JP2004116785A - 断熱箱体の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　外箱内面に真空断熱材を取り付けた場合にも、発泡断熱材の充填を円滑且つ良好に行うことができる断熱箱体の製造装置を提供する。
【解決手段】　断熱箱体６は、外箱２と、内箱３と、外箱２の内箱３側の面に取り付けられた真空断熱材７３とを備え、両箱２、３間に発泡断熱材を現場発泡方式にて充填するための断熱箱体の製造装置であって、内箱３には発泡断熱材充填用の空気抜き孔７７を形成し発泡断熱材の充填時に内箱に当接する発泡内治具の空気抜き孔７７に対応する位置に、この空気抜き孔７７に連通する空気抜き通路８１を形成するものである。
【選択図】　　　図１１

Description

　本発明は、外箱の内箱側に真空断熱材を取り付け、外箱と内箱間には発泡断熱材を現場発泡方式にて充填して成る断熱箱体の製造装置に関するものである。

　従来よりこの種家庭用冷蔵庫は、鋼板製の外箱と硬質樹脂製の内箱間に発泡ポリウレタンなどの発泡断熱材を現場発泡方式にて充填した断熱箱体から構成されており、この断熱箱体内（庫内）を仕切ることによって、−２０℃などの凍結温度に冷却される冷凍室や、＋５℃などの冷蔵温度に維持される冷蔵室、そして、野菜などの乾燥を嫌う食品を保存するための野菜室などを区画形成している。

　特に、近年では頻繁に食品の納出が行われる冷蔵室や野菜室を上方に配置し、長期保存を目的とした冷凍室は庫内の最下部に配置した冷蔵庫が開発されている。

　また、近年では冷蔵庫の設置スペースを縮小し、或いは、その拡大を防止しつつ、庫内有効容積を拡張するために、断熱箱体の壁厚を薄くする必要が生じており、そのため、例えば特許文献１や特許文献２、或いは、特許文献３に示されるような真空断熱材が用いられるようになって来た。

　この真空断熱材は、ガス（空気など）の透過を阻止する多層ラミネート構造のフィルム（ガスバリアフィルム）の周囲を溶着して成る袋内に、シリカ、パーライトなどの微粉末、及び、グラスファイバ、或いは、連続気泡の発泡ポリウレタンなどから成る断熱材を挿入した後、袋内のガスを排気し、真空状態として密封したものである。

　係る真空断熱材によれば、０．００５〜０．０１０Ｋｃａｌ／ｍｈ℃の熱伝導率が達成されるので、特に低温が要求される冷凍室周囲の外箱内面（内箱側の面）に取り付ければ、断熱箱体の壁厚を薄くしても、外箱外から冷凍室内に侵入する熱を有効に削減することが可能となる。
特公昭６１−１７２６３号公報（Ｂ３２Ｂ５／１８） 特公昭６３−３５９１１号公報（Ｆ２５Ｄ２３／０６） 特公平２−５４４７９号公報（Ｆ１６Ｌ５９／０６）

　ところで、係る冷蔵庫の断熱箱体を製造する場合、先ず、真空断熱材が予め貼り付けられた外箱内に内箱を組み込んだ後、前面開口を下にして発泡内治具に被せると共に、外側からは発泡外治具を宛う。その状態で、外箱の背板の例えば上下方向の中央部左右に形成された注入口からポリウレタン原液を注入し、両箱間に反応成長（発泡）・固化させて充填するものであるが、この際の成長の過程で両箱間の空気を両箱外に逃がさなければならない。

　このための空気抜き孔は、従来一般的には発泡の最終段階となる外箱の背板適所に穿設されるものであったが、冷凍室の背方に当たる外箱背板内面に真空断熱材を取り付けてしまうと、発泡断熱材の充填時に空気抜きができなくなり、この部分に未充填部分や低密度で強度不足となる箇所が発生してしまう問題が生じていた。

　本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、外箱内面に真空断熱材を取り付けた場合にも、発泡断熱材の充填を円滑且つ良好に行うことができる断熱箱体の製造装置を提供するものである。

