JP2013024440A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】真空断熱材の生産性，信頼性を低下させることなく有効断熱面積を拡大し、断熱性能を向上した冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】外箱と内箱との間に発泡断熱材と真空断熱材とを備えた冷蔵庫において、前記真空断熱材の一部は、前記発泡断熱材の発泡圧力で可動して前記外箱のコーナー部に配置した。また、外箱と内箱との間に発泡断熱材と真空断熱材とを備えた冷蔵庫において、少なくとも隣り合う２面の前記真空断熱材のそれぞれの一部は、前記発泡断熱材の発泡圧力で可動して前記外箱のコーナー部に重ね合わせて配置した。
【選択図】 図５ｂ

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００７−１５５０８６号公報（特許文献１）がある。この公報には、「内箱と外箱とから形成される空間に真空断熱材を配設した断熱箱体であって、真空断熱材は、熱溶着層同士が対向するガスバリヤ性の外被材の間に板状の複数の芯材がそれぞれ独立した空間内に位置するように減圧密封されて成り、対向する熱溶着層同士が芯材形状に沿うように熱溶着されており、外被材の間に芯材が減圧密封されている芯材部と芯材部に隣接する芯材部との間に、対向する熱溶着層同士が熱溶着されている目地部を有する断熱箱体」と記載されている。

特開２００７−１５５０８６号公報

しかしながら、特許文献１では、１つの真空断熱材で内箱もしくは外箱の複数面にわたって配置することから、その分大きな真空断熱材となり製品質量も大きくなる。そのため、真空断熱材の製作，運搬，保管、及び内箱又は外箱への貼付け工程時に擦れ等が生じて、真空漏れ（リーク）させてしまう場合がある。

また、真空断熱材の製作工程時に、リーク箇所が確認された場合でも、リークしていない面も含めて再製工程に投入しなければならないため、生産性が低下する。

また、複数の目地部の目地幅を短く製作しているため、外箱もしくは凹凸が多い内箱に貼付ける場合、真空断熱材の貼付け位置の僅かな位置ずれを目地部で吸収しきれず、目地部への引張り応力又は弛みによってクラック等が発生して、信頼性が低下する。

そこで、本発明は真空断熱材の生産性，信頼性を低下させることなく有効断熱面積を拡大し、断熱性能を向上した冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、外箱と内箱の間に発泡ウレタンと真空断熱材とを備えた冷蔵庫において、真空断熱材の一部分を外箱に貼付けず、ウレタン発泡圧力で可動させて外箱のコーナー部に真空断熱材を配置された断熱箱体とする。

本発明によれば、真空断熱材の生産性，信頼性を低下させることなく有効断熱面積を拡大し、断熱性能を向上した冷蔵庫を提供することができる。

本発明の実施形態，実施例及び比較例における冷蔵庫の正面図。 冷蔵庫の縦断面図（図１のＡ−Ａ断面図）。 本発明の実施形態における真空断熱材の概略断面図。 本発明の実施形態における冷蔵庫のウレタン発泡方法の説明図。 本発明の実施形態における冷蔵庫のウレタン発泡方法の説明図。 実施例１の真空断熱材概略断面図。 実施例１の真空断熱材概略断面図。 実施例２の真空断熱材概略断面図。 実施例２の真空断熱材概略断面図。

本発明は第一に、外箱と内箱との間に発泡断熱材と真空断熱材とを備えた冷蔵庫において、少なくとも隣り合う２面の前記真空断熱材のそれぞれの一部は、前記発泡断熱材の発泡圧力で可動して前記外箱のコーナー部に重ね合わせて配置した。これにより、真空断熱材の生産性，信頼性を低下させることなく外箱のコーナー部に真空断熱材を配置することで、有効断熱面積を拡大し、断熱性能を向上させた断熱箱体を提供することができる。

第二に、外箱と内箱との間に発泡断熱材と真空断熱材とを備えた冷蔵庫において、少なくとも隣り合う２面の前記真空断熱材のそれぞれの一部は、前記発泡断熱材の発泡圧力で可動して前記外箱のコーナー部に重ね合わせて配置した。これにより、冷蔵庫コーナー部の断熱性能をさらに向上することができる。

また、前記真空断熱材の一部は、他の部分よりも薄くした。これにより、適切に冷蔵庫のコーナー部まで真空断熱材が配置されて、断熱性能が向上する。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は本実施形態を示す冷蔵庫の正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図を示している。また、図３は本実施形態の真空断熱材の断面概略図を示したものであり、図４ａ，図４ｂは硬質ウレタンフォームの注入及び発泡の方向を示したものである。

