(57)【要約】【課題】複雑な製造装置や製造工程を用いることなく、美観と利便性が確保できたり、組立に嵌合精度が低くても断熱箱体を歩留まりよく成型する。【解決手段】断熱ボードを組み合わせて断熱ボード組合せ箱体１５を形成し、断熱ボード組合せ箱体１５を外箱４内に嵌め込むと共に、内箱１６または内箱ボード部品２７を断熱ボード組合せ箱体１５内に嵌め込んで熱成型前の断熱箱体１７を組み立てる断熱箱体組立工程と、上記実施形態１の断熱・緩衝材の製造方法を用いて、表面を熱成型できる厚みのある、内箱内面の断熱・緩衝材表面に加熱金型２８の凹凸形状を押し当てて熱成型することにより内箱内面に凹凸形状を持つ断熱箱体１０Ａを形成する熱成型工程とを有している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の凹凸形状と滑らかな表面を作製するように温度制御された金型の凹凸形状を表面に押しつけて断熱・緩衝材を熱成型する断熱・緩衝材の製造方法。
【請求項２】
前記断熱・緩衝材は、表面を凹凸形状に熱成型できる厚みのある熱可塑性材料の発泡材である請求項１に記載の断熱・緩衝材の製造方法。
【請求項３】
有底または無底の内箱を外箱内に嵌め込んで熱成型前の断熱箱体を組み立てる断熱箱体組立工程と、
請求項１または２に記載の断熱・緩衝材の製造方法を用いて、前記表面を熱成型できる厚みのある、該内箱内面の断熱・緩衝材表面に該金型の凹凸形状を押し当てて熱成型することにより該内箱内面に凹凸形状を持つ断熱箱体を形成する熱成型工程とを有する断熱箱体の製造方法。
【請求項４】
前記断熱箱体組立工程は、断熱ボードを組み合わせて箱体を形成し、該箱体を前記外箱内に嵌め込むと共に、前記内箱を該箱体内に嵌め込んで熱成型前の断熱箱体を組み立てる請求項３に記載の断熱箱体の製造方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の断熱・緩衝材の製造方法により製造された断熱・緩衝材の凹凸形成層の表面に、熱可塑性材料の発泡材の発泡倍率よりも低い発泡倍率のスキン層が形成されている断熱・緩衝材。
【請求項６】
請求項４に記載の断熱箱体の製造方法により製造された断熱箱体であって、該断熱箱体は積層構造であり、前記断熱ボードの断熱層と前記内箱の凹凸形成層の少なくとも両層を有している断熱箱体。
【請求項７】
請求項５に記載の断熱・緩衝材が庫内表面に用いられているかまたは、請求項６に記載の断熱箱体が用いられている冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱および／または緩衝用の断熱・緩衝材の製造方法、これを用いた断熱箱体の製造方法、断熱・緩衝材の製造方法により製造された断熱・緩衝材、断熱箱体の製造方法により製造された断熱箱体および、断熱・緩衝材または断熱箱体を用いた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷蔵庫、冷凍庫、冷凍冷蔵庫には、冷却性能、省エネルギ性能などの機能的な性能に対する要求に加えて、冷蔵庫を構成する断熱箱体の寸法精度や外観品質に対する要求が高くなっている。また、上述の要求に応じた製造方法が必要となり、とりわけ、断熱箱体の製造では、歩留まりが低下したり、タクト短縮ができなくなってきている。
【０００３】
まず、断熱箱体について説明する。
【０００４】
断熱箱体は、内箱と外箱で外形および内形を形成している。内箱と外箱との間にできた空間に発泡性の断熱材（例えば、発泡ウレタン）が配置されている。外箱は厚さ約１ｍｍの金属板で形成され、内箱は樹脂で美観よく形成されており、金属製の外箱と樹脂製の内箱それ自体は十分な強度および断熱性を備えていない。このため、断熱箱体では、内箱と外箱間の空間内に充填される発泡ウレタンにより、冷蔵庫の外装として必要な強度と断熱性を持たせている。
【０００５】
次に、断熱箱体の製造について説明する。
【０００６】
断熱箱体は、内箱と外箱とを嵌合して組み合わせている。内箱と外箱の空間内に発泡ウレタンを注入し、発泡ウレタンが空間内を充填することにより断熱箱体が形成される場合が多い。発泡ウレタンは、この空間内に注入された後、発泡し、空間の内部に充填される。このとき、ウレタンの発泡圧力は、０．１ｋｇ／ｃｍ２以上といった高い発泡圧力である。上述の通り、内箱や外箱は厚さ１ｍｍ程度であり、発泡ウレタンの発泡圧力に耐えることが難しい。
【０００７】
このため、発泡ウレタンの発泡圧力に耐えることができる強度を有する金型（治具）に内箱および外箱が取り付けられた状態で、発泡ウレタンを内箱と外箱の間の空間に注入する方法が採用されている。なお、金型は、内箱と外箱が、断熱箱体の形状を為すように内型と外型を組み合わせ（または分解）可能な構成となっている。
【０００８】
発泡ウレタンの注入時において、その空間に充填された発泡ウレタンが上述した強度および断熱性を有するように、材料の調合割合、充填圧力、温度、注入量等が制御されている。
【０００９】
しかしながら、発泡ウレタンの注入には、重厚な金型が必要であり、発泡ウレタンが硬化するまでの間、金型により発泡圧力を保持する必要がある。このため、断熱箱体を形成するための金型１つに対して、３分程度の保持時間が必要となっていた。しかし、複雑な形状や大型化に対応するためには、形状に安定性が求められるので、保持時間を長くする必要があり、タクト短縮が緊急の課題となっている。
【００１０】
冷蔵庫を多数製造する必要がある場合には、金型を多数配置し、金型を連続搬送することにより、製造能力を高める場合が多い。この金型の連続搬送は、金型の重量が問題となり十分に稼働できないなどの問題が多い。
【００１１】
