(本発明の基礎となった知見)
本発明者等は、熱膨張による外箱の変形の低減について鋭意検討をした。その中で、本発明者等は従来技術には下記のような問題があることを見出した。
上記特許文献1の真空断熱筐体は、冷蔵庫の扉に用いられ得る。この場合、内箱が冷蔵庫の庫内に配され、外箱が庫外に配される。この庫外の温度は、通常、25℃等の常温であるのに対し、庫内の温度は、常温よりも低い、例えば、5℃〜−18℃に設定される。この温度差によって、低温に晒される内箱は外箱よりも大きく収縮してしまう。
これにより、内箱の変形に合わせて、内箱に接着されている真空断熱体が変形し、さらに、真空断熱体に接着されている外箱が変形する。これにより、真空断熱筐体が変形し、真空断熱筐体を用いた冷蔵庫の扉と、冷蔵庫の本体との間に隙間が生じると、冷蔵庫の断熱性能が低下してしまう。また、外装として外部に現れている外箱が変形すると、冷蔵庫の意匠を損ねてしまう。
そこで、本発明者等は、外箱、内箱及び真空断熱体の接着方法を調整することにより、真空断熱筐体の変形を低減することができることを見出した。本発明はこの知見に基づいてなされたものである。
本発明の第1態様に係る真空断熱筐体は、真空断熱体と、前記真空断熱体が内部に配置され、且つ、開口部を有する内箱と、前記開口部を閉鎖する外箱と、前記内箱及び前記外箱の少なくともいずれか一方の接着面と前記真空断熱体とを接着し、且つ、接着剤により形成されている接着部と、を備え、前記接着面と前記真空断熱体との間の空間における前記接着部の密度は、前記接着面の中央部よりも端部の方が小さい。
この構成によれば、端部における接着部の密度が中央部よりも小さいことにより、端部における空間(余地部)が中央部よりも大きい。よって、低温による内箱の収縮によって真空断熱体が変形した場合、この変形が余地部により吸収される。このため、真空断熱体の変形による外箱の変形を低減でき、延いては、真空断熱筐体の反りを低減するこができる。この結果、変形による真空断熱筐体の断熱性能及び意匠の低下を軽減することができる。
本発明の第2態様に係る真空断熱筐体では、第1態様において、前記端部の面積に対する前記端部における前記接着部の面積の比率である前記端部の面積比率は、前記中央部の面積に対する前記中央部における前記接着部の面積の比率である前記中央部の面積比率よりも小さくてもよい。この構成によれば、端部における空間(余地部)が中央部よりも大きく、外箱の変形及び真空断熱筐体の反りを低減するこができる。
本発明の第3態様に係る真空断熱筐体では、第2態様において、前記中央部の面積比率に対する前記端部の面積比率の比率は0.8以下であってもよい。この構成によれば、比率が0.8以下で、面積比率の比率に対する真空断熱筐体の反り量がより一層、小さくなる。これにより、外箱の変形及び真空断熱筐体の反りの低減がさらに図られる。
本発明の第4態様に係る真空断熱筐体では、第1〜3態様のいずれかにおいて、前記端部における前記接着部の厚みは、前記中央部における前記接着部の厚みよりも大きくてもよい。この構成によれば、端部における空間(余地部)が中央部よりも大きくなり、外箱の変形及び真空断熱筐体の反りを低減するこができる。
本発明の第5態様に係る真空断熱筐体では、第4態様において、前記中央部における前記接着部の厚みに対する前記端部における前記接着部の厚みの比率は1.2以上であってもよい。この構成によれば、厚みの比率が1.2以上で、接着部の厚みの比率に対する真空断熱筐体の反り量がより一層、小さくなる。これにより、外箱の変形及び真空断熱筐体の反りの低減がさらに図られる。
本発明の第6態様に係る真空断熱筐体では、第1〜5態様のいずれかにおいて、前記接着剤は、弾性率が100Mpa以下のシリコーン系接着剤又はゴム系接着剤であってもよい。この構成によれば、真空断熱体の変形に応じて接着剤が変形し易い。このため、真空断熱体の変形が外箱に反映され難くなり、外箱の変形及び真空断熱筐体の反りの低減がさらに図られる。
本発明の第7態様に係る真空断熱筐体では、第1〜6態様のいずれかにおいて、前記中央部において前記接着部は、線状又は面状に形成されていてもよい。この構成によれば、線状又は面状の接着部により接着面の中央部における接着部の面積を大きくすることができ、接着面と真空断熱体との間に大きな接着強度を確保することができる。
本発明の第8態様に係る真空断熱筐体では、第1〜7態様のいずれかにおいて、前記端部において前記接着部は、破線状又は点線状に形成されていてもよい。この構成によれば、破線状又は点線状の接着部により接着面の端部における空間を大きくし、外箱の変形及び真空断熱筐体の反りの低減がさらに図られる。
本発明の第9態様に係る真空断熱筐体では、第1〜8態様のいずれかにおいて、前記真空断熱体において前記接着面と接着される面以外の面と前記内箱とは、前記開口部の周縁に沿って1周に亘って接着されていてもよい。この構成によれば、真空断熱体と内箱とが接着されることにより、この間が密閉される。このため、水分などの異物の侵入が防げ、異物による意匠の低下などの問題を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
(実施の形態1)
まず、本実施の形態1に係る真空断熱筐体100(図2)を備える断熱機器200の一例について、図1を参照しながら説明する。以下、断熱機器200として冷蔵庫を挙げた例について説明するが、断熱機器200は冷蔵庫に限定されない。
[断熱機器の構成]
断熱機器200は、本体201、圧縮器202及び蒸発器203を備えている。本体201における上部の背面には、圧縮器202が配置されている。また、本体201の下部の背面には、蒸発器203で発生した水を貯めるための蒸発皿204が配置されている。
本体201の内部空間は、仕切壁205〜207によって複数(例えば、4つ)の貯蔵室208〜211に区画されている。本体201の正面は、開放されていて、扉212〜215が設けられている。各貯蔵室208〜211には、回転式の扉212、又は、レール等を有する引き出し式の扉213〜215が配置されている。
また、本体201の中央部の背面側には、冷却室218が設けられている。冷却室218は、仕切壁206と仕切壁207とを接続する冷却室壁体216により区画されている。冷却室218には、蒸発器203が配設されている。
