JP5903567B2

JP5903567B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP5903567B2
Application number: JP2011188409A
Authority: JP
Inventors: 堀尾　好正; 好正堀尾; 浜野　泰樹; 泰樹浜野
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: JP2013050267A

Description

本発明は、真空断熱材を適用した冷蔵庫に関するものである。

近年、冷蔵庫の省エネルギー化や省スペース化を狙いに、冷蔵庫の断熱性能を高める一手段として、高断熱性能を有する真空断熱材を利用する方法があり、省エネルギーの要請が益々高まる今日では、硬質ウレタンフォームと比較して数倍から１０倍程度の断熱性能を有する真空断熱材を適切な範囲内で最大限に利用することにより断熱性能を向上させていくことが急務であるといえる。

その中で、真空断熱材を備えた従来の冷蔵庫としては、例えば特開平６ー１５９９２２号公報（特許文献１）や特開２００６−２４２４３９号公報（特許文献２）に開示されたものがある。

以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。

図１０は特許文献１に記載されている冷蔵庫の側面断面図を示すものである。冷蔵庫の本体１は、外箱２４と内箱２５とで構成される空間全体を、成形可能な袋状の紙材２０で覆い、この紙材２０内部に無機多孔質からなる充填材２１を充填し、内外箱２４、２５で囲まれた空間の形状に沿って真空断熱材２２が構成されている。また、使用される真空断熱材２２は両面ともに金属箔を有し、形状は平面のみとなっている。

本構成により、内外箱２４、２５間への真空断熱材２２の収納作業が容易に行えると共に内外箱２４、２５と真空断熱材２２との隙間を塞ぐ作業などが廃止できるうえ、硬質ウレタンフォーム２６を使用せず真空断熱材２２のみで断熱箱体を構成できるため、極めて高い断熱性能を確保することができる。

また、図１１は特許文献２に記載されている冷蔵庫の正面断面図である。

冷蔵庫は、箱状に形成された冷蔵庫の本体１と、冷蔵庫の本体１の前面開口を開閉する扉（図示せず）とを備えて構成されている。冷蔵庫の本体１は、合成樹脂製の内箱２５と、この内箱２５を覆う鋼板製の外箱２４とで構成される空間内に、複数の真空断熱材（真空断熱パネル）３９、４０を配設すると共に、硬質ウレタンフォーム（ウレタン発泡樹脂）２６を充填することで形成した断熱壁を有している。

この断熱壁の両側壁は、薄い部分（温度の高い貯蔵室２、３の両側壁部分）で３０ｍｍ程度、厚い部分（温度の低い貯蔵室１４の両側壁部分）で５０ｍｍ程度の厚さを有している。

複数の真空断熱材３９，４０は、外箱面に密着して設置した外箱側真空断熱材３９と、内箱面に密着して設置した内箱側真空断熱材４０とから構成されており、真空断熱材３９、４０は、１０ｍｍ程度の厚さで構成されている。真空断熱材３９は、外箱側で平板状に構成されて設置されると共に、底面４０の左右両側の外箱コーナー部４１の近傍まで延びている。内箱側真空断熱材４０は、内箱２５の底面に設置された外箱コーナー部４１に対向した内箱コーナー部を覆ってさらに外箱側真空断熱材３９の投影面で重なる位置まで内箱面に沿って延びるように設置されている。

本構成により、冷蔵庫のコーナー部における硬質ウレタンフォーム２６の局部的な収縮を抑制して外箱の歪みもしくは内箱の割れを防止することができると共に、冷蔵庫本体１の熱漏洩量を低減して消費電力を低減することができる。

特開平６−１５９９２２号公報特開２００６−２４２４３９号公報

しかしながら、上記従来例に記載されている冷蔵庫では、外箱と内箱とに密着してなる硬質ウレタンフォームと比較して強度的に劣る真空断熱材のみを使用した冷蔵庫であるため、断熱性能は高いものの強度的には非常に弱くなるといった問題があった。また、内箱や外箱の形状が平面的でないため、平面的でない部分への板状の真空断熱材の使用は困難であった。また、真空断熱材の断熱性能向上のためには、一平面にアルミ蒸着フィルムを用いた真空断熱材の使用が効果的であるが、信頼性の面からアルミ蒸着フィルムを用いた真空断熱材の使用は困難であった。

また、近年の冷蔵庫業界の小スペース・大容量化の傾向では、約１０年前と比べて同等の外形寸法で、庫内容量は１００Ｌ程度増加している。これは冷蔵庫の無効スペースを無くす取り組みや箱体の断熱性能を向上させつつ壁厚の薄壁化をしているためである。上記従来例のように内箱側と外箱側の真空断熱材が重なる位置まで設置するには、十分な壁厚が必要であるが真空断熱材の厚みは１０ｍｍ程度であり、重ね合わせる部分と硬質ウレタンフォームの充填厚みを考慮すると４０ｍｍ以上は必要となる（上記従来例では５０ｍｍ）ため、更なる大容量化を行うことは困難であった。

