JP2007064584A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】
真空断熱材を使用した場合においても信頼性の向上を図った冷蔵庫を提供する。
【解決手段】
箱体内に冷蔵室２と冷凍室３とを備え、冷蔵室２と冷凍室３との間が仕切断熱壁１５で区画され、この仕切断熱壁１５内に真空断熱材２１を備えた冷蔵庫１において、
真空断熱材２１は、繊維の重合体からなる芯材と、この芯材を収納し気体の透過を防ぐガスバリア性を有する外包材とを備え、この外包材内部を減圧して構成され、
仕切断熱壁１５内には真空断熱材２１を覆う成形断熱材を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は真空断熱材を用いた冷蔵庫に関するものである。

近年、地球温暖化防止の観点から省エネルギーが強く望まれており、家庭用電化製品についても省エネルギー化は緊急の課題となっている。特に、冷蔵庫、冷凍庫では熱を効率的に利用するという観点から、優れた断熱性能を有する断熱材が求められている。

一般的な断熱材として、グラスウールなどの繊維材やウレタンフォームなどの発泡体が用いられている。しかし、一般に断熱性能は、断熱材の厚さを増すことによって向上するが、冷蔵庫等の場合には断熱材を配置可能な空間には制限があり、省スペースや空間の有効利用が必要な場合に無制限に断熱材の厚さを増すことはできない。

そこで、より高い断熱性能を有する断熱材として、近年、真空断熱材の利用が進んでいる。これは、スペーサの役割を持つ芯材を、ガスバリア性を有する外包材中に挿入し、内部を減圧にして封止した断熱材である。真空断熱材としては、例えば特許文献１に開示されているように、芯材として、グラスウール等の繊維質材を有機系バインダーを用いて固め成形したものが知られている。

一方、バインダーを用いてグラスウール等の繊維質材を固めた芯材であると、外包材内に、芯材を収納するとき等のような場合に、芯材の持つバリ、あるいは固化された芯材端部の角部等によって外包材を損傷する可能性がある。外包材の損傷は真空度の低下を招いてしまうため、バインダーを使用しない芯材を作る方式の真空断熱材も提案されている。例えば、特許文献２にはグラスウール等の繊維質材を内袋に収納し、その内袋を圧縮し、減圧し開口部を溶着密封して作る真空断熱材が示されている。また、特許文献３にもインナーパック内に芯材を収納し、これをバリア材に収納した例が開示されている。

真空断熱材を冷蔵庫などの断熱箱体に適用する場合には、外箱と内箱によって形成される断熱空間内に発泡断熱材が充填されるため、真空断熱材は断熱空間の外箱側、内箱側、又は外箱と内箱との中間位置のいずれかの位置に配置されるのが一般的である。しかし、実際には、外箱側に配置されることが多く、具体的には、外箱の内面に真空断熱材を両面テープやホットメルトなどの接着剤を用いて接着した後に、ウレタン等の発泡断熱材を充填させて断熱箱体を形成することが多い（例えば、特許文献４参照）。

真空断熱材を内箱側に配置することが少ない理由は、内箱側に配置すれば、真空断熱材の適用面積を小さくすることができるというメリットはあるが、内箱は外箱に比べて変形しやすく、内箱の外面は外箱の内面に比べて凹凸が多いことが挙げられる。真空断熱材を強固に内箱の外面に固定することが困難な上に、発泡断熱材を充慎した時に、真空断熱材と内箱との間に空洞が形成されやすく、空洞形成に起因して内箱が変形したり、断熱性能が低下するという問題があるからである。

ところで、これらの問題を生じない構造として、真空断熱材を発泡断熱材と密着しないところに配置した構成が特許文献５に示されている。この例では、外箱又は内箱を発泡断熱材側に凹ませ、この凹所に真空断熱材を配設した構成、及び、部屋間を熱的に区画する仕切壁内の断熱材に真空断熱材を用いた構成が開示されている。

特開平9-138058号公報 特開平4-337195号公報 特開2005-207556号公報 特開2005-106354号公報 特開平8-247632号公報

真空断熱材を冷蔵庫に用いた例について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は真空断熱材を冷蔵庫に配設した状態を示す要部縦断面図である。図１１は、図１０とは異なる真空断熱材の配設構造を示す冷蔵庫の要部縦断面図である。

真空断熱材５１は外包材５２と芯材５３とからなっており、外包材５２は例えば１００μｍ程度の厚さを有し、内部の減圧状態を長期間保持するために、ガスバリア層と熱溶着層を有している。ガスバリア層としては、金属箔層や金属蒸着層が用いられ、外包材５２内に芯材５３が収納された状態で外包材５３内を減圧し、外包材５２の開口部を熱溶着されることで真空断熱材５１が形成される。