蒸発器203は、圧縮器202から供給された冷媒と、冷却室218内に存在する空気との間で熱交換するように構成されている。これにより、蒸発器203周辺の空気が冷却され、冷却された空気は、図示されないファン等により、冷却流路217を介して、貯蔵室208〜211に供給される。なお、冷却流路217は、区画壁と本体201の背面との間に形成されている空間により構成される。
この断熱機器200において、本体201、扉212〜215、仕切壁205〜207及び冷却室壁体216のうちの少なくとも一つの部品が真空断熱筐体100を備えている。
[扉の構成]
以下、真空断熱筐体100を扉213に用いた場合の例について図2(a)及び図2(b)に示すように、説明する。扉213は、真空断熱筐体100、ガスケット101及び一対のフレーム102を備えている。真空断熱筐体100には、一対のフレーム102がネジ103によりネジ止めされている。真空断熱筐体100は、図2(a)〜図3に示すように、外箱10、真空断熱体20、及び当該真空断熱体20を収納する内箱30を備えている。
外箱10は、平板状に形成され、外装を形成する外面と、真空断熱体20と対向する内面とを有している。外箱10は、ガラス板又はプリコート鋼板等で構成されており、例えば、この外面は被膜層で覆われている。被膜層は、例えば、3層の積層体で構成されており、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂層、アルミニウム箔等の金属層、及び無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)等の樹脂層が積層して形成されている。
内箱30は、開口部31を有する箱状に形成されていて、その正面が開口部31により開放されている。内箱30の開口部31は、外箱10により閉鎖されている。また、内箱30は、背壁32、及び背壁32の周囲を取り囲む側壁33を有している。背壁32は、凹凸が形成されていて、凹部(図示せず)には、ガスケット101が嵌められる。背壁32は、内装を形成する外面と、真空断熱体20と対向する内面とを有している。
内箱30の側壁33の周縁は、内箱30の開口部31を取り囲む縁である。この周縁には段差が設けられていて、第1周縁面34及び第2周縁面35が設けられている。第1周縁面34は第2周縁面35よりも外側に設けられ、第2周縁面35を取り囲む。第2周縁面35は、第1周縁面34よりも窪んでおり、第1周縁面34よりも背壁32に近い。
真空断熱体20は、本体部21を備え、本体部21は、第1主面22、これに対向する第2主面23、及びこれらの間に設けられこれらに直交する側面24を有している。第1主面22は、外箱10に対向し、例えば平面状に形成されている。第2主面23は、内箱30に対向し、内箱30の背壁32の内面に沿った形状を有している。側面24は、内箱30の側壁33の内面に対向し、側壁33の内面に沿った形状を有している。
真空断熱体20は、鍔部25を有している。鍔部25は、真空断熱体20の側面24から立ち上がり、真空断熱体20の本体部21の第1主面22を拡張するように外側へ突出している。鍔部25の外面は本体部21の外面と面一に配置される。鍔部25は内箱30の周縁の段差に嵌められ、鍔部25の内面は内箱30の第2周縁面35に対向する。
真空断熱体20は、第1部材、第2部材及びコア材を有している。第1部材と第2部材で形成される筐体の内部空間には、コア材が配置されていて、真空断熱体20は、当該内部空間が所定の真空度になるように構成されている。
第1部材は、内箱30の内面形状に合わせて、開口を有する箱状に形成されている。第1部材の背面の適所には、真空断熱体20の内部(第1部材の内部)を真空引きするための貫通孔が設けられている。貫通孔の縁には、貫通孔を封止するための封止部材が配設されている。
第2部材は、第1部材の開口を密閉する。第2部材は、例えば、ラミネートフィルムであって、ラミネートフィルムはアルミニウム又はステンレス等の金属層を有していてもよい。
コア材としては、例えば、連続気泡ウレタンフォームで構成されていてもよい。連続気泡ウレタンフォームは、例えば、特許第5310928号に開示されている特徴を有するものであってもよい。また、コア材としては、例えば、ガラス繊維、ロックウール、アルミナ繊維、又はポリエチレンテレフタレート繊維等を用いてもよい。
[扉の製造方法]
扉213の製造方法について、図4を参照して説明する。まず、適宜な大きさに切断された、アルミニウムの金属層を有するラミネートフィルムを、第2部材として取得する(ステップS1)。
また、例えば、2つの熱可塑性樹脂層の間にガスバリア層を積層し、これらを熱圧着等により接合したシート(ガスバリアシート)を製造する(ステップS2)。このガスバリアシートを真空成形等により、内箱30の内面(内部空間)と同一形状になるように成形して、開口を有する箱状の第1部材を製造する(ステップS3)。
さらに、連続気泡ウレタンフォームの原料(ウレタン液)を金型に注入し、金型内で原料を発泡して連続気泡ウレタンフォームを形成する(ステップS4)。そして、連続気泡ウレタンフォームを金型から取り出す(ステップS5)。これにより、第1部材の内部空間と同一形状を有する連続気泡ウレタンフォームをコア材として製造する。
次に、第1部材の内部空間にコア材を配置して、第1部材の開口を覆うように、第2部材を配置する(ステップS6)。ついで、第1部材と第2部材とを溶着等により接合する(ステップS7)。第1部材の貫通孔から第1部材の内部を真空引きする(ステップS8)。この貫通孔を封止部材により封止することにより(ステップS9)、真空断熱体20が形成される。
この真空断熱体20を内箱30の内部空間に配置して、真空断熱体20と内箱30を接着剤により接着する(ステップS10)。ついで、真空断熱体20及び内箱30の上に外箱10を配置して、真空断熱体20及び内箱30と外箱10とを接着剤により接着する(ステップS11)。これにより、内箱30の開口部31が、外箱10により閉鎖される。なお、真空断熱体20、内箱30及び外箱10の接着については後述する。最後に、内箱30の裏面にガスケット101を取り付け、一対のフレーム102をネジ103でネジ止めすることにより、扉213が製造される。
[外箱と真空断熱体との接着方法]
真空断熱筐体100における外箱10と真空断熱体20との接着方法について、図3、図5(a)及び図5(b)を参照して説明する。なお、ここでは、真空断熱筐体100において、外箱10、真空断熱体20及び内箱30が重なる方向を厚み方向と称し、厚み方向は真空断熱筐体100の長手方向及び短手方向に直交する。