　本発明の断熱箱体は、外箱と、内箱と、外箱の内箱側の面に取り付けられた真空断熱材とを備え、両箱間に発泡断熱材を現場発泡方式にて充填して成るものであって、内箱には発泡断熱材充填用の空気抜き孔を形成したものである。

　本発明によれば、外箱と、内箱と、外箱の内箱側の面に取り付けられた真空断熱材とを備え、両箱間に発泡断熱材を現場発泡方式にて充填して成る断熱箱体において、前記内箱に発泡断熱材充填用の空気抜き孔を形成したので、外箱の内箱側の面に真空断熱材が取り付けられているにも拘わらず、内箱側の空気抜き孔から発泡断熱材の反応成長時の空気抜きを行うことができるようになり、発泡断熱材の未充填部や低密度箇所の発生を効果的に解消し、均一な密度の発泡充填を実現することができるようになるものである。

　本発明の断熱箱体の製造装置は、上記発泡断熱材の充填時に内箱に当接する発泡内治具を備え、この発泡内治具には、内箱の空気抜き孔に対応する位置に、当該空気抜き孔に連通する空気抜き通路が形成されているものである。

　本発明によれば、上記発泡断熱材の充填時に内箱に当接する発泡内治具を備え、この発泡内治具には、内箱の空気抜き孔に対応する位置に、当該空気抜き孔に連通する空気抜き通路を形成したので、内箱に形成した空気抜き孔からの排気を円滑に行い、発泡断熱材の充填をより一層均一且つ良好に行うことができるようになるものである。

　以上詳述した如く本発明によれば、外箱と、内箱と、外箱の内箱側の面に取り付けられた真空断熱材とを備え、両箱間に発泡断熱材を現場発泡方式にて充填して成る断熱箱体において、前記内箱に発泡断熱材充填用の空気抜き孔を形成したので、外箱の内箱側の面に真空断熱材が取り付けられているにも拘わらず、内箱側の空気抜き孔から発泡断熱材の反応成長時の空気抜きを行うことができるようになり、発泡断熱材の未充填部や低密度箇所の発生を効果的に解消し、均一な密度の発泡充填を実現することができるようになるものである。

　そして、上記発泡断熱材の充填時に内箱に当接する発泡内治具を備え、この発泡内治具には、内箱の空気抜き孔に対応する位置に、当該空気抜き孔に連通する空気抜き通路を形成したので、内箱に形成した空気抜き孔からの排気を円滑に行い、発泡断熱材の充填をより一層均一且つ良好に行うことができるようになるものである。

　次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。

　図１は本発明を適用した実施例としての冷蔵庫１の正面図、図２は扉を除く冷蔵庫１の正面図、図３は冷蔵庫１の縦断側面図、図４は冷蔵庫１の背面図、図５は冷蔵庫１のもう一つの縦断側面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図、図８は図６のＣ−Ｃ線断面図、図９は冷蔵庫１の透視分解斜視図である。

　冷蔵庫１は、前方に開口する鋼板製の外箱２と、硬質樹脂製の内箱３間に発泡ポリウレタン断熱材４を現場発泡方式により充填して成る断熱箱体６により構成されており、この断熱箱体６の庫内は、略中央部に設けられた仕切板７によって上下に区画され、仕切板７の上方を冷蔵温度（＋５℃程）に維持される冷蔵室８としている。

　仕切板７の下方は更に真空断熱材を内蔵した断面略Ｌ字状の断熱仕切壁９にて上下に区画され、この断熱仕切壁９と仕切板７の間を野菜などの乾燥を嫌う食品を収納するための野菜室１７とし、断熱仕切壁９の下方を凍結温度（−２０℃程）に冷却される冷凍室１８としている。

　前記冷蔵室８内には上下複数段の棚２１・・が架設されており、その下部には氷温（０℃〜−３℃）に維持される氷温室２２が形成されている。また、冷蔵室８の前面開口は回動式の扉２３にて開閉自在に閉塞されている。

　更に、冷蔵室８の背部には冷蔵室ダクト２４が上下に渡って形成されており、その左右には冷蔵室ダクト２４の上端部と冷蔵室８内に連通した冷蔵室冷気吐出口２６が上下に複数形成されている。また、前記氷温室２２内にも氷温室冷気吐出口２５が形成されると共に、その奥部及び底部（仕切板７）には冷蔵室冷気戻り口２７が形成されている。

