JP2016176527A - 真空断熱材及びこの真空断熱材を使用した断熱箱体 - Google Patents

Abstract

【課題】芯材を曲がり易くして形状適応性能や変形性能を向上した新規な真空断熱材及びこの真空断熱材を使用した断熱箱体を提供することにある。【解決手段】真空断熱材の構成要素である繊維シートを積層して形成された芯材の少なくとも外表面の一方に複数の凹部及び凸部を設けた構成とした。これによれば、芯材に凹部及び凸部が設けてあるので、凸部と比較して凹部の方の厚さが薄くなって力が集中し易いことで曲がり易くなる。このため芯材の面内に凹部と凸部を広く分布させることで、真空断熱材が任意の方向に曲がり易くなり、形状適応性能や変形性能を向上することができる。【選択図】図１

Description

本発明は断熱機能を備えた真空断熱材及びこの真空断熱材を使用した断熱箱体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（ＣＯ２）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、家庭用電化製品においても省エネルギー化は重要な課題となっている。特に冷熱関連の家庭用電化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求められている。

冷蔵庫の場合、断熱箱体である庫内からの熱漏洩量を低減することが省電力に直結する。冷蔵庫は、周知の通り発泡ポリウレタンフォームに真空断熱材を組み合わせた断熱箱体本体及び断熱扉（以下、両方を併せて断熱箱体という）から構成され、高い断熱性能を備えながら大容量化、コンパクト化を図っている。真空断熱材の断熱性能はこうした冷蔵庫の省電力化に大きく寄与している。

現在の真空断熱材は平面状で矩形に形成されており、この真空断熱材の形状寸法の拡大や敷設面積の増大による冷蔵庫の断熱性能の向上が進んでいる。そして、更なる省エネルギー性能の向上を実現するには、真空断熱材自体の断熱性能の向上とは別に、断熱箱体の平面部以外への敷設、各種配置部品を含めた敷設、各種配置部品を回避した敷設といった、形状適応性能や変形性能も重要になる。

冷蔵庫等に用いられる真空断熱材としては、例えば、特開２００６−１６１９７２号公報（特許文献1）では、芯材を構成するガラス繊維を強化し、厚さ方向に圧縮されにくくしたものを、伝熱方向と垂直方向に積層した真空断熱材が提案されている。これは、真空引きに伴う圧縮に対して屈曲し難くしてガラス繊維間に存在する空間を保ち、ガラス繊維同士が接触し難くすることによって、ガラス繊維の熱伝導を抑えて真空断熱材の断熱性能の向上を図るものである。

また、特開２０１１−１９６３９２号公報（特許文献２）では、繊維シートの製法に基づく曲がり易い方向性を利用し、円筒面の周方向に湾曲させやすくした真空断熱材が提案されている。この繊維シートは、面内の直交する方向において、繊維の向く方向の比率に差があり、曲がり易い方向性を持っている。その曲がり易い方向を揃えて積層して芯材を構成することで、作製した真空断熱材にも繊維シートと同様の曲がり易さを与えようとするものである。

繊維シートの製法としては、例えば水や硫酸に直径約１μｍ、長さ約５ｍｍのガラス繊維を自動送り式の抄紙機を用いて抄紙してから乾燥後にロールに巻き取るものである。このように抄紙機で作製した繊維シートにはロールの引き出し方向に延びる漉き目が発生し、漉き目の方向性によって引張強度に差が生じ、シート面内に曲がり易い方向の差が生まれるものである。

特開２００６−１６１９７２号公報 特開２０１１−１９６３９２号公報

特許文献１の真空断熱材においては、真空断熱材を平面部に配置して用いる場合の断熱性能の向上にはつながる反面、配置部品の形状に沿って曲げて使用する場合にはガラス繊維の強度が強化されていることにより曲げにくく、また、曲げた時に繊維芯材が折れ易くなる。この為、折れた芯材が外包材を損傷することによる真空度の低下による断熱性能の悪化、折れた芯材が伝熱方向である真空断熱材の厚さ方向と平行に近づくことによる断熱性能の悪化といった問題が発生する恐れがある。