また、断熱箱体の内箱内面は、直接エンドユーザの目に触れ、取り扱いを行う面となるため、美観と利便性が重視される。このため、複雑な曲線を持つ棚受けや美観の良いつやのある滑らかな表面が求められている。美観と利便性を向上させるためには、複雑な内箱内面形状となり、ウレタン注入時にそれを支える内型の形状も複雑になる。複数の金型を使用する場合、内型の形状を内箱の内面形状と全く同じように揃えるためには、煩雑な計測とメンテナンスが必要になり、生産性の悪化を招いていた。
【００１２】
ここで、従来の断熱箱体の製造方法において、内箱と外箱間で形成される空間内に発泡ウレタンを注入する場合について図１３〜図１５を用いて詳細に説明する。
【００１３】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、従来の冷蔵庫の各部品の斜視図である。図１４は、従来の冷蔵庫の概略を模式的に示す縦断面図である。
【００１４】
冷蔵庫の断熱箱体には、２つの作製方法がある。
【００１５】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）、図１４に示すように、家庭用冷蔵庫の断熱箱体１００は、主に、内箱１０３と外箱１０４の間の空間１０５にウレタン原料を注入して発泡させることにより、冷蔵庫の断熱箱体１００が作製されている。
【００１６】
内箱１０３と外箱１０４の間にウレタン原料を注入して、断熱箱体を形成させる場合には、内箱１０３はユーザ取り扱い面となるため、美観と使い勝手が重視される。通常は、射出成型、真空成型、ブロー成型などの成型手段を用いた内箱１０３を作製し、鉄板で作製された外箱１０４と組み合わせた後に、図１５に示すように外型１０６と内型１０７を持つ金型１０８内に、組み合わせた内箱１０３と外箱１０４を挿入し、外箱１０４と内箱１０３の隙間１０５にポリウレタンを注入する。
【００１７】
ウレタン原料は、金型１０８の内部で発泡しながら断熱性が高い発泡ポリウレタンとなる。このときに、０．１ｋｇ/ｃｍ2を超えるポリウレタンの高い発泡圧力が生じるため、縦２ｍ横１ｍの大型冷蔵庫の面を形成する場合には、２ｔ／面を超える力が金型の面に加わる。
【００１８】
この力に対抗するためには、重厚な金型１０８が必要となる。内箱１０３の内面は、前述の通り、ユーザ取り扱い面であり、棚受け台１０２を要するなど複雑な凹凸形状をしている。これに対応するために、金型１０８の内型１０７も内箱１０３の内面の凹凸形状を逆にした複雑な凹凸形状を持つ必要がある。２ｔ／面を超える力が金型の面に加わることから、内箱１０３の内面の複雑な凹凸形状に金型１０８の内型１０７の複雑な凹凸形状が精度よく一致して形成されている必要がある。
【００１９】
ところが、重厚な内型１０８の形状を加工するには大掛かりな加工装置が必要であり、時間経過に伴う小さい寸法変動などをメンテナンスすることは難しい。
【００２０】
また、通常の生産では、金型１０８が複数個あり、金型間の寸法の個体差を無くすことが必要となるが、完全に個体差を無くすことは不可能である。このため、完成した冷蔵庫の断熱箱体１００は歪みが発生したり、内箱１０３と外箱１０４の合わせ目に隙間が生じてウレタン原料が漏れ出したりするトラブルが生じる。内箱１０３の内面形状が簡単であった場合には、上記のトラブルは解消する。しかし、内箱１０３の内面形状が簡単であれば、ユーザ取り扱い面となる内箱１０３の使い勝手も損なわれてしまう。
【００２１】
このため、金型１０８を用いない製造手法として、複数の発泡ウレタンボードを組み合わせて断熱箱体１００を形成する方法が有効である。冷蔵庫の断熱箱体１００は、平らな板状の各パーツを組み合わせて構成することも可能である。
【００２２】
このように、特許文献１には、発泡ウレタンボードを組み立てて断熱箱体を形成する方法が開示されている。
【００２３】
しかし、断熱ボードを複数枚組み合わせた場合の嵌合精度が悪いと、箱体が傾いたり、捩れたりして、棚板の場所がずれたり、コーナ部に隙間が開いたりする場合があり、歩留まりが向上しないという問題があった。
【００２４】
この嵌合精度を高めるために、ボードの端部を複雑な曲げを施した金属を配置する場合もあるが、重量が増加したり、歩留まりの低下を招くなどの課題があった。
【００２５】
また、組立に用いるボードのサイズの変動でも同様に箱体が傾いたり、捩れたりして、棚板の場所がずれたり、コーナ部に隙間が開いたりする場合があり、歩留まりが向上しないという問題があった。
【００２６】
発泡性の断熱材料をそのまま構造材料に使用した場合、高精度に切断しても、ボード製造後の温度変動や残留応力の問題で、放置時間によって、形状が変動する。これに対応するため、組立式の冷蔵庫では、ボード自体を金属の薄板材料で挟み込むサンドイッチ構造が取られる場合が多い。
【００２７】
ところが、断熱ボード重量が重く、組立作業がしにくくなったり、冷蔵庫庫内が、金属となってしまい、家庭用冷蔵庫の内面の様な表面を形成できないなどの課題があった。
【００２８】
軽量化や美観のために、発泡面材料で、ボードを作製する方法もあるが、嵌合精度向上の方法がなく、組立式の保冷箱用途にしか使用できないのが現状である。
【００２９】
特許文献２では、断熱パネルが、内部断熱材層と、その両側表面に積層された外装材層とからなり、外装材層が発泡面材で形成されている積層構造が開示されている。内部断熱材層は、発泡ウレタンなどの軽量で断熱性に優れたものを用い、その厚みＴは要求される断熱性に応じて任意に設定すればよい。また、発泡面材は、プラスチックの発泡シートが用いられる。プラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンフェノール樹脂、ポリウレタン、塩化ビニールなどを例示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特許第４６３１５４４号
【特許文献２】特開平７−２２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