図１に示す本実施形態を備えた冷蔵庫１は、図２に示すように、上から冷蔵室２，製氷室３ａ及び上段冷凍室３ｂ，冷凍室４，野菜室５を有している。図１の符号は、上記各室の前面開口を閉塞する扉であり、上からヒンジ１０等を中心に回動する冷蔵室扉６ａ，６ｂ，冷蔵室扉６ａ，６ｂ以外は全て引き出し式の扉であり、貯氷室扉７ａと上段冷凍室扉７ｂ，下段冷凍室扉８，野菜室扉９を配置する。これらの引き出し式扉６〜９は扉を引き出すと、各室を構成する容器が扉と共に引き出されてくる。

各扉６〜９の室内側外周縁には冷蔵庫１の前面開口を密閉するためのパッキン１１を備えている。また、冷蔵室２と製氷室３ａ及び上段冷凍室３ｂとの間を区画断熱するために仕切断熱壁１２を配置している。製氷室３ａ及び上段冷凍室３ｂと下段冷凍室４の間は、温度帯が同じであるため区画断熱する仕切り断熱壁ではなく、パッキン１１受面を形成した仕切り部材１３を設けている。下段冷凍室４と野菜室５の間には区画断熱するための仕切断熱壁１４を設けている。基本的に冷蔵，冷凍等の貯蔵温度帯の異なる部屋の仕切りには仕切断熱壁を設置している。尚、箱体２０内には上から冷蔵室２，製氷室３ａ及び上段冷凍室３ｂ，下段冷凍室４，野菜室５の貯蔵室をそれぞれ区画形成しているが、各貯蔵室の配置については特にこれに限定するものではない。また、冷蔵室扉６ａ，６ｂ，製氷室扉７ａ，上段冷凍室扉７ｂ，下段冷凍室扉８，野菜室扉９に関しても回転による開閉，引き出しによる開閉及び扉の分割数等、特に限定するものではない。

箱体２０は、外箱２１と内箱２２とを備え、外箱２１と内箱２２とによって形成される空間に断熱部を設けて箱体２０内の各貯蔵室と外部とを断熱している。この外箱２１と内箱２２の間の空間に真空断熱材５０を配置し、真空断熱材５０以外の空間には硬質ウレタンフォーム等の発泡断熱材２３を充填してある。

また、冷蔵庫の冷蔵室２，冷凍室３ａ，４，野菜室５等の各室を所定の温度に冷却するために冷凍室３ａ，４の背側には冷却器２８が備えられており、この冷却器２８と圧縮機３０と凝縮機３１、図示しないキャピラリーチューブとを接続し、冷凍サイクルを構成している。冷却器２８の上方にはこの冷却器２８にて冷却された冷気を冷蔵庫内に循環して所定の低温温度を保持する送風機２７が配設されている。

また、冷蔵庫の冷蔵室２と製氷室３ａ及び上段冷凍室３ｂ，冷凍室４と野菜室５を区画する断熱材として、それぞれ断熱仕切り１２，１４を配置し、発泡ポリスチレン３３と真空断熱材５０ｃで構成されている。この断熱仕切り１２，１４については硬質ウレタンフォーム等の発泡断熱材２３を充填しても良く、特に発泡ポリスチレン３３と真空断熱材５０ｃに限定するものではない。

また、箱体２０の天面後方部には、冷蔵庫１の運転を制御するための基板や電源基板等の電気部品４１を収納するための凹部４０が形成されており、電気部品４１を覆うカバー４２が設けられている。カバー４２の高さは外観意匠性と内容積確保を考慮して、外箱２１の天面とほぼ同じ高さになるように配置している。特に限定するものではないが、カバー４２の高さが外箱の天面よりも突き出る場合は１０mm以内の範囲に収めることが望ましい。これに伴って、凹部４０は発泡断熱材２３側に電気部品４１を収納する空間だけ窪んだ状態で配置されるため、断熱厚さを確保するため必然的に内容積が犠牲になってしまう。内容積をより大きくとると凹部４０と内箱２２間の発泡断熱材２３の厚さが薄くなってしまう。このため、凹部４０の発泡断熱材２３中に略Ｚ形状に成形した１枚の真空断熱材５０ａを配置して断熱性能を確保，強化している。尚、前記カバー４２は耐熱性を考慮し鋼板製としている。

