JP2015064135A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】注入口が設けられた面に対する断熱材の断熱性能を確保しつつ、真空漏れ等に対する信頼性が高い冷蔵庫を提供する。
【解決手段】注入口を有する面を備えた冷蔵庫であって、前記面に、第一の真空断熱材と、第二の真空断熱材とを設け、前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材を、前記注入口を塞がずに設け、前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材の互いの一部が重なって重なり部を形成し、前記重なり部以外の部分は前記注入口近傍をカバーするカバー部を有することを特徴とする冷蔵庫。
【選択図】図６

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

冷蔵庫の省電力化は益々重要性が増していることから、冷蔵庫の設計では要省電力箇所の見直しが重要な課題となっている。冷蔵庫にとって庫内からの熱漏洩を低減することは省電力に直結するため、近年は発泡ポリウレタンフォームと真空断熱材とを組み合わせ、高い断熱性能を備えた冷蔵庫と断熱扉を搭載した冷蔵庫が普及している。

このような真空断熱材を使った冷蔵庫の関連技術としては、例えば特開２０１０−１４５００１号公報（特許文献１）、特開２０１２−６３４０３号公報（特許文献２）、特開２０１１−８９７３４号公報（特許文献３）があげられる。

特許文献１には、発泡断熱材注入口を除く背面板の内面全域にわたって真空断熱材が配設された冷蔵庫が開示されている（請求項７）。

また、特許文献２には、発泡断熱材注入口に重ならないように、真空断熱材に切り欠き部を設けた構成が開示されている（図５の符号３１ａ等）。

また、特許文献３には、二枚の真空断熱材を重ねて設ける構成が開示されている。

さらに、冷蔵庫に真空断熱材を配設するに際しては、矩形状の真空断熱材が広く用いられていることは当業者に周知である。

特開２０１０−１４５００１号公報 特開２０１２−６３４０３号公報 特開２０１１−８９７３４号公報

真空断熱材は、外包材内を真空にして密封されたプレート状となっている。角部及び丸角部等の、真空断熱材の外縁が急激に変化する部分を備えていると、例えば真空断熱材の真空引きにより生じる応力集中により真空断熱材が破損等し、真空漏れの原因となるおそれがある。さらに、通常、真空断熱材は矩形形状として製造されることから、その他の形状にする場合は加工を施す必要があり、コスト増の原因となる。

冷蔵庫の断熱箱体において発泡ポリウレタンフォームの注入口が設けられる面、例えば背面側に設けられる真空断熱材は、断熱性能を鑑みて注入口がある面にできる限り広く真空断熱材を設け、かつ真空断熱材が注入口に重なることを避ける形状とする。

例えば特許文献１においては、真空断熱材を広く配置させた上で注入口と重なることを避けるために、外縁を略直角に変化させている（図４、段落００４４等）。そのため、真空断熱材の貼付面のカバー率は改善されるものの、真空漏れの原因となる角部等が増え、冷蔵庫としての信頼性が低下したり、真空断熱材の加工コストが必要となってしまう可能性があった。

また、特許文献２の真空断熱材は、傾斜部分（切り欠き部）を外縁の急激な変化を回避するために配置することから注入口近傍のカバーを実現できず、結果、真空断熱材のカバー率が低下するという問題があった。

また、特許文献３は一方の真空断熱材が他方の真空断熱材と重なる態様を開示するが、注入口との関係を考慮したものではなく、注入口を避けつつカバー率を改善等するように真空断熱材の形状や配置等を示すものではない。

そこで本発明は、注入口が設けられた面に対する断熱材の断熱性能を確保しつつ、真空漏れ等に対する信頼性が高い冷蔵庫を提供する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、注入口を有する面を備えた冷蔵庫であって、前記面に、第一の真空断熱材と、第二の真空断熱材とを設け、前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材を、前記注入口を塞がずに設け、前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材の互いの一部が重なって重なり部を形成し、前記第二の真空断熱材の前記重なり部以外の部分は前記注入口近傍をカバーするカバー部を有することを特徴とする。

本発明によれば、注入口が設けられた面に対する断熱材の断熱性能を確保しつつ、真空漏れ等に対する信頼性が高い冷蔵庫を提供できる。

上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第一の実施形態に係る冷蔵庫の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明に至る過程における参考例としての真空断熱材を搭載した冷蔵庫の背面を上にした斜視図である。 本発明に至る過程における参考例としての真空断熱材を搭載した冷蔵庫の縦断面図である。 本発明に至る過程における参考例としての冷蔵庫の背面図である。 第一の実施形態の真空断熱材の配置を示す図である。 第一の実施形態に係る重なり部を説明する図である。 第三の実施形態に係る冷蔵庫の真空断熱材の配置を説明する図である。 第四の実施形態に係る冷蔵庫の真空断熱材の配置を説明する図である。 第五の実施形態に係る重なり部を説明する図である。

