JP2000105069A

JP2000105069A - 断熱体

Info

Publication number: JP2000105069A
Application number: JP10275414A
Authority: JP
Inventors: Takenori Adachi; 威則足達; Yoshio Nishimoto; 芳夫西本; Shuichi Iwata; 修一岩田; Nobuyoshi Harakawa; 信義原川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-04-11
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP3876551B2

Abstract

(57)【要約】【課題】断熱性に優れ、同時に経時的な真空度の低下
に伴う断熱性能の悪化が防止できる断熱体を得ること。【解決手段】壁材１、２によって形成された外殻内の
空隙に真空断熱パネル３を配設し、残った空隙に多孔質
断熱材４を充填して成る断熱体において、真空断熱パネ
ル３の表面に凸部５ａを形成し、真空断熱パネル３がそ
の凸部５ａを壁材１，２に接して配設された断熱体を構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、冷蔵庫な
どの断熱を要する壁面の金属製薄板や樹脂成型品などで
構成された間隙に、断熱材として真空断熱パネルを配設
して成る断熱体に係り、特に、真空断熱パネルの冷蔵庫
外殻への配設に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷蔵庫などに用いる断熱体の壁面
は、外郭面を鉄板などの金属製薄板で覆い内面部分を樹
脂成形品で形成して、その間隙に発泡ウレタンを注入発
泡して充填させたものが用いられてきた。断熱材である
発泡ウレタンの発泡剤には、ハイドロクロロフルオロカ
ーボン類である１, １−ジクロロ−１−フルオロエタン
(HCFC141b)が用いられてきたが、近年、オゾン層破壊の
原因となる塩素を分子中に含まないハイドロフルオロカ
ーボン類やハイドロカーボン類を用いることが提案され
ている。

【０００３】例えば、特開平２−２３５９８２号公報で
は１, １, １, ３, ３−ペンタフルオロプロパン(HFC24
5fa)や１, １, １, ４, ４, ４−ヘキサフルオロブタン
(HFC356mffm)のようなハイドロフルオロカーボン類を、
特開平３−１５２１６０号公報ではシクロペンタンなど
のハイドロカーボンを、発泡剤に適用した発泡ウレタン
の製造方法が開示されている。しかしながら、これら発
泡ウレタンの断熱性は１９〜２０mw/MK であり、オゾン
層破壊物質の仕様規制前に用いていたクロロフルオロカ
ーボン類を用いた場合の１６mw/MK の断熱性に比較すれ
ば明らかに劣る。

【０００４】このため、従来の発泡ウレタンの２倍以上
の断熱性能である５〜10mw/MK の断熱性が得られる真空
断熱パネルを応用する技術が提案されている。このよう
な真空断熱パネルの芯材は、大気圧相当以上の強度を有
し、熱伝導と輻射伝熱の量を抑制することが必要にな
り、従って、芯材には伝熱量が小さい物質で作られた多
孔質物質の板を用いることが有効であり、例えば、特開
昭６０−２０５１６４号公報では連通気泡の発泡ウレタ
ンが用いられている。

【０００５】また、断熱体への配設についても、特開昭
６０−６０４８３号公報では冷蔵庫の内装材である内箱
または外装材である外箱の表面に真空断熱パネルを貼り
付けることに関して、発泡ウレタンの注入液が流れて拡
散する通路を設けて配設する方法が提案されている。さ
らに、特開昭６１−１９５２５９号公報では冷蔵庫の内
箱の形状に合わせて一方の面を成形した真空断熱パネル
を作成し、その内箱形状の適合位置に配設する方法が提
案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、真空断熱パネル
が有する伝熱構成要素としては、多孔体が有する伝熱構
成要素のうち、気孔内のガスを排除したことによってガ
スを伝わる熱が削除され、樹脂を伝わる熱と輻射によっ
て伝わる熱のみとなるため、真空断熱パネルに優れた断
熱性能が発現されることが知られている。従って、アル
ミ箔を備えたラミネートシートなどで包装された真空断
熱パネルが、例えば、一般的な冷蔵庫の配設方法である
薄板鋼板から成る外箱に接着などによって固定され、樹
脂成型品から成る内箱との間隙に発泡ウレタンが充填さ
れてなる構成においては、その包装材を伝わる熱拡散を
加味した断熱性能を考慮する必要がある。

