JP6129747B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、冷蔵庫に関する。
従来、冷蔵庫の断熱部材を断熱効果に優れる真空断熱パネルから構成し、その断熱部材を箱状の内箱の外面に接着して構成することが行われている。
しかしながら、内箱が立体的な形状であるため、真空断熱パネルを内箱に接着する組立て作業が煩わしいという問題がある。そこで、内部に真空断熱パネルが設けられた断熱壁体を複数組み合わせて、その2つの断熱壁体を固定具により連結固定して箱状に構成するようになした冷蔵庫が提案されている(特許文献1,2)。
ところが、上記のような構成を有する冷蔵庫においては、各断熱壁体を構成する真空断熱パネルが壁材である板と接着されており、その板に比較的大きな荷重がかかった場合、真空断熱パネルと板とが剥がれ、ひいては箱体が維持できなくなるおそれがある。
特願2011−130120号明細書 特願2011−133181号明細書
そこで本発明は、上記のように真空断熱パネルに接着した板に比較的大きな荷重がかかった場合でも、真空断熱パネルと板との剥がれが生じない、従来より強度が向上した冷蔵庫を提供することを目的とする。
本実施形態の冷蔵庫は、内部に貯蔵室を形成する断熱箱体を有する冷蔵庫であって、断熱箱体が、真空断熱パネルとその真空断熱パネルの少なくとも一部を覆う壁材とからなる断熱壁体によって構成され、壁材が、断熱箱体を形成した際に箱の内側に配される内板と外側に配される外板とからなり、その内板には、貯蔵室内の空間を上下に仕切る仕切部材の支持部材、又は容器を移動させるためのレールを取り付けるレール取り付け部材が設けられ、これら仕切部材の支持部材又はレール取り付け部材は、内板と真空断熱パネルとの間に挟持部をそれぞれ有し、この挟持部は、内板又は真空断熱パネルと、反応性ホットメルト接着剤を介して接着されたものとする。
本発明の実施形態を示す冷蔵庫の斜視図 図1の冷蔵庫の内部を右方向から見た斜視図 断熱箱体の分解側面図 断熱箱体の横断面図 左側壁用断熱パネルの分解斜視図 外板がフランジを有する例を示した部分断面図 真空断熱パネルの両面に外板と内板を接着する工程を示す模式端面図 棚受部材が取り付けられた左側壁用断熱パネルの縦断面図 別の実施形態に係る棚受部とこれに載置された棚板の縦断面図 仕切り板支持部材が取り付けられた左側壁用断熱パネルの縦断面図 レール取付部材が取り付けられた左側壁用断熱パネルの縦断面図 引き手を有する扉の断面図 反応性ホットメルト接着剤と従来のホットメルト接着剤の硬化過程におけるせん断接着強度の経時変化を示すグラフ 反応性ホットメルト接着剤の硬化後のせん断強度の経時変化を示すグラフ 真空断熱パネル面に対する反応性ホットメルト接着剤の剥離強度の経時変化を示すグラフ 真空断熱パネル面に対する反応性ホットメルト接着剤の剥離強度の測定方法を示す模式断面図
本発明の実施形態について図を参照して説明する。図1には一実施形態に係る冷蔵庫1の外観が示され、図2には冷蔵庫1のキャビネットを構成する断熱箱体2の外観が示されている。断熱箱体2の内部には、上から順に冷蔵室3、野菜室4が設けられ、この野菜室4の下方に製氷室5と小冷凍室6が左右に並べて設けられ、最下部に主冷凍室7が設けられている。これら冷蔵室3、野菜室4、製氷室5、小冷凍室6、及び主冷凍室7は、それぞれ貯蔵室を形成している。このうち、冷蔵室3及び野菜室4は、庫内温度が例えば1℃〜5℃程度の冷蔵温度に制御される。このように冷蔵室3及び野菜室4は、いずれも冷蔵温度帯の貯蔵室であることから、例えば合成樹脂製の仕切板8(仕切部に相当)によって仕切られている。製氷室5、小冷凍室6、及び主冷凍室7は、庫内温度が例えば−18℃以下の冷凍温度に制御されるもので、冷凍温度帯の貯蔵室である。冷蔵温度帯の野菜室4と、冷凍温度帯の製氷室5及び小冷凍室6との間は、断熱性を有する断熱仕切壁9(断熱箱体内部を横切る部材に相当)によって上下に仕切られている。