上記従来の断熱箱体の製造方法では、内箱１０３と外箱１０４間で形成される空間１０５内に発泡ウレタンを注入する場合に、内箱１０３の内面形状から棚受け台１０２をなくして内面形状を平らに簡略化した場合は、複雑な曲線を持つ棚受けや美観の良いつやのある滑らかな表面が求められているが、このような内箱１０３の美観と利便性が確保できない。
【００３２】
以上は、内箱１０３と外箱１０４で形成される空間８にウレタン材料を注入して発泡させて断熱箱体１００を形成する場合であるが、冷蔵庫の断熱箱体は、板状の断熱ボードを組み合わせて作製することもできる。この場合には、組立で重厚な金型１０８が一切不要となり、よりメリットが大きい。
【００３３】
しかし、上記従来の組立による断熱箱体の製造方法では、特許文献１のように発泡ウレタンボードを金属体で挟み込んだ構造が取られており、冷蔵庫の内面が金属体では、家庭用の冷蔵庫の内面のように樹脂製の美観を出すことができない。
【００３４】
また、断熱ボードの組合せで断熱箱体を形成する場合、断熱ボードの加工誤差成分と組立時の誤差成分が加わるため、上気した金型１０８を用いて作製した断熱箱体１００に比べると、寸法精度が悪くなる。特に、発泡面材料で断熱ボードを作製する場合には嵌合精度向上の方法がなく、箱体の形成ができない場合もあった。
【００３５】
図１６は、従来の冷蔵庫を断熱ボードを組み合わせて製造する場合の一例を示す模式図である。
【００３６】
図１６に示すように、従来の延長で、断熱ボードの組合せで、断熱ボード組合せ箱体１１０を作り、内箱１０３と外箱１０４を接着する作り方では、棚受け台１０２などの複雑な凹凸形状を持つ部分、特に、内箱１０３の棚受け台１０２と断熱ボード組合せ箱体１１０の断熱ボード箱体棚受け台１１１との間で互いに嵌合できない箇所が多く、不良品の発生が多く出て製品化することは困難であった。断熱ボード箱体棚受け台１１１を作らなかった場合には、内箱棚受け台１０２と断熱ボード箱体棚受け台１１１との嵌合は容易だが、内箱棚受け台１０２の部分に空洞が存在するため、内箱棚受け台１０２の強度が弱くなり、内箱棚受け台１０２に棚を設置して、重い荷物を置いた場合など、内箱１０３の棚受け台１０２が破損してしまう虞がある。
【００３７】
特許文献２では、断熱パネルが内部断熱材層と外装材層の積層構造から構成されているものの、複雑な曲線を持つ棚受けや美観の良いつやのある滑らかな内箱内表面を熱転写により得ることについては何らの開示されていない。
【００３８】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、複雑な製造装置や製造工程を用いることなく、美観と利便性が確保することができる断熱・緩衝材の製造方法、これを用い、組立に嵌合精度が低くても断熱箱体を歩留まりよく成型することができる断熱箱体の製造方法、断熱・緩衝材の製造方法により製造された断熱・緩衝材、断熱箱体の製造方法により製造された断熱箱体および、断熱・緩衝材または断熱箱体を用いた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】
【００３９】
本発明の断熱・緩衝材の製造方法は、表面の凹凸形状と滑らかな表面を作製するように温度制御された金型の凹凸形状を表面に押しつけて断熱・緩衝材を熱成型するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４０】
また、好ましくは、本発明の断熱・緩衝材の製造方法における断熱・緩衝材は、表面を凹凸形状に熱成型できる厚みのある熱可塑性材料の発泡材である。
【００４１】
本発明の断熱箱体の製造方法は、有底または無底の内箱を外箱内に嵌め込んで熱成型前の断熱箱体を組み立てる断熱箱体組立工程と、本発明の上記断熱・緩衝材の製造方法を用いて、前記表面を熱成型できる厚みのある、該内箱内面の断熱・緩衝材表面に該金型の凹凸形状を押し当てて熱成型することにより該内箱内面に凹凸形状を持つ断熱箱体を形成する熱成型工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４２】
また、好ましくは、本発明の断熱箱体の製造方法における断熱箱体組立工程は、断熱ボードを組み合わせて箱体を形成し、該箱体を前記外箱内に嵌め込むと共に、前記内箱を該箱体内に嵌め込んで熱成型前の断熱箱体を組み立てる。
【００４３】
本発明の断熱・緩衝材は、本発明の上記断熱・緩衝材の製造方法により製造された断熱・緩衝材の凹凸形成層の表面に、熱可塑性材料の発泡材の発泡倍率よりも低い発泡倍率のスキン層が形成されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４４】
本発明の断熱箱体は、本発明の上記断熱箱体の製造方法により製造された断熱箱体であって、該断熱箱体は積層構造であり、前記断熱ボードの断熱層と前記内箱の凹凸形成層の少なくとも両層を有しているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４５】
本発明の冷蔵庫は、本発明の上記断熱・緩衝材が庫内表面に用いられているかまたは、本発明の上記断熱箱体が用いられているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４６】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００４７】
本発明においては、表面の凹凸形状と滑らかな表面を作製するように温度制御された金型の凹凸形状を表面に押しつけて断熱・緩衝材を熱成型する。これを用いた本発明の断熱箱体の製造方法は、有底または無底の内箱を外箱内に嵌め込んで熱成型前の断熱箱体を組み立てる断熱箱体組立工程と、本発明の上記断熱・緩衝材の製造方法を用いて、前記表面を熱成型できる厚みのある、該内箱内面の断熱・緩衝材表面に該金型の凹凸形状を押し当てて熱成型することにより該内箱内面に凹凸形状を持つ断熱箱体を形成する熱成型工程とを有する。