また、箱体２０の背面下部に配置された圧縮機３０や凝縮機３１は発熱の大きい部品であるため、庫内への熱侵入を防止するため、底板２１ｄ側に真空断熱材５０ｄを配置している。

ここで、真空断熱材５０について、図３を用いてその構成を説明する。前記真空断熱材５０は、芯材５１と該芯材５１を圧縮状態に保持するための内袋５２、前記内袋５２で圧縮状態に保持した芯材５１を被覆するガスバリヤ層を有する外袋５３、及び吸着剤５４とから構成してある。

該外袋５３は前記真空断熱材５０の両面に配置され、同じ大きさのラミネートフィルムの稜線から一定の幅の部分を熱溶着により貼り合わせた袋状で構成されている。なお、本実施例において、前記芯材５１についてはバインダー等で接着や結着していない無機繊維の積層体として平均繊維径４μｍのグラスウールを用いた。前記芯材５１に、無機系繊維材料の積層体を使用することによりアウトガスが少なくなるため、断熱性能的に有利であるが、特にこれに限定するものではなく、例えばセラミック繊維やロックウール，グラスウール以外のガラス繊維等の無機繊維等でもよい。前記芯材５１の種類によっては内袋５２が不要の場合もある。

また、芯材５１については、無機系繊維材料の他に、有機系樹脂繊維材料を用いることができる。有機系樹脂繊維の場合、耐熱温度等をクリヤーしていれば特に使用に際しては制約されるものではない。具体的には、ポリスチレンやポリエチレンテレフタレート，ポリプロピレン等をメルトブローン法やスパンボンド法等で１〜３０μｍ程度の繊維径になるように繊維化するのが一般的であるが、繊維化できる有機系樹脂や繊維化方法であれば特に問うものではない。

外袋５３のラミネート構成についてはガスバリヤ性を有し、熱溶着可能であれば特に限定するものではないが、本実施形態においては、表面保護層，第一ガスバリヤ層，第二ガスバリヤ層，熱溶着層の４層構成からなるラミネートフィルムとし、表面層は保護材の役割を持つ樹脂フィルムとし、第一ガスバリヤ層は樹脂フィルムに金属蒸着層を設け、第二ガスバリヤ層は酸素バリヤ性の高い樹脂フィルムに金属蒸着層を設け、第一ガスバリヤ層と第二ガスバリヤ層は金属蒸着層同士が向かい合うように貼り合わせている。熱溶着層については表面層と同様に吸湿性の低いフィルムを用いた。

具体的には、表面層を二軸延伸タイプのポリプロピレン，ポリアミド，ポリエチレンテレフタレート等の各フィルム，第一ガスバリヤ層をアルミニウム蒸着付きの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム，第二ガスバリヤ層をアルミニウム蒸着付きの二軸延伸エチレンビニルアルコール共重合体樹脂フィルム又はアルミニウム蒸着付きの二軸延伸ポリビニルアルコール樹脂フィルム、或いはアルミ箔とし、熱溶着層を未延伸タイプのポリエチレン，ポリプロピレン等の各フィルムとした。この４層構成のラミネートフィルムの層構成や材料については特にこれらに限定するものではない。

例えば第一ガスバリヤ層や第二ガスバリヤ層として、金属箔、或いは樹脂系のフィルムに無機層状化合物，ポリアクリル酸等の樹脂系ガスバリヤコート材，ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等によるガスバリヤ膜を設けたものや、熱溶着層には例えば酸素バリヤ性の高いポリブチレンテレフタレートフィルム等を用いても良い。

表面層については第一ガスバリヤ層の保護材であるが、真空断熱材の製造工程における真空排気効率を良くするためにも、好ましくは吸湿性の低い樹脂を配置するのが良い。また、通常、第二ガスバリヤ層に使用する金属箔以外の樹脂系フィルムは、吸湿することによってガスバリヤ性が著しく悪化してしまうため、熱溶着層についても吸湿性の低い樹脂を配置することで、ガスバリヤ性の悪化を抑制すると共に、ラミネートフィルム全体の吸湿量を抑制するものである。これにより、先に述べた真空断熱材５０の真空排気工程においても、外袋５３が持ち込む水分量を小さくできるため、真空排気効率が大幅に向上し、断熱性能の高性能化につながっている。

