JP3785564B2 - 断熱扉体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、扉パネル、内板、バックパネル、ドアキャップ等で形成する空間内に断熱材を注入発泡してなる冷蔵庫等の断熱扉体に係り、より詳しくは、冷蔵庫等の運転時に生ずる断熱扉体内部の熱応力を原因とする内板裏面周囲に発生する割れを防止することができる冷蔵庫等の断熱扉体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は本発明に係る冷蔵庫用断熱扉体の外観斜視図であるが、従来技術の構成もほぼ同様なので、以下、本発明にかかる図面を用いて従来の冷蔵庫用断熱扉体について説明する。冷蔵庫用断熱扉体は、扉パネル１、合成樹脂製の内板２、鋼板製のバックパネル３、ドアキャップ４，５等によって形成される空間に発泡断熱材を注入して発泡させ、これらの部品を一体に結合し、発泡完了後、フレーム６を複数個のネジ７で断熱扉体に取り付ける。
図６は従来の冷蔵庫用断熱扉体の一部の縦断面図で、バックパネル３は断熱材（ウレタン）１６の注入前に、はめ込み穴８を内板２に形成された嵌合凸部２０等に嵌合してその一部の面を内板２に当接して取り付けられている。更に、断熱材１６の発泡時には、上型２１により、バックパネル３のはめ込み穴８からの断熱材１６の洩れ出しを防止している。
【０００３】
図７は図６のイ部を拡大した断面図で、バックパネル３と内板２との当接部周辺を示している。図に示すように、バックパネル３に加工されている内板２との取付け用のはめ込み穴８や、後に取り付けるフレーム６取付用のバーリング穴９等の穿孔部ａ（以下の説明では、はめ込み穴８、バーリング穴９を一括して穿孔部ａと記すことがある）から、断熱材発泡時に断熱材１６が内板２側に侵入して上型２１の面まで充填されるが、上記の穿孔部ａの近傍は内板２との隙間が殆どないので、断熱材１６はこの周囲においては極めて薄く、且つ、脆弱なスキン層１２のみが、内板２とバックパネル３の両面に強固に接着しながら形成される。
【０００４】
ところで、上記の断熱扉体は、冷蔵庫の運転時、庫内側となる内板２側は冷却されて低温に保持されているが、この際、合成樹脂製の内板２と、その裏側にある鋼板製のバックパネル３との間で、熱膨張率の差により寸法収縮差が発生する。
このとき、内板２とバックパネル３が断熱材１６により接着していると、両者が同一寸法になるように拘束される。その結果、熱膨張（収縮）係数の大きい内板２側は、熱膨張（収縮）係数の小さいバックパネル３側の拘束により、引っ張り方向の熱応力が発生する。
なお、図７に示すように、バックパネル３は内板２側に侵入し接着した断熱材１６のスキン層１２の周囲で上記の熱応力が集中して発生し、且つ、バックパネル３の寸法が大きいほど、全体の収縮により発生する拘束力がこの部分に集中するため、熱応力が大きくなる。
【０００５】
このような状態において冷蔵庫運転を行うと、バックパネル３との接着部に集中した内板２の熱応力により、この部分の周囲でバックパネル３と内板２との間に固着された、極めて薄く且つ脆弱なスキン層１２にヒビ割れが生じ、これにより更に応力が集中して、スキン層１２と強固に接着している内板２の裏側面にもヒビ割れ２２が発生し、ついには内板２の表面側にまでそれが伝播、拡大し、図７に示すような方向に内板２が割れるという不具合が発生する場合がある。
この不具合は、運転時の温度が、より低い冷凍室の扉で発生する場合が多い。
【０００６】
このような不具合に対処するために、図８に示すように、バックパネル３が内板２と密接する部分で、かつ穿孔部ａの周囲に、表面が非粘着性である紙テープ２３等を貼り付け、その後、内板２へのはめ込み穴８やフレーム６取付用のバーリング穴９等のバックパネル３の穿孔部ａに合わせて、紙テープ２３等をくりぬき加工を施す。
