JP2014119230A - 冷蔵庫 - Google Patents

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Abstract

【課題】断熱性能を向上できる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】前面を開口する内箱11と、内箱11の側面を覆う側面板10bと背面を覆って側面板10bに取り付けられる背面板とを有して前端を内箱11に連結される外箱10と、内箱11と外箱10との間に充填される発泡断熱材12と、側面板10bの内面に接して配されるとともに芯材を外被材14aで覆って内部が減圧された真空断熱材14とを有した断熱箱体6を備え、発泡断熱材12の原液を注入する注入口7が背面板に開口するとともに、内箱11と真空断熱材14との間に緩衝材から成るスペーサ8を設け、スペーサ8を内箱11の後部のみに配置した。
【選択図】図1

Description

本発明は、真空断熱材を配した断熱箱体を備えた冷蔵庫に関する。
真空断熱材を配した断熱箱体を備えた冷蔵庫は特許文献1に開示されている。この冷蔵庫の断熱箱体の内箱は樹脂成形品により形成され、前面側が開口している。外箱は鋼板により形成され、内箱の外側を覆っている。外箱と内箱との間には発泡断熱材が充填され、発泡断熱材内にパネル状の真空断熱材(VIP:Vacuum Insulation Panel)が埋設されている。真空断熱材は芯材を積層フィルム等の外被材で覆って内部が減圧されている。
外箱は鋼板により形成された天面板、側面板、底面板及び背面板を有し、内箱の外側を覆っている。一般に両側面板は天面板と一体に形成され、底面板及び背面板が側面板に取り付けられる。
真空断熱材はホットメルト接着剤により外箱の側面板の内面に直接貼着されている。これにより、真空断熱材は内箱から所定量隔てて配される。その後に、内箱を前面側が下方になるように発泡治具上に設置する。そして、上方に配置される外箱の背面板に設けられた注入口から発泡断熱材の原液を注入することにより、内箱と外箱との間にポリウレタンフォーム等の発泡断熱材が充填される。これにより、断熱箱体が形成される。真空断熱材は発泡断熱材よりも熱伝導率が低いため、断熱箱体の断熱効果を向上できる。
特開2010―276310号公報(第11頁、第9図) 特開2011―237120号公報(第3頁、第1図、第4図)
上記従来の冷蔵庫によると、両側面板の内面に真空断熱材が貼着されるため、真空断熱材を配した両側面板を内箱に前端で連結した後に背面板が取り付けられる。このため、背面板の取り付け前の状態で側面板が片持ち状態になるため容易に傾倒し、真空断熱材が内箱の外面(外箱側の面)に接触する。
この時、内箱の外面には成形時のバリや部品収納用の突起部が形成され、真空断熱材の外被材がフィルム状に形成される。このため、内箱の外面に接触した真空断熱材の外被材に微細孔が形成され、真空破壊を生じて冷蔵庫の断熱性能が低下する問題があった。また、背面板を取り付けた後も発泡断熱材の充填前に搬送装置により両側面板間を挟持した際に側面板が変形し、真空断熱材が内箱の外面に接触する場合もある。
特に、断熱性能を向上させて冷蔵庫の省エネルギー化を図るために、真空断熱材の厚みを大きくした場合には、真空断熱材と内箱との間の距離がさらに短くなる。このため、外被材と内箱との接触による真空断熱材の真空破壊がより発生しやすくなる。
本発明は、断熱性能を向上できる冷蔵庫を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の冷蔵庫は、前面を開口する内箱と、前記内箱の側面を覆う側面板と背面を覆って前記側面板に取り付けられる背面板とを有して前端を前記内箱に連結される外箱と、前記内箱と前記外箱との間に充填される発泡断熱材と、前記側面板の内面に接して配されるとともに芯材を外被材で覆って内部が減圧された真空断熱材とを有した断熱箱体を備え、前記発泡断熱材の原液を注入する注入口が前記背面板に開口するとともに、前記内箱と前記真空断熱材との間に緩衝材から成るスペーサを設け、前記スペーサを前記内箱の後部のみに配置したことを特徴としている。