また、特許文献２の真空断熱材においては、繊維シートの製法に由来する曲がり易い方向を利用し、この繊維シートを用いて作製した真空断熱材にも同様の曲がり易い方向を持たせることを図っている。しかしながら、特定の一方向に関してのみしか曲がり易さを与えることができず、複数方向への折り曲げが必要になるような、複雑な変形を必要とする配置部品を覆うに場合、板取りがしにくく、歩留まりが悪化する恐れがある。また、製造段階において目視で曲がり易い方向を確認しにくいため、取り扱い上での不便が存在する。

本発明の目的は、芯材を曲がり易くして形状適応性能や変形性能を向上した新規な真空断熱材及びこの真空断熱材を使用した断熱箱体を提供することにある。

本発明の特徴は、真空断熱材の構成要素である繊維シートを積層して形成された芯材の少なくとも一方の表面に複数の凹部及び凸部を設けた、ところにある。

本発明によれば、芯材に凹部及び凸部が設けてあるので、凸部と比較して凹部の方の厚さが薄くなって力が集中し易いことで曲がり易くなる。このため芯材の表面に凹部と凸部を広く分布させることで、真空断熱材が任意の方向に曲がり易くなり、形状適応性能や変形性能を向上することができる。

本発明の第１の実施形態になる真空断熱材の芯材の斜視図である。 図１に示す真空断熱材のガラス繊維を示す拡大図である。 本発明の第２の実施形態になる真空断熱材の芯材の斜視図である。 図３に示す芯材を立体成形した時の斜視図である。 本発明の第３の実施形態になる真空断熱材の芯材の斜視図である。 図５に示す芯材を立体成形した時の斜視図である。 本発明の第３の実施形態になる真空断熱材の芯材の斜視図である。 真空断熱材を使用する冷蔵庫の正面図である。 図８に示す冷蔵庫のＡ-Ａ縦断面を示す断面図である。

次に、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。

本発明の第１の実施形態について図１を用いて説明する。図１において、真空断熱材は、抄紙法によって製造されたシート状のガラス繊維集合体を複数積層することで構成された芯材４０を、図示しない表面保護層、第１ガスバリア層、第２ガスバリア層、熱溶着層の４層構成から成るラミネートフィルムを三方袋状に製袋した外包材に入れた状態で、外包材の内部を真空包装装置により真空引きし、真空引きをした状態で外包材の一辺をヒートシールで熱溶着することで減圧空間の真空度を保持するものである。

そして、複数のシート状ガラス繊維集合体よりなる芯材４０の表面には、繊維の密度が高い箇所である凹部４１と、繊維密度が低い箇所である凸部４２が設けられている。この凹部４１と凸部４２は、繊維シートを抄紙法で製造して積層した後に、芯材４０の一部を加圧して密度差を与えることで形成されている。

本実施例においては、ドットパターン状の突起を有する金型によって芯材４０を加圧することで凹部４１を形成している。すなわち、芯材４０の表面に金型に形成した円形の突起部を押し付けて凹部４１を形成しているものである。したがって、芯材４０の元の表面が凸部４２となり、円形の突起部によって形成され表面からへこんだ部分が凹部４１となるものである。つまり、複数の凹部４１と、この凹部４１の周囲に存在する芯材４０の元の表面が、複数の凹部４１に対応する複数の凸部４２となるものである。

この凹部４１の形状は丸型で示しているが、三角、矩形等の種々の形状のものを採用することができる。また、この凹部４１の大きさ、及び個数も真空断熱材の仕様によって適切な大きさ、個数が選択されるものである。また、凹部４１の配置は規則的に配置しても良いし、規則性を与えないランダムな配置としても良い。これによって、自由な折り曲げ方向を与えることができるようになる。

繊維シートを積層して成る芯材４０を用いて作製した真空断熱材に変形を与える際、曲げを与える方向と略一致する位置に存在する複数の凹部４１が変形の起点となり、容易に曲げることが可能となり、真空断熱材の折り曲げ性が向上して、折り曲げ時の作業性や折り曲げ後の表面精度、形状精度が改善される。このように、芯材４０の表面に複数の凹部４１及び凸部４２を設けることによって形状適応性能や変形性能を向上することができる。