図2に示すように断熱箱体2の前部において、上記仕切板8の前方に位置させて横方向に延びる前仕切部10が設けられ、上記断熱仕切壁9の前方に位置させて横方向に延びる前仕切部11が設けられている。また、断熱箱体2の前部において、製氷室5と小冷凍室6との間に位置させて上下方向に延びる前仕切部12が設けられ、製氷室5及び小冷凍室6と主冷凍室7との間に位置させて横方向に延びる前仕切部13が設けられている。
冷蔵室3は、前面が2枚の扉15,16によって開閉される。扉15,16は、断熱箱体2の左右両端部に設けられたヒンジ部17,18を中心に前後方向に回動される観音開き式である。野菜室4は、前面が引き出し式の扉19によって開閉される。その扉19の裏側には、図示しない野菜収納容器が設けられている。製氷室5は、前面が引き出し式の扉20によって開閉される。製氷室5には図示しない製氷装置が設けられ、扉20の裏側には、図示しない氷収納容器が設けられている。小冷凍室6は、前面が引き出し式の扉21によって開閉される。その扉21の裏側には、図示しない収納容器が設けられている。
主冷凍室7も、前面が引き出し式の扉22によって開閉される。その扉22の裏側には、図示しない収納容器が設けられている。
上記断熱箱体2は、図3、図4に示すように、いずれも断熱壁体に相当する、後壁を形成する後壁用断熱パネル25と、左側壁を形成する左側壁用断熱パネル26と、右側壁を形成する右側壁用断熱パネル27と、天井壁を形成する天井壁用断熱パネル28と、底壁を形成する底壁用断熱パネル29とを組み合わせることによって、前面が開口した箱状に構成されている。
後壁用断熱パネル25と左側壁用断熱パネル26とは、左後部のコーナー部において連結部に相当する固定具23を用いて連結固定されている。断熱パネル25,26,27相互の連結部には樹脂発泡体24が充填されている。
また、後壁用断熱パネル25と右側壁用断熱パネル27とは、右後部のコーナー部において上記固定具23と同様な固定具(図示せず)を用いて連結固定されている。左側壁用断熱パネル26の前部と右側壁用断熱パネル27の前部とは、上記前仕切部10,11,13によって連結されている。断熱箱体2は、それら前仕切部10,11,13によって補強されている。
これら断熱パネル25〜29の概略構成は同様であるので、左側壁用断熱パネル26を代表して説明する。図5に示すように、左側壁用断熱パネル26は、外箱用の金属板製の外板30と、内箱用の合成樹脂製の例えばシート部材からなる内板31と、これら外板30と内板31との間に挟まれた状態で配置される断熱材としてのパネル状の真空断熱パネル32とから構成されている。
上記内板31には、図5に示すように、突出部材としての棚受部材40、仕切板用取付部材41、第1のレール用取付部材42、仕切壁用取付部材43、第2のレール用取付部材44が取り付けられており、これらを一体に備えた状態で、上記真空断熱パネル32に接着されるものである。
なお、左側壁用断熱パネル26と対向する右側壁用断熱パネル27の内板31にも、図示はしないが、左側壁用断熱パネル26の上記棚受部材40と、仕切板用取付部材41と、第1のレール用取付部材42と、仕切壁用取付部材43と、第2のレール用取付部材44と対向するように、棚受部材40と、仕切板用取付部材41と、第1のレール用取付部材42と、仕切壁用取付部材43と、第2のレール用取付部材44が設けられている。
真空断熱パネル32は、例えば細いガラス繊維をマット状にしてコア材とし、このコア材をガスバリア性を有する袋体に収容し、その袋体内を真空排気して当該袋体の開口端部を密閉した密閉部を形成することで内部を真空減圧状態に保持したパネルであり、薄くて低い熱伝導率(高い断熱性)を有している。