この構成によると、例えば外箱の側面板に背面板を取り付ける前に、側面板の内面に接して配された真空断熱材と内箱との間に緩衝材から成るスペーサが設置される。スペーサは内箱の後部のみに配置される。その後に、側面板に背面板が取り付けられ、内箱の開口側を下方にして上方の背面板に開口する注入口から発泡断熱材の原液が注入される。発泡断熱材の原液は内箱と外箱との間で流動する。これにより、発泡断熱材が充填されて断熱箱体が形成される。
また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記注入口を前記背面板の短手方向の両端部にそれぞれ複数設け、前記背面板の長手方向に隣接する前記注入口間に前記スペーサを配置すると好ましい。
また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記真空断熱材を貼着した前記側面板の前端と前記内箱の前端とを連結するとともに前記内箱と前記真空断熱材との間に前記スペーサを配置した後に前記背面板を取り付けて前記発泡断熱材の原液が注入されることが好ましい。
また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、発泡樹脂により前記スペーサを形成するとより好ましい。なお、気密性の発泡樹脂により前記スペーサを形成するとより好ましい。
また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記内箱に前記スペーサを貼着するとより好ましい。
本発明によると、外箱の側面板に接して配される真空断熱材と内箱との間に設けた緩衝材から成るスペーサが内箱の後部のみに配置される。これにより、内箱の前端に連結される側面板の傾倒や撓みによる真空断熱材と内箱との接触が防止され、真空断熱材の外被材の損傷を防止できる。従って、真空断熱材の真空破壊を防止することができ、冷蔵庫の断熱性能を向上することができる。
また、発泡断熱材が充填される前の断熱箱体は前面を下方に向けて発泡治具等に設置され、上方になる注入口から下方へ向けて発泡断熱材の原液が注入される。この時、スペーサは内箱の後部のみに配置されている。これにより、発泡断熱材が内箱と外箱との間に徐々に充填されていく過程において、発泡断熱材の原液の流動はスペーサによって大きくは妨げられない。また、発泡断熱材を充填する際に発泡断熱材の発泡圧がスペーサにより弱められない。従って、断熱箱体の天面部及び底面部に発泡断熱材が行き渡り、天面部及び底面部のボイドを低減することができる。その結果、冷蔵庫の断熱性能をより向上することができる。
本発明の実施形態の冷蔵庫を示す正面断面図 図1のA−A断面図 本発明の実施形態の冷蔵庫の断熱箱体の外箱の背面板を取り付ける前の状態を示す平面断面図 本発明の実施形態の冷蔵庫の断熱箱体を背面側から見た斜視図であって発泡断熱材の原液の流動を説明するための図 本発明の実施形態の冷蔵庫の断熱箱体の平面断面図であって発泡断熱材の原液の流動を説明するための図 本発明の実施形態の冷蔵庫の比較例を示した側面断面図
<第1実施形態>
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は一実施形態の冷蔵庫の正面断面図を示している。図2は図1のA−A断面図を示している。冷蔵庫1は本体部5に冷蔵室2、冷凍室3及び野菜室4が区分けして設けられる。冷蔵室2、冷凍室3及び野菜室4の前面開口部がそれぞれ扉(不図示)により開閉される。
また、本体部5は外箱10と内箱11との間に発泡ウレタン等の発泡断熱材12を充填した断熱箱体6を有している。断熱箱体6の後部の下方には冷凍サイクルを運転する圧縮機(不図示)を配置する機械室19が設けられる。機械室19の背面は機械室背面板20により覆われている。
