JP2021179299A - 断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法 - Google Patents
断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021179299A JP2021179299A JP2020086275A JP2020086275A JP2021179299A JP 2021179299 A JP2021179299 A JP 2021179299A JP 2020086275 A JP2020086275 A JP 2020086275A JP 2020086275 A JP2020086275 A JP 2020086275A JP 2021179299 A JP2021179299 A JP 2021179299A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat insulating
- heat radiating
- radiating pipe
- insulating material
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Thermal Insulation (AREA)
- Refrigerator Housings (AREA)
Abstract
【課題】断熱性能の低下を抑制できる断熱構造を提供する。【解決手段】実施形態の断熱構造は、放熱板23aと、放熱パイプ56,56Aと、真空断熱材32と、を持つ。放熱パイプ56,56Aは、放熱板23aに隣接する。真空断熱材32は、外包材と、芯材43とを有する。外包材は袋を形成する。芯材43は、減圧状態で外包材に密閉して収容されている。真空断熱材32は、厚さ方向に弾性を有する板状に形成されている。真空断熱材32は、放熱パイプ56,56Aを放熱板23aに向かって押圧した状態で放熱板23aに固定されている。【選択図】図10
Description
本発明の実施形態は、断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法に関する。
冷蔵庫の外箱と内箱との間に真空断熱材が配置される場合がある。外箱の内面には、冷媒の放熱を行う放熱パイプが配置されている。放熱パイプの配置領域に重なる真空断熱材には、放熱パイプを押圧することなく放熱パイプを配置できる溝が形成されている。例えば、溝の形成方法としては、真空断熱材の表面にスペーサを設ける方法、真空断熱材の芯材の除去加工する方法、真空断熱材の表面を成形型または成形ローラでプレス加工する方法、真空断熱材の成形時に放熱パイプを内部に埋没させる方法、などが知られている。
いずれの方法においても、溝の形状を維持するために外包材を恒久的に変形させるので、外包材に発生する応力が過大であると、外包材が断裂したり、劣化したりする可能性がある。
いずれの方法においても、溝の形状を維持するために外包材を恒久的に変形させるので、外包材に発生する応力が過大であると、外包材が断裂したり、劣化したりする可能性がある。
本発明が解決しようとする課題は、断熱性能の低下を抑制できる断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法を提供することである。
実施形態の断熱構造は、放熱板と、放熱パイプと、真空断熱材と、を持つ。放熱パイプは、放熱板に隣接する。真空断熱材は、外包材と、芯材とを有する。外包材は袋を形成する。芯材は、減圧状態で外包材に密閉して収容されている。真空断熱材は、厚さ方向に弾性を有する板状に形成されている。真空断熱材は、放熱パイプを放熱板に向かって押圧した状態で放熱板と固定されている。
以下、実施形態の断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法を、図面を参照して説明する。
本明細書では、特に断らない限り、冷蔵庫の正面に立つユーザから冷蔵庫を見た方向を基準に、上下左右を定義している。また、冷蔵庫から見て冷蔵庫の正面に立つユーザに近い側を「前」、遠い側を「後ろ」と定義している。本明細書において「横幅方向」とは、上記定義における左右方向を意味する。本明細書において「奥行方向」とは、上記定義における前後方向を意味する。「上下方向」とは、冷蔵庫の高さ方向を意味している。
本明細書では、特に断らない限り、冷蔵庫の正面に立つユーザから冷蔵庫を見た方向を基準に、上下左右を定義している。また、冷蔵庫から見て冷蔵庫の正面に立つユーザに近い側を「前」、遠い側を「後ろ」と定義している。本明細書において「横幅方向」とは、上記定義における左右方向を意味する。本明細書において「奥行方向」とは、上記定義における前後方向を意味する。「上下方向」とは、冷蔵庫の高さ方向を意味している。
実施形態の断熱構造および冷蔵庫を説明する。
図1は、実施形態の冷蔵庫を示す正面図である。図2は、図1におけるF2−F2線に沿う断面図である。図3は、図2におけるF3部の拡大図である。
図1は、実施形態の冷蔵庫を示す正面図である。図2は、図1におけるF2−F2線に沿う断面図である。図3は、図2におけるF3部の拡大図である。
図1に示す実施形態の冷蔵庫1の全体構成について説明する。ただし、冷蔵庫1は、以下に説明する構成の全てを有する必要はなく、いくつかの構成が適宜省略されてもよい。
図1に示すように、冷蔵庫1は、例えば、冷蔵庫本体5および複数の扉11を有する。
冷蔵庫本体5は筐体10を含む。図2に示すように、筐体10は、例えば、内箱10aと、外箱10bと、発泡断熱材10cと、本実施形態の複数の真空断熱材30と、を含む。
内箱10aは、筐体10の内面を形成する部材であり、例えば合成樹脂製である。
外箱10bは、筐体10の外面を形成する部材であり、例えば金属製である。外箱10bは、内箱10aよりも一回り大きく形成されており、内箱10aの外側に配置されている。外箱10bは、筐体10の前面を除く外面部を形成する略直方体である。
ただし、外箱10bの下端部の後側には、後述する機械室26を形成するための凹部が形成されている。
図1に示すように、冷蔵庫1は、例えば、冷蔵庫本体5および複数の扉11を有する。
冷蔵庫本体5は筐体10を含む。図2に示すように、筐体10は、例えば、内箱10aと、外箱10bと、発泡断熱材10cと、本実施形態の複数の真空断熱材30と、を含む。
内箱10aは、筐体10の内面を形成する部材であり、例えば合成樹脂製である。
外箱10bは、筐体10の外面を形成する部材であり、例えば金属製である。外箱10bは、内箱10aよりも一回り大きく形成されており、内箱10aの外側に配置されている。外箱10bは、筐体10の前面を除く外面部を形成する略直方体である。
ただし、外箱10bの下端部の後側には、後述する機械室26を形成するための凹部が形成されている。
図1に示すように、筐体10は、上壁21、下壁22、左側壁23、右側壁24、および後壁25(図2参照)を有する。上壁21および下壁22は、略水平に広がっている。左側壁23、右側壁24は、下壁22の左右の端部から上方に起立し、上壁21の左右の端部に繋がる。図2に示すように、後壁25は、下壁22の後端部から上方に起立し、上壁21の後端部に繋がる。
発泡断熱材10cは、例えば発泡ウレタンのような発泡体からなる断熱材であり、内箱10aと外箱10bとの間に充填されている。
複数の真空断熱材30は、それぞれ、内部に隙間を有する芯材と、芯材を大気圧に比べて減圧状態で密閉して収容する袋を形成する外包材と、を有する。複数の真空断熱材30は、内箱10aと外箱10bとの間に配置されている。
例えば、図3に示すように、上壁21を構成する内箱10aおよび外箱10bには、複数の真空断熱材30の一例である真空断熱材31が配置されている。真空断熱材31は、内箱10aと外箱10bとの間の隙間よりも薄い板状であり、上壁21における外箱10bの壁面部21a(放熱板)の内面に接着などによって固定されている。真空断熱材31の平面視の形状は、例えば、矩形である。
上壁21における内箱10aの内面には、断熱性をさらに向上するため、シート状に形成されたシート断熱材10dが貼り付けられている。上壁21において、内箱10aと外箱10bとの間において真空断熱材31およびシート断熱材10dを除く内部空間には、発泡断熱材10cが充填されている。これにより、上壁21は断熱性を有する。
複数の真空断熱材30は、それぞれ、内部に隙間を有する芯材と、芯材を大気圧に比べて減圧状態で密閉して収容する袋を形成する外包材と、を有する。複数の真空断熱材30は、内箱10aと外箱10bとの間に配置されている。
例えば、図3に示すように、上壁21を構成する内箱10aおよび外箱10bには、複数の真空断熱材30の一例である真空断熱材31が配置されている。真空断熱材31は、内箱10aと外箱10bとの間の隙間よりも薄い板状であり、上壁21における外箱10bの壁面部21a(放熱板)の内面に接着などによって固定されている。真空断熱材31の平面視の形状は、例えば、矩形である。
上壁21における内箱10aの内面には、断熱性をさらに向上するため、シート状に形成されたシート断熱材10dが貼り付けられている。上壁21において、内箱10aと外箱10bとの間において真空断熱材31およびシート断熱材10dを除く内部空間には、発泡断熱材10cが充填されている。これにより、上壁21は断熱性を有する。
複数の真空断熱材30は、左側壁23、右側壁24、および後壁25の内部にも適宜配置されている。図4には、左側壁23における複数の真空断熱材30の例である真空断熱材32、33が示されている。真空断熱材32、33は、左側壁23における左側の壁面部23a(放熱板)の略全体を覆っている。真空断熱材32、33の外形、個数は、全体として壁面部23aを略覆うことができる外形、個数であれば、特に限定されない。
図4に示す例では、真空断熱材32は、真空断熱材31と同様、冷蔵庫1の右側から見た側面視の形状が矩形である。真空断熱材32は、外形線が奥行方向および上下方向に延びる姿勢で、左側壁23における左側の壁面部23a上に固定されている。真空断熱材32における奥行方向の長さは、壁面部23aの奥行方向の長さよりも少し短い。真空断熱材32の上下方向の長さは、壁面部23aにおいて、後述する機械室26よりも上側を略二等分した程度の長さである。真空断熱材32は、上下方向に隣接して2枚配置されている。
真空断熱材33は、冷蔵庫1の右側から見た側面視の形状が矩形である。真空断熱材33は、下側の真空断熱材32の下方に隣接して配置され、後述する機械室26の前側(図4における左側)の壁面部23aを略覆っている。
図4に示す例では、真空断熱材32は、真空断熱材31と同様、冷蔵庫1の右側から見た側面視の形状が矩形である。真空断熱材32は、外形線が奥行方向および上下方向に延びる姿勢で、左側壁23における左側の壁面部23a上に固定されている。真空断熱材32における奥行方向の長さは、壁面部23aの奥行方向の長さよりも少し短い。真空断熱材32の上下方向の長さは、壁面部23aにおいて、後述する機械室26よりも上側を略二等分した程度の長さである。真空断熱材32は、上下方向に隣接して2枚配置されている。
真空断熱材33は、冷蔵庫1の右側から見た側面視の形状が矩形である。真空断熱材33は、下側の真空断熱材32の下方に隣接して配置され、後述する機械室26の前側(図4における左側)の壁面部23aを略覆っている。
図3に示すように、真空断熱材31と壁面部21aとの間には、温度が上昇した冷媒が内部に流れる放熱パイプ56Cが配置されている。放熱パイプ56Cは、壁面部21aに隣接している。本明細書では、放熱パイプが壁面部等の放熱板に「隣接している」との記載は、放熱パイプが、放熱板と直に当接している場合、空気層を隔てて放熱板の近くに位置する場合と、熱伝導性を有する部材を介して放熱板と隣り合っている場合と、を含む。
