(57)【要約】【課題】断熱箱体を構成する外箱と内箱との間に形成された充填空間に発泡断熱材を注入発泡し固化する際に発生する未充填部やボイド（気泡）を防止し、冷蔵庫等の断熱箱体の生産効率を向上させる。【解決手段】外箱と内箱との間に形成された充填空間に発泡ウレタン等の発泡断熱材を注入し固化する際、治具の吸引孔より発泡断熱材の最終充填部の外箱と内箱の間から強制的に脱気し、未充填部やあるいはボイド（気泡）の発生を防止し、充填をはかり断熱箱体を形成する装置および方法を提供する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面が開放された略矩形状の外箱と前面が開放された略矩形状の内箱との間に充填空間を形成した箱体を、前記外箱の外箱形状にあわせて形成された外治具内に装着し、同外治具に、前記内箱の内面形状にあわせるように形成された略矩形状の押さえ治具を装着し、前記充填空間に発泡断熱材を注入し発泡固化させて断熱材を形成する断熱箱体の成形装置において、前記押さえ治具の前記内箱に対向する面に、吸引手段と連通する吸引孔を設け、前記吸引孔で前記内箱と外箱の接合部間隙から空気を吸引して、前記充填空間内に発泡断熱材を充填させることを特徴とする断熱箱体の成形装置。
【請求項２】
前記吸引孔周縁部に、前記対面する内箱を押し付けるスプリングを有した弾力性のあるピンを設けたことを特徴とする請求項１に記載の断熱箱体の成形装置。
【請求項３】
前記吸引孔周縁部に、前記対面する内箱との間に弾力性のあるシール材料を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の断熱箱体の成形装置。
【請求項４】
前面が開放された略矩形状の外箱と前面が開放された略矩形状の内箱との間に充填空間を形成した箱体を、前記外箱の外箱形状にあわせて形成された外治具内に装着し、同外治具に、前記内箱の内面形状にあわせるように形成された略矩形状の押さえ治具を装着する治具設置工程と、前記治具設置工程に続いて前記充填空間に発泡断熱材を注入し発泡固化させて断熱材を形成する発泡成形工程と、前記押さえ治具の前記内箱に対向する面に設けた吸引孔を介して吸引手段により前記内箱と外箱の接合部間隙から空気を吸引する吸引工程とにより構成され、前記充填空間内に発泡断熱材を充填させることを特徴とする断熱箱体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫等の断熱箱体を形成する成形装置および成形方法に係わり、より詳細には、外箱と内箱との間に形成された充填空間に発泡ウレタン等の発泡断熱材を注入し固化する際、発泡断熱材の最終充填部の外箱と内箱の間から強制的に脱気し、未充填部やあるいはボイド（気泡）の発生が無いよう、充填をはかり断熱箱体を形成する成形装置および成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発泡断熱材の充填方法として、例えば図５（特許文献１参照）で示すように、外箱３０と内箱３１とで構成され一側を開放した箱体状の断熱箱体を開放面が上方となるように上型３３と下型３４とで挟持し、前記外箱３０と内箱３１との間に形成される充填空間に発泡断熱材を注入する方法がある。前記外箱３０の一側には傾斜部３０ｂが形成され、同傾斜部３０ｂの近傍上部には発泡断熱材の原液が注入される注入孔３０ａが穿設されており、同注入孔３０ａに発泡機３５の先端部に備えられたノズルが挿入されるようになっている。
【０００３】
前記発泡機３５のノズルから発泡断熱材の原液が注入されると、原液は、前記傾斜部３０ｂにより勢いよく流れ落ち、前記断熱箱体の前記外箱３０側、所謂背面側に沿って広く拡散するようになっている。周辺部まで拡散した原液は、その後所定時間が経過すると含有された発泡剤により化学反応を生じ発泡現象を開始する。発泡現象が開始されると発泡断熱材は急速に膨張し、前記断熱箱体の隅々まで発泡断熱材が充填され、その後冷却して固化するようになっている。
