JP7420757B2 - 断熱箱体およびこれを備える冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、断熱箱体およびこれを備える冷蔵庫に関するものである。

家庭用冷蔵庫では、従来からある価格や省エネ性に対するニーズに加え、近年は設置寸法や収納力に対するニーズも高まってきており、コンパクトかつ大容量な冷蔵庫箱体が求められている。省エネ性の高い冷蔵庫においては、箱体は一般的に内側から、内箱、発泡ウレタン、真空断熱材、外箱の４部材が積層された板で構成されており、大容量化にはこの積層板の薄肉化が必要となる。

積層板内の４部材の中では、発泡ウレタン部分が最も厚い傾向があり、積層板を薄肉化する手段としては、発泡ウレタン部分を薄くする、もしくは、除去することが効果的である。また、発泡ウレタンを積層板内に隙間なく充填するためには、積層板内に適切な厚みが必要となるため、発泡ウレタンを用いた積層板では、薄肉化に限界がある。すなわち、積層板内から発泡ウレタンを除去することにより、任意の厚さに薄肉化することが可能となる。

発泡ウレタンを部分的に除去した冷蔵庫箱体に関する技術として、例えば特許文献１に記載の技術がある。特許文献１には、「背部断熱壁において真空断熱パネルの内箱に対応する表面および外箱に対応する裏面における発泡断熱部材がない面積が、側部断熱壁のそれよりも広くなるように設定されている」と記載されている。

また、発泡ウレタンを全面的に除去した冷蔵庫箱体に関する技術として、例えば特許文献２がある。特許文献２には、「外箱と、外箱内に配置される内箱と、外箱と内箱の間に設けられる真空断熱材とを有し、外箱と内箱の角部の空間には、流動性を有している状態で熱を与えると、隣接した配置されている真空断熱材に接触するように固まるシール部材が配置されている」と記載されている。

特開２０１６－２１７７０４号公報 特開２０１４－１２６２２４号公報

冷蔵庫箱体の内容積拡大や製造コスト低減に寄与するためには、発泡ウレタンを全面的に除去することで、箱体壁の薄肉化と、ウレタン発泡工程費の排除を両立した上で、箱体の剛性や断熱性を確保することが求められる。上記の特許文献１は発泡ウレタンを部分的に除去した構造であり、箱体の背部には発泡ウレタンが存在しない領域があるが、側部には発泡ウレタンを有しており、ウレタンを発泡、硬化させる治具や工程費がかかる可能性がある。

また、特許文献２は発泡ウレタンを全面的に除去した構造であるが、内箱と外箱の間が真空断熱材で充填されており、内箱と外箱の間に必要な冷媒配管等の配置が困難になる可能性がある。また、箱体の剛性と断熱性を確保するために、真空断熱材を厚くする必要があり、真空断熱材と内箱もしくは外箱を接合した場合、箱体変形により真空断熱材の表面フィルムが損傷する可能性がある。

本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、箱体壁内から発泡ウレタンを除去し、箱体の剛性や断熱性を確保した上で箱体の内容積拡大、製造コスト低減を図ることができる断熱箱体およびこれを備える冷蔵庫を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、その一例を挙げるならば、内箱及び前記内箱の外方に配置された外箱を備える箱体と、前記箱体の背面側下方に形成された機械室空間と、前記内箱の外方側の少なくとも両側面に接合された側面部断熱部材を備え、前記外箱と前記側面部断熱部材の間には空間を有し、前記機械室空間の前方には前記内箱を支える支持部材を備え、前記支持部材の一方の端部は前記内箱に接続し、他方の端部は前記外箱に接続したことを特徴とする。

本発明によれば、箱体壁内から発泡ウレタンを除去し、箱体の剛性や断熱性を確保した上で箱体の内容積拡大、製造コスト低減を図ることができる断熱箱体およびこれを備える冷蔵庫を提供することができる。