【０００７】例えば、特開昭５９−１４６９９３号公報
においては、包装材のガスバリヤー性を確実なものにす
るために内層部分に設けたアルミ箔について、その伝熱
による影響を抑制する目的のために、ピンホールなどの
欠陥を含まないようにしてガスバリヤー性の低下を阻止
し、しかも最も薄い厚さのアルミ箔を用いるものであ
り、厚さを特定厚さに制限する提案がなされている。し
かし、外装材が受けた熱は、真空断熱パネルの包装材に
伝わり、さらに、真空断熱パネルの一方の面に伝わった
熱がアルミ箔を含む包装材の側面を伝わってもう一方の
面へ移動する。従って、真空断熱パネルに比べて１０の
４乗倍もの伝熱性を有するアルミ箔の存在は、真空断熱
パネルの断熱性能に少なからず影響を与えることにな
る。

【０００８】このため、実開昭６２−１４３１８４号公
報では、伝熱を防止する目的で真空断熱材の外被を構成
する金属箔層を部分的に除去する発明が提案されてい
る。しかし、これによって得られた真空断熱材には部分
的にアルミ箔の除去された樹脂フィルムのみの部分が存
在するため、包装材による断熱性能への影響を軽減した
としても、樹脂フィルムのみの部分を通じて外部からの
ガスの侵入を防ぐことができなくなり、結果的に、真空
度の低下に伴う断熱性能の悪化を招くこととなる。

【０００９】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、冷蔵庫等の断熱箱体において外箱表
面の熱が、外箱内側に接着された真空断熱パネルの比較
的熱伝導の良い包装材に伝わり、さらにこの包装材を伝
導することによって生じる真空断熱パネルの断熱性能の
悪化を防止することで、断熱効率に優れた断熱体を得る
とともに、経時的な真空度の低下に伴う断熱性能の悪化
も防止できる断熱体を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る断熱体
は、壁材によって形成された外殻内の空隙に真空断熱パ
ネルを配設し、残った空隙に多孔質断熱材を充填して成
る断熱体において、前記真空断熱パネルの表面に凸部を
形成し、前記真空断熱パネルがその凸部を前記壁材に接
して配設されたものである。

【００１１】また、壁材によって形成された外殻内の空
隙に真空断熱パネルを配設し、残った空隙に多孔質断熱
材を充填して成る断熱体において、前記壁材に凹部を形
成し、前記真空断熱パネルがその一部を前記壁材の凹部
に接して配設されたものである。

【００１２】また、前記断熱壁と前記真空断熱パネルと
が、断熱性のある接着材を介して接するものである。

【００１３】また、前記断熱壁と前記真空断熱パネルと
が、多孔質物質の接着材を介して接するものである。

【００１４】また、前記真空断熱パネルの凸部が、該真
空断熱パネルの内部にある芯材に形成された形状に起因
するものである。

【００１５】さらに、前記真空断熱パネルの凸部が、前
記芯材の切断面を粗面に仕上げることによって得られた
ものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
第１の態様に係る断熱体６の例を表す部分断面図であ
る。断熱体６は金属製薄板等で構成された外壁材１と樹
脂成型品等で構成された内壁材２とから成る外殻を有
し、その内部には真空断熱パネル３が配置され、残りの
空隙に多孔質断熱材４が充填されている。真空断熱パネ
ル３の表面には例えば５〜１５ｍｍ程度の段差を有する
凹凸面を形成して凸部５ａを設け、真空断熱パネル３は
その凸部５ａを外壁材１に接して配設されている。４は
発泡ウレタンフォーム等の多孔質断熱材で、前記外壁材
１と真空断熱パネル３の凸部５ａによって作られた空間
と、内壁材２と真空断熱パネル３との間に構成された空
間の双方に充填されており、各々を接着することで断熱
体を構成している。

【００１７】真空断熱パネル３は、例えば図２に表した
断面図のように、芯材７とそれを覆うアルミ箔等のガス
バリヤー性を有する持ったフィルム層８により構成され
る。また、芯材７に一定の方向性を持った凹凸面を形成
することで、真空断熱パネル３表面の凸部５ａを形成す
るようにしている。図３は断熱体６を製造する際におけ
る多孔質断熱材４の充填過程を表したものである。真空
断熱パネル３に設ける凸部５ａの形状や数は適宜定めて
良いが、図３に示すように、多孔質断熱材４の充填方向
と平行する向きに延長する凸部を真空断熱パネル３に複
数個設けると、凸部５ａと壁材とによって形成された５
〜１５ｍｍの段差の空間部への多孔質断熱材４の充填を
容易に行えるので好都合である。なお、図３において、
１１は多孔質断熱材４の注入口、矢印は多孔質断熱材４
の流れを示す。