　前記野菜室１７の奥上部には前記冷蔵室冷気戻り口２７に連通した野菜室冷気吐出口３１が形成されており、更に右上奥には野菜室冷気戻り口３２が形成されている。この野菜室１７の前面開口は引き出し式の扉３３により開閉自在に閉塞されると共に、この扉３３の裏面には上面に開口した野菜容器３４が取り付けられ、この野菜容器３４が野菜室１７内に配置され、野菜を収納するかたちとなる。

　前記冷凍室１８の背部には仕切板３６により冷却室３７が画成されており、この冷却室３７は冷凍室１８の背方から断熱仕切壁９の背方まで渡っている。そして、この冷却室３７内には冷却装置を構成する冷却器３８が縦設されると共に、この冷却器３８の上方の冷却室３７内には送風機３９が設置されている。尚、４１は冷却器３８の除霜ヒータである。

　この冷凍室１８の前面開口は上下二段の引き出し式の扉４２、４３により開閉自在に閉塞されると共に、これら扉４２、４３の裏面にはそれぞれ上面に開口した容器４４、４６が取り付けられ、この容器４４、４６が冷凍室１８内の上下に配置され、冷凍食品やアイスクリームなどを収納するかたちとなる。

　前記仕切板３６と冷却器３８及び送風機３９間には冷気分配用ダクト４７が形成されており、仕切板３６にはこのダクト４７と冷凍室１８とに連通した冷凍室冷気吐出口４８、４９が各容器４４、４６の上奥部に対応して開口している。また、容器４６の背方には冷却室３７の下部に連通した冷凍室冷気戻り口５１が形成されている。

　ダクト４７の上部には送風機３９の側方に位置して冷気分配口５２が形成され、この冷気分配口５２が冷蔵室ダクト２４の下端に連通している。また、冷却器３８の側方には冷蔵室・野菜室冷気戻りダクト５３が形成されており、その上端は前記野菜室冷気戻り口３２に連通し、その下端は冷却室３７の下部に開口した冷蔵室・野菜室冷気戻り口５４にて冷却室３７内に連通している。尚、図２では断熱仕切壁９及び仕切板３６を撤去している。

　一方、断熱箱体６の底壁６Ａは後部が階段状に立ち上がる形状とされており、この底壁６Ａの後部外側には機械室５６が形成されている。この機械室５６内には冷却装置を構成する圧縮機５７、蒸発皿コンデンサ５８及び主コンデンサ５９が設置される。また、底壁６Ａが係る形状とされている関係上、冷凍室１８の底部も後部が立ち上がる形状とされ、そのため、下方の容器４６の後面は上方の容器４４の後面よりも前方に位置するかたちとなる。そして、前記冷却器３８は立ち上がった底壁６Ａの上方に位置することになる。

　他方外箱２の内面には高温冷媒配管６１が交熱的に添設（貼付）され、断熱箱体６の開口周縁に位置する外箱２の内面にも高温冷媒配管６２が設けられている。そして、圧縮機５７の吐出側は前記蒸発皿コンデンサ５８に接続され、蒸発皿コンデンサ５８の出口は主コンデンサ５９に接続される。主コンデンサ５９の出口は前記高温冷媒配管６１に接続され、高温冷媒配管６１の出口は前記開口周縁の高温冷媒配管６２に接続される。そして、この高温冷媒配管６２は図示しないキャピラリチューブを経て前記冷却器３８に接続され、冷却器３８の出口は圧縮機５７の吸込側に接続される。

　係る構成で、圧縮機５７が運転されると、圧縮機５７からは高温高圧のガス冷媒が吐出され、蒸発皿コンデンサ５８、主コンデンサ５９に順次流入して放熱し、凝縮されて行く。主コンデンサ５９を出た冷媒は高温冷媒配管６１に流入して更に放熱し、次に、高温冷媒配管６２に流入して開口周縁を加熱する。これによって、開口周縁への結露を解消する。