本発明の実施例１に係る冷蔵庫箱体の前面側の外観斜視図である。 本発明の実施例１に係る冷蔵庫箱体の背面側の外観斜視図である。 本発明の実施例１に係る冷蔵庫箱体のＺ－Ｘ面上の断面図（図２のIII－III線断面図）である。 本発明の実施例１に係る冷蔵庫箱体のＹ－Ｚ面上の断面図（図２のIV－IV線断面図）である。 本発明の実施例２に係る冷蔵庫箱体のＹ－Ｚ面上の断面図である。 本発明の実施例３に係る冷蔵庫箱体のＹ－Ｚ面上の断面図である。 本発明の実施例４に係る冷蔵庫箱体のＺ－Ｘ面上の断面図である。 本発明の実施例５に係る冷蔵庫箱体のＺ－Ｘ面上の断面図である。 本発明の実施例６に係る冷蔵庫箱体のＺ－Ｘ面上の断面図である。 本発明の実施例７に係る冷蔵庫箱体のＺ－Ｘ面上の断面図である。

以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。

本発明の各種の構成要素は必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素が別の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、などを許容する。

以下の説明では、断熱箱体として冷蔵庫の例として説明する。図１は本発明の実施例１に係る冷蔵庫箱体の前面側の外観斜視図、図２は本発明の実施例１に係る冷蔵庫箱体の背面側の外観斜視図、図３は本発明の実施例１に係る冷蔵庫箱体のＺ－Ｘ面上の断面図（図２のIII－III線断面図）、図４は本発明の実施例１に係る冷蔵庫箱体のＹ－Ｚ面上の断面図（図２のIV－IV線断面図）を示している。なお、箱体の幅方向をＸ方向、高さ方向をＹ方向、奥行き方向をＺ方向と定義している。

実施例１の箱体１００は、図３に示すように、高さ方向（Ｙ方向）から見て矩形状に形成されている。また、実施例１の箱体１００は、図１に示すように冷蔵庫の庫内を形成する内箱１０１と、内箱１０１の左右外方に配置された外箱１０２と、内箱１０１の上部に配置された天板１０３と、外箱の下部に配置された脚部１０４とを備えている。

箱体１００の背面下方には、図２に示すように圧縮機（図示せず）を収納する機械室空間１０５が形成されている。この機械室空間１０５の前方には、内箱１０１を支持する内箱支持部材１０６（支持部材）が備えられている。

さらに箱体１００は、図３に示すように内箱１０１の外方側に配置された側面部成形ウレタン１１０（１１０ａ，１１０ｂ）と、内箱１０１の背面側に配置された背面部成形ウレタン１１１と、図４に示すように内箱１０１の上方に配置された天面部成形ウレタン１１２と、内箱１０１の底面側に配置された底面部成形ウレタン１１３（底面部断熱部材）と、機械室空間１０５の上方に配置された機械室上部成形ウレタン１１４（機械室上部断熱部材）と、機械室空間１０５の前部に配置された機械室前方成形ウレタン１１５（機械室前方断熱部材）を備えている。各成形ウレタンは、内箱１０１と外箱１０２、内箱１０１と天板１０３で形成される箱体壁内空間１０７（空間）内に配置される。各成形ウレタンは断熱部材として機能する。

外箱１０２は、内箱１０１の両側面外側に配置された外箱側面部１０２ａ，１０２ｂと、内箱１０１の背面外側に配置された外箱背面部１０２ｃと、外箱背面部１０２ｃの下方が内箱１０１に向かって曲げられた外箱底部１０２ｄから構成されている。外箱底部１０２ｄは機械室空間１０５の上部を形成している。

なお、図１乃至図４には図示していないが、箱体１００には、扉、庫内棚、冷却機器類などが設置され、冷蔵庫が構成される。

図３に示すように、側面部成形ウレタン１１０（側面部断熱部材）や背面部成形ウレタン１１１（背面部断熱部材）などの各部成形ウレタンは、一体型の内箱１０１の各外周面上に接合されており、その接合方法は接着剤、ねじ止めなど任意である。また、成形ウレタンと内箱の接触している面全体を接合してもよいし、端部などを部分的に接合してもよい。また、各部の成形ウレタン同士は接合してもよいし、接合しなくてもよい。箱体１００の壁内には、放熱配管などの冷却用部品類が設置される箱体壁内空間１０７があるが、その空間内で外箱１０２と成形ウレタンが部分的に接触していてもよい。また、内箱１０１と外箱１０２は、箱体１００の前方側に位置する箱体前縁部１１６において接触しており、箱体前縁部１１６において両者が嵌め合い、もしくは、接合されていてもよい。接合されることにより、箱体全体の剛性を向上させることができる。

