(57)【要約】【課題】ウレタン断熱材の厚さを低減しても未充填部を抑制しつつ、生産性の高い冷蔵庫を提供する。【解決手段】外箱と、内箱と、前記外箱と前記内箱との間に配置された真空断熱材と、前記内箱と前記真空断熱材との間に配置された複数本のコードと、前記コードを埋設するように、前記内箱と前記外箱との間に充填されたウレタン断熱材と、を備えた冷蔵庫において、冷蔵室背面のウレタン厚さは２０ｍｍ未満であり、前記複数本のコードの少なくとも１本がウレタン最終充填領域となるように配置した【選択図】図５
2020085300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外箱と、内箱と、前記外箱と前記内箱との間に配置された真空断熱材と、前記内箱と前記真空断熱材との間に配置された複数本のコードと、前記コードを埋設するように、前記内箱と前記外箱との間に充填されたウレタン断熱材と、を備えた冷蔵庫において、冷蔵室背面のウレタン厚さは２０ｍｍ未満であり、前記複数本のコードの少なくとも１本がウレタン最終充填領域となるように配置されていることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記２本以上のコードの間に障害物が配置されていることを特徴とした請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記コードの内箱側にウレタン発泡ガスを排気するためのガス抜き穴が１個以上配置されていることを特徴とした請求項１〜２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
外箱と、内箱と、前記外箱と前記内箱との間に配置された真空断熱材と、前記内箱と前記真空断熱材との間に配置されたコードと、前記コードを埋設するように、前記内箱と前記外箱との間に充填されたウレタン断熱材と、を備えた冷蔵庫において、前記冷蔵庫の上段背面に配置される障害物の外周に沿って前記コードを這わせ、前記コードはウレタン最終充填領域となるように配置されており、前記ウレタン最終充填領域の内箱側にウレタン断熱材の発泡ガスを逃がすガス抜き穴が１個以上配置されていることを特徴とした冷蔵庫。
【請求項５】
前記ウレタン最終充填領域は、ウレタン最終充填部から当該ウレタン最終充填部に到達する前の１００ｍｍまでの領域であることを特徴とした冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫の内容積を拡大するには、冷蔵庫の外形寸法を大きくする、あるいは冷蔵庫の壁厚を薄くする手段が考えられるが、昨今のニーズは省スペース・大容量にある。したがって、冷蔵庫の設置面積を従来同等、あるいはそれ以下にすることが望ましく、壁厚を薄くして内容積の拡大を図る手段が一般的である。冷蔵庫の省エネ性能は、主に真空断熱材とウレタン断熱材の２つの断熱材を併用することにより成り立っているが、真空断熱材の断熱性能はウレタン断熱材の凡そ１０倍であるため、近年の薄壁冷蔵庫の多くは断熱性能の良い真空断熱材のカバー率や厚さは据え置きあるいは向上させ、断熱性能の劣るウレタン断熱材の厚さを低減するのが簡易的かつ効率的である。
【０００３】
一方で、ウレタン断熱材は優れた自己接着機能をもつことから、冷蔵庫の内箱と外箱を一体化することができ、冷蔵庫の箱体強度を維持する上で欠かせない材料となっている。そのためウレタン断熱材の壁厚を極端に低減することは難しい。また、ウレタン断熱材は始め液状で冷蔵庫の壁の中に注入され、その後熱化学反応により体積膨張と硬化反応が同時に進行し、壁の隅々まで流動し固体化されるが、ある一定のウレタン流動空間厚さを下回ると、流動抵抗が大幅に上昇しウレタン断熱材が高密度化してしまう。よってウレタン断熱材はそのような流動抵抗の大きく箇所は避けて流れようとする性質がある。
【０００４】