図３乃至図５を用いて、本発明に至る過程における参考例としての真空断熱材を搭載した冷蔵庫の構成を説明する。なお、以下、真空断熱材の角部及び丸角部等の、外縁が急激に変化する部分を、「角部等」ともいう。

図３は本発明に至る過程における参考例としての真空断熱材を搭載した冷蔵庫の背面を上にした斜視図である。断熱箱体１ａの側壁２０には側壁用真空断熱材２１が挿入されている（不図示）。背面壁１７には４個の注入口２２が開口している。この注入口２２は発泡ポリウレタンフォーム１９（図２に示す）を断熱箱体１ａ内に注入するためのノズルが挿入可能な部分である。断熱箱体１ａの注入口２２より下方には機械室１０が設けられる段差部がある。

背面壁１７内に収納された本発明に至る過程における参考例としての第一の真空断熱材１８は傾斜部１８ａを有し、傾斜部１８ａより外側に２つの注入口２２が位置し、背面壁１７の隅に残る２つが位置している。すなわち、注入口２２の全部は第一の真空断熱材１８によって塞がれていない。

図４は本発明に至る過程における参考例としての真空断熱材を搭載した冷蔵庫の縦断面図である。

図５は本発明に至る過程における参考例としての冷蔵庫の背面図である。

図４において、第一の真空断熱材１８には、補助真空断熱材１８’全部が重なって貼り付けられている。このため、本発明に至る過程における参考例としての真空断熱材の配置では、後述する重なり部によって断熱性能の改善は望めるが、複数枚の真空断熱材を用いることで角部等が増加するにも拘わらず背面壁１７側の真空断熱材カバー率は向上できない。

このように、本発明に至る過程においては、冷却器８と対向する面であって、冷蔵庫の背面視で、冷却器８と重なるように真空断熱材を二重に設けることによって、冷却器８からの熱漏洩を低減することができる。

上記形態では、機械室１０側の２つの注入口２２を避けるために第一の真空断熱材１８を加工しているが、急激に外縁が変化する角部等を生じさせないために、比較的遠方から傾斜部を設けているため、機械室１０側の注入口２２近傍のカバー率向上が困難である。また、傾斜部を２つ設け、より断熱性を高めることが望まれる冷却器８に対応する位置に矩形形状の第二の真空断熱材（補助真空断熱材１８’）として重ねており角部等の個数の和は１０である。

［第一の実施形態］
以下、第一の実施形態に係る冷蔵庫について添付の図面を参照しつつ説明するが、必ずしもこれに限られるものではなく、本発明の思想に影響を与えない範囲で種々公知の構成を採用できる。

図１は本実施形態に係る冷蔵庫の正面図である。

図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

図１において、冷蔵庫本体１は貯蔵室として上から冷蔵室２、製氷室３、この製氷室３と横並びの上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６の順に配置されている。そして、これらの各貯蔵室は前面の開口を閉塞するための扉２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａがそれぞれ取り付けられている。冷蔵室２の前面開口を閉塞する２枚の扉２ａはヒンジ２ｂで回動可能に保持され、観音扉式に開閉するようになっている。その他の扉３ａ、４ａ、５ａ、６ａは前後方向に移動して各貯蔵室の開口を閉塞する引出し式扉となっている。

図２において、冷蔵庫本体１の内部奥側には冷却器室７が形成され、この冷却器室７内には冷却器８が収納されている。野菜室６の奥側と対向し、断熱壁９を隔てた位置には機械室１０が設けられ、この機械室１０内には圧縮機１１が設置されている。この圧縮機１１と冷却器８とは図示していないが、凝縮器とキャピラリチューブが冷媒配管で順に連結されることによって冷凍サイクルを構成している。

冷却器８の上部には冷気循環ファン１２が取り付けられている。この冷気循環ファン１２は冷却器８で冷却された冷気を冷蔵室２、製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６に強制循環して冷却するためのものである。冷気循環ファン１２の下流側にはダンパ１３が取り付けられている。このダンパ１３は冷気循環ファン１２によって吹き出された冷気を各貯蔵室に分配するためのものである。このダンパ１３の動作は操作基板（図示せず）からの出力を入力として制御される。

