JPH10141584A - 真空断熱材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒートブリッジによる断熱性能の低下を最小
限に抑えることができる真空断熱材を提供する。 【解決手段】 真空断熱材１は、ガスバリア性のフィル
ム２内に断熱コア材５を真空密封して成るものであっ
て、断熱コア材５の端面５Ａを傾斜させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば冷蔵庫の断
熱箱体などに使用される真空断熱材に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より保冷・若しくは保温用の断熱材
としては、ガラス繊維等の無機材料や発泡ポリウレタン
等の有機材料が使用されている。前記ガラス繊維等は耐
熱性が良好であるものの、その熱伝導率は０．０３〜
０．０５Ｗ／ｍＫと高く、断熱効果は思わしくない。ま
た、前記発泡ポリウレタンの場合には０．０１５〜０．
０２Ｗ／ｍＫ程の熱伝導率が達成できるものの、庫内を
超低温（例えば−９０℃以下）とする冷凍機の断熱箱体
に用いる場合に、所定の断熱性能を得るためには依然そ
の熱伝導率は高く、そのため断熱壁の厚みを著しく大き
くしなければならなくなる。

【０００３】そこで、近年では例えば特公昭６１−１７
２６３号公報（Ｂ３２Ｂ５／１８）や特公昭６３−３５
９１１号公報（Ｆ２５Ｄ２３／０６）、或いは、特公平
２−５４４７９号公報（Ｆ１６Ｌ５９／０６）に示され
るような真空断熱材が用いられるようになって来た。

【０００４】この真空断熱材は、ガスの透過を阻止する
多層ラミネート構造のガスバリアフィルムから成る袋内
に、シリカ、パーライト等の微粉末、或いは、連続気泡
の発泡ポリウレタン等から成る断熱コア材を挿入した
後、袋のフィルムの縁部を熱溶着して封止し、且つ、袋
内のガス（空気）を排気して真空状態とし、密封したも
のである。

【０００５】係る真空断熱材によれば、０．００５〜
０．０１０Ｗ／ｍＫの熱伝導率が達成されるので、冷蔵
庫などの断熱箱体の断熱厚みを薄くして設置面積を縮小
し、若しくは、庫内容積を拡大し、或いは、冷却装置の
消費電力を削減することが可能となる。

【０００６】ここで、図７に係る従来の真空断熱材１０
１を冷蔵庫の断熱箱体１０２に適用した場合の断熱箱体
１０２の拡大断面図を示す。真空断熱材１０１は、例え
ば一枚のガスバリアフィルム２を折返し、二辺の縁部を
予め密着させ、そこを熱溶着することにより封止し、封
止部２Ａと成して袋状とする。その状態で断熱コア材１
０３を袋内に挿入し、袋内のガスを排気して真空状態と
してから、残りの一辺の縁部を密着させて熱溶着して密
封することにより、製造されている。

【０００７】そして、係る真空断熱材１０１を図示しな
い冷蔵庫の外箱１０４の内面に貼り付けた後、この外箱
１０４と、その内方において所定の間隔を存して配置さ
れた内箱１０６間に発泡ポリウレタン（断熱材）１０を
充填し、真空断熱材１０１を発泡ポリウレタン１０内に
埋設することによって、断熱箱体１０２を構成してい
た。尚、内箱１０６内は貯蔵室１０７とされ、図示しな
い冷却器によって所定の温度に冷却されるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図４はこの種
真空断熱材と発泡ポリウレタンを組み合わせた断熱壁の
熱伝導率の分布を示している。ここで、図４は熱伝導率
λを縦軸とし、横軸は図５に示す如く発泡ポリウレタン
から真空断熱材に渡るＡ−Ａ線の範囲を示している。こ
の場合、前記真空断熱材１０１の周縁部（封止部２Ａ）
の端部（外端）が図４、図５の０点となり、当該端部か
らの距離を横軸に示している。

【０００９】図４からも明らかな如く熱伝導率は、発泡
ポリウレタンの部分で前述の如き値で推移し、真空断熱
材の周縁部において急激に上昇した後、降下して前述の
如き低い値に安定する分布を示す。これは真空断熱材の
周縁部においてヒートブリッジが生じているためであ
る。