上述した凹部４１及び凸部４２の形成は密度差を与えることで行われ、芯材４０を部分的に切り取るといった減量を伴うものではないため、真空断熱材全体としての断熱性能を低下させるものではない。

尚、本実施例ではドットパターン状の突起を有する金型によって加圧することで凹部４１を形成しているが、これ以外に芯材４０にエンボス加工による凹部及び凸部を形成することも可能であり、これによって真空断熱材に多方向への折り曲げ性を与えることが可能である。

次に、本実施例における真空断熱材の具体的な構成について説明する。本実施例における真空断熱材の芯材４０は、遠心法によって得られた平均繊維径２〜５μｍのガラス繊維を、所定の目付け量になるようにシート状に成形したガラス繊維集合体である。この芯材４０はシート状に成形したガラス繊維集合体を積層することで、シートを構成するガラス繊維の向きが断熱方向であるシートの厚さ方向に略平行になったとしても、ガラス繊維によって形成される熱経路はシートの厚さの範囲内に限られるようにしている。

また、シートの厚さ方向に略平行な繊維が、積層される各シートに存在したと仮定しても、シートを積層した際に厚さ方向に略平行な繊維同士が接触し、一続きの熱経路を形成する確率は低く、真空断熱材としての断熱性能上有利である。

本実施例においては遠心法によるガラス繊維を用いたが、特にこれに限定するものではない。例えば、ガラス繊維の製法は火炎法や連続フィラメント法でも構わず、材質もセラミック繊維やロックウール等のその他の無機繊維でも構わないが、細径化のし易さや価格、粉落ちが発生しない等の点から、ガラス繊維が望ましい。また、有機繊維を用いることも可能ではあるが、芯材からのアウトガス等を考慮すると、無機繊維の方が断熱性能上有利である。

次に、本実施例で用いる芯材であるガラス繊維集合体の製造方法について説明する。芯材は、遠心法によって繊維化されたガラス繊維を、繊維を分散し易くする水溶液である分散媒に投入し、混合・撹拌することでガラス繊維が分断される。そうしてガラス繊維の分散によってスラリー状になった水溶液をメッシュコンベア上に一定量掬い上げて紙漉きの要領で抄造後に乾燥させることでシート状のガラス繊維集合体が得られる。

本実施例においては、抄造時にメッシュコンベアの進行方向に対して、スラリー状の水溶液が略垂直にながれるようにし、ガラス繊維の向きがメッシュコンベアの進行方向に偏るのを抑制し、略ランダムな方向に分布するようにした。尚、メッシュコンベアの進行速度に応じてスラリー状の水溶液の流れ方向の調整が必要である。

本実施例では分散媒の水溶液としてＰＨ３．０〜３．５に調整した硫酸水溶液を用いたが、これに限定されず、ＰＨを調整した酸性溶液で、安全上問題の無いものなら使用が可能である。また、ＰＨの異なる溶液や市販の繊維分散剤を使用しても構わない。本実施例では、硫酸水溶液を分散媒として用いたことで、図２に示すようにガラス繊維の表面の一部に硫黄成分を含む針状結晶が付着した状態になっている。針状結晶により、ガラス繊維同士の接触面積が減少し、ガラス繊維を伝う熱伝導が抑制されるため、断熱性能上有利になる。

一方、シート状のガラス繊維集合体の自由厚さが目付量と比して厚くなり、複数枚積層する場合にはそれが集積されることになる。例えば、厚さ１８ｍｍの真空断熱材を作製する場合、目付量を１２０ｇ/ｍ²とすると、３０〜４０枚の繊維集合体を積層することになり、見かけ上の嵩密度が大きくなる。そのため、外包材への芯材収納が難しい場合がある。このような場合、内袋を使用することで作業性を改善することも可能である。