真空断熱材31、壁面部21a、および放熱パイプ56Cは、本実施形態の断熱構造ISの一例を構成している。
図4に示すように、真空断熱材32、33と壁面部23aとの間には、温度が上昇した冷媒が内部に流れる放熱パイプ56Aが配置されている。放熱パイプ56Aは、左側壁23の側面視において上下方向に長い略矩形の経路に沿って延びている。
真空断熱材32、33、壁面部23a、および放熱パイプ56Aは、本実施形態の断熱構造ISの一例を構成している。
本実施形態の断熱構造ISに共通する詳細構成は後述する。
真空断熱材31、壁面部21a、および放熱パイプ56Cは、本実施形態の断熱構造ISの一例を構成している。
図4に示すように、真空断熱材32、33と壁面部23aとの間には、温度が上昇した冷媒が内部に流れる放熱パイプ56Aが配置されている。放熱パイプ56Aは、左側壁23の側面視において上下方向に長い略矩形の経路に沿って延びている。
真空断熱材32、33、壁面部23a、および放熱パイプ56Aは、本実施形態の断熱構造ISの一例を構成している。
本実施形態の断熱構造ISに共通する詳細構成は後述する。
図2に示すように、筐体10の内部には、複数の貯蔵室27が形成されている。複数の貯蔵室27は、例えば、冷蔵室27A、野菜室27B、製氷室27C(図1参照)、小冷凍室27D、および主冷凍室27Eを含む。本実施形態では、最上部に冷蔵室27Aが配置され、冷蔵室27Aの下方に野菜室27Bが配置され、野菜室27Bの下方に製氷室27Cおよび小冷凍室27Dが配置され、製氷室27Cおよび小冷凍室27Dの下方に主冷凍室27Eが配置されている。ただし、複数の貯蔵室27の配置は、上記例に限定されず、例えば野菜室27Bと主冷凍室27Eの配置が逆でもよい。筐体10は、各貯蔵室27の前面側に、各貯蔵室27に対して食材の出し入れを可能にする開口を有する。
筐体10は、第1仕切部28と、第2仕切部29と、を有する。第1仕切部28および第2仕切部29は、例えば、それぞれ略水平方向に沿う仕切壁である。第1仕切部28は、冷蔵室27Aと野菜室27Bとの間に位置し、冷蔵室27Aと野菜室27Bとの間を仕切っている。第1仕切部28は、冷蔵室27Aの底壁を形成するとともに、野菜室27Bの天井壁を形成している。
第2仕切部29は、野菜室27Bと、製氷室27C(図1参照)および小冷凍室27Dとの間に位置し、野菜室27Bと、製氷室27C(図1参照)および小冷凍室27Dとの間を仕切っている。第2仕切部29は、野菜室27Bの底壁を形成するとともに、製氷室27C(図1参照)および小冷凍室27Dの天井壁を形成している。
第2仕切部29は、野菜室27Bと、製氷室27C(図1参照)および小冷凍室27Dとの間に位置し、野菜室27Bと、製氷室27C(図1参照)および小冷凍室27Dとの間を仕切っている。第2仕切部29は、野菜室27Bの底壁を形成するとともに、製氷室27C(図1参照)および小冷凍室27Dの天井壁を形成している。
複数の貯蔵室27の開口は、複数の扉11によって開閉可能に覆われている。図1に示すように、複数の扉11は、例えば、左冷蔵室扉11Aa、右冷蔵室扉11Ab、野菜室扉11B、製氷室扉11C、小冷凍室扉11D、および主冷凍室扉11Eを含む。
左冷蔵室扉11Aaおよび右冷蔵室扉11Abは、冷蔵室27Aの開口を閉じる。野菜室扉11Bは、野菜室27Bの開口を閉じる。製氷室扉11Cは、製氷室27Cの開口を閉じる。小冷凍室扉11Dは、小冷凍室27Dの開口を閉じる。主冷凍室扉11Eは、主冷凍室27Eの開口を閉じる。
左右に隣り合って設けられた左冷蔵室扉11Aaおよび右冷蔵室扉11Abは、観音開き式の一対の扉である。
野菜室扉11B、製氷室扉11C(図1参照)、小冷凍室扉11D、および主冷凍室扉11Eは、例えば、引き出し式の扉である。
左冷蔵室扉11Aaおよび右冷蔵室扉11Abは、冷蔵室27Aの開口を閉じる。野菜室扉11Bは、野菜室27Bの開口を閉じる。製氷室扉11Cは、製氷室27Cの開口を閉じる。小冷凍室扉11Dは、小冷凍室27Dの開口を閉じる。主冷凍室扉11Eは、主冷凍室27Eの開口を閉じる。
左右に隣り合って設けられた左冷蔵室扉11Aaおよび右冷蔵室扉11Abは、観音開き式の一対の扉である。
野菜室扉11B、製氷室扉11C(図1参照)、小冷凍室扉11D、および主冷凍室扉11Eは、例えば、引き出し式の扉である。
複数の扉11は、それぞれの内部に適宜の断熱材を含む。適宜の断熱材には、上述した発泡断熱材10c、シート断熱材10d、および真空断熱材30の少なくとも1つが含まれてもよい。例えば、真空断熱材30が含まれる場合、各扉11の正面視および厚さ方向における真空断熱材30の配置位置は特に限定されない。
筐体10の後側には、筐体10とともに冷蔵庫本体5を形成する種々の部材が配置されている。冷蔵庫本体5を形成する部材としては、例えば、冷媒が循環するパイプ、冷却ユニット15A、15B、流路形成部材14A、14B、冷却ファン16A、16B、および制御基板17などが挙げられる。
冷蔵庫本体5において、筐体10の後側の下部には、例えば、圧縮機51、凝縮器52(図5参照)、蒸発皿55などが配置された機械室26が設けられている。
冷蔵庫本体5において、筐体10の後側の下部には、例えば、圧縮機51、凝縮器52(図5参照)、蒸発皿55などが配置された機械室26が設けられている。
冷却ユニット15Aは、冷蔵室27Aの後側に配置されており、冷蔵室27Aおよび野菜室27Bを冷却する。
冷却ユニット15Bは、主冷凍室27Eの後側に配置されており、製氷室27C、小冷凍室27D、および主冷凍室27Eを冷却する。
流路形成部材14Aは、冷却ユニット15Aから供給される冷気をそれぞれ冷蔵室27A、野菜室27Bに流す流路を形成する。
流路形成部材14Bは、冷却ユニット15Bから供給される冷気を製氷室27C、小冷凍室27D、および主冷凍室27Eに流す流路を形成する。
冷却ユニット15Bは、主冷凍室27Eの後側に配置されており、製氷室27C、小冷凍室27D、および主冷凍室27Eを冷却する。
流路形成部材14Aは、冷却ユニット15Aから供給される冷気をそれぞれ冷蔵室27A、野菜室27Bに流す流路を形成する。
流路形成部材14Bは、冷却ユニット15Bから供給される冷気を製氷室27C、小冷凍室27D、および主冷凍室27Eに流す流路を形成する。
冷却ファン16Aは、冷却ユニット15Aで形成された冷気を流路形成部材14Aで囲まれた流路に送風し、野菜室27Bおよび冷蔵室27Aの内部に循環する冷気の流れを形成する。
冷却ファン16Bは、冷却ユニット15Bで形成された冷気が流路形成部材14Bで囲まれた流路を送風し、製氷室27C、小冷凍室27D、および主冷凍室27Eの内部に循環する冷気の流れを形成する。
冷却ファン16Bは、冷却ユニット15Bで形成された冷気が流路形成部材14Bで囲まれた流路を送風し、製氷室27C、小冷凍室27D、および主冷凍室27Eの内部に循環する冷気の流れを形成する。
制御基板17は、冷蔵庫1の全体を統括的に制御する。例えば、制御基板17は、複数の貯蔵室27に設けられた温度センサの検出結果に基づき、冷却ユニット15A、15B、冷却ファン16A、16B、および圧縮機等の動作を制御する。
制御基板17は、湿気を避けることができる場所に配置することが好ましい。本実施形態では、冷蔵室27Aの上方における後側の外箱10b上に配置されている。
制御基板17は、湿気を避けることができる場所に配置することが好ましい。本実施形態では、冷蔵室27Aの上方における後側の外箱10b上に配置されている。
次に、冷蔵庫1における冷媒の循環経路について説明する。
図5は、実施形態の冷蔵庫における放熱パイプの配置例を示す斜視の模式図である。
図5は、実施形態の冷蔵庫における放熱パイプの配置例を示す斜視の模式図である。
図5に示すように、冷蔵庫1における冷媒の循環経路には、圧縮機51、蒸発パイプ53、放熱パイプ56、蒸発器15a、15b、およびサンクションパイプ54が配置されている。
圧縮機51は、サンクションパイプ54を通して流入する冷媒を圧縮し、高温蒸気を形成する。高温蒸気は、蒸発パイプ53を通して、凝縮器52に送られる。凝縮器52は、高温蒸気を凝縮させて液化する。
液化された冷媒は、冷蔵庫本体5において、外箱10bの内面に配置された放熱パイプ56を通して放熱し、膨張弁を通して低沸点化された後、冷却ユニット15A、15Bにそれぞれ設けられた蒸発器15a、15bに導かれる。蒸発器15a、15bでは、冷媒が蒸発し、蒸発器15a、15bの周辺の空気から気化熱を奪う。蒸発器15a、15bを出た冷媒は、サンクションパイプ54を通して、圧縮機51に戻る。
圧縮機51は、サンクションパイプ54を通して流入する冷媒を圧縮し、高温蒸気を形成する。高温蒸気は、蒸発パイプ53を通して、凝縮器52に送られる。凝縮器52は、高温蒸気を凝縮させて液化する。
液化された冷媒は、冷蔵庫本体5において、外箱10bの内面に配置された放熱パイプ56を通して放熱し、膨張弁を通して低沸点化された後、冷却ユニット15A、15Bにそれぞれ設けられた蒸発器15a、15bに導かれる。蒸発器15a、15bでは、冷媒が蒸発し、蒸発器15a、15bの周辺の空気から気化熱を奪う。蒸発器15a、15bを出た冷媒は、サンクションパイプ54を通して、圧縮機51に戻る。
放熱パイプ56は、冷媒を効率的に外部に放熱させるために外箱10bの内面に隣接している。放熱パイプ56は、上述した放熱パイプ56A、56Cを含んでいる。放熱パイプ56は、さらに、後壁25における外箱10bの壁面部25a(図2参照。放熱板)の内面に隣接する放熱パイプ56B、56Dと、右側壁24における外箱10bの壁面部24a(放熱板)の内面に隣接する放熱パイプ56Eと、を有する。本実施形態では、圧縮機51の下流側に、放熱パイプ56A、56B、56C、56D、56Eがこの順に直列に接続されている。
放熱パイプ56は、良好な熱伝導性を有する金属製のパイプ本体を有する。放熱パイプ56は、パイプ本体の外周部の全周または一部に被覆層が設けられてもよい。被覆層の例としては、パイプ本体に作用する外力を軽減する緩衝材層、金属パイプの表面を保護する保護層、などが挙げられる。被覆層の材料としては、パイプ本体より熱伝導性が低い材料が用いられてもよいが、放熱の支障とならないように断熱材より熱伝導性に優れる材料が用いられる。被覆層は、パイプ本体の表面から放熱板までの熱伝導距離が短くなるように、圧縮性を有する材料で形成されてもよい。
放熱パイプ56は、良好な熱伝導性を有する金属製のパイプ本体を有する。放熱パイプ56は、パイプ本体の外周部の全周または一部に被覆層が設けられてもよい。被覆層の例としては、パイプ本体に作用する外力を軽減する緩衝材層、金属パイプの表面を保護する保護層、などが挙げられる。被覆層の材料としては、パイプ本体より熱伝導性が低い材料が用いられてもよいが、放熱の支障とならないように断熱材より熱伝導性に優れる材料が用いられる。被覆層は、パイプ本体の表面から放熱板までの熱伝導距離が短くなるように、圧縮性を有する材料で形成されてもよい。
次に、複数の真空断熱材30に共通する詳細構造について真空断熱材32の例で説明する。
図6は、実施形態の断熱構造に用いる真空断熱材の例を示す斜視図である。図7は、実施形態の断熱構造に用いる真空断熱材の展開状態の例を示す平面図である。図8は、図7におけるF8−F8線に沿う断面図である。図9は、図8におけるF9部を示す拡大図である。
図6は、実施形態の断熱構造に用いる真空断熱材の例を示す斜視図である。図7は、実施形態の断熱構造に用いる真空断熱材の展開状態の例を示す平面図である。図8は、図7におけるF8−F8線に沿う断面図である。図9は、図8におけるF9部を示す拡大図である。
図6に示すように、真空断熱材32は、全体として略矩形の外形を有する板状である。冷蔵庫1の内部では、真空断熱材32は壁面部23aに沿って配置されているが、以下では、特に断らない限り、真空断熱材32の厚さ方向tから見ることを平面視と称する。