【００１８】このように、真空断熱パネル３の凸部５ａ
部分でのみ外壁材１と接触する構成とすることにより、
真空断熱パネル３を構成するフィルム層８の片側全面が
外壁材１と接触していた従来に対し、接触面積が小さく
なり、結果として真空断熱パネル３に伝わる熱量が少な
くなり、３〜５％の熱通過率が改善された断熱性能に優
れた断熱体を得ることができる。また、凸部５ａを含め
た芯材７全体をフィルム層８により覆っているので、真
空断熱パネル内への経時的なガス侵入も防止でき、経時
的な真空度の上昇に伴う熱伝導率の悪化を招くこともな
い。

【００１９】なお、上記実施の形態１では、真空断熱パ
ネル３はその凸部５ａを外壁材１に接するように配設し
たが、図４に表すように、真空断熱パネル３の凸部５ａ
を内壁材２に接するように配設しても同様の効果が得ら
れる。

【００２０】実施の形態２．図５はこの発明の第２の態
様に係る断熱体６の例を表す部分断面図である。ここで
は、外殻を構成する外壁材１の金属製薄板を５〜１５ｍ
ｍ程度の段差を有する波形状に加工し、外壁材１に複数
の凹部５ｂを形成している。真空断熱パネル３はこの凹
部５ｂの底点に接するよう配設される。

【００２１】このようにすることで、実施の形態１と同
様に、外壁材１と真空断熱パネル３の接触面積が小さく
なるので、断熱性能の良い断熱体を得ることができる。

【００２２】なお、上記実施の形態２においては、外壁
材１に波形を形成して凹部５ｂを設けたが、図６に表す
ように、外殻を構成する内壁材２に波形を形成して凹部
５ｃを設け、真空断熱パネル３をその凹部５ｃに位置決
めしても同様の効果が得られる。また、凹部５ｂや５ｃ
の形状や数は適宜定めて良いが、凹部５ｂ，５ｃの延長
方向が多孔質断熱材４の充填方向と平行となるように壁
材１，２に波形を設けると、多孔質断熱材４の充填がこ
れらの凹部によって妨げられることがなくなり好都合で
ある。

【００２３】実施の形態３．図７はこの発明の第３の態
様に係る断熱体６の例を表す部分断面図である。ここ
で、９は断熱性を有する接着剤であり、例えば多孔質樹
脂の接着剤である。先の実施の形態１において真空断熱
パネル３は、その表面に設けた凸部５ａを外壁材１に直
接に接して配設されていたが、ここでは、そこに接着剤
９を介して外壁材１と凸部５ａ頂点とを間接的に接着
し、外壁材１と真空断熱パネル３とを固定する。これに
よって、実施の形態１より更に断熱性能を改善した断熱
体６が得られる。

【００２４】なお、図８に表すように、断熱性を有する
接着剤９を介して外殻を構成する内壁材２と真空断熱パ
ネル３の凸部５ａ頂点との間を間接的に接着し、内壁材
２と真空断熱パネル３とを固定しても、同様に断熱性能
を改善した断熱体６が得られる。

【００２５】実施の形態４．図９はこの発明の第４の態
様に係る断熱体６の例を表す部分断面図である。ここ
で、９は断熱性を有する接着剤であり、例えば多孔質樹
脂の接着剤である。先の実施の形態２において、真空断
熱パネル３は、外殻を構成する外壁材１を波形状に形成
して得られた凹部５ｂと直接接するように配設されてい
たが、ここでは、そこに断熱性のある接着剤９を介して
凹部５ｂ底点と真空断熱パネル３とを間接的に接着し、
外壁材１と真空断熱パネル３を固定する。これによっ
て、実施の形態２より更に断熱性能を改善した断熱体６
が得られる。

【００２６】なお、図１０に表すように、外殻を構成す
る内壁材２を波形状に形成して凹部５ｃを設け、断熱性
を有する接着剤９を介してその凹部５ｃ底点と真空断熱
パネル３との間を間接的に接着し、内壁材２と真空断熱
パネル３とを固定しても、同様に断熱性能を改善した断
熱体６が得られる。

【００２７】実施の形態５．図１１はこの発明の第５の
態様に係る断熱体６の例を表す断面図、そして図１２
は、この断熱体６に用いられる真空断熱パネル３であ
る。ここで真空断熱パネル６は、表面に凹凸を有するよ
うに粗面として仕上げられた芯材７とそれを覆うフィル
ム層８により構成され、その面粗さ故に、フィルム層８
に覆われた状態で、真空断熱パネル３の表面に、例えば
０〜２ｍｍ程度の高さの多数の凸部５ｄを有している。
このように構成した真空断熱パネル３を、外壁材１や内
壁材２に接触させ、これらの凸部５ｄとの間に多数の空
気層１０を形成し、しかる後に内壁材２または外壁材１
と真空断熱パネル３との空間に多孔質断熱材４を充填す
ることで、断熱壁を構成する外壁材１や内壁材２との接
触面積を減じて、断熱性能に優れた断熱体を得ることも
できる。

