JP2020139706A - 断熱箱体およびこれを備える冷蔵庫 - Google Patents

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Abstract

【課題】箱体の内容積拡大や製造コスト低減に寄与する断熱箱体およびこれを備える冷蔵庫を提供する。【解決手段】本発明の断熱箱体100は、内側から内箱101、真空断熱材102、空間103、外箱104の順番で4層で構成されている壁体を有し、空間103は、真空断熱材102と外箱104の間に配置されている。内箱101と外箱104とは、前方側に位置する前縁部105において接合されていることが好ましい。内箱101を構成している板108、109の曲げ剛性は、外箱104を構成している板106、107の曲げ剛性の50%以上であることが好ましい。【選択図】図3A

Description

本発明は、断熱箱体およびこれを備える冷蔵庫に関する。
近年、家庭用冷蔵庫では、従来からある価格や省エネ性能に対するニーズに加え、設置寸法や収納力に対するニーズも高まっている。そのため、コンパクトかつ大容量な冷蔵庫箱体が求められている。
省エネ性能が高い冷蔵庫においては、箱体は一般的に内側から、内箱、ウレタン、真空断熱材、外箱の4部材が積層された板で構成されている。そこで、大容量化には、積層板の薄肉化が必要となる。
積層板内の4部材の中では、ウレタン部分が最も厚い傾向がある。そのため、積層板を薄肉化する手段としては、ウレタン部分を薄くすることが効果的である。
ウレタンを少なくした冷蔵庫箱体に関する公知例として、特許文献1、2がある。
特許文献1には、「背部断熱壁において真空断熱パネルの内箱に対応する表面および外箱に対応する裏面における発泡断熱材がない面積が、側部断熱壁のそれよりも広くなるように設定されている」と記載されている。
特許文献2には、「外箱と、外箱内に配置される内箱と、外箱と内箱の間に設けられる真空断熱材とを有し、外箱と内箱の角部の空間には、流動性を有している状態で熱を与えると、隣接した配置されている真空断熱材に接触するように固まるシール部材が配置されている」と記載されている。
特開2016−217704号公報(図3、段落0030等) 特開2014−126224号公報(図7、図7、段落0061等)
特許文献1はウレタンを部分的に除去した構造で、箱体の背部にはウレタンが無い領域があるが、側部にはウレタンを有している。そのため、ウレタンの材料費や、ウレタンを発泡、硬化させる成形費がかかる可能性がある。
特許文献2は、内箱と外箱の間が真空断熱材で充填されており、内箱と外箱の間に必要な冷媒配管等の配置が困難になる可能性がある。また、箱体の剛性と断熱性を確保するために、真空断熱材を厚くする必要がある可能性を有している。そのため、真空断熱材の厚肉化によりコストが増加する可能性がある。
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、箱体の内容積拡大や製造コスト低減に寄与する断熱箱体およびこれを備える冷蔵庫の提供を目的とする。
前記課題を解決するため、第1の本発明の断熱箱体は、内側から内箱、真空断熱材、空間、外箱の順番で4層で構成されている壁体を有し、前記空間は、前記真空断熱材と前記外箱の間に配置されている。
第2の本発明の断熱箱体は、内側から内箱、空間、外箱の順番で3層で構成されている壁体を有し、前記空間は、前記内箱と前記外箱の間に配置されている。
第3の本発明の冷蔵庫は、第1または第2の本発明の断熱箱体を備えている。
本発明によれば、箱体の内容積拡大や製造コスト低減に寄与する断熱箱体およびこれを備える冷蔵庫を提供できる。
本発明に係る実施形態の冷蔵庫の正面図。 本発明の実施形態1に係る冷蔵庫の箱体の外観図。 本発明の実施形態1に係る冷蔵庫の箱体の断面図。 箱体の前縁部をねじで固定した状態の拡大模式図。 内箱の側板部を厚く形成した例の図2の箱体を水平に切断して上から見た断面図。 内箱の側板部の内面に突起を形成した例の図2の箱体を水平に切断して上から見た断面図。 内箱の側板部の外面に突起を形成した例の図2の箱体を水平に切断して上から見た断面図。 実施形態2に係る冷蔵庫の箱体の断面図。 実施形態3に係る冷蔵庫の箱体の断面図。 実施形態4に係る冷蔵庫の箱体の断面図。 外箱の側板部の内面に突起を形成するとともに外箱の背板部の内面に突起を形成した例の図2の箱体を水平に切断して上から見た断面図。
