JP5816018B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、真空断熱材を用いた冷蔵庫に関するものである。

近年、冷蔵庫に対する省エネルギー化のニーズが益々高まっており、硬質ウレタンフォームに比べて遙かに断熱性能に優れている真空断熱材を冷蔵庫に搭載した製品が数多く市場に出回っている。

真空断熱材を冷蔵庫に搭載することにより、近年の冷蔵庫の断熱性能は大きく改善しているが、真空断熱材は硬質ウレタンフォーム内に設置されることから、真空断熱材を設置可能な容積は限られ、大幅に真空断熱材を増量することは困難になっている。

また、外箱と内箱とを含むキャビネットの両端部や複雑な形状を有する部位では、真空断熱材を被覆する十分な容積を確保することが困難であり、大幅に真空断熱材を増量することは困難である。

さらに、外箱が板金にて形成されたキャビネットにおいては、真空断熱材を冷蔵庫に搭載しても、板金によるヒートブリッジの影響で、外箱を折り曲げて形成されたフランジの熱流束が大きくなることにより、熱せられ冷蔵庫庫内への熱侵入量が多くなる。

このため、更なる断熱性能の改善のためにキャビネット内のフランジ部の形状を見直し、真空断熱材を設置可能な容積と真空断熱材を被覆する面積を十分に確保することで、消費電力量を低減すること、及びヒートブリッジを緩和することが急務とされている。

このような、消費電力量を低減すること、及びヒートブリッジを緩和することを目的とした従来の技術として、例えば「外箱と、外箱の内側に設けられた内箱と、外箱側面の内壁側に設けられた真空断熱材と、内箱と真空断熱材との間に充填された発泡断熱材と、外箱の前縁部に連続して形成され、内側に曲げて形成された前面フランジと、前面フランジに連続して当該前面フランジの裏面側に形成され、前面フランジとともに勘合凹部を形成するようにして折り曲げられ、更に、冷蔵庫奥行き方向に延して形成された第２フランジと、第２フランジの先端を冷蔵庫の奥行方向に折り曲げて形成される第２フランジ延出部（折り曲げ部分から第２フランジの先端までの部分）と、内箱の前縁部に連続して外側に折り曲げて形成され、勘合凹部に係合して外箱と内箱とを固着する内箱フランジと」が設けられているものがある（例えば、特許文献１）。

特許文献１では、前面フランジから、第２フランジ延出部の先端部（以下、第２フランジ先端部）までの長さ（冷蔵庫の前後方向）を１５ｍｍ以下とし、内箱への熱伝導量を低減している。

また、特許文献１では、第２フランジ先端部が真空断熱材に突き刺さることを防止するために、第２フランジ先端部と真空断熱材との最短距離（冷蔵庫の奥行方向）を５ｍｍ以上３０ｍｍ以下とし、冷蔵庫左右方向で第２フランジ先端部と真空断熱材が重ならないようにしている。また、冷蔵庫前後方向で第２フランジ先端部と真空断熱材が重ならないようにしている。このようにして、庫内への熱侵入を低減している。

特開２００３−１２１０６４号公報（段落００４２、段落００５９、図３、図９）

しかしながら、特許文献１では、第２フランジ延出部（第２フランジの折り曲げ位置から第２フランジ先端部までの部位）が冷蔵庫庫内への放熱面となり、冷蔵庫庫内への侵入熱量が多くなるという課題があった。

また、特許文献１では、第２フランジ先端部が緩衝材に突き刺さることを防止するため、真空断熱材と第２フランジ先端部との最短距離を５ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることで、冷蔵庫前後方向で第２フランジ先端部と真空断熱材が重ならないようにしている。したがって、真空断熱材と第２フランジとの距離が大きくなり、冷蔵庫庫内への侵入熱量が多くなるという課題があった。

