JP5608611B2 - 断熱体 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫等の断熱体に関する。

地球温暖化防止の観点から、家庭用電化製品の省エネルギー化は緊急の課題となっている。特に、冷蔵庫，冷凍庫では熱を効率的に利用するという観点から、優れた断熱性能を有する断熱材が求められている。

例えば、塗装鋼板や樹脂成形品等で構成された外郭と内郭との間隙に、断熱材としてウレタンフォーム等の発泡体が充填されて成る断熱体がある。

これらの断熱材の断熱性を向上するためには、断熱体の厚さを増す必要があるものの、断熱材を充填できる空間には制限がある。よって、省スペースや空間の有効利用が必須である。

そこで近年、高性能な断熱材として真空断熱材が提案されている。これは、スペーサの役割を持つ芯材を、ガスバリヤー性を有する外包材中に挿入し、内部を減圧して封止した断熱材である。真空断熱材としては、例えば特開平９−１３８０５８号公報（特許文献１）に開示されているように、芯材として、グラスウール等の繊維質材を、有機系バインダーで固めて成形したものを用いている。

一方、バインダーを用いてグラスウール等の繊維を固めた芯材の場合、外包材内にその芯材を収納するときに、芯材の有する角部等で外包材を損傷する可能性がある。このことから、バインダーを使わずに芯材を作る方式の真空断熱材も提案されている。これは、グラスウール等の繊維質材を内袋に収納し、その内袋を圧縮し、減圧し開口部を溶着密封して得る真空断熱材である。この例には、特開平４−３３７１９５号公報（特許文献２）がある。

特開平９−１３８０５８号公報 特開平４−３３７１９５号公報

真空断熱材を冷蔵庫等の断熱箱体に適用する場合は、外箱と内箱によって形成される発泡断熱材を、充填する空間の外箱側か、内箱側か、外箱と内箱との中間位置のいずれかに配設する。一般的には、外箱内面に真空断熱材を両面テープやホットメルト等の接着剤を用いて接着する。

真空断熱材を内箱側に配設することが少ない理由は、内箱側に配設すれば、真空断熱材の適用面積を小さくすることができるというメリットはあるが、内箱は外箱に比べて変形しやすく、真空断熱材を強固に内箱の外面に固定することが困難であるからである。

しかしながら、外箱内面に真空断熱材を配設する場合、以下の問題がある。

真空断熱材単体は、芯材であるグラスウールを外包材中に挿入し、内部を減圧する製法上、外包材の表面に若干ながら凹凸上の歪みが生じる。

また、一般的な外箱は塗装鋼板からなる。この鋼板も圧延にて製法する性質上、波打ちや歪みが生じる。また、接着剤の厚さ，接着強度のばらつきがある。

また、ウレタンフォーム断熱材が外気温による影響で経時的に収縮を起こし、真空断熱材単体の歪みによる影響も重なり、外箱表面に一般の使用者が目視できる程度の凹凸状の歪みが発生するおそれがある。これは、使用当初は目視で認識できない程度の歪みであったものが、経年変化によって次第に発生することから、品質上、問題となる。

上記問題点の対応方法として、外壁材である塗装鋼板の板厚を増し、断面２次モーメントを増加させることにより、ウレタンフォーム断熱材の収縮による歪み発生を抑制することも考えられるが、製品質量やライフサイクルコスト（原価，生産，運搬，解体処理）が増加してしまう。

他の対応方法として、真空断熱材表面の平滑化，接着剤の塗布方法変更，塗装鋼板の低グロス化（つや消し化）などが挙げられるが、抜本的な解決手段となっていない。

また、接着剤を使用せずに真空断熱材を外箱内面に配置することにより、ウレタンフォーム断熱材の収縮による歪みを発生させない方法が考えられるが、外箱と真空断熱材が接着していないために、真空断熱材の適用面積を拡大すると、断熱箱体の強度が低下する。

そこで、上記課題に鑑みて本発明は、強度を損なわずに、外壁材の経時的な歪みを抑制して外観意匠性を向上した断熱箱体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、外壁材と内壁材によって形成された空隙に真空断熱材を配設し、他の空隙に多孔質断熱材を充填した断熱体において、前記外壁材に接着剤を介して前記真空断熱材が配設されて、前記接着剤を介して前記真空断熱材が配設された前記外壁材の部分は、前記接着剤を介して前記真空断熱材が配設された部分以外よりも凹んだ複数の凹部が形成されており、前記凹部以外の前記外壁材と前記真空断熱材との間に放熱パイプが位置し、前記真空断熱材は前記放熱パイプが位置する部分に溝を有する。