【００１０】即ち、真空断熱材１０１の端面１０１Ａに
は断熱コア材１０３は存在しておらず、従って、封止部
２Ａを含む端面１０１Ａにおいてはガスバリアフィルム
２のみとなっている。ところが、このガスバリアフィル
ム２自体の熱伝導率は０．４Ｗ／ｍＫ以上と、発泡ポリ
ウレタン１０と比較しても著しく高く、そのため、真空
断熱材１０１の端面１０１Ａのフィルム２（封止部２Ａ
を含む）自体を伝達する熱の移動（これをヒートブリッ
ジと云う）が増大するからである。

【００１１】そのため、図７における真空断熱材１０１
を取り付けた部分の周囲の断熱箱体１０２の熱伝導率が
高くなり、貯蔵室１０７からの冷却によって外箱１０４
表面が冷え、そこに外気中の水分が凝結して結露する問
題が発生していた。

【００１２】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、ヒートブリッジによる断
熱性能の低下を最小限に抑えることができる真空断熱材
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の真空断熱材は、
ガスバリア性のフィルム内に断熱コア材を真空密封して
成るものであって、断熱コア材の端面を傾斜させたもの
である。

【００１４】本発明によれば、ガスバリア性のフィルム
内に断熱コア材を真空密封して成る真空断熱材におい
て、断熱コア材の端面を傾斜させたので、同じ厚さ寸法
の真空断熱材ではその端面に位置するフィルム寸法が延
長される。従って、真空断熱材の端面に位置するフィル
ム自体を伝わる熱の移動量を低減させ、真空断熱材周縁
部の断熱性能を効果的に向上させることができるように
なるものである。

【００１５】請求項２の発明の真空断熱材は、上記にお
いて断熱コア材端面の傾斜角度を３０度以上１５０度以
下としたものである。

【００１６】請求項２の発明によれば、上記断熱コア材
端面の傾斜角度を、３０度以上１５０度以下に設定した
ので、断熱コア材周縁部の厚さ寸法の減少による断熱性
能の低下を制限し、総合的な断熱性能の向上を図ること
が可能となるものである。

【００１７】請求項３の発明の真空断熱材は、上記にお
いて鋭角となる断熱コア材の端部を切除したものであ
る。

【００１８】請求項３の発明によれば、鋭角となる上記
断熱コア材の端部を切除したので、断熱コア材端部にお
ける亀裂の発生を未然に回避することが可能となる。従
って、真空断熱材の取り扱いが極めて容易となるもので
ある。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明を適用する家庭用冷蔵庫
２０の斜視図、図２は冷蔵庫２０の分解透視斜視図、図
３は本発明の真空断熱材１の封止部２Ａの拡大断面図、
図６は冷蔵庫２０の断熱箱体２１の真空断熱材１部分の
拡大断面図である。

【００２０】冷蔵庫２０の本体を構成する断熱箱体２１
は、前面に開口する鋼板製の外箱２２と、当該外箱２２
の内側に所定の間隔を存して組み込まれた前面開口の樹
脂製内箱２３と、外箱２２の背板及び左右両側板の内面
側に取り付けられた真空断熱材１と、両箱２２、２３間
に現場発泡方式にて充填された発泡ポリウレタン１０と
から形成されている。

【００２１】そして、前記内箱２３内に冷蔵室、冷凍
室、又は、野菜室などの貯蔵室２４が構成されると共
に、これら貯蔵室２４の前面開口は断熱扉２６〜２９に
て開閉自在に閉塞されている。断熱箱体２１の下端部に
は貯蔵室２４の外側に機械室３１が形成されており、こ
の機械室３１内には冷媒圧縮機３２、凝縮器３３などが
設置されている。

【００２２】また、外箱２２の背板、左右両側板、及
び、天板の内側面には、真空断熱材１と所定の間隔を存
して一連の凝縮パイプ３４（冷媒配管）がアルミテープ
などの取り付けられており、外箱２２の開口周囲には一
連のフレームパイプ３６（冷媒配管）が屈曲して配設さ
れている。そして、前記圧縮機３２、凝縮器３３、凝縮
パイプ３４及びフレームパイプ３６は順次配管接続され
ている。