そして、内板２にバックパネル３を取付けた後、断熱材発泡すると、バックパネル３の穿孔部ａを紙テープ２３等で塞いだ部分は、断熱材１６が内板２側に侵入するのが妨げられる。
【０００７】
また、紙テープ２３等のくりぬき部においては、断熱材１６が内板２に侵入し、内板面に前記同様にウレタンのスキン層１２を生成して接着するが、スキン層１２を介して反対面は非粘着性の紙テープ２３であるため、バックパネル３との強固な接着は免れる。
どちらの部分においても、内板２のバックパネル３による拘束がなくなり、冷蔵庫運転によっても殆ど内板２の熱応力は発生しなくなり、以って、内板２の割れを防止している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成したバックパネル３は、一連のプレス加工後に、別工程で、表面が非粘着性の紙テープ２３を貼った後に内板２に取り付けているが、凹凸の多いバックパネル３表面に沿わせて貼る事は大きな手間がかかり、また、プレスの切断時のバリが穿孔部ａの周囲に存在しているため、作業性、安全性の面からも難点があった。
【０００９】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、バックパネルの、内板と密接する部分にある穿孔部の周囲に、表面が非粘着性の紙テープ等を貼らなくても、穿孔部周囲の内板の割れを防止することができる断熱扉体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる断熱扉体は、冷蔵庫の鋼板製の扉パネルと、扉パネルに対向して配設された内板と、この内板の扉パネル側に一部の面を当設して取付けられこの当設部に嵌合用または固定用等の穿孔部を設けたバックパネルと、扉の上下に組み込むドアキャップ等とによって形成された空間内に、発泡断熱材を注入発泡してなる断熱扉体であって、バックパネルの穿孔部の周囲に浅い凹部を設け、穿孔部とこれに相対する内板面との隙間に薄い断熱材発泡コア層を形成した。
また、穿孔部の周囲に設けた凹部を、約５〜１０ｍｍの幅で、深さ０．５から１．０ｍｍ程度に形成した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る断熱扉体の一実施の形態を示す外観斜視図、図２は図１をＡ−Ａ方向に切断してバックパネルと内板とが当接する部分を拡大した断面図、図３は図２のバックパネルの下面図、図４は図２のバックパネルと内板とが当接する部分に断熱材を充填した状態を示す断面図である。
本発明に係る断熱扉体は、図１に示すように、鋼板製の扉パネル１と、扉パネル１に対向して配設された合成樹脂製の薄板からなる内板２と、内板２に一部の面を当接して取付けられた鋼板製の補強裏板であるバックパネル３と、扉の上下に組み込まれた合成樹脂製のドアキャップ４，５等によって空間部を形成し、この空間部内に発泡断熱材を注入発泡して、前記各部品１〜５を一体に結合したものである。そして、この断熱扉体に、フレーム６を複数個のネジ７によって取り付ける。
【００１２】
本発明は、上記の断熱扉体において、バックパネル３に設けた内板２との嵌合用または断熱扉体と扉フレーム６の取付け固定用等の穿孔部ａの周囲に浅い凹部を設けたものである。そして、断熱材発泡時に、バックパネル３の穿孔部ａと、これに相対する内板面の周囲との隙間に薄い断熱材発泡コア層を生成し、これにより、冷蔵庫運転時に生ずる断熱扉体内部の熱応力を原因とする内板２の裏面周囲に発生する割れを防止するようにしたものである。
【００１３】
図２〜図４によって詳述すると、８は内板２に当接して内板２の嵌合凸部２０を嵌め込むためにバックパネル３に設けたはめ込み穴（穿孔部ａ）、９は断熱材１６の発泡後に扉フレーム６を取付けるためにバックパネル３に設けたバーリング穴（穿孔部ａ）、１０ははめ込み穴８の周囲に浅い絞り加工を施して形成した第１の凹部、１１はバーリング穴９の周囲に浅い絞り工を施して形成した第２の凹部である。第１、第２の凹部１０，１１は、深さ０．５〜１．０ｍｍ程度で、かつ、はめ込み穴８、バーリング穴９の周囲に５〜１０ｍｍ程度の幅で施したものである。図に示すように、第１、第２の凹部１０，１１により、内板２との間に僅かな隙間が確保されている。