また、真空断熱材の重なる位置と重ならない位置での硬質ウレタンフォームの壁厚が一時的に変化するため、流動性が劣り、内外面の変形やボイドの発生といった問題があった。さらに、底面部の内箱側真空断熱材は内箱コーナー部を覆う形状となっているため、底面部内箱と真空断熱材の間の空気によって密着性の劣化を招き、凹み等の変形を招くという問題があった。

このようなことから、本発明は、上記課題に鑑み、冷蔵庫の断面壁を薄壁化しても、箱体強度として問題がなく、省スペースで大容量の冷蔵庫で且つ、高い断熱性能を有するため省エネ性能の高い冷蔵庫を提供するものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、複数の断熱区画で構成された断熱箱体の本体と、前記断熱箱体を仕切る断熱仕切り部とを備えた冷蔵庫で、前記断熱箱体は内箱と外箱と発泡断熱材と真空断熱材を備えたものであって、前記真空断熱材は剛性が異なる複数の真空断熱材を用いたもので、剛性の高い真空断熱材は気体吸着材を備え、前記気体吸着材は前記真空断熱材内の芯材の外面に位置し、剛性の高い真空断熱材は前記外箱に接して貼り付けられ、前記気体吸着材を前記発泡断熱材側に位置して、前記断熱箱体の側面や背面の被覆率を大きく取れる部分に剛性の高い真空断熱材を配置するとともに、気体吸着材を備えていない剛性の低い真空断熱材は、剛性の高い真空断熱材の厚みよりも厚くして天面と底面に配置したものである。

これによって、本体の剛性向上を図ることができるため、箱体の強度を向上させることができる。また、強度を維持したままで壁厚の薄壁化を行うことが出来、庫内容量を大きくすることが可能となる。また、壁厚の薄壁化によって、使用する硬質ウレタンフォームの使用量が低減できるとともに製品重量も低減することが出来る。

本発明の冷蔵庫は、断熱箱体の本体に真空断熱材を備えた冷蔵庫で、真空断熱材の剛性が異なる複数の真空断熱材を使用することにより、本体強度の向上を有することが出来、
より信頼性の高い冷蔵庫を提供することが可能となる。

また、壁厚の薄壁化によって省スペースで大容量の冷蔵庫で且つ、堅牢感の高い冷蔵庫を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の斜視図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面断面図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図本発明の実施の形態１における気体吸着材を適用した真空断熱材の断面図本発明の実施の形態１における気体吸着材を適用した真空断熱材の経年劣化イメージ図本発明の実施の形態２における冷蔵庫の斜視図本発明の実施の形態２における図１のＡ−Ａ‘断面図本発明の実施の形態３における冷蔵庫の斜視図本発明の実施の形態３における冷蔵庫の正面断面図従来技術の特許文献１による冷蔵庫を説明する冷蔵庫の側面断面図従来技術の特許文献２による冷蔵庫を説明する冷蔵庫の正面断面図

第１の発明は、複数の断熱区画で構成された断熱箱体の本体と、前記断熱箱体を仕切る断熱仕切り部とを備えた冷蔵庫で、前記断熱箱体は内箱と外箱と発泡断熱材と真空断熱材を備えたものであって、前記真空断熱材は剛性が異なる複数の真空断熱材を用いたもので、剛性の高い真空断熱材は気体吸着材を備え、前記気体吸着材は前記真空断熱材内の芯材の外面に位置し、剛性の高い真空断熱材は前記外箱に接して貼り付けられ、前記気体吸着材を前記発泡断熱材側に位置して、前記断熱箱体の側面や背面の被覆率を大きく取れる部分に剛性の高い真空断熱材を配置するとともに、気体吸着材を備えていない剛性の低い真空断熱材は、剛性の高い真空断熱材の厚みよりも厚くして天面と底面に配置したものである。

これにより、剛性が異なる真空断熱材を複数で使い分けることで、冷蔵庫本体の剛性強度を向上させることができる。特に壁厚の薄いところは、剛性の高い真空断熱材を用い、硬質ウレタンフォームよりも強いが壁厚の厚いところは剛性の弱い真空断熱材を用いることで箱体強度のバランスを高めて強度を維持することが出来る。真空断熱材の厚みは、概ね８〜１５ｍｍ程度だが、同一厚みであれば硬質ウレタンフォームよりも剛性が高く、熱伝導率も良い。

第２の発明は、第１の発明において、気体吸着材を備えた真空断熱材の配設を本体の冷凍温度帯に掛かる位置としたものである。

これによって、熱伝導率を低減した真空断熱材を温度差の大きい冷凍温度帯に被覆することで、断熱性能の効果を生かすことが出来る。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。また、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

なお、従来と同一構成及び差異がない部分については、詳細な説明を省略する。また、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の斜視図である。図２は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の正面断面図である。図３は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の縦断面図である。