冷蔵庫本体の外郭を構成する断熱箱体５４は、外箱５５と内箱５６が作る空間内に発泡断熱材５７を充填することにより構成され、冷蔵庫本体内部に冷蔵室５８、冷凍室５９を有している。冷蔵室５８の前面開口部は冷蔵室扉６０で閉塞され、冷凍室５９の前面開口部は冷凍室扉６１で閉塞されており、これらはいずれも断熱扉である。また、冷蔵室５８と冷凍室５９との間は仕切断熱壁６２によって両室間を断熱しながら区画される。

これらの断熱箱体５４、冷蔵室扉６０、冷凍室扉６１及び仕切断熱壁６２には真空断熱材５１が配設され、具体的には、外箱５４、扉外板６０ａ等に密着して取り付けられている。断熱箱体５４を構成する外箱５５の板厚は、通常、板厚０．３〜０．４ｍｍの薄板鉄板で作られていることから、次のような問題が生ずる場合があった。

すなわち、真空断熱材５１は、上述のように、芯材をボード化させて形成されたものであるが、表面の平面度が劣った場合には真空断熱材５１の配設の仕方によっては、外箱５４や扉外板６０ａの各面が歪んでしまう場合があった。具体的には真空断熱材５１を外箱５５や扉外板６０ａに接着させた際に、両者間に１〜５ｍｍ程度の隙間が生じてしまうため、発泡断熱材と併用したときに、各面の歪みを生じ得るものであった。また、この隙間に発泡断熱材が回り込むと、真空断熱材の安定的な取付けも困難となっていた。

さらには、冷蔵庫を移動させる場合等に、鋭利な部位に外箱５５をぶつけてしまうと、その衝撃で真空断熱材５１の外包材５２までも破損する可能性があった。もし、外包材５２が破損するようなことがあると、外包材５２内に空気が侵入し、これによって圧縮されていた芯材５３の厚さが復元し得るものとなっていた。このとき、復元力によって外箱５５は破線に示す如く膨らんでしまう。真空断熱材５１の真空状態が維持されない状態になったからといって、直ちに冷蔵庫が使えなくなってしまうものでないが、上記の膨らみ量は２．０〜５．０ｍｍ程度となると、意匠性に劣り、使用に耐えられなくなってしまう。特に、冷蔵庫の正面に位置する冷蔵室扉６０等が膨らんでしまうと大きな問題となってしまう。

また、例えば、図１０や図１１に示すように、仕切断熱材６２下方の冷凍室５９内に自動製氷装置６３が配置される場合についても問題となってしまう。なぜなら、仕切断熱壁６２に自動製氷装置６３を取り付けることで、離氷動作時における製氷皿の変形の反力を自動製氷装置６３のフレームとともに、仕切断熱壁６２にも負担する構造としているからである。したがって、真空断熱材表面の平面度が低い場合には、上述のように仕切断熱壁６２の表面の形状にも影響を与え、離氷動作時に製氷皿を捩る力がフレームを介して仕切断熱壁６２へと効率よく逃がすことができなくなってしまう。このとき、フレームの破損につながるだけではなく、仕切断熱壁６２が局所的に押圧されることによって、上述のように真空断熱材の外包材を破損してしまう場合があった。

なお、真空断熱材５１が破損した場合には、特許文献５のように交換可能な構成とすることが考えられるが、外箱５５や内箱５６の形状の複雑化を招くため、図１０に示すように真空断熱材５１を、接着力のある発泡断熱材５７と併用して使用するのが一般的である。

また、図１１に示すように、仕切断熱壁の上方側、すなわち冷蔵室側に真空断熱材５１を配置すると、自動製氷装置との当接による離氷時の反力分散の問題は回避できるが、逆に冷蔵室の底面形状に影響を与えるだけではなく、落下物の衝撃等による真空断熱材５１の真空度の低減の問題が生じてしまう。

本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、真空断熱材を使用した場合においても信頼性の向上を図った冷蔵庫を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、繊維の重合体からなる芯材と、この芯材を収納し気体の透過を防ぐガスバリア性を有する外包材とを備え、この外包材内部を減圧してなる真空断熱材を発泡断熱材内に備えた冷蔵庫において、本発明は、前記真空断熱材を覆う成形断熱材を前記発泡断熱材内に埋設した構成とした。

また、上記の構成を備えた冷蔵庫において、前記成形断熱材を扉外板又は断熱箱体の外板に接触させて配設させた。

また、箱体又は扉体の外板と内板との間に配設される断熱材内に真空断熱材を備え、前記真空断熱材は繊維の集合体からなる芯材と、この芯材を収納し金属層を有する外包材とを有し、前記外包材内を減圧してなる冷蔵庫において、
前記外板は鋼板製とし、前記真空断熱材は前記外板側に配設され、前記外包材の金属層と前記外板との間に断熱材からなる成形断熱材が位置する構成とした。

