JP2015055358A - 真空断熱材及びこれを用いた冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】原綿の層を減らさずに断熱性能を確保し、かつ放熱用配管や外箱の内壁面への密着性を向上した真空断熱材及びこれを用いた冷蔵庫を提供することにある。【解決手段】積層した原綿を収納した外包材の一方の面に放熱用配管を収容する収容溝と、他方の面に収容溝に対応する隆起部とを形成し、収容溝の幅を隆起部の幅より大きく形成すると共に、隆起部を構成する側壁の勾配に対して収容溝を構成する側壁の勾配を小さくに形成した。これによれば、原綿の層を減らしていないので断熱性能が確保され、かつ、収容溝付近が変形し易いので真空断熱材の放熱用配管や外箱の内壁面への密着性を向上することができるようになる。【選択図】図４

Description

本発明は食料品や飲料を冷蔵、或いは冷凍する冷蔵庫に係り、特に断熱箱体内に収納される真空断熱材、及び断熱箱体内に真空断熱材を固定してポリウレタンフォームを充填した冷蔵庫に関するものである。

地球温暖化を防止する社会の取り組みとして、二酸化炭素（ＣＯ_２）の排出抑制を図るため様々な分野で省エネルギー化が推進されている。例えば、近年の電気製品、特に冷熱関連の家電製品である冷蔵庫においても、消費電力量を低減する観点から断熱性能を向上した冷蔵庫が主流になってきている。そのためには、冷蔵庫内部の冷気が冷蔵庫の外部に逃げない構造が不可欠である。

冷蔵庫は冷蔵庫本体である断熱箱体と、その断熱箱体に設けられる貯蔵室の前面開口部を開閉する扉とで構成されている。そして、冷蔵庫内部の冷気が冷蔵庫の外部に逃げないようにするためには断熱箱体や断熱扉の断熱性能を向上することが有効である。このため断熱箱体や断熱扉にポリウレタンフォームを充填すると共に、このポリウレタンフォーム内部に真空断熱材を配置して熱の移動を抑制するようにしている。

一般的に、冷蔵庫の断熱箱体は鉄板で作られた外箱と合成樹脂で作られた内箱とで構成され、外箱と内箱の空間には外箱内壁面に固定された真空断熱材を覆うように気泡を有するポリウレタンフォームを用いた断熱材が充填されている。このポリウレタンフォームは、ポリオール成分とイソシアネート成分を発泡剤、反応触媒、及び整泡剤の存在下で反応させることにより得られるものである。

ところで、冷蔵庫に搭載される冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸発器の順に配管で接続されている。この冷凍サイクルにおいて、圧縮機から吐出された冷媒は高温であるため冷却して凝縮（液化）する必要があり、一般的な冷蔵庫では、凝縮器に接続された放熱用配管が鉄板を折り曲げて形成した外箱の内面に密着して固定されており、外箱を放熱用配管の放熱板として利用している。

このような凝縮器と接続された放熱用配管を外箱の内面に固定した例として、特開２００８-６４３２３号公報（特許文献１）や特開２０１２-８２９５４号公報（特許文献２）等が知られている。これらの特許文献においては、放熱用配管の上から真空断熱材を密着するようにして被せ、更にこの上からポリウレタンフォームを充填するようにしている。

特許文献１では、放熱用配管が収納される収容溝の裏面側に収容溝よりも幅が広い凸部を形成することで、真空断熱材の厚みを一様に形成することが開示されている。また、このために収容溝の傾斜角度に対して凸部の傾斜角度を小さくして厚みを確保することが開示されている。また、特許文献２では、繊維積層体の上に放熱配管を収納する収容溝を形成するように繊維積層体を積み重ね、この状態で外包材に収納した後に真空引きして外包材の表面に収容溝を形成することで、プレス加工により芯材が切断されて、断熱性能の低下が生じるのを防止することが開示されている。

特開２００８-６４３２３号公報 特開２０１２-８２９５４号公報

ところで、真空断熱材とウレタンフォームを併用した断熱材を内蔵した断熱箱体において、放熱用配管が配設された外箱の側壁内面に真空断熱材を貼り付ける場合、真空断熱材の芯材となる、グラスウール等からなる内包材は放熱用配管の配置形状に合わせて加工した収容溝を備えておく必要がある。この内包材はガラス等を原材料とし、溶融して繊維化した無機繊維の集合体で、バインダー(結合剤)を含まないホワイトウール（以下の説明では原綿と称する）であり、バインダーを含まないため或る程度の柔軟性を備えているものである。

そして、放熱用配管の配置形状に合わせた収容溝として、例えば特許文献２にあるように、２枚の原綿を重ねて形成した基布となる原綿に放熱用配管を避ける形状に更にもう１枚の原綿を重ね合わせて放熱用配管を収納する収容溝を作っていた。このような構造による真空断熱材では、放熱用配管が収納される領域（収容溝）以外の領域は３層の原綿であるのに対して、放熱用配管が収納される領域は２層の原綿となり、放熱用配管を収納する領域が他の領域より薄い真空断熱材となっていた。このため、原綿が２層の放熱用配管が収納される領域を介して放熱用配管の熱が庫内に侵入してしまい、断熱性能の低下を招くという課題があった。