図１から図３に示すように、冷蔵庫の本体１０１は、前方に開口する金属製（例えば鉄板）の外箱１２４と硬質樹脂製（例えばＡＢＳ）の内箱１２５と、外箱１２４と内箱１２５の間に発泡充填された硬質ウレタンフォーム１２６からなる断熱箱体で、この本体１０１の上部に設けられた冷蔵室１０２と、冷蔵室１０２の下に設けられた上段冷凍室１０３
と、冷蔵室１０２の下で上段冷凍室１０３に並列に設けられた製氷室１０４と、本体下部に設けられた野菜室１０６と、並列に設置された上段冷凍室１０３及び製氷室１０４と野菜室１０６の間に設けられた下段冷凍室１０５で構成されている。上段冷凍室１０３と製氷室１０４と下段冷凍室１０５と野菜室１０６の前面部はそれぞれに対応した引き出し式の扉１０３ａ，１０４ａ，１０５ａ，１０６ａにより開閉自由に閉塞されると共に、冷蔵室１０２の前面は、例えば観音開き式で回転式の扉１０２ａにより開閉自由に閉塞される。

冷蔵室１０２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１〜５℃で設定されている。野菜室１０６は冷蔵室１０２と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃とすることが多い。低温にすれば葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５は冷凍保存のために通常−２２から−１８℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−３０から−２５℃の低温で設定されることもある。

冷蔵室１０２や野菜室１０６は庫内をプラス温度で設定されるので、冷蔵温度帯を呼ばれる。また、上段冷凍室１０３や下段冷凍室１０５や製氷室１０４は庫内をマイナス温度で設定されるので、冷凍温度帯を呼ばれる。また、上段冷凍室１０３は切替室として、冷蔵温度帯から冷凍温度帯まで選択可能な部屋としても良い。

冷蔵庫の本体１０１の天面部は、冷蔵庫の背面方向に向かって階段状に凹みを設けて機械室１１９があり、第一の天面部１０８と第二の天面部１０９で構成されている。この階段状の凹部に配置された圧縮機１１７と、水分除去を行うドライヤ（図示せず）と、コンデンサ（図示せず）と、放熱用の放熱パイプ（図示せず）と、キャピラリーチューブ１１８と、冷却器１０７とを順次環状に接続してなる冷凍サイクルに冷媒を封入し、冷却運転を行う。前記冷媒には近年、環境保護のために可燃性冷媒を用いることが多い。なお、三方弁や切替弁を用いる冷凍サイクルの場合は、それらの機能部品を機械室内に配設することも出来る。

ここで、真空断熱材１２７，１２８，１２９，１３０，１３１は、硬質ウレタンフォーム１２６とともに冷蔵庫の本体１０１を構成している。

ここで、真空断熱材１２７，１２８，１２９，１３０は、外箱１２４にそれぞれ天面、背面、左側面、右側面の内側に接して貼り付けられている。また、真空断熱材１３１は、内箱１２５の底面に接して貼り付けられている。

真空断熱材１２８，１２９，１３０には、気体吸着材１３７がそれぞれ内部に搭載されている。

また、冷蔵室１０２と製氷室１０４および上段冷凍室１０３とは第一の断熱仕切り部１１０で区画されている。

また、製氷室１０４と上段冷凍室１０３とは第二の断熱仕切り部１１１で区画されている。

また、製氷室１０４および上段冷凍室１０３と、下段冷凍室１０５とは第三の断熱仕切り部１１２で区画されている。

第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２は、冷蔵庫の本体１０１の発泡後組み立てられる部品であるため、通常断熱材として発泡ポリスチレンが使われるが
、断熱性能や剛性を向上させるために硬質ウレタンフォームを用いてもよく、更には高断熱性の真空断熱材を挿入して、仕切り構造のさらなる薄型化を図ってもよい。

また、ドアフレームの稼動部を確保して第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２の形状の薄型化や廃止を行うことで、冷却風路を確保でき冷却能力の向上を図ることもできる。また、第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２の内部をくりぬき、風路とすることで材料の低減につながる。

また、下段冷凍室１０５と野菜室１０６とは第四の仕切り部１１３で区画されている。

冷蔵庫の本体１０１の背面には冷却室１２３が設けられ、冷却室１２３内には、代表的なものとしてフィンアンドチューブ式の冷気を生成する冷却器１０７が断熱仕切壁である第二および第三の仕切り部１１１，１１２の後方領域を含めて下段冷凍室１０５の背面に上下方向に縦長に配設されている。また、冷却器１０７の材質は、アルミや銅が用いられる。

冷却器１０７の近傍（例えば上部空間）には強制対流方式により冷蔵室１０２、製氷室１０４、上段冷凍室１０３、下段冷凍室１０５、野菜室１０６の各貯蔵室に冷却器１０７で生成した冷気を送風する冷気送風ファン１１６が配置され、冷却器１０７の下部空間には冷却時に冷却器１０７や冷気送風ファン１１６に付着する霜を除霜する除霜装置としてのガラス管製のラジアントヒータ１３６が設けられている。除霜装置は特に指定するものではなく、ラジアントヒータの他に、冷却器１０７に密着したパイプヒータを用いても良い。