図４に示すように、内箱支持部材１０６の一方の端部（上端）は内箱１０１に接続され、他方の端部（下端）は外箱に接続されている。内箱１０１は、機械室空間１０５に設置された内箱支持部材１０６の上端に直接接合されているので、内箱１０１が下方に沈み込む変形が抑制される。内箱支持部材１０６は、例えばＹ方向（高さ方向）に延びた部位のＸ－Ｚ方向に切断した断面、及びＺ方向（奥行方向）に延びた部位のＸ－Ｙ方向に切断した断面がＬ字状を成している。この内箱支持部材１０６は、箱体１００のＸ方向（左右方向）の両側に２本設けるようにするのが好ましい。

内箱支持部材１０６の上端以外は部分的に、外箱１０２か、冷蔵庫の脚部、或いは、冷蔵庫の設置床に接続され、内箱１０１からの荷重は内箱支持部材１０６を介して、直接もしくは間接的に設置床に伝達される。内箱支持部材１０６は、圧縮機などの冷却用機器類が設置される機械室空間１０５内の前方側（図４上では左側）に設置することで、内箱の奥行き方向中央付近に近接させることができ、庫内重量に対するモーメントを軽減することができる。

実施例１では、内箱１０１の各外周面上に成形ウレタンが配置されているので、箱体の断熱性を確保することができる。また、この成形ウレタンを内箱１０１に接合し、成形ウレタンも補強部材として活用することで、箱体１００の剛性を向上させることができる。特に、箱体剛性への寄与度が高い内箱１０１の両側面に側面部成形ウレタン１１０を接合することにより、効果的に箱体１００の剛性を向上させることができる。すなわち、それ以外の背面部、天面部、底面部、機械室上部、機械室前方などへの成形ウレタンの設置は任意である。外箱１０２と成形ウレタンの間には箱体壁内空間１０７が形成されており、放熱配管などの冷却用部品類を配置することができる。この空間が存在することにより、内箱１０１が冷蔵庫の庫内重量に対して下方に沈み込む可能性があるが、機械室空間１０５内に備えた内箱支持部材１０６により、この下方変形を抑制することができる。なお、図４に示した底面部成形ウレタン１１３を内箱と外箱に接触させるように配置することで、底面部成形ウレタン１１３においても、内箱１０１の下方変形を抑制することが可能である。

発泡ウレタンを有する構造では、ウレタン発泡の工程で、ウレタンの流動性を考慮する必要があり、箱体壁の薄肉化には一般的に限界があるが、上記の実施例１に係る構造では、箱体壁内に発泡ウレタンが無く、箱体壁を任意の厚さに薄肉化することが可能となる。また、箱体製造時にウレタン発泡工程を省略することができるため、その治具や工程費を削減でき、製造コスト低減に寄与することができる。本構造は、冷蔵庫以外にも、断熱機能を有する各種の箱体に汎用的に適用することができる。なお、実施例１においては、断熱部材を成形ウレタンとして記載したが、発泡スチロールを予めブロック状に加工したものや、その他の断熱部材を代用してもよい。

次に図５を用いて、実施例２について説明する。図５は本発明の実施例２に係る冷蔵庫箱体のＹ－Ｚ面上の断面図である。実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

