted laser light. 6C are soldered together.
  • Pb lead
  • the solder 12 Since the solder 12 has excellent gas barrier properties, permeation and degassing at the first joint portion P1 of the envelope container 2 and the lid member 4 are prevented, and the high vacuum degree of the vacuum heat insulating layer is also used for long-term use. Since it can maintain, the vacuum insulation container 1 excellent in heat retention and durability is obtained. Then, by using the low melting point solder 12, the influence on the resin and the core material 5 can be suppressed to a small level. The use of the Pb-free solder 12 is also suitable for environmental impact and food-related thermal insulation containers.
  • the second bonding portion P2 is a bonding portion in which the shell container 2 and the lid member 4 are welded with each other at a position outside the first bonding portion P1.
  • the second bonding portion P2 irradiates the laser beam from the upper surface side of the lid member 4 toward a predetermined bonding portion after bringing the envelope container 2 and the lid member 4 into contact with each other and stacking them.
  • the laser light passes through the lid member 4 made of the light transmitting resin, and the flange portion 23 of the light absorbing resin absorbs the laser light, so the resin is melted by the heat generated by the transmitted laser light, and welding is performed. Be done.
  • the bonding surface between the outer shell container 2 and the internal tank 3 is opposite to the sealing space S with the third bonding portion P3 on the sealing space S side and the third bonding portion P3. And a fourth joint P4 located on the side.
  • the third bonding portion P3 and the fourth bonding portion P4 are disposed without gaps over the entire circumference, respectively.
  • the third joint portion P3 solders the metal plating 6A coated on the outer shell 2 and the metal plating 6B coated on the joint piece 36 of the inner tank 3 at the position of the protruding portion of the joint piece 36 of the inner tank 3. Is a joint welded by In the third joint P3, the shell container 2 is made to have the low melting point solder 13 (for example, made of U alloy 95 Asahi metal) interposed between the shell container 2 and the inner tank before the shell container 2 and the inner tank 3 contact each other. 3 and overlap.
  • the low melting point solder 13 for example, made of U alloy 95 Asahi metal
  • the low melting point solder 13 be formed in advance in the same shape as the shape of the envelope 2 and the inner tank 3. Then, a laser beam is irradiated to the solder 13 from the lower surface of the bottom portion 22 with respect to the solder 13 interposed between the envelope 2 and the internal tank 3 which are superimposed. At this time, the laser light passes through the bottom 22 made of the light transmitting resin, and the laser light is absorbed by the inner tank 3 of the light absorbing resin. Therefore, the metal plating 6A, 6B is generated by the heat generated by the transmitted laser light. They are soldered together.
  • the solder 13 Since the solder 13 has excellent gas barrier properties, permeation and degassing at the third joint P3 of the outer shell container 2 and the inner tank 3 are prevented, and the high vacuum degree of the vacuum heat insulating layer is also used for long-term use. Since it can maintain, the vacuum insulation container 1 excellent in heat retention and durability is obtained.
  • the fourth bonding portion P4 is a bonding portion in which the outer envelope container 2 and the internal tank 3 are welded by resin at a position outside the third bonding portion P3.
  • the fourth joint portion P ⁇ b> 4 superposes the bottom portion 22 of the outer container 2 and the inner tank 3 before contacting the outer container 2 and the inner tank 3.
  • the laser light is irradiated from the lower surface of the bottom portion 22 to the joint portion between the envelope container 2 and the internal tank 3 which are overlapped.
  • the resin is melted by the heat generated by the transmitted laser light, and welding is performed. Be done.
  • the core material 5 is filled from the upper opening of the closed space S.
  • the core material 5 for example, a mixture of 95% by mass of dry silica having an average primary particle size of 100 nm or less and 5% by mass of carbon black is used.
  • the core material 5 smoothly moves toward the bottom 22 and is uniformly filled over the entire sealed space S.
  • the outer peripheral edge 11 a of the non-woven fabric 11 is welded to the step portion 24 of the outer covering container 2, and the opening of the outer covering container 2, that is, the sealed space S is sealed with the non-woven cloth 11.
  • the closed space S formed between the outer shell container 2 and the inner tank 3 has a curved surface which gradually becomes smaller from one end of the container axis O toward the other end. It becomes space shape along the shape of the outer shell container 2 and the internal tank 3 which it has, and it is in the state in which the separation of the outer shell container 2 and the inner tank 3 is also maintained a fixed distance. Therefore, when the core material 5 is poured into the sealed space S from the opening of the envelope container 2 and supplied, the core material 5 smoothly circulates along the envelope container 2 and the internal tank 3 so that the density is uniform from the bottom of the container in order. And can be filled securely.
  • the present embodiment it is possible to prevent the problem that the filling can not be sufficiently performed in a state where the curvature of the curved surface is small and the supplied core material 5 does not reach the bottom 22. And since a reliable filling is attained, the long-term performance as vacuum insulation can be maintained.
  • the opening area of the outer shell container 2 has a curved surface that gradually decreases from one end of the container axis O toward the other end, and the curvature of the curved surface of the outer shell container 2 Since the radius can be set arbitrarily, the vacuum insulation container 1 excellent in the degree of freedom in shape can be realized.
  • the covering container 2 and the covering member 4 are It becomes the junction which improved sealing. That is, since joining of the highly transparent resin between the cover 2 and the shell case 2 which is a member made of resin is not joining of the highly permeable resins, the required gas barrier property can be maintained over a long period of time.
  • the second bonding portion P2 bonded with the resin is formed outside the first bonding portion P1.
  • the structure is sealed by the two joint portions P1 and P2. Therefore, even if the gas barrier property of the first bonding portion P1 is lowered, the second bonding portion P2 is provided, so that it is possible to suppress a rapid decrease in the heat insulating function as the vacuum heat insulating container 1.
  • the envelope container 2 and the internal tank 3 separately as in the present embodiment, when the metal plating 6 is, for example, copper plating, a manufacturing method by electrolytic plating can be adopted. Furthermore, in the present embodiment, the laser beam passes through the light transmitting member by irradiating the laser from the light transmitting member side to the portion where the outer shell container 2 and the lid member 4 are joined. By doing this, the portions irradiated with the laser beam can be joined.