このような観点から、本発明者等は特許文献１、２に記載されている放熱用配管が収納される収容溝を真空断熱材に形成して放熱用配管を覆い、この収容溝部分からの熱漏洩について観察した。即ち、特許文献１のように原綿の層を部分的に薄くして収容溝を形成した真空断熱材と、特許文献２のように真空断熱材の放熱用配管と対向する部分に、厚みが均一になるように金型を利用して収容溝を形成した真空断熱材とを用いて断熱性能の確認を行った。

その結果、特許文献１のように収容溝部分の原綿が他の部分の原綿より薄くなるものでは断熱性能が劣り、特許文献２のように放熱用配管に対向する収容溝部分の原綿の厚さがその他の部分の厚さと略同等となるものは断熱性能が良好であることが判明した。したがって、特許文献２のような構成の真空断熱材を使用する方が断熱性能の観点から有利である。しかしながら、特許文献２に示された構造の真空断熱材において、実際に製品として採用する場合は次に述べるような課題が新たに発現することが判明した。

放熱用配管を収納するための収容溝は、製造上の寸法ばらつきや組み立て作業上のばらつき、或いは放熱用配管の配置形状の複雑化によって、放熱用配管の寸法や配置形状に対して広い範囲に亘って寸法的に余裕をもたせた収容溝を形成する必要がある。一方、寸法的に余裕をもたせた収容溝を形成しない場合は、収容溝以外の領域と放熱用配管が干渉してポリウレタンフォームの充填が設計通りに行われない恐れがある。

このように、放熱用配管に対して寸法的に余裕をもった収容溝とした場合、真空断熱材の収容溝と外箱の内壁面、及び放熱用配管の間に比較的大きな隙間が形成された状態でウレタンフォームの充填、発泡を行うことになる。

そして、このような大きな隙間が存在すると、この隙間に空気が残留したり、ポリウレタンフォームが侵入して真空断熱材とは別の経路による熱の移動が発生することによって断熱性能の大幅な低下が生じる恐れがある。

また、場合よってはポリウレタンフォームが浸入して発泡(膨張)することで真空断熱材が所定の固定位置からずれるという現象や、ポリウレタンフォームの介在によって外箱による放熱用配管からの放熱性能の悪化が生じる恐れがある。いずれにしても、真空断熱材の収容溝と外箱の内壁面、及び放熱用配管の間に比較的大きな隙間が形成されると、上述したような一つ以上の課題が生じて好ましくない影響を与えるようになる。

したがって、この大きな隙間をできる限り小さくするためには、柔軟性を備えた真空断熱材を変形させて収容溝を放熱用配管に近づけるようにすれば良いことがわかる。しかしながら、放熱用配管の寸法や形状に対して広い範囲に亘って寸法的に余裕をもたせた収容溝を形成する場合、特許文献２に記載されているような構成では次に述べるような新たな課題が発現する。

すなわち、収容溝が形成された領域の断面の厚さは他の領域の断面の厚さとほぼ同じ厚さを持ち、しかも収容溝を形成する側壁の角度が、収容溝に対向する領域の凸部を形成する側壁の角度よりも大きいため、収容溝の剛性が強くなって変形しにくい構成となっている。このため、真空断熱材を固定する時、或いはポリウレタンフォームを発泡する時に強い力(大きな荷重)で隙間を無くすように真空断熱材を変形させると、収容溝の周辺の外包材や芯材を損傷することがあり、断熱性能を悪化させてしまう恐れがある。

本発明の目的は、原綿の層を減らさずに断熱性能を確保し、かつ放熱用配管や外箱の内壁面への密着性を向上した真空断熱材及びこれを用いた冷蔵庫を提供することにある。

本発明の特徴は、積層した原綿を収納した外包材の一方の面に放熱用配管を収容する収容溝と、他方の面に収容溝に対応する隆起部とを形成し、収容溝の幅を隆起部の幅より大きく形成すると共に、隆起部を構成する側壁の勾配に対して収容溝を構成する側壁の勾配を小さくに形成した、ところにある。

本発明によれば、原綿の層を減らしていないので断熱性能が確保され、かつ、収容溝付近が変形し易いので真空断熱材の放熱用配管や外箱の内壁面への密着性を向上することができるようになる。

本発明が適用される冷蔵庫の正面図である。 図１に示す冷蔵庫の縦断面を示す断面図である。 断熱箱体の外箱に配設された放熱用配管を示す構成図である。 本発明の第１の実施形態になる真空断熱材を放熱用配管に取り付けた場合の断面図である。 本発明の考え方を説明するために真空断熱材を外箱の内壁面に取付けた場合の断面図である。 本発明の第２の実施形態になる真空断熱材を発熱電気部品に取り付けた場合の正面図である。 図６に示す第２の実施形態になる真空断熱材を発熱電気部品に取り付けた場合の断面図である。 図７に示す実施形態の断面斜視図である。 第２の実施形態の変形例を示す断面斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