しかしながら、近年冷蔵庫等の大型化により冷蔵庫に使用される前記断熱箱体もそれに併せて大型化し、上記した方法や発泡断熱材の膨張現象では充填空間に充分に発泡断熱材が行き渡らず、いわゆる未充填や、あるいはボイド（気泡）が生じ、前記内箱３１表面に凹みが発生したり、断熱性能が低下するというような不具合が発生していた。
またこの欠点を補うために、例えば（特許文献２参照）、内箱と外箱とからなり、原料注入孔を一箇所設けた断熱箱体内に、発泡機により前記原料注入孔から発泡断熱材の原液を射出し、発泡反応により膨張させて固化してなる発泡断熱材の充填方法において、前記発泡断熱材の原料が前記原液注入孔から前記断熱箱体に射出され、発泡反応が生じ始める際、前記原液注入孔からガスを噴射し、粘性状の前記発泡断熱材を前記断熱箱体内に拡散させる方法も考えられている。
【特許文献１】特開昭５３−３０６６４号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では発泡断熱材を射出し、発泡反応が生じ始める際ガスを噴出させるため発泡断熱材がまさに均一な発泡セルを形成するタイミングと重なり発泡セルの大きさがばらばらになったり発泡セルが破泡したりし、その断熱特性に大きな悪化要因となってしまう。またセルの大きさが不均一でさらに破泡があれば断熱材としての強度が著しく低下し、さらにボイドの原因にもなり内箱側あるいは外箱側に温度変化時に変形が発生する可能性が大きくなる。即ち発泡断熱材に悪影響を与えることなく均一に発泡セルを形成し未充填部なく、発泡断熱材を充填することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、前面が開放された略矩形状の外箱と前面が開放され
た略矩形状の内箱との間に充填空間を形成した箱体を、前記外箱の外形形状にあわせて形成された外治具に装着し、同外治具に、前記内箱の内面形状にあわせるように形成された略矩形状の押さえ治具（中治具）を装着し、前記充填空間に発泡断熱材を注入し発泡固化させて断熱箱体を形成する断熱箱体の成形装置において、前記押さえ治具（中治具）の前記内箱に対面する面の外箱と内箱のつなぎ目近傍に複数の吸引孔を設け、同複数の吸引孔で前記内箱と前記外箱の間の空気を吸引して、断熱材が均一に充填されることを特徴とする。
これによって、発泡断熱材の注入後液体から徐々に発泡・固化するながれ方向に外箱と
内箱間の滞留空気は複数の吸引孔から外部に排出され、断熱材は理想的な流動を示し、発泡セルは、均一な形状をなす。
【０００６】
また、近年地球環境保全のため、従来使用されていた発泡剤のＲ１１、Ｒ１３４ａ、Ｒ１４１ｂ等は、もはやほとんど使用されていない。代替の発泡剤は、ノンフロンの炭化水素系のシクロペンタンが多く使われている。このシクロペンタンは、ＯＤＰ（オゾン破壊係数）がゼロまたＧＤＰ（地球温暖化係数）もゼロに近く非常に地球環境にやさしい物質である。しかし引火点が低く（−４２℃）製造現場での防爆対策が課題である。特に、発泡断熱材を注入するとき、原料が内箱（材質は、ＰＳ、ＡＢＳ等の樹脂）と接触するとき静電気が発生する。このとき発火する可能性がある。これを防ぐため、外箱と内箱の内部に、窒素ガスなどの不活性ガスを発泡断熱材を注入する前に封入し、酸素濃度を下げ、爆発限界にならぬよう対策を採っている。しかし、本発明は、原料注入と同時に、外箱と内箱の内部の空気を脱気するため、窒素ガスなどを封入することも不要になる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の断熱箱体の成形装置および成形方法は冷蔵庫等の断熱箱体を構成する外箱と内箱との間に形成された充填空間に発泡断熱材を注入固化する際、前記内箱内に装着される押さえ治具（中治具）表面に複数の吸引孔を設け、同吸引孔から外箱と内箱のつなぎ目（フランジ部）の隙間を通じ外箱と内箱間の空気を吸引することにより、発泡断熱材が注入後、流動し、ボイドや発泡セルが破泡することなく、未充填部なく、外箱と内箱の間に充填できる。このことにより、断熱性能を確保し、凹み等の変形を防止出来、断熱箱体の強度を維持する効果を有することも出来る。