真空断熱材32は、本体部40と、密着部41と、を有する。
本体部40は、真空断熱材32において、断熱性能を有する部位であり、真空断熱材32の外形と略同様の板状に形成されている。本体部40は、厚さ方向tに弾性を有している。図7に密着部41を本体部40に対して平面視外方に展開した状態(以下、展開状態と称する)を示すように、本体部40の平面視形状は、矩形である。
密着部41は、平面視における本体部40の外周から延出している。密着部41は膜同士が密着して形成され、本体部40よりも薄く、かつ柔軟である。このため、密着部41は折り曲げ容易である。
本体部40は、真空断熱材32において、断熱性能を有する部位であり、真空断熱材32の外形と略同様の板状に形成されている。本体部40は、厚さ方向tに弾性を有している。図7に密着部41を本体部40に対して平面視外方に展開した状態(以下、展開状態と称する)を示すように、本体部40の平面視形状は、矩形である。
密着部41は、平面視における本体部40の外周から延出している。密着部41は膜同士が密着して形成され、本体部40よりも薄く、かつ柔軟である。このため、密着部41は折り曲げ容易である。
図6には、密着部41が本体部40の表面に向かって折り曲げられ、本体部40の表面に沿って折り畳まれた状態が描かれている。折り畳まれた密着部41は、例えば、接着テープTによって本体部40の表面に固定されている。
図7に示す展開状態では、密着部41の外縁は、本体部40の外形よりも大きな矩形である。図7に示す例では、密着部41は、本体部40の外形の全周に沿って延在している。
図7に示す展開状態では、密着部41の外縁は、本体部40の外形よりも大きな矩形である。図7に示す例では、密着部41は、本体部40の外形の全周に沿って延在している。
図8に示すように、真空断熱材32は、外包材42と芯材43とを有している。本体部40は芯材43と外包材42とによって、密着部41は外包材42によって、それぞれ形成されている。
外包材42は、芯材43を内部に挿入した状態で、内部を減圧し、開口を気密に封止可能な袋を形成できれば、特に限定されない。例えば、外包材42は、ガスバリア性を有する多層膜からなる膜を1枚以上接着して形成できる。図7、8に示す例では、外包材42は、芯材43の外形よりも大きな外形を有する2枚の矩形の膜を有している。外包材42は、平面視において、各膜の外縁部が互いに熱溶着されて開口が閉じられた袋を形成している。
図9に示すように、各外包材42は、少なくとも、表面層42A、ガスバリア層42B、およびシーラント層42Cを含む。表面層42A、ガスバリア層42B、およびシーラント層42Cは、外包材42における厚さ方向においてこの順に配置されている。ただし、表面層42Aおよびガスバリア層42Bの間と、ガスバリア層42Bおよびシーラント層42Cの間と、には、例えば中間層、印刷層、接着剤層など適宜の機能を有する1層以上の機能層が設けられていてもよい。表面層42A、ガスバリア層42B、およびシーラント層42Cは、1層には限定されず、2層以上設けられてもよい。
表面層42Aは、外包材42における厚さ方向の一方の表面を形成する。表面層42Aは、外包材42が袋を形成する際、外包材42の外表面を形成する。表面層42Aとしては、例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ナイロンなどの樹脂膜が用いられる。
ガスバリア層42Bは、表面層42Aおよびシーラント層42Cよりも高いガスバリア性を有していれば、特に限定されない。例えば、ガスバリア層42Bとしては、アルミニウムなどの無機物質の蒸着膜、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの高ガスバリア性樹脂が用いられる。
シーラント層42Cは、熱溶着可能な樹脂層である。シーラント層42Cとしては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などが用いられる。本実施形態では、シーラント層42Cは、平面視において溶着された部位の内側では、袋を形成する外包材42の内面を形成している。
ガスバリア層42Bは、表面層42Aおよびシーラント層42Cよりも高いガスバリア性を有していれば、特に限定されない。例えば、ガスバリア層42Bとしては、アルミニウムなどの無機物質の蒸着膜、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの高ガスバリア性樹脂が用いられる。
シーラント層42Cは、熱溶着可能な樹脂層である。シーラント層42Cとしては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などが用いられる。本実施形態では、シーラント層42Cは、平面視において溶着された部位の内側では、袋を形成する外包材42の内面を形成している。
図8に示すように、2枚の外包材42は、一部が芯材43の表面全体に密接して、本体部40を形成している。
本体部40における外包材42は、芯材43の厚さ方向の表面に密接する第1表面42eおよび第2表面42fと、芯材43の厚さ方向から見た外周部の表面に側方から密接する側面42aと、を有する。
本体部40の外側では、2枚の外包材42は、各シーラント層42Cが互いに向かい合うように密着し、密着部41を形成している。密着部41は、封止部41Aと非接着部41Bとを有する。
図9に示すように、封止部41Aは、密着部41を形成する外包材42の外縁部において、各シーラント層42Cが互いに熱溶着された熱溶着部42Dを有している。封止部41Aは、袋を形成する外包材42を気密に封止している。
非接着部41Bは、互いに向かい合うシーラント層42Cが、本体部40と封止部41Aとの間で接着されることなく密着した部位である。
本体部40における外包材42は、芯材43の厚さ方向の表面に密接する第1表面42eおよび第2表面42fと、芯材43の厚さ方向から見た外周部の表面に側方から密接する側面42aと、を有する。
本体部40の外側では、2枚の外包材42は、各シーラント層42Cが互いに向かい合うように密着し、密着部41を形成している。密着部41は、封止部41Aと非接着部41Bとを有する。
図9に示すように、封止部41Aは、密着部41を形成する外包材42の外縁部において、各シーラント層42Cが互いに熱溶着された熱溶着部42Dを有している。封止部41Aは、袋を形成する外包材42を気密に封止している。
非接着部41Bは、互いに向かい合うシーラント層42Cが、本体部40と封止部41Aとの間で接着されることなく密着した部位である。
芯材43は、外包材42で形成され大気圧よりも減圧状態とされた袋の内部に収容されている。芯材43の材料は、減圧状態で断熱性能を有していれば、特に限定されない。例えば、芯材43は、内部に隙間を有しない材料で形成されていてもよいし、弾性を有しない材料で形成されてよい。
本実施形態では、芯材43は、内部に隙間を有する多孔体であり、全体として弾性変形可能である。このため、芯材43は、袋の内部では、真空断熱材32の厚さ方向に圧縮されている。大気圧下の芯材43の厚さは、例えば、減圧後の厚さの2〜3倍程度である。芯材43は、外包材42内で圧縮された状態であっても、内部に隙間を有する状態である。これにより、外包材42の内部には、減圧されることで断熱性が高い略直方体の空間が形成されている。さらに、外包材42に作用する外力によって芯材43が弾性的に変形することにより本体部40も厚さ方向に弾性を有する。
芯材43としては、例えば、ガラスファイバ、ガラスウールなどが用いられる。
本実施形態では、芯材43は、内部に隙間を有する多孔体であり、全体として弾性変形可能である。このため、芯材43は、袋の内部では、真空断熱材32の厚さ方向に圧縮されている。大気圧下の芯材43の厚さは、例えば、減圧後の厚さの2〜3倍程度である。芯材43は、外包材42内で圧縮された状態であっても、内部に隙間を有する状態である。これにより、外包材42の内部には、減圧されることで断熱性が高い略直方体の空間が形成されている。さらに、外包材42に作用する外力によって芯材43が弾性的に変形することにより本体部40も厚さ方向に弾性を有する。
芯材43としては、例えば、ガラスファイバ、ガラスウールなどが用いられる。
本実施形態の断熱構造について、左側壁23に形成された断熱構造ISの例で説明する。
図10は、図4におけるF10−F10線に沿う断面図である。図11は、図10に記載のF11部の一例を示す拡大図である。
図10は、図4におけるF10−F10線に沿う断面図である。図11は、図10に記載のF11部の一例を示す拡大図である。
図10に示す断面では、壁面部23aの内面には、2列の放熱パイプ56Aが固定されている。各放熱パイプ56Aの固定方法は特に限定されない。
図10に示す例では、放熱パイプ56Aは、金属箔テープ61によって壁面部23aに固定されている。金属箔テープ61は、金属箔を含む基材の裏面に接着剤が塗布されている。例えば、金属箔テープ61に用いる金属箔としては、アルミ箔、銅箔、銀箔などが挙げられる。
図11に示すように、金属箔テープ61は、壁面部23aと隣接する放熱パイプ56Aを跨ぐU字形に貼り付けられ、放熱パイプ56Aの外周面の一部と接着している。放熱パイプ56Aを跨いだ金属箔テープ61の両端部は、放熱パイプ56を挟んで、それぞれ壁面部23aの内面に接着している。
このため、放熱パイプ56Aの外周に接着した部位の金属箔テープ61は、放熱パイプ56Aの外周を覆う被覆部材61a(被覆体)を形成している。図11に示す例では、被覆部材61aは、放熱パイプ56Aの中心Oに対する中心角で測って、180度の範囲に形成されている。ただし、被覆部材61aは、180度未満の範囲に形成されてもよいし、180度を超え360度未満の範囲に形成されてもよい。
金属箔テープ61は良好な熱伝導性を有するので、金属箔テープ61は、放熱パイプ56Aの外周部と、壁面部23aとの間に、良好な熱伝導経路を形成している。
本実施形態では、金属箔テープ61は、放熱パイプ56Aをその延在方向に沿って全体的に覆っている。
このため、図11に示すように、壁面部23aに隣接する放熱パイプ56Aは、延在方向に直交する断面では、壁面部23aと金属箔テープ61とに囲まれた空間S1の内部に挿通されている。
図10に示す例では、放熱パイプ56Aは、金属箔テープ61によって壁面部23aに固定されている。金属箔テープ61は、金属箔を含む基材の裏面に接着剤が塗布されている。例えば、金属箔テープ61に用いる金属箔としては、アルミ箔、銅箔、銀箔などが挙げられる。
図11に示すように、金属箔テープ61は、壁面部23aと隣接する放熱パイプ56Aを跨ぐU字形に貼り付けられ、放熱パイプ56Aの外周面の一部と接着している。放熱パイプ56Aを跨いだ金属箔テープ61の両端部は、放熱パイプ56を挟んで、それぞれ壁面部23aの内面に接着している。
このため、放熱パイプ56Aの外周に接着した部位の金属箔テープ61は、放熱パイプ56Aの外周を覆う被覆部材61a(被覆体)を形成している。図11に示す例では、被覆部材61aは、放熱パイプ56Aの中心Oに対する中心角で測って、180度の範囲に形成されている。ただし、被覆部材61aは、180度未満の範囲に形成されてもよいし、180度を超え360度未満の範囲に形成されてもよい。
金属箔テープ61は良好な熱伝導性を有するので、金属箔テープ61は、放熱パイプ56Aの外周部と、壁面部23aとの間に、良好な熱伝導経路を形成している。
本実施形態では、金属箔テープ61は、放熱パイプ56Aをその延在方向に沿って全体的に覆っている。
このため、図11に示すように、壁面部23aに隣接する放熱パイプ56Aは、延在方向に直交する断面では、壁面部23aと金属箔テープ61とに囲まれた空間S1の内部に挿通されている。