また、箱体内に冷蔵室と冷凍室とを備え、前記冷蔵室と前記冷凍室との間が仕切断熱壁で区画され、この仕切断熱壁内に真空断熱材を備えた冷蔵庫において、
前記真空断熱材は、繊維の重合体からなる芯材と、この芯材を収納し気体の透過を防ぐガスバリア性を有する外包材とを備え、この外包材内部を減圧して構成され、
前記仕切断熱壁内には前記真空断熱材を覆う成形断熱材を備えた構成とした。

また、前記冷凍室は前記冷蔵室より下側に配設され、この仕切断熱壁の冷凍室側に前記成形断熱材を接触させて位置させ、かつ前記冷凍室の前記仕切断熱壁の下側には自動製氷装置を備え、前記仕切断熱壁の下側の面に前記自動製氷装置のフレームを対向させ当接して取り付けた構成とした。

また、前記真空断熱材の上方の投影面上の、前記真空断熱材よりも冷蔵室側に凍結防止ヒータを備えた構成とした。

また、前記成形断熱材は前記真空断熱材が収納される中空部を有し、前記真空断熱材が収納された成形断熱材を前記発泡断熱材と併用して断熱壁が構成される構成とした。

また、前記中空部は前記真空断熱材と同等の容積寸法を有する構成とした。

また、前記成形断熱材を容器と蓋部から構成し、この成形断熱材に発泡スチロフォーム又は予め形成されたウレタンフォーム材を用いた。

本発明によれば、真空断熱材を使用した場合においても信頼性の向上を図った冷蔵庫を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本実施例の冷蔵庫の要部を示す図であり、図１（ａ）は冷蔵庫の要部正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

本実施例の冷蔵庫本体１は、上から冷蔵室２、上段の冷凍室３、下段の冷凍室４、野菜室５を有している。上段の冷凍室３には、例えば、製氷室３ａと急冷凍室とがあり、下段の冷凍室４と隣接して配置されている。また、下段の冷凍室４のさらに下方には野菜室５が位置している。これらの各室は、冷蔵室扉６、製氷室扉７、急冷凍室扉８、下段冷凍室扉９、野菜室扉１０によって前面開口部が閉塞されている。なお、冷蔵室扉６以外は引出式の扉であり、扉を引き出すと扉とともに容器が引き出されてくる構成としている。

上段の冷凍室３と下段の冷凍室４とによって構成される冷凍温度帯の貯蔵室の背部には、冷却器室１１が設けられている。冷却器室１１内には、冷凍サイクルの一部を構成する冷却器１３と、冷却器１３によって生成された冷気を上記の各室へと送るための送風機１４とが備えられており、送風機１４は冷却器１３の上方に位置している。また、冷却器１３の下方には、冷却器１３に付着した霜を融解するための除霜ヒータが配置されている。

したがって、冷却器１３を経た冷気は、送風機１４によって上記各室に必要とする分の冷気を送り、それぞれ設定された温度に各室を冷却する。冷蔵室２や野菜室５のような冷蔵温度帯の貯蔵室に送られる冷気の通路には図示しないダンパーが備えられる。これらの構成によって、例えば冷蔵室は３℃に、冷凍室は−１８℃に冷却される。各室を冷却した後の冷気は図には示してないが戻り風路を通って冷却器室１１へと戻され、冷却器１１で再度冷却され、送風機１４により各室に吹き出される冷気循環構造となっている。

冷蔵室２と上段の冷凍室３との間は第１仕切断熱壁１５によって区画されるとともに両室間が断熱され、下段の冷凍室４と野菜室５との間は第２仕切壁１６によって断熱的に区画されている。換言すれば、冷凍温度帯の貯蔵室である上段の冷凍室３及び下段の冷凍室４の背部に位置する冷却器室１１は、第１仕切断熱壁１５と第２仕切断熱壁１６との間の空間内に収められている。

上段の冷凍室３を構成する製氷室３ａ内には自動製氷装置１７が配設されている。具体的な取付構造については後述するが、第１仕切断熱壁１５の下側の面に自動製氷装置１７が取り付けられることで、製氷室３ａ内に自動製氷装置１７が位置している。これと関連して、冷蔵室２の底面を構成する第１仕切断熱壁１５の上側の面上には、自動製氷装置１７に設けられる製氷皿へと給水するための水が貯められる貯水タンクが載置される。また、自動製氷装置１７の製氷皿の下方位置には、自動製氷装置１７で作られた氷をストックする貯氷容器が設けられており、この貯氷容器は、製氷室扉７が引き出されると扉とともに引き出される構成となっている。

なお、本実施例においては、第１仕切断熱壁１５及び第２仕切断熱壁１６に真空断熱材を用いることによって、冷凍温度帯の貯蔵室と冷蔵温度帯の貯蔵室との間の断熱性能を向上させている。