さらに、特許文献１では、第２フランジ先端部が冷蔵庫左右方向で真空断熱材と重ならないようにするため、真空断熱材の冷蔵庫幅方向の厚さ寸法が制限され、冷蔵庫庫内への侵入熱量が多くなるという課題があった。

本発明は、上述のような課題を背景としてなされたものであり、冷蔵庫庫内への侵入熱量を少なくすることを可能にした冷蔵庫を提供することを目的とする。

本発明に係る冷蔵庫は、外箱と、前記外箱の内側に設けられた内箱と、前記外箱の側面の内壁側に設けられた真空断熱材と、前記内箱と前記真空断熱材との間に充填された硬質ウレタンフォーム断熱材と、を備えた冷蔵庫において、前記外箱の前縁部に連続して形成され、内側に曲げて形成された前面フランジと、前記前面フランジに連続して当該前面フランジの裏面側に形成され、前記前面フランジとともに嵌合凹部を形成するようにして折り曲げられ、更に、冷蔵庫奥行き方向に延して形成された裏面フランジと、前記内箱の前縁部に連続して外側に折り曲げて形成され、前記嵌合凹部に係合して前記外箱と前記内箱とを固着する内箱フランジと、前記真空断熱材の前記冷蔵庫の前面側と前記裏面フランジとの間に設けられた緩衝材と、を備えたものである。

本発明によれば、真空断熱材の冷蔵庫の前面側に緩衝材が設けられているから、裏面フランジの端部が真空断熱材に突き刺さり、破袋することを防止することができる。これにより、従来よりも真空断熱材を冷蔵庫の前面方向に設けることができ（冷蔵庫前後方向の寸法の拡大）、また、従来よりも真空断熱材の厚さ寸法を大きく設定することができる。したがって、冷蔵庫庫内への侵入熱量を少なくすることができる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態１における真空断熱材、緩衝材及び各フランジ部の位置関係を示す略説明図である。 本発明の実施の形態１における冷蔵庫のウレタンフォームの原液注入時の概略説明図である。 本発明の実施の形態１における冷蔵庫のウレタンフォームの発泡時のウレタンフォームの流れ概略説明図である。 図１のＢ−Ｂ断面図で、緩衝材の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態２における真空断熱材と各フランジ部の位置関係を示す略説明図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫１００の正面断面図を示す。図２は、図１のＡ−Ａ断面図を示す。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図を示す。図４は、本発明の実施の形態１における真空断熱材３、緩衝材７及び各フランジ部の位置関係を示す略説明図である。なお、図４は、図３の前面部を拡大したものである。

以下、図１ないし図４を用いて冷蔵庫１００の構成を説明する。
図１の冷蔵庫１００は、鉄などの金属製の外箱１と、ＡＢＳなどの合成樹脂からなる内箱２とを嵌合させて構成される。冷蔵庫１００の側面には外箱１の側面部１２、冷蔵庫１００の上面には外箱１の天面部１４、冷蔵庫１００の下面には外箱１の底面部１５がそれぞれ設けられている。また、図２に示されるように、冷蔵庫１００の背面には外箱１の背面部１３が設けられている。

図１及び図２に示されるように、冷蔵庫１００の外箱１と内箱２の間には、例えばナイロン樹脂で形成される真空断熱材３やウレタンフォーム４が充填されている。外箱１の側面部１２の内壁と真空断熱材３とは、例えばゴム系接着剤により接着固定されている。内箱２の背面部１３の内壁と真空断熱材３とは、例えばゴム系接着剤により接着固定されている。真空断熱材３は、不織布などの有機質集合体やグラスウールなどの無機質集合体を複数の金属層などからなる袋内に収納されたものなどが使用される。