冷蔵庫の場合、例えばウレタン流動空間内にコードやパイプなどの流動阻害物が存在すると、ウレタンが流動し難くなるため、内箱と外箱との間の空間を厚くする必要がある。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載の冷蔵庫では、内箱に外箱側から見て筐体の庫内側に凹んだ凹溝を形成し、該凹溝に電線を収納しているので、内箱と真空断熱材との間に発泡断熱材が流れ込むことを阻害するものが、突出しなくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−３４６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ウレタン流動空間内に収束コードなどの流動阻害物が存在すると、それらを乗り越えたり、潜り抜けたりする際にウレタンの流動性が著しく低下し、当該箇所及びその周辺で密度バラツキが発生し、計画していた注入量よりも多くウレタン断熱材を注入しなければウレタン未充填部(以下、ボイドと称す)が発生してしまう。また、ボイドを解消しようと注入量を計画量以上にすると、過剰注入となり、ウレタン断熱材が冷蔵庫の壁内から壁外へ漏れ出てしまい、生産性を大きく損ねてしまう。
【０００８】
また、特許文献１に記載の冷蔵庫では、内箱に凹溝を形成する必要があり、内装のレイアウトが制限される可能性もある。
【０００９】
本発明は、ウレタン断熱材の厚さを低減しても未充填部を抑制しつつ、生産性の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
外箱と、内箱と、前記外箱と前記内箱との間に配置された真空断熱材と、前記内箱と前記真空断熱材との間に配置された複数本のコードと、前記コードを埋設するように、前記内箱と前記外箱との間に充填されたウレタン断熱材と、を備えた冷蔵庫において、冷蔵室背面のウレタン厚さは２０ｍｍ未満であり、前記複数本のコードの少なくとも１本がウレタン最終充填領域となるように配置した。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、冷蔵庫の冷蔵室背面のウレタン流動空間厚さが２０ｍｍ未満の箇所において、冷蔵庫天面あるいは背面に設けられた制御基盤から出る２本のコードのうち、いずれか１本がウレタン最終充填領域となるよう配置することで、ウレタンの密度分布を均一化し、過剰注入を抑制することにより、冷蔵庫の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】扉２を備えた冷蔵庫１の正面図である。
【図２】冷蔵庫上面図である。
【図３】ウレタン流動空間厚さ(ウレタン厚さ)と密度の関係を示した図である。
【図４】従来の冷蔵庫の冷蔵室背面の透視図であり、コードの配置関係を示した図である。
【図５】本発明の実施形態１に関わる冷蔵庫の冷蔵室背面の透視図であり、コードの配置関係を示した図である。
【図６】本発明の実施形態２に関わる冷蔵庫の冷蔵室背面の透視図であり、コードと障害物の配置関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態に関わる冷蔵庫は、内箱と、外箱と、内箱と外箱との間に配置された真空断熱材と、を有している。本実施形態においては、真空断熱材は外箱側に両面テープやホットメルトなどの接着剤を介して配設されており、真空断熱材と内箱との隙間にはウレタン断熱材が注入発泡され、内箱と接着あるいは固定されるものである。なお、真空断熱材は、内箱側、あるいは内箱と外箱の中間に配置してもよく、そのような場合は、真空断熱材と外箱との隙間、あるいは真空断熱材と内箱との隙間および真空断熱材と外箱との隙間、にウレタン断熱材が充填される。断熱箱体の断熱性能はウレタン断熱材と、真空断熱材が担っており、特に、断熱性能の観点では、ウレタン断熱材の凡そ１０倍の断熱性能を有する真空断熱材の充填比率を高めることが望ましい。
【００１４】
しかしながら、真空断熱材はコストが高く、必要な性能が得られている場合には、真空断熱材の充填比率を減らしても良い。ここで、真空断熱材の充填比率とは、内箱と外箱とから形成される空間内における真空断熱材の比率のことを指し、（真空断熱材の容積）／(真空断熱材の容積＋ウレタン断熱材の容積)の式によって計算される。本実施形態の冷蔵庫における真空断熱材の充填比率は、冷蔵庫の天面、背面、両側面、底面の面および、貯蔵室の仕切り板を含めた断熱空間において、３０％以上８０％以下としている。