尚、各フィルムのラミネート（貼り合わせ）は、二液硬化型ウレタン接着剤を介してドライラミネート法によって貼り合わせるのが一般的であるが、接着剤の種類や貼り合わせ方法には特にこれに限定するものではなく、ウェットラミネート法，サーマルラミネート法等の他の方法によるものでも何ら構わない。

また、内袋５２については本実施例では熱溶着可能なポリエチレンフィルム，吸着剤５４については物理吸着タイプの合成ゼオライトを用いたが、いずれもこれらの材料に限定するものではない。内袋５２についてはポリプロピレンフィルム，ポリエチレンテレフタレートフィルム，ポリブチレンテレフタレートフィルム等、吸湿性が低く熱溶着でき、アウトガスが少ないものであれば良く、吸着剤５４については水分やガスを吸着するもので、物理吸着，化学反応型吸着のどちらでも良い。

次に、硬質ウレタンフォームの発泡方法について、図４を用いて説明する。図４ａに示すように、外箱２１の背面板２１ｂに設けたウレタン注入孔２５から発泡断熱材２３を外箱の前面２１ｆ側に注入方向２３ａの如く注入する。その後、図４ｂの如く、硬質ウレタンフォームが発泡を始め、背面板２１ｂ側に発泡方向２３ｂのように立ち上がり外箱２１に充填される。

（実施例１）
本発明の実施例１として、図５及び前述の図４を用いて説明する。

図５ａ，図５ｂは、ウレタン発泡圧力で外箱コーナー部５５に真空断熱材を配置するメカニズムを説明するための図で、図５ａはウレタン発泡前に外箱に真空断熱材を配置した状態を示す概略断面図であり、図５ｂはウレタン発泡後の真空断熱材の配置状態を示す概略断面図である。

まず、図５ａは外箱２１の背面板２１ｂに、図示しない合成ゴム系粘着タイプのホットメルト接着剤を塗布した真空断熱材５０ｂを貼付けて配置し、両側面板２１ｅにも同様に真空断熱材５０ｅを貼付けて配置した状態を示している。

外箱２１の両側面板２１ｅに配置した真空断熱材５０ｅの一部分は、両側面板２１ｅに貼付けされていないため、自重により内箱２２側に傾くことになる。

この時、真空断熱材５０ｅの厚さや貼付けされていない部分の範囲により、傾かない場合は、貼付けていない真空断熱材の一部分を薄くすることにより成形性を高めて成形しても良い。また、貼付けていない真空断熱材の一部分を薄くすることで、ウレタン発泡圧力での可動を容易にすることもできる。

また、真空断熱材５０ｅ内の芯材５１ｅに、例えば、Ｄ部に切込みやプレス加工を行うことにより、傾き易さを与えて成形してもよいが、すでに図４ａに示して説明した通り、外箱２１の背面板２１ｂに設けたウレタン注入孔２４から発泡断熱材２３を外箱の前面２１ｆ側に注入方向２３ａの如く注入した後、図４ｂの如く、硬質ウレタンフォームが発泡を始め、背面板２１ｂ側に発泡方向２３ｂのように立ち上がり外箱２１に充填されるため、ウレタン発泡圧力を受ける面積が小さくならないよう、両側面板２１ｅを基準とした場合、外箱２１に接しない角度〜９０度の配置範囲５６ａ内に傾けて配置することが望ましいが、ウレタン発泡圧力により、外箱コーナー部５５に配置されるのであれば、更に内箱２２側に傾けて配置してもよい。

尚、真空断熱材５０ｅが、外箱２１に接触することで、リークの恐れがある場合には、シール材等で保護してもよい。

次に図５ｂにウレタン発泡後の状態を示す。合成ゴム系粘着タイプのホットメルト接着剤（図示せず）が塗布されていないことで、両側面板２１ｅに貼付けされていない可動可能な真空断熱材５０ｅの一部分が、ウレタン発泡圧力により外箱コーナー部５５に配置されることで、有効断熱面積を拡大し、断熱性能を向上させることができる。

（実施例２）
次に本発明の実施例２として、図６及び前述の図４を用いて説明する。図６ａ，図６ｂは、ウレタン発泡圧力で外箱コーナー部５５に真空断熱材を配置するメカニズムを説明するための図で、図６ａはウレタン発泡前に外箱に真空断熱材を配置した状態を示す概略断面図であり、図６ｂはウレタン発泡後の真空断熱材の配置状態を示す概略断面図である。