本発明の具体的な実施例を説明する前に、本発明が適用される間冷式冷蔵庫（以下、単に冷蔵庫という）の構成を図１及び図２に基づいて説明する。

図１は冷蔵庫の正面外観図であり、図２は図１の縦断面を示す断面図である。尚、図２においては製氷室の断面は示されていない。

図１、及び図２において、冷蔵庫１は、上方から冷蔵室２、製氷室３及び上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６を有する。ここで、製氷室３と上部冷凍室４は、冷蔵室２と下部冷凍室５との間に左右に並べて設けている。一例として、冷蔵室２はおよそ＋３℃、野菜室６はおよそ＋３℃〜＋７℃の冷蔵温度帯の貯蔵室である。また、製氷室３、上部冷凍室４及び下部冷凍室５は、およそ−１８℃の冷凍温度帯の貯蔵室である。

冷蔵室２は前方側に、左右に分割された観音開き（いわゆるフレンチ型）の冷蔵室扉２ａ、２ｂを備えている。製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６は夫々引き出し式の製氷室扉３ａ、上部冷凍室扉４ａ、下部冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを備えている。

また、各扉の貯蔵室側の面には、各扉の外縁に沿うように磁石が内蔵されたパッキン（図示せず）を設けており、各扉の閉鎖時、鉄板で形成された冷蔵庫外箱のフランジや後述の各仕切り鉄板に密着し貯蔵室内への外気の侵入、及び貯蔵室からの冷気の漏れを抑制する構成とされている。

ここで、図２に示すように冷蔵庫本体１０の下部には機械室１１が形成され、この中に圧縮機１２が内蔵されている。冷却器収容室１３と機械室１１には水抜き通路１４によって連通され、凝縮水が排出出来るようになっている。

図２に示すように、冷蔵庫本体１０の庫外と庫内は、内箱と外箱との間に発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１５により隔てられている。また冷蔵庫本体１０の断熱箱体１５は複数の真空断熱材１６を実装している。冷蔵庫本体１０は、上側断熱仕切壁１７により冷蔵室２と上部冷凍室４及び製氷室３（図１参照、図２中で製氷室３は図示されていない）とが区画され、下側断熱仕切壁１８により下部冷凍室５と野菜室６とが区画されている。

また、下部冷凍室５の上部には横仕切部を設けている。横仕切部は、製氷室３及び上部冷凍室４と下部冷凍室５とを上下方向に仕切っている。また、横仕切部の上部には、製氷室３と上部冷凍室４との間を左右方向に仕切る縦仕切部を設けている。

横仕切部は、下側断熱仕切壁１８の前面及び左右側壁前面と共に、下部冷凍室扉５ａの貯蔵室側の面に設けたパッキン（図示せず）と接触する。製氷室扉３ａと上部冷凍室扉４ａの貯蔵室側の面に設けたパッキン（図示せず）は、横仕切部、縦仕切部、上側断熱仕切壁５１及び冷蔵庫本体１の左右側壁前面と接することで、各貯蔵室と各扉との間での冷気の移動をそれぞれ抑制している。

図２に示すように、上部冷凍室４、下部冷凍室５及び野菜室６は、それぞれの貯蔵室の前方に備えられた扉４ａ、５ａ、６ａが取り付けられている。また、上部冷凍室４には上部冷凍貯蔵容器４１が収容、配置され、下部冷凍室５には上段冷凍貯蔵容器６１、下段冷凍貯蔵容器６２が収容、配置されている。更に、野菜室６には上段野菜貯蔵容器７１、下段野菜貯蔵容器７２が収容、配置されている。

そして、製氷室扉３ａ、上部冷凍室扉４ａ、下部冷凍室扉５ａ及び野菜室扉６ａは、それぞれ図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより、製氷貯蔵容器３ｂ（図示せず）、上部冷凍貯蔵容器４１、下段冷凍貯蔵容器６２、下段野菜貯蔵容器７２が引き出せるようになっている。

詳しくは、下段冷凍貯蔵容器６２は冷凍室扉内箱に取り付けられた支持アーム５ｄに下段冷凍貯蔵容器６２の側面上部のフランジ部が懸架されており、冷凍室扉５aを引き出すと同時に下段冷凍貯蔵容器６２のみが引き出される。上段冷凍貯蔵容器６１は冷凍室５の側面壁に形成された凹凸部（図示しない）に載置されており前後方向にスライド可能になっている。