本実施形態の放熱パイプ56Aは、金属製のパイプ本体56aと、パイプ本体56aの外周を覆い、パイプ本体56aの外側から作用する外力を軽減する緩衝材層56bと、を有する。
緩衝材層56bは、パイプ本体56aの全周に設けられてもよいし、周方向の一部に設けられてもよい。緩衝材層56bが周方向の一部に設けられる場合、真空断熱材32の厚さ方向tにおいて、壁面部23aと対向する部位もしくは真空断熱材32と対向する部位、またはその両方に設けられることがより好ましい。
緩衝材層56bは、放熱パイプ56Aの延在方向の全体に設けられてもよいし、延在方向の一部に設けられてもよい。
図11に示す例では、緩衝材層56bは、周方向においては放熱パイプ56の全周を覆い、延在方向においては放熱パイプ56Aの全長にわたって設けられている。
例えば、緩衝材層56bは、表層面にクッション性を有するを有するソフトテープ、発泡スチロール、段ボール、ゲル化素材などによって形成されてもよい。
緩衝材層56bは、パイプ本体56aの全周に設けられてもよいし、周方向の一部に設けられてもよい。緩衝材層56bが周方向の一部に設けられる場合、真空断熱材32の厚さ方向tにおいて、壁面部23aと対向する部位もしくは真空断熱材32と対向する部位、またはその両方に設けられることがより好ましい。
緩衝材層56bは、放熱パイプ56Aの延在方向の全体に設けられてもよいし、延在方向の一部に設けられてもよい。
図11に示す例では、緩衝材層56bは、周方向においては放熱パイプ56の全周を覆い、延在方向においては放熱パイプ56Aの全長にわたって設けられている。
例えば、緩衝材層56bは、表層面にクッション性を有するを有するソフトテープ、発泡スチロール、段ボール、ゲル化素材などによって形成されてもよい。
真空断熱材32は、第2表面42fを各放熱パイプ56Aおよび壁面部23aに向けて配置されている。真空断熱材32は、各放熱パイプ56Aを、左側壁23の内方(図示上方向)から覆った状態で、壁面部23aに固定されている。
真空断熱材32の固定方法は特に限定されない。本実施形態では、真空断熱材32は、第2表面42fと壁面部23aとの間に介在するホットメルト接着剤(図10、11では図示略)によって、真空断熱材32に固定されている。
真空断熱材32の固定方法は特に限定されない。本実施形態では、真空断熱材32は、第2表面42fと壁面部23aとの間に介在するホットメルト接着剤(図10、11では図示略)によって、真空断熱材32に固定されている。
本実施形態では、図10に示すように、真空断熱材32の外周部と、真空断熱材32よりも外側の壁面部23aと、に跨って、接着テープ62が貼り付けられている。接着テープ62は、接着によって壁面部23aに固定された真空断熱材32をさらに強固に固定している。例えば、接着テープ62としては、紙テープ、基材材料がOPP(2軸延伸ポリプロピレンフィルム)やセロハンなどの樹脂テープなどが用いられてもよい。
接着テープ62は、真空断熱材32の外周部を周方向に間をあけて貼り付けられてもよいが、本実施形態では、接着テープ62は真空断熱材32の外周部の全体にわたって隙間なく貼り付けられている。接着テープ62は、真空断熱材32の外周部における壁面部23aとの間の隙間を外方から閉じている。
真空断熱材32が壁面部23aに固定された後、発泡断熱材10cが放熱パイプ56Aと壁面部23aとの間に進入すると、放熱パイプ56Aから壁面部23aへの放熱が妨げられてしまう。本実施形態では、接着テープ62が発泡断熱材10cの進入を防止するので、放熱パイプ56Aの放熱性が低下することを防止できる。
本実施形態のように、放熱パイプ56Aが金属箔テープ61で囲まれた空間S1に挿通されている場合、真空断熱材32の外周が接着テープ62で全周にわたって閉じられていなくても、発泡断熱材10cが、金属箔テープ61を超えて放熱パイプ56Aと壁面部23aとの間に進入することはない。この場合、真空断熱材32と壁面部23aとの間の接着強度が充分であれば、接着テープ62は省略されてもよい。
例えば、接着テープ62によって、発泡断熱材10cの進入が防止されている場合には、金属箔テープ61は、放熱パイプ56Aの全長を覆わず、延在方向に間をおいて設けられてもよい。さらに、真空断熱材32の接着時に放熱パイプ56Aの位置を安定させることができれば、金属箔テープ61は用いられなくてもよい。
真空断熱材32が壁面部23aに固定された後、発泡断熱材10cが放熱パイプ56Aと壁面部23aとの間に進入すると、放熱パイプ56Aから壁面部23aへの放熱が妨げられてしまう。本実施形態では、接着テープ62が発泡断熱材10cの進入を防止するので、放熱パイプ56Aの放熱性が低下することを防止できる。
本実施形態のように、放熱パイプ56Aが金属箔テープ61で囲まれた空間S1に挿通されている場合、真空断熱材32の外周が接着テープ62で全周にわたって閉じられていなくても、発泡断熱材10cが、金属箔テープ61を超えて放熱パイプ56Aと壁面部23aとの間に進入することはない。この場合、真空断熱材32と壁面部23aとの間の接着強度が充分であれば、接着テープ62は省略されてもよい。
例えば、接着テープ62によって、発泡断熱材10cの進入が防止されている場合には、金属箔テープ61は、放熱パイプ56Aの全長を覆わず、延在方向に間をおいて設けられてもよい。さらに、真空断熱材32の接着時に放熱パイプ56Aの位置を安定させることができれば、金属箔テープ61は用いられなくてもよい。
図11に示すように、壁面部23aに固定された放熱パイプ56Aは、真空断熱材32の第2表面42fに形成された凹溝42gの内部に入り込んでいる。
真空断熱材32は、弾性変形可能であり、かつ放熱パイプ56Aよりも軟質である。真空断熱材32を接着するために、真空断熱材32を壁面部23aに向かって押圧すると、金属箔テープ61を介した放熱パイプ56Aから反力によって真空断熱材32の第2表面42fが凹む。これにより、凹溝42gが形成される。
凹溝42gの近傍の芯材43には、厚さ方向tに芯材43が圧縮された圧縮領域Cが形成される。本実施形態では、芯材43の変形は、完全な弾性変形またはある程度の非弾性変形部を含む弾性変形である。例えば、非弾性変形部は、芯材43を構成する材料、例えばガラス繊維などが折れたり粉砕されたりすることによって弾性復元力が失われることによって形成される。
凹溝42gにおいて、金属箔テープ61を介して放熱パイプ56Aの外周と対向する部位は放熱パイプ56Aに向かって押圧力を伝達する押圧面42hである。押圧力は、本体部40の弾性復元力に起因している。
例えば、真空断熱材32を壁面部23aおよび放熱パイプ56Aから離すと、凹溝42gの凹みが解消または低減される。
図11に示すように、真空断熱材32が壁面部23aに接着された状態では、圧縮領域Cの応力の影響で、第1表面42eに隆起部42iが形成される。
真空断熱材32は、弾性変形可能であり、かつ放熱パイプ56Aよりも軟質である。真空断熱材32を接着するために、真空断熱材32を壁面部23aに向かって押圧すると、金属箔テープ61を介した放熱パイプ56Aから反力によって真空断熱材32の第2表面42fが凹む。これにより、凹溝42gが形成される。
凹溝42gの近傍の芯材43には、厚さ方向tに芯材43が圧縮された圧縮領域Cが形成される。本実施形態では、芯材43の変形は、完全な弾性変形またはある程度の非弾性変形部を含む弾性変形である。例えば、非弾性変形部は、芯材43を構成する材料、例えばガラス繊維などが折れたり粉砕されたりすることによって弾性復元力が失われることによって形成される。
凹溝42gにおいて、金属箔テープ61を介して放熱パイプ56Aの外周と対向する部位は放熱パイプ56Aに向かって押圧力を伝達する押圧面42hである。押圧力は、本体部40の弾性復元力に起因している。
例えば、真空断熱材32を壁面部23aおよび放熱パイプ56Aから離すと、凹溝42gの凹みが解消または低減される。
図11に示すように、真空断熱材32が壁面部23aに接着された状態では、圧縮領域Cの応力の影響で、第1表面42eに隆起部42iが形成される。
このように、真空断熱材32の本体部40は、載置部40Bと、弾性変形部40Aと、を有する。
載置部40Bは、放熱パイプ56Aからの反力の影響をうけることなく接着前の厚さを保って、壁面部23aに載置された部位である。ただし、載置部40Bの芯材43は、製造時に外包材42の内部に収容される際に圧縮されているので、すでに弾性変形している。
弾性変形部40Aは、厚さ方向tにおいて載置部40Bよりも弾性的に圧縮されて弾性変形することによって、放熱パイプ56Aを壁面部23aに向かって押圧している部位である。弾性変形部40Aは、厚さ方向tから見て放熱パイプ56Aと重なっている。
隆起部42iは、載置部40Bよりも隆起した部位である。隆起部42iは、本体部40における放熱パイプ56Aと反対側の第1表面42eにおいて、厚さ方向tから見て放熱パイプ56Aと重なる位置に形成されている。本実施形態では、隆起部42iは、厚さ方向tから見て弾性変形部40Aとも重なっている。
載置部40Bは、放熱パイプ56Aからの反力の影響をうけることなく接着前の厚さを保って、壁面部23aに載置された部位である。ただし、載置部40Bの芯材43は、製造時に外包材42の内部に収容される際に圧縮されているので、すでに弾性変形している。
弾性変形部40Aは、厚さ方向tにおいて載置部40Bよりも弾性的に圧縮されて弾性変形することによって、放熱パイプ56Aを壁面部23aに向かって押圧している部位である。弾性変形部40Aは、厚さ方向tから見て放熱パイプ56Aと重なっている。
隆起部42iは、載置部40Bよりも隆起した部位である。隆起部42iは、本体部40における放熱パイプ56Aと反対側の第1表面42eにおいて、厚さ方向tから見て放熱パイプ56Aと重なる位置に形成されている。本実施形態では、隆起部42iは、厚さ方向tから見て弾性変形部40Aとも重なっている。
放熱パイプ56Aには押圧面42hからの押圧力が作用するので、放熱パイプ56Aは、その剛性に応じて変形する。パイプ本体56aの変形があまり大きくならないように、本体部40は、パイプ本体56aよりも柔らかく形成される。本体部40の硬さは、実験的に評価できる。本体部40の硬さは、例えばパイプ本体56aと同じ外径を有する金属円柱などの試験片を本体部40に押しつけたときの圧痕の大きさなどで評価してもよい。
例えば、パイプ本体56aの変形量は扁平率で表される。扁平率は、パイプ本体56aの延在方向に直交する断面における長径に対する短径の比率で定義される。
パイプ本体56aの扁平率は、80%以上100%以下であってもよく、90%以上100%以下であることがより好ましい。
本実施形態では、パイプ本体56aの外周に緩衝材層56bが設けられている。このため、緩衝材層56bがその厚さの範囲で変形することによって、パイプ本体56aに作用する押圧力が緩和されるので、扁平率を1に近づけることができる。
例えば、パイプ本体56aの変形量は扁平率で表される。扁平率は、パイプ本体56aの延在方向に直交する断面における長径に対する短径の比率で定義される。
パイプ本体56aの扁平率は、80%以上100%以下であってもよく、90%以上100%以下であることがより好ましい。
本実施形態では、パイプ本体56aの外周に緩衝材層56bが設けられている。このため、緩衝材層56bがその厚さの範囲で変形することによって、パイプ本体56aに作用する押圧力が緩和されるので、扁平率を1に近づけることができる。
次に、放熱パイプ56Aの延在方向に直交する断面における凹溝42gおよび隆起部42iの形状について説明する。
押圧面42hは、金属箔テープ61を介して放熱パイプ56Aを押圧するので、凹溝42gの深さhgは、未変形の放熱パイプ56Aの外径に金属箔テープ61の厚さを加えた寸法以下である。