【００２３】一方、前記冷凍室となる貯蔵室２４内の背
部には冷却器３７が配設されており、この冷却器３７の
入口には図示しない減圧装置（キャピラリチューブな
ど）を介して前記フレームパイプ３６が接続される。そ
して、冷却器３７の出口は圧縮機３２に接続され、これ
により、周知の冷媒回路が構成されている。

【００２４】前記圧縮機３２が運転されると、圧縮機３
２から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器３３に流
入してその一部は凝縮される。凝縮器３３から出た冷媒
は凝縮パイプ３４に流入し、そこで放熱し、凝縮しなが
ら外箱２２を加熱する。次ぎにフレームパイプ３６に流
入して更に放熱し、凝縮しながら外箱２２の開口周縁を
加熱し、その部分への結露の発生を防止する。

【００２５】このようにして凝縮した冷媒は前記減圧装
置にて減圧された後、冷却器３７に流入し、そこで、蒸
発する。このときに冷却器３７は周囲から吸熱して冷却
作用を発揮する。この冷却器３７と熱交換した冷気は図
示しない送風機にて貯蔵室２４内に循環され、前述の各
室はそれぞれの冷蔵或いは冷凍温度に冷却される。

【００２６】他方、本発明の真空断熱材１は、ガスの透
過を阻止する多層ラミネート構造のガスバリアフィルム
２を例えば折返し、二辺の縁部を予め密着させて熱溶着
することにより封止部（熱溶着部）２Ａを形成し、袋状
とする。その状態で断熱コア材５を袋内に挿入し、真空
排気装置内において袋内のガスを排気して真空状態とし
てから、残りの一辺の縁部を密着させて熱溶着し、封止
部２Ａを形成して密封することにより、製造されてい
る。

【００２７】図３は真空断熱材１の封止部２Ａの拡大断
面図を示している。上記ガスバリアフィルム２は、内側
から高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）若しくはポリプロ
ピレン等から成る熱溶着層４１と、アルミニウム層４２
と、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成る保
護層４３及びポリアミド（ＰＡ）から成る表面保護層４
４とをラミネートしたものである。そして、前記封止部
２Ａにおいては、密着された両フィルム２、２の熱溶着
層４１、４１を加熱して相互に溶着させるものである。

【００２８】また、前記断熱コア材５はシリカ、パーラ
イト等の微粉末、及び、グラスウール、或いは、連続気
泡の発泡ポリウレタン等から所定厚みの板状に成形され
ており、その端面５Ａは例えば４５度の角度で傾斜した
形状とされると共に、更に、鋭角となる端部の角部は垂
直に切除され、切除部５１Ａとされている。尚、この端
面５Ａの傾斜角度は３０度以上１５０度以上の範囲で選
択するものとする。

【００２９】係る断熱コア材５の端面形状により、それ
を被覆する真空断熱材１の端面１Ａも同様の角度で傾斜
する。従って、この端面１Ａに位置するフィルム２の寸
法（Ｌ１＋Ｌ２）は延長されることになる。また、前記
フィルム２の熱溶着された封止部２Ａは、鈍角を構成す
る断熱コア材５の端面５Ａの角部に対応して位置してい
る。

【００３０】そして、係る真空断熱材１を外箱２２の背
板、左右両側板の内面（内箱２３側の面）に取り付ける
際には、ホットメルト（商品名）などの接着剤を用いて
固定する。このとき、断熱コア材５の切除部５１Ａを外
箱２２側とされると共に、鈍角を成す角部に位置した封
止部２Ａは内箱２３側に折り返し、真空断熱材１の内箱
２３側の面にテープ（図示せず）などで貼り付ける。

【００３１】この状態で、ポリウレタン原液を両箱２
２、２３間に注入し、発泡ポリウレタン１０を両箱２
２、２３間、或いは、真空断熱材１と内箱２３間に充填
する。これによって、真空断熱材１は発泡ポリウレタン
１０内に埋設されると共に、折り返された封止部２Ａは
真空断熱材１の内箱２３側の面に押し付けられるかたち
となり、発泡ポリウレタン１０によりその状態を保持さ
れる。

