JP6899959B2 - 冷凍冷蔵庫 - Google Patents

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Description

本発明は、観音開き式扉を備えた冷凍冷蔵庫に関する。
近年、冷凍冷蔵庫において、扉間の隙間を塞ぐ仕切板にヒータユニットを搭載し、周囲の室温及び湿度に合わせてヒータへ通電することにより仕切板への露付きを抑制するものがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1において、仕切板の表面部材として合成樹脂製の部材が用いられることにより、扉と仕切板との間に設けられたガスケットとの接触部分の温度低下による結露の発生が抑制される。しかしながら、合成樹脂製の表面部材は高さ方向に変形し易く、補強のために補強板が必要となり、仕切板の構造が複雑になる。
ところで、冷凍冷蔵庫内の温度は高さ方向の位置によって異なる。そこで、電力量を削減するために、仕切板内に配置されるヒータパターンを調節したものがある(例えば、特許文献2参照)。特許文献2において、ヒータの上部領域での発熱量を上部以外の領域よりも小さく設定することにより、庫内上部での温度上昇が抑制されている。
特許第5961822号公報 特開2015−148366号公報
仕切板は一方の扉に設けられ、扉が開くときに回動可能なように冷蔵室の開口に対して短く形成されており、仕切板の上部と下部には冷蔵室の天井及び床面との間に隙間が形成されている。また、上部及び下部の隙間を塞ぐために、ガスケットの上下部分にはヒレ部が形成されている。上下のヒレ部は冷蔵室に露出するため、仕切板表面よりも比較的温度が低下し易く、露付きが生じ易い。露付きを防止するためには、仕切板の構造が複雑になるのを回避するため、特許文献2のようにヒータパターンにより高さ方向の発熱量分布を調整することも考えられる。しかしながら、仕切板の端部にはカバー等を取り付けるねじ等の構造により、ヒータを仕切板の上端部及び下端部まで這わせるのは困難であった。その結果、仕切板の高さ方向の端部では、低温になったヒレ部により露付きが生じ易く、これを防止するためにヒレ部の温度に合わせヒータの通電率を高くする必要があった。
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、通電率の増加を抑えつつ仕切板の端部での露付きを抑制することができる冷凍冷蔵庫を提供することを目的とする。
本発明に係る冷凍冷蔵庫は、開口部を有し、貯蔵室が形成された冷蔵庫本体と、前記開口部に並んで配置された開閉自在の2つの扉と、2つの前記扉間の隙間に沿うように延び、前記隙間を前記貯蔵室側から閉塞する仕切板とを備え、前記仕切板は、前記扉と対向する表面部材と、前記表面部材の端部まで配置されたコード状のヒータを有するヒータユニットとを備え、前記ヒータは、通電により発熱する発熱部と、前記発熱部を被覆する基礎絶縁層とを有し、前記ヒータユニットは、前記表面部材に配置された前記ヒータを覆う遮熱部を有し、前記遮熱部は、前記仕切板の端部において前記ヒータのヒータパターンよりはみ出た余白部が中央側へ折り返される。
また、本発明に係る冷凍冷蔵庫は、開口部を有し、貯蔵室が形成された冷蔵庫本体と、前記開口部に並んで配置された開閉自在の2つの扉と、2つの前記扉間の隙間に沿うように延び、前記隙間を前記貯蔵室側から閉塞する仕切板とを備え、前記仕切板は、前記扉と対向する表面部材と、前記表面部材の端部まで配置されたコード状のヒータを有するヒータユニットとを備え、前記ヒータは、通電により発熱する発熱部と、前記発熱部を被覆する基礎絶縁層とを有し、前記基礎絶縁層と前記表面部材との間には、2層以上の付加絶縁層が設けられており、前記ヒータユニットは、前記表面部材に配置された前記ヒータを覆う遮熱部を有し、前記遮熱部は、前記仕切板の端部において前記ヒータのヒータパターンよりはみ出た余白部が中央側へ折り返される。
また、本発明に係る冷凍冷蔵庫は、開口部を有し、貯蔵室が形成された冷蔵庫本体と、前記開口部に並んで配置された開閉自在の2つの扉と、2つの前記扉間の隙間に沿うように延び、前記隙間を前記貯蔵室側から閉塞する仕切板と、ヒータカバーとを備え、前記仕切板は、前記扉と対向する表面部材と、前記表面部材の端部まで配置されたコード状のヒータを有するヒータユニットとを備え、前記ヒータは、通電により発熱する発熱部と、前記発熱部を被覆する基礎絶縁層とを有し、前記基礎絶縁層と前記表面部材との間には、2層以上の付加絶縁層が設けられており、前記ヒータユニットは、前記表面部材に配置された前記ヒータを覆う遮熱部を有し、前記遮熱部は、前記仕切板の端部において前記ヒータのヒータパターンよりはみ出た余白部が中央側へ折り返され、前記ヒータカバーは、前記表面部材に配置された前記ヒータユニットを覆うものであり、前記ヒータカバーの端部には、前記表面部材との間に予め設定された隙間を形成しつつ前記ヒータの端部を挟むように内部に延びたヒータ押さえ部が形成されている。
また、本発明に係る冷凍冷蔵庫は、開口部を有し、貯蔵室が形成された冷蔵庫本体と、前記開口部に並んで配置された開閉自在の2つの扉と、前記扉と対向する表面部材を備えるものであって、2つの前記扉間の隙間に沿うように延び、前記隙間を前記貯蔵室側から閉塞する仕切板と、前記扉が閉じられたときに前記扉と前記表面部材とを密着させるガスケットと、を備え、前記仕切板は、前記表面部材の端部まで配置されたコード状のヒータを有するヒータユニットを備え、前記ヒータは、通電により発熱する発熱部と、前記発熱部を被覆する基礎絶縁層とを有し、前記基礎絶縁層と前記表面部材との間には、2層以上の付加絶縁層が設けられており、前記ガスケットは、前記貯蔵室の間口の縁部と前記仕切板の端部との隙間を覆うヒレ部を有し、前記ヒータは、前記表面部材において前記ヒレ部と重複する重複領域に延在する。