図２及び図３に示されるように、放熱パイプ５は、外箱１の側面部１２側に設けられ、外箱１に固定されている。放熱パイプ５の各位置に対して、真空断熱材３は、空洞部８が形成されており、側面部１２の内壁に略密着状態になっている。また、図２、図３及び図４に示されるように、緩衝材７は、外箱１の内壁と接着固定され、また、真空断熱材３の前縁部６に略密着状態した状態で、前縁部６と後述の裏面フランジ１８（図４参照）との間に配置されている。前縁部６は、真空断熱材３の冷蔵庫１００の前面方向の面を指している。なお、緩衝材７の材料は、合成樹脂、独泡構造のシール材、連続気泡構造のシール材、いずれでも構わない。

また、図４に示されるように、外箱１の側面部の前端部側には前面フランジ１７及び裏面フランジ１８が形成されており、内箱２の前端部側には内箱フランジ１９が形成されている。
以下、図４を用いて、真空断熱材３と緩衝材７と各フランジ部の位置関係を説明する。
前面フランジ１７は、外箱１の前縁部に連続して形成され、内側に曲げて形成される。裏面フランジ１８は、前面フランジ１７に連続して前面フランジ１７の裏面側に形成され、前面フランジ１７とともに嵌合凹部１８ａを形成するようにして折り曲げられ、更に、冷蔵庫１００の奥行き方向に延して形成される。内箱フランジ１９は、内箱２の前縁部に連続して外側に折り曲げられ、冷蔵庫１００の奥行側が凸状になるように折り曲げられており、凸状の部分１９ａが上記の嵌合凹部１８ａと係合する。このように、内箱フランジ１９は、嵌合凹部１８ａに係合して嵌合することで、外箱１と内箱２とが結合される。

緩衝材７は、上記のように、真空断熱材３の前縁部６と裏面フランジ１８との間に設けられている。緩衝材７は、例えば冷蔵庫１００の後方向から前方向に圧力が掛かり、真空断熱材３、または裏面フランジ１８の位置が変化し、裏面フランジ１８と真空断熱材３との距離が小さくなったとしても、裏面フランジ１８の先端部が真空断熱材３に突き刺さることを防止する役割を果たしている。

本実施の形態１では、緩衝材７の厚さ（図４中のＢ）は、裏面フランジ１８の冷蔵庫１００の奥行き方向に延長して形成された部位の長さ（図４中のＡ）より大きい寸法とする。例えば、裏面フランジ１８の冷蔵庫１００の奥行き方向に延長して形成された部位の長さ（図４中のＡ）は、成型時の治具の最小Ｒの１ｍｍ以上で、治具の押さえ限界寸法である４ｍｍ以下とする。また、緩衝材７の厚さ（図４中のＢ）は、５ｍｍ未満とする。

次に、上記のように構成されている冷蔵庫１００のウレタンフォーム４の充填方法について説明する。
図５は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫１００のウレタンフォーム４の原液注入時の概略説明図である。図６は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫１００のウレタンフォーム４の発泡時のウレタンフォームの流れ概略説明図である。

以下に、図５、図６などを用いて、ウレタンフォーム４の原液の注入及び発泡について説明する。

まず、図５に示されるように、鉄などの金属製の外箱１と、ＡＢＳなどの樹脂製の内箱２とを一体にした冷蔵庫１００の前面側を下にして据え付け、冷蔵庫１００の背面を上向きに配置する。

次に、外箱１に形成された複数の注入口１６から、図５の矢印の方向にウレタンフォーム４の原液を注入する。すなわち、図３の矢印Ｄ（冷蔵庫１００の背面側から前面側）の方向に注入する。

図５の矢印方向にウレタンフォーム４の原液を注入すると、ウレタンフォーム４の原液が、冷蔵庫１００の前面部に溜まる。図６の矢印方向（冷蔵庫１００の前面側から背面側）にウレタンフォーム４の発泡が始まる。すなわち、図２の矢印の方向及び図３の矢印Ｃ（冷蔵庫１００の前面側から背面側）の方向に発泡する。