【００２８】なお、上記各実施例では、外壁材１または
内壁材２のいずれかと真空断熱パネル３とが接触する例
を説明したが、本発明は、外壁材１および内壁材２の双
方と真空断熱パネル３とが接触する場合も含む。

【００２９】

【発明の効果】以上この発明によれば、真空断熱パネル
がその表面に形成された凸部を壁材に接して配設される
ため、壁材と真空断熱パネルとの接触面積が小さくな
り、壁材から真空断熱パネルの構成要素の中で最も熱伝
導率の高い包装材への直接の熱伝導を遮断する効果が得
られる。したがって、受熱面（例えば外壁材）からその
対面（例えば内壁材）へ伝わる熱量の内、真空断熱パネ
ルの包装材表面を伝わる熱量が減じて、断熱体の断熱性
能が向上する。

【００３０】また、真空断熱パネルがその一部を壁材に
形成された凹部に接して配設されるため、壁材と真空断
熱パネルとの接触面積が小さくなり、真空断熱パネルの
包装材表面を伝わる熱量が減じて、断熱体の断熱性能が
向上する。この場合には、真空断熱パネルの形状を簡易
にできるので、製造が容易で安価な真空断熱パネルが使
えるという利点を有する。

【００３１】また、樹脂などから成る接着層を介在させ
て壁材と真空断熱パネルとを部分的に接触させること
で、更なる伝熱が抑制でき、断熱体の断熱性能が大きく
向上する。

【００３２】また、真空断熱パネルを構成する芯材に凸
部を形成することにより真空断熱パネルの表面に凸部を
設けるため、他の要素や部品を別途設けて凸部を形成し
た場合に比べて、配設の安定性が優れ製造が容易にな
る。

【００３３】さらに、真空断熱パネルを構成する芯材の
表面を粗面に仕上げることで真空断熱パネルの表面に凸
部を設けるため、比較的小さくしかも先端が鋭角な凸部
が多数得られて、壁材と真空断熱パネルとの接触面積を
効率よく小さくできるので、優れた断熱性能の断熱体が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の態様を示す断熱体の部分断
面図である。

【図２】この発明に用いる真空断熱パネルの一例を示
す断面図である。

【図３】この発明の断熱体の製造時における多孔質断
熱材の充填過程を説明する斜視図である。

【図４】第１の態様の他の例を示す断熱体の部分断面
図である。

【図５】この発明の第２の態様を示す断熱体の部分断
面図である。

【図６】第２の態様の他の例を示す断熱体の部分断面
図である。

【図７】この発明の第３の態様を示す断熱体の部分断
面図である。

【図８】第３の態様の他の例を示す断熱体の部分断面
図である。

【図９】この発明の第４の態様を示す断熱体の部分断
面図である。

【図１０】第４の態様の他の例を示す断熱体の部分断
面図である。

【図１１】この発明の第５の態様を示す断熱体の部分
断面図である。

【図１２】この発明に用いる真空断熱パネルの他の例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１外壁材、２内壁材、３真空断熱パネル、４多
孔質断熱材、５ａ真空断熱パネルの凸部、５ｂ外壁
材の凹部、５ｃ内壁材の凹部、５ｄ真空断熱パネル
の凸部、６断熱体、７芯材、８フィルム層、９
接着剤、１０空気層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田修一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者原川信義東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 3H036 AA08 AB28 AC01 AE13 3L102 JA01 LC21 LC22 MB22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】壁材によって形成された外殻内の空隙に
真空断熱パネルを配設し、残った空隙に多孔質断熱材を
充填して成る断熱体において、前記真空断熱パネルの表面に凸部を形成し、前記真空断
熱パネルがその凸部を前記壁材に接して配設された断熱
体。
【請求項２】壁材によって形成された外殻内の空隙に
真空断熱パネルを配設し、残った空隙に多孔質断熱材を
充填して成る断熱体において、前記壁材に凹部を形成し、前記真空断熱パネルがその一
部を前記壁材の凹部に接して配設された断熱体。
【請求項３】前記壁材と前記真空断熱パネルとが、断
熱性のある接着材を介して接する請求項１または請求項
２に記載の断熱体。
【請求項４】前記壁材と前記真空断熱パネルとが、多
孔質物質の接着材を介して接する請求項１または請求項
２に記載の断熱体。
【請求項５】前記真空断熱パネルの凸部が、該真空断
熱パネルの内部にある芯材に形成された凸形状に起因す
る請求項１、請求項３または請求項４に記載の断熱体。
【請求項６】前記真空断熱パネルの凸部が、前記芯材
の切断面を粗面に仕上げることによって得られた請求項
５に記載の断熱体。