【００１５】
本実施形態における冷蔵庫へのウレタン断熱材の注入発泡方法について図２を用いて説明する。本実施形態の冷蔵庫におけるウレタン断熱材の注入発泡方法は、冷蔵庫の背面が上方を向くようにうつ伏せ状態に倒し、冷蔵庫背面に設けられた４点の注入口を介して、冷蔵庫の断熱空間内へ注入発泡される。ウレタン断熱材の注入は冷蔵庫左右に２点ずつ設けられた注入を介してフランジ面へ均等に注入され、その後、側面を駆け上り、背面側へと回り込むようにして、冷蔵庫の壁の中全域にウレタン断熱材は充填固化される。
【００１６】
冷蔵庫の背面には冷蔵庫天面あるいは背面に設けられた制御基盤からコードが出ており、電子機器に接続される。図示しないが、冷蔵庫の下部には機械室と凝縮器が設置され、サクションパイプとキャピラリーチューブは溶接もしくはハンダ付等で密着させ、熱交換し、この熱交換した熱交換パイプは冷蔵庫背面の内箱と外箱、あるいは真空断熱材との間に埋設され、上方部は蒸発器、下方部は機械室の圧縮機へとそれぞれ連結している。また、圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブ、蒸発器、サクションパイプ、は順次環状に接続し、冷凍サイクルを構成している。次に、ウレタン流動空間厚さと密度の関係について図３を用いて説明する。
【００１７】
ウレタンは一般に壁厚が小さくなると密度が上昇する性質がある。密度上昇は概ねウレタン流動空間厚さが２０ｍｍを下回るところから徐々に密度上昇を開始し、ウレタン流動空間厚さが１０ｍｍ以下になると急激に密度が上昇する傾向がある。換言すると、ウレタン流動空間厚さ２０ｍｍを下回ると徐々に流動性が低下し、ウレタン流動空間厚さが１０ｍｍ以下になるとウレタンは流動性が急激に悪化することを意味する。なお、ウレタン流動空間厚さとは、ウレタンが実際に流れることのできる隙間の厚さであり、内箱と収束コードやパイプなどの介在部材との間の隙間、収束コードと真空断熱材の間の隙間、内箱と真空断熱材の間の隙間、あるいは収束コードのコードとコードの間の隙間のことを指す。
【００１８】
このようなウレタンの流動特性を鑑みると、ウレタン流動空間厚さは２０ｍｍ以上の厚さを確保することが理想的であり、少なくとも１０ｍｍを超える厚さを確保することが望ましいといえるが、冷蔵庫の内容積を拡大し、かつ省エネ性能を追求するには、ウレタン流動空間厚さ(ウレタン断熱材厚さ)を２０ｍｍ未満にする必要がある。よって、当該箇所に収束コードやパイプなどの障害物が存在すると、それらの厚さがウレタン流動を阻害し、当該箇所及びその近傍でウレタン発泡が乱れ、正常な発泡体が得られないために性能の低下や、ウレタン密度の不均一化により、過剰注入によるウレタン漏れが懸念される。
【００１９】
また、ウレタンは発泡初期は液状、中期はゲル状、後期は固体状と、状態変化を伴いながら硬化する。また、各状態によりウレタン流動速度(≒体積膨張速度)は異なり、特に発泡後期の流動速度は遅く、流動空間厚さ減少による流動抵抗を受け易い。冷蔵庫に置き換えて説明すると、発泡初期から中期は冷蔵庫天面、底面、両側面に該当し、発泡後期は冷蔵庫の背面に該当する。要するに、冷蔵庫背面を流動するウレタンは発泡後期で、体積膨張による発泡の勢いはほとんど残されておらず、そのようなところに収束コードなどが介在すると、その周辺の密度が不均一化してしまい、過剰注入の最大の要因となる。なお、収束コードの厚さは１ｍｍ以上としている。ウレタン流動空間厚さは、冷蔵庫の壁内にウレタンを発泡注入後に固化したウレタン厚さと同じ厚さであるため、後に解体して確認することができる。
【００２０】