内袋としては熱溶着が可能な、例えば三方袋状の高密度ポリエチレンフィルムが使用可能であり、内袋に芯材を収納した状態で芯材を圧縮状態にし、芯材が脱気された状態で内袋を熱溶着し、芯材の圧縮状態を維持することで外包材への収納作業性を向上させることができる。外包材への収納後は、外包材内部の真空排気前に内袋を開封し、芯材内部も含めて減圧状態とした後で外包材を熱溶着し密封することで真空断熱材が得られる。

内袋としては、前記の三方袋状の高密度ポリエチレンフィルムに限られず、材質はポリプロピレン、高密度以外のポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレブタレート等、吸湿性が低く、熱溶着が可能で、アウトガスが少ないものであれば使用可能であり、また、袋状でなくても２枚のフィルム間に芯材を配置した状態で圧縮を行い、四方を熱溶着して密閉し、圧縮状態を保持することも可能である。

また、バインダーを用いて芯材を固めて外包材への収納作業性を上げることも可能だが、アウトガスの発生を考慮すると、真空断熱材の断熱性能の面からなるべく使用を避けることが望ましい。バインダーを使用する場合でも、使用量は極力少なくすることや、繊維同士の接触箇所に毛管現象で集まり易く接触面積を拡大し易い液体バインダーよりも固体の繊維状バインダーを用いる、折り曲げ性低下の影響が無機バインダーと比較して小さい有機バインダーを用いる等の注意が必要である。

繊維径に関して特定の範囲に限定はされないが、細径である方が気体の熱伝導抑制の点から断熱性能的に優れた真空断熱材が得られるのと、細径になると繊維自体の剛性が低くなっていくのを考慮すると平均繊維径２〜５μｍ程度が望ましい。

次に外包材について説明する。外包材のラミネート構成は、ガスバリア性を有し、熱溶着が可能であることがあれば良い。本実施例においては、表面保護層、第１ガスバリア層、第２ガスバリア層、熱溶着層の４層構成からなるラミネートフィルムである。

表面層は保護材の役割を持つ樹脂フィルムである。第１ガスバリア層は樹脂フィルムに金属蒸着層を設けたものである。第２ガスバリア層は酸素バリア性の高い樹脂フィルムに金属蒸着層を設けたものである。第１ガスバリア層と第２ガスバリア層は金属蒸着層同士が向き合って貼り合わされている。

熱溶着層は、表面層と同様の吸湿性の低いフィルムである。具体的には、表面層は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フィルム、第１ガスバリア層はアルミニウム蒸着付の二軸延伸エチレンテレフタレートフィルム、第２ガスバリア層はアルミニウム蒸着付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、アルミニウム蒸着付の二軸延伸ポリビニルアルコール樹脂フィルム、またはアルミ箔、熱溶着層をポリエチレン、ポリプロピレン等の各フィルムとした。

外包材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１、第２ガスバリア層としては金属箔や、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アコート材、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等のガスバリア膜を設けたものを用い、熱溶着層としては酸素バリア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構わない。

表面層は第１ガスバリア層の保護材であるが、真空断熱材の製造工程での真空排気率をよくするために、吸湿性の低い樹脂を用いるのが望ましい。また、第２ガスバリア層に配置する樹脂系フィルムのガスバリア性は吸湿によって著しく悪化するため、熱溶着層に関しても吸湿性の低い樹脂を配置し、ガスバリア性の悪化抑制およびラミネートフィルム全体の吸湿を抑制するのが好ましい。

こうして、外包材を真空排気する際の持ち込み水分量を減らすことで、真空排気効率を向上させ、真空断熱材の断熱性能を高めることにつながる。各フィルムの貼り合わせは、二液硬化型ウレタン接着剤を用いたドライラミネート法での貼り合わせが一般的であるが、接着剤の種類や貼り合わせ方法は限定されず、ウェットラミネート法、サーマルラミネート法、等の様々な方法が選択可能である。