実施例２では、内箱支持部材２０６の一方の端部（上端）は外箱底部１０２ｄに接続され、他方の端部（下端）は外箱に接続されている。

外箱底部１０２ｄの上方には、機械室上部成形ウレタン１１４が配置され、外箱底部１０２ｄは、機械室上部成形ウレタン１１４に接触している。機械室上部成形ウレタン１１４は内箱１０１に接合されている。すなわち、庫内重量含む内箱１０１からの荷重は、機械室上部成形ウレタン１１４と外箱底部１０２ｄを介して、内箱支持部材２０６に伝達される。内箱支持部材２０６の上端以外は、実施例１と同様に、部分的に外箱１０２か、冷蔵庫の脚部、あるいは、冷蔵庫の設置床に接続され、内箱の荷重が設置床に伝達される。

図４に示した実施例１においては、内箱支持部材１０６が内箱１０１に直接接合されているが、この場合、内箱１０１内の冷気が内箱支持部材１０６に直接伝達され箱体外に漏洩しやすいため、箱体の断熱性能を低下させる可能性がある。また、内箱支持部材１０６と内箱１０１を直接接合するために、機械室上部成形ウレタン１１４を部分的に加工する必要がある。

一方、図５に示した実施例２においては、内箱支持部材２０６は、外箱底部１０２ｄと機械室上部成形ウレタン１１４を介して、内箱１０１に接続されるため、箱体１００の断熱性能低下を抑制することができる。また、機械室上部成形ウレタン１１４を加工することなく、内箱からの荷重を内箱支持部材２０６を介して設置床に伝達させることができる。

次に図６を用いて、実施例３について説明する。図６は本発明の実施例３に係る冷蔵庫箱体のＹ－Ｚ面上の断面図である。実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

箱体３００では、機械室空間１０５の後方側（図６上では右側）に補強部材３０１が設置されている。この補強部材３０１は外箱側面部１０２ａ，１０２ｂや外箱背面部１０２ｃに接合されている。内箱支持部材３０６は内箱１０１側に接合され、主に内箱からの荷重を支持するが、補強部材３０１は外箱側に接合され、箱体全体の剛性を向上させる。補強部材３０１は一箇所のみに設置してもよいし、複数個所設置してもよい。

次に図７を用いて、実施例４について説明する。図７は本発明の実施例４に係る冷蔵庫箱体のＺ－Ｘ面上の断面図である。実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

箱体４００は、高さ方向（Ｙ方向）から見て矩形状に形成されている。箱体４００では、箱体壁内空間１０７内の箱体の四隅に補強柱４０１、４０２、４０３、４０４が設置されている。この補強柱は箱体４００の高さ方向（Ｙ方向）に延伸しており、外箱背面部１０２ｃや外箱側面部１０２ａ，１０２ｂに接合され、箱体全体の剛性を向上させることができる。なお、補強柱は図７に示すように、箱体四隅の四箇所すべてに設置してもよいし、箱体前方側の補強柱４０１、４０２のみ、あるいは、箱体後方側の補強柱４０３、４０４のみに設置してもよい。また、補強柱の断面形状はL字、円筒、角筒など任意である。

次に図８を用いて、実施例５について説明する。図８は本発明の実施例５に係る冷蔵庫箱体のＺ－Ｘ面上の断面図である。実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

箱体５００では、側面部断熱部材となる側面部成形ウレタン５１０（５１０ａ，５１０ｂ）の内部には、補強部材となる内挿補強部材５１１（５１１ａ，５１１ｂ）が内挿されている。この内挿補強部材５１１ａ、５１１ｂは成形ウレタンよりも硬い樹脂や金属であり、これにより箱体剛性をさらに向上させることができる。内挿補強部材５１１ａ、５１１ｂを設置する内箱１０１内の高さ位置については任意であるが、内箱内の棚受け部近傍に設置することで、棚部の重量に対する内箱剛性を効果的に向上させることができる。なお、側面部成形ウレタン５１０ａ，５１０ｂと内箱１０１との接合方法は接着でもよいし、内挿補強部材５１１ａ，５１１ｂを介してねじ止めしてもよい。また、内挿補強部材は側面部や背面部などすべての成形ウレタン内に内挿されていてもよいし、側面部のみなど一部の成形ウレタンのみに内挿されていてもよい。