次に冷蔵庫の冷却について説明する。例えば冷凍室１０６が外気からの侵入熱およびドア開閉などにより、庫内温度が上昇して冷凍室センサ（図示せず）が起動温度以上になった場合に、圧縮機１１７が起動し冷却が開始される。圧縮機１１７から吐出された高温高圧の冷媒は、最終的に機械室１１９に配置されたドライヤ（図示せず）まで到達する間、特に外箱１２４に設置される放熱パイプ（図示せず）において、外箱１２４の外側の空気や庫内の硬質ウレタンフォーム１２６との熱交換により、冷却されて液化する。

次に液化した冷媒はキャピラリーチューブ１１８で減圧されて、冷却器１０７に流入し冷却器１０７周辺の庫内空気と熱交換する。熱交換された冷気は、近傍の冷気送風ファン１１６により庫内に冷気が送風され庫内を冷却する。この後、冷媒は加熱されガス化して圧縮器１１７に戻る。庫内が冷却されて冷凍室センサ（図示せず）の温度が停止温度以下になった場合に圧縮機１１７の運転が停止する。

冷気送風ファン１１６は、内箱１２５に直接配設されることもあるが、発泡後に組み立てられる第二の仕切り部１１１に配設し、部品のブロック加工を行うことで製造コストの低減を図ることもできる。

次に、本実施の形態で使用した気体吸着材１３７を用いた真空断熱材について説明する。

図４のように、気体吸着材１３７を用いた真空断熱材１３８は、少なくとも繊維材料を含む芯材１３２と、ガスバリア性に優れた包材１３３からなる袋に真空封止された気体吸着材１３７とを、ガスバリア性に優れた外被材１３５で被い、外被材１３５を真空封止後に、包材１３３に穴を開け、包材内部と外被材内部を連通させてなる真空断熱材である。

上記のように外被材１３５を真空封止後に包材１３３に穴を開ける際に、本実施の形態
においては、予め包材１３３に隣接して突起物を有する部材１３４を有する部材１３４を外被材１３５に内包しておき、真空封止後に外力によって突起物を有する部材１３４を押すことで包材１３３に穴を開けている。

繊維材料を含む芯材１３２とは、芯材１３２の重量に対して繊維を１パーセント以上１００パーセント以下含むものであって、繊維材料と繊維材料以外の複合体であっても良い。

ガスバリア性に優れた包材１３３とは、気体難透過性の製袋可能なフィルムまたはシート状の部材である。例えば、ポリプロピレンフィルム、アルミニウム箔、低密度ポリエチレンの順にラミネートしたフィルムなどがあげられる。

また、袋とは気体吸着材１３７を包み込むことにより、周囲の空間と独立させるものであり、４方をヒートシールした袋、ピロー袋、ガゼット袋等がある。また、気体透過度が１０^４［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下であることが好ましく、より望ましくは１０^３［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下となるものである。

気体吸着材１３７とは、気体中に含まれる非凝縮性気体を吸着できるものであり、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物や、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物等が利用でき、特に、酸化リチウム、水酸化リチウム、酸化バリウム、水酸化バリウム等がある。これによって、空気中の概ね７５％を有する窒素を常温状態で吸着できるため、高い真空度を得ることが出来る。

突起物を有する部材１３４とは、周囲の曲率に比較して、曲率が著しく大きい部分を有するものである。曲率が大きい部分は、同一の力をより小さい面積で受けるため、単位面積あたりに加わる力が大きくなる。従って曲率が大きい部分が包材１３３に押し付けられた際、包材１３３に貫通孔が生じやすくなる。

ガスバリア性に優れた外被材１３５とは、芯材１３２、包材１３３、気体吸着材１３７、突起物を有する部材１３４を包み込むことにより、周囲の空間と独立させるものである。また、気体透過度が１０^４［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下であることが好ましく、より望ましくは１０^３［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下となるものである。

穴を開ける方法は、突起物が外被材１３５に接触することによりなされるものである。

なお、穴を開ける方法として、本実施の形態では突起物を用いたが、突起物や部材１３４を用いなくても、たとえば包材１３３の剛性の弱い箇所やシール部を破壊するといったこと等で、外被材１３５の真空封止後に外力によって、包材１３３を破壊できれば良い。

連通とは、包材内部と包材外部で隔てられていた空間を一続きの空間にすることである。

なお、繊維材料を含む芯材を用いて作製した真空断熱材の熱伝導率は、粉末材料のみからなる芯材を用いて作製した真空断熱材の熱伝導率に比較して、低圧力領域では小さく、高圧力領域では大きい。従って、繊維材料を含む芯材を用いて作製した真空断熱材はその外被材内部の圧力を低く維持することが重要である。

なお、本実施の形態で使用した気体吸着材１３７を用いた真空断熱材１３８は、外被材内に気体吸着材１３７を有しているため、外被材内部は圧力が低く維持され、繊維材料を含む芯材１３２を用いた真空断熱材の熱伝導率は低く維持される。よって、外被材内部の
圧力が低く維持されるため、剛性も強くなるのである。