本発明によれば、強度を損なわずに、外壁材の経時的な歪みを抑制して外観意匠性を向上した断熱箱体を提供することができる。

本発明の実施形態１を示す断熱箱体の部分断面図である。 本発明に各実施形態の真空断熱材の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態１を示す断熱箱体の部分拡大断面図である。 本発明の実施形態１に係る冷蔵庫の外観斜視図である。 本発明の実施形態２を示す断熱箱体の部分断面図である。 本発明の実施形態３に係る冷蔵庫の外観斜視図である。 本発明の実施形態４を示す冷蔵庫用断熱体の部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る断熱体６の部分断面図である。断熱体６は、塗装鋼板等で構成された外壁材１と樹脂成型品等で構成された内壁材２とから成る外殻を有し、その内部には真空断熱材３が配置され、残りの空隙に多孔質断熱材４が充填されている。

外壁材１の表面には複数の凹部１ａを形成し、真空断熱材３はその外壁材の凹部１ａに接着剤９（図中では省略）を介して配設されている。多孔質断熱材４は、発泡ウレタンフォーム等で、内壁材２と真空断熱材３との間に構成された空間に充填されており、各々を接着することで断熱体６を構成している。

真空断熱材３は、例えば図２に示す断面図のように、芯材７とそれを覆うアルミ箔等のガスバリヤー性を持った外包材８により構成される。前述した如く、真空断熱材３単体は、芯材７を外包材８の中に挿入し、内部を減圧する製法上、外包材の表面に若干ながら凹凸上の歪みが生じている。

図３は、本発明の実施形態１を示す断熱体の部分拡大断面図である。外壁材１の凹部１ａを有している。この段差は、０.３mm以下である。

ここで、冷蔵庫等の断熱体の製造工程は以下の工程に分けられる。（１）外箱製造工程（塗装鋼板の製缶及び真空断熱材の取付け）、（２）発泡前組工程（内箱前組立及び外箱前組品との結合）、（３）発泡工程（ウレタンフォーム断熱材の充填工程）、（４）総組立工程（扉，内装部品の取付け）。

ウレタンフォーム断熱材を充填する際の発泡工程において、発泡圧力による変形を防止するために、発泡装置が必要となる。ここで、吸着パッドを搭載した搬送装置により、発泡装置から断熱体を搬送している。この場合、外壁材に凹部或いは凸部の深さが一定量以上に大きくなると、吸着パッド面と外箱表面に空隙が生じ、搬送できない。そこで、凹部１ａの深さを０.３mm以下とすることにより、製造時、吸着パッドによる搬送を可能としている。

また、凹部１ａの端手方向の幅は、３mm以上１００mm以下としている。この寸法は以下の理由により決定される。凹部の面積が大きいほど充分な接着強度が保たれるが、凹部面の短手方向の幅（凹部１ａが並ぶ方向の幅）が１００mm以上になると、断面２次モーメントが低下し、充分な外壁強度を確保できず、外壁材１の経時的な凹凸状の歪みが発生してしまう。

また、凹部１ａの端手方向の幅が充分でないと、接着剤９を塗布することができない。接着剤９は主にホットメルトを使用しているが、ホットメルトの塗布方法として、（１）ロールコーターによる全面塗布と（２）ビード状に塗布の２方法がある。凹部面の端手方向の幅が小さくなった場合のホットメルトの塗布方法は、（２）ビード状に塗布する方法である。ホットメルトのビード幅は３mm程度であり、充分な接着強度を確保するため、端手方向の幅は３mm以上としている。

図４は本発明の実施形態１に係る冷蔵庫の斜視図である。冷蔵庫１０の側面部１１には、凹部１１ａを設けている。凹部１１ａは、上下方向に長い長方形状であり、これを複数列並べて設けている。

これにより、外観の意匠性を損なわずに、外壁材の経時的な凹凸状の歪みを抑制している。

（実施形態２）
実施形態１では、複数の凹部１１ａを設けるために、凹部１１ａの深さ寸法分だけ実有効断熱厚さが減少する。そこで、凹部１１ａの深さは、製造，運搬時に吸着パッドによる搬送を可能とした最低限の深さとしている。

実施形態２は、図５に示すように、断熱体６は塗装鋼板等で構成された外壁材１と樹脂成型品等で構成された内壁材２とから成る外殻を有し、その内部には真空断熱材３が配置され、残りの空隙に多孔質断熱材４が充填されている。

外壁材１の表面には複数の凸部１ｂを形成し、真空断熱材３はその外壁材の凸部１ｂ以外の面に接着剤９（図中では省略）を介して配設されている。多孔質断熱材４は発泡ウレタンフォーム等で、内壁材２と真空断熱材３との間に構成された空間に充填されており、各々を接着することで断熱体６を構成している。