圧縮機には冷媒管(不図示)が接続され、冷凍サイクルの運転により冷媒が冷媒管内を流通する。冷凍サイクルの低温側に配された冷却器(不図示)と空気とが熱交換することにより冷気が生成される。冷気によって冷蔵室2及び野菜室4内の貯蔵物が冷蔵保存されるとともに、冷凍室3内の貯蔵物が冷凍保存される。
内箱11は例えばABS樹脂等の硬質樹脂により形成され、仕切壁11a、11bを取り付けて冷蔵室2、冷凍室3及び野菜室4を区分けする。仕切壁11a、11bは側面に連通孔(不図示)が開口し、断熱箱体6の形成時に連通孔を介して発泡断熱材12が仕切壁11a、11bに充填される。これにより、仕切壁11a、11bが断熱箱体6と一体構造となっている。
なお、発泡スチロール等の断熱材が予め充填された仕切壁11a、11bを内箱11に取り付けてもよい。
内箱11には、例えばトレイ(不図示)を引き出すためのガイドレール(不図示)やモータの収納箱(不図示)などの多くの部品が取り付けられる。そのため、内箱11の外面(外箱10側の面)には部品を取り付けるネジに螺合するボス等が設けられている。また、内箱11の外面には成形時等のバリが残存する。
外箱10は断熱箱体6の天面、側面、背面及び底面をそれぞれ形成する天面板10a、側面板10b、背面板10c及び底面板10dを有している。天面板10a及び両側面板10b、10bは一体に形成されている。また、背面板10c及び底面板10dは天面板10a及び側面板10bとは別体で形成されている。背面板10c及び底面板10dは側面板10bに取り付けられる。側面板10bの前端と内箱11の前端とはフランジ部101、111(図3、図5参照)により連結されている。
天面板10a、側面板10b、背面板10c及び機械室背面板20は鋼板等により形成され、外面が塗装により光沢仕上げされている。これにより、本体部5の外観の美感を向上して清潔感を与えるとともに、耐衝撃性や耐腐食性も向上させることができる。
背面板10cには発泡断熱材12の原液を注入する注入口7(図4参照)が開口する。注入口7は背面板10cの短手方向の両端部にそれぞれ2個設けられ、背面板10cの長手方向に並設される。なお、注入口7は背面板10cの短手方向の両端部にそれぞれ3個以上設けてもよい。また、注入口7は1個でもよく、この場合には背面板10cの中央部に注入口7を設ける。
また、背面板10cの左右方向の中央部には通気孔9(図4参照)が開口している。通気孔9は上下方向(背面板10cの長手方向)に複数並設される。後述するように、内箱11と外箱10との間に発泡断熱材4を充填した際に、内箱11と外箱10との間の空気や充填時に発生するガスは通気孔9から断熱箱体6の外部へ排気される。
両側面板10b、10bの内面にはパネル状の真空断熱材14がホットメルト接着剤または両面粘着テープ等により貼着されている。これにより、真空断熱材14は側面板10bの内面に接して配される。真空断熱材14は袋状の外被材14a内にガラス繊維等の芯材(不図示)を内包する。また、真空断熱材14は外被材14aの内部が5〜6分間の真空引きにより芯材がスペーサとなって減圧され、外被材14aの端部を密着して封止されている。外被材14aはアルミニウムの蒸着フィルム等を含む積層フィルムから成り、高いガスバリア性を有している。
真空断熱材14は発泡断熱材12よりも熱伝導率が低いため、断熱箱体6の断熱性能を向上させることができる。また、真空断熱材14の厚みを大きくすることにより、断熱箱体6の断熱性能を一層向上させることができる。なお、本実施形態では、真空断熱材14の厚みを約20mmにしている。
また、真空断熱材14と内箱11との間の距離を15mm以上に設定している。これにより、後述のように外箱10と内箱11との間に発泡断熱材12の原液を流動させたときに、発泡断熱材12の原液の流動性が低下することを防止できる。従って、ボイドの発生を低減して断熱箱体6の断熱性能の低下を防止できる。
内箱11と真空断熱材14との間には緩衝材から成るスペーサ8が設けられる。スペーサ8は内箱11の後部のみに配される。スペーサ8は背面板10cの長手方向に隣接する注入口7、7間に配置されている。前述のように側面板10bの前端と内箱11の前端とは連結されている。これにより、側面板10bに背面板10cを取り付ける前の断熱箱体6において、側面板10bの傾倒による真空断熱材14と内箱11の外面との接触を防止することができる。従って、真空断熱材14の真空破壊を防止して冷蔵庫1の断熱性能を向上させることができる。