下段野菜貯蔵容器７２も同様にフランジ部が野菜室扉６ａの内箱に取り付けられた支持アーム６ｄに懸架され、上段野菜貯蔵容器７１は野菜室側面壁の凹凸部に載置されている。また、この野菜室６には断熱箱体１５に固定された電熱ヒーター６Ｃが設けられており、この電熱ヒーター６Ｃによって野菜室６の温度が冷やし過ぎにならないように、野菜の貯蔵に適した温度になるようにしている。尚、この電熱ヒーター６Ｃは必要に応じて設けられれば良いものであるが、本実施例では野菜の貯蔵がより上手く行えるように電熱ヒーター６Ｃを設けるようにしている。

次に本実施形態の冷蔵庫の冷却方法について説明する。冷蔵庫本体１には冷却器収容室１３が形成され、この中に冷却手段として冷却器１９を備えている。冷却器１９（一例として、フィンチューブ熱交換器）は、下部冷凍室５の背部に備えられた冷却器収容室１３内に設けられている。また、冷却器収容室１３内であって冷却器１９の上方には送風手段として送風機２０（一例として、プロペラファン）が設けられている。

冷却器１９で熱交換して冷やされた空気（以下、冷却器１９で熱交換した低温の空気を「冷気」と称する）は、送風機２０によって冷蔵室送風ダクト２１、冷凍室送風ダクト２２、及び図示しない製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室２、製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６の各貯蔵室へそれぞれ送られる。

各貯蔵室への送風は、冷蔵温度帯の冷蔵室２への送風量を制御する第一の送風制御手段（以下、冷蔵室ダンパ２３という）と、冷凍温度帯の冷凍室４、５への送風量を制御する第二の送風量制御手段（以下、冷凍室ダンパ２４という）とにより制御される。ちなみに、冷蔵室２、製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、及び野菜室６への各送風ダクトは、図３に破線で示すように冷蔵庫本体１の各貯蔵室の背面側に設けられている。具体的には、冷蔵室ダンパ２３が開状態、冷凍室ダンパ２４が閉状態のときには、冷気は、冷蔵室送風ダクト２１を経て多段に設けられた吹き出し口２５から冷蔵室２に送られる。

また、冷蔵室２を冷却した冷気は、冷蔵室２の下部に設けられた冷蔵室戻り口２６から冷蔵室−野菜室連通ダクト２７を経て、下側断熱仕切壁１８の下部右奥側に設けた野菜室吹き出し口２８から野菜室６へ送風される。野菜室６からの戻り冷気は、下側断熱仕切壁１８の下部前方に設けられた野菜室戻りダクト入口２９から野菜室戻りダクト３０を経て、野菜室戻りダクト出口から冷却器収容室１３の下部に戻る。尚、別の構成として冷蔵室−野菜室連通ダクト２７を野菜室６へ連通せずに、図３において冷却器収容室１２の上面から見て、右側下部に戻す構成としてもよい。この場合の一例として、冷蔵室−野菜室連通ダクト２７の前方投影位置に野菜室送風ダクトを配置して、冷却器１９で熱交換した冷気を、野菜室吹き出し口２８から野菜室６へ直接送風するようになる。

図には詳細に示していないが、冷蔵庫に搭載される冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸発器の順に配管で接続されている。この冷凍サイクルにおいて、圧縮機から吐出された冷媒は高温であるため冷却して凝縮（液化）する必要があり、一凝縮器に接続された放熱用配管が鉄板を折り曲げて形成した外箱の内面に密着して固定されており、外箱を放熱用配管の放熱板として利用している。

図３に外箱１５Ａの内壁面に固定した放熱用配管の実装例を示している。図３において、外箱１５Ａは鋼板を折り曲げて形成されたものである。この外箱１５Ａの内面には凝縮器の放熱用配管８０、８１が粘着テープ（本実施例では粘着テープを使用したが、これに限定されるものではなくホットメルト等の接着剤であっても良い）で貼り付けられている。この放熱用配管８０、８１は少なくとも冷蔵庫本体１０の両側面と背面に設けられている。例えば、両側面に設けられた放熱用配管８０は前面開口側に第１の放熱用配管８０Ａ、中央部に第２の放熱用配管８０Ｂ、奥側に第３の放熱用配管８０Ｃが並列に配列されており、これらは一本の放熱用配管８０を蛇行して折り曲げて形成したものである。

図３にあるように、放熱用配管８０（図３では太い破線で表示）は、断熱箱体１５の両側面及び天井面を構成する外箱１５Ａの内箱との間であって、外箱１５Ａの内壁面に接するように配置されている。外箱１５Ａは鋼板製であるので外箱１５Ａの外表面から庫外空気に良好に放熱がなされるようになっている。また、放熱用配管８１（図３中に細い点線で表示）は、断熱箱体１５の背面の外箱１５Ａと内箱との間であって、外箱１５Ａ面に接するように配置されている。断熱箱体１５の背面は、設置時に台所等の壁に近接又は接するようにして設置される。

以上のような構成の冷蔵庫において、次に本発明の第１の実施形態について図４、図５を用いて説明する。ここで、図４は断熱箱体１５の一方の側面壁の前面開口側を切り取った断面を示している。