【００４８】
これによって、表面の凹凸形状と滑らかな表面を作製するように温度制御された金型の凹凸形状を表面に押しつけて断熱・緩衝材を熱成型するので、従来のように複雑な製造装置や製造工程を用いることなく、美観と利便性が確保することが可能となる。また、表面を熱成型できる厚みのある、内箱内面の断熱・緩衝材表面に金型の凹凸形状を押し当てて熱成型するので、若干量の隙間が開いていても、溶解した材料が回り込み、隙間を埋める効果があることから、組立に嵌合精度が低くても断熱箱体を歩留まりよく成型することが可能となる。
【発明の効果】
【００４９】
以上により、本発明によれば、表面の凹凸形状と滑らかな表面を作製するように温度制御された金型の凹凸形状を表面に押しつけて断熱・緩衝材を熱成型するため、複雑な製造装置や製造工程を用いることなく、美観と利便性が確保できたり、組立に嵌合精度が低くても断熱箱体を歩留まりよく成型することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態１における冷蔵庫を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の冷蔵庫における熱成形前後の断熱箱体を模式的に示すＡ-Ａ線縦断面図である。
【図３】本実施形態１の冷蔵庫製造装置における加熱成型装置の要部構成例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態２の断熱箱体を製造する場合の具体例を示す模式図である。
【図５】断熱ボード製造装置を模式的に示す縦断面図である。
【図６】板状の断熱箱体部品の平面図である。
【図７】断熱ボード組合せ箱体を組み立てるための６枚の断熱箱体部品の概略を模式的に示す平面図である。
【図８】断熱ボード組合せ箱体に外箱を接着する冷蔵庫製造装置に断熱箱体を設置した状態を模式的に示す斜視図である。
【図９】断熱箱体とこれに取り付ける内箱ボード部品を模式的に示す斜視図である。
【図１０】熱成型用の内箱を模式的に示す斜視図である。
【図１１】本実施形態２の冷蔵庫製造装置における加熱成型装置の他の要部構成例を示す模式図である。
【図１２】冷蔵庫パネルの断面構造図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、従来の冷蔵庫の各部品の斜視図である。
【図１４】従来の冷蔵庫の概略を模式的に示す縦断面図である。
【図１５】外型と内型を持つ金型内に断熱箱体をセットした状態を模式的に示す縦断面図である
【図１６】従来の冷蔵庫を断熱ボードを組み合わせて製造する場合の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下に、本発明の断熱・緩衝材の製造方法、これを用いた断熱箱体の製造方法、これらにより製造される断熱・緩衝材および断熱箱体、これらを用いた冷蔵庫の実施形態１，２について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００５２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における冷蔵庫を模式的に示す斜視図である。
【００５３】
図１において、本実施形態１の冷蔵庫５は、主に一般家庭で用いられる冷蔵庫であるため、内部に、棚６および棚受け台７が形成されている。なお、ここでは、蒸発器、圧縮機等の冷凍サイクル部品、制御基板等の電装部品等の図示を省略している。
【００５４】
図２は、図１の冷蔵庫５において熱成形前後の断熱箱体を模式的に示すＡ-Ａ線縦断面図である。
【００５５】
図２において、本実施形態１の熱成形前の断熱箱体１は、熱成型前の内箱材料２ａの内面を熱成型できる厚みのある材料により、熱成型前は内箱棚受け台などの凹凸形状を形成することなく簡単な平らな形状で形成する。この熱成型できる厚みのある内箱材料２ａの表面は、熱成型前は美観を備えているものの、滑らかな表面である必要はない。
【００５６】
間に空間３（空間３には他の部材が設けられていてもよい）ができるように内箱材料２ａと外箱４を組み立てた後に、凹凸形状を持った熱金型の内型を内箱材料２ａの凹部内に挿入し、内箱材料２ａの内面に内型の凹凸形状（棚受け台など）を熱転写して、内面に凹凸形状（棚受け台など）が形成された内箱材料２を持つ断熱箱体１Ａを形成することができる。この場合、挿入または引き抜きが容易なように、熱金型の内型サイズは内箱材料２ａの内面サイズよりも小さい。
【００５７】
なお、凹凸形状を持った熱金型の内型を内箱材料２ａの凹部内に挿入すると共に、外型により断熱箱体１の周囲を固定した状態で、空間３内に発泡ウレタンを注入して発泡させて内箱材料２ａの内面に内型の凹凸形状（棚受け台など）を熱転写して、凹凸内面形状の内箱材料２を持つ断熱箱体１Ａを形成することも考えられる。このように、一体となった１つの型で熱成型する場合には熱金型の内型を抜き抜くときに凹凸内面に引きずった跡が付く。
【００５８】
凹凸形状を持った熱金型の内型を内箱材料２ａの凹部内に挿入して凹凸形状（棚受け台など）を熱転写する場合について図３を用いてさらに詳細に説明する。
【００５９】
図３は、本実施形態１の冷蔵庫製造装置における加熱成型装置の要部構成例を示す模式図である。
【００６０】
図３に示すように、断熱箱体１を厚みのある内箱材料２ａの凹部表面を上にして加熱成型装置１１の所定位置に設置し、厚みのある内箱材料２ａの凹部内表面に加熱成型装置１１の加熱内型１２に熱を加えながら挿入して押し付ける。これにより、熱成型できる厚みのある内箱材料２ａを溶かしながら所定凹凸形状に熱成型することが可能となる。この場合は、内箱材料２ａの凹部底面に所定凹凸形状が熱転写される。