真空断熱筐体100において、外箱10の内面は、真空断熱体20の第1主面22と対向する部分と、内箱30の側壁33の周縁の第1周縁面34と対向する部分とを有する。外箱10の内面のうち、第1主面22と対向する部分は、第1主面22と接着される接着面(第1接着面11)であり、第1周縁面34と対向する部分は、外箱10と内箱30とを取り付ける取付面12である。ここでは、第1接着面11と取付面12とが外箱10の内面において面一に設けられているが、これらは段差を付けて設けられていてもよい。
取付面12は、第1接着面11の周囲に設けられ、外箱10の内面の縁に沿って一周に亘って設けられている。取付面12と内箱30の第1周縁面34とは接着部(第3接着部40)により接着されており、第3接着部40は接着剤により形成されている。第3接着部40は、取付面12に平行な断面が矩形の筒形状に形成されており、内箱30の開口部31の周囲を連続して取り囲んでいる。これにより、第3接着部40は、外箱10と内箱30とを取り付けるだけでなく、内箱30の内部空間を外側から遮断している。これにより、内箱30内への水分及び外気などの異物が開口部31から侵入することを防止し、侵入による真空断熱筐体100の断熱性能の低下を抑制している。また、異物からの異臭の発生、及び、異物による美観の低下を抑制することができる。
第1接着面11は、真空断熱体20の第1主面22とは、接着部(第1接着部41)により部分的に接着されている。第1接着部41は接着剤により形成されており、例えば、弾性率が100Mpa以下のシリコーン系接着剤又はゴム系接着剤である。
このため、第1接着面11と第1主面22との間には複数の第1接着部41が形成されている。この複数の第1接着部41は、第1接着面11及び第1主面22に平行な方向において、互いに間隔を空けて配置されている。よって、第1接着面11と第1主面22との間の空間は、第1接着部41と、それ以外の空間(第1余地部)とにより占められている。
この第1接着部41と第1余地部との比率は、第1接着面11の全体において均一ではなく、第1接着面11における中央部(第1中央部13)と端部(第1端部14)とでは異なる。以下では、第1接着面11の中央部(第1中央部13)及び端部(第1端部14)について説明する。ただし、第1主面22の中央部26は、第1中央部13に対向し且つ面積が等しいため、第1中央部13と同様であることから、その説明を省略する。また、第1主面22の端部27は、第1端部14に対向し且つ面積が等しいため、第1端部14と同様であることから、その説明を省略する。
第1接着面11の第1中央部13は、第1接着面11の中心を含む範囲であり、第1接着面11から第1端部14を除いた範囲である。
第1接着面11の第1端部14は、第1接着面11の縁(第1接着面11と取付面12との境界線)に隣接する範囲であって、この縁と第1中央部13との間に設けられる。第1端部14は、第1中央部13の周囲を取り囲む範囲である。例えば、第1端部14は、第1接着面11の縁から所定の距離(例えば、50mm)の範囲である。又は、第1端部14は、第1接着面11の長手方向の各縁から第1接着面11の長手寸法の所定の割合(%)までの範囲と、第1接着面11の短手方向の各縁から第1接着面11の短手寸法の所定の割合(%)までの範囲とを合わせた範囲である。或いは、第1端部14は、第1接着面11をその長手方向又は短手方向において3つに区分した場合の、第1中央部13を挟む両端に配置された範囲である。
第1接着部41は、第1中央接着部42及び第1端接着部43により構成されている。第1中央接着部42は、第1接着面11の第1中央部13に配置される第1接着部41である。第1端接着部43は、第1接着面11の第1端部14に配置される第1接着部41である。
第1中央接着部42は、第1接着面11の端よりも中心に近く、例えば、その中心が第1接着面11の中心に一致するように配置されており、第1接着面11に1つ配置されている。第1中央接着部42は、面状に第1接着面11に拡がっており、例えば矩形状である。
面状とは、第1接着面11の短手方向及び長手方向の両方に連続的に延びている。面状とは、例えば、第1中央接着部42の短手方向の寸法が第1端接着部43の短手方向の寸法よりも大きい形状である。例えば、第1中央接着部42の短手方向の寸法は、第1端接着部43の短手方向の2倍以上である。また、面状とは、第1中央接着部42の長手方向の寸法に対する短手方向の寸法の比率が第1端接着部43の比率よりも大きい形状である。なお、面状は、第1中央接着部42の長手方向の寸法と短手方向の寸法とが等しい正方形であってもよい。
第1端接着部43は、第1接着面11の中心よりも端に近く、第1中央接着部42よりも面積が小さい。第1端接着部43は、破線状に第1接着面11に延びている。例えば、第1端接着部43は、複数(例えば、20つ)から構成されている。この場合、4つの第1端接着部43が直線状に互いに間隔を空けながら第1接着面11の短手方向に破線状に並び、この破線が4本、第1接着面11の長手方向に間隔を空けて配置されている。2本の破線が一対になり、第1接着面11の長手方向における第1中央接着部42の一方側へ配置され、他の2本の破線が一対になり、第1接着面11の長手方向における第1中央接着部42の他方側へ配置されている。これにより、第1接着面11の長手方向において2対の破線の第1端接着部43の間に第1中央接着部42が挟まれて配置されている。
このような第1接着面11と第1主面22との間の空間において、第1接着部41の密度は、第1接着面11の第1中央部13よりも第1端部14の方が小さい。つまり、第1接着面11と第1主面22との間の空間の体積に対する第1中央接着部42の体積の比率(体積比率)は、第1接着面11と第1主面22との間の空間の体積に対する第1端接着部43の体積の比率(体積比率)よりも大きい。よって、第1接着部41に対する第1余地部の比率は、第1中央部13よりも第1端部14で大きい。