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明は、冷蔵庫を構成している箱体に関するものであり、特に箱体の内容積拡大や製造コスト低減に寄与する技術に関する。
本発明では、箱体壁内からウレタンを全面的に除去しつつも箱体の剛性や断熱性を確保し、箱体の内容積拡大や製造コスト低減に寄与する技術を提供する。
以下、実施形態に関して図面を用いて説明する。
図1は、本発明に係る実施形態の冷蔵庫1の正面図である。
冷蔵庫1は、箱体100と、箱体100の手前の開口を開閉する扉(2、3、4a、4b、5、6)とを具備している。
箱体100の手前正面に、冷蔵室左扉2、冷蔵室右扉3、製氷室扉4a、急速冷凍室扉4b、冷凍室扉5、および野菜室扉6を備えている。冷蔵室左扉2および冷蔵室右扉3は、箱体100に観音開きになっている。冷蔵室左扉2は、上ヒンジ7aと下ヒンジ8aとにより、手前方向(図1の紙面手前側)に回動可能になっている。同様に、冷蔵室右扉3は、上ヒンジ7bと下ヒンジ8bにより、手前方向(図1の紙面手前側)に回動可能になっている。冷蔵室左扉2および冷蔵室右扉3と箱体100により形成される空間に、冷蔵室2rが形成されている。
また、製氷室扉4a、急速冷凍室扉4bおよび冷凍室扉5は、紙面手前方向に引き出し可能になっている。そして、扉(4a、4b、5)と箱体100とにより形成される空間に、それぞれ不図示の製氷室4r、急速冷凍室4sおよび冷凍室5rが形成されている。
同様に、野菜室扉6も紙面手前方向に引き出し可能になっている。野菜室扉6と箱体100とにより構成される空間に、野菜室6rが形成されている。
<<実施形態1>>
図2は、本発明の実施形態1に係る冷蔵庫1の箱体100の外観図を示している。
図3Aは、本発明の実施形態1に係る冷蔵庫1の箱体100の断面図であり、図2の箱体100を水平に切断して上から見た断面を示す。図3Bは、箱体100の前縁部105をねじn1で固定した状態の拡大模式図を示す。
図3Aに示すように、冷蔵庫1の箱体100の壁100kは、内側から外側にかけて、内箱101、真空断熱材102、空間103、外箱104の順番で4層で構成されている。
真空断熱材102と外箱104の間に設けられている空間103は箱体100の壁100kの内部の全域に設けられている。
内箱101の高さ方向には、冷蔵庫1の庫内に保管される食料品等の重量を保持する棚リブ101r(図2参照)が奥行き方向に延びて設けられている。
なお、箱体100の他に上述の扉(2、3、4a、4b、5、6)(図1参照)、図示していない棚、引き出し、冷却機器類などが設置され、冷蔵庫1が構成されている。
図3Aに示す箱体100の壁100kは、内側から内箱101、真空断熱材102、空間103、外箱104の順番で4層で構成されている。
箱体100の前方側を前縁部105と称す。また、外箱104の側面部を側板部106と称し、後方側を背板部107と称す。内箱101の側面部を側板部108と称し、後方側を背板部109と称す。
内箱101と外箱104とは、前縁部105で接合されている。前縁部105の接合方法は、接着剤、ねじn1(図3B参照)、溶接等任意である。内箱101と外箱104とを前縁部105で接合することで、内箱101と外箱104とを固定し、箱体100の強度向上を図れる。
図3Bでは、ねじn1が前縁部105の外箱104と内箱101とを貫通し、ナットn2で固定した状態を示す。なお、前縁部105の内箱101に雌ねじを螺刻してねじn1を螺着し、ナットn2を用いない構成としてもよい。
前縁部105は、箱体100の高さ方向や幅方向の全域で接合してもよいし、等間隔あるいは不等間隔で部分的に接合してもよい。例えば、ねじn1で等間隔あるいは不等間隔で部分的に固定してもよい。
実施形態1では、内箱101と外箱104の接合部は前縁部105のみである。そのため、内箱101の内部の棚に置かれる食料品等の重量は,内箱101単体でも保持できるよう、内箱101は板厚や強度が十分に確保されている。そのため、内箱101を構成している板の曲げ剛性は、外箱204を構成している板の曲げ剛性の50%以上(外箱204を構成している板の曲げ剛性の0.5倍以上)としている。