また、シクロペンタン等の引火性の発泡剤を使用しているとき、注入前の外箱と内箱間の窒素ガス等の封入工程が省け、大きな原価低減、生産性向上につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、前面が開放された略矩形状の外箱と前面が開放された略矩形状の内箱との間に充填空間を形成した箱体を、前記外箱の外箱形状にあわせて形成された外治具内に装着し、同外治具に、前記内箱の内面形状にあわせるように形成された略矩形状の押さえ治具を装着し、前記充填空間に発泡断熱材を注入し発泡固化させて断熱材を形成する断熱箱体の成形装置において、前記押さえ治具の前記内箱に対向する面に、吸引手段と連通する吸引孔を設け、前記吸引孔で前記内箱と外箱の接合部間隙から空気を吸引して、前記充填空間内に発泡断熱材を充填させることを特徴とすることにより、発泡断熱材の注入後液体から徐々に発泡・固化するながれ方向に外箱と内箱間の滞留空気は複数の吸引孔から外部に排出され、断熱材は理想的な流動を示し、発泡セルは、均一な形状をなすことができる。
【０００９】
また、近年地球環境保全のため、従来使用されていた発泡剤のＲ１１、Ｒ１３４ａ、Ｒ１４１ｂ等は、もはやほとんど使用されていない。代替の発泡剤は、ノンフロンの炭化水素系のシクロペンタンが多く使われている。このシクロペンタンは、ＯＤＰ（オゾン破壊係数）がゼロまたＧＤＰ（地球温暖化係数）もゼロに近く非常に地球環境にやさしい物質である。しかし引火点が低く（−４２℃）製造現場での防爆対策が課題である。特に、発
泡断熱材を注入するとき、原料が内箱（材質は、ＰＳ、ＡＢＳ等の樹脂）と接触するとき静電気が発生する。このとき発火する可能性がある。これを防ぐため、一般的に外箱と内箱の内部に、窒素ガスなどの不活性ガスを発泡断熱材を注入する前に封入し、酸素濃度を下げ、爆発限界にならぬよう対策を採っている。しかし、本発明は、原料注入と同時に、外箱と内箱の内部の空気を脱気するため、窒素ガスなどを封入することも不要となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記吸引孔周縁部に、前記対面する内箱を押し付けるスプリングを有した弾力性のあるピンを設けたことを特徴とすることにより、フランジ部（接合部）に隙間が生じ、吸引孔からの内箱と外箱間の空気の吸引を効果的に行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記吸引孔周縁部に、前記対面する内箱との間に弾力性のあるシール材料を設けたことを特徴とする断熱箱体の成形方法とすることにより、吸引孔からの空気の吸引を効率的に行うことが出来る。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前面が開放された略矩形状の外箱と前面が開放された略矩形状の内箱との間に充填空間を形成した箱体を、前記外箱の外箱形状にあわせて形成された外治具内に装着し、同外治具に、前記内箱の内面形状にあわせるように形成された略矩形状の押さえ治具を装着する治具設置工程と、前記治具設置工程に続いて前記充填空間に発泡断熱材を注入し発泡固化させて断熱材を形成する発泡成形工程と、前記押さえ治具の前記内箱に対向する面に設けた吸引孔を介して吸引手段により前記内箱と外箱の接合部間隙から空気を吸引する吸引工程とにより構成され、前記充填空間内に発泡断熱材を充填させることを特徴とする断熱箱体とした成形方法とする。これによって、発泡断熱材の注入後液体から徐々に発泡・固化するながれ方向に外箱と内箱間の滞留空気は複数の吸引孔から外部に排出され、断熱材は理想的な流動を示し、発泡セルは、均一な形状をなし、高品質で合理的原価で断熱箱体を成形する効果が得られる。
【００１３】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照にしながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成について同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの説明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１に示すのは、本発明の断熱箱体の成形方法および成形装置および治具設置ステップ１の基本構成である。１は、外治具。冷蔵庫等の製品は外箱２と内箱３によって、箱体３ａが構成されている。４は押さえ治具（中治具）である。治具設置ステップ１は外治具１に箱体３ａをセットし押さえ治具（中治具）４にて囲い込む手順である。