ウレタンフォーム４は、発泡開始時（つまり、冷蔵庫１００の前面側）では液体であるために粘性度は小さい。しかし、ウレタンフォーム４は、発泡が進むにつれて、冷蔵庫１００の背面側へ移動しながら固体へと変化する。したがって、ウレタンフォーム４の粘性度は、冷蔵庫１００の前面側から冷蔵庫１００の背面側に移動するほど増大する。

つまり、ウレタンフォーム４の発泡時における粘性度は、冷蔵庫１００の前面側から背面側に近づくほど大きくなる。すなわち、冷蔵庫１００の側面部では、冷蔵庫１００の後面よりも前面よりでウレタンフォーム４の粘性度が小さく、流れやすい。また、冷蔵庫１００の背面部では、冷蔵庫１００の外箱１よりも内箱２よりでウレタンフォーム４の粘性度が小さく、流れやすい。

したがって、真空断熱材３を冷蔵庫１００の背面側に近い部位に搭載すると、ウレタンフォーム４の粘性度が大きいため、真空断熱材３の近傍のウレタンフォーム４の発泡不良が発生する可能性が高くなる。また、真空断熱材３を冷蔵庫１００の前面側に近い部位に搭載すると、ウレタンフォーム４の粘性度が小さくなるため、真空断熱材３の近傍のウレタンフォーム４の発泡不良が発生する可能性が低くなる。

真空断熱材３は、ウレタンフォーム４の原液の注入方向と発泡方向に対し、ウレタンフォーム４の流れを邪魔しないよう、図４に示されるように、すなわち、裏面フランジ１８の端部が真空断熱材３に突き刺さることを防止可能な距離を設け、最大限、冷蔵庫１００の前面方向に配置される構造になっている。

以上、本実施の形態１によれば、緩衝材７を真空断熱材３の冷蔵庫１００の前面方向に設けたから、裏面フランジ１８の端部が真空断熱材３に突き刺さることを防止できる。したがって、従来よりも、真空断熱材３を冷蔵庫１００の前面方向側に配置することができ、冷蔵庫庫内への侵入熱量を少なくすることができる。

また、本実施の形態１によれば、緩衝材７を真空断熱材３の冷蔵庫１００の前面方向に設けたから、裏面フランジ１８の端部が真空断熱材３に突き刺さることを防止できる。したがって、従来よりも真空断熱材３の厚さ寸法を大きく設定することができ、冷蔵庫庫内への侵入熱量を少なくすることができる。

また、本実施の形態１によれば、裏面フランジ１８の冷蔵庫１００の奥行き方向に延長して形成された部位の長さが、緩衝材７の厚さより短くなるように構成した。特に、緩衝材７の厚さ（図４中のＢ）を５ｍｍ未満とし、裏面フランジ１８の冷蔵庫１００の奥行き方向に延長して形成された部位の長さ（図４中のＡ）を１ｍｍ以上４ｍｍ以下とした。したがって、従来よりも、真空断熱材３を冷蔵庫１００の前面側に設置することができるから（真空断熱材３の冷蔵庫前後方向の寸法の拡大）、冷蔵庫庫内への侵入熱量を少なくすることができる。換言すれば、外箱１の側面部１２からの熱漏洩量低減によって消費電力の低減を実現することができる。

なお、本実施の形態１では、図２に示されるように、緩衝材７は、真空断熱材３の前縁部６と裏面フランジ１８とが接触しないように、３箇所（上下方向）埋設しているが、真空断熱材３の冷蔵庫上下方向の寸法により緩衝材７の数量を変更しても構わない。緩衝材７の数量を３箇所より多く埋設すれば、真空断熱材３の冷蔵庫前面部からの位置が安定する。また、図７に示されるように、緩衝材７を冷蔵庫１００の上下方向に単一構成物として設置しても構わない。これにより、部品数を削減することができる。