本構成によれば、外壁材１より外側へ凸面部を設けるために、断熱厚さの目減りがなく、断熱性を損なわずに、外壁材の経時的な凹凸状の歪みを抑制できる。

（実施形態３）
図６は本発明の実施形態３に係る冷蔵庫の斜視図である。外壁材１の表面に、多角形又は円形等の凹部又は凸部を設けている。図６に示す本実施形態では、円形状の凹部又は凸部を設けている。本構成にすることにより、更に外観の意匠性を高め、外壁材の経時的な凹凸状の歪みを抑制している。

多角形及び円形等の凹凸面部は深さが０.３mm以下であり、吸着パッドによる搬送を可能とし、多角形及び円形などの凹凸面部の短手方向（凹部又は凸部が並ぶ方向の幅）の幅は３mm以上１００mm以下である。また、多角形及び円形と記載しているが、これは更に意匠性のある幾何学的な模様で構成してもよく、同様に外壁材の経時的な凹凸状の歪みを抑制できる。

（実施形態４）
図７は本発明の実施形態４を示す冷蔵庫用断熱体の部分断面図である。断熱体６は塗装鋼板等で構成された外壁材１と樹脂成型品等で構成された内壁材２とから成る外殻を有し、その内部には真空断熱材３が配置され、残りの空隙に多孔質断熱材４が充填されている。

外壁材１の表面に複数の凸部１ｂを形成し、真空断熱材３はその外壁材の凸部１ｂ以外の面に接着剤９を介して配設されている。更に外壁材の凸部１ｂと真空断熱材３の間に放熱パイプ５を配置している。ここでは、真空断熱材３と外壁材１との接着強度を確保するため、真空断熱材３は、放熱パイプ５を配置する部分について、溝３ａを設けている。

本構成によると、放熱パイプ５を覆うための外壁材の凸部１ｂの深さ寸法分だけ真空断熱材の溝３ａの深さを浅くすることができるため、断熱性を損なわずに、冷蔵庫の放熱性を確保することができる。

以上の各実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。すなわち、冷蔵庫等の断熱体において、壁材によって形成された外殻内の空隙に真空断熱材を配設し、残った空隙に多孔質断熱材を充填して成る断熱体において、前記外壁材に深さが０.３mm複数の凹部或いは凸部を形成し、前記真空断熱材を前記外壁材の凹部又は凸部と接着剤を介して配設したことを特徴とする。

この構成によると、外壁材に複数の凹部或いは凸部を形成することにより、外壁材の鋼板が当初から有する波打ち，歪みを解消し、更には、外壁材の板厚を増すことなく断面２次モーメントを増加させることができ、強度が向上して外壁材の経時的な凹凸状の歪み対策を実施することができる。

また、凹部或いは凸部の深さを０.３mm以下に制限することにより、吸着パッド面と外箱表面に空隙が生じずに、搬送が可能となる。

また、外壁材に設けた凹部或いは凸部の短手方向（凹部又は凸部が並ぶ方向の幅）の幅は３mm以上１００mm以下であることを特徴とする。

また、外壁材に設けた凹部或いは凸部は多角形，円形又は多角形と円形の組合せで等である。これにより、外観意匠のバリエーションが増えて、ニーズに応じた外郭を形成することができる。

また、外壁材の凸部と真空断熱材の間に、放熱パイプを配置した断熱材を備える。これにより、放熱パイプを覆うための外壁材の凸部の深さ寸法分だけ真空断熱材の溝の深さを浅くすることができるため、断熱性を損なわずに、冷蔵庫の放熱性を確保することができる。

１ 外壁材
１ａ，１１ａ 凹部
１ｂ 凸部
２ 内壁材
３ 真空断熱材
４ 多孔質断熱材
５ 放熱パイプ
６ 断熱体
７ 芯材
８ 外包材
９ 接着剤
１０ 冷蔵庫
１１ 冷蔵庫側面部

Claims (3)

1. 外壁材と内壁材によって形成された空隙に真空断熱材を配設し、他の空隙に多孔質断熱材を充填した断熱体において、
   前記外壁材に接着剤を介して前記真空断熱材が配設されて、前記接着剤を介して前記真空断熱材が配設された前記外壁材の部分は、前記接着剤を介して前記真空断熱材が配設された部分以外よりも凹んだ複数の凹部が形成されており、
   前記凹部以外の前記外壁材と前記真空断熱材との間に放熱パイプが位置し、
   前記真空断熱材は前記放熱パイプが位置する部分に溝を有する
   ことを特徴とする断熱体。
2. 前記複数の凹部は、該複数の凹部が並ぶ方向の幅が３ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１記載の断熱体。
3. 前記凹部は、多角形，円形又は多角形と円形の組合せであることを特徴とする、請求項１又は２記載の断熱体。