次に、吸着剤について説明する。本実施例における吸着剤は、物理吸着タイプで粒状の合成ゼオライトであるが、これに限定するものではない。吸着剤としては、水分や気体を吸着するものであれば、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ドーソナイト、ハイドロメタルのような物理吸着タイプの吸着剤もアルカリ金属やアリカリ土類金属、またはそれらの酸化物や水酸化物のような化学吸着タイプの吸着剤も使用可能である。

このようにして、図１に示す芯材４０を製袋した外包材に入れた状態で、外包材の内部を真空包装装置により真空引きし、真空引きをした状態で外包材の一辺をヒートシールで熱溶着することで減圧空間の真空度を保持して、真空断熱材が製造されるものである。

上述したように、本実施例では芯材４０の一方の表面に凹部４１及び凸部４２が設けてあり、凸部４２と比較して凹部４１の厚さが薄く、力が集中し易いことで曲がり易くなることを利用している。複数の凹部４１を結んだ方向に対して略垂直方向に曲がり易くなるため、凹部４１及び凸部４２を面内に広く分布させることで、真空断熱材が任意の方向に対して曲がり易くなる。

仮に、単純に真空断熱材或いは芯材の厚さを薄くしたり、芯材の強度を下げたりすることで真空断熱材を曲がり易くした場合、真空断熱材全体が変形し易くなる。このため、真空断熱材を立体的に配置するべく変形させる際に、必要とする曲げの周囲の箇所も追従して変形してしまうことにより、無用の形状変化の発生や必要以上の変形に伴う芯材の損傷発生による断熱性能の低下の恐れがある。

これに対して、本実施例においては芯材４０の少なくとも一方の表面に凹部４１及び凸部４２を形成することで折り曲げ力の集中する箇所を設け、成形する際に変形し易い箇所と形状を保ち易い箇所を設けることで成形後の仕上がり形状精度を高めることができる。

以上述べた通り本実施例によれば、真空断熱材の構成要素である繊維シートを積層して形成された芯材の少なくとも外表面の一方に複数の凹部と凸部を設けた構成とした。これによれば、芯材に凹部と凸部が設けてあるので、凸部と比較して凹部の方の厚さが薄くなって力が集中し易いことで曲がり易くなる。このため芯材の面内に凹部と凸部を広く分布させることで、真空断熱材が任意の方向に曲がり易くなり、形状適応性能や変形性能を向上することができる。

次に本発明の第２の実施形態について説明する。実施例１は芯材４０の一方の表面に凹部と凸部を分散させて分布させたものであるが、本実施例では直線状の凹部と凸部を交互に配置した点で異なっている。

実施例２においては、図３に示すように芯材４０の一方の表面に、密度の高い凹条部４３と密度が低い凸条部４４とを平行かつ交互に並べたものである。したがって、凹条部４３が薄いので芯材４０は円筒形に曲がり易くなっている。本実施例の場合は、図４にある通り円筒状に真空断熱材を変形させて配置することを想定したものである。

また、図３のように芯材４０の一方の表面に凹条部４３と凸条部４４を設けた場合、円筒状にして製品に配置する際に接着面になる側、あるいは外観に現れる意匠面になる側といった状況に応じて、円筒上の内側と外側のどちらに、凹条部４３と凸条部４４が設けられた側を配置するかを使い分けることが可能である。本実施例では凹条部４３と凸条部４４を一方の表面に設けているが、両面に凹条部４３と凸条部４４を配置しても差し支えないものである。

本実施例においては、凹条部４３と凸条部４４が一方の端から反対側の端に至るまで延びているものであり、芯材４０の片側から反対側まで通じる空隙部が凹条部４３によって形成されていることになる。この空隙部の方向と外包材の開口部端面とが略垂直になるように、芯材４０を外包材内部に収容した状態で真空引きを行うことで、空隙部が外包材内部を真空引きする際の排気経路として機能し、真空排気効率を高めることで真空度及び断熱性能、製造効率を上げることができる。

尚、凹条部４３、或いは凸条部４４は芯材４０の一方端から反対側の端まで到る形状に限定されず、一方もしくは両方の端部、或いは中間部分で途切れる箇所が存在していても差し支えないものである。