次に図９を用いて、実施例６について説明する。図９は本発明の実施例６に係る冷蔵庫箱体のＺ－Ｘ面上の断面図である。実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

箱体６００では、側面部成形ウレタン１１０（１１０ａ，１１０ｂ）のみ内箱１０１に接合されており、内箱１０１の背面に配置された背面部成形ウレタン１１１は内箱１０１に接合されていない。すなわち、内箱１０１と背面部成形ウレタン１１１との間には、内箱背面空間６０１が形成されている。このように構成することにより、箱体剛性への寄与度が高い内箱１０１の両側面を補強しつつ、背面部成形ウレタン１１１の接合コストを抑制することができる。その他の天面部成形ウレタンや底面部成形ウレタンなども内箱１０１に接合しない形態とすることで、さらに接合コストを抑制することができる。実施例６において、例えば内箱背面空間６０１に結露が発生する場合は、側面部成形ウレタン１１０ａ，１１０ｂと、背面部成形ウレタン１１１の境界部をシールすることにより、結露を抑制することができる。

次に図１０を用いて、実施例７について説明する。図１０は本発明の実施例７に係る冷蔵庫箱体のＺ－Ｘ面上の断面図である。実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

箱体７００では、外箱背面部１０２ｃと外箱側面部１０２ａ，１０２ｂが、ねじ７０１，７０２によりねじ止めされている。ねじ７０１，７０２の先端は箱体壁内空間１０７内に位置させ剥き出し状態となるが、箱体壁内空間１０７が存在することにより、ねじ先端が各部の成形ウレタンを損傷させることはなく、ねじ先端をカバーなどで保護しなくてもよい。すなわち、各板を接合して外箱を構成する構造において、各板を全面接着などせずに、簡易的な数か所のねじ止めのみで外箱を構成することができる。

上記で示した各実施形態とすることにより、箱体壁内に発泡ウレタンが無い構成で、箱体の剛性や断熱性を確保した上で、箱体壁を任意の厚さに薄肉化することが可能となる。また、箱体製造時にウレタン発泡工程を省略することができるため、その治具や工程費を削減でき、製造コスト低減に寄与することができる。本構造は、冷蔵庫以外にも、断熱機能を有する各種の箱体に汎用的に適用することができる。

［各実施例の効果］
上述した各実施例に係る構造では、内箱の外方側に断熱部材を配置させることにより、箱体の断熱性を確保することができる。この断熱部材とは、箱体製造工程時にウレタンを発泡させることで形成されたものではなく、例えば、予め成形、加工されたブロック状のウレタンやスチロールなどである。

また、この断熱部材を内箱に接合し、断熱部材も補強部材として活用することで、箱体の剛性を向上させることができる。特に、箱体剛性への寄与度が高い内箱の両側面に断熱部材を接合することにより、効果的に箱体の剛性を向上させることができる。なお、外箱と断熱部材の間には、放熱配管などの冷却用部品類が設置されるため、その間は全域が空間となっている。

また、内箱の背面側下方には、圧縮機などの冷却用機器類が設置される機械室空間を有している。内箱は床に設置される外箱に直接接合されていないため、冷蔵庫の庫内重量に対して内箱が下方に沈み込む可能性があるが、機械室空間に内箱を支えるための支持部材を設置することで、この変形を抑制することができる。この支持部材は、機械室空間の前方側に配置することで、庫内重量に対するモーメントも軽減することができる。

発泡ウレタンを有する構造では、ウレタン発泡の工程で、ウレタンの流動性を考慮する必要があり、箱体壁の薄肉化には一般的に限界があるが、上記の本発明に係る構造では、箱体壁内に発泡ウレタンが無く、箱体壁を任意の厚さに薄肉化することが可能となる。また、箱体製造時にウレタン発泡工程を省略することができるため、その治具や工程費を削減でき、製造コスト低減に寄与することができる。