図２及び図３は本実施例の真空断熱材２１の製造工程を示す図であり、図４は製造工程のフローを示す図である。これらの図２〜図４を用いて、本実施例の真空断熱材２１の製造について説明する。本実施例の真空断熱材２１は、芯材にグラスウール等の無機繊維を用い、この無機繊維を重ね合わせた集合体がスペーサとして使用されている。

まず、ロール状のグラスウールの原綿が切断され（ステップ３２）、切断された原綿は乾燥炉に入れられて乾燥される（ステップ３３）。乾燥炉の温度は、例えば２３０℃であり、この原綿乾燥工程（ステップ３３）によってグラスウール原綿から水分が取り除かれる。

水分が除去された原綿は内袋に収納され、内袋内に収納された状態で押圧されて圧縮されるとともに内袋を密封状態に保持する（ステップ３４）。このように一時的に圧縮されて袋詰めされる仮圧縮袋詰め工程について、図３を用いて詳細に説明する。

図３（ａ）に示すように、所定の寸法に切断された原綿７５が搬送手段７６によって押圧力を受けながら搬送される。この搬送経路上にはロール状に巻かれた内袋材７３が経路を塞ぐように上下に伸びている。さらに原綿７５が搬送されると、原綿７５とともに内袋材７３が下流側の搬送手段７８で搬送される（図３（ｂ））。下流側の搬送手段７８よりも経路の上流側には、内袋材切断溶着手段７９、８０が設けられ、この内袋材切断溶着手段によって、内袋材７３を切断するとともに、切断部の近傍を熱溶着する。

このように、下流側の搬送手段７８によって押圧されながら搬送された状態で内袋材７８が溶着されるため、ステップ３４を経た原綿は、仮圧縮されるとともに内袋に詰められた状態となる。この状態で得られた芯材は一時保管も可能である。

なお、内袋材切断溶着手段は、例えば図３（ｃ）に示すように切断部８１を溶着部８２が挟む構成となっており、重ね合わされた内袋材７７が切断されるとともに上流側及び下流側の両方を熱溶着することができる。また、内袋材切断手段の受け部材８３は、切断部８１及び溶着部８２の形状に合わせた形状としている。

図３に示す工程によって得られた芯材は、次にガスバリア性を有する外包材が導入され、この外包材に袋詰めされ収納される（ステップ３５）。その後、真空チャンバ内で真空引きされるとともに外包材を熱溶着して真空包装がなされる（ステップ３６）。これらの工程について、図２を用いてさらに説明を加える。

図２（ａ）に示すように、内袋２１ｃに袋詰めされた芯材２１ａが外包材２１ｂ内に収納され、真空引きを行いながら、または真空引きを行う前に外包材２１ｂ内に挿入された内袋２１ｃを破る（図２（ｂ））。このとき、芯材自身の有する復元力を利用して外包材２１ｂの内寸法程度まで膨らませ、外包材内を減圧して十分に真空が引かれた状態で、外包材２１ｂの開口部を溶着密封する（図２（ｃ））。このように、外包材２１ｂ内が減圧されながら真空包装がなされる（ステップ３６）。

その後、真空断熱材２１の開口部にできる耳部を一面側（例えば上面）側に折り曲げ（ステップ３７）、折り曲げられた耳部をテープや接着剤によって固定する。このようにして製造された真空断熱材２１は熱伝道率チェッカー等によって十分な断熱性能を有するか否かの良品、不良品の確認を行う検査工程を経て（ステップ３８）、真空断熱材２１が得られる（ステップ３９）。

すなわち、圧縮されて内袋２１ｃに詰められた芯材２１ａを減圧に備え、内袋破り部（図２（ｂ））が破られることにより、内袋２１ｃによる圧縮状態から解かれ、芯材２１ａは自身の持つ復元力により外包材２１ｂ一杯に膨らむ。その後、内袋２１ｃ内を含めた外包材２１ｂ内全体の減圧が行われ、図２（ｃ）の如く外包材が溶着密封される。

このように製造される真空断熱材２１はパネル状となっており、内部が減圧されているために大気圧によって無機繊維の原綿は圧縮され、パネル状の真空断熱材２１全体としてある程度の硬さを有している。

パネル状の真空断熱材２１表面の平面度に関しては、プレス等によって矯正が可能である。しかしながら、上述のように真空断熱材２１はある程度の硬さを有しているため、完全な矯正はできず、真空断熱材２１の大きさにもよるが、５ｍｍ程度の捩れが残る場合があった。実際、１〜５ｍｍ程度の捩れは許容寸法とされることが多く、外箱、内箱の平面度と比較して非常に劣るものであった。

したがって、真空断熱材２１を外箱、扉内板、または仕切断熱壁に接着剤等を用いて貼ろうとしても１〜５ｍｍ程度の捩れが残るため、隙間なく当接させて貼ることが困難であった。