そして、図４に示すように、断熱材１６のウレタンは、穿孔部ａからその周囲に設定した浅い第１、第２の凹部１０，１１に入り込んでおり、この第１、第２の凹部１０，１１と内板２との間で形成する隙間部には、ウレタンのスキン層１２の他に、柔軟性のあるウレタン発泡層であるコア層１３が僅かではあるが生成されている。
【００１４】
上記のように構成した本実施の形態の作用を説明する。まず、断熱扉体の製造工程を、図５（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。バックパネル３を内板２に取付け、これをドアキャップ４を取り付けた扉パネル１に乗せた（図５（ａ））後、下治具１４の上に置き（図５（ｂ））、断熱材１６であるウレタンの注入直前に一旦内板２を取り除いて、扉パネル１に注入機１５によってウレタンを注入する（図５（ｃ））。注入後、内板２を扉パネル１に再度乗せ（図５（ｄ））、上治具１７を被せて断熱材１６を加熱、キュアさせて（図５（ｅ））から、各治具１４，１７を取り外す。そして、発泡完了後、フレーム６を複数個のネジ７で断熱扉体に取り付ける。
【００１５】
上記のように断熱材発泡を実施して断熱扉体を製造すると、図４に示すように、バックパネル３の穿孔部ａから侵入した断熱材１６であるウレタンは、その周囲に設けた浅い第１、第２の凹部１０，１１に入り込むが、この凹部１０，１１と内板２との間で形成する隙間部には、ウレタンのスキン層１２の他に、スキン層１２の中間に、不十分な発泡状態ではあるが、脆弱なスキン層１２に比べれば柔軟性のあるウレタン発泡層であるコア層１３が僅かではあるが生成される。
【００１６】
次に、上記のようにして製造した断熱扉体を備えた冷蔵庫を運転する場合について説明する。冷蔵庫を運転すると、内板２とバックパネル３との熱膨張係数の差により、穿孔部ａ周囲の内板２側に引っ張り力が生ずるが、両者の間に存在するコア層１３が、引っ張り力の多くを、その厚み方向で吸収する。このため、従来のような、両者の間にスキン層１２のみ存在した場合に生ずる強固な拘束力が低減され、内板２側に加わる熱応力が緩和される。
こうして、このコア層１３により、冷蔵庫運転時に発生する内板２の熱応力を吸収させて、内板２に作用する引っ張り力を低減し、以って、内板２の割れを防止する。
【００１７】
実施の形態によれば、断熱材１６の充填過程において、浅い第１、第２の凹部１０，１１を満たしたウレタンは、その発泡力及び流動性が、この部分の充填により大幅に減少するために、第１、第２の凹部１０，１１を乗り越えて更にウレタンが周囲の当接部に侵入し、内板２に強固に接着するようなスキン層を生成する事は困難となる。また、仮に生成しても、第１、第２の凹部１０，１１に生成したコア層１３によって内板２側に生ずる引っ張り力が緩和されているため、スキン層１２による内板２とバックパネル３の拘束力は低減されており、内板２にヒビ割れが発生するようなことはない。
また、断熱材発泡後の内板２側からのバックパネル３への扉フレーム６等の取付けにおいては、内板２とバックパネル３の間に介在するコア層１３が薄いため、フレーム６等を断熱扉体に強固に固定する機能は十分維持されている。
【００１８】
バックパネル３は、従来、前述のように、一連のプレス加工後に、別工程で、表面が非粘着性の紙テープ２３を貼った後に内板２に取り付けていたが、凹凸の多いバックパネル３表面に沿わせて紙テープ２３を貼るには大きな手間がかかり、またプレスの切断時のバリが穿孔部ａの周囲に存在しており、作業面、安全面からも難点があったが、本実施の形態によれば、バックパネル３の一連のプレス加工の工程内で穿孔部ａ周辺に絞り加工を施して凹部を設け、バックパネル３の生産効率を維持した上で、前記の大きな手間や安全上の問題の改善を図ったものである。
