(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、複数の実施形態による冷蔵庫を、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0008】
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について、
図1〜
図3を参照して説明する。
図1に示すように、冷蔵庫本体1は、前面が開口した縦長矩形箱状をなす断熱箱体2に、冷凍サイクル(図示せず)などが組込まれて構成されている。詳しい説明は省略するが、断熱箱体2の内部は、上下(及び一部で左右)に仕切られ、冷蔵室、野菜室、冷凍室などの複数の貯蔵室3が設けられている。図示は省略するが、各貯蔵室3の前面部には、ヒンジ開閉式の断熱扉、あるいは、引出し式の断熱扉が設けられる。この断熱箱体2は、鋼板製の外箱4の内部に、合成樹脂製の内箱5が収容される形態で構成されている。
【0009】
断熱箱体2は、
図2に示すように、外箱4と内箱5との間に、周囲の各壁部(後壁部、及び左右壁部)につき、壁厚方向に重ねられて配置されたそれぞれ2枚の真空断熱パネル6〜11を有している。詳細は後述するが、外箱4と内箱5との間には、後壁部に位置して、後壁外側の真空断熱パネル6と後壁内側の真空断熱パネル7とが重ねられて設けられている。また、左壁部に位置して、左壁外側の真空断熱パネル8と左壁内側の真空断熱パネル9とが重ねられて設けられている。同様に、右壁部に位置して、右壁外側の真空断熱パネル10と右壁内側の真空断熱パネル11とが重ねられて設けられている。なお、詳細は図示しないが、断熱箱体の天井壁にも同様に真空断熱パネルが設けられている。
【0010】
ここで、真空断熱パネル6〜11の構成について、
図3も参照して説明する。真空断熱パネル6〜11は、各壁の形状に合わせて成形された矩形板状の芯材12を外袋体13内に収容し、外袋体13の内部を真空減圧状態に保持したまま密封して構成されたものである(
図3参照)。具体的には、
図3に示すように、芯材12は、断熱性の高い材料、例えばグラスウールなどの無機繊維の積層材12aを、例えばポリエチレンなどの合成樹脂フィルムからなる内袋体14内に収納した後、矩形板状に圧縮硬化されて形成されたものである。この芯材12は、ガスバリア性能を有する外袋体13に収容された状態で、外袋体13内が真空排気されて減圧される。減圧を維持したまま外袋体13の開口部が熱溶着により密封されて外袋体13が密閉される。
【0011】
この外袋体13は、2枚の積層フィルムを周囲部において貼合わされて(熱溶着されて)構成されているのであるが、一方の面に設けられた金属蒸着面であるアルミ蒸着フィルム15と、他方の面に設けられたアルミ箔フィルム16とでは、その材質が異なっている。即ち、
図3に示すように、アルミ蒸着フィルム15は、外側から芯材12側に向かって、表面保護層15aと、ガスバリア層となるアルミ蒸着層15bと、熱溶着層15cとを順に有する3層構造とされている。これに対し、アルミ箔フィルム16は、外側から芯材12側に向かって、表面保護層16aと、ガスバリア層となるアルミ箔層16bと、熱溶着層16cとを順に有する3層構造とされている。つまり、アルミ蒸着フィルム15とアルミ箔フィルム16とでは、ガスバリア層の材質をアルミ蒸着層15bとするかアルミ箔層16bとするかの点で異なっている。
【0012】
アルミ蒸着フィルム15及びアルミ箔フィルム16において、表面保護層15a,16aは、例えばポリエチレンテレフタレートなどの比較的熱に強い合成樹脂から構成されている。また、熱溶着層15c,16cは、例えば高密度ポリエチレンなどの熱溶着性を有する合成樹脂から構成されている。アルミ蒸着フィルム15の熱溶着層15c面と、アルミ箔フィルム16の熱溶着層16c面とを対向して重ね合わせた状態で周囲部を加圧及び加熱することで、アルミ蒸着フィルム15とアルミ箔フィルム16とが熱溶着され、密封された袋状の外袋体13が形成される。
【0013】
この場合、
図2及び