  • the bonding surface of the outer shell container 2 and the lid member 4 and / or the bonding surface of the outer shell container 2 and the inner tank 3 has a substantially planar shape without unevenness, so it is suitable for bonding means by laser irradiation. is there. As described above, in the present embodiment, it is possible to improve the degree of freedom of the shape and to improve the productivity.
  • the vacuum insulation container by this invention may not be limited to said embodiment, either, It can change suitably in the range which does not deviate from the meaning.
  • the envelope 2 and the inner tank 3 are separately formed and joined to the envelope 2 by the joint piece 36 of the inner tank 3, but they are separate as described above
  • the outer container 2 and the inner tank 3 may be integrally formed.
  • the shape and size of the container body 10 (the envelope 2 and the internal tank 3) of the vacuum heat insulation container 1 of the present embodiment and the lid member 4 are an example, and are adjusted according to conditions such as use and installation space. It can be set appropriately.
  • the distance between the envelope 2 and the internal tank 3, that is, the size of the closed space S can also be set appropriately.
  • the timing of removing the air may be a method of degassing by drawing a vacuum later without using the vacuum chamber, not in the vacuum chamber. That is, after the powder core material 5 is filled in the closed space S, it is deaerated from the opening of the envelope 2 in the vacuum chamber, and after reaching a predetermined degree of vacuum, the lid 4 made of resin is opened in the opening of the envelope 2. It is good also as a method manufactured by joining. Further, in the present embodiment, the vacuum insulation container 1 is applied to a cooling water heat retention application for automobile engines, but the application is not limited to such application. Furthermore, before supplying the core material 5 to the sealed space S of the present embodiment, a gas adsorbent may be put in advance.
  • Vacuum insulation container 2: outer shell container (outer container), 3: internal tank (inner container), 4: lid member, 5: core material, 6, 6A, 6B, 6C: metal plating, 10: container main body, 21: barrel, 22: bottom, 23: flange, 31: barrel wall, 32: bottom wall, 33: top wall, 35: annular tube, 36: joint piece, S: enclosed space, O: Container axis

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Abstract

形状の自由度に優れ、かつ生産性の向上を図ることが可能となる。　容器軸Ｏの一端に開口を有する外皮容器２、及び外皮容器２の内側に一定間隔をあけて配置され密閉された内部タンク３を有する樹脂製の容器本体１０と、外皮容器２の開口端２ａを気密に封止した状態で接合される蓋部材４と、内部タンク３と外皮容器２及び蓋部材４との間で密閉された密閉空間Ｓに充填された芯材５と、を備えた構成の真空断熱容器を提供する。

Description

真空断熱容器
　本発明は、エンジン冷却クーラント用などに好適な真空断熱容器に関する。