【００６１】
また、加熱成型装置１１の加熱内型１２を上側に所定量持ち上げた後に、左右および前後に所定量だけ駆動させて、厚みのある内箱材料２ａの凹部側面に加熱内型１２の凹凸形状を押し当てる。これにより、熱成型できる厚みのある内箱材料２ａの側面を溶かしながら所定凹凸形状に熱成型することが可能となる。これによって、内箱材料２ａの内部（側面と底面）には棚設置用の棚受け台などの所定凹凸形状を形成し、所定凹凸形状に滑らかな表面を作ることができる。
【００６２】
加熱成型装置１１は、ヒータブロック１３により加熱された二つの加熱内型１２を稼働軸１４を用いて昇降方向、左右方向および前後方向の少なくともいずれかの方向に移動させることにより、熱成型できる厚みのある凹状の内箱材料２ａ内に、所定凹凸形状の加熱内型１２を挿入して必要量だけその所定凹凸形状を押し付け、熱成型できる厚みのある内箱材料２ａに熱を加えながら、徐々に内箱材料２ａの表面を溶解させて所定凹凸形状に変形させて転写させて行く。
【００６３】
具体的には、熱成型できる厚みのある内箱材料２ａの材料の事例を挙げると、発泡ポリエチレン、発泡熱可塑性ウレタン、発泡スチロール、発泡ポリプロピレンなどの熱可塑性プラスチックの発泡材料がよい。発泡材料の発泡倍率が大きい材料（原料熱可塑性プラスチックに対して、多くのガス成分を含む）の場合、熱成型時の温度を低くすることと、押す力を小さくすることができる。
【００６４】
ところが、熱成型で作製された表面の樹脂層（内箱材料２ａの層）が薄くなり、爪でひっかく程度の弱い力でも傷が入ったり、内箱の内部凹凸形状において、でき上がりの棚受け台が柔らかくクッション性を持ってしまうなどの問題もある。発泡材料の発泡倍率が低い場合には、熱成型で作製された表面の樹脂層が厚くなり、爪でひっかく程度の弱い力では傷も入らず、出来上がりの棚受け台も十分な堅さを持つものが作れるが、熱成型時の温度を高くすることと、押す力を大きくすることが必要になる。
【００６５】
発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレンの場合には、２０倍〜４０倍の発泡倍率の場合に、熱成型性と出来上がりの表面のバランスが取り易かった。□１ｍ（１辺１ｍ平方）で厚み５０ｍｍで発泡倍率２０倍の発泡ポリエチレンの場合には、加熱温度が摂氏１５０度のときに、１ｓｅｃ間に５ｍｍの速度で成型加工する場合には、５０ｋｇの力が必要であった。加熱温度を摂氏２００度にすると、３０ｋｇの荷重で加工ができる。摂氏２５０度にすると、発泡材料に型が触れた瞬間に形状が変化して行くため、荷重０ｋｇで加工ができるが、溶解が早過ぎ、やや凹凸の残る面しか作製できなかった。発泡ポリプロピレンでも、同様の結果を得ることができるが、温度を摂氏２５０度にした場合には、材料表面が焦げ初め、黄変してしまう。この結果は一例であり、発泡材料を形成する材料の種類や発泡材料中の気泡の大きさや気泡の構造などでも、加工性は大きく変動する。
【００６６】
また、発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレンは、発泡ウレタンより劣るが、断熱性を有する。このため、熱成型時に加えられる熱で溶解される箇所が表面に限定される。表面には、母材が持つ発泡倍率よりも低い、硬度のあるスキン層となり、内部には発泡構造が残留する構造となるという特長がある。
【００６７】
要するに、断熱・緩衝材の製造方法は、表面の凹凸形状と滑らかな表面を作製するように温度制御された金型の凹凸形状を表面に押しつけて断熱・緩衝材を熱成型する。この断熱・緩衝材の材料は、表面を凹凸形状に熱成型できる厚みのある熱可塑性材料の発泡材である。この断熱・緩衝材は、断熱・緩衝材の凹凸形成層の表面に、前述したように熱可塑性材料の発泡材の発泡倍率よりも低い発泡倍率のスキン層が形成されている。
【００６８】
一方、断熱箱体１Ａの製造方法としては、有底または無底の内箱（内箱材料２ａ）を外箱４内に嵌め込んで熱成型前の断熱箱体１を組み立てる断熱箱体組立工程と、上気した断熱・緩衝材の製造方法を用いて、表面を熱成型できる厚みのある、内箱（内箱材料２ａ）の内面の断熱・緩衝材表面に金型（加熱内型１２）の凹凸形状を押し当てて熱成型することにより内箱（内箱材料２）の内面に凹凸形状を持つ断熱箱体１Ａを形成する熱成型工程とを有している。
【００６９】
本実施形態１によれば、断熱箱体１は、内面を熱成型できる厚みのある熱成型前の内箱材料２ａの凹部内に、凹凸形状を持った熱金型の加熱内型１２を挿入して、内箱材料２ａの内面に内型の凹凸形状（棚受け台など）を押圧して熱転写することにより、内箱材料２の内面に凹凸形状（棚受け台など）を持つ断熱箱体１Ａを形成することができる。
【００７０】
これによって、複雑な曲線を持つ棚受けや美観の良いつやのある滑らかな内箱内面を得ることができて、従来のように複雑な製造装置や製造工程を用いることなく、美観と利便性が確保できたり、組立に嵌合精度が低くても断熱箱体を歩留まりよく熱成型することができる。
【００７１】
なお、本実施形態１では、上記断熱・緩衝材が庫内表面に用いられているかまたは、上記断熱箱体１Ａが用いられている冷蔵庫について説明したが、これに限らず、上記断熱・緩衝材や上記断熱箱体１Ａは冷暖房器、空気清浄器やエアーコンディショナなどに用いることもできる。
【００７２】
（実施形態２）
本実施形態２では、内面を熱成型できる厚みのある材料からなる内箱２と、金属製の外箱４との間に断熱ボード組合せ箱体を設ける場合について説明する。
【００７３】
図４は、本発明の実施形態２の断熱箱体を製造する場合の具体例を示す模式図である。
【００７４】
図４に示すように、本実施形態２の断熱箱体の製造方法における断熱ボードの組合せにおいて、断熱ボード組合せ箱体１５を形成し、これに金属製の外箱４を被せて接着する。