一般に、真空断熱材の熱伝導率は、芯材による熱伝導と、外被材内の残留気体による熱伝導の和により決定する。例えば、芯材が粉末を含む場合は、芯材内部に存在する気体の平均自由工程が短いため、気体による熱伝導率は非常に小さく、芯材による熱伝導が支配的である。一方、芯材が繊維の場合は、繊維同士の接点が少ないため、芯材の熱伝導率は非常に小さくなるが、気体の平均自由工程が大きいため、わずかな圧力上昇で、気体による熱伝導率が支配的になってしまう。従って、芯材が繊維のみからなるときは、このような効果が大きいため繊維芯材では外被材内部を低圧に保つことが、真空断熱材の熱伝導率を低減するために非常に有効な手段となる。

このように、剛性の異なる真空断熱材では、気体吸着材の有無で真空断熱材の剛性を異なるものとすることができる。具体的には、空気吸着剤が入っている真空断熱材は、剛性が高く、空気吸着剤が入っていない真空断熱材は剛性が低いといったことである。

また、ここでいう剛性とは、単位体積当たりの剛性であるので、例えば同素材、同製法の真空断熱材であっても大きさや厚さが異なることによって真空断熱材全体の剛性が異なるようなものは含まないものとする。

ここで、繊維集合体とは、繊維のみからなる集合体であって、バインダーや酸、熱等で成型されていても良い。

なお、真空断熱材は、内部に芯材を有しており、芯材はグラスウールなどの無機繊維集合体を加熱乾燥後、蒸着層フィルムと金属箔層フィルムを貼り合わせた外被材中に挿入し、内部を真空引きして開口部を封止することにより形成されている。

蒸着層フィルムは、アルミ蒸着フィルムをナイロンフィルムと高密度ポリエチレンフィルムとで挟み込んだ複合プラスチックフィルムで、金属箔層フィルムは、アルミ箔をナイロンフィルムと高密度ポリエチレンフィルムとで挟み込んだ複合プラスチックフィルムである。

また、蒸着層フィルムと金属箔層フィルムとのシール面は蒸着層フィルム側を一平面状とし、金属箔層フィルム側の面を立体的に構成している。そして、蒸着層フィルム側を外箱１２４もしくは内箱１２５に接して配置している。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用について説明する。

本実施の形態のように、野菜室１０６が下方に設置され、真ん中に冷凍室１０５が設置され、冷蔵室１０２が上方に設置された冷蔵庫のレイアウト構成が使い勝手と省エネの観点からよく用いられている。また、圧縮機１１７を天面奥部に配設した構成の冷蔵庫も、使い勝手の観点と庫内容量ＵＰの点から用いられる。近年では更に、省エネとして環境への取り組みの中で、硬質ウレタンフォーム１２６と比較して数倍から１０倍程度の断熱性能を有する真空断熱材を適切な範囲内で最大限に利用することにより断熱性能や強度を向上させている冷蔵庫も発売されている。

その中で、本実施の形態では、剛性の異なる真空断熱材を複数で使い分けることで、冷蔵庫の本体１０１の強度を向上させることが出来る。特に搭載している真空断熱材の中でも、側面や背面のように冷蔵庫の被覆率を大きく取れる部分に搭載することで、本体１０１の強度の向上を図ることが出来る。これは一般的なタンスや住宅での強度確保と同様に上下方向の面に対する強度を高めることで、全体の強度を高めることと同様である。この
ように、強度として寄与する部分には剛性の高い真空断熱材を用い、寄与しにくい部分には硬質ウレタンフォーム１２６よりも剛性の高い真空断熱材を用いることで、断熱性能を向上し省エネ性を向上させつつ、本体全体の強度を高めた冷蔵庫を提供することが出来る。

このように、冷蔵庫の本体１０１全体の強度を高める際に、側面と背面のすべてに渡って貼付ができない場合には、少なくとも冷蔵庫本体の全高の１／２より下方側の背面および両側面のすべての面に空気吸着剤を備えた真空断熱材を貼付けることによって、筐体を支える下方部の剛性を大幅に向上させることができる。

この下方部の剛性については、例えば、本実施の形態のように最上部に回転式の扉１０２ａが有る場合には、扉１０２を開けた状態にといて、冷蔵庫の本体１０１が扉１０２ａのヒンジが付いている側に大きな荷重がかかり、傾くことにより左右方向に歪が生じるが、特に冷蔵庫本体の下方側の剛性を高めることにより、この傾きおよび歪を低減することが可能となる。

また、本体１０１の剛性向上を図ることができるため、本体１０１の強度を向上させることができる。また、強度を維持したままで壁厚の薄壁化を行うことが出来、庫内容量ＵＰが可能となる。また、壁厚の薄壁化によって、使用する硬質ウレタンフォーム１２６の使用量も低減できコストダウンが図れるとともに製品重量も低減することが出来るため、搬入時の運搬性も向上する。