図3に示すように、真空断熱パネル6〜11は、その外周縁部に、芯材12の周囲にはみ出た部分がアルミ箔フィルム16側に折り返されて形成される折返し部6a〜11aを有している。折返し部6a〜11aは、アルミ蒸着フィルム15とアルミ箔フィルム16との間の十分なシール性を得るために、熱溶着面積を十分に広く確保する目的で設けられている。この折返し部6a〜11aは、アルミ箔フィルム16の面に沿って接着剤やテープなどで固定される。
【0014】
ここで、アルミ蒸着フィルム15とアルミ箔フィルム16について、これらガスバリア層となる金属層の構成を、アルミ蒸着層15b又はアルミ箔層16bとした理由について簡単に説明する。
【0015】
通常、真空断熱パネルは、内部の真空減圧状態を維持するために、ガスバリア性能に優れた外袋体に芯材を収納して減圧密封されて構成される。外袋体にガスバリア性能を発揮させるために、アルミなどの金属層を有したフィルムが用いられる場合がある。この場合、前記金属層には、アルミ蒸着層を用いたり、アルミ箔層を用いたりすることが一般的である。このアルミ蒸着層は、高真空状態でアルミを加熱蒸発させ、母材となるフィルムに蒸発させたアルミを付着、堆積させることで形成される。このアルミ蒸着層の膜厚としては、例えば0.1μm以下のものが一般に利用される。このようなアルミ蒸着層は、薄く均一に形成されるという利点がある。このため、真空断熱パネルの性能を左右する真空断熱パネル表面(ガスバリア層)の熱伝導率を、アルミ蒸着層においては低くすることができる。その反面、アルミ蒸着層は、その膜厚を厚くし難くいという事情がある。従って、アルミ蒸着層は薄い層で構成されるため、母材フィルムの大きな変形に伴って亀裂が生じ易く、また、引っかきなどにより傷が付き易いという不都合がある。さらに、製造過程において高真空状態が必要であるため、高価な設備が必要となり、コスト高になり易いという不都合がある。
【0016】
これに対し、アルミ箔層は、材料となるアルミ板を圧延ローラーなどで圧延されたアルミ箔から構成される。このアルミ箔の両面を合成樹脂で挟んでラミネートすることで、アルミ箔層を有するフィルムが形成される。このアルミ箔層は、アルミ蒸着層に比べて安価に大量に生産できることから、コスト面で有利になる。アルミ箔層の膜厚としては、例えば5〜20μm程度のものが一般に利用される。この場合、アルミ箔層は、アルミ蒸着層に比べて厚いため、フィルムの変形に強く、また、引っかきなどに対しても比較的強いという利点がある。その反面、真空断熱パネル表面(ガスバリア層)の熱伝導率は、アルミ蒸着層に比べてアルミ箔層の方が高くなってしまうという不都合がある。
【0017】
上記の理由により、本実施形態では、真空断熱パネル6〜11の外袋体13において、一方の面はアルミ蒸着層15bを含む構成とし、他方の面はアルミ箔層16bを含む構成としている。この構成により、良好なガスバリア性能を維持するとともに、熱伝導率を低減させ、さらには全体としてのコストを抑えるようにしている。
【0018】
次に、断熱箱体2における、真空断熱パネル6〜11の具体的な構成について説明する。
図2に示すように、断熱箱体2の後壁部には、外箱4と内箱5との間に、後壁外側の真空断熱パネル6と、後壁内側の真空断熱パネル7とが、その壁厚方向に重ねられて隣接して配置されている。外側に位置する真空断熱パネル6は、外箱4に、折返し部6aを有するアルミ箔フィルム16側の面を当接させて接着剤などによって取付けられている。同様に、内側に位置する真空断熱パネル7は、内箱5に、折返し部7aを有するアルミ箔フィルム16側の面を当接させて接着剤などによって取付けられている。従って、真空断熱パネル6,7は、それぞれのアルミ蒸着フィルム15側の面を対向させて配置されているとともに、真空断熱パネル6の折返し部6aと、真空断熱パネル7の折返し部7aとが対向しない(接触しない)ように配置されている。また、真空断熱パネル6,7のそれぞれのアルミ蒸着フィルム15側の面は、互いに当接されて接着剤などによって接着されている。
【0019】