本発明の冷凍冷蔵庫によれば、仕切板内部のヒータの絶縁被覆構造を基礎絶縁層1層と付加絶縁層2層以上としたことにより細径化してヒータパターンの自由度を向上させ、仕切板の端部までヒータを這わせることができる。したがって、仕切板の端部で温度を上昇させることができ、通電率の増加を抑えつつ仕切板の端部での露付きを抑制することができる。
本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫を示す正面図である。 図1の領域R1の右扉が開いた状態を示す上部斜視図である。 図1のA−A断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態1に係る仕切板の構造を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態1に係るヒータユニットを表面部材に貼付する前の状態を示す断面図である。 図4のR2領域の部分拡大図である。 図1のC―C断面における仕切板の上部を示す縦断面図である。 図1のD―D断面における仕切板の下部を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態1に係るヒータユニットの通電率の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態1に係るヒータユニットの通電率の別の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態1に係るヒータユニットの絶縁層構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態1に係るヒータユニットのパターンを示す模式図である。 本発明の実施の形態1に係るヒータユニットの発熱密度分布を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る仕切板表面及びヒレ部の温度を示す図である。 本発明の実施の形態2に係るヒータユニットの絶縁層構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態3に係るヒータユニットの絶縁層構成を示す模式図である。
以下に、本発明の冷凍冷蔵庫(冷蔵庫100)について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫を示す正面図である。図2は、図1の領域R1の右扉が開いた状態を示す上部斜視図である。図3は、図1のA−A断面を示す断面図である。図1〜図3に基づき、冷蔵庫100の概略構成について説明する。矢印X方向は冷蔵庫100の幅方向を表し、矢印Y方向は冷蔵庫100の奥行き方向を表し、矢印Z方向は冷蔵庫100の高さ方向を表している。
冷蔵庫100は、前面が開口した箱状の冷蔵庫本体10、及び冷蔵庫本体10の開口部10aを塞ぐ複数の扉を備える。冷蔵庫本体10は、外箱及び内箱(図示せず)によって、箱体として冷蔵庫100の外郭を構成しており、外箱と内箱との間の空間に発泡断熱材(図示せず)が充填されている。発泡断熱材によって、外箱と内箱との隙間が埋められて一体化し、外箱及び内箱は、断熱箱体として機能する。
内箱の内部の空間は複数の仕切りによって仕切られ、例えば、冷蔵庫本体10の上部から冷蔵室1、製氷室2、切替室3、冷凍室4及び野菜室5等の貯蔵室が形成されている。各貯蔵室は用途に応じて異なる温度帯に設定されており、各貯蔵室には、例えばサーミスタ等から成る温度センサ(図示せず)が設置される。各貯蔵室の前面にはそれぞれ開閉自在の扉が設けられる。
冷蔵室1の扉は、観音開きの回転式の扉により形成され、冷蔵室1の前面の左側に配置された左扉7と、冷蔵室1の前面の右側に配置された右扉8とを有する。製氷室2、切替室3、冷凍室4及び野菜室5には、引き出し式の扉6がそれぞれ設けられる。
図示していないが、幅方向(矢印X方向)において外箱の両側端部には、冷蔵庫本体10と冷蔵室1の扉とを接続する接続ヒンジが設けられる。外箱の左側端部に設けられた接続ヒンジは、冷蔵庫本体10と左扉7とを接続する。外箱の右側端部に設けられた接続ヒンジは、冷蔵庫本体10と右扉8とを接続する。各接続ヒンジはヒンジ軸を有しており、各ヒンジ軸を回転軸として左扉7と右扉8とが冷蔵庫本体10の中央から両側方向に開かれる。左扉7及び右扉8が回転する回転軌跡において左扉7と右扉8とが接触しないように、左扉7と右扉8との境界には扉間隙間Gdが設けられている。
また、左扉7の上部の接続ヒンジが取り付けられるヒンジ部7aには、外気温度を検知する外気温度センサと、外気湿度を検知する外気湿度センサとが設置されている。なお、外気温度センサ及び外気湿度センサを設ける位置はヒンジ部7aに限定されず、温度及び湿度といった周囲環境が検出できる場所であればよい。特に、検出値が冷蔵庫100の運転により影響を受けにくい位置に設置されるのが望ましい。例えば、冷蔵庫本体10の側面の内側に凝縮パイプ(図示せず)が貼り付け固定されている場合、外気温度センサ及び外気湿度センサがヒンジ部7aに配置されていると、凝縮パイプからの熱影響を小さくでき、周囲環境が正確に検出できる。
また冷蔵庫100は、扉間隙間Gdを閉塞し冷蔵室1と外部の空間とを仕切る仕切板9と、仕切板9と冷蔵室1の各扉とを密着させる2つのガスケット22、23を備える。仕切板9は、扉間隙間Gdに沿うように高さ方向(矢印Z方向)に延びる板状の部材であり、扉間隙間Gdを冷蔵室1側から覆う。仕切板9は、左扉7の内板7bに設置される。
図4は、本発明の実施の形態1に係る仕切板の構造を示す分解斜視図である。図2〜図4に基づき、仕切板9の構成について説明する。仕切板9は、左扉7の内板7bと対向する表面部材30と、表面部材30内に配置されるヒータユニット40と、表面部材30内に配置されたヒータユニット40を覆うヒータカバー50とを有する。
表面部材30は、例えば板金等で形成され、ヒータユニット40からの熱を左扉7と右扉8と2つのガスケット22、23等とに伝達する。ヒータユニット40は、例えば面状のアルミ箔ヒータ等から成り、通電により表面部材30を加熱する。ヒータカバー50は樹脂等で形成される。