このため、冷蔵庫の外箱１ａに真空断熱２１を貼ったものにあっては、その貼合せ面に隙間が生じ、発泡断熱材１ｃの充填時に回り込んでしまい、貼合せ面が変形し、外観を損ねたり、機能を果さなくなる場合があった。また、真空断熱材の外包材に余分な力が加わるため、外包材の損傷を招いてしまうこともあった。

これらを解決する構成として、図５以降を参照しながら説明する。なお、図１と同一部材については同符号を付して詳細な説明を省略する。

図５は、本実施例の冷蔵庫の要部を示す図である。冷蔵室２と第１の冷凍室３間を区割するとともに、両室間を断熱する第１仕切断熱壁１５には真空断熱材２１が配設されている。第１仕切断熱壁１５の上面は冷蔵室２の底面を構成し、冷蔵室２の底面には、自動製氷装置１７内の製氷皿に給水するための水が貯められる貯水タンク１９が載置されている。

また、自動製氷装置１７は、第１仕切断熱壁１５の下側の面、すなわち、製氷室３ａの天井面に取付具１８を用いて取り付けられている。具体的には、自動製氷装置１７の外郭を構成するフレーム１７ａの上面と製氷室３ａの天井面との間を取付具１８によって固定する構造としている。また、第１仕切断熱壁１５のうち、真空断熱材２１よりも冷蔵室２側には、凍結防止用ヒータ２６が設けられるが、これについては後述する。

第１仕切断熱壁１５の具体的構造について、図６を用いて説明する。図６は、本実施例の仕切断熱壁の構造を示す図である。本実施例の仕切断熱壁１５（または１６）は、真空断熱材２１と成形断熱材２２とを少なくとも備えて構成されている。この成形断熱材２２は、発泡スチロフォーム材や発泡ウレタンフォーム材が用いられ、型内に原液あるいは発泡ビーズ等を注入若しくは充填し、発泡させて製造したものであり、それ自体で断熱効果を有する成形体である。したがって、成形断熱材２２の表面は高い平面度の形状とすることができる。

図６に示すように、第１仕切断熱壁１５は、成形断熱材２２が予め成形された状態においてその内部に真空断熱材２１を備えた構成としている。上述のように、成形断熱材２２は真空断熱材２１よりも形状の精度が高いため、真空断熱材２１の外形寸法と同等あるいはそれよりも若干大きな中空部２３を設けることができる。本実施例では、成形断熱材２２は容器２２ａと蓋部２２ｂとによって構成され、容器２２ａに中空部２３を有した構成としている。この中空部２３内に真空断熱材２１を収納し、蓋部２２ｂで覆うことによって、第１仕切断熱壁１５の断熱部が形成されている。中空部２３に真空断熱材２１を配設して蓋部２２ｂをかぶせた後は、シールテープ等によって容器２２ａと蓋部２２ｂとを貼り付けて両者を固定する。

なお、本実施例では容器２２ａ及び蓋部２２ｂとしているが、両部材の機能は完全に容器と蓋である必要はない。すなわち、中空部２３を容器２２ａに設け、蓋部２２ｂを平板状とする必要はなく、両者を重ね合わせたときに真空断熱材２１の収納される中空部２３が確保されるものであれば問題はない。

また、真空断熱材２１が内部に配設された成形断熱材２２の外郭をさらに樹脂等の成形体（樹脂成形体）で覆うことで第１仕切断熱壁１５として使用が可能となる。

第１仕切断熱壁１５の上側（冷蔵室２側）に位置する成形断熱材（本実施例では蓋部２２ｂ）は、冷蔵室２の凍結を防止するための凍結防止ヒータ２６を設置するための溝２５を有しており、また、第１仕切断熱壁１５の下側（製氷室３ａ側）に位置する成形断熱材（本実施例では容器２２ａ）は、自動製氷装置１７を取り付けるための取付具１８が挿入される穴部２４を有している。凍結防止ヒータ２５は、真空断熱材２１よりも冷蔵室２側に設け、特に真空断熱材２１の上方の投影面内に収めるように配置されている。したがって、ヒータによる発熱の冷凍室３側への伝導を低減させることができる。

これらの溝２５及び穴部２４は、成形断熱材２２の外殻側から形成されているが、容器２２ａと蓋部２２ｂを重ね合わせたときの中空部２３まで連通させる必要はない。穴部２４及び溝２５は成形断熱材２２の型成形時に同時に作るようにすれば製造上も有利である。

このように、成形断熱材２２により第１仕切断熱材壁１５の断熱材とし、樹脂で作られた容器内に真空断熱材２１を配設した成形断熱材２２を組み込み第１仕切断熱壁とすれば、型成形によって作られた成形断熱材２２の平面度は非常に高く、これに伴って第１仕切断熱壁１５自体の平面度も向上させることができる。