なお、本発明の実施の形態１では冷蔵庫を前提として説明したが、本発明の冷蔵庫には所謂冷凍庫も含まれる。

実施の形態２．
次に、図８を用いて本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図８は、本発明の実施の形態２における真空断熱材３と各フランジ部の位置関係を示す略説明図である。
裏面フランジ１８は、嵌合凹部１８ａを形成した後に、１８０度折り曲げられて外箱１方向に延長して形成されている。裏面フランジ１８の折り曲げられた部位の近傍で真空断熱材３と密着する。裏面フランジ１８の外箱１の方向に延長した部位の先端部１８ｂは、冷蔵庫１００の前後方向において、真空断熱材３と接触する位置よりも冷蔵庫１００前方に位置するように、かつ裏面フランジ１８が嵌合凹部１８ａを形成した部位の裏面と接するように形成される。

本実施の形態２によれば、裏面フランジ１８の外箱１の方向に延長した部位の先端部１８ｂは、冷蔵庫１００の前後方向において、真空断熱材３と接触する位置よりも冷蔵庫１００前方に位置するように形成される。これにより、従来よりも裏面フランジ１８から前縁部６までの長さを短くすることができ、前面フランジ１７から前縁部６までの長さも短くなる。したがって、これらの冷蔵庫１００前後方向の長さが短くなり、冷蔵庫庫内への侵入熱量を少なくすることができる。

また、本実施の形態２によれば、裏面フランジ１８の外箱１の方向に延長した部位の先端部１８ｂは、冷蔵庫１００の前後方向において、真空断熱材３と接触する位置よりも冷蔵庫１００前方に位置するように形成される。これにより、裏面フランジ１８の端部が真空断熱材３に突き刺さり、破袋することを防止することができ、従来よりも、真空断熱材３を冷蔵庫１００の前面側に設置することができる。したがって、冷蔵庫庫内への侵入熱量を少なくすることができる。

また、本実施の形態２によれば、本実施の形態１の緩衝材７を用いずに、従来よりも、真空断熱材３を冷蔵庫１００の前面方向に設置することができ（冷蔵庫前後方向の寸法の拡大）、真空断熱材３の厚さ寸法を大きく設定することができる。したがって、上記の実施の形態１の効果に加えて、緩衝材分のコスト低減を図ることができるという効果が得られる。

１ 外箱、２ 内箱、３ 真空断熱材、４ ウレタンフォーム、５ 放熱パイプ、６ 前縁部、７ 緩衝材、８ 空洞部、１２ 側面部、１３ 背面部、１４ 天面部、１５ 底面部、１６ 注入口、１７ 前面フランジ、１８ 裏面フランジ、１８ａ 嵌合凹部、１８ｂ 先端部、１９ 内箱フランジ、１９ａ 凸状の部分、１００ 冷蔵庫。

Claims (3)

1. 外箱と、
   前記外箱の内側に設けられた内箱と、
   前記外箱の側面の内壁側に設けられた真空断熱材と、
   前記内箱と前記真空断熱材との間に充填された硬質ウレタンフォーム断熱材と、
   を備えた冷蔵庫において、
   前記外箱の前縁部に連続して形成され、内側に曲げて形成された前面フランジと、
   前記前面フランジに連続して当該前面フランジの裏面側に形成され、前記前面フランジとともに嵌合凹部を形成するようにして折り曲げられ、更に、冷蔵庫奥行き方向に延して形成された裏面フランジと、
   前記内箱の前縁部に連続して外側に折り曲げて形成され、前記嵌合凹部に係合して前記外箱と前記内箱とを固着する内箱フランジと、
   前記真空断熱材の前記冷蔵庫の前面側と前記裏面フランジとの間に設けられた緩衝材と、を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記裏面フランジの冷蔵庫奥行き方向に延長して形成された部位の長さは、前記緩衝材の厚さより短いことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記裏面フランジの冷蔵庫奥行き方向に延長して形成された部位の長さは、１ｍｍ以上４ｍｍ以内であり、前記緩衝材の厚さは、５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。

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