ウレタンの流動空間厚さと密度の関係から、流動空間厚さが２０ｍｍを下回るとウレタンの流動性が徐々に低下するため、そこに厚さをもった収束コードが介在すると、収束コードを通過する箇所でウレタン密度は必ず上昇する。よって、ウレタンの流動は一旦収束コードに到達したときに遮られ、その場で樹脂化が進行し高密度化してしまう。また、収束コードを乗り越えたり潜ったりして通過したあとのウレタンについては、コードを通過する前の状態のウレタンと比較し、熱伝導率が悪化することが発明者らの検討によりわかっている。よって、冷蔵庫の冷蔵室背面には３つの状態のウレタンが存在することとなる。
【００２１】
ここで、図４に示すように、収束コード２０ａ，２０ｂを通過する前のウレタンを第一の介在部材１７、収束コード２０ａ，２０ｂの上下や収束コード２０ａ，２０ｂ内に流入し高密度化したウレタンを第二の介在部材１８、また、収束コード２０ａ，２０ｂを通過したあとの熱伝導率が悪化した状態のウレタンを第三の介在部材１９とすると、第二および第三の介在部材はいずれもウレタン本来の断熱性能を有さないため、内箱と真空断熱材を接着して一体化するための接着剤としてみることができる。
【００２２】
以下、本発明の実施形態１を、図２の矢視Ａからみた透視図である図４を用いて説明する。
【００２３】
本実施形態における冷蔵庫のウレタン流動空間厚さを１８ｍｍ、冷蔵庫の天面あるいは背面に設けられた制御基盤から出る２本の収束コード２０ａ，２０ｂの厚さを５〜１０ｍｍの範囲とし、２本の収束コード２０ａ，２０ｂはウレタン流動空間内に略平行の状態で配置されている（図５（ｂ））。２本の収束コード２０ａ，２０ｂを一定の間隔を保ちながら略平行に配置し、ウレタンの最終充填部が２本の収束コード２０ａ，２０ｂ上に位置するようにする。この場合、第三の介在部材１９の占める面積を最小化できるため、断熱性能も良好な結果が得られるとともに、ウレタン流動過程において収束コード２０ａ，２０ｂを通過する箇所が存在しないため、冷蔵室背面に未充填部が形成されることもなく、また、局所的なウレタン流動阻害、所謂詰まり現象が発生することがないためウレタン漏れを抑制することができる。
【００２４】
なお、図５（ａ）のように、２本の収束コードのうち１方の２０ａがウレタンの最終充填部に位置するようにすれば、ウレタン漏れ抑制の効果が一定程度得られる。また、ウレタン最終充填部から当該ウレタン最終充填部に到達する前の１００ｍｍまでの領域、すなわちウレタン最終充填領域に、収束コード２０ａ，２０ｂを配置すれば、同様に、ウレタン漏れ抑制の効果が一定程度得られる。
【００２５】
次に、実施形態２として、冷蔵庫の天面あるいは背面に設けられた制御基盤から出る２本の収束コード２０ａ，２０ｂを離して設置しなければならない場合について、図６を用いて説明する。まず、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）について説明すると、２本の収束コード２０ａ，２０ｂを離して設置しなければならない場合においては、２本の収束コード２０ａ，２０ｂの間に障害物を設置し、障害物の外周に沿って収束コード２０ａ，２０ｂを這わせることで、ウレタンの最終充填部を収束コード２０ａ，２０ｂ上へと導くことが可能となる。障害物に用いることができるのは、発泡スチロール、グラスウール、真空断熱材、硬質ウレタンフォーム、軟質ウレタンフォーム、ポリエチレンブロックなどの断熱性能を備えたものが望ましいが、木材やセラミック、その他金属類、プラスチック類など、ウレタンの流動性を完全に遮られるものであれば、材質や形状については限定されない。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・冷蔵庫
２・・・扉
３・・・内箱
４・・・外箱
５・・・貯蔵室
６・・・仕切り板
７・・・真空断熱材
１７・・・第一の介在部材
１８・・・第二の介在部材
１９・・・第三の介在部材
２０ａ，２０ｂ・・・収束コード
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ・・・障害物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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