図5は、本発明の実施の形態1に係るヒータユニットを表面部材に貼付する前の状態を示す断面図である。図6は、図4の領域R2の部分拡大図である。図5及び図6に示されるように、ヒータユニット40は、コード状のヒータ41と、アルミ箔等から成る遮熱部42と、ヒータ41及び遮熱部42を表面部材30に貼り付ける両面テープ43とを備える。
表面部材30からヒータカバー50へ向かって順に、両面テープ43、ヒータ41、及び遮熱部42の順に配置される。ヒータ41は、通電により発熱する発熱部を有し、複数の折り返し41aを形成するように蛇行して配置される。両面テープ43は、蛇行したパターン(這わせ)を形成したヒータ41と遮熱部42とを、表面部材30の内側に貼り付け保持する。
遮熱部42は、表面部材30の内側に配置されたヒータを覆う。遮熱部42は、ヒータ41の熱を表面部材30側へ反射するとともに、冷蔵室1側への熱移動を抑制する。遮熱部42は、ヒータ41のパターンを固定できるようにヒータ41が配置される領域の面積よりも大きい寸法に形成される。このため、通常、幅方向(矢印X方向)及び高さ方向(矢印Z方向)において、遮熱部42には、ヒータ41から遮熱部42の端部までに余白部が設けられる。ここで、高さ方向(矢印Z方向)において仕切板9の表面部材30にヒータ41を最大限這わすため、遮熱部42の上端部及び下端部においてパターンよりはみ出た余白部45が中央側へ折り返され他状態でヒータユニット40が表面部材30に貼り付けられる。
図2〜図4に示されるように、仕切板9はさらに、ヒータカバー50の冷蔵室1側に配置される断熱材61と、背面カバー60とを有する。断熱材61は、発泡スチロール等から成り、ヒータユニット40の熱がヒータカバー50から冷蔵室1内へ漏洩するのを抑制する。背面カバー60は樹脂等で形成され、ヒータカバー50に取り付けられて断熱材61を保持する。
また、背面カバー60の上側の端部には、上側ヒンジ62及び上側カバー63がねじ64により取り付けられており、背面カバー60の下側の端部には、バネ65と下側ヒンジ66と下側カバー67とがねじ64により取り付けられている。背面カバー60の両端部には、上側ヒンジ62と下側ヒンジ66とを取り付けるための軸受部60aが形成されている。
上側ヒンジ62及び下側ヒンジ66は、左扉7の開閉動作に連動して仕切板9が回転するように左扉7と仕切板9とを接続する。上側ヒンジ62及び下側ヒンジ66は、仕切板9の回転軸となる軸部62a、66aをそれぞれ有し、各軸部62a、66aは背面カバー60の各軸受部60aに挿入される。バネ65は、仕切板9を左扉7側へ付勢する。
上側カバー63及び下側カバー67は、仕切板9の高さ方向(矢印Z方向)の端部を覆うものであり、背面カバー60に取り付けられることにより、上側ヒンジ62及び下側ヒンジ66をそれぞれ保持する。また上側カバー63の上部には、カバー溝部63aが形成されている。
表面部材30の内側にヒータユニット40を貼付してヒータカバー50とツメ31により嵌合させ、ヒータカバー50に断熱材61を載せて、仕切板ヒンジ等が取り付けられた背面カバー60をヒータカバー50と嵌合させて仕切板9が形成される。そして、仕切板9は、上側ヒンジ62及び下側ヒンジ66を取り付けねじによりそれぞれ左扉7の内板7bに固定することにより、左扉7に取り付けられる。
仕切板9は、表面部材30の幅方向(矢印X方向)の中心が、左扉7と右扉8との境界に形成された扉間隙間Gdの中心と一致するように、左扉7に取り付けられる。左扉7の内板7b及び右扉8の内板8bにはそれぞれ、溝部16が形成されている。上述した2つガスケット22、23のうちガスケット22は、表面部材30と左扉7の内板7bとの間に設けられ、内板7bの溝部16に嵌合される。一方、ガスケット23は、表面部材30と右扉8の内板8bとの間に設けられ、内板8bの溝部16に嵌合される。各ガスケット22、23にはマグネット24が埋設されており、左扉7及び右扉8が閉じられると、マグネット24により表面部材30と各ガスケット22とが密着する。
左扉7の内板7bと右扉8の内板8bとは、幅方向(矢印X方向)において仕切板9を挟むように奥行き方向(矢印Y方向)に突出した突出部7c、8cを有する。左扉7の突出部7cと仕切板9との間にはパッキン25が設置されている。一方、右扉8に設けられたガスケット23は、右扉8の突出部8cと仕切板9の右側面との間に延びた後方延出部18を有し、後方延出部18によって仕切板9の周囲の熱漏洩が抑制されている。
また、図2に示されるように、冷蔵室1の天井11には、仕切板9の回転を誘導するガイド部15が設けられている。ガイド部15は、天井11に取り付けられるベース部15bと、ベース部15bから下方へ延びる突起15a(図7参照)とを有する。左扉7が閉じている状態では、ガイド部15の突起15aが、上側カバー63に形成されたカバー溝部63aに収容される。カバー溝部63aの縁部がガイド部15に沿って滑動することにより、仕切板9が滑らかに回転する。
次に、図2に基づき、仕切板9の動作について説明する。仕切板9は、左扉7が開くときには、上側カバー63に形成されたカバー溝部63aの縁部にガイド部15の突起15aが当接して軸部62a、66aを回転軸として仕切板9が回動する。このとき、バネ65の付勢力により仕切板9の右側部分が後方へ回り込むので、仕切板9が右扉8に接触することが防止できる。一方、左扉7が閉じるときには、後方へ回り込んだ仕切板9の右側部分がガイド部15に導かれて左扉7から右側へ出るように回動する。左扉7及び右扉8の双方が閉じると、扉間隙間Gdが閉塞され、外部から冷蔵室1内への外気侵入が抑制される。