また、本実施の形態では、真空断熱材の剛性を高めるために真空度を低減している。真空度を低減するために、気体吸着材１３７を真空断熱材に搭載し、従来の真空断熱材での真空度よりも、残留空気中に多く含まれる窒素を常温吸着することで真空断熱材の真空度を高めている。通常、大気圧は１００ＫＰａ、真空断熱材の真空度は１０Ｐａ程度であるが、本実施の形態に用いた気体吸着材１３７を用いた真空断熱材は１Ｐａ程度の低真空度である。

なお、真空断熱材の真空度が低減されると剛性だけでなく熱伝導率も向上するため、真空断熱材が同一厚みであれば、壁厚の薄壁化をしつつ庫内容量のＵＰと省エネ向上を図ることが出来る。本実施の形態では、側面は概ね８〜１１．５ｍｍの厚みで気体吸着材１３７を搭載した真空断熱材を用い、背面には概ね１５ｍｍの厚みで気体吸着材１３７を用いた真空断熱材１３８を用いている。天面と底面の真空断熱材１２７、１３１は、概ね８〜１５ｍｍの厚みで気体吸着材１３７を搭載していない真空断熱材を用いることで、強度と省エネ性への寄与度の高い部分に使い分けている。

また、本実施の形態での真空断熱材は、気体吸着材１３７を搭載することで熱伝導率も向上している。冷凍領域の冷凍室１０５を囲む硬質ウレタンフォーム１２６と真空断熱材１２８，１２９，１３０で形成される本体１０１の断熱壁厚は、扉を除き、開口部の壁厚の薄い部分を含めて２５〜５０ｍｍの分布であり、冷蔵領域の冷蔵室１０２、野菜室１０６を囲む硬質ウレタンフォーム１２６と真空断熱材１２７、１３１で形成される本体１０１の断熱壁厚は、扉を除き、開口部の壁厚の薄い部分を含めて２５〜４０ｍｍの分布としている。庫内容量ＵＰの為には、庫内壁厚の薄壁化が有効であるが、薄壁化した場合でも真空断熱材は概ね８〜１１．５ｍｍ程度の厚みであるため、真空断熱材の貼り付け後も硬質ウレタンフォーム１２６の流動性を阻害することはない。

さらに、本実施の形態での気体吸着材１３７を用いた真空断熱材１３８を用いることで、熱伝導率も飛躍的に向上できるため、熱侵入抑制の為に真空断熱材を重ね合わせる必要もなく、これによって、硬質ウレタンフォーム１２６の壁厚の一時的な変化も無く、流動
性が劣り、内外面の変形やボイドの発生も防止することが出来る。なお、本実施の形態での気体吸着材１３７を搭載した厚み１１．５ｍｍの真空断熱材を冷蔵庫の左右側面に貼り付けた場合、気体吸着材１３７を搭載していない真空断熱材の厚みでは１６ｍｍに相当する。

よって、同等性能であれば、庫内容量を＋１５Ｌ増やすことが可能となることに加えて、硬質ウレタンフォーム１２６の使用量も低減できコストダウンが図れるとともに製品重量も低減することが出来るため、搬入時の運搬性も向上する。

なお、冷蔵庫の本体１０１に貼り付けている真空断熱材の中で、貼り付け寸法面積の大きい真空断熱材に気体吸着材１３７を搭載することで、外部もしくは他の温度帯との間で行われる熱の移動を抑制できる。さらに強度の向上に対しても効果的に働き、省エネ性を維持しつつ薄壁化による庫内容量のＵＰも行うことが出来る。

また、図５は真空断熱材の熱伝導率の経年劣化のイメージ図である。真空断熱材の剛性または真空度が高い真空断熱材は、外部から外被材１３５を通して真空断熱材内部へ侵入する空気量による劣化までの時間が長いことを意味する。図５のように、空気の侵入による劣化までの時間が長い気体吸着材を用いた真空断熱材（Ｄ）は従来の真空断熱材（Ｃ）に比べ実使用時の経年劣化が抑えられ、長期にわたり高性能を維持することが可能であるため、真空断熱材の中で最も寸法面積の大きい真空断熱材を剛性または真空度の大きい真空断熱材とすることは、冷蔵庫の強度保持性能や高断熱性能を高いレベルで維持できるのである。

なお、寸法面積の大きい真空断熱材は、空気に触れる外被材１３５の面積または封止部分４辺の長さが長いため空気侵入し易く、真空断熱材の真空度が劣化し性能劣化を導きやすいが、気体吸着材１３７を搭載することで使用の際の経年侵入する空気も吸着できるため、概ね１０年間の冷蔵庫使用中での性能劣化を抑制することが可能である。これによって真空断熱材として初期状態での性能を概ね１０年間維持することができるため、省エネランニングコストとして非常にパフォーマンスの優れた省エネ性能を提供できる。

本実施の形態に使用した気体吸着材１３７は、図５中の経過年数のＢ時点を考慮し、冷蔵庫の製品使用期間が概ね１０年と考え、内容量を選定している。気体吸着材１つ当たり内容量は０．５ｇ程度であり、少なくとも１０年間は真空断熱材の初期性能を維持できるようにしている。