ここで、例えば、第1中央部13と第1主面22の中央部26との間の寸法(厚み)が第1端部14と第1主面22の端部27との間の寸法(厚み)と等しいとする。この場合、第1接着面11の面積に対する第1中央接着部42の面積の比率が、第1接着面11の面積に対する第1端接着部43の面積の比率よりも大きくなる。この第1中央接着部42の面積は、第1接着面11に平行な第1中央接着部42の面積であって、例えば、第1接着面11に面する第1中央接着部42の面積である。このため、第1中央接着部42の面積には、第1中央接着部42の側面の面積は含まない。また、第1端接着部43の面積は、第1接着面11に平行な第1端接着部43の面積であって、例えば、第1接着面11に面する第1中央接着部42の面積である。このため、第1端接着部43の面積には、第1端接着部43の側面の面積は含まない。ここでは、第1端接着部43は、複数により構成されているため、第1端接着部43の面積は、複数の第1端接着部43の面積の合計である。
また、第1端部14の面積に対する第1端接着部43の面積の比率(第1端部14の面積比率)は、第1中央部13の面積に対する第1中央部13における第1中央接着部42の面積の比率(第1中央部13の面積比率)よりも小さい。例えば、第1中央部13の面積比率に対する第1端部14の面積比率は0.8以下である。
このように、第1中央接着部42の密度が第1端接着部43の密度よりも大きい。これにより、第1接着面11と第1主面22との厚みが等しい場合、第1中央接着部42の面積が第1端接着部43の面積よりも広い。この広い第1中央接着部42によって、変形が小さな中央において第1接着面11と第1主面22との接着強度を大きく確保でき、外箱10と真空断熱体20とを強力に接着することができる。
これに対し、第1端接着部43の密度が第1中央接着部42の密度よりも小さい。これにより、第1接着部41に対する第1余地部の比率は第1中央部13よりも第1端部14で大きい。よって、内箱30が低温により収縮した場合、これにより真空断熱体20が変形しても、その変形が真空断熱体20と外箱10との間の第1余地部により吸収される。このため、外箱10の変形、延いては、真空断熱筐体100の反りが低減される。よって、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
特に、真空断熱体20の変形は中央部よりも端部で大きいため、第1中央部13よりも第1端部14で大きい第1余地部によって一層効率的に変形を吸収することができる。このため、外箱10の変形及び真空断熱筐体100の反りの低減が効果的に行われる。
また、第1中央接着部42及び第1端接着部43は、弾性率が100Mpa以下のシリコーン系接着剤又はゴム系接着剤により形成されている。このため、内箱30の収縮により真空断熱体20が変形した際、これらを接着する第1中央接着部42及び第1端接着部43が変形することができる。これにより、真空断熱体20の変形に伴う外箱10の変形量が低減するため、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
さらに、第1中央接着部42が面状に形成されている。これにより、第1接着面11上と第1主面22上における第1中央接着部42の面積が拡がる。このため、第1中央接着部42による第1接着面11と第1主面22との接着強度が大きく、外箱10と真空断熱体20とを強力に接着することができる。
また、第1端接着部43は、破線状に形成されている。これにより、1つ1つの第1端接着部43が細くなり、変形し易い。よって、内箱30の収縮により変形する真空断熱体20と、外箱10との間で第1端接着部43が変形するため、外箱10の変形を低減することができる。このため、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
さらに、第1中央接着部42及び第1端接着部43は、第1接着面11の短手方向に延びている。これにより、第1中央接着部42及び第1端接着部43の各短手方向が第1接着面11の長手方向になる。このため、第1接着面11の長手方向において第1接着部41の密度の差を調整し易い。なお、第1接着面11の長手方向と短手方向とのアスペクト比が大きいほど、第1接着面11の長手方向において第1接着部41の密度の差をさらに調整し易くなる。
[内箱と真空断熱体との接着方法]
真空断熱筐体100における内箱30と真空断熱体20との接着方法について、図3、図6(a)及び図6(b)を参照して説明する。真空断熱体20は、鍔部25が内箱30の第2周縁面35に接着され、本体部21の第2主面23が内箱30の内面(第2接着面36)に接着されている。
鍔部25は、真空断熱体20の本体部21の周囲に設けられ、本体部21に沿って一周、設けられている。鍔部25と内箱30の第2周縁面35とは接着部(第4接着部44)により接着されており、第4接着部44は接着剤により形成されている。第4接着部44は、取付面12に平行な断面が矩形の筒形状に形成されており、内箱30の開口部31の周囲を連続して取り囲んでいる。これにより、第3接着部40は、内箱30と外箱10とを取り付けるだけでなく、内箱30の内部空間を外側から遮断している。これにより、内箱30内への水分及び外気などの異物が開口部31から侵入することを防止し、侵入による真空断熱筐体100の断熱性能の低下を抑制している。また、異物からの異臭の発生、及び、異物による美観の低下を抑制することができる。
第2接着面36は、真空断熱体20の第2主面23と対向し、第2主面23と部分的に接着部(第2接着部45)により接着されている。このため、第2接着面36と第2主面23との間には複数の第2接着部45が形成されている。この複数の第2接着部45は、第2接着面36及び第2主面23に平行な方向において、互いに間隔を空けて配置されている。よって、第2接着面36と第2主面23との間の空間は、第2接着部45と、それ以外の空間(第2余地部)とにより占められている。
この第2接着部45と第2余地部との比率は、第2接着面36の全体において均一ではなく、第2接着面36における中央部(第2中央部37)と端部(第2端部38)とでは異なる。なお、以下では、第2接着面36の第2中央部37及び第2端部38について説明する。ただし、第2主面23の中央部28は第2中央部37に対向し且つ面積が等しいため、第2中央部37と同様であることから、その説明を省略する。また、第2主面23の端部29は第2端部38に対向し且つ面積が等しいため、第2端部38と同様であることから、その説明を省略する。
第2接着面36の第2中央部37は、第1接着面11の第1中央部13と同様であるため、その説明を省略する。また、第2接着面36の第2端部38は、第1接着面11の第1端部14と同様であるため、その説明を省略する。