図7は、図1のC―C断面における仕切板の上部を示す縦断面図である。図8は、図1のD―D断面における仕切板の下部を示す縦断面図である。図2、図7及び図8に基づき、仕切板9と冷蔵室1の壁面との間の構成について説明する。仕切板9は、高さ方向(矢印Z方向)において冷蔵室1の間口よりも短く形成されている。ここで、冷蔵室1の間口とは、冷蔵室1の床面12と天井11との間の距離である。仕切板9の上端と、天井11に設けられたガイド部15のベース部15bとの間には隙間Gtが形成されており、仕切板9の下端と床面12との間には隙間Gbが形成されている。
左扉7に設けられたガスケット22は、高さ方向(矢印Z方向)の上部に形成された上側ヒレ22tと、下部に形成された下側ヒレ22bとを有し、ガスケット22全体の長さが仕切板9の長さよりも長くなるように形成されている。同様に、右扉8に設けられたガスケット23は、上部に形成された上側ヒレ23tと、下部に形成された下側ヒレ23bとを有し、ガスケット23全体の長さが仕切板9の長さよりも長くなるように形成されている。図2には、右扉8が閉じた状態におけるガスケット23の位置が、一点鎖線で表される。以下、上側ヒレ22t、23t及び下側ヒレ22b、23bを特に区別しない場合には、ヒレ部と称す。
各上側ヒレ22t、23tは、仕切板9の上部に形成された隙間Gtを覆うように冷蔵室1の天井11よりも上方まで延びている。また幅方向(矢印X方向)において、上側ヒレ22tは扉間隙間Gdを覆うように左扉7から右側へ延出しており、上側ヒレ23tは扉間隙間Gdを覆うように右扉8から左側へ延出している。すなわち、仕切板9が配置されていない上部の隙間Gtにおいて、2つの上側ヒレ22t、23tが重なって扉間隙間Gdを閉塞している。
各下側ヒレ22b、23bは、仕切板9の下部に形成された隙間Gbを覆うように冷蔵室1の床面12よりも下方まで延びている。また幅方向(矢印X方向)において、下側ヒレ22bは扉間隙間Gdを覆うように左扉7から右側へ延出しており、下側ヒレ23bは扉間隙間Gdを覆うように右扉8から左側へ延出している。すなわち、仕切板9が配置されていない下部の隙間Gbにおいて、2つの下側ヒレ22b、23bが重なって扉間隙間Gdを閉塞している。
次に、図6〜図8に基づき、仕切板9の上端部及び下端部の構成について詳細に説明する。表面部材30の上端部及び下端部には、冷蔵室1側へ延びるフランジ32がそれぞれ形成されており、各フランジ32にはネジ穴32aが設けられている。ヒータカバー50の上端部及び下端部には、凹形状のネジ収容部51がそれぞれ形成されている。そして、仕切板9の上端部及び下端部において、ねじ64がネジ穴32aに挿入されてネジ収容部51に収容されることにより、表面部材30とヒータカバー50とが固定されている。
各ネジ収容部51において、断熱材61側は開口しており、表面部材30と対向する壁面部51aは半円筒状に形成されている。ネジ収容部51は樹脂から成り、ねじ64とヒータユニット40とを離隔してヒータユニット40の傷つきを防止する。表面部材30とネジ収容部51の壁面部51aとの間には、奥行き方向(矢印Y方向)におけるヒータユニット40の厚さよりも大きい隙間Gc(例えば、1.8mm)が設けられており、隙間Gcにはヒータユニット40の端部が配置される。ここで、隙間Gcは、表面部材30と壁面部51aとの最短距離である。このような構成により、壁面部51aは、表面部材30に貼り付けられたヒータユニット40の浮き上がりを防止するヒータ押さえ部としても機能する。
上述したようにヒータユニット40の余白部45は折り返されているので、ヒータユニット40の上端部にヒータ41の最上部のターン41tが配置され、ヒータユニット40の下端部にヒータ41の最下部のターン41bが配置される。また、ヒータカバー50に形成されたネジ収容部51により、ヒータ41のパターン上下端距離Lp(図12参照)を最大限長くして表面部材30の上端から下端までヒータユニット40を貼り付けることができる。
ところで、上側ヒレ22t、23tは、上部の隙間Gtにおいて冷蔵室1に露出しており、下側ヒレ22b、23bは、下部の隙間Gbにおいて冷蔵室1に露出しているため、露出した領域では、仕切板9と重複する重複領域に比べて温度が低くなっている。しかし、上述した仕切板9において、表面部材30の上端部及び下端部までヒータ41が配置されるため、ヒレ部にヒータ41の一部を重複させて温度低下を抑制することができる。
また冷蔵庫100は、図1に示されるように、冷蔵庫100全体の運転を制御する制御部90を備える。制御部90は、例えば冷蔵庫本体10に内蔵される。制御部90は、各温度センサによって検知された各貯蔵室の温度が、各貯蔵室について予め設定された設定温度となるように、図示しない圧縮機及びダンパ装置等を制御する。具体的には、温度センサにより検知される冷蔵室1の温度と冷蔵室1の設定温度との差に基づいてダンパ装置の開閉が制御され、冷蔵室1へ送風される冷気の量が調整される。また制御部90は、冷蔵室1の温度と、外気温度と、外気湿度(外気相対湿度Hout)とに基づいてヒータユニット40の通電率Prを算出し、通電指示を行う。通電率Prは、既知の方法により算出されればよい。
図9は、本発明の実施の形態1に係るヒータユニットの通電率の一例を示す説明図である。図10は、本発明の実施の形態1に係るヒータユニットの通電率の別の一例を示す説明図である。ヒータユニット40への通電は、仕切板9の表面部材30及び表面部材30周囲のガスケット22、23等に露が付かない通電率Prとなるように制御される。ここで通電率Prとは、ヒータ41への通電時間割合のことで、例えば10秒のうち5秒通電する場合、通電率Prは50%と表現される。
通電率Prは、例えば、外気温度をパラメータとして設定された複数の算出式に、検知された外気相対湿度Houtを与えて算出される。また、仕切板9の厚さ及び素材の熱伝導率等といった構造、ヒータ41の定格W数、及び冷蔵室1の設定温度等により、基準通電率が変化する。