次に本発明の第３の実施形態について説明する。実施例２は芯材４０の一方の表面に凹条部と凸条部とを平行かつ交互に並べたものであるが、本実施例では扇状の芯材に放射状の凹条部と凸条部を交互に配置した点で異なっている。

実施例３において、図５にある通り扇状の芯材４０には、放射状に広がる凹条部４５と凸条部４６が交互に並べて配置されている。したがって、したがって、凹条部４５が薄いので芯材４０は円錐台の形状に曲がり易くなっている。本実施例の場合は、図６にある通り円錐台の形状に真空断熱材を変形させて配置することを想定したものである。

本形状を作る場合、ガラス繊維集合体のシートを抄紙法で作製する際に、凹条部４５と凸条部４６を設けて作製することも可能であるが、積層した時に凹条部４５と凸条部４６が一致するように繊維シートを切り出す必要がある。これに対して、本実施例では、芯材４０の形状を切り出した後の積層前に凹条部４５と凸条部４６を一枚毎に形成するか、あるいは積層後に一括して凹条部４５と凸条部４６を形成する方が容易である。

尚、シートの積層後にプレスして凹条部４５と凸条部４６を形成する場合、シートを抄造した際の脱水時と比較して形の痕跡が残りにくく、また積層したシートの複数枚を同時に変形させるので、加熱プレスによる成形を行うことが有利である。

次に本発明の第４の実施形態について説明する。実施例１は芯材４０の一方の表面に凹部を分布させたものであるが、本実施例では芯材４０の一方の表面に凸部を分布させた点で異なっている。

実施例４においては、図７に示すように芯材４０には格子状に凸部４７と凹部４８が配置されている。本実施例においては、格子状の後退部を有する金型によって加圧することで凸部４７を設けている。すなわち、芯材４０の表面に金型に形成した多数の格子状に配置した矩形の後退部を押し付けて凸部４７を形成しているものである。したがって、芯材４０の表面が凹部４８となり、矩形の後退部によって形成され表面から突出した部分が凸部４７となるものである。つまり、複数の凸部４７と、この凸部４７の周囲に存在する芯材４０の元の表面が、複数の凸部４７に対応する複数の凹部４８となるものである。

この凸部４７の形状は矩形で示しているが、三角、円形等の種々の形状のものを採用することができる。また、この凸部４７の大きさ、及び個数も真空断熱材の仕様によって適切な大きさ、個数が選択されるものである。また、凸部４７の配置も規則的に配置しても良いし、規則性を与えないランダムな配置としても良い。これによって、自由な折り曲げ方向を与えることができる。

実施例１と同様に、繊維シートを積層して成る芯材４０を用いて作製した真空断熱材に変形を与える際、曲げを与える方向と略一致する位置に存在する複数の凹部４８が変形の起点となり、容易に曲げることが可能となり、真空断熱材の折り曲げ性が向上して、折り曲げ時の作業性や折り曲げ後の表面精度、形状精度が改善される。このように、芯材４０の表面に複数の凹部４７及び凸部４８を設けることによって形状適応性能や変形性能を向上することができる。

次に、本発明が適用される冷蔵庫の構成について図８、図９を用いて説明する。図８は本実施例が適用される冷蔵庫の正面図であり、図９は図８のＡ−Ａ断面図を示している。

図８及び図９において、冷蔵庫１０は上から冷蔵室１１、貯氷室１２a、上段冷凍室１２ｂ、冷凍室１３、野菜室１４等の貯蔵室を有している。図１にあるように各貯蔵室の前面開口部は扉によって開閉可能に構成されており、上からヒンジ１５等を中心に回動する冷蔵室扉１６ａ、６ｂ、貯氷室扉１７ａと上段冷凍室扉１７ｂ、下段冷凍室扉１８、野菜室扉１９が配置されている。尚、冷蔵室扉１６ａ、１６ｂ以外は全て引き出し式の扉であり、これらの引き出し式の扉１７乃至扉１９は扉を引き出すと、各貯蔵室を構成する容器が扉と共に引き出されてくる構成である。各扉１７乃至扉１９の貯蔵室側の面には冷蔵庫本体１０を密閉するため、内部に永久磁石を埋設したパッキン２０を備え、このパッキン２０は各扉１７乃至扉１９の貯蔵室側の外周縁付近に取り付けられている。