内箱101や外箱104の材質や板厚は任意でよい。つまり、内箱101や外箱104は、前縁部105、側板部108、106、背板部109、107などの各部で材質や板厚が異なっていてもよい。内箱101や外箱104を、材質や板厚を異ならせることで、大きな負荷が印加され強度が必要な箇所を、充分な強度を有するように構成できる。
図4Aに、内箱101の側板部108aを厚くしたケースを示す。図4Aは、内箱101の側板部108aを厚く形成した例の図2の箱体100を水平に切断して上から見た断面を示す。
また、内箱101や外箱104の前縁部105、側板部108、106、背板部109、107などは、個別の板を接合して箱体形状を成してもよいし、箱型の一体形状となっていてもよい。
また、内箱101や外箱104に剛性を向上させるための補強用の突起が接合または一体成形されていてもよい。
図4Bは、内箱101の側板部108の内面に突起108tを形成した例の図2の箱体100を水平に切断して上から見た断面を示す。
図4Bには、内箱101の側板部108の内面に突起108tを上下方向(鉛直方向)に延びて形成した場合を示している。また、側板部108の内面の横方向(前後方向)に突起108t1(図4Bの二点鎖線参照)を形成してもよい。
図4Cは、内箱101の側板部108の外面に突起108uを形成した例の図2の箱体100を水平に切断して上から見た断面を示す。
図4Cには、内箱101の側板部108の外面に突起108uを上下方向(鉛直方向)に延びて形成した場合を示している。また、側板部108の外面の横方向(前後方向)に突起108u1(図4Cの二点鎖線参照)を形成してもよい。
内箱101の側板部108に突起108tおよび/または突起108uや、突起108t1および/または突起108u1を設けることで、側板部108の強度を高くできる。例えば、側板部108の曲げ剛性の向上を図れる。
図3Aに示すように、内箱101の外側と真空断熱材102の内側は接しており、真空断熱材102は内箱101の全体を覆うように配置されている。
真空断熱材102の形状は、パネル状でもボックス状でもよい。
真空断熱材102がパネル状の場合、真空断熱材102はそのまま、もしくは、折り曲げて、内箱101の各面に貼り付ければよく、簡便に設置することができる。
真空断熱材102がボックス状の場合、真空断熱材102は、内箱101に対し隙間無く覆うことができ、断熱性能が向上する。また、真空断熱材102の外層となる外包フィルムについては、内箱101の外側と接する部分(真空断熱材102の内側)はフィルムがなくてもよい。すなわち、図3Aで示す内箱101に接する真空断熱材102の領域が真空状態に保たれていればよい。
実施形態1の構成により、内箱101の側に真空断熱材102を近接させていることで、冷却される内箱101の内部を効果的に断熱することができる。
また、図3Aに示すように、真空断熱材102の外側には全域に空間103を配置している。空間103が断熱層となることで、真空断熱材102の使用量が削減され低コスト化につながる。
また、箱体100の内部に空間103を有することで箱体100の壁100kの内部の冷媒配管などのレイアウトが容易になる。
これに対し、従来の箱体にウレタンを有する構造では、ウレタン発泡の工程で、ウレタンの流動性を考慮する必要があり、ウレタン部分の薄肉化には一般的に限界があった。
しかし、実施形態1に係る箱体100では、ウレタンを全面的に除去している。そのため、箱体100の空間103の厚さは任意に設定できる。空間103の厚さは断熱性が低下しない厚みがあればよい。
また、実施形態1は、主に内箱101の剛性により箱体100の全体の剛性を確保する構成である。
本構造では、箱体100の壁100kの内部からウレタンを全面的に除去している。そして、箱体100の壁100kの薄肉化と、ウレタン材料費、ウレタン成形費の排除を両立した上で、箱体100の剛性や断熱性を確保できる。
加えて、箱体100の内容積拡大や製造コスト低減に寄与することができる。
なお、箱体100の構成は、冷蔵庫1以外にも、断熱機能を有する各種の箱体に汎用的に適用することができる。
<<実施形態2>>
図5は実施形態2に係る冷蔵庫1の箱体200の断面図を示している。