冷蔵室２の前面は冷蔵室用扉２ａで閉塞されている。製氷室３の前面は製氷室用扉３ａ（図１に示す）で閉塞されている。上部冷凍室４の前面は上部冷凍室用扉４ａで閉塞されている。下部冷凍室５の前面は第１の冷凍室用扉５ａで閉塞されている。野菜室６の前面は野菜室用扉６ａで閉塞されている。

冷蔵室２の天面壁２ｃ内には天面壁用真空断熱材１４が収納されている。下部冷凍室５と野菜室６とを区画する区画壁６ｂには区画壁用真空断熱材１５が収納されている。野菜室６と機械室１０との間にある断熱壁９内には底面壁用真空断熱材１６が収納されている。各貯蔵室２，３，４，５，６の背面にある背面壁１７内には第一の真空断熱材１８が収納されている。各壁に収納された真空断熱材１３〜１６，１８は発泡ポリウレタンフォーム１９との併用となっている。

図２では、第一の真空断熱材１８と第二の真空断熱材２３との重なりは省略しているが、その詳細は後述する図５乃至図１０により明らかである。第一の真空断熱材１８と第二の真空断熱材２３との配置は、本実施形態のように、注入口２２が設けられた背面壁１７の冷却器８と反対側の面（外箱１７ｂ側の面）に貼り付けても良いし、冷却器８の取り付けられた側の面（内箱１７ａ側の面）に貼り付けても良いが、真空断熱材の貼付のし易さの観点からは外箱１７ｂ側の面が好ましく、断熱性能の観点からは内箱１７ａ側の面が好ましい。また、第一の真空断熱材１８と第二の真空断熱材２３とを貼り付けずに設置しても良いが、その際は、ヒートブリッジ現象の抑制の観点から、例えば発泡ポリウレタンフォーム等の発泡断熱材の充填時に、冷却器８と反対側の面と冷却器８の取り付けられた側の面とに亘って真空断熱材が位置しないように留意する。

さて、図２で説明したように冷却器室７内には冷却器８が取り付けられている。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、冷却器の順に配管で接続されている。この冷凍サイクル中、冷却器は冷蔵庫の冷凍室を中心に各貯蔵室に配分される冷気を生成する部分で、約−２０℃〜−４０℃の範囲の低温であり、通常、冷凍室の背面側に取り付けられている。したがって、冷蔵庫では冷却器が配置された部分が外気との温度差が大きい箇所となっており、この部分からの熱漏洩を低減すれば大幅な省電力が可能となる。

図６は第一の実施形態の真空断熱材の配置を示す図である。

本実施形態における注入口２２が設けられる面の真空断熱材は、第一の真空断熱材１８及び第二の真空断熱材２３両者が略矩形状である。このようにすると、角部及び丸角部の個数の和を抑制し、真空漏れの抑制を実現しつつ、通常矩形状で製造される真空断熱材をそのまま用いることができることから加工コストを抑制できる。

図７は第一の実施形態に係る重なり部２３ａを説明する図である。

断熱箱体１ａを構成する背面壁１７の内面には第一の真空断熱材１８が公知の手法、例えばホットメルト或いは両面テープを使って貼り付けられている。第一の真空断熱材１８は、注入口２２とは重なっていない。また、注入口２２と冷却器８とが、注入口２２が設けられる面の正面視において重ならないようにすると、注入口２２との重なりを回避しなければならない真空断熱材が、冷却器８に対応する範囲を広くカバーするように配置でき、熱漏洩を効率的に抑制できる観点から好ましい。

第二の真空断熱材２３は、曲がり部２３ｃを形成している。これにより、第二の真空断熱材２３の重なり部２３ａ以外の部分は、背面壁１７の内面に略接し、好ましくは貼付できるため、発泡ポリウレタンフォームの流動を妨げない点で好ましい。

第二の真空断熱材２３は、例えば第一の真空断熱材１８の一部にホットメルト或いは両面テープ等で接合等されて重なって、二枚の真空断熱材の重なる部分（重なり部２３ａ）を形成しており、好ましくは背面壁１７の正面視において、冷却器８の一部と、より好ましくは全部と重なっている。重なり部２３ａに対する二枚の真空断熱材の積層関係は上記に限られず、第一の真空断熱材と第二の真空断熱材とが逆となった積層関係であっても良い。この場合、第一の真空断熱材が曲がり部２３ｃを備えることとなる。なお、第二の真空断熱材２３及び第一の真空断熱材１８（図中、上下方向）は例えば機械室１０に達しない長さである。