真空断熱パネル32の袋体は、これに限定されないが、コア材の第1の面を覆う第1フィルムと、コア材の第1の面とは反対側の第2の面を覆う第2フィルムとを有している。このうち、第1フィルムは内側の溶着層となるPE(ポリエチレン)層と、アルミ蒸着層(金属蒸着層)が設けられたEVOH(エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂)層と、ナイロン層と、最も外側の表面層となるPET(ポリエチレンテレフタレート)層の5層構造となっている。第2フィルムは、内側の溶着層となるPE層と、アルミ箔層(金属箔層)と、ナイロン層と、最も外側の表面層となるPET層の4重構造となっている。
真空断熱パネル32は、図5に示すように、一面を内板31の裏面に接着剤33により接着固定すると共に、上記一面とは反対側の面を外板30の内面に接着剤34により接着固定することにより、内板31と外板30との間に挟み込まれた状態となっている。真空断熱パネル32の、上記した最も外側の表面層となるPET層が接着面となる。従来は外板と真空断熱パネルをホットメルト接着剤で接着し、内板と真空断熱パネルを溶液型ウレタン系接着剤で接着するのが一般的であったが、本発明の実施態様では、反応性ホットメルト接着剤を接着剤33,34の少なくとも一方に用いるものとし、外板及び内板ともに反応性ホットメルト接着剤で真空断熱パネルと接着するのが強度の点で好ましい。
従来の接着剤では、真空断熱パネル等の断熱部材と接着する内板や外板に荷重がかかると、真空断熱パネルと板との剥がれが生じ、箱体を維持できなくなるおそれがあったが、反応性ホットメルト接着剤は従来の非反応性ホットメルト接着剤と比較して、せん断強度、引張り強度等の接着強度が格段に強いため、剥がれが生じるおそれはほとんどなくなる。特にせん断強度は、顕著に優れたものとなる。
また、従来のホットメルト接着剤は、温度が約50℃以上になると軟化して接着力が維持できない場合があったが、反応性ホットメルト接着剤の場合、50℃以上の高温域でも必要な接着力が維持できるため、気候温暖化の状況下、特に有用性が高い。
反応性ホットメルト接着剤は、従来のホットメルト接着剤と同様に加熱溶融した状態で塗布し、被着材料を圧着させて冷却固化させる。図13は反応性ホットメルト接着剤と従来のホットメルト接着剤の硬化過程におけるせん断接着強度(JIS K6850)の経時変化を示したグラフである。Aが反応性ホットメルト接着剤の、Bが従来のホットメルト接着剤のせん断接着強度をそれぞれ示し、表示はAの測定結果の最大値を1とする相対値で示している。本グラフから分かるように、両者とも接着開始から1時間程度は冷却固化によりせん断接着強度が上昇し、この冷却固化が終了した時点での反応性ホットメルト接着剤の強度は従来のホットメルト接着剤とほぼ同程度である。しかし、従来のホットメルト接着剤Bのせん断接着強度はその後ほぼ一定値となるのに対し、反応性ホットメルト接着剤Aは時間の経過に従い、そのせん断接着強度はさらに上昇を続け、数十時間経過後には従来のホットメルト接着剤Bと比較して顕著に大きな強度となる。これは、反応性基が空気中の湿気と反応して架橋反応を起こすためであり、これにより、上記のような高い接着強度や耐熱性が得られるものとなる。
反応性ホットメルト接着剤の具体例としては、ポリウレタン系接着剤やポリオレフィン系接着剤等が挙げられるが、接着強度や入手の容易さ等からポリウレタン系ホットメルト接着剤が好ましい。
ポリウレタン系ホットメルト接着剤は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを主成分としてなり、通常のホットメルト接着剤と同様に溶融塗布すると、イソシアネート基を残したまま冷却硬化する。その後、イソシアネート基が空気中や被着材に含まれる水分と反応し、鎖延長反応と架橋反応を起こす結果、上記のように従来品とは格段に優れた接着性と耐熱性を有するものとなる。
ポリウレタン系ホットメルト接着剤の接着強度として、せん断強度と真空断熱パネル面剥離強度を測定した結果を図14及び図15に示す。