第2接着部45は、第2中央接着部46及び第2端接着部47により構成されている。第2中央接着部46は、第1接着部41の第1中央接着部42と同様であるため、その説明を省略する。第2端接着部47は、第1接着部41の第1端接着部43と同様であるため、その説明を省略する。
このような第2接着面36と第2主面23との間の空間において、第2接着部45の密度は第2中央部37よりも第2端部38の方が小さい。つまり、第2接着面36と第2主面23との間の空間の体積に対する第2中央接着部46の体積の比率(体積比率)は、第2接着面36と第2主面23との間の空間の体積に対する第2端接着部47の体積の比率(体積比率)よりも大きい。
ここで、例えば、第2中央部37と第2主面23の中央部28との間の寸法(厚み)が第2端部38と第2主面23の端部29との間の寸法(厚み)と等しいとする。この場合、第2接着面36の面積に対する第2中央接着部46の面積の比率が、第2接着面36の面積に対する第2端接着部47の面積の比率よりも大きくなる。このように、第2中央接着部46の面積が第2端接着部47の面積よりも広い。このため、変形が小さい中央において第2接着面36と第2主面23との接着強度を大きく確保し、内箱30と真空断熱体20とを強力に接着することができる。
一方、第2接着部45に対する第2余地部の比率は、第2中央部37よりも第2端部38で大きい。これに対し、内箱30が低温により収縮し、これに伴い真空断熱体20が変形した場合、その変形の寸法は第2中央部37よりも第2端部38で大きい。よって、真空断熱体20の変形が真空断熱体20と内箱30との間の第2余地部により吸収される。このため、内箱30の変形が低減され、真空断熱筐体100の反りが軽減される。よって、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
また、第2接着部45は、弾性率が100Mpa以下のシリコーン系接着剤又はゴム系接着剤により形成されている。このため、第1接着剤と同様に、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
さらに、第2中央接着部46が面状に形成されている。これにより、第1中央接着部42と同様に、内箱30と真空断熱体20とを強力に接着することができる。また、第2端接着部47は、破線状に形成されている。これにより、第1端接着部43と同様に、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
(変形例1)
図5(a)及び図5(b)に示すように第1中央接着部42は面状に形成され、図6(a)及び図6(b)に示すように第2中央接着部46は面状に形成されていた。ただし、第1中央接着部42及び第2中央接着部46の形状は面状に限定されない。例えば、図7(a)に示すように、第1中央接着部42の形状は直線状であってもよい。ここでは、第1中央接着部42について説明するが、第2中央接着部46は第1中央接着部42と同様であるため、その説明を省略する。
第1中央接着部42は、直線状であって、第1接着面11の短手方向に連続的に延びている。例えば、第1中央接着部42の短手寸法が第1端接着部43の短手寸法とそれぞれ等しい。
また、例えば、図7(b)に示すように、第1中央接着部42の形状は中空部を有する面状、つまり、環状であってもよい。第1中央接着部42は、第1接着面11の長手方向及び短手方向の両方に延び、第1接着面11の中心を囲むように配置されている。
(変形例2)
図5(a)及び図5(b)に示すように第1中央接着部42は第1接着面11に1つ設けられ、図6(a)及び図6(b)に示すように第2中央接着部46は第2接着面36に1つ設けられていた。ただし、第1中央接着部42及び第2中央接着部46の数は1つに限定されない。ここでは、第1中央接着部42について説明するが、第2中央接着部46は第1中央接着部42と同様であるため、その説明を省略する。
例えば、図7(c)に示すように、複数(例えば、3つ)の第1中央接着部42が第1接着面11に設けられていてもよい。また、図7(d)に示すように、複数(例えば、2つ)の第1中央接着部42が第1接着面11に設けられていてもよい。この複数の第1中央接着部42は第1接着面11の端よりも中心に近い。また、複数の第1中央接着部42は、隣接する互いの間隔が第1中央接着部42と第1端接着部43との間隔よりも狭い。更に、複数の第1中央接着部42は、互いの形状が等しく、第1中央接着部42の形状と異なる。
(変形例3)
図5(a)及び図5(b)に示すように複数の第1端接着部43が2本の破線状に並んでおり、図6(a)及び図6(b)に示すように複数の第2端接着部47が2本の破線状に並んでいた。ただし、第1端接着部43及び第2端接着部47が並んだ本数はこれに限定されない。ここでは、第1中央接着部42について説明するが、第2端接着部47は第1端接着部43と同様であるため、その説明を省略する。
例えば、図7(a)〜図7(c)及び図7(e)に示すように、第1端接着部43が連続して並ぶ本数は、1本であってもよい。また、図7(d)及び図7(f)に示すように、第1端接着部43が連続して並ぶ本数は、0本であって、第1端接着部43及び第2端接着部47が設けられなくてもよい。
これにより、第1端接着部43の密度が第1中央接着部42の密度よりも更に小さくなる。これにより、第1端部14における第1端接着部43に対する第1余地部の体積比率が大きくなる。このため、真空断熱体20の変形を吸収することができる第1余地部が増え、外箱10の変形及び真空断熱筐体100の変形が軽減され、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
(変形例4)
図5(a)及び図5(b)に示すように複数の第1端接着部43が破線状に並び、図6(a)及び図6(b)に示すように複数の第2端接着部47が破線状に並んでいた。ただし、第1端接着部43及び第2端接着部47が並んだ形状はこれに限定されない。ここでは、第1中央接着部42について説明するが、第2端接着部47は第1端接着部43と同様であるため、その説明を省略する。
例えば、図7(g)に示すように、複数の第1端接着部43は、それぞれ点線状に並んでいてもよい。この場合、第1端接着部43の並び方向の第1端接着部43の寸法は、並び方向に直交する方向の第1端接着部43の寸法と等しい又は小さい。
