(57)【要約】【課題】薄壁化等の目的で狭隙化された断熱空間であっても、発泡断熱材を注入発泡させたときの未充填ボイドが発生するのを抑制した冷蔵庫を提供する。【解決手段】内箱と外箱の間に形成される断熱空間に、真空断熱材および発泡断熱材が配置された冷蔵庫において、前記真空断熱材と前記内箱との間に充填される前記発泡断熱材の厚みが１５ｍｍ以下であって、前記内箱の背面の略中央部に、第一の発泡断熱材が位置し、前記内箱の背面の略中央部を除く側壁近傍の左右端部に、前記第一の発泡断熱材を注入発泡する前に予め発泡している、第二の発泡断熱材が位置する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内箱と外箱の間に形成される断熱空間に、真空断熱材および発泡断熱材が配置された冷蔵庫において、
前記真空断熱材と前記内箱との間に充填される前記発泡断熱材の厚みが１５ｍｍ以下であって、
前記内箱の背面の略中央部に、第一の発泡断熱材が位置し、
前記内箱の背面の略中央部を除く側壁近傍の左右端部に、前記第一の発泡断熱材を注入発泡する前に予め発泡している、第二の発泡断熱材が位置することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
内箱と外箱の間に形成される断熱空間に、発泡断熱材が配置された冷蔵庫において、
前記発泡断熱材の厚さの最小最大比が１．５倍以上あり、
前記発泡断熱材の厚さが最小の箇所に、第一の発泡断熱材が位置し、
前記発泡断熱材の厚さが最大の箇所に、前記第一の発泡断熱材を注入発泡する前に予め発泡している、第二の発泡断熱材が位置することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷蔵庫において、
前記第一の発泡断熱材は、硬質ウレタンフォームであって、
前記第二の発泡断熱材は、軟質ウレタンフォームであることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項４】
請求項１または２に記載の冷蔵庫において、
前記第二の発泡断熱材は、前記第一の発泡断熱材の最終充填部およびその延長線上を避けた位置に配置されていることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項５】
請求項１または２に記載の冷蔵庫において、
前記第二の発泡断熱材は、前記内箱の側面側及び背面側に配置された真空断熱材と、一部が重なり合っていることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項６】
外箱と貯湯タンクの間に形成される断熱空間に、第一の発泡断熱材が配置された給湯機において、
前記合わせ目の延長線上からの距離が５００ｍｍ以内の箇所に、前記第一の発泡断熱材を注入発泡する前に予め発泡している、第二の発泡断熱材が位置することを特徴とする給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発泡断熱材を充填して成る冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷蔵庫の省エネ・大容量化を実現すべく、省エネについては真空断熱材のカバー率増加や厚みを厚くするなどが検討され、大容量化においては冷蔵庫の壁厚を薄くすることが検討されている。このいずれの場合も、断熱箱体内部のウレタンフォームが流動する空間（以下、断熱空間と称す）が狭くなり、ウレタンフォームが流動し難くなるので、ウレタンフォームを十分に充填するのが容易ではない。
【０００３】
このような狭隙化（薄壁化）された冷蔵庫の断熱空間に、ウレタンフォームが充填されていない空間（以下、未充填ボイド）なくウレタンフォームを充填する技術として、例えば、特許文献１が挙げられる。この特許文献１に記載の技術は、ウレタンフォームポリオール成分を低粘度化させ、かつ反応性の適正化を図ることで、ウレタンフォームの高流動化を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９９７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、近年の冷蔵庫は益々省エネ・大容量化が進行し、ウレタンフォームが流れる狭隙化スペースの距離が以前より長くなってきていることなどから、ウレタンフォームの材料特性の改良のみでは、未充填ボイドの発生を防止することができない。