　高温冷媒配管６２を出た冷媒は前記キャピラリチューブにて減圧された後、冷却器３８に入って蒸発する。このときに周囲から熱を奪い、冷却室３７内の空気を冷却する。冷却器３８を出た冷媒は再び圧縮機５７に吸い込まれる。

　前述の如く冷却器３８にて冷却された冷気は上方の送風機３９の運転により吸引され、前方の分配ダクト４７に吹き出される。分配ダクト４７に吹き出された冷気は冷凍室冷気吐出口４８、４９から冷凍室１８内の各容器４４、４６内に吐出され、−２０℃程の凍結温度に冷却する。尚、冷凍室１８内の冷気は冷凍室冷気戻り口５１から冷却器３８の吸い込み側の冷却室３７内に帰還する。

　分配ダクト４７に吹き出された冷気はまた、冷気分配口５２から冷蔵室ダクト２４に流入し、そこを上昇した後、各冷蔵室冷気吐出口２６・・及び氷温室冷気吐出口２５より冷蔵室８及び氷温室２２内に吐出される。冷蔵室ダクト２４内には冷蔵室８内の温度にて開閉する図示しないダンパーが設けられており、これによって、冷蔵室８内は＋５℃程の冷蔵温度に維持されると共に、氷温室２２内は０℃〜−３℃程の氷温に維持される。

　各室８、２２内を循環した冷気は冷蔵室冷気戻り口２７に流入して野菜室冷気吐出口３１などから野菜室１７内に入り、野菜室容器３４内を周囲から保冷する。そして、野菜室１７内を循環した冷気は野菜室冷気戻り口３２より冷蔵室・野菜室冷気戻りダクト５３に流入し、そこを流下して冷蔵室・野菜室冷気戻り口５４より冷却器３８の吸い込み側の冷却室３７内に帰還する。

　一方、冷凍室１８の両側方に対応する外箱２の側板２Ａ、２Ａ内面には真空断熱材７１、７１が貼り付けられると共に、冷凍室１８の下方に対応する外箱２の底板２Ｂ内面にも真空断熱材７２が貼り付けられ、断熱材４内に埋設されている。また、冷凍室１８の背方の冷却室３７背方に対応する外箱２の背板２Ｃ内面にも真空断熱材７３が貼り付けられ、断熱材４内に埋設されている。

　各真空断熱材７１、７２、７３は、例えば内側からポリエチレン若しくはポリプロピレンなどから成る熱溶着層とアルミニウム層及び表面保護層をラミネートしたガスバリアフィルムを折り返し、二辺を密着させて熱溶着層を相互に溶着することにより袋状とし、その状態でシリカ、パーライトなどの微粉末、及び、グラスファイバ、或いは、連続気泡の発泡ポリウレタン断熱材から成るコア材を挿入し、所定の真空排気装置内において袋内部のガスを排気して真空状態とした後、残りの一辺の前記熱溶着層を相互に溶着させて密封することにより、製造されている。

　このうち、冷凍室１８の両側方に位置する真空断熱材７１、７１の上部は図５に示す如く野菜室１７を経て冷蔵室８の下部まで延在すると共に、真空断熱材７１、７１の下端縁７１Ａはその後部が前部よりも所定の角度で徐々に立ち上がる傾斜形状とされている。これにより、真空断熱材７１の下端縁７１Ａは底壁６Ａの形状に近似した形状となり、真空断熱材７１、７１は機械室５６を避けて冷凍室１８底部の前部から後部に渡る略全域をカバーするようになる。

　これによって、機械室５６による断熱箱体６の底壁６Ａの形状に係わらず、真空断熱材７１、７１を断熱箱体６の底部に広い面積で貼り付け、その断熱効果を向上させることができるようになる。特に、最も断熱したい冷凍室１８の側方略全域に真空断熱材７１、７１を設けることができるようになるので、断熱箱体６の壁厚を薄くして冷蔵庫１の設置スペースをより一層縮小し、若しくは、有効容積を拡大し、或いは、冷却装置の消費電力の一層の削減を図ることができるようになる。

　また、真空断熱材７１を係る形状とするために、真空断熱材７１を構成するコア材も先細り形状となるので、ガスバリアフィルム内に挿入する作業も容易となり、真空断熱材７１自体の組立作業性も向上する。尚、この場合コア材が細くなる先端側となるガスバリアフィルムの熱溶着部分は略三角形状に余る状態となるが、この余り部分はコア材の形状に沿って切除するものとする。