　従来、自動車に搭載されているエンジン冷却クーラントを一定の温度範囲内に保温する方法として、真空魔法瓶の原理を用いた保温容器が知られている。このような真空魔法瓶では、円筒形状に限られる等形状に制限があるため、設置箇所のスペースの制約を受ける。そのため、極めてシビアな設計を行う必要が生じることから、自動車に対してあらゆるコストの増大を抑えた汎用技術として適用することが困難となっていた。一方で、真空魔法瓶は、ガスバリア性に優れ、製法上で好適な金属製やガラス製容器を用いることで、長期的な性能の維持ができるという利点がある。
　前述した真空魔法瓶における形状的な制約に対応する手段として、たとえば特許文献１、２に示されているような箱型の樹脂性容器が採用されている。特許文献１には、芯材となる粉体を成形して分割したものを外箱と内箱の間に挟んで成形する方法が記載されている。また、特許文献２には、外箱本体に粉体を一定量充填した後、内箱を設置し、内箱の側面から上面まで芯材となる粉体を充填して上蓋を閉じる製造方法について記載されている。
日本特開２００７－０８５６９５号公報 日本特開２０１０－０９６２９１号公報
　しかし、従来の真空断熱容器では、以下の問題があった。
　すなわち、特許文献１に示すような樹脂製容器の場合には、粉体を平板状に成形した芯材をガスバリア性の外被材内に減圧封入した真空断熱材を、外容器と内容器の間に挟むようにして配置する方法となっている。そのため、特許文献１のように外容器と内容器の間が平面的な空間であれば配置し易いが、二次元以上の曲面を有する空間となる場合には、平板状に形成された芯材を空間の曲面に沿って湾曲させることが困難となっていた。そのため、平板状に形成された芯材を形状の自由度が高い曲面を有する容器形状に対して採用することができない問題があった。
　また、特許文献２の場合には、内容器が外容器に対して予め固定されていないため、断熱空間距離を一定に保ちながら粉体を充填することが困難になるという問題を有している。また、真空断熱材を粉体の代わりに配置する方法についても、真空断熱材を自由に湾曲形状に変形させるには湾曲させる曲率に形状的な限界があることから、適用可能な形状には制限があった。
　そのため、真空断熱容器の形状の自由度と生産性の向上を両立できる構成のものが求められており、その点で改善の余地があった。
　そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、形状の自由度に優れ、かつ生産性の向上を図ることが可能となる真空断熱容器を提供することを目的とする。
　本発明は、前記目的を達成するものであり、下記の態様を有する。
　本発明に係る真空断熱容器は、容器軸の一端が開口した外容器と、該外容器の内側に一定間隔をあけて配置され密閉された内容器と、を有する樹脂製の容器本体と、前記外容器の開口部を気密に封止した状態で接合される蓋部材と、前記内容器と、前記外容器及び前記蓋部材との間に形成される密閉空間に充填された芯材と、を備え、前記外容器が、前記容器軸に平行な断面の少なくとも一部に湾曲部を有することを特徴としている。
　本発明では、外容器と内容器の間に密閉空間が形成され、外容器及び内容器の離間も一定の距離が保たれた状態となっている。そのため、芯材を外容器の開口から密閉空間内に流し込んで供給したときに、芯材が外容器及び内容器に沿ってスムーズに流通して容器底から順に均一な密度で、かつ確実に充填できる。密閉空間に流し込まれる部材が粉体であるため、密閉空間を形成する曲面の少なくとも一部が湾曲部であったとしても、その曲面の大きさに関わらず充填できる結果、生産性の向上を図ることができる。つまり、本発明では、曲面の曲率が小さく、供給した芯材が底部まで達しない状態で、十分に充填することができないという不具合を防止できる。そして、確実な充填が可能となるため、真空断熱としての長期的な性能を維持できる。
　また、本発明では、外容器の開口面積が容器軸の一端から他端に向かうに従い漸次小さくなる曲面を有していることが好ましい。この場合、芯材が外容器及び内容器に沿ってスムーズに流通して容器底から順に均一な密度で、かつ確実に充填できる。外容器の曲面の曲率半径を任意に設定できるため、形状の自由度に優れた真空断熱容器を実現できる。
　また、本発明に係る真空断熱容器は、少なくとも前記容器本体及び前記蓋部材の前記密閉空間に接する面は、ガスを透過不能に設けられたガスバリア膜によって被覆され、前記蓋部材は、前記外容器に対してそれぞれの前記ガスバリア膜同士で接合されていることが好ましい。
　この場合には、密閉空間に接する外容器と蓋部材のそれぞれに被覆されたガスが透過不能なガスバリア膜同士を接合することで、外容器と蓋部材との密閉性を高めた接合となる。つまり、樹脂製の部材である外容器と蓋部材との接合を透過性の高い樹脂同士の接合ではなくなるため、長期にわたって要求されるガスバリア性を維持できる。
　また、本発明に係る真空断熱容器は、前記ガスバリア膜同士の接合部を挟んで前記密閉空間の反対側の位置で、前記外容器と前記蓋部材とがそれぞれの樹脂同士で接合されていることが好ましい。
　この場合には、上述したガスが透過不能なガスバリア膜同士の第１の接合部に加え、その第１の接合部の外側に樹脂同士で接合した第２の接合部が形成された二箇所の接合部により封止された構造となる。そのため、仮に前記第１の接合部のガスバリア性が低下した場合でも第２の接合部が設けられているため、真空断熱容器としての断熱機能の急速な低下を抑制できる。
　また、本発明に係る真空断熱容器は、前記外容器と前記内容器とを別体で成形することもできる。
　この場合には、外容器と内容器とを別体とすることで、ガスバリア膜がたとえば銅メッキである場合において電解メッキによる製造方法を採用できる。
　また、本発明に係る真空断熱容器は、前記外容器及び前記蓋部材のうちいずれか一方は、少なくとも前記外容器及び前記蓋部材が接合する部分が光透過性を有する部材によって形成されていることが好ましい。
　この場合には、外容器及び蓋部材の接合する部分に対して、光透過性を有する部材側からレーザーを照射することで、レーザー光が光透過性を有する部材を通過することで、レーザー光を照射させた部位を接合できる。
　また、本発明に係る真空断熱容器は、前記外容器及び前記蓋部材の接合面及び／又は前記外容器及び前記内容器の接合面が略平面であることが好ましい。