本実施形態によれば、真空断熱材の角部及び丸角部の数を抑制しつつ、注入口２２の設けられる面における真空断熱材のカバー率を上昇させて、熱漏洩をさらに抑制することが可能となる。さらに、一方の真空断熱材が他方の真空断熱材の一部に重なるため、重なり部２３ａにおける断熱力が優れたものとなっているとともに、真空断熱材に特別な加工を施さずに注入口２２を回避した上でカバー率を上昇させることができる。

［第二の実施形態］
第二の実施形態は、以下の点を除き、第一の実施形態の構成と同様である。

本実施形態における注入口２２が設けられる面の真空断熱材は、一方、例えば第一の真空断熱材１８を、注入口２２近傍に、背面壁１７の長辺と非平行に延びる傾斜部１８ａ（テーパ部）を位置するように設けた略五角形状とし、かつ他方、例えば第二の真空断熱材２３を略矩形状とする。このように、略五角形状である一方の真空断熱材を、注入口２２近傍がテーパ状になるように配置することで注入口２２との重なりを回避しつつ、重なり部２３ａの範囲を大きくし、かつカバー率をより大きくするよう配置できる観点から好ましい。略五角形状の真空断熱材は、後述する図８の略六角形状の真空断熱材の配置から、機械室１０に近い側の二つの頂点を同一にした（機械室１０に近い側の辺を消去した）ことで得られる配置である（不図示）。

本実施形態によっても、角部等の和は第一の実施形態に比して増えるものの、その他の点は第一の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第一の実施形態に比して、重なり部２３ａの範囲を大きくし、かつ注入口２２を備える面の真空断熱材のカバー率を、後述する第三の実施形態におけるカバー部２６と同様の構成を設けることができることから、さらに上昇させることができる。

［第三の実施形態］
第三の実施形態の構成は、以下の点を除き、第一乃至第二の実施形態の構成と同様である。

図８は第三の実施形態に係る冷蔵庫の真空断熱材の配置を説明する図である。

本実施形態の真空断熱材は、一方を、注入口２２近傍に傾斜部１８ａ（テーパ部）を位置するように設けた略六角形状の真空断熱材とし、かつ他方を略矩形状とする。このようにすると、二枚の真空断熱材の重なる部分（重なり部２３ａ）の面積を大きくとることが可能であるため、断熱性能をさらに向上できる上、重なり部２３ａを強固に接着できる観点から好ましい。第二の真空断熱材２３の重なり部２３ａ以外の部分である残部の少なくとも一部は、カバー部２６を形成している。

曲がり部２３ｃは、例えば第二の真空断熱材２３を金型を使って段押することで形成可能である。外箱２４と内箱２５との間に発泡断熱材、例えば発泡ポリウレタンフォーム１９を充填することで、その発泡効果により第一の真空断熱材１８と第二の真空断熱材２３とを強固に固定することができる。

本実施形態によれば、真空断熱材の注入口２２との重なりを回避しつつ、略六角形状及び略矩形状の二枚の真空断熱材の一部を重ねた配置とすることで、例えば本発明に至る過程の技術に比して、図８で示すように、第一の真空断熱材１８がカバーせず、第二の真空断熱材２３が注入口２２近傍をカバーするハッチング部（カバー部２６）を少なくとも新たにカバーすることが可能となり、かつ、二枚の重なり部分である重なり部２３ａの面積を広く確保することが可能である。

なお、上述した第一の実施形態においては図示を省略しているが、本実施形態と同様に、第一の真空断熱材１８がカバーせず、第二の真空断熱材２３がカバーする注入口２２近傍の部分がカバー部２６である。

本実施形態によっても、角部等の和は第一の実施形態に比して増えるものの、その他の点は第一の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第一乃至第二の実施形態に比して、重なり部２３ａの面積とカバー率とをさらに上昇させることができる。

［第四の実施形態］
第四の実施形態の構成は、以下の点を除き、第一乃至第三の実施形態の構成と同様である。

図９は本発明の第四の実施形態に係る冷蔵庫の真空断熱材の配置を説明する図である。

注入口２２に被さらないように緩やかなカーブによる弧の切欠部２３ｂが形成されている。また、この第二の真空断熱材２３の縦方向は機械室１０に達しない長さとなった矩形形状である。第一の真空断熱材１８と第二の真空断熱材２３が重なった重なり部２３ａは蒸発器８と略同じ面積或いは広い面積となっている。