図４にあるように、冷蔵庫本体１０を形成する外箱１５Ａと内箱１５Ｂとの間には断熱空間８２が形成されている。外箱１５Ａの内壁面には放熱用配管８０Ａ、８０Ｂが図３に示したような配置形状で貼り付け固定されている。尚、ここでは放熱用配管８０Ｃは表示していない。この放熱用配管８０Ａ、８０Ｂは真空断熱材１６で覆われており、放熱用配管８０Ａ、８０Ｂ及び真空断熱材１６は断熱空間８２内に配置されている。

また、真空断熱材１６の外箱１５Ａの内壁面に向き合う外側面１６Ａには放熱用配管８０Ａ、８０Ｂを収容する収容溝８３Ａ、８３Ｂが形成されている。もちろん、放熱用配管８０Ｃを収容する収容溝８３Ｃも同様に設けられているものである。

一方、真空断熱材１６の外箱１５Ａの内壁面に向き合う外側面１６Ａとは反対側の内側面１６Ｂには収容溝８３Ｂの形成領域に対応するように隆起部８４Ｂが形成されている。同様に、図示しない収容溝８３Ｃの形成領域に対応するように隆起部８４Ｃが形成されている。しかしながら、収容溝８３Ａの形成領域に対応する部分には隆起部は形成されていないものである。これらの収容溝８３と隆起部８４の詳細については図５に基づいて説明する。

真空断熱材１６は原綿とゲッター剤（乾燥剤）を袋状の金属箔より構成された外包材内に収納し、この外包材内を減圧した後に密封して板状に形成したものである。本実施例では原綿は外箱１５Ａの内壁面に近い側からの第１の原綿８５Ａ、第２の原綿８５Ｂ、及び第３の原綿８５Ｃの３層からなっている。但し、本発明ではこれに限ることなく３層以外の積層数でも構わないものである。

ここで、本実施例では外箱１５Ａの内壁面に近い側の第１の原綿８５Ａの幅方向の長さは第２、第３の原綿８５Ｂ、８５Ｃよりも短くし、この部分で収容溝８３Ａを形成するようにしている。つまり、図４にあるように、断熱箱体１５の前面開口側はその厚さが薄くなっている。これは内箱１５Ｂの前面開口側の間口を大きくして食品の取り出し、収納を容易にするためである。このため、断熱箱体１５の前面開口側はその厚さが薄くなっているので、前面開口側の第１の放熱用配管８０Ａを収容する収容溝８３Ａ、及びこれに対応した隆起部８４Ａを、他の収容溝８３Ｂ、隆起部８４Ｂ、収容溝８３Ｃ、隆起部８４Ｃのように３層の原綿８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃから形成すると、真空断熱材１６と内箱１５Ｂとの間の隙間が短くなり、ポリウレタンフォーム８６の流動性に悪影響を及ぼす恐れがあるからである。

したがって、本実施例では前面開口側の第１の放熱用配管８０Ａについては、原綿８５Ｂと原綿８５Ｃを用い、原綿８５Ａを短くした部分に前面開口側の第１の放熱用配管８０Ａを収容する収容溝８３Ａを形成し、隆起部８４Ｃを省略するようにしている。これによって、真空断熱材１６と内箱１５Ｂとの間の隙間を十分確保することができ、ポリウレタンフォームの流動性に悪影響を及ぼすことが無くなるものである。

もちろん、前面開口側の第１の放熱用配管８０Ａを収容する収容溝８３Ａ、及びこれに対応した隆起部を、他の収容溝８３Ｂ、隆起部８４Ｂ、収容溝８３Ｃ、隆起部８４Ｃのように３層の原綿８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃから形成しても、ポリウレタンフォームの流動性に悪影響を及ぼさなければ、このような構成を採用することは必要ないことは明らかである。

そして、外包材内を減圧した後に密封して板状に形成した真空断熱材１６に収容溝８３Ｂ、８３Ｃ、隆起部８４Ｂ、８４Ｃを形成する方法は次のようにして行うことができる。例えば、真空引きされて完成された真空断熱材１６は、上金型及び下金型によってプレス加工される。すなわち、上金型には収容溝８３Ｂ、８３Ｃを形成する凸部が設けられ、下金型には凸部に対向するように、隆起部８４Ｂ、８４Ｃを形成する溝部が設けられている。したがって、真空断熱材１６を上金型及び下金型に挟み込んでプレスすることによって、所望の形状の収容溝８３Ｂ、８３Ｃ及び隆起部８４Ｂ、８４Ｃを得ることができるようになる。

以上の説明は断熱箱体１５の両側面に用いられる真空断熱材についての説明であったが、背面についても同様のものであるので説明を省略する。以下も同様である。

次に、収容部８３Ｂ、８３Ｃと隆起部８４Ｂ、８４Ｃについて図５を用いて詳細に説明するが、この図５では代表して収容部８３Ｂと隆起部８４Ｂについて説明する。図５において、外箱１５Ａの内壁面には放熱用配管８０Ｂが伝熱可能なように接触して固定されている。この放熱用配管８０Ｂを覆うように真空断熱材１６が外箱１５Ａの内壁面に固定されている。この固定方法は両面テープを使用して真空断熱材１６と外箱１５Ａの内壁面とを接着するようにしている。