【００３２】このように実施例の構造によれば、真空断
熱材１のフィルム２の封止部２Ａを内箱２３側に折り返
しているので、熱伝導率の高いフィルム２の封止部２Ａ
は、外箱２２から引き離されて断熱コア材５を挟んで外
箱２２とは反対側に配置される。また、前述の如く真空
断熱材１の端面１Ａに位置するフィルム２の寸法は延長
されているので、真空断熱材１の端面１Ａに位置するフ
ィルム２（封止部２Ａを含む）自体を伝わる熱の移動量
を低減させ、真空断熱材１周縁部の断熱性能を効果的に
向上させることができるようになる。

【００３３】従って、係る簡単な構成により、真空断熱
材１を取り付けた部分の周囲の断熱箱体２１の断熱性能
を向上させ、その部分の外箱２２表面への結露を効果的
に防止することができるようになる。

【００３４】ここで、断熱コア材５の端面５Ａを傾斜さ
せることによって、その周縁部の厚さ寸法は減少する
が、実施例に示した如く断熱コア材５の端面５Ａの傾斜
角度を、３０度以上１５０度以下の範囲で設定すれば、
係る断熱コア材５周縁部の厚さ寸法の減少による断熱性
能の低下を制限し、総合的な断熱性能の向上を図ること
が可能となるものである。また、端部の強度低下の制限
できる。

【００３５】また、鋭角となる断熱コア材５の端部の角
部に切除部５１Ａを形成したので、断熱コア材５端部に
おける亀裂の発生を未然に回避することも可能となる。
従って、真空断熱材１の取り扱いが容易となる。

【００３６】尚、実施例では家庭用冷蔵庫に本発明を適
用したが、それに限らず、低温ショーケースやプレハブ
冷蔵庫、或いは、温蔵庫や恒温槽などの保温目的の装
置、若しくは、建材などに本発明の真空断熱材を取り付
けても有効である。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、ガス
バリア性のフィルム内に断熱コア材を真空密封して成る
真空断熱材において、断熱コア材の端面を傾斜させたの
で、同じ厚さ寸法の真空断熱材ではその端面に位置する
フィルム寸法が延長される。従って、真空断熱材の端面
に位置するフィルム自体を伝わる熱の移動量を低減さ
せ、所謂ヒートブリッジによる断熱性能の低下を抑え、
真空断熱材周縁部の断熱性能を効果的に向上させること
ができるようになるものである。

【００３８】請求項２の発明によれば、上記断熱コア材
端面の傾斜角度を、３０度以上１５０度以下に設定した
ので、断熱コア材周縁部の厚さ寸法の減少による断熱性
能の低下を制限し、総合的な断熱性能の向上を図ること
が可能となるものである。

【００３９】請求項３の発明によれば、鋭角となる上記
断熱コア材の端部を切除したので、断熱コア材端部にお
ける亀裂の発生を未然に回避することが可能となる。従
って、真空断熱材の取り扱いが極めて容易となるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した家庭用冷蔵庫の斜視図であ
る。

【図２】図１の冷蔵庫の分解透視斜視図である。

【図３】本発明の真空断熱材の封止部の拡大断面図であ
る。

【図４】発泡ポリウレタンに真空断熱材を埋設した断熱
壁の熱伝導率の分布を示す図である。

【図５】図４の説明に用いる発泡ポリウレタンと真空断
熱材の平面図である。

【図６】図１の冷蔵庫の断熱箱体の真空断熱材部分の拡
大断面図である。

【図７】従来の断熱箱体の真空断熱材部分の拡大断面図
である。

【符号の説明】

１ 真空断熱材 １Ａ 真空断熱材端面 ２ ガスバリアフィルム ２Ａ 封止部 ５ 断熱コア材 ５Ａ 断熱コア材端面 １０ 発泡ポリウレタン ２１ 断熱箱体 ２２ 外箱 ２３ 内箱 ５１Ａ 切除部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 均史 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスバリア性のフィルム内に断熱コア材
   を真空密封して成る真空断熱材において、 前記断熱コア材の端面を傾斜させたことを特徴とする真
   空断熱材。
2. 【請求項２】 断熱コア材端面の傾斜角度を３０度以上
   １５０度以下としたことを特徴とする請求項１の真空断
   熱材。
3. 【請求項３】 鋭角となる断熱コア材の端部を切除した
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２の真空断熱材。