hgの大きさは、芯材43の硬さに応じて圧縮領域Cを形成できれば、特に限定されない。hgは、本体部40の載置部40Bの厚さHの30%以上70%以下であってもよく、5%以上30%以下であってもよい。
押圧面42hの周方向の大きさは、放熱パイプ56Aの中心Oに対する中心角θで表すことができる。押圧面42hの周長はラジアンで表した中心角θと押圧面42hの半径との積で求められる。
中心角θは、0度を超え、360度未満であれば特に限定されない。
押圧面42hは、金属箔テープ61を介して放熱パイプ56Aを押圧するので、凹溝42gの深さhgは、未変形の放熱パイプ56Aの外径に金属箔テープ61の厚さを加えた寸法以下である。
hgの大きさは、芯材43の硬さに応じて圧縮領域Cを形成できれば、特に限定されない。hgは、本体部40の載置部40Bの厚さHの30%以上70%以下であってもよく、5%以上30%以下であってもよい。
押圧面42hの周方向の大きさは、放熱パイプ56Aの中心Oに対する中心角θで表すことができる。押圧面42hの周長はラジアンで表した中心角θと押圧面42hの半径との積で求められる。
中心角θは、0度を超え、360度未満であれば特に限定されない。
例えば、中心角θは0度を超え180度未満であってもよい。この場合、図11に一例を示すように、押圧面42hの断面形状は釣り鐘形である。放熱パイプ56Aの外径をwpとすると、凹溝42gの溝幅wgは、wpよりも大きいである。
中心角θは0度に近いほど、本体部40が硬いことを表しており、溝幅wgが大きくなる。溝幅wgが大きくなることで、第2表面42fに過大な応力が発生しないため、第2表面42fが断裂したり、ガスバリア層42B(図9参照)に欠陥が生じたりするおそれがない。
中心角が180度に近いほど、芯材43が変形しやすく本体部40が柔らかいことを意味しており、放熱パイプ56Aが第2表面42fにめり込みやすくなっている。中心角が180度に近いほど押圧面42hの周長が増大するので、放熱パイプ56Aに作用する押圧力が緩和される。さらに、溝幅wgがwpに近づくので、本体部40の接着面積が大きくなり、本体部40がより強固に壁面部23aに固定される。この場合、凹溝42gの近傍の芯材43が変形することによって、第2表面42fの歪みが抑制され、第2表面42fを形成する外包材42の応力が緩和される。
中心角θは、90度以上180度以下であってもよく、150以上180度以下であることがより好ましい。
溝幅wgは、wpの50%以上100%以下であってもよく、90%以上100%以下であることがより好ましい。
中心角θは0度に近いほど、本体部40が硬いことを表しており、溝幅wgが大きくなる。溝幅wgが大きくなることで、第2表面42fに過大な応力が発生しないため、第2表面42fが断裂したり、ガスバリア層42B(図9参照)に欠陥が生じたりするおそれがない。
中心角が180度に近いほど、芯材43が変形しやすく本体部40が柔らかいことを意味しており、放熱パイプ56Aが第2表面42fにめり込みやすくなっている。中心角が180度に近いほど押圧面42hの周長が増大するので、放熱パイプ56Aに作用する押圧力が緩和される。さらに、溝幅wgがwpに近づくので、本体部40の接着面積が大きくなり、本体部40がより強固に壁面部23aに固定される。この場合、凹溝42gの近傍の芯材43が変形することによって、第2表面42fの歪みが抑制され、第2表面42fを形成する外包材42の応力が緩和される。
中心角θは、90度以上180度以下であってもよく、150以上180度以下であることがより好ましい。
溝幅wgは、wpの50%以上100%以下であってもよく、90%以上100%以下であることがより好ましい。
図12は、実施形態における真空断熱材の凹溝の他例を示す断面図である。
図12に示すように、中心角θは180度以上360度未満であってもよい。
この場合、押圧面42hの断面形状はU字形またはΩ字形である。凹溝42gの溝幅wgは、wp以下である。
中心角θは360度に近いほど、本体部40が柔らかいことを意味しており、放熱パイプ56Aが第2表面42fにめり込みやすくなっている。中心角が360度に近いほど押圧面42hの周長が増大するので、放熱パイプ56Aに作用する押圧力が緩和される。さらに、溝幅wgが小さくなるので、本体部40の接着面積が大きくなり、本体部40がより強固に壁面部23aに固定される。
放熱パイプ56AはU字形またはΩ字形の凹溝42gによって側方から挟まれているので、放熱パイプ56Aの延在方向に直交する方向の位置が安定する。
図12に示すように、中心角θが180度を超えると、凹溝42gは、放熱パイプ56Aに巻き付いていない金属箔テープ61にも密着する。この場合、空間S2は縮小または解消される。第2表面42fは凹溝42gの開口の近くでV字形に屈曲するが、凹溝42gの近傍の芯材43が変形することで、第2表面42fに生じる応力は緩和される。
中心角θは、180度以上360度以下であってもよく、300度以上360度以下であることがより好ましい。
溝幅wgは、wpの50%以上100%以下であってもよく、90%以上100%以下であることがより好ましい。
図12に示すように、中心角θは180度以上360度未満であってもよい。
この場合、押圧面42hの断面形状はU字形またはΩ字形である。凹溝42gの溝幅wgは、wp以下である。
中心角θは360度に近いほど、本体部40が柔らかいことを意味しており、放熱パイプ56Aが第2表面42fにめり込みやすくなっている。中心角が360度に近いほど押圧面42hの周長が増大するので、放熱パイプ56Aに作用する押圧力が緩和される。さらに、溝幅wgが小さくなるので、本体部40の接着面積が大きくなり、本体部40がより強固に壁面部23aに固定される。
放熱パイプ56AはU字形またはΩ字形の凹溝42gによって側方から挟まれているので、放熱パイプ56Aの延在方向に直交する方向の位置が安定する。
図12に示すように、中心角θが180度を超えると、凹溝42gは、放熱パイプ56Aに巻き付いていない金属箔テープ61にも密着する。この場合、空間S2は縮小または解消される。第2表面42fは凹溝42gの開口の近くでV字形に屈曲するが、凹溝42gの近傍の芯材43が変形することで、第2表面42fに生じる応力は緩和される。
中心角θは、180度以上360度以下であってもよく、300度以上360度以下であることがより好ましい。
溝幅wgは、wpの50%以上100%以下であってもよく、90%以上100%以下であることがより好ましい。
図11に示すように、第1表面42eにおいて隆起部42iの載置部40Bからの隆起高さはhb、厚さ方向tから見た幅はwbである。隆起高さhbは、0mmを超え、凹溝42gの溝深さhg未満であれば特に限定されない。
外包材42は樹脂膜なので、芯材43の内部応力に応じて容易に変形する。このため、隆起部42iが形成されていない場合(hbが0mm)の場合、押圧面42hから放熱パイプ56Aに向かって押圧力が作用していないと考えられる。被覆部材61aが押圧面42hから離れているか、または圧縮領域Cが非弾性的に変形していると考えられる。
hbが0mmを超えている場合、0mmに近づくほど、圧縮領域Cにおける芯材43の厚さ方向tにおける圧縮量が大きいことを意味する。
hbがhgを超えていると、圧縮領域Cにおいて厚さ方向tに放熱パイプ56Aからの反力以外の外力が作用していることになり、例えば押圧面42hが金属箔テープ61から浮くなどして放熱パイプ56Aに押圧力が伝達されていないおそれがある。
隆起高さhbは、凹溝42gの溝深さhgに対して、0%以上20%以下であってもよく、0%以上10%以下であることがより好ましい。
外包材42は樹脂膜なので、芯材43の内部応力に応じて容易に変形する。このため、隆起部42iが形成されていない場合(hbが0mm)の場合、押圧面42hから放熱パイプ56Aに向かって押圧力が作用していないと考えられる。被覆部材61aが押圧面42hから離れているか、または圧縮領域Cが非弾性的に変形していると考えられる。
hbが0mmを超えている場合、0mmに近づくほど、圧縮領域Cにおける芯材43の厚さ方向tにおける圧縮量が大きいことを意味する。
hbがhgを超えていると、圧縮領域Cにおいて厚さ方向tに放熱パイプ56Aからの反力以外の外力が作用していることになり、例えば押圧面42hが金属箔テープ61から浮くなどして放熱パイプ56Aに押圧力が伝達されていないおそれがある。
隆起高さhbは、凹溝42gの溝深さhgに対して、0%以上20%以下であってもよく、0%以上10%以下であることがより好ましい。
次に、本実施形態の断熱構造の製造方法について説明する。
図13は、実施形態の断熱構造の製造方法を示す模式図である。
まず、真空断熱材32を準備する。真空断熱材32は、周知の製造方法によって製造できる。例えば、矩形の2枚の外包材42の三方の外縁を熱溶着して包袋を形成し、包袋内に矩形の板状の芯材43を挿入する。包袋の開口から内部の空気を吸引し、包袋内を大気圧よりも減圧した後、包袋の開口を熱溶着して封止する。減圧状態の包袋内の圧力は低ければ低いほどより好ましい。
このようにして図7、8に示すような展開状態の真空断熱材32が形成される。この後、密着部41を本体部40の表面に向けて折り畳み接着テープTによって密着部41を第1表面42eに固定する。これにより、図6に示す真空断熱材32が製造される。
図13は、実施形態の断熱構造の製造方法を示す模式図である。
まず、真空断熱材32を準備する。真空断熱材32は、周知の製造方法によって製造できる。例えば、矩形の2枚の外包材42の三方の外縁を熱溶着して包袋を形成し、包袋内に矩形の板状の芯材43を挿入する。包袋の開口から内部の空気を吸引し、包袋内を大気圧よりも減圧した後、包袋の開口を熱溶着して封止する。減圧状態の包袋内の圧力は低ければ低いほどより好ましい。
このようにして図7、8に示すような展開状態の真空断熱材32が形成される。この後、密着部41を本体部40の表面に向けて折り畳み接着テープTによって密着部41を第1表面42eに固定する。これにより、図6に示す真空断熱材32が製造される。
この後、図13の(a)に示すように、壁面部23a上に放熱パイプ56Aを配置する。本実施形態では、放熱パイプ56Aは、図示略の金属箔テープ61で放熱パイプ56Aを壁面部23aに固定する。後述するプレス時に、放熱パイプ56Aが壁面部23aに沿って動かないように放熱パイプ56Aを支持できれば、金属箔テープ61を貼り付けることは省略できる。
この後、図13の(b)に示すように、放熱パイプ56Aが配置された壁面部23aを、放熱パイプ56Aを上にして、プレス機の基台102上に載置する。
この後、壁面部23aと真空断熱材32との間に接着剤63を配置した状態で、放熱パイプ56A上に真空断熱材32を配置する。
例えば、本実施形態では、接着剤63として、ホットメルト接着剤を用いている。接着剤63は、ホットメルトコーターを用いて、真空断熱材32の第2表面42fに塗布される。
この後、プレス機のプレス盤101によって真空断熱材32の全体を、放熱パイプ56Aと反対側の第1表面42eから壁面部23aに向けて押圧する。これにより、第1表面42eは、凹溝42gの溝深さhg以上、壁面部23aに向かって押し下げられる。
プレス盤101の押圧力は、壁面部23aと第2表面42fとの間に接着剤63による接着強度が発現する大きさであって、かつ、真空断熱材32の厚さ方向に弾性領域が残る大きさである。例えば、真空断熱材の片側面積が1m2、放熱パイプの直径が10mmのとき、プレス盤101の押圧荷重は、2000kgであってもよい。
図13の(b)では、プレス盤101のプレス面は平面であるが、プレス面の形状は平面には限定されない。例えば、プレス盤101のプレス面には、相対的な圧縮量が増大する放熱パイプ56Aと重なる部位の圧縮量を調整する凹部または凸部が設けられてもよい。
この後、壁面部23aと真空断熱材32との間に接着剤63を配置した状態で、放熱パイプ56A上に真空断熱材32を配置する。