まず、図６ａは外箱２１の背面板２１ｂに、図示しない合成ゴム系粘着タイプのホットメルト接着剤を塗布した真空断熱材５０ｂを貼付けて配置し、両側面板２１ｅにも同様に真空断熱材５０ｅを貼付けて配置した状態を示しているが、外箱２１の背面板２１ｂに配置した真空断熱材５０ｂの一部分及び両側面板２１ｅに配置した真空断熱材５０ｅの一部分は、両側面板２１ｅに貼付けされていないため、自重により内箱２２側に傾くことになる。

この時、真空断熱材５０ｂ及び真空断熱材５０ｅの厚さや貼付けされていない部分の範囲により、傾かない場合は、実施例１で説明した方法を用いて傾かせることができる。

また、すでに図４ａに示して説明した通り、外箱２１の背面板２１ｂに設けたウレタン注入孔２４から発泡断熱材２３を外箱の前面２１ｆ側に注入方向２３ａの如く注入した後、図４ｂの如く、硬質ウレタンフォームが発泡を始め、背面板２１ｂ側に発泡方向２３ｂのように立ち上がり外箱２１に充填される。そのため、ウレタン発泡圧力を受ける面積が小さくならないよう、両側面板２１ｅを基準とした場合、外箱２１に接しない角度〜９０度の範囲に傾けて配置することが望ましい。

しかし、両側面板２１ｅに配置した真空断熱材５０ｅの貼付けされていない可動可能な一部分が、外箱コーナー部５５に配置されるまでの可動範囲５７内に配置されていれば、背面板２１ｂに配置した真空断熱材５０ｂの貼付けされていない可動可能な一部分が重なりながら圧力を受け、外箱コーナー部５５に配置されるようになる。

尚、真空断熱材５０ｂ及び真空断熱材５０ｅが、外箱２１に接触することで、リークの恐れがある場合には、シール材等で保護してもよい。

次に図６ｂにウレタン発泡後の状態を示す。合成ゴム系粘着タイプのホットメルト接着剤（図示せず）が塗布されていないことで、背面板２１ｂ及び両側面板２１ｅに貼付けされていない可動可能な真空断熱材５０ｂの一部分及び真空断熱材５０ｅの一部分が、ウレタン発泡圧力により外箱コーナー部５５に配置することができる。

以上のように、本発明は、真空断熱材の生産性，信頼性を低下させることなく外箱のコーナー部に真空断熱材を配置することで、有効断熱面積を拡大し、断熱性能を向上させた断熱箱体を提供するものである。

また、単一の真空断熱材で内箱若しくは外箱の複数面にわたって配置しないため、真空断熱材のサイズ及び製品質量が大きくなることによる、製作，運搬，保管、及び内箱又は外箱の複数面への貼付け工程時の擦れ等による信頼性低下を防止でき、断熱性能の良好な冷蔵庫を提供できる。

また、効果的に真空断熱材の有効断熱面積を拡大することで、断熱性能を向上させることができ、省エネルギー化に寄与するものである。

１ 冷蔵庫
２０ 箱体
２１ 外箱
２１ａ 天板
２１ｂ 背面板
２１ｄ 底板
２１ｅ 側面板
２１ｆ 前面
２２ 内箱
２３ 発泡断熱材
２３ａ 注入方向
２３ｂ 発泡方向
２５ 注入孔
２７ 送風機
２８ 冷却器
３０ 圧縮機
３１ 凝縮機
３３ 発泡ポリスチレン
４０ 凹部
４１ 電気部品
４２ カバー
５０，５０ａ〜５０ｅ 真空断熱材
５１ 芯材
５２ 内袋
５３ 外袋
５４ 吸着剤
５５ 外箱コーナー部
５６ａ，５６ｂ 配置範囲
５７ 可動範囲

Claims (3)

1. 外箱と内箱との間に発泡断熱材と真空断熱材とを備えた冷蔵庫において、
   前記真空断熱材の一部は、前記発泡断熱材の発泡圧力で可動して前記外箱のコーナー部に配置したことを特徴とする冷蔵庫。
2. 外箱と内箱との間に発泡断熱材と真空断熱材とを備えた冷蔵庫において、
   少なくとも隣り合う２面の前記真空断熱材のそれぞれの一部は、前記発泡断熱材の発泡圧力で可動して前記外箱のコーナー部に重ね合わせて配置したことを特徴とする冷蔵庫。
3. 前記真空断熱材の一部は、他の部分よりも薄くしたことを特徴とする、請求項１又は２記載の冷蔵庫。