　この場合には、外容器と蓋部材の接合面、及び／又は前記外容器及び前記内容器の接合面が凹凸の無い略平面形状となるため、レーザー照射、超音波溶着、及び振動接合法による接合手段を用いる際に好適である。レーザー照射は製品形状が変わるたびに治具を作り替える必要がなく、また均一溶着性にも優れるため好ましい。
　また、本発明に係る真空断熱容器は、蓋部材及び／又は外容器のうち、前記密閉空間に面する外側の部分に薄肉部が形成されていることが好ましい。
　この場合には、蓋部材及び／又は外容器のうち、密閉空間に面する外側の部の少なくとも一部分には、他の箇所に比べて厚みが小さな薄肉部が形成されている。そのため、製造後の真空断熱容器において、たとえば密閉されている密閉空間内にガスが侵入することで、密閉空間の内圧が大きくなったときに、薄肉部が密閉空間よりも外側に膨出した状態となる。このときの膨出状態をたとえば目視で確認することで内圧状態を確認することができ、さらに薄肉部の膨出量を測定することで内圧を数値的に把握することもできるから、生産性や信頼性に優れた真空断熱容器を実現できる。
　本発明の真空断熱容器によれば、形状の自由度に優れ、かつ生産性の向上を図ることが可能となる。
本発明の実施の形態による真空断熱容器を示す模式的斜視図である。 図１に示すＡ－Ａ線断面における模式的斜視図である。 真空断熱容器を前方から見た模式的側面図である。 真空断熱容器を左右方向の一方から見た側面図である。 真空断熱容器を上方から見た模式的平面図である。 外皮容器と蓋部材とを接合する前の要部を示した模式的縦断面図である。 外皮容器と蓋部材とを接合した後の要部を示した模式的縦断面図である。 内部タンクを前方から見た模式的側面図である。 内部タンクを左右方向の一方から見た側面図である。 外皮容器と内部タンクとを接合する前の要部を示した模式的縦断面図である。 外皮容器と内部タンクとを接合した後の要部を示した模式的縦断面図である。
　以下、本発明の実施の形態の真空断熱容器について、図面に基づいて詳細に説明する。
　図１乃至４に示すように、本実施の形態による真空断熱容器１は、容器軸Ｏの一端（上面）に開口を有する外皮容器２（外容器）、及び外皮容器２の内側に一定間隔をあけて配置され密閉された内部タンク３（内容器）を有する樹脂製の容器本体１０と、外皮容器２の開口端２ａ（開口部）を気密に封止した状態で接合される蓋部材４と、内部タンク３と外皮容器２及び蓋部材４との間で密閉された密閉空間Ｓに充填された芯材５と、を備えている。つまり、真空断熱容器１は、密閉空間Ｓ内に芯材５が密封された真空二重壁構造であって、容器本体１０の内側に空間がある中空構造をなしている。
　このとき、外皮容器２と内部タンク３との間隔が３～２０ｍｍの範囲であると、芯材の流通性と充填性を担保しやすい点で好ましい。当該間隔は５～１５ｍｍの範囲がより好ましい。
　真空断熱容器１は、内部タンク３と外皮容器２とが底部側で通路部１Ａによって接続され、内部タンク３の内側と容器外部とが連通されている。
　そして、容器本体１０（外皮容器２の内面、内部タンク３の外面）、及び蓋部材４の密閉空間Ｓに接する面はガスを透過不能に設けられた金属メッキ６（ガスバリア膜）によって被覆されている。
　図１乃至図５において、外皮容器２は、有底椀形状に形成され、その横断面の中央を通る中心軸線を容器軸Ｏといい、容器軸Ｏ方向に沿って、外皮容器２の開口端２ａ側を上方といい、外皮容器２の底部２２側を下方という。また、本実施の形態では、容器軸Ｏ方向から見た平面視において、縦長な形状をなしており、その長軸方向を「前後方向Ｘ１」とし、前後方向Ｘ１に直交する方向（単軸方向）を「左右方向Ｘ２」とする。なお、横断面は縦長な形状に限らず、縦横が同じ長さの形状であってもよい。また、通路部１Ａは容器本体１０のどの位置に設けてあってもよい。たとえば胴部２１にあってよい。
　外皮容器２は、前記容器軸に平行な断面の少なくとも一部に湾曲部を有する。湾曲部とは曲面状に曲がった部位を指し、角部を面取りしたような部位は含まれない。湾曲部の形状は特に限定されず、任意に選択できる。このとき、湾曲部の曲率半径が１０ｍｍ以上であると、芯材の流通性と充填性を担保しやすい点で好ましい。曲率半径は３０ｍｍ以上であるとより好ましく、６０ｍｍ以上であるとさらに好ましい。一方、芯材の流通性、充填性と形状設計の自由度を担保しやすい点で、曲率半径は３００ｍｍ以下が好ましく、１００ｍｍ以下がより好ましい。
　本実施の形態においては、容器軸Ｏに直交する開口面積が容器軸Ｏの上方（開口端２ａ側）から下方（底部２２側）に向かうに従い漸次小さくなる形状であることが、芯材の流通性と充填性を担保しやすい点で好ましい。すなわち、外皮容器２は、図３に示す前後方向Ｘ１から見た縦断面視、及び図４示す左右方向Ｘ２から見た縦断面視のいずれも底部２２に向けて先細るように形成されていることが好ましい。
　外皮容器２は、胴部２１と、胴部２１の下端部に連設された底部２２と、を備えている。このうち胴部２１は、上側胴部２１Ａと下側胴部２１Ｂとからなる。上側胴部２１Ａは、容器軸Ｏに平行となる平面に形成されているが、平行でなくてもよい。また、外皮容器２の胴部２１は上側胴部２１Ａがなく、下側胴部２１Ｂのみで形成されてもよい。下側胴部２１Ｂは、底部２２側に向けて半円弧形状に延在する湾曲面を形成している。底部２２は、平面状に形成されているが平面がなくてもよい。
　胴部２１の上端には、図６及び図７に示すように、全周にわたって径方向の外側に向けて突出するフランジ部２３を有し、胴部２１とフランジ部２３との間の上面に段部２４が形成されている。この段部２４の上面２４ａには外皮容器２の開口を覆う不織布１１の外周縁１１ａが溶着されている。不織布１１は、外周縁１１ａが段部２４の上面２４ａの金属メッキ６Ａに溶着されている。不織布１１は、外皮容器２の開口を覆うことで、密閉空間Ｓに充填される芯材５の飛散を防止するためのものである。
　底部２２には、厚さ方向に貫通する外側穴部２５が形成されている（図２及び図３）。
　外皮容器２は、図６乃至図７に示すように、内面のほぼ全域が金属メッキ６Ａによって被覆されている。フランジ部２３の上面の金属メッキ６Ａは、胴部２１の内面から段部２４を介して段部２４より外側でフランジ部２３の中間部分まで被覆されている。すなわち、フランジ部２３の外縁寄りの部分は金属メッキ６Ａが被覆されずに樹脂が露出した非メッキ部２３ａとなっている。