【０００６】
本発明の目的は、薄壁化等の目的で狭隙化された断熱空間であっても、発泡断熱材を注入発泡させたときの未充填ボイドが発生するのを抑制した冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
内箱と外箱の間に形成される断熱空間に、真空断熱材および発泡断熱材が配置された冷蔵庫において、前記真空断熱材と前記内箱との間に充填される前記発泡断熱材の厚みが１５ｍｍ以下であって、前記内箱の背面の略中央部に、第一の発泡断熱材が位置し、前記内箱の背面の略中央部を除く側壁近傍の左右端部に、前記第一の発泡断熱材を注入発泡する前に予め発泡している、第二の発泡断熱材が位置する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、冷蔵庫の真空断熱材の厚み増加や断熱空間薄壁化等により狭隙化や複雑化された断熱空間内にも、未充填ボイドの発生を抑制しつつ発泡断熱材が充填された冷蔵庫を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に用いる内箱の構成図である。
【図２】図１のＡ視点で、内箱と外箱の組立工程を示した図である。
【図３】ウレタンフォームの注入前における冷蔵庫を示した図である。
【図４】対策を施さずに薄壁化した冷蔵庫にウレタンフォームを注入発泡した際の未充填ボイド発生位置を示す図である。
【図５】本発明の実施形態において、ウレタンフォームを注入発泡した際の状態を示す図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ’断面を示した図である。
【図７】対策を施していない給湯機の貯湯タンクユニットにウレタンフォームを注入発泡した際の未充填ボイド発生位置を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の一つである給湯機に、ウレタンフォームを注入発泡した際の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態は、狭隙化または複雑化された断熱空間内にもウレタンフォームを未充填ボイドなく充填するための技術である。本発明の実施形態に用いる発泡断熱材は、硬質ウレタンフォームから成る第一の発泡断熱材と、軟質ウレタンフォームから成る第二の発泡断熱材と、を有している。まず、硬質ウレタンフォームは、原料であるプレミックスポリオール（ポリオール、触媒、整泡剤、発泡剤）とイソシアネートを反応させることにより得ることができる。また、冷蔵庫へのウレタンフォームの注入方法については、冷蔵庫の前面（扉側）が下向き、背面が天井向きとなるよう冷蔵庫を設置し、冷蔵庫背面側に設けられた４つの注入口５を介してウレタンフォーム注入ヘッド１３から冷蔵庫断熱空間内部へとウレタンフォームが注入、発泡される。
【００１１】
本実施形態に用いる冷蔵庫の内箱２には、第一の発泡断熱材である硬質ウレタンフォームを注入発泡する前に予め発泡している、第二の発泡断熱材が貼られている。第二の発泡断熱材の厚みは、冷蔵庫の断熱空間１５より厚いもののみ使用でき、形状はＬ字型、直方体など、特に限定するものではないが、本実施形態ではＬ字型にカットした軟質ウレタンフォーム１１を用いた。なお、第二の発泡断熱材としては、高い柔軟性があることや、柔軟な材料の中でも熱伝導率が低く、冷蔵庫の断熱性能の低下を引き起こさないものであれば、軟質ウレタンフォーム１１以外でも良く、例えば、発泡スチロールや発泡ポリエチレンであって構わない。
【００１２】