【００７５】
次に、熱成型できる厚みのある材料で作った有底箱体の内箱１６を、外箱４が接着された断熱ボード組合せ箱体１５の内側に挿入して接着剤で貼り付けて熱成型前の断熱箱体１７を作る。
【００７６】
続いて、熱成型できる厚みのある材料で作った箱体（内箱１６）の内面に、熱成型装置１１の熱金型により所定の凹凸形状を転写する。この場合には、内箱１６の内面の複雑な形状を熱成型で作るため、嵌合誤差の許容範囲を大きく取ることができる。組立時に生じる箱体の小さな隙間は、熱成型を行った時に溶解した材料が隙間に回り込むことにより隙間を塞ぐ作用がある。このため、誤差の許容範囲は一層広くなる。
【００７７】
組立で断熱箱体を形成する場合の一連の流れは次の通りである。
【００７８】
図５は、断熱ボード製造装置を模式的に示す縦断面図である。
【００７９】
図５に示すように、まず、断熱ボードを作製する。
【００８０】
断熱ボードの材料としては、その断熱性から発泡ウレタンがよい。断熱ボードの製造はサンドイッチ成型と呼ばれる方法がよい。上下左右をフィルムや紙でできた上カバー１８と下カバー１９で材料の発泡ウレタン２０を上下に挟み込む。即ち、これらの上カバー１８と下カバー１９間に発泡ウレタン２０をノズル２１から注出し、所定間隔の対向する支持板材料２２間を通すことにより断熱ボードを作製する。
【００８１】
この場合、発泡ウレタン２０は発泡して断熱材料２０ａになり、高い発泡圧力を発生させるため、フィルムや紙の対向面を支持板材料２２で上下から支える必要がある。断熱ボードを連続的に大量生産したい場合には、上下の支持板材料２２をコンベア式に搬送（図示せず）すればよい。
【００８２】
図６は、板状の断熱箱体部品の平面図である。
【００８３】
次に、作製した断熱ボードに穴加工や端面切欠加工をして図６に示すような板状の断熱箱体部品２３を作る。
【００８４】
図７は、断熱ボード組合せ箱体１５を組み立てるための６枚の断熱箱体部品の概略を模式的に示す平面図である。
【００８５】
図７に示すように、冷蔵庫の断熱箱体を形成するために必要な板状のパーツは、６枚のボード状の断熱箱体部品２３としてのボード部品２３ａ〜２３ｆである。このボード部品２３ａ〜２３ｆの端面側を組み合わせることにより、冷蔵庫の断熱ボード組合せ箱体１５を形成することが可能である。
【００８６】
ボード部品２３ａ〜２３ｆの組み合わせ方は、接着、カシメ、ボルト固定などの締結手段が取られる。配線や配管が必要な場合には、断熱ボード組合せ箱体１５の状態で、配線や配管敷設作業を行う。
【００８７】
なお、図７に示す６枚の断熱箱体のボード部品２３ａ〜２３ｆの周囲の切り欠きは便宜上、同一形状に表現しているが、この切り欠きは、ボード部品２３ａ〜２３ｆを組み合わせる場合に端面を互いに挿入するための凹凸である。ボード部品２３ａ、２３ｂは側壁、ボード部品２３ｃは箱体奥の背面壁、ボード部品２３ｄ〜２３ｆはそれぞれ天板、中間板および底板となる。これらのボード部品２３ａ〜２３ｆによって、断熱ボード組合せ箱体１５を組み立てることができる。
【００８８】
続いて、断熱ボード組合せ箱体１５に外箱４を取り付ける。
【００８９】
図８は、断熱ボード組合せ箱体１５に外箱４を被せて接着する冷蔵庫製造装置に断熱箱体１０を設置した状態を模式的に示す斜視図である。
【００９０】
図８に示すように、断熱ボード組合せ箱体１５に外箱４を簡単に取り付けるには、断熱ボード組合せ箱体１５と外箱４間を接着剤で接着することが有効である。熱成型でも許容できない大きな歪みを取るために、接着時には接着治具２４を使うことが有効である。接着剤としては、熱により溶解して、冷却された時に硬化と同時に接着力を発揮する材料がよい。一般的には、このような接着剤は、ホットメルト接着剤として市販されている。
【００９１】
ここでは、ホットメルト接着剤をシート状にしたＨＭ接着シート２６を断熱ボード組合せ箱体１５と外箱４の間に挟み込み、この断熱箱体１０の外壁である外箱４を接着治具２４の加熱プレート２５によりに両側および上側から挟むと同時に押さえ込む。
【００９２】
続いて、加熱プレート２５で外箱４を加熱して、外箱４の内側にあるＨＭ接着シート２６を溶かして、接着治具２４から断熱箱体１０を解放した時に自然冷却されると同時に接着が完了する。この接着方法を取れば、大きな歪みの除去と接着が同時にできる。より精密に歪みを取る必要がある場合には、接着治具２４で断熱箱体１０を固定しているときに、ＨＭ接着シート２６の冷却を行うとよい。
【００９３】
次に、この断熱箱体１０に熱成型用の内箱１６を取り付ける。
【００９４】
図９は、断熱箱体１０とこれに取り付ける内箱ボード部品を模式的に示す斜視図である。図１０は、熱成型用の内箱１６を模式的に示す斜視図である。
【００９５】
図９および図１０に示すように、熱成型できる厚みのある材料で作った内箱１６の断熱箱体１０への取付には、接着剤が有効である。断熱ボードで作製した断熱箱体１０の断熱ボード組合せ箱体１５における凹部内側のサイズに適合した桶状の熱成型できる厚みのある材料で作った有底の内箱１６を、断熱ボード組合せ箱体１５の凹部内に挿入して接着剤で取り付けてもよいが、断熱箱体１０の断熱ボード組合せ箱体１５の内側の各側面に対して、ボード状の内箱ボード部品２７を取り付けた方が作業性がよい。上下左右壁の４枚の内箱ボード部品２７により無底の内箱を構成する。
【００９６】
熱成型は材料の表面を熱により溶解しながら形を整えるため、若干量の隙間が開いていても、溶解した材料が回り込み、隙間を埋める効果がある。この隙間を埋める許容できる程度を嵌合誤差とする。嵌合誤差が３ｍｍ程度あれば、ボード状の内箱ボード部品２７の組み付け誤差は、３ｍｍまで許容できる。厚さ５０ｍｍの４０倍発泡の発泡ポリエチレンの場合、熱成型後の仕上がり寸法が２０ｍｍとした場合、隙間が５ｍｍあっても隙間がふさがることが確認できている。