　内部タンク３は、図２、図８及び図９に示すように、外皮容器２とは別体で設けられている。内部タンク３は、胴壁部３１と底壁部３２とがそれぞれ外皮容器２の胴部２１、底部２２に沿った相似形状をなしており、胴壁部３１の上端部に連設された平板形状の天壁部３３が設けられている。すなわち、胴壁部３１及び底壁部３２によって形成される部分は、容器軸Ｏに直交する開口面積が容器軸Ｏの上方（天壁部３３側）から下方（底壁部３２側）に向かうに従い漸次小さくなる形状となっている。胴壁部３１は、上側胴壁部３１Ａと下側胴壁部３１Ｂとからなる。上側胴壁部３１Ａは、容器軸Ｏに平行となる平面に形成されている。なお、上側胴壁部３１Ａは、外皮容器が容器軸Ｏに平行でない場合は容器軸Ｏに平行でなく、また外被容器に上側胴部２１Ａがない場合は、上側胴壁部３１Ａもない。下側胴壁部３１Ｂは、底壁部３２側に向けて半円弧形状に延在する湾曲面を形成している。底壁部３２は、平面状に形成されているが、外皮容器の形状が平面でない場合は、平面がない形状となる。
　天壁部３３は、図６に示すように、この上面３３ａから外皮容器２の開口を覆う不織布１１（蓋部材４の下面４ｂにも相当）までの離間Ｄ１が、外皮容器２の胴部２１の内面２１ａと内部タンク３の胴壁部３１の外面３１ａとの離間Ｄ２に一致するように設定されている。
　図１０及び図１１に示すように、内部タンク３の底壁部３２には、外皮容器２の外側穴部２５と同軸でかつ同内径の内側穴部３４が形成されている。この内側穴部３４には、下方に向けて延びる環状筒部３５が形成されている。環状筒部３５には、下端から内側穴部３４の径方向の外側に向けて延出する接合片３６が連設されている。接合片３６は、下面３６ａが後述する第３接合部Ｐ３及び第４接合部Ｐ４によって外皮容器２の底部２２に接合され、上面３６ｂは密閉空間Ｓに面している。
　そして、内部タンク３は、全体が光吸収性樹脂からなる黒色部材によって成形されているが、光を吸収して発熱できる色であれば黒色でなくてもよい。光吸収性樹脂とは、可視光、紫外光、又は赤外光を吸収する樹脂を指し、赤外光を吸収することが好ましく、赤外光を５０％以上吸収することが好ましい。赤外光は一般的に７５０ｎｍ以上１０００μｍ以下の波長の光を意味する。
　内部タンク３は、外面のほぼ全域が金属メッキ６Ｂによって被覆されている。そして、接合片３６の下面３６ａには、突出端から径方向内側の中央部分まで金属メッキ６Ｂが被覆されている。すなわち、接合片３６の内周側の部分は、金属メッキ６Ｂが被覆されずに樹脂が露出した非メッキ部となっている。
　蓋部材４は、外皮容器２及び内部タンク３と同じ材質からなり、外皮容器２の開口を覆う平板形状をなし、平面視で外皮容器２のフランジ部２３の外形と同形状となっている。つまり、蓋部材４は、外周部４ａがフランジ部２３の上面に対して上方から当接し、第１接合部Ｐ１及び第２接合部Ｐ２を介して外皮容器２に接合されている。
　蓋部材４の上面には、図５に示すように、前後方向Ｘ１及び左右方向Ｘ２に延在する補強リブ４１が設けられている。
　蓋部材４の下面４ｂは、図６及び図７に示すように、ほぼ全域が金属メッキ６Ｃによって被覆されている。蓋部材４の下面４ｂの外周縁部は、金属メッキ６Ｃが被覆されていない非メッキ部となっている。
　蓋部材４は、外周部４ａが外皮容器２のフランジ部２３に対してそれぞれの金属メッキ６Ａ、６Ｃ同士で接合されている。この蓋部材４と外皮容器２とが金属メッキ６Ａ，６Ｃで接合される部分を第１接合部Ｐ１という。また、第１接合部Ｐ１を挟んで密閉空間Ｓの反対側の位置には、外皮容器２と蓋部材４とがそれぞれの樹脂同士で接合される第２接合部Ｐ２となっている。
　また、密閉空間Ｓに面する外側の部分である蓋部材４、外皮容器２の胴部２１及び底部２２の少なくとも一部には、他の箇所に比べて厚みが小さな薄肉部（図示せず）が形成されていることが好ましい。これにより、製造後の真空断熱容器１において、たとえば密閉されている密閉空間Ｓ内にガスが侵入することで、密閉空間Ｓの内圧が大きくなったときに、薄肉部が密閉空間Ｓよりも外側に膨出した状態となる。このときの膨出状態をたとえば目視で確認することで内圧状態を確認することができ、さらに薄肉部の膨出量を測定することで内圧を数値的に把握することもできる。
　このとき、薄肉部は蓋部材４及び外皮容器２のいずれに形成されていてもよいが、平面状の部分に形成されていることが、断熱性能を保持しやすい点で好ましく、蓋部材４の一部に設けられていることがより好ましい。
　また、薄肉部の厚みは、他の箇所に比べて薄い厚みであれば特に限定されないが、例えば０．５ｍｍ以下であることが、内圧状態の確認が容易となるため好ましく、０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
　なお、前記底部２２のうち外側穴部２５の周縁部は、光透過性樹脂からなる透明な部材（図１０及び図１１に示す透明樹脂部２Ａ）によって成形され、そして、外皮容器２のうち透明樹脂部２Ａを除く部分は、光吸収性樹脂からなる黒色部材によって成形されていると、接合部Ｐ２（図７）の形成においてレーザー溶着をしやすい。なお、光吸収性樹脂は樹脂にクロム、コバルト、ニッケル、銅等の２価又は３価の金属錯塩、アゾ系染料、インドール系染料等の黒色染料を分散したものが、メッキの密着性に影響がないため好適に使用できる。
　光透過性樹脂は、可視光、紫外光又は赤外光を透過する樹脂を指し、赤外光を透過することが好ましく、赤外光を５０％超透過することが好ましい。透明樹脂部２Ａは、前記の光透過性樹脂からなるものであれば、半透明であってもよい。
　外皮容器２及び内部タンク３の材質は、ガスバリア膜を表面に形成できかつ互いに接合することが可能な樹脂であればとくに材質が限定されることはない。たとえば、本実施の形態のようにガスバリア膜にメッキを用いる場合には、最適な樹脂はＡＢＳ樹脂又はポリプロピレン樹脂である。その他、メッキが可能な樹脂としては、樹脂の耐熱温度（中に入れる液剤温度範囲別）によって区分される。例えば、射出成形機で成形可能な熱可塑性樹脂又はエラストマーであると好ましい。