図14は、異なる温度及び湿度条件下においたポリウレタン系ホットメルト接着剤のせん断強度(破断力、単位:N)の経時変化を示す。せん断強度はJIS K6850に準じて測定した。「RT」は実験室内に室温で放置した試料の測定結果を示し、例えば「30℃x85%」は温度30℃で湿度85%の温度及び湿度条件に設定した環境試験器内に載置した試料の測定結果を示す。「RTto60℃×80%」は、室温で38日間放置した後、温度60℃で湿度80%の環境試験器内に載置した試料の測定結果を示す。グラフに示された結果から分かるように、温度85℃で湿度85%の条件下に置いたものでは試験開始直後から接着強度が低下したが、それ以外の条件、すなわち室温の場合及び温度30℃で湿度85%の場合はもちろん、温度50℃で湿度80%の条件下で60日間以上経過した後でも所望の強度を維持し、室温放置後に温度60℃で湿度80%に変更した場合でもある程度の強度を維持できることが確認された。
また、図15は、真空断熱パネルとポリウレタン系ホットメルト接着剤との接着物を異なる温度及び湿度条件下においた場合の剥離強度(剥離力、単位:kgf)の経時変化を示す。すなわち、真空断熱パネル101の表面にポリウレタン系ホットメルト接着剤102を塗布した試料につき、上記図14のグラフと同様、凡例に示した所定の温度及び湿度条件にそれぞれ設定した環境試験器内に載置した後の測定結果を示す。剥離強度はJIS K6854に準じて、図16に示す要領にて測定した。すなわち、真空断熱パネル101の表面に接着剤103を用いて金具104を取り付け、矢印方向に金具を引き上げて、ホットメルト接着剤102と真空断熱パネル101との界面が剥離する強度を調べた。このグラフに示された結果からも、温度50℃で湿度80%の条件下でも強度を長期間維持できることが確認された。
反応性ホットメルト接着剤は上記の通り、通常のホットメルト接着剤と同様に溶融後、被着物に塗布される。塗布の方法は限定されないが、通常はロールコーター等で塗布される。
ところで、断熱壁体の内壁や外壁は常に平板状とは限らず、例えば外板30はが図6に示すようなフランジ30aを有する場合がある。図6に示した態様では、外板30と内板31との隙間がシール部材36によってシールされており、符号35は配管を示す。このように、外板30と内板31の少なくとも一方が真空断熱パネル32側に突出したフランジを有する場合、このフランジの突出部の長さを真空断熱パネルの厚さよりも短くすることにより、接着剤を塗布する際に、先に接着した板のフランジに妨げられずに後に接着する面にもロールコーター等で塗布することができる。
すなわち、図7に示すように、(a)の工程で真空断熱パネル32の下面32aに接着剤を塗布し、(b)の工程でその真空断熱パネルの下面にフランジの突出部30aの長さが真空断熱パネルの厚さよりも短い外板30を接着させた場合、次いで真空断熱パネルの上面32bにもロールコーターで接着剤を塗布することができ、(c)の工程でその真空断熱パネルの上面に内板31を載置して、接着させることができる。
なお、上記とは異なり、先に接着した板の真空断熱パネル側に突出したフランジの長さが真空断熱パネルの厚さより長い場合には、上記のようにロールコーター等で接着剤を塗布することはできないので、その場合はスプレー等で塗布するものとする。
上記のように、本発明の実施形態によれば、従来より格段に強い接着力が得られることから、内板や外板に大きな荷重がかかる場合に特に有用性が高い。
すなわち、冷蔵庫の貯蔵室内には、その空間を上下に仕切る棚板や仕切板等の仕切部材が通常設けられるため、図2、図8、図9、図10に示すように、内板には棚受部材や仕切板用取付部材等の仕切部材の支持部材が設けられ、冷蔵庫の使用時においてこれらの仕切部材上に重い物が置かれると、支持部材に荷重がかかり、内板と真空断熱パネルとの剥離が生じるおそれがあったが、本発明ではこれらの問題が解決される。