この場合、真空断熱パネル6は、折返し部6aを有する面(アルミ箔フィルム16側の面)を、外箱4に押し当てられて取付けられている。そのため、真空断熱パネル6のアルミ箔フィルム16側の面は、該真空断熱パネル6と外箱4との間に生じる折返し部6aの厚さ分の隙間を埋めるように、外箱4側に膨らむようにして変形されている。同様に、真空断熱パネル7も、折返し部7aを有する面(アルミ箔フィルム16側の面)を、内箱5に押し当てられて取付けられている。そのため、真空断熱パネル7のアルミ箔フィルム16側の面も、該真空断熱パネル7と内箱5との間に生じる折返し部7aの厚さ分の隙間を埋めるように、内箱5側に膨らむようにして変形されている。
【0020】
この構成では、折返し部6a(又は折返し部7a)は、真空断熱パネル6(又は真空断熱パネル7)のアルミ箔フィルム16側に設けられている。このため、外箱4(又は内箱5)に押し当てられて変形する面は、比較的変形に強いアルミ箔フィルム16側の面である。従って、真空断熱パネル6(又は真空断熱パネル7)の取付けの際に、該真空断熱パネル6(又は真空断熱パネル7)が変形されることによって、外袋体13のガスバリア層(金属層)に亀裂が生じることを極力防ぐことができる。
【0021】
次に、断熱箱体2の左右壁部について説明する。なお、左壁部の真空断熱パネル8,9(及びスペーサ18)と、右壁部の真空断熱パネル10,11(及びスペーサ19)は、基本的に同じ構成であるため、左壁部の真空断熱パネル8,9を代表させて説明する。
断熱箱体2の左壁部において、外箱4と内箱5との間には、左壁外側の真空断熱パネル8と、左壁内側の真空断熱パネル9とが、その壁厚方向に重ねられて配置されている。そして、この2枚の真空断熱パネル8,9の間には、スペーサ18が設けられている。
【0022】
具体的には、真空断熱パネル8は、外箱4に、アルミ蒸着フィルム15側の面を当接させて接着剤などによって取付けられている。同様に、真空断熱パネル9は、内箱5に、アルミ蒸着フィルム15側の面を当接させて接着剤などによって取付けられている。この場合、真空断熱パネル8の折返し部8aと、真空断熱パネル9の折返し部9aは、互いに対向する(接触する)ようにして配置されている。これら真空断熱パネル8,9の間には、合成樹脂などによる薄板状のスペーサ18が設けられている。このスペーサ18と、真空断熱パネル8,9とは接着剤などによって接着されている。これにより、真空断熱パネル8,9は、スペーサ18を介して互いに固定されているとともに、真空断熱パネル8,9の間に生じる隙間が埋められている。
【0023】
この場合、真空断熱パネル8は、折返し部8aを有しない平坦な面(アルミ蒸着フィルム15側の面)が、外箱4に取付けられている。同様に、真空断熱パネル9も、折返し部9aを有しない平坦な面(アルミ蒸着フィルム15側の面)が、内箱5に取付けられている。また、真空断熱パネル8,9の間において、折返し部8aと折返し部9aとが重なることによって生じる隙間は、スペーサ18によって埋められている。これにより、真空断熱パネル8,9の周囲の隙間を極力少なくすることができる。このため、真空断熱パネル8,9を取付ける際に、外箱4と内箱5との間に押し込められた真空断熱パネル8,9が、周囲の隙間形状に合せて変形する虞が少ない。従って、これら真空断熱パネル8,9のアルミ蒸着フィルム15(アルミ蒸着層15b)が変形され、この変形に伴って生じる亀裂などの破損を防ぐことができる。
【0024】
上記した第1実施形態によれば次のような作用効果を得ることができる。
本実施形態の構成によれば、断熱箱体2の外箱4と内箱5との間には、周囲の各壁部(後壁部、及び左右壁部)につき、それぞれ2枚の真空断熱パネルが、壁厚方向に重ねられて配設されている。即ち、後壁部には後壁外側の真空断熱パネル6と後壁内側の真空断熱パネル7とが重ねられて設けられ、左壁部には、左壁外側の真空断熱パネル8と左壁内側の真空断熱パネル9とが重ねられて設けられ、右壁部には、右壁外側の真空断熱パネル10と右壁内側の真空断熱パネル11とが重ねられて設けられている。この構成によれば、断熱箱体2の周囲の壁部に設けられた2枚の真空断熱パネル(例えば、後壁の真空断熱パネル6,7)のうち、例えば一方の真空断熱パネル6が、何らかの原因により破損してその断熱性能を失った場合であっても、もう一方の真空断熱パネル7は、真空断熱パネル6の破損の影響を直接的に受ける虞は少ない。つまり、もう一方の真空断熱パネル7の断熱性能は維持することができる。従って、2枚の真空断熱パネルのうち、一方の真空断熱パネルが破損してその断熱性能を失った場合であっても、他方の真空断熱パネルの断熱性能は維持することができるため、断熱箱体2全体の断熱性能が著しく低下してしまうことを防ぐことができる。
