JP2020148377A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】内箱の強度を向上させる。【解決手段】内箱と、内箱から外側に向けて立設するリブと、を有する冷蔵庫。【選択図】図２

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

冷蔵庫などの断熱箱体は、外箱と内箱との間の断熱空間に断熱材を充填し、内箱の内側に貯蔵空間を形成している。内箱には樹脂材料が、外箱には金属材料が使用されることが多い。断熱材としては、発泡断熱材や、これより断熱性能に優れた真空断熱材が知られている。真空断熱材の使用量を増すことができれば、貯蔵空間を区画する壁厚を薄くして貯蔵空間の容積を拡張できる。
特許文献１は、発泡断熱材の使用量を低減しようとしている（０００５）。

特開２０１４−６０３９号公報

特許文献１のように、内箱３は合成樹脂等で形成されるのが通常であり、その強度が低い（００２３）。特許文献１では真空断熱パネルを用いて強度の高い外箱と一体形成することで強度を確保しようとしている（００３９）。

しかし、真空断熱材は厚みや強度がそれほど高いとはいえず、従来から、発泡断熱材を併用して外箱と内箱の間を接着するとともに両者の強度を向上させてきた。このため、発泡断熱材の使用量が減少すると、真空断熱材を用いて強度を確保しようとしても、内箱の剛性が不十分となりやすい。このため、内箱の剛性の改善が望まれる。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、
内箱と、
該内箱から外側に向けて立設するリブと、を有する冷蔵庫である。

実施形態の冷蔵庫内箱の斜視図 図１におけるA領域拡大図 実施形態の内箱の側面斜視図であって、（ａ）ポケット形成部を内箱に取り付ける前の状態、（ｂ）は取り付けた後の状態 図３の矢視Aからみた図であり、実施形態のポケットと、ポケットに挿入される真空断熱材の斜視図 ポケット形成部の別の例 図５のＢ矢視図 図５のＣ矢視図 リブ補強効果を示すために、内箱の扉取り付け部に単位加重を負荷し、その際に内箱が変形する方向を示した図 リブなしの比較例（基準）、主リブのみを配した内箱、主リブと補リブとを配した内箱の変形量比率を示した図

図１は、本実施形態の冷蔵庫の内箱１の背面斜視図である。図２は、本実施形態の内箱１の側部１４と天部１１との接続部分となる、内箱１の上側側面の斜視図（図１のＡ部拡大図）である。ただし、後述するポケット３は図示していない。

内箱１周囲には外箱（不図示）が配されており、内箱１と外箱の間の空間として、断熱材が配される断熱空間が形成される。
内箱１は、天部１１、前部１２、背部１３、左右それぞれの側部１４、底部１５を有しており、例えば樹脂材料で形成される。
天部１１は、前端から後端に向かうにつれて下側に向かう傾斜が配されている。本実施形態の冷蔵庫には、天部１１後端上方に制御装置やインバータを内包したケースが設置されるため、ケースを配して外箱を取り付けた状態で冷蔵庫天面が平坦形状となるようにされている。

前部１２には、冷蔵庫の貯蔵室数以上の開口が形成されている。図２に例示するように、前部１２の上端は天部１１より上方に位置するように形成されている。また、前部１２の側端は側部１４より左方及び右方に位置するように形成されている。これにより後述するリブ２により前部１２と主リブ２１，２２とを接続しやすくしている。なお、背部１３も同様に構成できる。

側部１４には、側部１４から外箱側に向かって略垂直に、すなわち左右方向外側に立設されたリブ２が設けられている。リブ２としては、後述する真空断熱材９の取り付けに用いられる主リブ２１，２２と、補リブ２９とを有する。補リブ２９は、主リブ２１，２２と前部１２又は背部１３とを接続している。

主リブ２１，２２はそれぞれ、前後方向と上下方向に延在しており、主リブ２１，２２によって好ましくは閉曲線が形成されている。本実施形態では、互いに接続した主リブ２１，２２が２つずつ配されており、側面視で矩形の閉曲線を形成している。リブ２の閉曲線内側に真空断熱材９が接するように配置される。これによりリブ２が真空断熱材９を支持する。なお、主リブ２１，２２によって真空断熱材９を支持または支持を補助すればよく、この限りにおいて、必ずしも１本の曲線又は直線で囲まれた閉曲線である必要はない。複数本によって略囲まれていてもよい。

真空断熱材９は、リブ２のみによって支持されてもよいし、後述するポケットに支持されたり、リブ２とポケットとで支持されてもよい。また、真空断熱材９に代えて、事前に発泡形成等された成形断熱材を用いてもよい。

内箱１とリブ２とは、例えばインジェクション成形により一体成形することができる。内箱１、主リブ２１，２２、補リブ２９の厚さはそれぞれ異なっていても良いが、内箱１の厚さを基準にしたとき、その基準に対し各々のリブの厚さが薄いとインジェクション成形時に流動性が悪化してしまうことや、また、厚くなり過ぎると強度は改善するが成形後のヒケが生じる虞がある。このため、主リブ２１、２２の厚さは、内箱の厚さに対して０．５〜１．５倍に調整することが望ましい。