【００１５】
図２は、本発明の断熱箱体の成形方法および成形装置および発泡成形ステップ２の断面図である。押さえ治具（中治具）４の外周部は外箱２と内箱３のつなぎ目フランジ部（接合部）６に沿って、エアー枝配管７ａが廻らされている。発泡断熱材１２が注入されると同時に吸引手段である真空ポンプ（図示せず）等を通じエアー枝配管７ｂから吸引孔７を通じ外箱２と内箱３の間の空間の空気を脱気する。発泡成形ステップ２は外治具１と押さえ治具（中治具）４にて囲まれた状態で、発泡ヘッド５より、発泡断熱材１２が注入され、箱体３ａの外箱２と内箱３間の充填空間１２ａに充填される。    
【００１６】
図３は、図２のＡ部および吸引ステップ３の拡大図で吸引時を示す。
【００１７】
図４は、図２のＡ部および吸引ステップ３の拡大図で吸引後を示す。
【００１８】
この脱気（吸引ステップ３）の手順を説明する。箱体３ａが外治具１にセットされた後、押さえ治具（中治具）４もセットされる。すると押さえ治具（中治具）４に組み込まれたピン８により、内箱３は下方向に押され外箱２との間に隙間を生じる。このピン８は内箱３に接触する部分８ａとスプリング８ｂから構成されている。８ａは樹脂などの材質で内箱３に傷をつけない硬度である。次に、発泡断熱材１２が注入されると同時に電気信号により吸引手段である真空ポンプ（図示せず）等が作動し、エアー配管の親管７ｂから枝管７ａを通じ吸引孔７から、図３の点線矢印の流れに沿って内箱３と外箱２間の空気が脱気される。この時脱気が効率よく行われるよう押さえ治具（中治具）４に、フランジ部（接合部）６を囲むように、やわらかい材質のシール材料９が付いている。このシール材料９で、周囲を囲うため内箱３と外箱２の間の空気は効率よく脱気（吸引ステップ３）できる。
【００１９】
そして発泡断熱材１２が充填空間１２ａから最終フランジ部（接合部）６まで充填されてくるとその圧力で内箱３のフランジ部（接合部）６は押し上げられピン８を上方向におし、フランジ部（接合部）６の隙間はなくなり発泡断熱材１２が洩れることはない。
【００２０】
かかる構成によれば、押さえ治具（中治具）４の内箱３に対面する面の外箱２と内箱３のつなぎ目近傍に複数の吸引孔７を設け、同複数の吸引孔７で内箱３と外箱２の間の空気を吸引するため、発泡断熱材１２を均一に充填することができる。
【００２１】
尚、吸引手段である真空ポンプ等を作動させ、エアー配管７ａ、７ｂから脱気する時間は、発泡断熱材１２の反応性や製品サイズによって異なるが約５〜１２秒である。ピン８が押し上げられたときセンサーによって吸引手段である真空ポンプ等に停止信号を送る方法としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上のように、本発明にかかる断熱箱体の成形装置および成形方法は、例えば、家庭用又は業務用冷蔵庫あるいはショーケース等の断熱発泡の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明における成形装置および治具設置工程の全体を示す斜視図
【図２】本発明の実施を示す成形装置および発泡成形工程の断面図
【図３】図２におけるＡ部の吸引時および吸引工程の拡大図
【図４】図２におけるＡ部の吸引後および吸引工程の拡大図
【図５】従来の一般的な断熱材注入方法の図
【符号の説明】
【００２４】
１  外治具
２  外箱
３  内箱
３ａ  箱体
４  押さえ治具（中治具）
６  フランジ部（接合部）
７  吸引孔
８  ピン
８ｂ  スプリング
９  シール材料
１２  発泡断熱材
１２ａ  充填空間
【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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