スペーサ8はホットメルト接着剤または両面粘着テープ等によって内箱11に貼着されている。スペーサ8は例えば発泡スチロール等の発泡樹脂により形成される。なお、スペーサ8は内箱11と真空断熱材14とによって挟持されても内箱11と真空断熱材14との接触を防止できる程度の硬さを有する発泡樹脂により形成されればよい。また、スペーサ8は発泡断熱材12の充填時に発生する発泡圧を受けても内箱11と真空断熱材14との接触を防止できる程度の硬さを有する発泡樹脂により形成されればよい。
スペーサ8を形成する発泡樹脂としては、発泡スチロールの他に例えば硬質ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、ポリエチレンテレフタレート樹脂発泡体、フェノールフォーム等を用いることができる。また、気密性の発泡樹脂によりスペーサ8を形成すると、発泡断熱材12の充填時に発生する水蒸気がスペーサ8内に浸入しない。これにより、スペーサ8が大きく変形することをより確実に防止することができる。なお、発泡スチロールの場合、発泡倍率を約40倍以下にすると好ましい。
スペーサ8の立体形状は直方体であり、前後方向、左右方向及び上下方向の長さがそれぞれ20mm、18mm及び20mmとなっている。これにより、スペーサ8の内箱11からの突出量は18mmとなっている。
なお、本実施形態では、内箱11の両側面にスペーサ8をそれぞれ1個ずつ設けているが、発泡断熱材12の原液の流動を妨げない範囲であれば、複数個設けてもよい。
上記構成の冷蔵庫1の断熱箱体6の製造方法について、以下説明する。まず、一枚の長方形の塗装鋼板を長手方向の両側部の面が互いに対向するようにコ字状に折り曲げる。これにより、外箱10の両側面板10b、10b及び天面板10aを有するコ字板が形成される。その後に、ホットメルト接着剤または両面粘着テープ等により真空断熱材14を両側面板10b、10bの内面に貼着する。これにより、真空断熱材14は側面板10bの内面に接して配される。また、ホットメルト接着剤または両面粘着テープ等によりスペーサ8を内箱11の後部の外面に貼着する。なお、スペーサ8を内箱11ではなく真空断熱材14に貼着してもよい。
図3は背面板10cを取り付ける前の状態の断熱箱体6(キャビネット6a)の平面断面図を示している。側面板10bは上端から下端へ延びる(紙面に直交する方向に延びる)フランジ部101を前端に有する。フランジ部101は上端から下端へ延びる溝部101aを有する。また、内箱11の側面は上端から下端へ延びる(紙面に直交する方向に延びる)フランジ部111を前端に有する。フランジ部111の先端は断面円弧状に形成されている。フランジ部101の溝部101aにフランジ部111を嵌合させることによりコ字板と内箱11とを前端で連結できる。
その後に、コ字板に外箱10の底面板10dを取り付ける。これにより、背面が開口したキャビネット6aが形成される。背面の開口を介してキャビネット6aに電気配線等が取り付けられる。キャビネット6aは搬送装置(不図示)により移動される。搬送装置は2つのアーム(不図示)を有する。2つのアームが側面板10b間を挟持することにより搬送装置はキャビネット6aを持ち上げることができる。
この時、側面板10bの前端(図3では下端)と内箱11の前端(図3では下端)とは連結されている。また、内箱11の後部と真空断熱材14との間にはスペーサ8が設けられている。これにより、アームでキャビネット6aを挟持しても真空断熱材14の外被材14aは内箱11の外面に接触しない。従って、真空断熱材14の真空破壊を防止して断熱箱体6の断熱性能を向上することができる。