【００９７】
次に、ボード状の内箱ボード部品２７に対して熱成型を施す。
【００９８】
図１１は、本実施形態２の冷蔵庫製造装置における加熱成型装置の他の要部構成例を示す模式図である。
【００９９】
図１１に示すように、ボード状の４枚の内箱ボード部品２７が上下左右壁として装着された断熱箱体１０Ａを加熱成型装置１１Ａに設置して、厚みのある材料の内箱ボード部品２７の表面に単独面用加熱型２８により熱を加えながら押圧することにより、熱成型できる厚みのある材料の内箱ボード部品２７の表面を溶かしながら所定凹凸形状に熱成型することができる。内箱ボード部品２７の表面に単独面用加熱型２８により棚設置用の棚受け台等の凹凸部を形成し、滑らかな表面を作ることができる。
【０１００】
加熱成型装置１１Ａは、ヒーターブロック２９により加熱された単独面用加熱型２８を稼働軸１３を昇降させることにより、熱成型できる厚みのある材料である内箱ボード部品２７の表面に必要量押し付けて、熱成型できる厚みのある材料に熱を加えながら、徐々に表面を溶解させてゆく。熱成型は、一体となった１つの型で実施してもよいが、左右方向に移動自在な二つの加熱型２８を用いて、二つの加熱型２８を左右に開くように動かして、左右方向の内箱ボード部品２７の表面にそれぞれ所定凹凸形状を熱成型する。また同様に、前後方向に移動自在な二つの加熱型２８を用いて、二つの加熱型２８を前後に開くように動かして、前後方向の内箱ボード部品２７の表面にそれぞれ所定凹凸形状を熱成型する。さらに必要があれば、内箱１６を用いた場合には、内箱１６の底面に対して一体となった１つの金型で、内箱１６の底面に所定凹凸形状を熱成型することもできる。
【０１０１】
なお、一体となった１つの型で熱成型する場合には、１回の動作で内箱の形状を作れるため、作業性が良い。しかし、ユーザ取り扱い面である庫内面に押し付けた時の引きずった跡が付くことがある。
【０１０２】
その対策には、前述したように、各面毎に個別の加熱型２８で加工すればよい。即ち、各面毎に個別に熱成型するためには、単独面用加熱型２８を左右軸２９で矢印の開く方向に動かせばよい。こうすることにより、一体となった１つの型で熱成型する場合のように引きずった跡が付くことはないが、複数の作業を行う必要がある。このため、製品に求める機能に応じて使い分けを行う。
【０１０３】
上述では、断熱箱体１０を作った後で、内箱内面に内箱ボード部品２７を貼り付けたが、断熱ボードを組み立てる前に、板状の内箱ボード部品２７を貼り付ける方法でもよい。完成した断熱箱体の断面構造またはこれを用いた冷蔵庫パネルの断面構造は、図１２に示すように鉄板などの外箱材料３０、接着層３１、フィルムや紙３２、発泡ポリウレタン３３、フィルムや紙３４、接着層３５、内箱（熱成型材料層３６）となっている。この熱成型材料層３６が上記では内箱ボード部品２７に凹凸形状を転写したものになる。
【０１０４】
各層の厚みは、鉄板などの外箱材料３０は０．５〜２ｍｍ、接着層３１は０．０５〜１ｍｍ、フィルムや紙３２は０．１〜０．５ｍｍ、発泡ポリウレタン３３は２０〜８０ｍｍ、フィルムや紙３４は０．１〜０．５ｍｍ、接着層３５は０．０５〜１ｍｍ、内箱（熱成型材料層３６）は５〜１００ｍｍである。
【０１０５】
要するに、断熱箱体の断面構造またはこれを用いた冷蔵庫パネルの断面構造は、金属外装（外箱４）と断熱層を接着させることができる第１の接着層と断熱層と凹凸形成層を接着させることができる第２の接着層を設け、接着層、断熱層、接着層、凹凸形成層の４層をこの順に備えている。
【０１０６】
上述の積層断面構造は、前記した断熱箱体１０Ａに限らず、ドアなどの他の部材に用いることもできる。この方法で製造した冷蔵庫は、棚の形状を変更したい場合などに、熱成型材料層３６の厚みが１０ｍｍ程度残っていれば、はんだコテなどの小型の加熱道具を用いることにより、棚台形状や位置を微調整することができる。
【０１０７】
熱成型材料層３６の最表面に５００μｍを超える厚めのスキン層が形成されている場合は、冷蔵庫使用中に、庫内に傷を付けてしまった場合に、はんだコテなどの小型の加熱道具を用いることにより、熱により表面を少し溶解させることで、傷を目立たなくさせる補修ができるというメリットがある。
【０１０８】
以上により、凹凸形成層として、熱成型前の内箱材料２ａや内箱ボード部品２７、内箱１６などは、加熱により形状を変化させることができる材料で形成されており、発泡ウレタン、発泡ホリプロピレン、発泡ポリエチレン、発泡エチレンビニルアルコール、発泡ユリア樹脂などの熱可塑性樹脂の発泡体が好適である。接着層は、予め、凹凸形成層と断熱ボードを接着している。接着後にガス成分が発生しない接着剤がよく、ホットメルト接着剤が適する。断熱ボードは、断熱性の高い硬質発泡ウレタンが用いられるが、より断熱性を重視するのであれば、真空パックなどと一緒に用いる場合もある。接着層は、断熱ボードと金属板の接着に用いられるが、ボード状態の時に接着してある必要はない、接着後にガス成分が発生しない接着剤がよく、ホットメルト接着シートが適する。金属板は、冷蔵庫の最外殻を形成するもので、８枚のボードの組み合わせた時の強度を保つ役割がある。通常は鉄板の曲げ加工品である。
【０１０９】
ここで、更に熱成型できる熱可塑性材料の発泡材料について説明する。
【０１１０】
実際に冷蔵庫を作製するに当たり熱成型可能な材料は、発泡倍率１５倍以上のビーズ発泡ポリプロピレン（ＰＰ）と、発泡倍率１５倍以上のビーズ発泡ポリエチレン（ＰＥ）とを挙げることができる。この場合、７０ｇ/ｃｍ２以下で熱成型することができる。また、    摂氏２５０度以下で熱成型することができる。
【０１１１】