したがって、自動製氷装置１７のフレーム１７ａは、第１仕切断熱壁１５との当接面を多くすることができ、自動製氷装置１７が離氷する際にフレーム１７ａにかかる反力を第１仕切断熱壁１５で受け止めやすくなり、自動製氷装置１７の信頼性の向上を図ることができる。加えて、真空断熱材２１の真空度の維持にも寄与するため、冷蔵庫の信頼性の向上というだけではなく、全体の省エネ性向上にも貢献している。

さらに、第１仕切断熱壁１５に、冷凍室３側から冷蔵室２へと至る冷気通路の一部を形成する場合には、この冷気通路は第１仕切断熱壁１５の奥側に形成することとし、特に真空断熱材２１配設位置よりも奥側とすることが望ましい。この場合には、中空部２３や穴部２４、溝２５を形成する際に、仕切内冷気通路も同時に形成すれば、製造上も有利である。

図７は、図５とは異なる例における冷蔵庫の要部を示す図である。この例は、第１仕切断熱壁１５内に、外箱１ａと内箱１ｂとの間に充填する発泡断熱材１ｃの一部を回し込んだものである。この例の場合においても、先にも説明したように、真空断熱材２１を包む成形断熱材２２を型物で成形しているため、真空断熱材２１を有する成形断熱材２２の平面度は十分に確保できる。

したがって、第１仕切断熱壁１５の一面側（ここでは冷凍室３側）に成形断熱材２２を接着固定（仮止め）しておいた後、外箱１ａと内箱１ｂとの間に充填される発泡断熱材１ｃを、第１仕切断熱壁１５内に回し込んでも、成形断熱材２２と第１仕切断熱壁の重ね合わせ部（貼り付け面）に発泡断熱材１ｃが回り込むことを防止することができる。一方、貼り付け面とは反対側となる他面側（ここでは冷蔵室２側）は、発泡断熱材１ｃが流動するに十分な隙間を確保しておく。このように、第１仕切断熱壁１５の一面側（冷凍室３側）の平面度を低下させることなく、発泡断熱材１ｃを第１仕切断熱壁１５に充填することができ、強度的に優れた箱体とすることができる。

このように断熱箱体１を形成することによって、自動製氷装置１７の離氷時に受ける反力は均一にフレーム１７ａを介して第１仕切断熱壁１５に分散される。また、成形断熱材２２を、樹脂成形体内において冷凍室３側に重ね合わせる構成としたことによって、自動製氷装置１７を第１仕切断熱壁１５に取り付ける取り付け具１８は、成形断熱材２２の容器２２ａ側に設けた穴部２４で吸収されるため、真空断熱材２１を損傷させることがない。また、発泡断熱材１ｃと成形断熱材２２とが密着しているため、離氷時の反力が、最終的には箱体全体へと逃がすことができる。

さらに、成形断熱材２２は発泡断熱材１ｃにより周囲が固化されているものであるが、真空断熱材２１自体は発泡断熱材１ｃに直接接触していないために、発泡断熱材１ｃの発泡圧で真空断熱材２１の平面度をさらに悪化させるようなことも防止することができる。

なお、第１仕切断熱壁１５を例にとって説明したが、第２仕切断熱壁１６にも同様に適用することができる。すなわち、冷凍温度帯の貯蔵室の上下の仕切断熱壁に真空断熱材を配設することが可能となり、冷凍温度帯の貯蔵室から冷蔵温度帯の貯蔵室への冷気の漏洩を低減でき、省エネ性に優れた冷蔵庫が提供できる。特に、冷蔵温度帯の貯蔵室の仕切部分において、冷凍温度帯の貯蔵室からの冷気漏洩によって生ずる凍結が効果的に低減可能となるため、凍結防止ヒータ２６の出力の低減が可能であるだけではなく、凍結防止ヒータそのものを取り除くこともできる。

図８は本実施例の冷蔵室扉の正面図であり、図９は図８のＢ−Ｂ断面図である。これらの図を用いて、真空断熱材２１の扉への配設構造について説明する。

冷蔵室扉６は、扉の外板６ａと内板６ｂとの間に断熱材を備えた断熱扉である。断熱材としては、発泡断熱材６ｃが充填され、発泡断熱材６ｃの接着力で外板６ａ及び内板６ｂと接着されている。また、真空断熱材２１を内部に有する成形断熱材２２を、外板６ａの裏側に密着して配設されている。真空断熱材２１は、先に説明したのと同様に、発泡断熱材２２内に収納されている。

扉外板６ａの裏側に成形断熱材２２を密着して設けたことによって、次のような作用を奏する。第一に、発泡断熱材６ｃを外板６ａと内板６ｂとの間に充填して断熱材を形成する際、扉外板６ａの裏側にガスボイドができてしまうことを抑止することがある。ガスボイドが発生すると、冷蔵庫が実際に使用されるとき等に、ガスが冷却されて収縮し、扉外板６ａをくぼませてしまうため、成形断熱材２２を外板６ａと密着させて配設することでこれを防いでいる。