【0025】
また、断熱箱体2の周囲の壁に設けられた真空断熱パネル6〜11のうち、外側に位置する真空断熱パネル6,8,10は外箱4に取付けられ、内側に位置する真空断熱パネル7,9,11は内箱5に取付けられている。このため、真空断熱パネルの周囲を発泡ウレタンなどで埋めて固定する必要がなく、各真空断熱パネル6〜11を確実に固定することができる。
【0026】
本実施形態における真空断熱パネル6〜11は、一方の面にアルミ蒸着フィルム15を有し、他方の面にアルミ箔フィルム16を有して構成されている。そして、断熱箱体2の後壁部において、真空断熱パネル6,7は、それぞれのアルミ蒸着フィルム15側の面を対向して接着されて配置されている。これによれば、比較的傷などが付き易いアルミ蒸着フィルム15側の面を保護することができる。
【0027】
そして、この後壁外側の真空断熱パネル6は、外箱4に、折返し部6aを有するアルミ箔フィルム16側の面を当接させて接着剤などによって取付けられている。同様に、後壁内側の真空断熱パネル7は、内箱5に、折返し部7aを有するアルミ箔フィルム16側の面を当接させて接着剤などによって取付けられている。このようにして、壁厚方向に重ねられて隣接して配置された2枚の真空断熱パネル6,7は、互いの折返し部6a,7aが対向しない(接触しない)ように配置されている。この構成によれば、後壁外側の真空断熱パネル6と後壁内側の真空断熱パネル7との間に、それぞれの折返し部6a,7aが重なることによって生じる隙間を無くすことができる。これにより、真空断熱パネル6,7同士の接着性を向上させることができる。
【0028】
ちなみに、複数の真空断熱パネルを壁の厚さ方向に重ねて取付ける場合、これら真空断熱パネル同士の間に隙間が生じると、隙間に存する空気が熱を伝達させて、断熱箱体全体としての断熱性能の低下を招く虞がある。そのため、これら真空断熱パネル同士は密着させて、隙間(空気層)をできるだけ無くすことが望ましい。ここで、2枚の真空断熱パネルを、それぞれの折返し部が対向して接触するように配置すると、この折返し部が重なることによって、2枚の真空断熱パネルの間に折返し部の厚さ分程度の隙間ができてしまう。この場合、これら真空断熱パネルは、前記隙間を埋めるように押し潰されて変形した状態で接着される。しかし、それぞれの真空断熱パネルには、接着面を剥がすような方向に復元力が働くため、これら2枚の真空断熱パネル同士は剥がれ易くなるという事情がある。
【0029】
そこで、本実施形態では、断熱箱体2の左壁部において、左壁外側の真空断熱パネル8の折返し部8aと、左壁内側の真空断熱パネル9の折返し部9aは、互いに対向するようにして配置されている。そして、これら真空断熱パネル8,9の間には、スペーサ18が設けられている。これによれば、真空断熱パネル8,9の間に折返し部8a,9aが重なって生じた隙間を、スペーサ18によって埋めることができる。このため、真空断熱パネル8,9同士の接着性を向上することができる。なお、右壁部における、真空断熱パネル10,11についても、左壁部と同様の構成である。
【0030】
(第2実施形態)
この第2実施形態では、断熱箱体2の周囲の各壁部(後壁部、及び左右壁部)に配置される真空断熱パネルの構成が、第1実施形態とは異なっている。
即ち、
図4に示すように、断熱箱体2の後壁部には、3枚の真空断熱パネル20〜22が設けられているとともに、真空断熱パネル20,21の間には、スペーサ29が設けられている。また、左壁部には、3枚の真空断熱パネル23〜25が設けられているとともに、真空断熱パネル23,24の間には、スペーサ30が設けられている。そして、同様に、右壁部にも、3枚の真空断熱パネル26〜28が設けられているとともに、真空断熱パネル26,27の間には、スペーサ31が設けられている。