貯蔵室容積を増すべく内箱１の厚さを薄くしたい場合等は、箱体の剛性の低下を抑制すべく、リブ２を厚くすることができる。また、内箱１の厚さを十分に厚くできる場合はリブ２を薄くすれば、容易に箱体の剛性を調整することができる。なお、リブ２と内箱１との一体成形が難しい場合は、接着剤やネジ、ツメによる固定等で後付けしても構わない。

こうして内箱１にリブ２を追加することで、発泡断熱材の使用量を低減等しても、自立可能な（自重や、収納される食品重量で崩壊しない）箱体を製造できるので、収納効率（断熱箱体の内容積を外径寸法（縦×横×奥行）で除した値）を高くできる。真空断熱材の断熱性能は約０．２ｍＷ／ｍ・Ｋ、発泡断熱材の一例であるウレタン断熱材の断熱性能は約２０ｍＷ／ｍ・Ｋと、約１０倍の性能差が通常存在する。真空断熱材を主に用いることができれば、ウレタン断熱材の断熱材としての働きは非常に小さいものになり、接着剤や剛性付与剤としての機能に概ね一致するようになると思われる。近年でも未だ、断熱性能にあまり寄与しないにも関わらず、内箱の剛性を維持するため等に断熱箱体の壁厚の約２０〜４０％を占めているため、内箱１にリブ２を用いることで剛性を高め、発泡断熱材の必要性を低減できれば、収納効率を大きく改善できる。

図８は内箱１の前側上端部にある扉取り付け部の片側（図８では右側）に単位加重を負荷して内箱１変形量を相対比較した図である。前端右上部分から下方に向けて荷重をかけた場合（図８上の下方向矢印が力の向き、この矢印の始点を含んで引かれている太線が荷重がかけられている範囲である。）の変形量を確認した。
図９はリブなしの比較例（基準）、主リブのみを配した内箱、主リブと補リブとを配した内箱の変形量比率を示した図である。

この負荷により、扉取り付け部にある基準点Ｏは左前方へ突き出るように移動し、また、下方へ沈むように変形する。このときの基準点Ｏの変位量をＸとする。

リブ無しの内箱１の扉取り付け部の片側に単位加重を負荷したときの強度（変位量の逆数）を１００として基準（比較例）とする。図９に示すように主リブ２１，２２を追加することにより強度は１２５、また、主リブ２１，２２と補リブ２９の両方を追加することにより強度１３３となった。

このように、基本的に主リブだけでも十分な補強がされるが、さらに強度改善をしたいときには補リブを立てて対応するのが望ましい。これにより、内箱自身の厚さを大きく増さなくとも自立できるだけの強度が得やすくなることから、リブ無し時と比べて大きく収納効率は改善される。また、内箱の肉厚を低減できれば、製品重量の低減や材料費の低減にもなる。

図３は、本実施形態の内箱１の側面斜視図であって、（ａ）ポケット形成部３を内箱１に取り付ける前の状態、（ｂ）は取り付けた後の状態である。図４は本実施形態のポケットＰと、ポケットＰに挿入される真空断熱材９の斜視図である。

側部１４には真空断熱材９が取り付けられ、真空断熱材９を支持する側部１４とポケット形成部３とが配置される。ポケット形成部３は内箱１と一体となるよう成形しても良いが、リブ２と内箱１を一体成形したのち、ポケット形成部３だけ後付けで固定するようにしても良い。後付け方法としては、嵌合が強固なものであればよいが、ネジ固定やツメ固定などの物理的固定が望ましい。

ポケット形成部３を配置するメリットは真空断熱材９の位置決めと固定を簡易的に行うことができることと、内箱１の剛性向上も同時にできるところにある。側部１４の上方と下方に、例えば略三角形状のポケット形成部３を対角上に配置することができる。ポケット形成部３は、本実施形態ではリブ２１，２２にそれぞれ１辺を有する略三角形状にされている。

ポケットＰの上方、下方のどちらからでも構わないが、真空断熱材９をポケットＰ内に挿入して真空断熱材９を支持することができる。真空断熱材９は、リブ２及び／又はポケットＰで支持されるため、内箱１と真空断熱材９とを接着させる必要性を低減できる。

ポケットＰの数や形状、大きさについては種々想定し得るが、ポケットＰの深さＨは真空断熱材９の高さの２５％以上とするのが望ましい。２５％以上であれば、図５のようにポケットＰが１箇所のみの場合でも、真空断熱材９が傾いたり腰折れするなどの事態を抑制できる。