この場合も、複数の第1端接着部43の面積の合計は、第1中央接着部42の面積よりも小さい。このため、点線状に並ぶ第1端接着部43は、破線状に並ぶ第1端接着部43と同様に、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
更に、点線状に並ぶ各第1端接着部43の面積を、破線状に並ぶ各第1端接着部43よりも小さくすることができる。この場合、点線状に並ぶ各第1端接着部43は、破線状に並ぶ各第1端接着部43よりも変形し易くなる。よって、第1端接着部43が変形することにより、外箱10及び真空断熱体20の変形を低減し、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。なお、第2端接着部47は第1端接着部43と同様であるため、その説明を省略する。
また、例えば、図7(h)に示すように、第1端接着部43は直線状に延びていてもよい。この場合も、第1接着面11と第1主面22との間の空間における第1端接着部43の密度は第1中央接着部42の密度よりも小さく、第1端接着部43の面積は第1中央接着部42の面積よりも小さい。これにより、第1端接着部43に対する第1端部14における第1余地部の体積比率が大きくなる。このため、真空断熱体20の変形を吸収することができる第1余地部が増え、外箱10の変形及び真空断熱筐体100の変形が軽減され、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
(評価1)
真空断熱筐体100の外箱10と真空断熱体20との接着面積に関する反り及び接着強度の評価1について、図8(a)〜図10(b)を参照して説明する。この評価1では、図8(a)〜図8(d)に示す第1接着部41による第1接着面11と第1主面22との接着方法により接着した真空断熱筐体100(実施例1及び2、並びに比較例1及び2)を用いた。この真空断熱筐体100については、第1接着部41の接着方法以外の条件は同じである。なお、第1中央接着部42の厚みと第1端接着部43の厚みとは等しい。
ここでは、第1接着面11の短手寸法が500mmであり、長手寸法が250mmである。また、第1端部14は、第1接着面11の縁から50mmの環状の範囲である。このため、図9の表に示すように、実施例1及び2、並びに比較例1及び2のいずれにおいても、第1接着面11の第1中央部13の面積s1が60000mm2であり、第1端部14の面積s2が65000mm2である。
実施例1では、図8(a)に示すように、第1接着部41は、1本の直線状の第1中央接着部42、及び、1本の破線状の第1端接着部43により構成される。図9に示すように、第1接着部41の第1中央接着部42の面積d1が2500mm2であり、第1端接着部43の面積d2が1000mm2である。この第1中央部13の面積s1に対する第1中央接着部42の面積d1の面積比率e1は0.042であり、第1端部14の面積s2に対する第1端接着部43の面積d2の面積比率e2は0.015である。この第1中央接着部42の面積比率e1に対する第1端接着部43の面積比率e2の比率(e2/e1)は0.37である。
実施例2では、図8(b)に示すように、第1中央接着部42が実施例1と等しく、第1端接着部43の面積が実施例1と異なる。図9に示すように、第1端接着部43の面積d2が実施例1よりも少なく、600mm2である。この第1端接着部43の面積比率e2は0.0092であり、面積比率e1に対する第1端接着部43の面積比率e2の比率(e2/e1)は0.22である。
比較例1では、図8(c)に示すように、第1中央接着部42が実施例1と等しく、第1端接着部43の面積が実施例1と異なる。第1端接着部43は、第1中央接着部42と同様に、直線状に形成されている。これにより、図9に示すように、第1端接着部43の面積d2が第1中央接着部42の面積d1の2倍であって、5000mm2である。この第1端接着部43の面積比率e2は0.0077であり、面積比率e1に対する第1端接着部43の面積比率e2の比率(e2/e1)は1.85である。
比較例2では、図8(d)に示すように、第1中央接着部42及び第1端接着部43が共に、実施例2の第1端接着部43と同様に破線状に形成されている。これにより、図9に示すように、第1接着部41の第1中央接着部42の面積d1が300mm2であり、第1端接着部43の面積d2が600mm2である。この第1中央部13の面積s1に対する第1中央接着部42の面積d1の面積比率e1は0.0050であり、第1端部14の面積s2に対する第1端接着部43の面積d2の面積比率e2は0.0092である。この第1中央接着部42の面積比率e1に対する第1端接着部43の面積比率e2の比率(e2/e1)は1.85である。
このような実施例及び比較例を用いて、反り及び接着強度の評価を行った。反りの評価では、まず、実施例及び比較例を−30℃に温度を保った恒温槽において24時間、放置し、その後に取り出して、反り量をスケールにて測定した。
この結果、図9に示すように、反り量は、実施例1が1.4mm、実施例2が0.8mm、比較例1が1.8mm、比較例2が1.9mmであった。これを比率(e2/e1)に対して表した図10(a)のグラフに示すように、比率(e2/e1)が小さくなるほど、反り量が小さくなっている。
特に、比率(e2/e1)が0.8以下では、より一層、真空断熱筐体100の反り量を低減することができる。
また、接着強度の評価では、実施例及び比較例の上記接着面積と同じ比率で外箱10と真空断熱体20とを接着した試験片を用いた。この試験片の寸法は、第1接着面11の短手寸法及び長手寸法が共に20mmである。この試験片のせん断破壊強度を引張り試験機にて測定した。この測定値を接着面積で換算した値を接着強度として求めた。
この結果、図9に示すように、実施例1は877N、実施例2は840N、比較例1は880N、比較例2は82Nであった。これを比率(e2/e1)に対して表した図10(b)のグラフに示すように、比較例2の接着強度は他に比べて小さかった。
(評価2)
真空断熱筐体100の内箱30と真空断熱体20との接着面積に関する反り及び接着強度の評価2について、図11(a)〜図12を参照して説明する。この評価2では、図11(a)及び図11(b)に示す第2接着面36と第2主面23との接着方法により接着した真空断熱筐体100(実施例3及び比較例3)を用いた。この真空断熱筐体100については、第2接着面36と第2主面23との間の接着方法以外の条件は同じである。なお、第2中央接着部46の厚みと第2端接着部47の厚みとは等しい。