図9において、算出式は、外気温度が20℃以下である場合と、20℃より高く30℃以下である場合と、30℃より高く40℃以下である場合との3段階についてそれぞれ設定されており、通電率Prは、外気相対湿度Houtの上昇にともない線形的に上昇する。図9には、3つの温度帯の通電率Pr1、Pr2、Pr3が例示される。一方、図10の算出式では、外気温度が20℃以下である場合と、20℃より高く30℃以下である場合と、30℃より高く40℃以下である場合の3段階についてそれぞれ設定されており、通電率Prは外気相対湿度Houtの上昇にともない対数的に上昇する。図10には、3つの温度帯の通電率Pr4、Pr5、Pr6が例示される。
算出式は、予め制御部90にプログラムとして記憶されている。例えば、図9において各算出式は、基準通電率=C1×Hout+C2として、係数C1及び係数C2を外気温度の温度帯ごとに設定する形で決定される。また図10において各算出式は、基準通電率=C3×ln(Hout)+C4として、係数C3及び係数C4を外気温度の温度帯ごとに設定する形で決定される。各係数は、予め実験等により決定されるとよい。なお、算出式を設定する外気温度の温度帯は上記3段階に限定されず、例えば5℃刻みに設定されてもよい。
図11は、本発明の実施の形態1に係るヒータユニットの絶縁層構成を示す模式図である。図11に基づき、ヒータユニット40の電気絶縁構造について説明する。ヒータ41は、導線等から成る芯線71と、ニクロム線等から成る抵抗線72とを有する。また、冷蔵庫100で使用されるヒータユニット40は、電気用品安全法において二重絶縁構造が必要とされている。特に上記のヒータユニット40は、人が触れる可能性のある非充電金属部(表面部材30)の裏面に貼り付けられるため、ヒータユニット40自身に二重絶縁構造を備える必要がある。
電気用品安全法では、次のように定められている。
(1)基礎絶縁:被覆厚さ0.3mm以上、又は耐電圧1.5kV/min以上であれば厚み問わず。
(2)付加絶縁:被覆厚さ0.4mm以上、又は2層かつそれぞれの耐電圧1.5kV/min以上であれば厚み問わず。
従来は、例えば、1本の抵抗線を螺旋状に芯線に巻き付け、塩化ビニル(PVC:Polyvinyl chloride)で2度押し出しをすることで、厚み規定を満足する基礎絶縁層及び付加絶縁層を備えるヒータが製作されていた。この場合、下記の表1に示されるように、直径0.08mmの抵抗線を巻き付けた直径0.6mmの芯線が、厚さ0.70mmの基礎絶縁層で被覆され、基礎絶縁層が厚さ1.00mmの付加絶縁層で被覆される。仕上がり外径Dhは約3mmとなり、最小曲げRは約5mmとなる。
Figure 0006899959
一般に、曲げRを仕上がり外径Dhよりも小さくした場合、表面部材30への貼り付けの際に、ヒータ41のパターンを維持できない場合がある。このため、通常、最小曲げRは仕上がり外径Dhよりも大きく設定される。
実施の形態1のヒータ41において、絶縁層はフッ素系素材(ETFE:Ethylene Tetra Fluoro Ethylene)により形成されており、電気用品安全法の耐電圧規定を満足しつつ、被覆の厚さを薄くすることができる。具体的には、ヒータ41は、3本の直径0.05mmの抵抗線72を巻き付けた直径0.14mmの芯線71が、厚さ0.08mmの基礎絶縁層73で被覆され、基礎絶縁層73が2層の付加絶縁層74、75で被覆されて製作される。各付加絶縁層74、75の厚さはそれぞれ0.15mmであり、ヒータ41の仕上がり外径Dhは0.9mmとなる。このようにヒータ41の仕上がり外径Dhを細径化することで、コード状のヒータ41の最小曲げRを2mmと小さくすることができ、ヒータ41が形成するパターンの自由度を高めることができる。
ヒータ41において、抵抗線72は3本並べて芯線71に螺旋状に巻き付けられている。ここで、抵抗線72を3本としているのは、ヒータ定格を従来と同程度にした状態で、パターン自由度を上げるためにヒータ41を長くしたことによる。抵抗線72の本数は、必要とされるヒータ定格及びパターンに応じて変更すればよい。
図12は、本発明の実施の形態1に係るヒータユニットのパターンを示す模式図である。ここで、ヒータ定格は、100V且つ11.1Wである。上述したように、コード状のヒータ41は、遮熱部42と両面テープ43とにより挟まれて表面部材30に貼付され固定されている。ヒータ41は、パターンの最上部のターン41tと最下部のターン41bとの距離であるパターン上下端距離Lp(例えば、781mm)が、従来のヒータにおけるパターン上下端距離(例えば、754mm)よりも長くなるように形成されている。これは、仕切板9の上部の隙間Gt及び下部の隙間Gbのできるだけ近くまでヒータを寄せるためである。パターンの一部がヒレ部と重なるようにパターンを形成することにより、ヒレ部において冷蔵室1に露出した領域の温度が過剰に低下するのを防止し、露付きを抑制する。
従来のヒータにおいて、高さ方向(矢印Z方向)において仕切板9の端部までパターンを這わせようした場合、上側カバー63を固定するねじ64、及び下側カバー67を固定するねじ64が内部に突出しているため、ヒータ41を端部にまで設けることができない。一方、実施の形態1の仕切板9において、ヒータカバー50にはネジ収容部51が形成され、ヒータユニット40の余白部45は中央側へ折り曲げられ、ヒータ41は細径化されている。これにより、パターンの一部を表面部材30とネジ収容部51との隙間Gcに配置することができる。
Figure 0006899959
表2には、図12のヒータパターンについて、ヒータ41のパターンと仕切板9の端面との距離が従来例と比較される。表2、図7及び図8に示されるように、パターンの最上部のターン41tと仕切板9の上端面との距離Ltは、ヒータユニット40では6.2mmであり、従来例では15.5となる。また、パターンの最下部のターン41bと仕切板9の下端面との距離Lbは、ヒータユニット40では4.2mmであり、従来例では9.2mmとなる。
このように、ヒータユニット40において、各距離Lt、Lbを7mm以内に縮めることができ、上側ヒレ22t、23t及び下側ヒレ22b、23bにおけるパターンとの重複領域を広げることができる。したがって、同等の通電率で比較した場合、従来よりもヒレ部の温度を上昇させることができ、露付きを抑制することができる。