　たとえば、長期耐熱温度が１００℃未満の場合には、ＡＢＳ、ポリプロピレン（ＰＰ）が挙げられる。長期耐熱温度が１００℃以上１５０℃未満の場合には、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ＰＣ＋ＡＢＳ、ポリアミド（ＰＡ）６ナイロン、ポリエステル－ポリエステルテレフタレート（ＰＥＴ）、Ｌポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、変性ポリフェニレンエーテル（ＭＰＰＥ）、変性ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）が挙げられる。また、長期耐熱温度が１５０℃以上２００℃未満の場合には、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が挙げられる。さらに、長期耐熱温度が２００℃以上の場合には、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート（液晶ポリマー）、ポリイミド（ＰＩ）が挙げられる。
　また、たとえば、エンジン冷却用クーラント耐性をＡＢＳ樹脂に付与するには、内部タンク３の材質はメッキする外側はＡＢＳ樹脂とし、内側にクーラント液耐性がある樹脂を用いることが望ましい。なお、内部タンク３の成型法としては、ブロー成形を採用できる。また、ブロー形成以外の成型方法としては、クーラント液耐性がある樹脂をＡＢＳ樹脂の内部タンク３の外面３ａにコーティングする方法等がある。
　なお、エンジン冷却用クーラントを用いるため、それ以外の液剤を保温や保冷する場合には上述したメッキが可能な樹脂とその液剤との耐性を考慮して、内部タンクの３の外側と内側の材料を選択することが好ましい。
　金属メッキ６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）をなすガスバリア膜の材質としては、高度なバリア性を有する金属膜が好ましく、更に好ましくははんだ溶着可能な金属膜がよい。
　メッキ材質については、被覆対象が本実施の形態の容器のようにＰＰ樹脂の場合には銅が選択されるが、ＡＢＳ樹脂の場合にはクロムメッキやニッケルメッキ、金メッキ等の材質を選択できる。
　なお、ガスバリア膜としては、メッキ等の金属膜以外に、蒸着膜とすることができる。このような蒸着膜としては、アルミ蒸着の他、コストは大きくなるが、シリカやアルミナ、チタニア、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の硬質膜蒸着を挙げることができる。
　次に、芯材５の材質としては、流動性のある材質であり、発泡ウレタン樹脂等の発泡性の樹脂、粉体等を使用できる。取扱いや、容器の強度との関係で、粉体が好ましい。粉体としては、ポリスチレン樹脂発泡粒子やポリオレフィン樹脂発泡粒子等の樹脂多孔質粒子、無機多孔質粒子、無機粒子等が挙げられる。
　容器本体１０の内部タンク３の外周側の密閉空間Ｓへの充填性が優れる無機多孔質粒子又は無機粒子のいずれかの粉体を用いることが好ましい。
　具体的には、無機多孔質粒子として多孔質シリカ、シラスバルーン、パーライト、中空セラミックス球、エアロゲル等が挙げられ、無機粒子としてヒュームドシリカ等が挙げられる。粉体としては、断熱性と価格の点から、ヒュームドシリカを含むものが好ましい。なお、ヒュームドシリカの市販品としては、日本アエロジル社商品名：Ａｅｒｏｓｉｌ２００、Ａｅｒｏｓｉｌ３００、キャボットジャパン社商品名：ＣＡＢ－Ｏ－ＳＩＬＭ－５、ＣＡＢ－Ｏ－ＳＩＬＨ－３００、トクヤマ社商品名：レオロシールＱＳ３０等が挙げられる。
　また、芯材５には輻射抑制剤を含むことが好ましい。
　輻射抑制材は、赤外光を反射（散乱）するか、又は赤外光を一旦吸収してその吸収による温度上昇分を再放射する際に等方的に放射して赤外光の方向性を乱すことで、輻射伝熱を抑える粒子である。輻射抑制材としては、金属粒子（アルミニウム粒子、銀粒子、金粒子等）、無機粒子（グラファイト、カーボンブラック、炭化ケイ素、酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム等）等が挙げられる。
　上記芯材にはバインダが含まれていてもよい。
　バインダは、有機バインダであってもよく、無機バインダであってもよい。バインダとしては、熱伝導性が低く、優れた断熱性が得られやすい点から、無機バインダが好ましい。無機バインダとしては、ケイ酸ナトリウム、リン酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム等が挙げられる。優れた断熱性が得られやすい点から、ケイ酸ナトリウムが特に好ましい。
　また、芯材の充填密度は０．１５～０．３５ｇ／ｃｍ３であることが、優れた断熱性が得られやすい点で好ましい。充填密度が０．２０～０．３０ｇ／ｃｍ３の範囲であるとより好ましい。
　次に、上述した真空断熱容器１の製造方法の好ましい例について、図面を用いて具体的に説明する。先ず、図２及び図３に示すように、外皮容器２、内部タンク３、及び蓋部材４をそれぞれ別々に射出成型により成形する。その後、外皮容器２の内面、内部タンク３の外面、及び蓋部材４の下面にメッキを施して金属薄膜をなす金属メッキ６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）で被覆してガスバリア性を付与する。
　そして、図１０、１１に示すように、外皮容器２と内部タンク３とは、第３接合部Ｐ３及び第４接合部Ｐ４により接合する。具体的には、外皮容器２内に内部タンク３を挿入し、外皮容器２の外側穴部２５の中心と内部タンク３の内側穴部３４の中心とを一致させると共に、内部タンク３の接合片３６を外皮容器２の底部２２との間にはんだ１２を介挿させた状態で当接させる。つまり、第３接合部Ｐ３はレーザーによる金属メッキ６Ａ、６Ｂ同士の溶着となり、第４接合部Ｐ４はレーザーによる樹脂同士の溶着となる。
　次に、真空断熱容器１の接合部Ｐ１～Ｐ４における接合方法について説明する。
　図６及び図７に示すように、外皮容器２のフランジ部２３の上面外縁側、及び蓋部材４の下面４ｂの外周縁側は金属メッキ６を被覆させずに樹脂が露出した状態とする。
　外皮容器２と蓋部材４との接合面は、密閉空間Ｓ側の第１接合部Ｐ１と、第１接合部Ｐ１を挟んで密閉空間Ｓと反対側に位置する第２接合部Ｐ２と、を有している。第１接合部Ｐ１及び第２接合部Ｐ２は、それぞれ全周にわたって隙間なく配置されている。