気体吸着材１３７の内容量を多くすれば、経過年数Ｂ時点を更に延ばすことが出来る。

なお、本実施の形態のように、冷凍温度帯に掛かるように真空断熱材を貼り付けることで、外気あるいは庫内他室との温度差の大きい部分を効果的に断熱でき、真空断熱材の性能を生かすことが出来る。

なお、真空断熱材の寸法と厚み及び熱伝導率に対する、従来の真空断熱材や、気体吸着材１３７を用いた真空断熱材１３８の組み合わせはコストと密接な関係があるため、冷蔵庫の性能と材料費を考慮し、寸法等を決めると良い。

また、内箱１２５に接し配設する真空断熱材１３１は、投影面積で内箱１２５より小さいものである。換言すれば、内箱１２５に接し配設した真空断熱材１３１は、真空断熱材１３１が接し配設される内箱１２５からはみ出ていない。

本実施の形態の冷蔵庫は、内箱１２５に接し配設した真空断熱材１３１が、真空断熱材
１３１が接し配設される内箱１２５からはみ出ていないので、真空断熱材を所定箇所に配設した後で、外箱１２４と内箱１２５との間に硬質ウレタンフォーム１２６を流し込んだ場合に、内箱１２５に配設された真空断熱材１３１に対して、内箱１２５から剥がす方向の力が加わらないため、硬質ウレタンフォーム１２６の流入による真空断熱材１３１の剥がれを防止でき、さらに、真空断熱材１３１の貼付けの安定を容易に図ることができると同時に、硬質ウレタンフォーム１２６の流動性を阻害しない。

これによって、真空断熱材１３１と内箱１２５との間に空気などの不活性ガスの侵入もしくは残留を抑制することが出来るため、内箱１２５と真空断熱材１３１とが密着し、内箱凹み等の変形を抑制できる効果もある。

また、天面の真空断熱材１２７は外箱１２４に接して配設しているので、庫内照明用取り付け部材あるいは電線を内箱１２５の天面に取り付け可能となり、冷蔵室１０２の天面に照明を設けることができ、使い勝手の向上が図れる。

なお、本実施の形態では、本体底部にコの字状の底部補強部材１４４と真空断熱材が投影面で重なるように真空断熱材を配設している。これによって、冷蔵庫の本体１０１の強度が足元から向上することが出来るため、更なる強度向上が図れる。底部補強部材１４４は剛性の高い鉄やステンレスなどの材料が用いられ、また、外気の湿度によって錆びないような表面処理を施しておくと良い。また、本実施の形態では、コの字状の底部補強部材１４４としているが、コスト低減の観点や、本体強度の測定の結果、強度に尤度のある場合は、Ｌの字状の底部補強部材としても良い。

（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２による冷蔵庫の斜視図である。図７は本発明の実施の形態２による冷蔵庫のＡ−Ａ‘断面図である。

なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図６に示すように、冷蔵庫の本体２０１は、前方に開口する金属製（例えば鉄板）の外箱２２４と硬質樹脂製（例えばＡＢＳ）の内箱２２５と、外箱２２４と内箱２２５の間に発泡充填された硬質ウレタンフォーム２２６からなる断熱箱体で、この本体２０１の上部に設けられた冷蔵室２０２と、冷蔵室２０２の下に設けられた上段冷凍室２０３と、冷蔵室２０２の下で上段冷凍室２０３に並列に設けられた製氷室２０４と、本体下部に設けられた野菜室２０６と、並列に設置された上段冷凍室２０３及び製氷室２０４と野菜室２０６の間に設けられた下段冷凍室２０５で構成されている。上段冷凍室２０３と製氷室２０４と下段冷凍室２０５と野菜室２０６の前面部は引き出し式の扉により開閉自由に閉塞されると共に、冷蔵室２０２の前面は、例えば観音開き式の扉により開閉自由に閉塞される。

図７は、図６のＡ−Ａ‘断面の図である。真空断熱材２２８は背面の外箱２２４に貼り付けてあり、背面から左右側面の外箱２２４の内面に沿うように折り曲げて貼り付けている。

これにより、剛性の高い真空断熱材を１面でなく折り曲げることによって３面となるため、左右と背面の各１面毎での貼り付けに比べ、強度の高い箱体を形成することが出来る。更に左右と背面の真空断熱材に対し、背面から折り曲げた真空断熱材のみとなるため、部品点数も低減でき、生産工数の低減も図ることが出来る。

また、冷蔵庫に対する真空断熱材の被覆面積を大きくとることが出来るため、外気もし
くは放熱用のパイプや本体コーナー部からの熱侵入を低減でき、省エネ性の高い冷蔵庫を提供することが出来る。
更に、気体吸着材２３７を用いた真空断熱材壁厚２３８を用いることで、薄壁化をしつつ庫内容量のＵＰと省エネ向上を図ることが出来る。

本実施の形態では、外箱２２４と内箱２２５の間に充填する硬質ウレタンフォーム２２６の注入口は、背面コーナー部の真空断熱材が貼りついて無い部分であるが、注入口は例えば、底面部からとしても良い。