実施形態2の箱体200のうち、既に説明した実施形態1の図3Aの箱体100と同一の構成、機能を有する部分に関しては、200番台の符号を付して示し、説明を省略する。
実施形態2の箱体200では、空間203内にスペーサ210が部分的に設置されている。
スペーサ210は、真空断熱材202の外側と外箱204の内側に接合されている。空間203内に設置されるスペーサ210の数や位置は任意である。
スペーサ210の材質は任意であるが、スペーサ211が設置される空間203は断熱層としての機能を有するため、スペーサ210は断熱性が高い材料を用いることが望ましい。例えば、スペーサ210にはウレタンが用いられる。
スペーサ210が設置されることで、箱体200の壁200kが部分的に、内箱201、真空断熱材202、スペーサ210、外箱204で構成される積層板となり、箱体200の剛性が向上する。
また、冷蔵庫1の運搬時など、外箱204に外部から負荷が与えられる場合、外箱204が変形する可能性がある。スペーサ210が設置されることで、負荷が外箱204から、スペーサ210を介して内箱201の側にも伝達される。そのため、外箱204、スペーサ210および内箱201の剛性により外箱204の変形を抑制できる。
また、箱体200の空間203内には配管203hが配置されている。配管203hは冷蔵庫1の箱体200の壁200kの内部に一般的に設置される冷媒配管などである。
箱体200は、真空断熱材202と外箱204の間の全域に空間203を有しているため、前縁部205、側板部208、206、背板部209、207等に取り回す必要がある配管203hのレイアウトが容易になる。
配管203hは、内箱201、真空断熱材202、スペーサ210、外箱204の何れかに接するように配置してもよい。
<<実施形態3>>
図6は、実施形態3に係る冷蔵庫1の箱体300の断面図を示している。
実施形態3の箱体300のうち、既に説明した実施形態1の図3Aの箱体100と同一の構成、機能を有する部分に関しては、300番台の符号を付して示し、説明を省略する。
実施形態3では、箱体300における前縁部305周辺の空間303の内部にウレタン311が充填されている。
前縁部305の周辺がウレタン311で充填されることにより、箱体300の剛性に寄与する前縁部305周辺の剛性が向上する。そのため、冷蔵庫1の庫内に保管される食料品等の重量による箱体300の変形を抑制できる。
前縁部305の周辺はウレタン311によって、内箱301、真空断熱材302、外箱304が一体化されている。そのため、内箱301と外箱304は前縁部305で接合しなくてもよい。
従来の一般的な冷蔵庫箱体では、箱体壁内の全域に隙間なくウレタンが充填されていることが多い。そのため、従来、ウレタンの材料費や、ウレタンを発泡、硬化させる設備費、成形費が必要となる。
これに対して、実施形態3の箱体300は、空間303内に局所的にウレタン311を配置した構造であり、ウレタン311を発泡、硬化させるための大規模な設備は不要である。そのため、ウレタン311の材料費や成形費を抑えつつ、箱体300の剛性を向上させることができる。
実施形態3では、発泡前のウレタン原液は前縁部305に注入後、発泡させる。しかし、前縁部305周辺のみウレタン311が充填されていればよく、箱体300の壁300kの内部全体への充填は不要である。すなわち、ウレタン発泡時における箱体300の壁300kの内部のウレタンの流動性を考慮する必要はない。そのため、空間303は任意の厚さに薄肉化でき、かつ、流動性の高い特殊なウレタンを使用しなくてもよい。
上述の実施形態1〜3の構成によれば、内箱101〜301側に真空断熱材102〜302を近接させていることで、冷却される内箱内101〜301を効果的に断熱することができる。また、真空断熱材102〜302の外側には全域に空間103〜303を配置している。空間103〜303は真空断熱材102〜302と同様に断熱層としての機能を有する。
空間103〜303が断熱層となることで、真空断熱材102〜302の使用量を削減し低コスト化を図れる。
<<実施形態4>>
図7は、実施形態4に係る冷蔵庫1の箱体400の断面図を示している。
実施形態4の箱体400のうち、既に説明した実施形態1の図3Aの箱体100と同一の構成、機能を有する部分に関しては、400番台の符号を付して示し、説明を省略する。