例えば、本実施形態では、接着剤63として、ホットメルト接着剤を用いている。接着剤63は、ホットメルトコーターを用いて、真空断熱材32の第2表面42fに塗布される。
この後、プレス機のプレス盤101によって真空断熱材32の全体を、放熱パイプ56Aと反対側の第1表面42eから壁面部23aに向けて押圧する。これにより、第1表面42eは、凹溝42gの溝深さhg以上、壁面部23aに向かって押し下げられる。
プレス盤101の押圧力は、壁面部23aと第2表面42fとの間に接着剤63による接着強度が発現する大きさであって、かつ、真空断熱材32の厚さ方向に弾性領域が残る大きさである。例えば、真空断熱材の片側面積が1m2、放熱パイプの直径が10mmのとき、プレス盤101の押圧荷重は、2000kgであってもよい。
図13の(b)では、プレス盤101のプレス面は平面であるが、プレス面の形状は平面には限定されない。例えば、プレス盤101のプレス面には、相対的な圧縮量が増大する放熱パイプ56Aと重なる部位の圧縮量を調整する凹部または凸部が設けられてもよい。
図13の(c)に示すように、放熱パイプ56Aと当接した第2表面42fは、放熱パイプ56Aからの反力によって凹む。これにより、第2表面42fに凹溝42g(凹部)が形成される。このとき、真空断熱材32の芯材43は、プレス盤101からの押圧力で圧縮される。圧縮量は、特に厚さ方向から見て放熱パイプ56Aと重なる部位で大きくなる。
本実施形態では、放熱パイプ56Aの外周部が緩衝材層56bに覆われているので、プレス盤101からの押圧力が、緩衝材層56bの圧縮変形によって緩和される。このため、放熱パイプ56Aにおけるパイプ本体56aの変形が抑制される。これによりパイプ本体56aの内部応力が低減されるため、パイプ本体56aにひび割れなどの経時劣化が起こりにくい。さらに、パイプ本体56aの変形が緩和されると、冷媒の流路の断面積が低下しにくくなるので、冷媒の流路抵抗を低減できる。これにより、圧縮機51の負荷が低減でき、省エネルギー化、低騒音化が可能になる。
本実施形態では、放熱パイプ56Aの外周部が緩衝材層56bに覆われているので、プレス盤101からの押圧力が、緩衝材層56bの圧縮変形によって緩和される。このため、放熱パイプ56Aにおけるパイプ本体56aの変形が抑制される。これによりパイプ本体56aの内部応力が低減されるため、パイプ本体56aにひび割れなどの経時劣化が起こりにくい。さらに、パイプ本体56aの変形が緩和されると、冷媒の流路の断面積が低下しにくくなるので、冷媒の流路抵抗を低減できる。これにより、圧縮機51の負荷が低減でき、省エネルギー化、低騒音化が可能になる。
接着剤63が硬化した後、プレス盤101を真空断熱材32から離間させ、プレス機による真空断熱材32への押圧を解除する(図示二点鎖線参照)。
このとき、第1表面42eは、真空断熱材32の弾性復元力に応じて膨張する。この結果、真空断熱材32に隆起部42iが形成される。真空断熱材32に、載置部40Bと、弾性変形部40Aと、が形成される。
この後、真空断熱材32の外周部と壁面部23aとに接着テープ62を貼り付けることで、図10に示す本実施形態の断熱構造ISが形成される。
このとき、第1表面42eは、真空断熱材32の弾性復元力に応じて膨張する。この結果、真空断熱材32に隆起部42iが形成される。真空断熱材32に、載置部40Bと、弾性変形部40Aと、が形成される。
この後、真空断熱材32の外周部と壁面部23aとに接着テープ62を貼り付けることで、図10に示す本実施形態の断熱構造ISが形成される。
以上、真空断熱材32、壁面部23a、および放熱パイプ56Aによって形成される断熱構造ISの製造方法について説明したが、冷蔵庫1における他の真空断熱材30、外箱10b、および放熱パイプ56によって形成される他の断熱構造ISも同様にして製造できる。
本実施形態の断熱構造ISの作用について説明する。
断熱構造ISにおいて、例えば、放熱パイプ56Aは真空断熱材32が弾性的に変形して形成された凹溝42gの押圧面42hから押圧された状態で壁面部23aに固定されている。このため、凹溝42gを形成する第2表面42fは、周囲の芯材43と同様、弾性的に変形しており、過大な伸長が抑制されている。この結果、凹溝42gの断裂、ガスバリア層42Bの損傷などが抑制され、真空断熱材32の断熱性能の低下が防止されている。
凹溝42gの周囲の芯材43には、芯材43の材料が粉砕されるなどして隙間がつぶれた非弾性変形部は、存在しないか、存在しても一部である。このため、断熱構造ISは、芯材が永久変形して形成された溝を有する断熱構造に比べると、断熱性能に優れている。
この結果、放熱パイプ56Aは、押圧面42hから本体部40への熱伝導が良好に抑制され、金属箔テープ61もしくは壁面部23aとの接触部を通した壁面部23aの外部への放熱が促進される。断熱構造ISを有する冷蔵庫1は、放熱パイプ56Aを流れる冷媒の熱が内箱10a側に伝わりにくい状態で、外部に効率的に放熱される。
放熱パイプ56Aの放熱性は、壁面部23aとの熱伝導する熱的な接触面積が同じであれば、周方向における押圧面42hの長さが長いほど、良好になる。
断熱構造ISにおいて、例えば、放熱パイプ56Aは真空断熱材32が弾性的に変形して形成された凹溝42gの押圧面42hから押圧された状態で壁面部23aに固定されている。このため、凹溝42gを形成する第2表面42fは、周囲の芯材43と同様、弾性的に変形しており、過大な伸長が抑制されている。この結果、凹溝42gの断裂、ガスバリア層42Bの損傷などが抑制され、真空断熱材32の断熱性能の低下が防止されている。
凹溝42gの周囲の芯材43には、芯材43の材料が粉砕されるなどして隙間がつぶれた非弾性変形部は、存在しないか、存在しても一部である。このため、断熱構造ISは、芯材が永久変形して形成された溝を有する断熱構造に比べると、断熱性能に優れている。
この結果、放熱パイプ56Aは、押圧面42hから本体部40への熱伝導が良好に抑制され、金属箔テープ61もしくは壁面部23aとの接触部を通した壁面部23aの外部への放熱が促進される。断熱構造ISを有する冷蔵庫1は、放熱パイプ56Aを流れる冷媒の熱が内箱10a側に伝わりにくい状態で、外部に効率的に放熱される。
放熱パイプ56Aの放熱性は、壁面部23aとの熱伝導する熱的な接触面積が同じであれば、周方向における押圧面42hの長さが長いほど、良好になる。
本実施形態の断熱構造ISの製造方法によれば、凹溝42gを、真空断熱材32の表面にスペーサを設けることなく形成する。このため、スペーサの部品コストと、スペーサを取り付ける製造コストとを低減できる。さらに、真空断熱材32がスペーサを挟むことなくことなく壁面部23aに接着されるので、壁面部23aの外部からの熱伝導を効率的に抑制して、冷蔵庫1の外周部の断熱性能が向上することができる。
本実施形態の断熱構造ISの製造方法によれば、芯材43を除去加工することなく凹溝42gを形成する。このため、芯材43を除去加工する工程を省略できるので製造コストを低減できる。
本実施形態の断熱構造ISの製造方法によれば、真空断熱材32の表面を成形型または成形ローラでプレス加工することなく、凹溝42gを形成する。このため、凹溝42gを構成する第2表面42fをプレス加工によって永久変形させなくてもよいので、第2表面42fにおける外包材42が断裂したり劣化したりすることを抑制できる。
本実施形態の断熱構造ISの製造方法によれば、真空断熱材32の凹溝42gは、真空断熱材の成形時に放熱パイプを内部に埋没させることなく形成される。
例えば、真空断熱材の成形時に放熱パイプを埋没させる製造方法によれば、真空断熱材と放熱パイプが一体に製造されるので、放熱パイプ56Aを覆う真空断熱材は、放熱パイプ56Aの配置領域に応じて大型化する。
これに対して、本実施形態では、壁面部23aを覆う真空断熱材30は、2枚の真空断熱材32と、1枚の真空断熱材33とに分割されているので、壁面部23aに放熱パイプ56Aを配置した後、各真空断熱材32、33を個別に押圧し、接着すればよい。これにより、接着時のプレス盤101の面積が小さくなるとともに、プレス機のプレス荷重も少なくて済む。
このように、本実施形態の断熱構造ISの製造方法によれば、例えば、左側壁23、右側壁24、後壁25など、大面積の放熱板への接着工程が容易になる。
本実施形態の断熱構造ISの製造方法によれば、芯材43を除去加工することなく凹溝42gを形成する。このため、芯材43を除去加工する工程を省略できるので製造コストを低減できる。
本実施形態の断熱構造ISの製造方法によれば、真空断熱材32の表面を成形型または成形ローラでプレス加工することなく、凹溝42gを形成する。このため、凹溝42gを構成する第2表面42fをプレス加工によって永久変形させなくてもよいので、第2表面42fにおける外包材42が断裂したり劣化したりすることを抑制できる。
本実施形態の断熱構造ISの製造方法によれば、真空断熱材32の凹溝42gは、真空断熱材の成形時に放熱パイプを内部に埋没させることなく形成される。
例えば、真空断熱材の成形時に放熱パイプを埋没させる製造方法によれば、真空断熱材と放熱パイプが一体に製造されるので、放熱パイプ56Aを覆う真空断熱材は、放熱パイプ56Aの配置領域に応じて大型化する。
これに対して、本実施形態では、壁面部23aを覆う真空断熱材30は、2枚の真空断熱材32と、1枚の真空断熱材33とに分割されているので、壁面部23aに放熱パイプ56Aを配置した後、各真空断熱材32、33を個別に押圧し、接着すればよい。これにより、接着時のプレス盤101の面積が小さくなるとともに、プレス機のプレス荷重も少なくて済む。
このように、本実施形態の断熱構造ISの製造方法によれば、例えば、左側壁23、右側壁24、後壁25など、大面積の放熱板への接着工程が容易になる。
以上説明したように、本実施形態によれば、断熱性能の低下を抑制できる断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法を提供できる。
上記実施形態のいくつかの変形例について上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
(第1変形例)
図14は、実施形態の第1変形例の断熱構造を示す断面図である。
図14に示すように、本変形例の断熱構造ISaは、金属箔テープ61が削除された以外は、上記実施形態と同様である。
断熱構造ISaは、上記実施形態の断熱構造ISに代えて、冷蔵庫1に用いることができる。
断熱構造ISaは、放熱パイプ56Aの延在方向の全長にわたって形成されてもよいし、一部に形成されてもよい。例えば、上記実施形態の金属箔テープ61が、放熱パイプ56Aの一部を覆うように設けられた場合、金属箔テープ61に覆われない部位には、断熱構造ISaが形成される。
本変形例の断熱構造ISaは、壁面部23aに配置された放熱パイプ56Aを金属箔テープ61で固定しない以外は、上記実施形態と略同様に製造できる。
例えば、真空断熱材32を放熱パイプ56Aに向かって押圧する際は、放熱パイプ56Aが壁面部23a上を移動しないように、真空断熱材32で覆われていない放熱パイプ56Aをジグまたは仮止めテープなどで壁面部23aに仮固定してもよい。例えば、放熱パイプ56Aは、壁面部23aに載置される際、熱伝導性を有する接着剤によって壁面部23aに仮固定されてもよい。
本変形例の製造方法によれば、金属箔テープ61を放熱パイプ56Aの延在方向の全長にわたって、貼り付けなくてもよいので、製造工程を簡素化できる。
図14は、実施形態の第1変形例の断熱構造を示す断面図である。
図14に示すように、本変形例の断熱構造ISaは、金属箔テープ61が削除された以外は、上記実施形態と同様である。
断熱構造ISaは、上記実施形態の断熱構造ISに代えて、冷蔵庫1に用いることができる。