【0031】
ここで、断熱箱体2の周囲の各壁部の構成について、後壁部を代表させて説明する。断熱箱体2の後壁部には、外箱4と内箱5との間に、後壁外側の真空断熱パネル20と、後壁中間の真空断熱パネル21と、後壁内側の真空断熱パネル22とが、その壁厚方向に重ねられて配置されている。具体的には、後壁外側の真空断熱パネル20は、外箱4に、アルミ蒸着フィルム15側の面を当接させて、接着されて取付けられている。そして、後壁中間の真空断熱パネル21は、該真空断熱パネル21の折返し部21aと、真空断熱パネル20の折返し部20aとが対向する(接触する)ようにして配置されている。この場合、真空断熱パネル20,21の間には、スペーサ29が接着されて設けられている。これにより、後壁中間の真空断熱パネル21は、後壁外側の真空断熱パネル20に、スペーサ29を介して取付けられている。
【0032】
そして、この後壁中間の真空断熱パネル21に隣接させて、後壁内側の真空断熱パネル22が設けられている。この場合、後壁中間の真空断熱パネル21のアルミ蒸着フィルム15側の面と、後壁内側の真空断熱パネル22のアルミ蒸着フィルム15側の面は、対向する(接触する)ようにして配置されて互いに接着されている。そして、この後壁内側の真空断熱パネル22は、内箱5に、折返し部22aを有する面(アルミ箔フィルム16側の面)を当接させて接着されて取付けられている。この場合も、真空断熱パネル22は、折返し部22aの厚さ分程度凹むようにして変形される。
【0033】
このような第2実施形態においては、第1実施形態と同様の作用効果に加え、次のような作用効果を得ることができる。即ち、断熱箱体2の周囲の各壁部に、それぞれ3枚の真空断熱パネルが設けられている。このため、例えば、これら3枚の真空断熱パネルのうち1枚が破損してその断熱性能を失った場合であっても、残り2枚の真空断熱パネルにより断熱箱体2の断熱性能が維持される。これにより、真空断熱パネルの破損における、1枚当たりの断熱性能の低下の割合をより少なくすることができる。このため、一部の真空断熱パネルが破損した場合であっても、断熱箱体2全体の断熱性能が著しく低下してしまうことを、より効果的に防ぐことができる。
【0034】
なお、上記各実施形態においては、断熱箱体2の周囲の各壁部につき、それぞれ2枚又は3枚の真空断熱パネルを壁厚方向に重ねて配置する構成とした。しかし、これに限らず、4枚以上の真空断熱パネルを壁厚方向に重ねて配置する構成としても良い。この場合、真空断熱パネルの構成は、上記各実施形態の各壁における真空断熱パネルの構成を任意に組み合わせれば良い。
また、外箱4、内箱5及び各真空断熱パネルの間に、発泡ウレタンなどの断熱材を充填させても良い。これによれば、断熱箱体2内の隙間、即ち空気層をさらに少なくできるため、より断熱性能が向上される。
さらに、上記各実施形態においては、真空断熱パネルのガスバリア層を、アルミ蒸着層15b又はアルミ箔層16bとしているが、ガスバリア層を構成する材料としてはアルミに限られない。
【0035】
以上のように、本実施形態の冷蔵庫によれば、断熱箱体は、外箱と内箱との間に、少なくとも2枚の真空断熱パネルが壁厚方向に重ねられて配置されている。そして、これら真空断熱パネルのうち、外側に位置する真空断熱パネルは前記外箱に取付けられ、内側に位置する真空断熱パネルは前記内箱に取付けられている。この構成によれば、1枚の真空断熱パネルが破損などして、その断熱性能を失った場合であっても、重ねられて配置された残りの真空断熱パネルにより、全体としての断熱性能をある程度維持することができる。これにより、一部の真空断熱パネルが破損した場合であっても、冷蔵庫全体の断熱性能が著しく低下してしまうことを防ぐことができる。
【0036】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。