【００１９】
なお、特開昭６１−１２５５７８号公報に開示されているように、バックパネル３と内板２の間に断熱層を保有させるような厚さに断熱材１６を充填する方法でも内板２の割れ防止としての効果が得られることが考えられるが、これではウレタン発泡後にフレーム６等を内板２を介してネジ固定する際、柔軟性のある断熱材１６の介在により固定が不完全になってしまい、この点において断熱扉体、特に引出し扉に供する扉体では、冷蔵庫製品として適用するための重要な項目の一つである、断熱材発泡後の断熱扉体への扉フレーム６等の後組立部品を強固に固定する機能が失われる事になり、解決のための手段としては用をなさない。
【００２０】
上記の実施の形態では断熱扉体について説明したが、断熱扉体以外にも、プラスチック部品が鋼板等の長尺な金属部品と密接された状態でウレタン発泡される他のもの、例えば冷蔵庫箱体の内箱でも、金属部品の穿孔部周囲または両者の境界部分全体にウレタンコア層を生成できるような溝加工等を施す事により、割れ防止の効果を得る事ができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、冷蔵庫の鋼板製の扉パネルと、扉パネルに対向して配設された内板と、内板の前記扉パネル側に一部の面を当設して取付けられこの当設部に嵌合用または固定用等の穿孔部を設けたバックパネルと、扉の上下に組み込むドアキャップ等とによって形成された空間内に、発泡断熱材を注入発泡してなる断熱扉体であって、バックパネルの穿孔部の周囲に浅い凹部を設け、穿孔部とこれに相対する内板面との隙間に薄い断熱材発泡コア層を形成したので、従来、内板割れの防止のためにバックパネルに施していた、表面が非粘着性の紙テープ等の貼り付け加工を省略することができ、断熱扉体の製造に必要な手間が大幅に低減し、これにより製造コストの低減に寄与する事ができる。また、板金加工品の切断面に発生するバリ周辺での手作業工程が減少し、作業性、安全性を改善することが出来る。
【００２２】
また、穿孔部の周囲に、約５〜１０ｍｍの幅で、深さ０．５〜１．０ｍｍ程度の浅い凹部を設けたので、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態の外観斜視図である。
【図２】 図１の要部の断面図である。
【図３】 図１のバックパネルの下面図である。
【図４】 図２の要部の拡大断面図である。
【図５】 断熱扉体の基本的な製造工程説明図である。
【図６】 従来の断熱扉体の要部の断面図である。
【図７】 図６の要部の拡大断面図である。
【図８】 従来の内板割れ防止のための対応を示す要部の側面図、平面図及び側面図である。
【符号の説明】
１ 扉パネル、２ 内板、３ バックパネル、５ ドアキャップ、８ はめ込み穴（穿孔部ａ）、９ バーリング穴（穿孔部ａ）、１０ 第１の凹部、１１ 第２の凹部、１２ スキン層、１３ コア層、１６ 断熱材。

Claims (2)

1. 冷蔵庫の鋼板製の扉パネルと、該扉パネルに対向して配設された内板と、該内板の前記扉パネル側に一部の面を当設して取付けられ該当設部に嵌合用または固定用等の穿孔部を設けたバックパネルと、扉の上下に組み込むドアキャップ等とによって形成された空間内に、発泡断熱材を注入発泡してなる断熱扉体において、
   前記バックパネルの穿孔部の周囲に浅い凹部を設け、前記穿孔部とこれに相対する内板面との隙間に薄い断熱材発泡コア層を形成したことを特徴とする断熱扉体。
2. 穿孔部の周囲に設けた凹部を、約５〜１０ｍｍの幅で、深さ０．５から１．０ｍｍ程度に形成したことを特徴とする請求項１記載の断熱扉体。

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