また、冷蔵室１１と製氷室１２ａ及び上段冷凍室１２ｂとの間を区画、断熱するために仕切断熱壁２１を配置している。この仕切断熱壁２１は厚さ３０〜５０mm程度の断熱壁で、スチロフォーム、発泡断熱材(硬質ウレタンフォーム)、真空断熱材等をそれぞれ単独使用又は複数の断熱材を組み合わせて作られている。

製氷室１２ａ及び上段冷凍室１２ｂと下段冷凍室１３の間は、制御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２０の受面を形成した仕切り部材２２を設けている。

下段冷凍室１３と野菜室１４の間には区画、断熱するための仕切断熱壁２３を設けており、仕切断熱壁２１と同様に３０〜５０mm程度の断熱壁で、これまたスチロフォーム、或いは発泡断熱材(硬質ウレタンフォーム)、真空断熱材等で作られている。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２１、２３を設置している。

冷蔵庫本体１０を構成する断熱箱体２４は外箱２５と内箱２６とを備え、外箱２５と内箱２６とによって形成される空間に断熱部を設けて断熱箱体２４内の各貯蔵室と外部とを断熱している。具体的には外箱２５と内箱２６の間の空間に真空断熱材２７ａ、２７ｂ、２７ｄを配置し、真空断熱材２７ａ、２７ｂ、２７ｄ以外の空間には硬質ウレタンフォーム等の発泡断熱材２４ａを充填してある。

また、冷蔵庫の冷蔵室１１、冷凍室１２a、１２ｂ、下段冷凍室１３、野菜室１４等の各室を所定の温度に冷却するために下段冷凍室１３の背側には冷却器２８が備えられており、この冷却器２８は圧縮機２９と凝縮機３０、図示しないキャピラリーチューブとが接続されて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３１が配設されている。

また、冷蔵庫の冷蔵室１１と製氷室１２ａ及び上段冷凍室１２ｂ、及び冷凍室１３と野菜室１４を区画する断熱材として夫々仕切断熱壁２１、２２が配置されている。仕切断熱壁２１、２２は発泡ポリスチレン３２と真空断熱材２７Ｃで構成されており、この仕切断熱壁２１、２２については硬質ウレタンフォーム等の発泡断熱材を充填しても良く、特に発泡ポリスチレンと真空断熱材に限定するものではない。

また、断熱箱体２４の天面後方部には冷蔵庫１０の運転を制御するための基板や電源基板等の電気部品３３を収納するための収納凹部３４が形成されており、これに電気部品３３を覆うカバー３５が設けられている。

カバー３５の高さは外観意匠性と内容積確保を考慮して、外箱２５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３５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、収納凹部３４は断熱材２４ａ側に電気部品３３を収納する空間だけ窪んだ状態で配置されるので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。逆に内容積をより大きくとると収納凹部３４と内箱２６間の断熱材２４ａの厚さが薄くなってしまうので、収納凹部３４の断熱材２４ａ中に真空断熱材２７ａを配置して断熱性能を確保、強化している。

本実施例では、真空断熱材２７ａを前述の庫内灯のケースと電気部品３３に跨るように略Ｚ形状に成形した１枚の真空断熱材２７ａとしている。尚、カバー３５は鋼板製としている。また、断熱箱体２４の背面下部に配置された圧縮機２９や凝縮機３０は発熱量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、内箱２６側への投影面に真空断熱材２７ｄを配置している。

ここで、真空断熱材２７a〜２７ｄについては、実施例１で説明した芯材４０を使用した真空断熱材を使用している。このため、芯材４０を形成するシート状ガラス繊維集合体のガラス繊維は繊維方向がランダムであることと、表面に針状結晶が存在するために他の繊維との接触が少なくなることで、ガラス繊維を伝う熱伝導が抑制されるため、断熱性能上有利になる。また、芯材４０の表面に本実施例の特徴である凹部４１と凸部４２を形成しているため、折り曲げ加工がし易いという作用、効果がある。