図8は断熱パネル26に取り付けられた棚受部材40を示す。図8において、棚受部材40は例えば金属板により形成されたもので、複数例えば上下2つの突出部40a、40bと、挟持部40cとを有して構成されている。上方の突出部40aは左右一対の突片部40a1、40a2と、中間の切り起こし辺部40a3とから構成されている。上記突片部40a1、40a2は鉤状をなす。下方の突出部40bもこの突出部40aと同様の構成である。挟持部40cは突出部40a、40bの一端(基端)から上下方向へ延出しており、この挟持部40cにより複数の突出部40a、40bが一体に繋がっている。そして内板31には、孔部31a、31bが上下に離れて形成されており、左側壁用断熱パネル26の組み立て前において、内板31の裏面(冷蔵庫の庫内の面を表面としたときの裏面)から、突出部40a、40bを孔部31a、31bに挿入して内板31表側へ突出させ、挟持部40cを内板31裏面の孔部31a、31b周辺部に接着している。そして、この挟持部40c及び内板31の一体物の裏面と真空断熱パネル32とを接着している。この左側壁用断熱パネル26の組み立て完成状態では、この挟持部40cは内板31と真空断熱パネル32とで挟持されている。図示しないが、棚は上記棚受部材40の鉤状の突出部40a、40bに載せられる。
また、図9は別の態様に係る棚受部材とこれに載置された棚の一部を示す。本態様では、内板51に棚受部52が一体に形成されている。棚受部52は断面形状がほぼコ字状で、下側が貯蔵室に向けて若干上向き傾斜する形状をなしている。真空断熱パネル32の一面には、上記と同様に反応性ホットメルト接着剤33を介してこの内板51が接着され、他の面には反応性ホットメルト接着剤34を介して外板30が接着されている。棚受部52には、貯蔵室内を上下に仕切るようにして取外し可能な載置棚53が載せられる。
なお、必要に応じ、上記棚受部材40の脱落や棚受部51の変形・破壊等を防止するために、補強板等の補強部材を、例えば内板の裏面等に取り付けることもできる。
図10は、断熱パネル26に取り付けられた仕切板用取付部材41を示す。この仕切板用取付部材41は、合成樹脂からなり、突出部41aと、これの一端から上下に延出された挟持部41bとを有して構成されている。そして、突出部41aの一端には、内板31の板厚とほぼ同じ前後幅の溝部41cが形成されている。内板31には、孔部31cが形成されており、さらにこの孔部31cの右側に連続する上下方向に長いスリット31dが形成されている。仕切板用取付部材41を内板31に取り付けるには、左側壁用断熱パネル26の組み立て前において、内板31の表側に位置で、スリット31dに対して、仕切板用取付部材41の上下の挟持部41bを、その左端から左方向へ挿入する。仕切板用取付部材41の溝部41c、41cが孔部31cの上下縁部に嵌合する。またこの際、予め内板31の裏面に接着剤を塗布しておくことで、挟持部41bを内板31の仕切板用取付部材用孔部31c周辺部に接着する。
また、上記のような仕切部材の支持部材以外に、図11に示されたように、容器を移動させるためのレールを取り付けるレール取り付け部材が設けられている場合にも、同様に大きな荷重がかかる可能性があるが、そのような場合でも剥がれの生じない強度が得られる。
図11において、レール用取付部材42は、例えば金属板からなり、ほぼ円筒形(椀に近い円筒形)の突出部42aと、この突出部42aの一端から周囲に延びる挟持部42bとを有する構成である。さらに、挟持部42bの上部中央1箇所に上向きにL状をなす係合部42cが形成され、又下部左右2箇所に、庫内に突出する形態の係合部42dが形成されている。なお、突出部42aには孔であるねじ孔42eを有する。そして内板31には、突出部42aを挿入し突出させるための孔部31eが形成されていると共に、この孔部31eの上方1箇所に係合孔部31fが形成され、下方2箇所に係合孔部31gが形成されている。レール用取付部材42を内板31に取り付けるには、左側壁用断熱パネル26の組み立て前において、内板31の裏面から、突出部42aを孔部31eに挿入して内板31表側へ突出させ、上方の係合孔部31fに上方の係合部42cを挿入係合させ、下方の係合孔部31gに下方の係合部42dを挿入係合させ、そして、挟持部42bを内板31の裏面に接着している。左側壁用断熱パネル26の組み立て完成状態では、この挟持部42bは内板31と真空断熱パネル32とで挟持されている。レール用取付部材42の突出部42aのねじ孔42eには、前後に延びるレール45がねじ止めされている。このレール45は、野菜室4の扉19の裏側に取り付けられる支持枠(図示せず)の前後方向の移動を案内する。