本構造は、冷蔵庫以外にも、断熱機能を有する各種の箱体に汎用的に適用することができる。

１００…箱体、１０１…内箱、１０２…外箱、１０２ａ，１０２ｂ…外箱側面部、１０２ｃ…外箱背面部、１０２ｄ…外箱底部、１０３…天板、１０４…脚部、１０５…機械室空間、１０６…内箱支持部材、１０７…箱体壁内空間、１１０，１１０ａ，１１０ｂ…側面部成形ウレタン、１１１…背面部成形ウレタン、１１２…天面部成形ウレタン、１１３…底面部成形ウレタン、１１４…機械室上部成形ウレタン、１１５…機械室前方成形ウレタン、１１６…箱体前縁部、２００…箱体、２０６…内箱支持部材、３００…箱体、３０１…補強部材、３０６…内箱支持部材、４００…箱体、４０１，４０２，４０３，４０４…補強柱、５００…箱体、５１０，５１０ａ，５１０ｂ…側面部成形ウレタン、５１１，５１１ａ，５１１ｂ…内挿補強部材、６００…箱体、６０１…内箱背面空間、７００…箱体、７０１，７０２…ねじ

Claims (11)

1. 内箱及び前記内箱の外方に配置された外箱を備える箱体と、前記箱体の背面側下方に形成された機械室空間と、前記内箱の外方側の少なくとも両側面に接合された側面部断熱部材を備え、
   前記外箱と前記側面部断熱部材の間には空間を有し、
   前記機械室空間の前方には前記内箱を支える支持部材を備え、
   前記支持部材の一方の端部は前記内箱に接続し、他方の端部は前記外箱に接続したことを特徴とする断熱箱体。
2. 請求項１において、
   前記内箱の底面側に配置された底面部断熱部材を備え、
   前記底面部断熱部材は前記内箱と前記外箱に接続したことを特徴とする断熱箱体。
3. 請求項１において、
   前記機械室空間の後方に補強部材を備え、
   前記補強部材は前記外箱に接続したことを特徴とする断熱箱体。
4. 請求項１において、
   前記内箱と前記外箱は、前記箱体の前方側に位置する前縁部において接続されていることを特徴とする断熱箱体。
5. 請求項１において、
   前記箱体は、高さ方向から見て矩形状に形成され、
   前記箱体の四隅には、前記外箱に接続され高さ方向に延びた補強柱を備えたことを特徴とする断熱箱体。
6. 請求項１において、
   前記側面部断熱部材の内部には補強部材が内挿されていることを特徴とする断熱箱体。
7. 請求項１において、
   前記内箱の背面に背面部断熱部材を配置し、前記背面部断熱部材は前記内箱と接合されていないことを特徴とする断熱箱体。
8. 請求項１において、
   前記外箱を構成している外箱側面部と外箱背面部はねじで接合され、前記ねじの先端は前記空間に位置させたことを特徴とする断熱箱体。
9. 内箱及び前記内箱の外方に配置された外箱を備える箱体と、前記箱体の背面側下方に形成された機械室空間と、前記内箱の外方側の少なくとも両側面に接合された側面部断熱部材を備え、
   前記外箱と前記側面部断熱部材の間には空間を有し、
   前記機械室空間の前方には前記内箱を支える支持部材を備え、
   前記内箱の背面には前記内箱と接合されていない背面部断熱部材を配置したことを特徴とする断熱箱体。
10. 内箱及び前記内箱の外方に配置された外箱を備える箱体と、前記箱体の背面側下方に形成された機械室空間と、前記外箱の背面部下方が前記内箱に向かって曲げられ、前記機械室空間の上部を形成する外箱底部と、前記内箱の外方側の少なくとも両側面に接合された側面部断熱部材と、前記外箱底部の上部に配置され、前記内箱に接合された機械室上部断熱部材とを備え、
    前記外箱と前記内箱の外方側に接合された断熱部材の間には空間を有し、
    前記機械室空間の前方には前記内箱を支える支持部材を備え、
    前記支持部材の一方の端部は前記外箱底部に接続し、他方の端部は前記外箱に接続し、
    前記内箱の背面には前記内箱と接合されていない背面部断熱部材を配置したことを特徴とする断熱箱体。
11. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載された断熱箱体を備えた冷蔵庫。

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