　第１接合部Ｐ１は、外皮容器２の段部２４より外側の位置において、外皮容器２に被覆される金属メッキ６Ａと蓋部材４の下面４ｂに被覆される金属メッキ６Ｃと同士をはんだ１２によって溶着された接合部である。第１接合部Ｐ１は、外皮容器２と蓋部材４とを当接する前に、外皮容器２のフランジ部２３の上面に低融点のはんだ１２（たとえば、Ｕアロイ９５、アサヒメタル社製）を介在させて外皮容器２と蓋部材４とを重ね合わせる。
　低融点のはんだ１２は、鉛（Ｐｂ）を含まないものが好ましく、外皮容器２及び蓋部材４の形状と同様の形状に予め成形されることが好ましい。そして、重ね合わせた外皮容器２及び蓋部材４の間に介在されているはんだ１２に対して、蓋部材４の上面からはんだ１２に向けてレーザー光を照射する。このとき、レーザー光は光透過性樹脂からなる蓋部材４を透過し、光吸収性樹脂のフランジ部２３でレーザー光を吸収するから、この透過したレーザー光によって発生する熱によって、金属メッキ６Ａ、６Ｃ同士がはんだ付けされる。はんだ１２は優れたガスバリア性を有することから、外皮容器２と蓋部材４の第１接合部Ｐ１における透過、脱ガスが防止され、長期間の使用に対しても真空断熱層の高真空度を維持できるため、保温性、耐久性に優れた真空断熱容器１が得られる。
　そして、低融点はんだ１２を使用することで、樹脂や芯材５へ影響を小さく抑えることができる。また、Ｐｂを含まないはんだ１２を使用することで、環境への影響や、食物に関連する断熱容器にも好適である。
　一方、第２接合部Ｐ２は、第１接合部Ｐ１よりも外側の位置において、外皮容器２と蓋部材４とを樹脂同士によって溶着された接合部である。第２接合部Ｐ２は、外皮容器２と蓋部材４とを当接させて重ね合わせた後、蓋部材４の上面側から所定の接合箇所に向けてレーザー光を照射する。これによりレーザー光は光透過性樹脂からなる蓋部材４を透過し、光吸収性樹脂のフランジ部２３でレーザー光を吸収するから、この透過したレーザー光によって発生する熱によって樹脂が溶融し、溶着される。
　また、図１０及び図１１に示すように、外皮容器２と内部タンク３との接合面は、密閉空間Ｓ側の第３接合部Ｐ３と、第３接合部Ｐ３を挟んで密閉空間Ｓと反対側に位置する第４接合部Ｐ４と、を有している。第３接合部Ｐ３及び第４接合部Ｐ４は、それぞれ全周にわたって隙間なく配置されている。
　第３接合部Ｐ３は、内部タンク３の接合片３６の突出部分の位置において、外皮容器２に被覆される金属メッキ６Ａと内部タンク３の接合片３６に被覆される金属メッキ６Ｂとをはんだ１３によって溶着された接合部である。第３接合部Ｐ３は、外皮容器２と内部タンク３とを当接する前に、外皮容器２に低融点のはんだ１３（たとえば、Ｕアロイ９５アサヒメタル製）を介在させて外皮容器２と内部タンク３とを重ね合わせる。
　低融点のはんだ１３は、外皮容器２及び内部タンク３の形状と同様の形状に予め成形されることが好ましい。そして、重ね合わせた外皮容器２及び内部タンク３の間に介在されているはんだ１３に対して、底部２２の下面からはんだ１３に向けてレーザー光を照射する。このとき、レーザー光は光透過性樹脂からなる底部２２を透過し、光吸収性樹脂の内部タンク３でレーザー光を吸収するから、この透過したレーザー光によって発生する熱によって、金属メッキ６Ａ、６Ｂ同士がはんだ付けされる。はんだ１３は優れたガスバリア性を有することから、外皮容器２と内部タンク３の第３接合部Ｐ３における透過、脱ガスが防止され、長期間の使用に対しても真空断熱層の高真空度を維持できるため、保温性、耐久性に優れた真空断熱容器１が得られる。
　一方、第４接合部Ｐ４は、第３接合部Ｐ３よりも外側の位置において、外皮容器２と内部タンク３同士を樹脂によって溶着された接合部である。第４接合部Ｐ４は、外皮容器２と内部タンク３とを当接する前に、外皮容器２の底部２２と内部タンク３とを重ね合わせる。そして、重ね合わせた外皮容器２及び内部タンク３の間の接合部分に対して、底部２２の下面からレーザー光を照射する。このとき、レーザー光は光透過性樹脂からなる底部２２を透過し、光吸収性樹脂の内部タンク３でレーザー光を吸収するから、この透過したレーザー光によって発生する熱によって樹脂が溶融し、溶着される。
　次に、図２に示すように、密閉空間Ｓの上部開口から芯材５を充填する。芯材５としては、たとえば、平均一次粒径が１００ｎｍ以下の乾式シリカ９５質量％とカーボンブラック５質量％を混合したものを用いる。充填の際、容器形状が縮径する形状となっているため、芯材５が底部２２に向けてスムーズに移動して密閉空間Ｓの全体にわたって均一に充填される。なお、目標の密度に充填するために、容器に振動を与えながら芯材を流し込むか、若しくは芯材の流し込みと加振とを交互に行いながら充填することが好ましい。
　充填後に、図７に示すように、外皮容器２の段部２４に不織布１１の外周縁１１ａを溶着し、外皮容器２の開口、すなわち密閉空間Ｓを不織布１１で封止する。これにより、密閉空間Ｓを減圧する際に、芯材５が飛散して漏れないようにできる。
　次に、上述した真空断熱容器１の作用について図面を用いて説明する。
　本実施の形態では、図２及び図３に示すように、外皮容器２と内部タンク３の間に形成される密閉空間Ｓが、容器軸Ｏの一端から他端に向かうに従い漸次小さくなる曲面を有する外皮容器２及び内部タンク３の形状に沿った空間形状となり、外皮容器２及び内部タンク３の離間も一定の距離が保たれた状態となっている。
　そのため、芯材５を外皮容器２の開口から密閉空間Ｓ内に流し込んで供給したときに、芯材５が外皮容器２及び内部タンク３に沿ってスムーズに流通して容器底から順に均一な密度で、かつ確実に充填できる。
　つまり、本実施の形態では、曲面の曲率が小さく、供給した芯材５が底部２２まで達しない状態で、十分に充填することができないという不具合を防止できる。そして、確実な充填が可能となるため、真空断熱としての長期的な性能を維持できる。
　また、本実施の形態では、上述したように外皮容器２の開口面積が容器軸Ｏの一端から他端に向かうに従い漸次小さくなる曲面を有していることが好ましく、外皮容器２の曲面の曲率半径を任意に設定できるため、形状の自由度に優れた真空断熱容器１を実現できる。
　また、本実施の形態では、密閉空間Ｓに接する外皮容器２と蓋部材４のそれぞれに被覆されたガスが透過不能な金属メッキ６同士を接合することで、外皮容器２と蓋部材４との密閉性を高めた接合となる。つまり、樹脂製の部材である外皮容器２と蓋部材４との接合を透過性の高い樹脂同士の接合ではなくなるため、長期にわたって要求されるガスバリア性を維持できる。