次に、図示はしないが本実施形態における断熱箱体の製造方法について説明する。まず、内箱１の両側面に、インジェクション成形により内箱１と一体にリブ２を形成する。真空断熱材９の形状は図１に示す主リブと同様の形状とし、５角形状としている。リブ２による閉曲線が形成する内法の寸法は真空断熱材９の寸法バラツキや後の組み立て性を考慮し、真空断熱材９の各辺の寸法よりやや大きめに設定するのが望ましく、例えば真空断熱材９の各辺の寸法より５ｍｍずつ広げた形状としている。

真空断熱材９は、例えば、グラスウールなどの芯材をガスバリア性のアルミニウムフィルムからなる外被材で覆って内部を減圧封止することで得られる。真空断熱材９とリブ２との間にスポンジのような柔らかい緩衝保護部材を用いることができる。これには発泡ポリエチレン、軟質ウレタンフォーム等が挙げられるが、テープなどの厚さ1mm未満のシール材を貼るだけでも一定の効果が得られる。本実施形態においては真空断熱材の５辺とその角部は全て保護部材により保護しており、保護部材とリブ２１，２２が干渉する形で、真空断熱材９が主リブ２１，２２内へ押し込まれるように仮固定される。なお、製造バラツキ等により仮固定が外れてしまう場合はテープ類で仮固定しても良い。このとき真空断熱材９と内箱１や主リブ２１，２２とを接着剤等により固定させると、これら３構成が実質的に一体化するのでさらに強度を向上させることができる。

また、本実施形態では主リブ２１，２２の高さ（立設寸法）については真空断熱材９の厚さ以下としている。内箱１より外側には、例えば金属で形成された外箱（不図示）が配されているところ、リブ２１，２２，２９は外箱とは接触しないようにしている。主リブ２１，２２の高さが真空断熱材９の厚さを超えてしまうと、内箱１の外側に外箱を嵌合する際に空気層が形成されてしまい、そのまま無駄な空間として残ってしまい、収納効率が悪化してしまう。

内箱１の前部１２外箱凹部に嵌め込まれ、その後カシメ固定される。また、外箱の内箱１側にはホットメルト等の接着剤が塗布されており、真空断熱材等と固定される。このとき、外箱のうち内箱１側には結露抑制のためのホットガスパイプが備え付けられる。接着剤にはある程度の厚さを確保できるビードタイプのホットメルト接着剤等を使用するのが望ましい。接着剤については、厚さをもったものを選定、塗布するのが望ましいが、その種類や塗布方法などについては特に限定されるものではない。なお、ホットガスパイプは外箱ではなく、予め内箱１側にセットしておき、その後に外箱と嵌合する方法も取ることも考え得るが、その場合は嵌合後にホットガスパイプと外箱とが密着しているかを確認できず、仮に密着していなかった場合結露に至る懸念があるため、外箱側に予め備え付けるほうが望ましい。また、真空断熱材側には予めホットガスパイプを受けるための溝が掘られており、内箱と外箱の嵌合時にホットガスパイプは溝に収まるようにしている。なお、嵌合時に主リブや補リブがホットガスパイプと接触する虞がある場合は、部分的にリブを立てないのが望ましい。

このように、内箱１に主リブ２１，２２と補リブ２９を新規に追加することで、内箱１の剛性を向上できる。リブ２は、側部１４に限らず背部１３に配してもよい。

１・・・内箱
１１・・・天部
１２・・・前部（板厚Ｔ１）
１３・・・背部
１４・・・側部
１５・・・底部
２・・・リブ
２１，２２・・・主リブ（板厚Ｔ２）
２９・・・補リブ（板厚Ｔ３）
３１−３４・・・ポケット
９・・・真空断熱材（断熱材）
Ｐ・・・ポケット
Ｈ・・・ポケット深さ
Ｏ・・・基準点
Ｘ・・・変形量

Claims (8)

1. 内箱と、
   該内箱から外側に向けて立設するリブと、を有する冷蔵庫。
2. 前記リブとして、真空断熱材又は成形断熱材を支持する主リブを有する請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記主リブの立設寸法は、前記真空断熱材又は前記成形断熱材の立設寸法以下である請求項２記載の冷蔵庫。
4. 前記リブは、前記内箱の側方から立設し、
   前記リブとして、前記内箱の前部又は背部と前記主リブとを接続する補リブを有する請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 前記主リブが略閉曲線を形成し、該略閉曲線で囲まれた領域に前記真空断熱材又は前記成形断熱材が配されている請求項２乃至４何れか一項に記載の冷蔵庫。
6. 前記真空断熱材又は前記成形断熱材は、前記内箱及び前記主リブに接着されている請求項５に記載の冷蔵庫。
7. 前記内箱の側方にポケット形成部が配され、
   前記真空断熱材又は前記成形断熱材は、前記内箱と前記ポケット形成部の間のポケットに配された請求項３乃至６何れか一項に記載の冷蔵庫。
8. 前記ポケットの深さは、該ポケットに支持されている真空断熱材又は成形断熱材の高さ寸法の２５％以上である請求項７に記載の冷蔵庫。

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