図１に示すように、内箱２と外箱１をドッキングする工程の前段で、内箱２の側面から背面へ向けたコーナー部（内箱２の背面の略中央部を除く側壁近傍の左右端部）の２箇所に（冷蔵庫の左右を合わせると４箇所に）、硬質ウレタンフォームの流動速度を調整するための軟質ウレタンフォーム１１を配置する。この軟質ウレタンフォーム１１の配置位置は、硬質ウレタンフォームの最終充填部１６の延長線上１７の軸は避け、この軸からの距離が均等になるよう配置する。最終充填部１６の延長線上１７は、それぞれの注入口５を介して注入した硬質ウレタンフォーム同士が合わさる点（または線）となるため、冷蔵庫天面側から注入した硬質ウレタンフォームと、冷蔵庫底面側から注入した硬質ウレタンフォームの流動を均等に行わせることができる。仮に２箇所に配置する軟質ウレタンフォーム１１の配置位置が最終充填部１６の延長線上１７の軸からの距離が均等でない場合、冷蔵庫側面部でウレタンの流動差が生じ、未充填ボイド９が形成されやすい傾向がある。なお、軟質ウレタンフォーム１１と内箱２とを接着させる手段としては、硬質ウレタンフォームを除く接着材料であれば特に限定しない。
【００１３】
続いて、軟質ウレタンフォーム１１が配置された内箱２と、両側面に真空断熱材４が貼られた外箱１をドッキングする工程を図２の（ａ）に示す。外箱１は１枚板を門形に加工したものを用い、内箱２をうつ伏せに寝かせた状態にし、その上方（内箱の背面側）から外箱１を降ろし、内箱２に配置した軟質ウレタンフォーム１１を押し潰すように、内箱２とドッキングさせる。次に、図２の（ｂ）（ｃ）のように、真空断熱材３が貼られた冷蔵庫の背面板１８も同様に、軟質ウレタンフォーム１１を押し潰しながら、冷蔵庫の側面板と接合する。
【００１４】
以上の作業により軟質ウレタンフォーム１１が内箱２と外板１の間に形成される断熱空間の一部に、隙間なく配置される。図３は、硬質ウレタンフォーム注入時における模式図であるが、軟質ウレタンフォーム１１は、冷蔵庫側面部の真空断熱材４と、冷蔵庫背面の真空断熱材３により押し潰されている状態であり、当該箇所を硬質ウレタンフォームは流動することができないようになっている。
【００１５】
図４は、従来の冷蔵庫の構造のまま単に側面部の壁厚を薄くし、その際の硬質ウレタンフォームの流動の仕方と、そのとき発生する未充填ボイドの位置を示した図である。図４に示すように、注入口５を介して冷蔵庫フランジ面に向かって注入された硬質ウレタンフォームは、発泡を開始し、発泡中期７の段階で、断熱空間の厚みが厚いコーナー部と、断熱空間の厚みの薄い真空断熱材裏を流れるものとの間で大きな流動速度差が生じる。そして、発泡後期８になると、厚みが厚く流れ易いコーナー部を先行して流れてきた硬質ウレタンフォームが、側面部の真空断熱材４裏を流れる硬質ウレタンフォームが背面側へ到達する前に、先回りする形で断熱空間内の空気や発泡ガスを封入してしまい、大きな未充填ボイド９が発生する。
【００１６】
図５に、本実施形態を示す。本実施形態では、発泡断熱材の厚さが最大の箇所（コーナー部）と最小の箇所（内箱と真空断熱材とで挟まれた箇所）との比である最小最大比が１．５倍以上となっている。そして、流動速度の速い冷蔵庫コーナー部を流れる硬質ウレタンフォームの流れを調整するために、本実施形態においては、Ｌ字型にカットした軟質ウレタンフォーム１１を、内箱２と外箱１の間に形成される断熱空間を埋めるように、コーナー部に配置している。
【００１７】
軟質ウレタンフォーム１１の各辺の長さは、冷蔵庫の大きさに依存するため特に指定することはできないが、冷蔵庫の箱体組み立て時に、内箱２の側面側から背面側に向かって配置した軟質ウレタンフォーム１１が、側面部および背面に配置した真空断熱材に押し潰される構造となるように、軟質ウレタンフォーム１１の各辺の長さは調整が必要である。
【００１８】
ここで、軟質ウレタンフォーム１１と、側面および背面に設置された真空断熱材が重なるように配置されていない場合、コーナー部を速い速度で流れる硬質ウレタンフォームの流れを制御することができず、図４に示すような未充填ボイドが発生してしまう。側面部に未充填ボイドが形成された場合、当該箇所にガスの抜き穴が必要となり、エンドユーザーから見える位置のため、冷蔵庫の意匠性を低下させてしまう。
【００１９】