ここでは、第2接着面36の短手寸法が874.22mmであり、長手寸法が430.41mmである。また、第2端部38は、第2接着面36の縁から50mmの環状の範囲である。このため、図12の表に示すように、実施例3及び比較例3のいずれにおいても、第2接着面36の第2中央部37の面積s3が255810mm2であり、第2端部38の面積s4が120463mm2である。
実施例3では、図11(a)に示すように、第2接着部45は、2本の直線状の第2中央接着部46及びこれを取り囲む環状の第2中央接着部46の組み合わせが2セットと、この第2中央接着部46を取り囲む環状の第2端接着部47とにより構成される。
図12に示すように、第2中央接着部46の面積d3が15000mm2であり、第2端接着部47の面積d4が5178.52mm2である。この第2中央部37の面積s3に対する第2中央接着部46の面積d3の面積比率e3は0.059であり、第2端部38の面積s4に対する第2端接着部47の面積d4の面積比率e4は0.043である。この第2中央接着部46の面積比率e3に対する第2端接着部47の面積比率e4の比率(e4/e3)は0.73である。
比較例3では、図11(b)に示すように、第2中央接着部46が実施例3の第2中央接着部46と等しい。これに対し、第2端接着部47は、実施例3と同様の環状の第2端接着部47と、2本の直線状の第2端接着部47及びこれを取り囲む環状の第2端接着部47の組み合わせが2セットとにより構成されている。図12に示すように、第2端接着部47の面積d4が実施例3よりも多く、20178.52mm2である。この第2端接着部47の面積比率e4は0.17であり、面積比率e3に対する第2端接着部47の面積比率e4の比率(e4/e3)は2.86である。
このような実施例3及び比較例3を用いて、反り及び接着強度の評価を行った。この評価方法は評価1と同様であるため、その説明を省略する。
反りの評価結果、図12に示すように、反り量は、実施例3が1.5mm、比較例3が3.0mmであった。これを比率(e4/e3)に対して表した図13のグラフに示すように、比率(e4/e3)が小さくなるほど、反り量が小さくなっている。特に、比率(e4/e3)が0.8以下では、より一層、真空断熱筐体100の反り量を低減することができる。
また、接着強度の評価では、実施例3は1285Nであり、比較例3は1500Nであった。このように、実施例3及び比較例3は、第2中央部37の面積s3に対する第2中央接着部46の面積d3の面積比率e3が共に等しいため、第2接着面36の第2中央部37における第2中央接着部46の面積が確保されており、同等の接着強度を有している。
(実施の形態2)
上記実施の形態1に係る真空断熱筐体100では、第1接着面11と第1主面22との間の空間における第1接着部41の密度が第1接着面11の第1中央部13よりも第1端部14で小さくなるように、第1端接着部43の面積を第1中央接着部42の面積よりも小さくした。また、第2接着面36と第2主面23との間の空間における第2接着部45の密度が第2接着面36の第2中央部37よりも第2端部38で小さくなるように、第2端接着部47の面積を第2中央接着部46の面積よりも小さくした。
これに対し、実施の形態2に係る真空断熱筐体100では、第1接着面11と第1主面22との間の空間における第1接着部41の密度が第1接着面11の第1中央部13よりも第1端部14で小さくなるように、第1接着部41について第1端接着部43の厚みを第1中央接着部42の厚みよりも大きくする。また、第2接着面36と第2主面23との間の空間における第2接着部45の密度が第2接着面36の第2中央部37よりも第2端部38で小さくなるように、第2接着部45について第2端接着部47の厚みを第2中央接着部46の厚みよりも大きくする。
このように、第1端接着部43の厚みを第1中央接着部42の厚みよりも大きくすることにより、第1中央部13と第1主面22の中央部26との間隔(厚み)よりも第1端部14と第1主面22の端部27との間隔が大きくなる。これにより、第1接着部41に対する第1余地部の比率は第1中央部13よりも第1端部14で大きい。よって、低温による内箱30の収縮により真空断熱体20が変形しても、その変形が真空断熱体20と外箱10との間の第1余地部により吸収される。このため、外箱10の変形及び真空断熱筐体100の反りが低減され、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
また、同様に、第2端接着部47の厚みを第2中央接着部46の厚みよりも大きくすることにより、第2中央部37と第2主面23の中央部との間隔(厚み)よりも第2端部38と第2主面23の端部との間隔が大きくなる。これにより、第2接着部45に対する第2余地部の比率は第2中央部37よりも第2端部38で大きい。よって、低温による内箱30の収縮により真空断熱体20が変形しても、その変形が真空断熱体20と内箱30との間の第2余地部により吸収される。このため、外箱10の変形及び真空断熱筐体100の反りが低減され、変形による真空断熱筐体100の断熱性能の低下及び美観の損失を軽減することができる。
なお、実施の形態2において、実施の形態1と同様に、第1端接着部43の面積が第1中央接着部42の面積よりも小さくてもよい。ここで、第1端部14の面積に対する第1端接着部43の面積の比率が、第1中央部13の面積に対する第1中央接着部42の面積の比率よりも小さくてもよい。例えば、第1中央部13の面積比率に対する第1端部14の面積比率は0.8以下であってもよい。
(評価3)
真空断熱筐体100の外箱10と真空断熱体20との第1接着部41の厚みに関する反り及び接着強度の評価3について、図14〜図15(b)を参照して説明する。この評価3では、図8(b)に示す第1接着部41の接着方法により第1接着面11と第1主面22とを接着した真空断熱筐体100(実施例4及び5並びに比較例4)を用いた。この実施例4及び5並びに比較例4については、第1接着面11と第1主面22との間の第1接着部41の厚み以外の条件は同じである。また、実施例4及び5並びに比較例4のそれぞれは、第1接着面11の寸法及び第1接着部41の面積が実施例3と同じである。