特に、図12に示されるように、仕切板9の上端部及び下端部でヒータ41の折り返し41aの数が、仕切板9の中央部よりも多くなるようにパターンが形成されている場合、温度が低下し易い上端部及び下端部で発熱密度Hd(W数)を多くすることができる。したがって、ヒレ部おける温度低下を抑制しつつ、仕切板9の高さ方向(矢印Z方向)における温度差を小さくして最小限の通電率で露付きを抑制することができる。
図13は、本発明の実施の形態1に係るヒータユニットの発熱密度分布を示す図である。横軸は仕切板9における高さ位置Zpであり、縦軸はヒータユニット40の発熱密度Hd[W]を表す。ヒータユニット40の発熱密度分布は実線で示され、従来のヒータユニットの発熱密度分布は破線で示される。横軸において、目盛り1は、仕切板9の上端を表し、目盛り31は、仕切板9の下端を表す。図13において、仕切板9の高さ位置Zpは、仕切板9の上端と下端との間で29分割され、各高さ位置Zpにおける発熱密度が算出されている。ヒータユニット40の発熱密度分布と従来例の発熱密度分布とは同じ定格W数を用いて算出されている。
比較すると、ヒレ部に重複する高さ位置Zp(例えば目盛り1〜3及び目盛り29〜31)での発熱密度Hdは、ヒータユニット40の方が従来例よりも大きい。これはヒータ41の最小曲げRが従来よりも小さく、ヒレ部と重複する領域にパターンを多く設置できたことによる。また仕切板9の中央位置(例えば目盛り16)で従来よりも発熱密度Hdが小さいのは、定格が同じで上下端に発熱密度Hdを集めたためである。このように、仕切板9の上端部及び下端部において、発熱密度Hdを中央部よりも高めることにより、最小限のヒータ入力すなわち通電率で露付き耐力を上げることができる。
本実施例では、ヒレ部と重複する領域の発熱密度Hdを0.6〜0.7W程度となるようにパターンを調整した。これは冷蔵室1が3℃、仕切板上下端の隙間が5mm程度のときに仕切板9の表面温度及びヒレ部の温度を考慮して、後述する温度分布を改善するためのである。上部の隙間Gtの大きさ及び下部の隙間Gbの大きさによりヒレ部と重複する領域の発熱密度Hdを変更してもよいが、少なくとも上下それぞれ0.5W以上、言い換えればヒータ定格の4.5%以上としておくのが望ましい。
図14は、本発明の実施の形態1に係る仕切板表面及びヒレ部の温度を示す図である。横軸は上下方向の部位Zhを表し、左側が冷蔵室1の天井11側であり、右側が冷蔵室1の床面12側である。縦軸は、仕切板9、上側ヒレ22t、23t又は下側ヒレ22b、23bの温度Thを表す。外気温度が30℃且つ外気相対湿度がHout75%の環境条件において、ヒータの定格100[V]且つ11.1[W]での測定結果である。
破線で示す従来例の温度データ83は、通電率Prを53%とした場合の結果である。高さ方向(矢印Z方向)において、仕切板9の中央部の温度Tpは35℃であり、上側ヒレ22t、23t及び下側ヒレ22b、23b(ヒレ部)の温度Tpは27℃程度となっている。各部において露点温度25.8℃以上となっているものの、ヒレ部と中央部との温度差が大きく、温度分布が悪い。従来は、ヒレ部に合わせて通電率を設定していたので、中央部では過剰に温度が上がりヒータ入力が無駄になっていた。
一点鎖線で示す温度データ84は、ヒータユニット40において通電率Prを53%とした場合の結果である。ヒータユニット40では、従来例に比べ、ヒレ部の温度が上昇し、仕切板9の中央部の温度が下がっており、仕切板9全体として温度差が小さく、良好な温度分布となっている。仕切板9及びヒレ部のうち最も温度が低いヒレ部においても露点温度Tdに対して余裕があるため、ヒレ部の温度が従来例と同等温度になるまで通電率Prを下げることができる。実線で示す温度データ85は、ヒレ部の温度が従来例と同等温度になるように通電率Prを調整した場合の結果である。この場合、通電率Prは53%から34%になり、19%低減できた。定格が11.1Wであるので、ヒータ入力が約2割(2W)低減される。
以上のように、実施の形態1の冷蔵庫100において、ヒータ41は、発熱部(抵抗線72)と、発熱部を被覆する基礎絶縁層73とを有し、基礎絶縁層73と表面部材30との間には、2層以上の付加絶縁層74、75が設けられている。そして、表面部材30の端部までヒータ41が配置されている。これにより、仕切板9内部のヒータ41の絶縁被覆構造を基礎絶縁層1層と付加絶縁層2層とを合わせた3層としたことによりヒータ41を細径化し最小曲げRを小さくしてパターンの自由度を高め、仕切板9の端部までヒータ41を這わせることができる。したがって、仕切板9の端部で温度を上昇させることができ、仕切板9の高さ方向(矢印Z方向)の温度差を小さくして通電率Prの増加を抑えつつ、仕切板9の端部での露付きを抑制することができる。
また、ヒータカバー50の端部には、表面部材30との間に予め設定された隙間Gcを形成しつつヒータ41の端部を挟むように内部に延びたヒータ押さえ部(壁面部51a)が形成されている。これにより、ヒータユニット40の浮き上がりを押さえ、またねじ64等とヒータ41とを離隔してヒータ41の傷つきを防止しでき、仕切板9の端部までヒータ41を配置して、仕切板9の端部での温度低下を抑制することができる。
またヒータユニット40は遮熱部42を有し、遮熱部42は、仕切板9の端部においてヒータ41のパターンよりはみ出た余白部45が中央側へ折り返される。これにより、表面部材30の長さいっぱいにヒータ41のパターンを設けることができ、端部の発熱量を増やして結露をさらに抑制できる。
また冷蔵庫100は、ヒレ部を有するガスケット22、23をさらに備え、ヒータ41は、表面部材30においてヒレ部と重複する重複領域に延在する。これにより、冷蔵室1に露出して特に低温となり易いヒレ部にヒータ41の一部が重なるように配置することができ、ヒレ部の温度を上昇させ、露付きを抑制できる。
実施の形態2.