実施形態4の箱体400の壁400kは、内箱401、空間403、外箱404で構成されている。箱体400の壁400kの内部には真空断熱材を設置していない。
空間403により十分な断熱性が確保される場合、箱体400のように、真空断熱材を使用しないことでコスト低減が図れる。
内箱401と外箱404とは,前縁部405で接合されている。前縁部405の接合方法は、前記したように、接着剤、ねじ、溶接など任意である。内箱401と外箱404とが前縁部405で接合されることで、内箱401と外箱404とを固定して箱体400の強度を向上できる。
例えば、箱体400の高さ方向や幅方向の前縁部405を全域で接合してもよいし、等間隔あるいは不等間隔で部分的に接合してもよい。
また、図6と同様に、前縁部405に部分的にウレタンを充填する構成としてもよい。
実施形態4では、内箱401と外箱404の接合部は前縁部405のみである。そのため、内箱401の内部の棚に負荷される食料品等の重量は、内箱401単体でも保持できるように内箱401は板厚や強度が十分に確保されている。そこで、内箱401を構成している板の曲げ剛性は、外箱404を構成している板の曲げ剛性の50%以上(外箱404を構成している板の曲げ剛性の0.5倍以上)とする。これにより、内箱401単体で内部の棚に負荷される食料品等の重量を支持できる。
なお、内箱401や外箱404の材質や板厚は任意でよく、前縁部405、側板部408、406、背板部409、407などの各部で材質や板厚が異なっていてもよい。これにより、強度が低い箇所を強度が高い材料を用いて形成したり、肉厚を厚くすることで、強度が低い箇所の強度を高められる。
また、内箱401や外箱404の前縁部405、側板部408、406、背板部409、407等は、個別の板を接合して箱体形状を成してもよいし、箱型の一体形状となっていてもよい。
前記した図4B、図4Cと同様に、内箱401に剛性を向上させるための補強用の突起が、表面または裏面の少なくとも何れかに、接合、もしくは一体成形されてもよい。また、外箱404に剛性を向上させるための補強用の突起407t、406tが、接合、もしくは一体成形されていてもよい(図8参照)。
図8に、外箱404の側板部406の内面に突起406tを形成するとともに外箱404の背板部407の内面に突起407tを形成した例の図2の箱体100を水平に切断して上から見た断面を示す。
外箱404の側板部406には、突起406tが鉛直方向(図8の紙面表裏面方向)に延びて形成されている。また、外箱404の背板部407には突起407tが鉛直方向(図8の紙面表裏面方向)に延びて形成されている。なお、側板部406または背板部407の何れかに突起を設けるように構成してもよい。
また、外箱404の側板部406に横方向(奥行き方向)に延びる突起406u(図8の二点鎖線)を設けてもよい。また、背板部407に横方向(左右方向)に延びる突起407u(図8の二点鎖線)を設けてもよい。
外箱404の側板部406に設ける突起406t、406uおよび、背板部407に設ける407t、407uは、側板部406または背板部407の内面または外面の少なくとも何れかに設ける構成としてもよい。
また、図5と同様に、空間403内にスペーサや配管が配置されてもよい。
空間403内にスペーサを用いることで、内箱401と外箱404との接合強度を高め、箱体400の強度向上を図れる。
或いは、空間403内に配管を配置することで、配管のレイアウトに柔軟性を持たせることができる。
さらに、図6と同様に、箱体400の前縁部405周辺の空間403内に部分的にウレタンが充填されてもよい。
上述の実施形態1〜4の構成によれば、空間103〜403が断熱層となることで、真空断熱材102〜302の使用量を削減し低コスト化にもつながる。
また、箱体100〜400に、空間103〜403を有することで箱体100〜400の壁内の冷媒配管などのレイアウトが容易になる。
これに対して、従来のウレタンを有する構造では、ウレタン発泡の工程で、ウレタンの流動性を考慮する必要があり、ウレタン部分の薄肉化には一般的に限界があった。
しかし、本実施形態1〜4に係る構造では、ウレタンを全面的または全域的に除去しており、空間103〜403の厚さは任意に設定できる。