断熱構造ISaは、放熱パイプ56Aの延在方向の全長にわたって形成されてもよいし、一部に形成されてもよい。例えば、上記実施形態の金属箔テープ61が、放熱パイプ56Aの一部を覆うように設けられた場合、金属箔テープ61に覆われない部位には、断熱構造ISaが形成される。
本変形例の断熱構造ISaは、壁面部23aに配置された放熱パイプ56Aを金属箔テープ61で固定しない以外は、上記実施形態と略同様に製造できる。
例えば、真空断熱材32を放熱パイプ56Aに向かって押圧する際は、放熱パイプ56Aが壁面部23a上を移動しないように、真空断熱材32で覆われていない放熱パイプ56Aをジグまたは仮止めテープなどで壁面部23aに仮固定してもよい。例えば、放熱パイプ56Aは、壁面部23aに載置される際、熱伝導性を有する接着剤によって壁面部23aに仮固定されてもよい。
本変形例の製造方法によれば、金属箔テープ61を放熱パイプ56Aの延在方向の全長にわたって、貼り付けなくてもよいので、製造工程を簡素化できる。
本変形例の断熱構造ISaによれば上記実施形態と同様に断熱性能の低下を抑制できる。
特に、本変形例の断熱構造ISaでは、凹溝42gの押圧面42hは、金属箔テープ61を介することなく放熱パイプ56Aの緩衝材層56bの表面を押圧している。
上記実施形態では、金属箔テープ61の貼り付け状態に応じて金属箔テープ61と放熱パイプ56Aとの間に空間S1が生じるので、押圧面42hの周方向の長さをあまり大きくできない場合がある。
これに対して、本変形例では、金属箔テープ61の貼り付け状態の制限がないので、外包材42の柔軟性が許す範囲で、放熱パイプ56Aの表面と凹溝42gとの間の空間S3を低減できる。これにより、押圧面42hの中心角θを360度に近づけやすい。
特に、本変形例の断熱構造ISaでは、凹溝42gの押圧面42hは、金属箔テープ61を介することなく放熱パイプ56Aの緩衝材層56bの表面を押圧している。
上記実施形態では、金属箔テープ61の貼り付け状態に応じて金属箔テープ61と放熱パイプ56Aとの間に空間S1が生じるので、押圧面42hの周方向の長さをあまり大きくできない場合がある。
これに対して、本変形例では、金属箔テープ61の貼り付け状態の制限がないので、外包材42の柔軟性が許す範囲で、放熱パイプ56Aの表面と凹溝42gとの間の空間S3を低減できる。これにより、押圧面42hの中心角θを360度に近づけやすい。
(第2変形例)
図15は、実施形態の第2変形例の断熱構造を示す断面図である。
図15に示すように、本変形例の断熱構造ISbは、金属箔テープ61が削除され、放熱パイプ56Aに代えて放熱パイプ66を有する以外は、上記実施形態と同様である。
断熱構造ISbは、上記実施形態の断熱構造ISに代えて、冷蔵庫1に用いることができる。
図15は、実施形態の第2変形例の断熱構造を示す断面図である。
図15に示すように、本変形例の断熱構造ISbは、金属箔テープ61が削除され、放熱パイプ56Aに代えて放熱パイプ66を有する以外は、上記実施形態と同様である。
断熱構造ISbは、上記実施形態の断熱構造ISに代えて、冷蔵庫1に用いることができる。
放熱パイプ66は、放熱パイプ56Aと同様の外径を有する金属製のパイプである以外は、放熱パイプ56Aと同様である。
放熱パイプ66の材料は、パイプ本体56aの材料と同様の材料が用いられる。本変形例は、放熱パイプが外周部に、緩衝材層、保護層などの非金属層を有しない例になっている。
放熱パイプ66の材料は、パイプ本体56aの材料と同様の材料が用いられる。本変形例は、放熱パイプが外周部に、緩衝材層、保護層などの非金属層を有しない例になっている。
断熱構造ISbは、放熱パイプ66の延在方向の全長にわたって形成されてもよいし、一部に形成されてもよい。例えば、放熱パイプ66の一部は、上記実施形態と同様の金属箔テープ61によって壁面部23aに固定されていてもよい。
本変形例の断熱構造ISbは、壁面部23aに、放熱パイプ56Aに代えて放熱パイプ66を配置し、第1変形例と同様、放熱パイプ66を金属箔テープ61で固定しない以外は、上記実施形態と略同様に製造できる。
本変形例の製造方法によれば、金属箔テープ61を放熱パイプ66の延在方向の全長にわたって、貼り付けなくてもよいので、第1変形例と同様に、製造工程を簡素化できる。
本変形例の断熱構造ISbは、壁面部23aに、放熱パイプ56Aに代えて放熱パイプ66を配置し、第1変形例と同様、放熱パイプ66を金属箔テープ61で固定しない以外は、上記実施形態と略同様に製造できる。
本変形例の製造方法によれば、金属箔テープ61を放熱パイプ66の延在方向の全長にわたって、貼り付けなくてもよいので、第1変形例と同様に、製造工程を簡素化できる。
本変形例の断熱構造ISbによれば上記実施形態と同様に断熱性能の低下を抑制できる。
特に、本変形例の断熱構造ISbでは、凹溝42gの押圧面42hは、金属箔テープ61を介することなく放熱パイプ66の表面を押圧している。このため、上記第1変形例と同様、押圧面42hの中心角θを360度に近づけやすい。
本変形例では、放熱パイプ66における緩衝材層56bの層厚の部分が、緩衝材層56bに比べて剛性が高い金属材料で形成される。このため、外径が同じであれば、放熱パイプ66は、放熱パイプ56Aよりも厚さ方向tにおける圧縮力に対する剛性が向上する。
本変形例は、放熱パイプ66の剛性自体を、本体部40の剛性に比べて向上することによって、放熱パイプ66の変形を抑制する例になっている。
特に、本変形例の断熱構造ISbでは、凹溝42gの押圧面42hは、金属箔テープ61を介することなく放熱パイプ66の表面を押圧している。このため、上記第1変形例と同様、押圧面42hの中心角θを360度に近づけやすい。
本変形例では、放熱パイプ66における緩衝材層56bの層厚の部分が、緩衝材層56bに比べて剛性が高い金属材料で形成される。このため、外径が同じであれば、放熱パイプ66は、放熱パイプ56Aよりも厚さ方向tにおける圧縮力に対する剛性が向上する。
本変形例は、放熱パイプ66の剛性自体を、本体部40の剛性に比べて向上することによって、放熱パイプ66の変形を抑制する例になっている。
(第3変形例)
図10、11に示すように、第3変形例の断熱構造IScにおける真空断熱材32は、上記実施形態の芯材43に代えて、芯材43A、43B、43Cのいずれかを有する。本変形例における芯材43A、43B、43Cは、いずれも上記実施形態における芯材43に切開部を設けることによって圧縮領域Cにおける応力を緩和している。
図16は、実施形態の第3変形例の断熱構造に用いる真空断熱材を示す断面図である。
図10、11に示すように、第3変形例の断熱構造IScにおける真空断熱材32は、上記実施形態の芯材43に代えて、芯材43A、43B、43Cのいずれかを有する。本変形例における芯材43A、43B、43Cは、いずれも上記実施形態における芯材43に切開部を設けることによって圧縮領域Cにおける応力を緩和している。
図16は、実施形態の第3変形例の断熱構造に用いる真空断熱材を示す断面図である。
図16の(a)に示すように、本変形例における芯材43Aは、厚さ方向tから見て、放熱パイプ56Aと重なる領域の第2表面42fの近傍に、切開部43aが形成されている以外は、芯材43と同様である。
切開部43aは、芯材43Aが切り開かれて形成され、放熱パイプ56Aの外形より狭い幅を有する。図16の(a)に示す例では、切開部43aは、芯材43Aにおいて第2表面42fと当接する表面から芯材43Aの内側に向かってまっすぐ切り開かれており、放熱パイプ56Aの延在方向に延びている。
切開部43aは、放熱パイプ56Aの全長に沿って連続的に形成されてもよいし、放熱パイプ56Aの全長に沿って断続的に形成されてもよい。
切開部43aが連続的に形成される場合、厚さ方向tから見て放熱パイプ56Aに重なる範囲であれば、放熱パイプ56Aの延在方向に対して斜行したり、蛇行したりして形成されてもよい。
切開部43aが断続的に形成される場合、厚さ方向tから見て放熱パイプ56Aに重なる範囲であれば、放熱パイプ56朝の延在方向に直交する断面における位置は変化していてよい。
切開部43aは、芯材43Aが切り開かれて形成され、放熱パイプ56Aの外形より狭い幅を有する。図16の(a)に示す例では、切開部43aは、芯材43Aにおいて第2表面42fと当接する表面から芯材43Aの内側に向かってまっすぐ切り開かれており、放熱パイプ56Aの延在方向に延びている。
切開部43aは、放熱パイプ56Aの全長に沿って連続的に形成されてもよいし、放熱パイプ56Aの全長に沿って断続的に形成されてもよい。
切開部43aが連続的に形成される場合、厚さ方向tから見て放熱パイプ56Aに重なる範囲であれば、放熱パイプ56Aの延在方向に対して斜行したり、蛇行したりして形成されてもよい。
切開部43aが断続的に形成される場合、厚さ方向tから見て放熱パイプ56Aに重なる範囲であれば、放熱パイプ56朝の延在方向に直交する断面における位置は変化していてよい。
切開部43aの深さdは、真空断熱材32の載置部40Bの厚さH未満であれば特に限定されない。
切開部43aの延在方向に直交する断面における幅waは、放熱パイプ56Aの外径未満であれば特に限定されない。図16の(a)に示す例では、切開部43aは、切開部43aにおける互いに対向する切開面同士が密接しており、幅waの大きさは0mmである。
ただし、切開部43aの深さdおよび幅waは、真空断熱材32が放熱パイプ56Aに押圧される前の状態で測定される。
切開部43aの延在方向に直交する断面における幅waは、放熱パイプ56Aの外径未満であれば特に限定されない。図16の(a)に示す例では、切開部43aは、切開部43aにおける互いに対向する切開面同士が密接しており、幅waの大きさは0mmである。
ただし、切開部43aの深さdおよび幅waは、真空断熱材32が放熱パイプ56Aに押圧される前の状態で測定される。
切開部43aは、外包材42に挿入する前の芯材43Aの材料の表面にカッターなどで切り込みを入れることによって製造される。
本変形例において芯材43Aが用いられる場合、切開部43aの各切開面は、互いに相対移動容易である。このため、本変形例における真空断熱材32を放熱パイプ56Aに押圧する際に、切開部43aの近傍の芯材43Aの変形が容易になる。この結果、圧縮領域Cが形成された後、変形した切開部43aの近傍における応力が緩和される。
これにより、凹溝42gを形成する外包材42に生じる応力が軽減され、外包材42の内部応力に起因する断裂またはガスバリア層42Bの劣化がさらに抑制されやすい。
これにより、凹溝42gを形成する外包材42に生じる応力が軽減され、外包材42の内部応力に起因する断裂またはガスバリア層42Bの劣化がさらに抑制されやすい。
図16の(b)に示すように、本変形例における芯材43Bは、厚さ方向tから見て放熱パイプ56Aと重なる領域の第2表面42fの近傍に、切開部43bが形成されている以外は、芯材43と同様である。
切開部43bは、芯材43Bにおいて第2表面42fと当接する表面から芯材43Bの内側に向かって細るV字形であり、放熱パイプ56Aの延在方向に延びている。切開部43bは、放熱パイプ56Aの延在方向に直交する断面形状がV字形である以外は、切開部43aと同様である。
切開部43bの延在方向に直交する断面における開口幅wbは、放熱パイプ56Aの外径未満であれば特に限定されない。ただし、切開部43bの開口幅wbは、真空断熱材32が放熱パイプ56Aに押圧される前の状態で測定される。
切開部43bは、芯材43Bにおいて第2表面42fと当接する表面から芯材43Bの内側に向かって細るV字形であり、放熱パイプ56Aの延在方向に延びている。切開部43bは、放熱パイプ56Aの延在方向に直交する断面形状がV字形である以外は、切開部43aと同様である。
切開部43bの延在方向に直交する断面における開口幅wbは、放熱パイプ56Aの外径未満であれば特に限定されない。ただし、切開部43bの開口幅wbは、真空断熱材32が放熱パイプ56Aに押圧される前の状態で測定される。