本実施形態によっても第一の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第一乃至第三の実施形態に比して、重なり部２３ａの面積とカバー率とをさらに上昇させることができる。さらに、第一の真空断熱材１８は注入口２２を避けるため弧の切欠部は緩やかなカーブによって形成されているため、角部がなく真空漏れ低減をより図ることができる。

［第五の実施形態］
第五の実施形態に係る構成は、以下の点を除き、第一乃至第四の実施形態の構成と同様である。

図１０は第五の実施形態に係る重なり部２３ａを説明する図である。

図１０において、第一の真空断熱材１８は、例えば、厚み方向に３枚の原綿１８ｂ（三層の原綿）を積層して構成されている。一方、第二の真空断熱材２３の重なり部２３ａにおける部分は、第一の真空断熱材１８の厚みより薄くしており、例えば２枚の原綿２３ｃ（二層の原綿）によって構成される。これにより、重なり部２３ａとそれ以外の部分の真空断熱材の厚みとの差を小さくすることが可能である。厚みの調整は、重なり部２３ａとそれ以外の部分の厚みとの差を小さくするものであれば上記に限られず、例えば、第一の真空断熱材１８及び第二の真空断熱材２３の重なり部２３ａにおける厚みをそれぞれ、その他の部分よりも薄くして、重なり部２３ａとそれ以外の部分の真空断熱材の厚みとが、略同一或いは同一となるようにしても良い。

これにより、本実施形態においては、重なり部２３ａにおける真空断熱材の合計厚みと、それ以外の部分の真空断熱材の厚みとの差を小さくでき、外箱２４と内箱２５との間を流動する発泡ポリウレタンフォーム１９の流動が妨げられることを抑制することが可能となる。

このように本実施形態によれば、発泡ポリウレタンフォームの流動経路が確保できるので、発泡ポリウレタンフォームの未充填などの発生等を防止できる。

以上のごとく各実施形態によれば、注入口が設けられた面側の断熱壁に対する真空断熱材によるカバー率を高くしつつ、真空漏れ等に対する信頼性が高い冷蔵庫を提供できる。

１…冷蔵庫本体
１ａ…断熱箱体
２…冷蔵室
２ａ…冷蔵室用扉
２ｂ…ヒンジ
２ｃ…天井壁
３…製氷室
３ａ…製氷室用扉、
４…上段冷凍室
４ａ…上段冷凍室用扉
４ｂ…区画壁
５…下段冷凍室
５ａ…下段冷凍室用扉
６…野菜室
６ａ…野菜室用扉
７…冷却器室
８…冷却器
９…断熱壁
１０…機械室
１１…圧縮機
１２…冷気循環ファン
１３…ダンパ
１４…天面壁用真空断熱材
１５…区画壁用真空断熱材
１６…底面壁用真空断熱材
１７…背面壁
１７ａ…内箱
１７ｂ…外箱
１８…第一の真空断熱材
１８’…補助真空断熱材
１８ａ…傾斜部
１８ｂ…原綿
１９…発泡ポリウレタンフォーム
２０…側壁
２１…側壁用真空断熱材
２２…注入口
２３…第二の真空断熱材
２３ａ…重なり部
２３ｂ…切欠部
２３ｃ…曲がり部
２４…外箱
２５…内箱
２６…カバー部

Claims (5)

1. 注入口を有する面を備えた冷蔵庫であって、
   前記面に、第一の真空断熱材と、第二の真空断熱材とを設け、
   前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材を、前記注入口を塞がずに設け、
   前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材の互いの一部が重なって重なり部を形成し、前記第二の真空断熱材の前記重なり部以外の部分は前記注入口近傍をカバーするカバー部を有することを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記重なり部の厚みが、前記第一の真空断熱材及び前記第二の真空断熱材の前記重なり部以外の厚みの和より薄いことを特徴とする、請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 冷却器を当該冷蔵庫の背面側に備え、
   前記第一の真空断熱材及び前記第二の真空断熱材を前記冷却器より背面側に設け、
   前記重なり部は、当該重なり部の正面視において、前記冷却器の一部又は全部と重なり、
   前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材の少なくとも一方が曲がり部を形成していることを特徴とする、請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記第一の真空断熱材又は前記第二の真空断熱材の一方は、前記注入口近傍の位置に傾斜部を備えることを特徴とする、請求項１乃至３何れか一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記第一の真空断熱材及び前記第二の真空断熱材は略矩形状であることを特徴とする、請求項１乃至３何れか一項に記載の冷蔵庫。