中でも発泡倍率１５倍以上のビーズ発泡ポリプロピレン（ＰＰ）は熱成型後の表面が堅くて、ツヤおある表面を得ることができて、食品（醤油やソースやお酢）に対しても耐久性がある。これによって、複雑な曲線を持つ棚受け台などの凹凸形状や美観の良いつやのある滑らかな内面を得ることができる。
【０１１２】
また、熱成型が可能な材料であるが、熱圧縮時の圧縮圧力が高くて使いにくい材料としては、（１）押し出し発泡成型で作られた発泡ポリプロピレン（ＰＰ）、（２）押し出し発泡成型で作られた発泡ポリエチレン（ＰＰ）、（３）押し出し発泡成型で作られた発泡ポリエチレンビニルエーテル（ＥＶＡ）、（４）ビーズ発泡スチロール（ＰＳ）、（５）熱可塑性の発泡ポリウレタン（ＰＵ）などがある。
【０１１３】
以上は実際に実験した材料である。一般的に、熱可塑性と呼ばれる材料（射出成型できるもの）であれば、熱成型も可能である。
【０１１４】
因みに、熱成型できない材料としては、（１）フェノール樹脂（所謂ベークライト）、これは摂氏４００度でも変化しない。また、（２）熱硬化性の発泡ポリウレタンは摂氏３００度以上で、焦げてしまう。
【０１１５】
以上も実際に実験した材料である。また、熱硬化性材料やガラス繊維などのフィラーが混入されたものは成型できない。
【０１１６】
要するに、本実施形態２の断熱箱体１０Ａの製造方法は、断熱ボードを組み合わせて断熱ボード組合せ箱体１５を形成し、断熱ボード組合せ箱体１５を外箱４内に嵌め込むと共に、内箱１６または内箱ボード部品２７を断熱ボード組合せ箱体１５内に嵌め込んで熱成型前の断熱箱体１７を組み立てる断熱箱体組立工程と、上記実施形態１の断熱・緩衝材の製造方法を用いて、表面を熱成型できる厚みのある、内箱内面の断熱・緩衝材表面に加熱金型２８の凹凸形状を押し当てて熱成型することにより内箱内面に凹凸形状を持つ断熱箱体１０Ａを形成する熱成型工程とを有している。この断熱箱体は積層構造であり、断熱ボードの断熱層と内箱の凹凸形成層の少なくとも両層を有している。
【０１１７】
以上により、本実施形態２によれば、内面を熱成型できる厚みのある材料からなる内箱と、金属製の外箱との間に断熱ボード組合せ箱体を設けるため、複雑な曲線を持つ棚受け台などの凹凸形状や美観の良いつやのある滑らかな内箱内面を得ることができて、従来のように複雑な製造装置や製造工程を用いることなく、美観と利便性が確保できたり、組立に嵌合精度が低くても断熱箱体を歩留まりよく成型することができる。
【０１１８】
これによって、従来のように重厚な金型や治具を使わずに、内面に複雑な凹凸形状を持つ組立式の冷蔵庫を簡単に製造することができる。
【０１１９】
なお、本実施形態２では、上記断熱・緩衝材が庫内表面に用いられているかまたは、上記断熱箱体１０Ａが用いられている冷蔵庫について説明したが、これに限らず、上記断熱・緩衝材や上記断熱箱体１０Ａは冷蔵庫の他に冷暖房器、空気清浄器やエアーコンディショナなどに用いることもできる。
【０１２０】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１、２を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１、２に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１、２の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、断熱・緩衝材の製造方法、これを用いた断熱箱体の製造方法、断熱・緩衝材の製造方法により製造された断熱・緩衝材、断熱箱体の製造方法により製造された断熱箱体および、断熱・緩衝材または断熱箱体を用いた冷蔵庫の分野において、複雑な曲線を持つ棚受け台や美観の良いつやのある滑らかな内箱内面を得ることができて、従来のように複雑な製造装置や製造工程を用いることなく、美観と利便性が確保できたり、組立に嵌合精度が低くても断熱箱体を歩留まりよく熱成型することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１  熱成形前の断熱箱体
１Ａ  断熱箱体
２  内箱材料
２ａ  熱成型前の内箱材料
３  空間
４  外箱
５  冷蔵庫
６  棚
７  棚受け台
１０，１０Ａ  断熱箱体
１１，１１Ａ  加熱成型装置
１２  加熱内型
１３  ヒータブロック
１４  稼働軸
１５  断熱ボード組合せ箱体
１６  内箱
１７  熱成型前の断熱箱体
１８  上カバー
１９  下カバー
２０  発泡ウレタン
２０ａ  断熱材料
２１  ノズル
２２  支持板材料
２３  板状の断熱箱体部品
２３ａ〜２３ｆ  ボード部品
２４  接着治具
２５  加熱プレート
２６  ＨＭ接着シート
２７  内箱ボード部品
２８  単独面用加熱型
２９  左右軸
３０  外箱材料
３１  接着層
３２  フィルム／紙
３３  発泡ポリウレタン
３４  フィルム／紙
３５  接着層
３６  内箱の熱成型材料層
【図２】
2013228062.tif 000003
【図３】
2013228062.tif 000004
【図４】
2013228062.tif 000005
【図５】
2013228062.tif 000006
【図６】
2013228062.tif 000007
【図７】
2013228062.tif 000008
【図８】
2013228062.tif 000009
【図９】
2013228062.tif 000010
【図１０】
2013228062.tif 000011
【図１１】
2013228062.tif 000012
【図１２】
2013228062.tif 000013
【図１４】
2013228062.tif 000014
【図１５】
2013228062.tif 000015
【図１】
2013228062.tif 000016
【図１３】
2013228062.tif 000017
【図１６】
2013228062.tif 000018