（実施の形態３）
図８は本発明の実施の形態３による冷蔵庫の斜視図である。図９は本発明の実施の形態３による冷蔵庫の正面断面図である。

図８に示すように、冷蔵庫の本体３０１は、前方に開口する金属製（例えば鉄板）の外箱３２４と硬質樹脂製（例えばＡＢＳ）の内箱３２５と、外箱３２４と内箱３２５の間に発泡充填された硬質ウレタンフォーム３２６からなる断熱箱体で、この本体３０１の右部に設けられた冷蔵室３０２と、左部に設けられた冷凍室３１４で構成されている。このようなレイアウトの冷蔵庫は、欧米などで以前より用いられている。

ここで、真空断熱材３２７，３２８，３２９，３３０，３３１，３４２は、硬質ウレタンフォーム３２６とともに冷蔵庫本体３０１を構成している。

ここで、真空断熱材３２７，３２８，３２９，３３０は、外箱３２４にそれぞれ天面、背面、左側面、右側面の内側に接して貼り付けられている。また、真空断熱材３３１は、内箱３２５の底面に接して貼り付けられている。また、真空断熱材３４２は、冷蔵室３０２と冷凍室３１４を仕切る断熱仕切り部３１５の内部にある。真空断熱材３２８，３２９，３３０，３４２には、気体吸着材３３７がそれぞれ内部に搭載されている。

また、冷蔵室３０２と冷凍室３１４を断熱区画する断熱仕切り部３１５の内部は、硬質ウレタンフォーム３２６が充填されており、冷蔵温度帯の冷蔵室３０２と冷凍温度帯の冷凍室３１４の温度差２０Ｋから３０Ｋを断熱していると共に、中仕切りとなっているため剛性が強く箱体強度の高い冷蔵庫となる。断熱仕切り部３１５は冷蔵庫の発泡前に組み立てられるが、製造上の作り易さから発泡後に組み立てても良い。この場合は、断熱仕切り部３１５の内部の断熱材は、形状の作りやすい発泡ポリスチレンを用いたり、硬質ウレタンフォーム３２６を別部品として作成し板状のボードとして構成しても良い。

上記構成の冷蔵庫において、本実施の形態の真空断熱材３４２は、気体吸着材３３７を用いた真空断熱材であり、真空断熱材３２８，３２９，３３０と同様に剛性が高いため、本体３０１の強度向上を図ることが出来る。

また、真空断熱材３４２を断熱仕切り部３１５の中で、冷凍室３１４側に貼り付けることで断熱効果の向上を図ることが出来ると共に、冷蔵室３０２の側壁には庫内照明用取り付け部材あるいは電線を内箱３２５に取り付け可能となり、冷蔵室３０２の側面にも照明を設けることができるため、使い勝手の向上が図れる。

また、真空断熱材３４２は、気体吸着材３３７を用いた真空断熱材であるため熱伝導率の向上が出来る。よって、剛性の向上に加え、冷蔵室３０２と冷凍室３１４との熱移動を低減できるため、断熱仕切り部３１５の薄壁化が可能となる。これによって、本体強度と
省エネ性を向上しながら庫内容量ＵＰを行うことが出来る。更に断熱仕切り部３１５を細く構成できることはデザイン性にも優れた冷蔵庫を提供できる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、剛性が異なる複数の真空断熱材を使用することにより、本体強度の向上を図ることが出来るため、壁厚の薄壁化による庫内容量ＵＰに伴う省スペースで大容量や、堅牢感の向上を目的とする家庭用冷蔵庫などに利用ができる。

１０１，２０１，３０１本体
１１０，１１１，１１２，１１３断熱仕切り部
１２７，１２８，１２９，１３０，１３１，１３８真空断熱材
２２８，３２７，３２８，３２９，３３０，３３１，３４２真空断熱材
１３２芯材
１３３包材
１３４突起物を有する部材
１３５外被材
１３７，２３７，３３７気体吸着材

Claims

複数の断熱区画で構成された断熱箱体の本体と、前記断熱箱体を仕切る断熱仕切り部とを備えた冷蔵庫で、前記断熱箱体は内箱と外箱と発泡断熱材と真空断熱材を備えたものであって、前記真空断熱材は剛性が異なる複数の真空断熱材を用いたもので、剛性の高い真空断熱材は気体吸着材を備え、前記気体吸着材は前記真空断熱材内の芯材の外面に位置し、剛性の高い真空断熱材は前記外箱に接して貼り付けられ、前記気体吸着材を前記発泡断熱材側に位置して、前記断熱箱体の側面や背面の被覆率を大きく取れる部分に剛性の高い真空断熱材を配置するとともに、気体吸着材を備えていない剛性の低い真空断熱材は、剛性の高い真空断熱材の厚みよりも厚くして天面と底面に配置したことを特徴とする冷蔵庫。
前記気体吸着材を備えた前記真空断熱材の配設は冷凍温度帯に掛かる位置としたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。