また、実施形態1〜4は、主に内箱101〜401の剛性により箱体100〜400全体の剛性を確保する構成である。そのため、従来のウレタンの厚さも剛性として利用する構成と比較して、箱体100〜400の壁の厚さを薄くすることができる。
実施形態1〜4に係る構造では、上述したように、箱体100〜400の壁内からウレタンを全面的または全域的に除去し、箱体100〜400の壁の薄肉化と、従来のウレタン材料費、ウレタン成形費の排除を両立している。その上で、箱体100〜400の剛性や断熱性を確保することができる。
したがって、箱体100〜400の内容積拡大や製造コスト低減に寄与できる。
本構造は、冷蔵庫1以外にも、断熱機能を有する各種の箱体に汎用的に適用することができる。
<<その他の実施形態>>
1.前記実施形態1〜4では、各構成を説明したが、各構成を適宜選択して組み合わせて構成してもよい。
2.前記実施形態1〜4は、本発明を分かり易く説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換することが可能である。
3.また、本発明は、特許請求の範囲に記載した範囲内で様々な変形形態、具体的形態が可能であり、説明した実施形態に限定されない。
1 冷蔵庫
100、200、300、400 箱体(断熱箱体)
100k、200k、300k、400k 壁(壁体)
101、201、301、401 内箱
102、202、302、402 真空断熱材
103、203、303、403 空間
104、204、304、404 外箱
105、305、405 前縁部
106、108、108a、206、208、406、408 側板部(板)
107、109、207、209、407、409 背板部(板)
108t、108u 突起
203h 配管
210 スペーサ
311 ウレタン

Claims (12)

  1. 内側から内箱、真空断熱材、空間、外箱の順番で4層で構成されている壁体を有し、
    前記空間は、前記真空断熱材と前記外箱の間に配置されている
    ことを特徴とする断熱箱体。
  2. 内側から内箱、空間、外箱の順番で3層で構成されている壁体を有し、
    前記空間は、前記内箱と前記外箱の間に配置されている
    ことを特徴とする断熱箱体。
  3. 請求項1または請求項2記載の断熱箱体において、
    前記内箱と前記外箱とは、前方側に位置する前縁部において接合されている
    ことを特徴とする断熱箱体。
  4. 請求項1または請求項2記載の断熱箱体において、
    前記内箱を構成している板の曲げ剛性は、前記外箱を構成している板の曲げ剛性の50%以上である
    ことを特徴とする断熱箱体。
  5. 請求項1または請求項2記載の断熱箱体において、
    前記内箱または前記外箱を構成している各面の板の材質または板厚が異なっている
    ことを特徴とする断熱箱体。
  6. 請求項1または請求項2記載の断熱箱体において、
    前記内箱または前記外箱を構成している各面の板に突起が設けられている
    ことを特徴とする断熱箱体。
  7. 請求項1記載の断熱箱体において、
    前記真空断熱材は箱型形状であり、前記内箱を覆うように配置されている
    ことを特徴とする断熱箱体。
  8. 請求項1記載の断熱箱体において、
    前記空間内にスペーサが設置されており、
    前記スペーサは、前記真空断熱材の外側と前記外箱の内側に接合されている
    ことを特徴とする断熱箱体。
  9. 請求項2記載の断熱箱体において、
    前記空間内にスペーサが設置されており、
    前記スペーサは、前記内箱の外側と前記外箱の内側に接合されている
    ことを特徴とする断熱箱体。
  10. 請求項1または請求項2記載の断熱箱体において、
    前記空間内に配管が設置されている
    ことを特徴とする断熱箱体。
  11. 請求項1または請求項2記載の断熱箱体において、
    前方側に位置する前縁部周辺の前記空間内にウレタンが部分的に充填されている
    ことを特徴とする断熱箱体。
  12. 請求項1から11のうちの何れか一項に記載の断熱箱体を備える冷蔵庫。
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