図15は、本発明の実施の形態2に係るヒータユニットの絶縁層構成を示す模式図である。実施の形態2において、ヒータユニット140の絶縁構造が、実施の形態1の場合と異なる。絶縁耐電圧が保たれることを前提として、ヒータパターンの自由度を確保しつつ絶縁仕様が変更されている。実施の形態1の場合とは異なる。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、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。
ヒータ141は、芯線171に3本の抵抗線172が巻き付けられて基礎絶縁層173で被覆され、基礎絶縁層173は付加絶縁層174で被覆されている。実施の形態2において、2層目の付加絶縁層は絶縁シート175により形成されている。絶縁シート175は、例えば、絶縁耐電圧1.5kV/min以上(実力では5kV/min程度)となる厚さ25μmのポリエチレン製シートなどで構成するとよい。表面部材30とコード状のヒータ141との間に、表面部材30側から順に、両面テープ143と、絶縁シート175と、両面テープ143とが積層されている。この場合、ヒータユニット140を製作する作業性と、ヒータユニット140を用いて仕切板9を組立する工作作業性とのバランスから、絶縁シート175は両面テープ143により予め表面部材30の内側に貼り付けておくとよい。なお、両面テープ143を2枚使用する代わりに、遮熱部142及び絶縁シート175にそれぞれ糊引きして相互に貼り付けてもよい。
仕切板9において、人が触れる可能性のある表面部材30からは3重の絶縁構造が設けられ、またヒータ141の冷蔵室1側は断熱材61及び背面カバー60で覆われているので絶縁性が確保される。つまり、冷蔵室1側においても、人が触れる可能性のある背面カバー60から3重の絶縁構造が設けられていることになる。
実施の形態2では、2層目の付加絶縁層として絶縁シート175が用いられるため、ヒータ141を製作する際に押し出し成形が2回で済み、製造工程が削減できる。またヒータ141では、実施の形態1の場合に比べ、ヒータ141に被覆する付加絶縁層を1層省略できるので、仕上がり外径Dhを細くでき(例えば、0.6mm)る。この場合もヒータ141の最小曲げRを2mm程度にでき、ヒータ141のパターンの自由度を高め、仕切板9の上端部及び下端部までヒータ141を配置することができる。
なお、絶縁シート175を表面部材30とヒータ141との間に付加絶縁層として2枚設け、ヒータ141の絶縁被覆を基礎絶縁層173の1層だけにしてもよい。このような構成によれば、被覆が少ないためヒータ141の仕上がり外径Dhはさらに細くでき、ヒータ141の押し出し成形が1回で済むのでさらに製造工程を削減できる。この場合においても、絶縁シート175を2層重ねたものを予め表面部材30に貼り付けておいてもよい。
以上のように、実施の形態2では、2層以上の付加絶縁層の1層は、基礎絶縁層173を被覆するようにヒータ141に形成されており、別の1層はヒータ141と表面部材30との間に配置される絶縁シート175である。これにより、実施の形態1の場合と同様に、パターンの自由度を高めて仕切板9の端部に配置することで仕切板9の端部での露付きを抑制するとともに、1層の付加絶縁層をヒータ141の外部に設けてさらにヒータ141を細径化して配線し易くできる。
実施の形態3.
図16は、本発明の実施の形態3に係るヒータユニットの絶縁層構成を示す模式図である。実施の形態3において、ヒータユニット240の絶縁構造が、実施の形態1の場合と異なる。なお、本実施の形態3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、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。
ヒータ241は、芯線271に3本の抵抗線272が巻き付けられて付加絶縁層274で被覆され、付加絶縁層274がさらに付加絶縁層275で被覆されている。ここで、芯線271に巻き付ける各抵抗線272が、基礎絶縁層273により被覆されている。抵抗線272は細いため、押し出し成形により基礎絶縁層273を形成するのは難しい。この場合、どぶ付けにより各抵抗線272に基礎絶縁層273を被覆させるとよい。付加絶縁層274、275は実施の形態1の場合と同様に、押し出しによる成形を行う。このような構成により、仕上がり外径Dhを0.6mm程度に抑えてヒータ241の最小曲げRを2mm程度とでき、パターンの自由度も実施の形態1と同等程度確保できる。したがって、通電率を低減しつつ仕切板9の上端部及び下端部での露付きを抑制できる。
また抵抗線に2層の絶縁被覆を設定(基礎絶縁層と付加絶縁層1層目)し、その外側に付加絶縁層を1層被覆させてもよい。
以上のように、実施の形態3では、基礎絶縁層273は抵抗線272を被覆するように設けられており、2層以上の付加絶縁層274,275は、基礎絶縁層273を被覆するようにヒータ241に形成される。これにより、実施の形態1の場合と同様に、パターンの自由度を高めて仕切板9の端部に配置することで仕切板9の端部での露付きを抑制するとともに、通電により発熱する発熱部を基礎絶縁層273により直接被覆して確実に絶縁することができる。
なお、本発明の実施の形態は上記実施の形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、冷蔵庫では本体上部から冷蔵室1、製氷室2、切替室3、冷凍室4、野菜室5となっているが、観音開き式の冷蔵室扉を有していれば配置等は問わない。また、ヒータユニット40に、3層以上の付加絶縁層が設けられても良い。