第二に、発泡断熱材の充填、発泡によって断熱材を形成する際に、真空断熱材２１と扉外板６ａとの間に発泡断熱材が回り込むことを抑止することが挙げられる。真空断熱材２１を扉外板６ａの裏面に直接貼り付けると、真空断熱材２１の平面度の関係から、真空断熱材２１と外板６ａとの間に隙間が生じやすく、この隙間に発泡断熱材６ａが侵入する場合がある。このとき、真空断熱材２１が発泡時の発泡圧等によって損傷することがあり得るため、成形断熱材２２を外板６ａと密着させて配設することでこれを防いでいる。

換言すると、平面度の出しにくい真空断熱材２１を扉外板６ａの裏側に直接密着させないことによって、真空断熱材２１と扉外板６ａ間に隙間を作らないようにして発泡断熱材の回り込みを防止するとともに、真空断熱材２１の真空度を保つためのガスバリア性を有する外包材を、さらに成形断熱材２２で包むことで、信頼性の高い断熱性能を実現することができる。

さらには、通常、扉の外板６ａは鋼板であるため、扉表面は内部と比較して熱伝導性が高い。また、真空断熱材２１の外包材２１ｂは、高いガスバリア性を実現するため、金属箔や金属蒸着膜等のような金属層を備えたラミネートフィルムが用いられている。このとき、扉外板６ａからの熱が外包材を回り込んで、真空断熱材２１の内箱側へと至る、いわゆるヒートブリッジ現象が起こりやすい構造であった。ヒートブリッジ現象は、断熱材の熱侵入量が増加してしまうため、断熱性能の低下を招くこととなっていた。

本実施例では、真空断熱材２１と扉外板６ａとの間に、それ自体が断熱材として機能する成形断熱材２２を位置させており、この成形断熱材２２として、真空断熱材２１よりも高い平面度が実現可能な発泡スチロフォーム材や発泡ウレタンフォーム材を用いている。したがって、断熱性能の向上とともに、真空断熱材２１の信頼性向上にも寄与し、さらには冷蔵庫の外観形状の向上にも寄与する構造を実現している。

なお、図８及び図９では、扉体を用いて説明したが、鋼板製の外板と内板との間に断熱材が配設される構造であれば、扉に限られず、箱体にも適用可能であることはいうまでもない。

以上説明したように、本実施例によれば、平面度の出しにくい真空断熱材２１を平面度の出しやすい成形断熱材２２で包み、必要とするところのどこにでも真空断熱材２１を配設することができる。

特に、真空断熱材２１を無機繊維の集合体からなる芯材２１ａと、この芯材２１ａを収納し、金属箔あるいは金属蒸着膜等の金属層を有するラミネートフィルムから構成され、気体の透過を防止する外包材２１ｂとを備え、外包材２１ｂ内に芯材２１ａを収納して外包材２１ｂ内部を減圧し、開口部を溶着して密封した真空断熱材２１を発泡断熱材中に埋設した冷蔵庫においては、真空断熱材２１の外形寸法と同等あるいはこれよりも大きい寸法を有する中空部２３を成形断熱材２２に備えたものとしている。そして、この中空部２３内に真空断熱材２１を収納して、発泡断熱材と真空断熱材を併用して断熱壁を構成するようにしたものであるから、平面度が低い真空断熱材を、平面度の出しやすい成形断熱材で包み、必要とするところのどこにでも真空断熱材２１を配設することができ、断熱性能と信頼性と外観形状のいずれも向上した冷蔵庫を提供することが可能である。

また、真空断熱材２１を予め成形断熱材２２で包み、冷蔵庫箱体内に組み込むようにしているので製造の作業時においても、外包材２１ｂの損傷を防ぎ、歩留まりの向上にも寄与するものである。

また、真空断熱材２１が損傷して真空度が低下し、芯材２１ａが膨らんでしまった場合であっても、その膨らみは成形断熱材２２によって吸収され、外箱、扉外板を部分的に膨らましてしまうことがないので、冷蔵庫の外観の低下を抑えることができる。

さらに、真空断熱材２１は外形容積寸法を同じくする中空部２３を持つ成形断熱材２２に入られて発泡断熱材中に位置するものであるから、成形断熱材２２が強度メンバーとなり、箱体強度の低下を防ぐことができる。

また、中空部２３を有する成形断熱材２２を容器２２ａと蓋部２２ｂとからなる発泡スチロフォーム材または発泡ウレタンフォーム材としたものであるから、成形断熱材２２は断熱性能を確保しつつ真空断熱材２１の保護を可能としている。したがって、真空断熱材２１の外包材２１ｂを保護しながらも、ヒートブリッジを抑えた構造とすることができる。

また、成形断熱材２２を扉外板または仕切部材の冷凍室側に接触させて位置させたものであるから、たとえ外包材２１ｂが破損して芯材２１ａが膨らんだとしても、成形断熱材２２によってこれを吸収し、扉外板あるいは仕切部材にまで変形を至らしめることを防ぐことができる。