例えば、切開部43bは、外包材42に挿入する前の芯材43Bの材料の表面に、断面V字形の刃を有するカッターで切り込みを入れて形成されてもよい。
例えば、切開部43bは、外包材42に挿入する前の芯材43Bの材料の表面に、V字形に除去加工を施すことによって形成されてもよい。
例えば、切開部43bは、外包材42に挿入する前の芯材43Bの材料の表面に、V字形に除去加工を施すことによって形成されてもよい。
本変形例において芯材43Bが用いられる場合、切開部43bの各切開面がV字形に開いているので、切開部43aと比べて、互いに相対移動がさらに容易である。このため、凹溝42gを形成する外包材42に生じる応力が軽減され、外包材42の内部応力に起因する断裂またはガスバリア層42Bの劣化がさらに抑制されやすい。
図16の(c)に示すように、本変形例における芯材43Cは、厚さ方向tから見て、放熱パイプ56Aと重なる領域の第2表面42fの近傍に、放熱パイプ56Aの延在方向に直交する断面において、複数の切開部43aが並列している以外は、芯材43と同様である。
本変形例において芯材43Cが用いられる場合、放熱パイプ56Aの延在方向に直交する断面において、複数の切開部43aが並列しているので、単一の切開部43aと比べて、さらに変形容易である。このため、凹溝42gを形成する外包材42に生じる応力が軽減され、外包材42の内部応力に起因する断裂またはガスバリア層42Bの劣化がさらに抑制されやすい。
芯材43Cにおいて、複数の切開部43aの少なくとも一つの切開部43aは、切開部43bに置き換えられてもよい。
芯材43Cにおいて、複数の切開部43aの少なくとも一つの切開部43aは、切開部43bに置き換えられてもよい。
上記実施形態および各変形例では、左側壁23に形成される断熱構造が、壁面部23a、放熱パイプ56A、および複数の矩形の真空断熱材32、33で形成されるとして説明した。しかし、左側壁23に形成される断熱構造の真空断熱材30は1枚でもよい。例えば、断熱構造ISにおける2枚の真空断熱材32と1枚の真空断熱材33は、図4に二点鎖線で示す平面視五角形の真空断熱材34に置換されてもよい。この場合、真空断熱材34は、壁面部23aおよび放熱パイプ56Aを覆って、放熱パイプ56Aの全体を押圧する状態で、壁面部23aに固定される。これにより、断熱構造ISと同様の断熱構造ISdが形成される。
例えば、真空断熱材34は、真空断熱材32を形成する矩形の包袋を、五角形の包袋に代えることで、真空断熱材32と同様に製造できる。
断熱構造ISdによれば、断熱構造ISdを1回のプレス工程で製造できるので製造時間を短縮できる。
例えば、真空断熱材34は、真空断熱材32を形成する矩形の包袋を、五角形の包袋に代えることで、真空断熱材32と同様に製造できる。
断熱構造ISdによれば、断熱構造ISdを1回のプレス工程で製造できるので製造時間を短縮できる。
上記実施形態および各変形例では、真空断熱材が平板の放熱板に固定される例で説明したが、真空断熱材は、屈曲したまたは湾曲した放熱板に接着されてもよい。
以上、説明した少なくとも一つの実施形態によれば、放熱板と、放熱板に隣接する放熱パイプと、袋を形成する外包材と、減圧状態で外包材に密閉して収容された芯材と、を有し、板状に形成されて厚さ方向に弾性を有しており、放熱パイプを放熱板に向かって押圧した状態で放熱板と固定された真空断熱材と、を持つので、断熱性能の低下を抑制できる断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法を提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…冷蔵庫、10b…外箱、10c…発泡断熱材、21a,23a,24a,25a…壁面部(放熱板)、30,31,32,33,34…真空断熱材、40…本体部、40A…弾性変形部、40B…載置部、41…密着部、41A…封止部、42…外包材、42e…第1表面、42f…第2表面、42g…凹溝、42h…押圧面、42i…隆起部、43,43A,43B,43C…芯材、43a,43b…切開部、56,56A,56B,56C,56D,56E,66…放熱パイプ、56a…パイプ本体、56b…緩衝材層、61…金属箔テープ、61a…被覆部材(被覆体)、62,T…接着テープ、C…圧縮領域、IS,ISa,ISb,ISc…断熱構造、O…中心
Claims (9)
- 放熱板と、
前記放熱板に隣接する放熱パイプと、
袋を形成する外包材と、減圧状態で前記外包材に密閉して収容された芯材と、を有し、板状に形成されて厚さ方向に弾性を有しており、前記放熱パイプを前記放熱板に向かって押圧した状態で前記放熱板と固定された真空断熱材と、
を備える、
断熱構造。 - 前記真空断熱材において前記放熱パイプと反対側の第1表面には、前記厚さ方向から見て前記放熱パイプと重なる位置に隆起部が形成されている、
請求項1に記載の断熱構造。 - 前記真空断熱材は、
前記放熱板に載置された載置部と、
前記厚さ方向から見て前記放熱パイプと重なっており、前記厚さ方向において前記載置部よりも弾性的に圧縮されて弾性変形することによって、前記放熱パイプを前記放熱板に向かって押圧している弾性変形部と、
を有しており、
前記隆起部は、前記載置部における前記第1表面よりも隆起している、
請求項2に記載の断熱構造。 - 前記隆起部の隆起高さは、前記載置部における前記第1表面から測って、前記放熱パイプの外径未満である、
請求項3に記載の断熱構造。 - 前記真空断熱材は、前記放熱パイプに向かって押圧力を伝達する押圧面を有しており、前記放熱パイプの延在方向に直交する断面における前記押圧面の大きさは、前記放熱パイプの中心に対する中心角で表したとき、180度以上360度以下である、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の断熱構造。 - 前記放熱板に固定された状態の前記真空断熱材において前記厚さ方向において前記放熱パイプに向かう第2表面には、前記放熱パイプの表面または前記放熱パイプの外周を覆う被覆体と当接しており前記放熱板からの深さが前記放熱パイプとの当接部で最大となる凹溝が形成されており、
前記放熱パイプの延在方向に直交する断面における前記放熱板上の前記凹溝の溝幅は、前記放熱パイプの外径の50%以上100%以下である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の断熱構造。 - 前記真空断熱材は、前記厚さ方向から見て前記放熱パイプと重なる領域における前記芯材に、前記芯材が切り開かれて形成され前記放熱パイプの外径よりも狭い幅を有し前記放熱パイプの延在方向に延びる切開部が形成されている、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の断熱構造。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の断熱構造を備える、
冷蔵庫。 - 袋を形成する外包材と、減圧状態で前記外包材に密閉して収容された芯材と、を有し、厚さ方向に弾性を有する板状に形成された真空断熱材を準備することと、
放熱板上に放熱パイプを配置することと、
前記放熱板と前記真空断熱材との間に接着剤を配置した状態で、前記放熱パイプ上に前記真空断熱材を配置することと、
前記真空断熱材を前記放熱パイプと反対側の第1表面から前記放熱板に向けて押圧し、前記放熱パイプからの反力によって、前記真空断熱材における前記第1表面と反対側の第2表面に凹溝を形成することと、
前記接着剤が硬化した後、前記真空断熱材への押圧を解除することによって、前記真空断熱材に、前記放熱板に載置された載置部と、前記厚さ方向から見て前記放熱パイプと重なっており、前記厚さ方向において前記載置部よりも弾性的に圧縮された弾性変形部と、を形成することと、
を含む、
断熱構造の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020086275A JP2021179299A (ja) | 2020-05-15 | 2020-05-15 | 断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020086275A JP2021179299A (ja) | 2020-05-15 | 2020-05-15 | 断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021179299A true JP2021179299A (ja) | 2021-11-18 |
Family
ID=78511209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020086275A Pending JP2021179299A (ja) | 2020-05-15 | 2020-05-15 | 断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021179299A (ja) |
-
2020
- 2020-05-15 JP JP2020086275A patent/JP2021179299A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009024922A (ja) | 冷蔵庫 | |
JP2009228917A (ja) | 冷蔵庫 | |
JP6964810B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP6469232B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP2021179299A (ja) | 断熱構造、冷蔵庫、および断熱構造の製造方法 | |
JP5568422B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
KR200396806Y1 (ko) | 보냉백 | |
JP2012062905A (ja) | 真空断熱材及びこれを備えた冷蔵庫 | |
JP5109355B2 (ja) | 自動販売機の庫内仕切板およびそれを備えた自動販売機 | |
JP4887769B2 (ja) | 断熱仕切板 | |
JP6411835B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP6918462B2 (ja) | 真空断熱材及び冷蔵庫 | |
JP7139480B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP6382596B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP5098149B2 (ja) | 自動販売機 | |
JP6545249B2 (ja) | 断熱箱体および断熱扉並びに冷蔵庫 | |
JP2008196572A (ja) | 真空断熱材と冷蔵庫 | |
JP5372878B2 (ja) | 真空断熱材及びこれを備えた冷蔵庫 | |
JP7045141B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP2017002949A (ja) | 真空断熱材及びそれを用いた機器 | |
JP6605090B2 (ja) | 真空断熱パネル | |
JP2021179244A (ja) | 真空断熱材および冷蔵庫 | |
JP7407588B2 (ja) | 断熱材の製造方法、及び冷蔵庫の製造方法 | |
JP6225324B2 (ja) | 断熱箱体 | |
JP2021179243A (ja) | 真空断熱材、冷蔵庫、および真空断熱材の製造方法 |