しかし、本実施形態のように軟質ウレタンフォーム１１を断熱空間内のコーナー部に配置した冷蔵庫箱体に、硬質ウレタンフォームを冷蔵庫の背面側から４点注入を行い発泡させたところ、次のような結果となった。すなわち、冷蔵庫コーナー部を速い速度で流れる硬質ウレタンフォームの流れを軟質ウレタンフォーム１１が一時遮ることで、真空断熱材の裏（内側）の厚みの薄い部分を流れる硬質ウレタンフォームがスムーズに側面部を流れきる。このため、真空断熱材と内箱との間の厚さが１５ｍｍ以下の薄壁であっても、冷蔵庫側面部に未充填ボイドが発生することなく、冷蔵庫に硬質ウレタンフォームを注入発泡することが可能となった。また、未充填ボイドの発生を抑制できるので、冷蔵庫の断熱性能の低下や箱体強度の低下を抑えることも可能である。さらに今回、断熱空間内の空気や発泡時に生成される発泡ガスの抜き穴は、エンドユーザーからは見えない図５に示す冷蔵庫背面側のみに配置しても、問題なく硬質ウレタンフォームを冷蔵庫へ充填することができた。つまり、本実施形態によれば、エンドユーザーから見える位置にガス抜き穴を配置することなく、薄壁化された冷蔵庫の意匠性の低下を防止できる。
【００２０】
本発明は、同一断熱空間内に生じた断熱厚差によりウレタンフォームの流動速度に差が生まれる断熱箱体であれば、例えば給湯機でも適用できる。給湯機は、図７の注入口２１、２２から硬質ウレタンフォームを注入発泡するため、円筒形をした貯湯タンクの場合、図７の９に示す位置、すなわち、貯湯ユニットの断熱空間内で最も厚みが薄い位置、かつ、ウレタンの合わせ目の位置に、未充填ボイドが発生し易い傾向がある。この位置では、断熱厚の厚い箇所を流れる流動速度の速い硬質ウレタンフォームが上方へ先回りし、冷蔵庫の場合と同様、断熱空間内の空気や発泡ガスを巻き込み、未充填ボイドが発生してしまう。
【００２１】
そこで、速度の速い硬質ウレタンフォームの流動を制御するため、図８に示す、ウレタンの合わせ目の延長線上からの距離が５００以内の範囲、かつ、断熱厚が厚い箇所に軟質ウレタンフォーム１１を貼り付けることで、未充填ボイドの発生を抑制できるか試みた。結果、以前は断熱厚が厚く、速度の速い硬質ウレタンフォームが先回りしていたところを、軟質ウレタンフォームにより断熱厚を最小厚み以下に調整することで、流動速度差がなくなり、図７に示した位置に未充填ボイドが発生することはなかった。貯湯ユニットにとって未充填ボイドの発生は貯湯タンクが大きく歪んでしまい、断熱性能や貯湯ユニット強度、意匠性を大きく損なう原因となるため、未充填ボイド対策は必須である。
【００２２】
以上のように、本実施形態によれば、同一断熱空間内の断熱厚さ差が原因で生じるウレタンフォームの流動速度差を制御し、断熱厚が厚く、立ち上がり速度の速いウレタンフォームの流動を一部制限することにより、未充填ボイドを発生させることなく、冷蔵庫や給湯機などの断熱箱体にウレタンフォームを充填させ、断熱性や意匠性の低下を防止できる。
【符号の説明】
【００２３】
１  外箱、２  内箱、３  真空断熱材（冷蔵庫背面部）、４  真空断熱材（冷蔵庫側面部）、５  ウレタンフォーム注入口、６  ウレタンフォーム注入方向を示す矢印、７  発泡中期におけるウレタンフォーム流動を図示したもの、８  発泡後期におけるウレタンフォーム流動を図示したもの、９  未充填ボイド、１０  ウレタンフォーム流動方向を示す矢印、１１  軟質ウレタンフォーム、１２  ガス抜き穴配置位置、１３  ウレタンフォーム注入ヘッド、１４  冷蔵庫の内治具、１５  断熱空間、１６  硬質ウレタンフォーム最終充填部、１７  硬質ウレタンフォーム最終充填部の延長線、１８  背面板、１９  貯湯タンク、２０  前板、２１，２２  注入口、２３  内脚（脚部）、２４  硬質ウレタンフォーム注入点を示した矢印、２５  後板（外箱の奥）、２６  外箱、２７  貯湯タンクユニット
【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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【図７】
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【図８】
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