その後に、側面板10bに背面板10cが取り付けられる。そして、キャビネット6aは搬送装置により移動される。この時、内箱11の後部と真空断熱材14との間にはスペーサ8が設けられているため、アームでキャビネット6aを挟持しても真空断熱材14の外被材14aは内箱11の外面に接触しない。従って、真空断熱材14の真空破壊を防止して断熱箱体6の断熱性能を向上することができる。
その後に、内箱11の前面の開口部が下になるように内箱11を発泡治具(不図示)上に載置する。そして、上方の注入口7を介して発泡断熱材12の原液が注入される。
図4は断熱箱体6を背面側から見た斜視図を示し、図5は断熱箱体6の平面断面図を示している。また、図4及び図5では発泡断熱材12の原液の流動状態を示している。実線矢印Lは発泡断熱材12の原液の流動方向を示している。注入口7から注入された発泡断熱材12の原液は外箱10の側面板10bに沿って流下する。流下した発泡断熱材12の原液は下方となる断熱箱体6の前部に溜まった後に、側面板10b、天面板10a及び底面板10dに沿って上昇していく。
その後に、内箱11の背面に到達した発泡断熱材12の原液は、外箱10の背面板10cと内箱11の背面との間に流入する。そして、発泡断熱材12の原液は内箱11の背面の中央部へ向かって流動していく。
この時、スペーサ8は内箱11の後部のみに配置されている。このため、内箱11の前面を下方に向けて発泡断熱材12を充填する際に、発泡断熱材12の原液の流動はスペーサ8によって大きくは妨げられないとともに発泡断熱材12の発泡圧がスペーサ8により弱められない。従って、断熱箱体6の天面部及び底面部に発泡断熱材12が行き渡り、天面部及び底面部のボイドを低減することができる。その結果、冷蔵庫1の断熱性能をより向上することができる。
発泡断熱材12の原液が加熱によって発泡することにより、内箱11と外箱10との間に発泡断熱材12が充填される。これにより、断熱箱体6が形成される。この時、破線矢印Gで示すように、内箱11と外箱10との間の空気や充填時に発生するガスは通気孔9から断熱箱体6の外部へ排気される。
図6は本実施形態の冷蔵庫1の比較例の側面断面図を示している。なお、図6は図1のA−A線と同じ位置での断面図を示している。比較例ではスペーサ18の大きさ及び配置位置が本実施形態のスペーサ8とは異なっている。その他は本実施形態と同様である。スペーサ18は前後方向、左右方向及び上下方向の長さがそれぞれ90mm、18mm及び20mmの直方体形状に形成される。また、スペーサ18は内箱11の前後方向の中央部の外面に貼着されている。
比較例のスペーサ18は本実施形態のスペーサ8よりも体積が大きく、スペーサ8よりも前方に配置されている。このため、内箱11の前面を下方に向けて発泡断熱材12を充填する際に、発泡断熱材12の原液の流動はスペーサ18によって大きく妨げられるとともに発泡断熱材12の発泡圧がスペーサ18により弱められる。従って、断熱箱体6の天面部及び底面部に発泡断熱材12が行き渡りにくくなり、天面部及び底面部のボイドが増加する。その結果、冷蔵庫1の断熱性能が低下する。
本実施形態によると、外箱10の側面板10bに接して配される真空断熱材14と内箱11との間に設けた緩衝材から成るスペーサ8が内箱11の後部のみに配置される。これにより、内箱11の前端に連結される側面板10bの傾倒や撓みによる真空断熱材14と内箱11との接触が防止され、真空断熱材14の真空破壊を防止することができる。従って、冷蔵庫1の断熱性能を向上することができる。
また、スペーサ8が内箱11の後部のみに配置されるため、内箱11の前面を下方に向けて発泡断熱材12を充填する際に、発泡断熱材12の原液の流動はスペーサ8によって大きくは妨げられないとともに発泡断熱材12の発泡圧がスペーサ8により弱められない。このため、断熱箱体6の天面部及び底面部に発泡断熱材12が行き渡り、天面部及び底面部のボイドを低減することができる。従って、冷蔵庫1の断熱性能をより向上することができる。
また、注入口7を背面板10cの短手方向の両端部にそれぞれ複数設け、背面板10cの長手方向に隣接する注入口7、7間にスペーサ8を配置したので、発泡断熱材12の原液は断熱箱体6の側面部から底面部及び天面部へより円滑に流動して断熱箱体6全体に確実に行き渡る。その結果、ボイドを一層低減して冷蔵庫1の断熱性能をより向上させることができる。