　また、本実施の形態では、上述したガスが透過不能な金属メッキ６同士の第１接合部Ｐ１に加え、その第１接合部Ｐ１の外側に樹脂同士で接合した第２接合部Ｐ２が形成された二箇所の接合部Ｐ１、Ｐ２により封止された構造となる。そのため、仮に前記第１接合部Ｐ１のガスバリア性が低下した場合でも第２接合部Ｐ２が設けられているため、真空断熱容器１としての断熱機能の急速な低下を抑制できる。
　さらに、本実施の形態のように外皮容器２と内部タンク３とを別体とすることで、金属メッキ６がたとえば銅メッキである場合において電解メッキによる製造方法を採用できる。
　さらにまた、本実施の形態では、外皮容器２及び蓋部材４の接合する部分に対して、光透過性を有する部材側からレーザーを照射することで、レーザー光が光透過性を有する部材を通過することで、レーザー光を照射させた部位を接合できる。
　また、本実施の形態では、外皮容器２と蓋部材４の接合面及び／又は外皮容器２と内部タンク３の接合面が凹凸の無い略平面形状となるため、レーザー照射による接合手段に好適である。
　このように本実施の形態では、形状の自由度に優れ、かつ生産性の向上を図ることが可能となる。
　以上、本発明による真空断熱容器の実施の形態について説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるもためはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更できる。
　たとえば、上述した実施の形態では外皮容器２と内部タンク３とが別体で成形され、内部タンク３の接合片３６で外皮容器２に接合した構成としているが、このように別体であることに限定されることはなく、外皮容器２と内部タンク３とが一体で成形されたものであってもよい。
　また、本実施の形態の真空断熱容器１の容器本体１０（外皮容器２、内部タンク３）、蓋部材４の形状、大きさは、一例であって、用途、設置スペース等の条件に合わせて適宜設定することができる。たとえば、外皮容器２と内部タンク３との間の距離、すなわち密閉空間Ｓの大きさも適宜設定することができる。
　また、真空断熱容器１の製造工程において、空気を抜くタイミングとしては、真空チャンバー内でなく、真空チャンバーを使用せずに後から真空に引いて脱気する方法であってもよい。すなわち、密閉空間Ｓに粉体芯材５を充填した後、真空チャンバー内で外皮容器２の開口から脱気し、所定真空度に達した後、外皮容器２の開口に樹脂製の蓋部材４を接合することにより製造される方法としてもよい。
　また、本実施の形態では、真空断熱容器１として自動車エンジン用の冷却水保温用途のものに適用しているが、このような用途に限定されることはない。
 さらに、本実施の形態の密閉空間Ｓに芯材５を供給する前に予め気体吸着材を入れておくようにしてもよい。
　また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知乃至公知の構成要素に置き換えることは適宜できる。
　なお、２０１７年９月４日に出願された日本特許出願２０１７－１６９７３９号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
１：真空断熱容器、２：外皮容器（外容器）、３：内部タンク（内容器）、４：蓋部材、５：芯材、６、６Ａ，６Ｂ、６Ｃ：金属メッキ、１０：容器本体、２１：胴部、２２：底部、２３：フランジ部、３１：胴壁部、３２：底壁部、３３：天壁部、３５：環状筒部、３６：接合片、Ｓ：密閉空間、Ｏ：容器軸

Claims (15)

  1. 　容器軸の一端が開口した外容器と、該外容器の内側に一定間隔をあけて配置され密閉された内容器と、を有する樹脂製の容器本体と、
    　前記外容器の開口部を気密に封止した状態で接合される蓋部材と、
    　前記内容器と、前記外容器及び前記蓋部材との間に形成される密閉空間に充填された芯材と、を備え、
    　前記外容器が、前記容器軸に平行な断面の少なくとも一部に湾曲部を有することを特徴とする真空断熱容器。
  2. 　前記間隔が３～２０ｍｍである、請求項１に記載の真空断熱容器。
  3. 　前記湾曲部の曲率半径が１０ｍｍ以上である、請求項１又は２に記載の真空断熱容器。
  4. 　前記外容器の前記容器軸に直交する開口面積が、前記容器軸の一端から他端に向かうに従い漸次小さくなっている請求項１～３のいずれかに記載の真空断熱容器。
  5. 　前記容器本体及び前記蓋部材の前記密閉空間に接する面は、ガスを透過不能に設けられたガスバリア膜によって被覆され、
    　前記蓋部材は、前記外容器に対してそれぞれの前記ガスバリア膜同士で接合されている請求項１～４のいずれかに記載の真空断熱容器。
  6. 　前記ガスバリア膜同士の接合部を挟んで前記密閉空間の反対側の位置で、前記外容器と前記蓋部材とがそれぞれの樹脂同士で接合されている請求項５に記載の真空断熱容器。
  7. 　前記外容器と前記内容器とが別体で成形されている請求項１～６のいずれかに記載の真空断熱容器。
  8. 　前記外容器及び前記蓋部材のうちいずれか一方は、前記外容器及び前記蓋部材が接合する部分が光透過性を有する部材によって形成されている請求項１～７のいずれかに記載の真空断熱容器。
  9. 　前記外容器及び前記蓋部材の接合面が略平面である請求項１～８のいずれかに記載の真空断熱容器。
  10. 　前記外容器及び前記内容器の接合面が略平面である請求項１～９のいずれかに記載の真空断熱容器。
  11. 　前記蓋部材及び／又は前記外容器のうち、前記密閉空間に面する部分に薄肉部が形成されている請求項１～１０のいずれかに記載の真空断熱容器。
  12. 　前記薄肉部の厚みが０．５ｍｍ以下である請求項１～１１のいずれかに記載の真空断熱容器。
  13. 　前記芯材の充填密度が０．１５～０．３５ｇ／ｃｍ３である請求項１～１２のいずれかに記載の真空断熱容器。
  14. 　前記外容器及び前記内容器の材質が、射出成形可能な熱可塑性樹脂である請求項１～１３のいずれかに記載の真空断熱容器。
  15. 　真空断熱容器がエンジン冷却クーラント用である請求項１～１４のいずれかに記載の真空断熱容器。
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