真空断熱材１６の外箱１５Ａの内壁面に向き合う外側面１６Ａには放熱用配管８０Ｂを収容する収容溝８３Ｂが形成されている。この収容溝８３Ｂは上壁部８３Ｂ-Ｕと、この上壁部８３Ｂ-Ｕの両側に形成された側壁部８３Ｂ-Ｓとから構成されている。この収容溝８３Ｂは放熱用配管８０Ｂに沿って連続して形成されている。

一方、真空断熱材１６の外箱１５Ａの内壁面に向き合う外側面１６Ａとは反対側の内側面１６Ｂには収容溝８３Ｂの形成領域に対応するように隆起部８４Ｂが形成されている。この隆起部８４Ｂは上面部８４Ｂ-Ｕと、この上面部８４Ｂ-Ｕの両側に形成された側壁部８４Ｂ-Ｓとから構成されている。この隆起部８４Ｂも放熱用配管８０Ｂに沿って連続して形成されている。このような収容溝８３Ｂと隆起部８４Ｂとは上述したようにプレス加工によって形成することができる。

そして、本実施例では収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓの勾配と、隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓの勾配と、これらの勾配の開始点の関係が重要な意味を持つことになる。上述したように、原綿の層を減らさないで断熱性能を確保することを前提として、収容溝８３Ｂ付近を変形し易い形状にして、真空断熱材１６が放熱用配管８０Ｂや外箱１５Ａの内壁面へ密着するように変形させることが本実施例の狙いである。

このため、本実施例では第１に、真空断熱材１６の外箱１５Ａの内壁面に向き合う外側面１６Ａから側壁部８３Ｂ-Ｓが立ち上がる点Ｐと、側壁部８３Ｂ-Ｓが上壁部８３Ｂ-Ｕで終了する終了点Ｑの間の領域Ｒ内に、隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓの立ち上がる点Ｓが位置するようにしたことである。尚、本実施例では、側壁部８４Ｂ-Ｓが隆起部８４Ｂの上面部８４Ｂ-Ｕで終了する終了点Ｔも領域Ｒ内に位置するように形成してある。

つまり、収容溝８３Ｂの形成領域を真空断熱材１６の内側面１６Ｂに投影した投影領域に隆起部８４Ｂが内包されるようになっていることである。すなわち、収容溝８３Ｂの両側にある側壁部８３Ｂ-Ｓが立ち上がる立ち上がり開始点Ｐの間の幅内に、隆起部８４Ｂの両側にある側壁部８４Ｂ-Ｓが立ち上がる立ち上がり開始点Ｓの間の幅が内包されている構成になっている。

加えて、収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓの勾配が存在する領域Ｒ内に、隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓの立ち上がり開始点Ｓが位置していることである。これによって、側壁部８４Ｂ-Ｓの立ち上がり開始点Ｓと収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓの勾配部分との距離が他の領域に比べて短くなり、変形を生じ易くすることができる。

更に、本実施例では、隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓが立ち上がり開始点Ｓは、収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓの勾配が存在する領域Ｒのほぼ中央付近に来るように決められている。このように、側壁部８４Ｂ-Ｓの立ち上がり開始点Ｓが領域Ｒのほぼ中央付近に来るようにすると、立ち上がり開始点Ｓ付近に加わる荷重によって、収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓが外箱１５Ａの内壁部、及び放熱用配管８０Ｂに向けて変形し易くなり、更に密着性を高めることができるようになる。

第２に、収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓの勾配の角度θ１を、隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓの勾配の角度θ２に対して小さくしていることである。このように、隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓの勾配の角度θ２を大きくすると、隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓは上側からの荷重（隆起部８４Ｂから収容溝８３Ｂに向けた荷重）に対して剛性が大きくなる。これに対して、収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓの勾配の角度θ１は小さいため、収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓは上側からの荷重に対して剛性が小さく変形し易くなる。

本実施例では、収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓの勾配の角度θ１を３０°に設定し、隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓの勾配の角度θ２を６０°に設定してプレス加工してこの角度を得るようにしている。この角度は下金型の溝部と上金型の凸部の角度を調整することで、適切な値に設定することができる。

したがって、真空断熱材１６の密着性を高めるために、真空断熱材１６を取り付ける時、或いはポリウレタンフォームを発泡させる時に隆起部８４Ｂに加わる荷重に対して、隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓは剛性が大きいので変形しづらく、収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓは剛性が小さく変形し易いので、大きな荷重を加えることなく容易に収容溝８３Ｂを変形させることができる。