本実施例においては、天面に配置する真空断熱材２７ａ、底面に配置する真空断熱材２７ｄ、背面に配置する真空断熱材２７ｂを断熱箱体の形状に沿って折り曲げ成形し、また、側面に配置する真空断熱材は側面鋼板の内側に敷設される冷媒パイプを隙間無く覆うように凹部を設けて用いた。

天面や底面に貼付する場合、従来は真空断熱材の内側が圧縮、外側が引張状態になるためにスプリングバック的な反発力が発生し曲げ半径を十分に小さく出来なかったが、本実施例では実施例１に示すように凹部４１や凸部４２を設けたことにより、曲げ時の反発力が緩和され、貼付面と真空断熱材に大きな隙間が生まれないように貼付することができる。

これにより、ウレタン発泡時のウレタン流動性の改善、隙間へのウレタン侵入による剥がれの防止、側面鋼板裏面の冷媒パイプの熱が冷蔵庫内へ移動するのを抑止することによる断熱性能の向上、鋼板と真空断熱材の表面形状的な密着性を高めたことで接着効率が向上して接着剤の使用量低減や押付力を下げられることによる鋼板の薄肉化による原価低減といった効果にも繋がるようになる。

以上述べた通り、本発明によれば、真空断熱材の構成要素である繊維シートを積層して形成された芯材の少なくとも表面の一方に複数の凹部及び凸部を設けた構成とした。これによれば、芯材に凹部及び凸部が設けてあるので、凸部と比較して凹部の方の厚さが薄くなって力が集中し易いことで曲がり易くなる。このため芯材の表面に凹部と凸部を広く分布させることで、真空断熱材が任意の方向に曲がり易くなり、形状適応性能や変形性能を向上することができる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０…冷蔵庫、１１…冷蔵室、１２ａ…製氷室、１２ｂ…上段冷凍室、１３…下段冷凍室、１４…野菜室、１５…扉用ヒンジ、１６ａ…冷蔵室扉、１６ｂ…冷蔵室扉、１７ａ…製氷室扉、１７ｂ…上段冷凍室扉、１８…下段冷凍室扉、１９…野菜室扉、２０…パッキン、２１、２３…仕切断熱壁、２２…仕切り部材、２４…箱体、２４ａ…断熱材、２５…外箱、２６…内箱、２８…冷却器、２９…圧縮機、３０…凝縮機、３１…送風機、４０…芯材、４１…凹部、４２…凸部、４３…凹条部、４４…凸条部、４５…凹条部、４６…凸条部、４７…凸部、４８…凹部。

Claims (5)

1. 少なくとも、シート状のガラス繊維集合体を複数枚積層した芯材と、前記芯材を収納するガス透過性の小さい外包材よりなる真空断熱材において、
   前記芯材の表面の一方に複数の凹部及び凸部を設け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、
   前記芯材の表面に凹部を形成し、前記凹部以外の前記芯材の表面を凸部とするか、或いは前記芯材の表面に凸部を形成し、前記凸部以外の前記芯材の表面を凹部とすることを特徴とする真空断熱材。
3. 請求項１に記載の真空断熱材において、
   前記芯材の表面に直線状の凹部と直線状の凸部のそれぞれを交互に平行に配置するか、前記芯材の表面に放射状の凹部と放射状の凸部のそれぞれを交互に配置することを特徴とする真空断熱材。
4. 請求項２或いは請求項３に記載の真空断熱材において、
   前記凹部或いは前記凸部はプレス加工によって形成されていることを特徴とする真空断熱材。
5. 外箱と内箱、及び前記外箱と前記内箱によって形成される空間に充填された発泡断熱材を備えた断熱箱体において、
   前記断熱箱体の内部には、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の真空断熱材が配置され、かつ前記発泡断熱材によって前記真空断熱材が覆われていることを特徴とする断熱箱体。

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