1 冷蔵室、2 製氷室、3 切替室、4 冷凍室、5 野菜室、6 扉、7 左扉、7a ヒンジ部、7b 内板、7c 突出部、8 右扉、8b 内板、8c 突出部、9 仕切板、10 冷蔵庫本体、10a 開口部、11 天井、12 床面、15 ガイド部、15a 突起、15b ベース部、16 溝部、18 後方延出部、22、23 ガスケット、22b、23b 下側ヒレ、22t、23t 上側ヒレ、24 マグネット、25 パッキン、30 表面部材、31 ツメ、32 フランジ、32a ネジ穴、40 ヒータユニット、41 ヒータ、41a 折り返し、41b 最下部のターン、41t 最上部のターン、42 遮熱部、43 両面テープ、45 余白部、50 ヒータカバー、51 ネジ収容部、51a 壁面部、60 背面カバー、60a 軸受部、61 断熱材、62 上側ヒンジ、62a 軸部、63 上側カバー、63a カバー溝部、64 ねじ、65 バネ、66 下側ヒンジ、66a 軸部、67 下側カバー、71 芯線、72 抵抗線、73 基礎絶縁層、74 付加絶縁層、75 付加絶縁層、83、84、85 温度データ、90 制御部、100 冷蔵庫、140 ヒータユニット、141 ヒータ、142 遮熱部、143 両面テープ、171 芯線、172 抵抗線、173 基礎絶縁層、174 付加絶縁層、175 絶縁シート、240 ヒータユニット、241 ヒータ、271 芯線、272 抵抗線、273 基礎絶縁層、274 付加絶縁層、275 付加絶縁層、Dh 仕上がり外径、Gb 隙間、Gc 隙間、Gd 扉間隙間、Gt 隙間、Hd 発熱密度、Hout 外気相対湿度、Lb 距離、Lp パターン上下端距離、Lt 距離、Pr 通電率、Td 露点温度、Th 温度、Tp 温度、Zh 部位、Zp 高さ位置。

Claims (10)

  1. 開口部を有し、貯蔵室が形成された冷蔵庫本体と、
    前記開口部に並んで配置された開閉自在の2つの扉と、
    2つの前記扉間の隙間に沿うように延び、前記隙間を前記貯蔵室側から閉塞する仕切板と
    を備え、
    前記仕切板は、
    前記扉と対向する表面部材と、
    前記表面部材の端部まで配置されたコード状のヒータを有するヒータユニットと
    を備え、
    前記ヒータは、
    通電により発熱する発熱部と、
    前記発熱部を被覆する基礎絶縁層と
    を有し、
    前記ヒータユニットは、前記表面部材に配置された前記ヒータを覆う遮熱部を有し、
    前記遮熱部は、前記仕切板の端部において前記ヒータのヒータパターンよりはみ出た余白部が中央側へ折り返される
    冷凍冷蔵庫。
  2. 開口部を有し、貯蔵室が形成された冷蔵庫本体と、
    前記開口部に並んで配置された開閉自在の2つの扉と、
    2つの前記扉間の隙間に沿うように延び、前記隙間を前記貯蔵室側から閉塞する仕切板と
    を備え、
    前記仕切板は、
    前記扉と対向する表面部材と、
    前記表面部材の端部まで配置されたコード状のヒータを有するヒータユニットと
    を備え、
    前記ヒータは、
    通電により発熱する発熱部と、
    前記発熱部を被覆する基礎絶縁層と
    を有し、
    前記基礎絶縁層と前記表面部材との間には、2層以上の付加絶縁層が設けられており、
    前記ヒータユニットは、前記表面部材に配置された前記ヒータを覆う遮熱部を有し、
    前記遮熱部は、前記仕切板の端部において前記ヒータのヒータパターンよりはみ出た余白部が中央側へ折り返される
    冷凍冷蔵庫。
  3. 開口部を有し、貯蔵室が形成された冷蔵庫本体と、
    前記開口部に並んで配置された開閉自在の2つの扉と、
    2つの前記扉間の隙間に沿うように延び、前記隙間を前記貯蔵室側から閉塞する仕切板と、
    ヒータカバーと
    を備え、
    前記仕切板は、
    前記扉と対向する表面部材と、
    前記表面部材の端部まで配置されたコード状のヒータを有するヒータユニットと
    を備え、
    前記ヒータは、
    通電により発熱する発熱部と、
    前記発熱部を被覆する基礎絶縁層と
    を有し、
    前記基礎絶縁層と前記表面部材との間には、2層以上の付加絶縁層が設けられており、
    前記ヒータユニットは、前記表面部材に配置された前記ヒータを覆う遮熱部を有し、
    前記遮熱部は、前記仕切板の端部において前記ヒータのヒータパターンよりはみ出た余白部が中央側へ折り返され、
    前記ヒータカバーは、前記表面部材に配置された前記ヒータユニットを覆うものであり、前記ヒータカバーの端部には、前記表面部材との間に予め設定された隙間を形成しつつ前記ヒータの端部を挟むように内部に延びたヒータ押さえ部が形成されている
    凍冷蔵庫。
  4. 開口部を有し、貯蔵室が形成された冷蔵庫本体と、
    前記開口部に並んで配置された開閉自在の2つの扉と、
    前記扉と対向する表面部材を備えるものであって、2つの前記扉間の隙間に沿うように延び、前記隙間を前記貯蔵室側から閉塞する仕切板と、
    前記扉が閉じられたときに前記扉と前記表面部材とを密着させるガスケットと
    を備え、
    前記仕切板は、
    前記表面部材の端部まで配置されたコード状のヒータを有するヒータユニットを備え、
    前記ヒータは、
    通電により発熱する発熱部と、
    前記発熱部を被覆する基礎絶縁層と
    を有し、
    前記基礎絶縁層と前記表面部材との間には、2層以上の付加絶縁層が設けられており、
    前記ガスケットは、前記貯蔵室の間口の縁部と前記仕切板の端部との隙間を覆うヒレ部を有し、
    前記ヒータは、前記表面部材において前記ヒレ部と重複する重複領域に延在する
    凍冷蔵庫。
  5. 2層以上の前記付加絶縁層は、前記ヒータに形成される
    請求項2〜4のいずれか1項に記載の冷凍冷蔵庫。
  6. 2層以上の前記付加絶縁層の1層は、前記基礎絶縁層を被覆するように前記ヒータに形成されており、別の1層は前記ヒータと前記表面部材との間に配置される絶縁シートである
    請求項2〜4のいずれか1項に記載の冷凍冷蔵庫。
  7. 前記ヒータは、芯線を有し、
    前記発熱部は、抵抗線であり、
    前記基礎絶縁層は、前記抵抗線を巻き付けた前記芯線を被覆し、
    2層以上の前記付加絶縁層は、前記基礎絶縁層を被覆するように前記ヒータに形成される
    請求項に記載の冷凍冷蔵庫。
  8. 前記ヒータユニットは、前記仕切板の端部での発熱密度が前記仕切板の中央部での発熱密度よりも高くなるように前記ヒータのヒータパターンが形成されている
    請求項1〜のいずれか1項に記載の冷凍冷蔵庫。
  9. 前記ヒータは、複数の折り返しを形成するように前記仕切板の両端部間に配置され、
    前記ヒータのヒータパターンは、前記仕切板の端部での前記折り返しの数が前記仕切板の中央部での前記折り返しの数よりも多くなるように形成されている
    請求項1〜のいずれか1項に記載の冷凍冷蔵庫。
  10. 前記ヒータのヒータパターンは、前記重複領域での発熱密度がヒータ定格の4.5%以上となるように形成されている
    請求項に記載の冷凍冷蔵庫。
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