このように、上述した収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓの勾配と、隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓの勾配と、これら両勾配の開始点の関係が決められた真空断熱材１６を用いることによって、原綿の層を減らさないで断熱性能を確保することができ、更に収容溝８３Ｂ付近を変形し易くして真空熱材１６を放熱用配管８０Ｂや外箱１５Ａの内壁面へ密着するように変形させることができるようになる。

例えば、断熱箱体の背面を上にした状態で、背面の注入孔からポリウレタンフォームを注入して発泡させる場合を考える。このポリウレタンフォームの発泡に際して真空断熱材１６の隆起部８４Ｂに発泡圧が作用する。

この発泡圧によって、側壁部８４Ｂ-Ｓの立ち上がり開始点Ｓと収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓの勾配部分との距離が他の領域に比べて短いので、この薄い部分を起点に変形を生じ易くなり、更に隆起部８４Ｂの側壁部８４Ｂ-Ｓに対して収容溝８３Ｂの側壁部８３Ｂ-Ｓは剛性が小さく変形し易いので、容易に収容溝８３Ｂを変形させることができる。

これらの相互の作用によって、大きな荷重を必要としないで真空断熱材１６の収容溝８３Ｂ付近を放熱用配管８０Ｂ、及び外箱１５Ａの内壁面に押し付けて変形させることができるようになる。この結果、真空断熱材１６と放熱用配管８０Ｂ、外箱１５Ａの内壁面との密着性を高めることができる。また、大きな荷重を作用させないので真空断熱材１６の損傷を予防することが可能となる。

以上の説明はポリウレタンフォームの発泡時に真空断熱材１６を変形させる場合であるが、外箱１５Ａの内壁面に真空断熱材１６を固定する際に、手作業で真空断熱材１６を変形させる場合も同様の作用、効果を得ることが可能である。

尚、剛性が低い原綿を用いて変形形性をより高めると密着性を更に高めることが可能となる。これによれば、放熱配管を含め他の周辺部品の形状が複雑で密着性が得にくい形状の場合に有利となる。

以上の通り、本実施例によれば原綿の層を減らさないで断熱性能を確保することができ、かつ、収容溝付近が変形し易いので真空断熱材の放熱用配管や外箱の内壁面への密着性を向上することができるようになる。

更には、真空断熱材と放熱用配管の間の隙間に空気が残留したり、ポリウレタンフォームが侵入して断熱性能が低下するのを抑制でき、また、ウレタンフォームが浸入して発泡(膨張)することによる真空断熱材のずれを抑制できるようになる。

尚、放熱用配管が複雑な配置形状で配置された場合に本実施例は更に有利である。放熱用配管の配置形状をなぞった収容溝を真空断熱材に形成するのが困難な場合、従来の方法では放熱配管を設置していない部分も含めた広い範囲に溝部を形成することになる。このため、収容溝を形成する隙間は配管の長さに比例して大きくなり、断熱性能が悪化することが考えられる。

これに対して、本実施例においては、収容溝付近が大きな荷重を加えることなく変形し易いため、放熱用配管の配置形状に追従して放熱用配管及び外箱の内壁面に密着させることができる。このため、外箱からの放熱性を向上させると同時に、放熱用配管の配置形状の自由度を高くすることができ、かつ高い断熱性能を得ることができるようになる。

更に、冷蔵庫としてみた場合では断熱性能を向上できるので、冷蔵庫内部の冷気が冷蔵庫の外部に逃げない構造とすることができて、消費電力量を低減することが期待できるものである。

次に本発明の第２の実施形態について図６乃至図８に基づき説明する。第１の実施形態が放熱用配管８０、８１を真空断熱材１６で覆うものであったが、本実施形態では放熱用配管８０、８１ではなく、発熱する電気部品、或いは電子部品（以下、まとめて発熱部品という）を外箱１５Ａの内壁面に固定して放熱するようにしたものである。もちろん、真空断熱材１６は断熱性能を高めるため、発熱部品を覆うようにして取り付けられるものである。更に、発熱部品を収容する真空断熱材１６の収容部８８、隆起部８９は基本的に図５に示す形状に決められているものである。

図６乃至図８において、外箱１５Ａの内壁面には発熱部品８６が伝熱できるように接触して固定されている。発熱部品８６の周囲には真空断熱材１６が位置し、発熱部品８６を全周囲から覆うようになっている。更に、発熱部品８６にはガス抜き孔８７が連通されており、これはポリウレタンフォームを充填する時に、収容部８８の空気抜きを行う機能を備えている。真空断熱材１６の外側面１６Ａと内側面１６Ｂには実施例１で説明したような収容溝８３及び隆起部８４と同様の機能を備えた、上面から見た形状が矩形の収容部８８と隆起部８９が形成されている。