実施例4では、図14に示すように、第1中央接着部42の厚みf1が0.3mmであり、第1端接着部43の厚みf2が0.3mmである。この第1中央接着部42の厚みf1に対する第1端接着部43の厚みf2の比率(f2/f1)は1である。
実施例5では、第1接着部41の第1中央接着部42の厚みf1が0.3mmであり、第1端接着部43の厚みf2が1mmである。この第1中央接着部42の厚みf1に対する第1端接着部43の厚みf2の比率(f2/f1)は3.33である。
比較例4では、第1接着部41の第1中央接着部42の厚みf1が1mmであり、第1端接着部43の厚みf2が0.3mmである。この第1中央接着部42の厚みf1に対する第1端接着部43の厚みf2の比率(f2/f1)は0.3である。
このような実施例4及び5並びに比較例4を用いて、反り及び接着強度の評価を行った。この評価方法は評価1と同様であるため、その説明を省略する。反り量は、実施例4が0.8mm、実施例5が0.4mm、比較例4が1.9mmであった。これを比率(f2/f1)に対して表した図15(a)のグラフに示すように、比率(f2/f1)が大きくなるほど、反り量が小さくなっている。特に、比率(f2/f1)が1.2以上では、より一層、真空断熱筐体100の反り量を低減することができる。
また、接着強度の評価では、図14に示すように、実施例4は840Nであり、実施例5は781N、比較例4は826Nであった。これを比率(f2/f1)に対して示した図15(b)のグラフに示す。このように、実施例4及び5並びに比較例4では、第1中央部13の厚みが異なっていても、面積s1が共に等しい。このため、第1接着面11の第1中央部13における第1中央接着部42の面積が確保され、同等の接着強度を有している。
(評価4)
真空断熱筐体100の内箱30と真空断熱体20との第2接着部45の厚みに関する反り及び接着強度の評価4について、図16及び図17を参照して説明する。この評価4では、図12(a)に示す第2接着部45の接着方法により第2接着面36と第2主面23とを接着した真空断熱筐体100(実施例3及び6並びに比較例5)を用いた。実施例3及び6並びに比較例5については、第2接着面36と第2主面23との間の第2接着部45の厚み以外の条件は同じである。また、実施例6び比較例5のそれぞれは、第2接着面36の寸法及び第2接着部45の面積が実施例3と同じである。
実施例3では、図16に示すように、第2中央接着部46の厚みf3が0.3mmであり、第2端接着部47の厚みf4が0.3mmである。この第2中央接着部46の厚みf3に対する第2端接着部47の厚みf4の比率(f4/f3)は1である。
実施例6では、第2中央接着部46の厚みf3が0.3mmであり、第2端接着部47の厚みf4が1.1mmである。この第2中央接着部46の厚みf3に対する第2端接着部47の厚みf4の比率(f4/f3)は3.7である。
比較例5は、第2中央接着部46の厚みf3が0.3mmであり、第2端接着部47の厚みf4が0.16mmである。この第2中央接着部46の厚みf3に対する第2端接着部47の厚みf4の比率(f4/f3)は0.53である。
このような実施例3及び6並びに比較例5を用いて、反り及び接着強度の評価を行った。この評価方法は評価1と同様であるため、その説明を省略する。反り量は、実施例3が1.5mm、実施例5が1mm、比較例4が1.8mmであった。これを比率(f4/f3)に対して表した図17のグラフに示すように、比率(f4/f3)が大きくなるほど、反り量が小さくなっている。特に、比率(f4/f3)が1.2以上では、より一層、真空断熱筐体100の反り量を低減することができる。
また、接着強度の評価では、図16に示すように、実施例3は1285Nであり、実施例6は1188N、比較例5は1322Nであった。このように、実施例3及び6並びに比較例5では、第2中央部37の厚みが異なっていても、面積s3が共に等しい。このため、第2接着面36の第2中央部37における第2中央接着部46の面積が確保され、同等の接着強度を有している。
(その他の実施の形態)
上記全実施の形態では、第1接着面11と第1主面22との間の空間における第1接着部41の密度を第1中央部13よりも第1端部14で小さくし、また、第2接着面36と第2主面23との間の空間における第2接着部45の密度を第2中央部37よりも第2端部38で小さくした。ただし、第1接着部41の密度又は第2接着部45の密度が中央部よりも端部で小さくなるように各接着部の面積を調整してもよい。また、第1接着部41の密度又は第2接着部45の密度が中央部よりも端部で小さくなるように各接着部の厚みを調整してもよい。
上記全実施の形態では、真空断熱体20の鍔部25と内箱30の第2周縁面35とは第4接着部44により、開口部31の周縁に沿って一周に亘って接着されている。これに対して、真空断熱体20の接着部分は、鍔部25に限定されない。例えば、第2接着面36と接着される面以外の面(例えば、真空断熱体20の側面24)とこれに対向する内箱30の内面とが接着されていてもよい。この場合も、第4接着部44により開口部31の周縁に沿って1周に亘って接着されているため、異物の侵入を防止することができる。
上記全実施の形態では、第1接着面11と真空断熱体20との間の空間における第1接着部41の密度は第1中央部13よりも第1端部14の方が小さい。また、第2接着面36と真空断熱体20との間の空間における第2接着部45の密度は第2中央部37よりも第2端部38の方が小さい。これにより、各接着面における中央部で接着強度を確保し、端部で真空断熱体20の反りの吸収を図っていた。これに対し、この作用を奏するためには、この方法に限定されない。
例えば、第1接着面11において第1中央部13の第1中央接着部42は、弾性が第1端部14の第1端接着部43の弾性よりも小さい柔らかくてもよい。この場合、第1中央接着部42と第1端接着部43とに異なる接着剤を用いてもよい。例えば、第1中央接着部42には、エポキシ系接着剤が用いられる。また、第1端接着部43には、シリコーン系接着剤、ゴム系接着剤及びウレタン系接着剤が用いられる。
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態1及び2、並びに変形例1〜4における第1中央接着部42の形状と第1端接着部43の形状とを組み合わせを変えてもよい。また、実施の形態1及び2、並びに変形例1〜4における第2中央接着部46の形状と第2端接着部47の形状とを組み合わせを変えてもよい。