また、真空断熱材２１を入れた成形断熱材２２を自動製氷装置１７のフレーム取り付け位置の対向部の断熱仕切壁に設けたため、フレームの取り付け面の変形を抑え、自動製氷装置１７の離氷時にフレームからの力の分散が安定して行うことができる。

本実施例の冷蔵庫の要部を示す図である。 真空断熱材の製造工程を示す図である。 真空断熱材の製造工程を示す図である。 真空断熱材の製造工程のフローを示す図である。 本実施例の冷蔵庫の要部を示す図である。 本実施例の仕切断熱壁の構造を示す図である。 図５とは異なる例における冷蔵庫の要部を示す図である。 本実施例の扉の正面図である。 図８のＡ−Ａ断面図である。 真空断熱材を冷蔵庫に配設した状態を示す要部縦断面図である。 図１０とは異なる真空断熱材の配設構造を示す要部縦断面図である。

符号の説明

１…冷蔵庫本体、１ａ…外箱、１ｂ…内箱、１ｃ…発泡断熱材、２…冷蔵室、３…第１の冷凍室、３ａ…製氷室、３ｂ…急冷凍室、４…第２の冷凍室、５…野菜室、６…冷蔵室扉、６ａ…外板、６ｂ…内板、６ｃ…発泡断熱材、７…製氷室扉、８…急冷凍室扉、９…第２の冷凍室扉、１０…野菜室扉、１１…冷却器室、１２…除霜ヒータ、１３…冷却器、１４…送風機、１５…第１仕切断熱壁、１６…第２仕切断熱壁、１７…自動製氷装置、１７ａ…フレーム、１８…取付具、１９…貯水タンク、２０…製氷容器、２１真空断熱材、２１ａ…芯材、２１ｂ…外包材、２１ｃ…内袋、２２…成形断熱材、２２ａ…容器、２２ｂ…蓋部、２３…中空部、２４…穴部、２５…溝、２６…凍結防止ヒータ。

Claims (10)

1. 繊維の重合体からなる芯材と、この芯材を収納し気体の透過を防ぐガスバリア性を有する外包材とを備え、この外包材内部を減圧してなる真空断熱材を発泡断熱材内に備えた冷蔵庫において、前記真空断熱材を覆う成形断熱材を前記発泡断熱材内に埋設した冷蔵庫。
2. 前記成形断熱材を扉外板又は断熱箱体の外板に接触させて配設させた請求項１記載の冷蔵庫。
3. 箱体又は扉体の外板と内板との間に配設される断熱材内に真空断熱材を備え、前記真空断熱材は繊維の集合体からなる芯材と、この芯材を収納し金属層を有する外包材とを有し、前記外包材内を減圧してなる冷蔵庫において、
   前記外板は鋼板製とし、前記真空断熱材は前記外板側に配設され、前記外包材の金属層と前記外板との間に断熱材からなる成形断熱材が位置する冷蔵庫。
4. 箱体内に冷蔵室と冷凍室とを備え、前記冷蔵室と前記冷凍室との間が仕切断熱壁で区画され、この仕切断熱壁内に真空断熱材を備えた冷蔵庫において、
   前記真空断熱材は、繊維の重合体からなる芯材と、この芯材を収納し気体の透過を防ぐガスバリア性を有する外包材とを備え、この外包材内部を減圧して構成され、
   前記仕切断熱壁内には前記真空断熱材を覆う成形断熱材を備えた冷蔵庫。
5. 前記冷凍室は前記冷蔵室より下側に配設され、この仕切断熱壁の冷凍室側に前記成形断熱材を接触させて位置させ、かつ前記冷凍室の前記仕切断熱壁の下側には自動製氷装置を備え、前記仕切断熱壁の下側の面に前記自動製氷装置のフレームを対向させ当接して取り付けた請求項４記載の冷蔵庫。
6. 前記真空断熱材の上方の投影面上の前記真空断熱材よりも冷蔵室側に凍結防止ヒータを備えた請求項４又は５記載の冷蔵庫。
7. 前記成形断熱材は前記真空断熱材が収納される中空部を有し、前記真空断熱材が収納された成形断熱材を前記発泡断熱材と併用して断熱壁が構成される請求項１乃至５のいずれかに記載の冷蔵庫。
8. 前記中空部は前記真空断熱材と同等の容積寸法を有することを特徴とする請求項７に記載の冷蔵庫。
9. 前記成形断熱材を容器と蓋部から構成し、この成形断熱材に発泡スチロフォームを用いた請求項８記載の冷蔵庫。
10. 前記成形断熱材を容器と蓋部から構成し、この成形断熱材を予め形成されたウレタンフォーム材を用いた請求項８記載の冷蔵庫。
    

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