この収容部８８は上壁部８８-Ｕと、この上壁部８８-Ｕの四方側に形成された側壁部８８-Ｓとから構成されている。一方、収容部８８の形成領域に対応するように隆起部８９が形成されている。この隆起部８９は上面部８９-Ｕと、この上面部８９-Ｕの四方側に形成された側壁部８９-Ｓとから構成されている。図５に示すものは放熱用配管８０，８１に沿った収容溝８３であったが、本実施例では発熱部品８６であるため、収容部８８は発熱部品８６を内包するようになっている。したがって、収容部８８を真空断熱材１６の内側面に投影させた投影領域に隆起部８９が存在するようになっている。これらの収容部８８と、隆起部８９の関係、及びその作用、効果は図５に示すものと同様のものなので、ここでは説明を省略する。

図９は上述した実施例２の変形例であり、実施例２の収容部８８と隆起部８９の形状が上面から見ると矩形であるのに対し、この変形例では上面から見た形状が円形、或いは楕円形の収容部９０と隆起部９１が形成されている点で異なっている。

図９において、真空断熱材１６の外側面１６Ａと内側面１６Ｂには実施例１で説明したような収容溝８３及び隆起部８４と同様の機能を備えた、上面から見た形状が円形、或いは楕円形の収容部９０と隆起部９１が形成されている。これ以外の構成は基本的に実施例１、実施例２と同様なので、その作用、効果については説明を省略する。

以上の通り、本発明によれば、積層した原綿を収納した外内包材の一方の面に放熱用配管を収容する収容溝と、他方の面に収容溝に対応する隆起部とを形成し、収容溝の幅を隆起部の幅より大きく形成すると共に、隆起部を構成する側壁の勾配に対して収容溝を構成する側壁の勾配を小さくに形成するようにした。これによれば、原綿の層を減らしていないので断熱性能が確保され、かつ、収容溝付近が変形し易いので真空断熱材の放熱用配管や外箱の内壁面への密着性を向上することができるようになる。

更に、実施例２にあるように、放熱用配管に代えて発熱部品に適用しても同様の作用効果を得られるものである。

１０…冷蔵庫本体、２…冷蔵室、３…製氷室、４…上部冷凍室、５…下部冷凍室、６…野菜室、１２…冷却器収納室、１５…断熱箱体、１５Ａ…外箱、１６…真空断熱材、１９…冷却器、１８…断熱仕切壁、２０…送風機、８０、８１…放熱用配管、８２…断熱空間、８３Ａ，８３Ｂ…収容溝、８３Ｂ-Ｕ…上壁部、８３-Ｓ…側壁部、８４…隆起部、８４Ｂ-Ｕ…上面部、８４-Ｓ…側壁部、８５…原綿。

Claims (6)

1. 断熱性を備えた原綿を積層し、これを外包材に収納した後に減圧して得られる真空断熱材において、
   前記真空断熱材の一方の面に放熱用配管を収容する収容溝と、他方の面に前記収容溝に対応する隆起部とを形成し、前記収容溝の幅を前記隆起部の幅より大きく形成すると共に、前記隆起部を構成する側壁の勾配に対して、前記収容溝を構成する側壁の勾配を小さく形成するようにしたことを特徴とする真空断熱材。
2. 請求項１に記載の真空断熱材において、
   前記収容溝に形成した側壁部を前記真空断熱材の他方の面に投影した領域内に、前記隆起部に形成した側壁の立ち上がり点が位置するようにしたことを特徴とする真空断熱材。
3. 請求項２に記載の真空断熱材において、
   前記収容溝に形成した側壁部を前記真空断熱材の他方の面に投影した領域内に、前記隆起部に形成した側壁の終了点が位置するようにしたことを特徴とする真空断熱材。
4. 断熱箱体を形成する外箱と内箱の間の断熱空間に、前記外箱の内壁面に密着して放熱用配管を固定し、この放熱用配管を覆うように真空断熱材を前記外箱の内壁面に固定して前記断熱空間にポリウレタンフォームを充填した冷蔵庫において、
   前記真空断熱材は、断熱性を備えた原綿を積層し、これを外包材に収納した後に減圧して得られるものであって、更に、前記真空断熱材の一方の面に放熱用配管を収容する収容溝と、他方の面に前記収容溝に対応する隆起部とを形成し、前記収容溝の幅を前記隆起部の幅より大きく形成すると共に、前記隆起部を構成する側壁の勾配に対して、前記収容溝を構成する側壁の勾配を小さく形成すると共に、
   前記真空断熱材の前記収納溝が前記放熱用配管を覆うように固定して前記ポリウレタンフォームを充填したことを特徴とする冷蔵庫。
5. 請求項４に記載の冷蔵庫において、
   前記放熱用配管は前記外箱の両側面に蛇行しながら固定されており、前記外箱の前面開口部側の前記放熱用配管に対応する前記真空断熱材の前記収容溝は、前記原綿の積層枚数が減らされる共に、前記隆起部が形成されていないものであることを特徴とする冷蔵庫。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の真空断熱材、或いは冷蔵庫において、
   前記放熱用配管に代えて、発熱する電気部品、或いは電子部品が前記外箱の内壁面に固定されていることを特徴とする真空断熱材、或いは冷蔵庫。

Images