さらに、扉の場合は図12に示すように、外板には引き手(ハンドル)が設けられ、内板にはドアポケットが設けられるが、これらに係る荷重によっても剥がれが生じない強靱な扉を形成することができる。図12において、冷凍室扉22の構成を示しており、前方より順に、引き手飾り73、引き手基体72、扉外板77、接着剤33、真空断熱パネル32、接着剤34、扉内板78、断熱材80を有している。引き手基体72は、取付孔74、ねじ受け孔75を有し、ねじ76により扉外板77に取り付けられている。
扉内板78の外周縁部近くには、ガスケット取付部79を形成している。このガスケット取付部79はスロット状を成すもので、それを扉外板77側(前方)に突出させて開口部が後方を指向するように形成している。
上記した本発明の実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
図面中、1は冷蔵庫、2は断熱箱体、3は冷蔵室(貯蔵室)、4は野菜室(貯蔵室)、5は製氷室(貯蔵室)、6は小冷凍室(貯蔵室)、7は主冷凍室(貯蔵室)、8は仕切板(仕切部)、9は断熱仕切壁(断熱箱体内部を横切る部材)、23は固定具(連結部)、26は左側壁用断熱パネル(断熱壁体、側壁)、27は右側壁用断熱パネル(断熱壁体、側壁)、30は外板、31は内板、32は真空断熱パネル、33は接着剤、34は接着剤、40は棚受部材(突出部材)、41は仕切板用取付部材(突出部材)、42は第1のレール用取付部材(突出部材)、43は仕切壁用取付部材(突出部材)、44は第2のレール用取付部材(突出部材)、51は内板、52は棚受部、53は棚、61は固定具(連結部)、62は取付具(突出部材)72引き手基体、73は引き手飾り、76はねじ、77は扉外板、78は扉内板を示す。

Claims (5)

  1. 内部に貯蔵室を形成する断熱箱体を有する冷蔵庫であって、
    前記断熱箱体が、真空断熱パネルとその真空断熱パネルの少なくとも一部を覆う壁材とからなる断熱壁体によって構成され、
    前記壁材が、断熱箱体を形成した際に箱の内側に配される内板と外側に配される外板とからなり、
    前記内板には、貯蔵室内の空間を上下に仕切る仕切部材の支持部材、又は容器を移動させるためのレールを取り付けるレール取り付け部材が設けられ、
    これら仕切部材の支持部材又はレール取り付け部材は、前記内板と前記真空断熱パネルとの間に挟持部をそれぞれ有し、
    該挟持部は、前記内板又は前記真空断熱パネルと、反応性ホットメルト接着剤を介して接着されている
    ことを特徴とする冷蔵庫。
  2. 前記反応性ホットメルト接着剤が、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーからなることを特徴とする、請求項1に記載の冷蔵庫。
  3. 前記真空断熱パネルが、前記外板と内板とによって挟まれ、これら外板及び内板のそれぞれと反応性ホットメルト接着剤を介して接着されて前記断熱壁体を構成していることを特徴とする、請求項1又は2に記載の冷蔵庫。
  4. 前記断熱箱体が前記断熱壁体を複数組み合わせて構成されたものであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷蔵庫。
  5. 前記外板と内板の少なくとも一方が真空断熱パネル側に突出したフランジを有し、この突出部の長さが真空断熱パネルの厚さよりも短いことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷蔵庫。
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