また、真空断熱材14を貼着した側面板10bの前端と内箱11の前端とを連結するとともに内箱11と真空断熱材14との間にスペーサ8を配置した後に、背面板10cを側面板10bに取り付けて発泡断熱材12の原液が注入されるので、背面板10cの取り付け前の側面板10bの傾倒による真空断熱材14と内箱11との接触を確実に防止できる。
また、気密性の発泡樹脂によりスペーサ8を形成すると、緩衝材から成るスペーサ8を容易に実現できる。また、スペーサ8の弾性圧縮による真空断熱材14と内箱11との接触を防止することができる。
また、内箱11にスペーサ8を貼着しているので、スペーサ8を確実に設置することができる。
本実施形態において、真空断熱材14を外箱10の背面板10cの内面にも貼着し、スペーサ8を内箱11の背面と真空断熱材14との間に設けてもよい。これにより、発泡断熱材12の充填前に、例えば真空断熱材14が内箱11側に垂れ下がっても真空断熱材14の外被材14aと内箱11との接触を防止できる。従って、背面板10cに接して配された真空断熱材14の真空破壊を防止して冷蔵庫1の断熱性能を向上させることができる。この時、スペーサ8を内箱11の背面中央部に設けるのが望ましい。これにより、発泡断熱材12の原液の流動阻害が低減される。なお、真空断熱材14を背面板10cの内面に貼着する場合には、通気孔9を背面板10cの中央部ではなく例えば背面板10cの下端部等に形成する。
また、スペーサ8の立体形状に特に限定はなく、発泡断熱材12の原液の流動に対して大きな抵抗とならない形状であればよい。例えば、円柱形状や楕円柱形状であってもよく、円錐台形状や楕円錐台形状や角錐台形状であってもよい。
本発明は、真空断熱材を配した断熱箱体を備えた冷蔵庫に利用することができる。
1 冷蔵庫
2 冷蔵室
3 冷凍室
4 野菜室
5 本体部
6 断熱箱体
6a キャビネット
7 注入口
8 スペーサ
9 通気孔
10 外箱
10a 天面板
10b 側面板
10c 背面板
10d 底面板
11 内箱
11a、11b 仕切壁
12 発泡断熱材
14 真空断熱材
14a 外被材
18 スペーサ
101、111 フランジ部
101a 溝部

Claims (5)

  1. 前面を開口する内箱と、前記内箱の側面を覆う側面板と背面を覆って前記側面板に取り付けられる背面板とを有して前端を前記内箱に連結される外箱と、前記内箱と前記外箱との間に充填される発泡断熱材と、前記側面板の内面に接して配されるとともに芯材を外被材で覆って内部が減圧された真空断熱材とを有した断熱箱体を備え、
    前記発泡断熱材の原液を注入する注入口が前記背面板に開口するとともに、前記内箱と前記真空断熱材との間に緩衝材から成るスペーサを設け、前記スペーサを前記内箱の後部のみに配置したことを特徴とする冷蔵庫。
  2. 前記注入口を前記背面板の短手方向の両端部にそれぞれ複数設け、
    前記背面板の長手方向に隣接する前記注入口間に前記スペーサを配置したことを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  3. 前記真空断熱材を貼着した前記側面板の前端と前記内箱の前端とを連結するとともに前記内箱と前記真空断熱材との間に前記スペーサを配置した後に前記背面板を取り付けて前記発泡断熱材の原液が注入されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷蔵庫。
  4. 発泡樹脂により前記スペーサを形成したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の冷蔵庫。
  5. 前記内箱に前記スペーサを貼着したことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の冷蔵庫。
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