　更に、冷凍室１８の下方に位置する真空断熱材７２は底壁６Ａの形状に沿って階段状に成形されている。

　一方、冷凍室１８の背方に位置する真空断熱材７３は全体としては矩形状を呈している。また、そのコア材は図６に示す如く冷却器３８と送風機３９を含む領域の背方投影面積よりも大成る寸法とされている。

　ここで、これら真空断熱材の周縁部にはコア材は存在しておらず、ガスバリアフィルムのみとなっているため、真空断熱材の周縁部における熱移動は大きくなり断熱性能は悪化する（これをヒートブリッジと云う）。

　これに対して、前述の如く真空断熱材７３のコア材を冷却器３８と送風機３９を含む領域の背方投影面積よりも大成る寸法とすれば、係るヒートブリッジによる悪影響を受けること無く、−３０℃〜−３５℃などの最も低温となる冷却器３８の背方を効果的に断熱することができるようになる。

　特に、送風機３９の背方もモータなどを設置する関係から断熱箱体６の壁厚が薄くなるが、真空断熱材７３を設置することによって、断熱性能の低下を防止することができようになる。

　他方、前記高温冷媒配管６１は図９に示す如く、向かって左側の真空断熱材７１の後方の側板２Ａ内面を下方から上方に立ち上がり、前方にクランク状に折れ曲がった後、上方に回って天板２Ｄ内面を右方に延在する。そして、下方に回った後、後方にクランク状に折れ曲がり、右側の真空断熱材７１の後方の側板２Ａ内面を降下する。

　高温冷媒配管６１はそこから更に真空断熱材７３の側方の背板２Ｃ内面を立ち上がり、真空断熱材７３の上方に位置する背板２Ｃの内面において蛇行状に屈曲した後、再び真空断熱材７３の側方を降下する形状とされている。

　このように、下方の冷却器３８背方に取り付けた真空断熱材７３の上方の背板２Ｃ内面に図４、図９の如く高温冷媒配管６１を貼り付けているので、真空断熱材７１や７３の存在に係わらず、高温冷媒配管６１の放熱能力（配管長）を確保して、冷却能力を維持することができるようになる。

　次に、上述の如き冷蔵庫１の断熱箱体６の組立手順を説明する。先ず、外箱２の内面の上記各位置に各真空断熱材７１、７１、７２、７３をそれぞれ貼り付けると共に、各高温冷媒配管６１、６２もこの時点で外箱２の内面に取り付ける。

　このとき、外箱２の背板２Ｃの上下方向の略中央部左右（真空断熱材７１の側方に位置する箇所）には、図４、図１０に示す如くウレタン注入口７５、７５が形成されており、更に、真空断熱材７３を避けた位置には複数の空気抜き孔７６・・・が穿設されている。尚、これら空気抜き孔７６・・・は内側から空気が流通可能な不織布テープなどで塞がれる。そして、前記高温冷媒配管６１はこれら注入口７５、７５、空気抜き孔７６・・を避けて取り付けられる。

　また、内箱３の冷却器３８後側に対応する位置、即ち、真空断熱材７３の前方に対応することになる位置には、図１０に示す如く複数の空気抜き孔７７・・が穿設されており、この空気抜き孔７７・・の外面（外箱２側の面）も前述同様に空気が流通可能な不織布テープなどで塞がれる。

　一方、発泡断熱材を充填する際に用いられる発泡内治具７８と発泡外治具（図示せず）の内、発泡内治具７８の前記内箱３の空気抜き孔７７・・に対応することになる位置には、図１１、図１２に示す如く碁盤目状の空気抜き溝７９が上記空気抜き孔７７・・をカバーできる範囲で形成されており、更に、この空気抜き溝７９内には発泡内治具７８外に連通する空気抜き孔８１・・が複数穿設されている。これら空気抜き溝７９と空気抜き孔８１・・とで空気抜き通路を構成する。

　次ぎに、発泡断熱材４の充填を行う際には、内箱３を外箱２内に組み込む。

　このとき、真空断熱材７１、７１の厚さ寸法は１５ｍｍ、真空断熱材７３の厚さ寸法は２０ｍｍとされ、断熱箱体６の冷凍室１８部分（図８）の断熱厚さ寸法は側壁で４５ｍｍ、背壁で４０ｍｍ〜５０ｍｍとされている。

　他方、断熱箱体６の冷蔵室８部分（図７）の断熱厚さ寸法は側壁で３３ｍｍ、背壁で３０ｍｍ〜４０ｍｍとされているので、各真空断熱材７１、７３の厚さ分を差し引いた断熱材４の厚さ寸法は、冷凍室１８部分と冷蔵室８部分とで略同等若しくは近似した値となっている。

　係る状態のものを図１１に矢印で示す如く開口を下側として発泡内治具７８に被せ、外箱２の外側から図示しない発泡外治具を宛う。この状態で、前記ウレタン注入口７５、７５からポリウレタン原液を注入し、両箱２、３間に充填すると、原液は両箱２、３間の下端部に一旦流下した後、或いは、流下しながら反応を開始し、両箱２、３間を上方に向けて成長して行く。

　この成長により追い立てられた両箱２、３間の空気は外箱２の空気抜き孔７６・・から図示しない発泡外治具を経て排気されると共に、真空断熱材７３の下方（治具にセットされた状態で下方）に位置する部分においては、内箱３に形成された空気抜き孔７７・・から発泡内治具７８側に出て、前記空気抜き溝７９−空気抜き孔８１の経路で外部に排気される。

　このように本発明では、内箱３に空気抜き孔７７・・を形成しているので、外箱２の内面に真空断熱材７３が取り付けられているにも拘わらず、内箱３側の空気抜き孔７７・・から発泡断熱材４の反応成長時の空気抜きを行うことができるようになり、発泡断熱材４の未充填部や低密度箇所の発生を効果的に解消し、均一な密度の発泡充填を実現することができるようになる。

　各真空断熱材７１、７３の厚さ分を差し引いた断熱材４の厚さ寸法は、前述の如く冷凍室１８部分と冷蔵室８部分とで略同等若しくは近似した値とされているので、これによっても反応成長するポリウレタン原液が両箱２、３間に略均等に回ることができるようになり、断熱材４を断熱箱体６の各部に略均一に充填することができるようになるものである。

　尚、内箱３の空気抜き孔７７・・の前方には断熱箱体６の完成後に冷却器３８の図示しない後板（鋼板製）が取り付けられ、隠蔽されると共に、その前方には冷却器３８が取り付けられることになる。

本発明を適用した実施例の冷蔵庫の正面図である。 扉を除く図１の冷蔵庫の正面図である。 図１の冷蔵庫の縦断側面図である。 図１の冷蔵庫の背面図である。 図１の冷蔵庫のもう一つの縦断側面図である。 図５のＡ−Ａ線断面図である。 図６のＢ−Ｂ線断面図である。 図６のＣ−Ｃ線断面図である。 図１の冷蔵庫の透視分解斜視図である。 本発明の断熱箱体の発泡断熱材充填前の分解斜視図である。 本発明の断熱箱体の発泡断熱材充填作業を説明する図である。 発泡内治具の要部拡大斜視図である。

符号の説明

　１　冷蔵庫
　２　外箱
　３　内箱
　４　ポリウレタン断熱材
　１８　冷凍室
　３８　冷却器
　７３　真空断熱材
　７５　ウレタン注入口
　７７　空気抜き孔
　７８　発泡内治具
　７９　空気抜き溝
　８１　空気抜き孔

Claims (1)

1. 外箱（２）と、内箱（３）と、前記外箱（２）の前記内箱側の面に取り付けられた真空断熱材（７３）とを備え、前記両箱間に発泡断熱材を現場発泡方式にて充填して成る断熱箱体の製造装置において、
   　前記発泡断熱材充填用の空気抜き孔（７７）を形成した前記内箱（３）に当接する発泡内治具（７８）の前記空気抜き孔（７７）に対応する位置に、前記空気抜き孔（７７）に連通する空気抜き通路（８１）を形成したことを特徴とする断熱箱体の製造装置。

Images