(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁材によって形成された外殻内の空隙に真空断熱パネルを配設し、残った空隙に多孔質断熱材を充填して成る断熱体において、
前記壁材に複数の凹部を形成し、前記真空断熱パネルを前記凹部に対応する前記壁材内面の複数の底点を介して前記壁材と接触させて配設したことを特徴とする断熱体。
【請求項２】
前記壁材と前記真空断熱パネルとが、断熱性のある接着剤を介して接する請求項１に記載の断熱体。
【請求項３】
前記壁材と前記真空断熱パネルとが、多孔質物質の接着剤を介して接する請求項１に記載の断熱体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の断熱体を備えた冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、冷蔵庫などの断熱を要する壁面の金属製薄板や樹脂成型品などで構成された間隙に、断熱材として真空断熱パネルを配設して成る断熱体に係り、特に、真空断熱パネルの冷蔵庫外殻への配設に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷蔵庫などに用いる断熱体の壁面は、外郭面を鉄板などの金属製薄板で覆い内面部分を樹脂成形品で形成して、その間隙に発泡ウレタンを注入発泡して充填させたものが用いられてきた。
断熱材である発泡ウレタンの発泡剤には、ハイドロクロロフルオロカーボン類である１, １−ジクロロ−１−フルオロエタン(HCFC141b)が用いられてきたが、近年、オゾン層破壊の原因となる塩素を分子中に含まないハイドロフルオロカーボン類やハイドロカーボン類を用いることが提案されている。
【０００３】
例えば、特開平２−２３５９８２号公報では１, １, １, ３, ３−ペンタフルオロプロパン(HFC245fa)や１, １, １, ４, ４, ４−ヘキサフルオロブタン(HFC356mffm)のようなハイドロフルオロカーボン類を、特開平３−１５２１６０号公報ではシクロペンタンなどのハイドロカーボンを、発泡剤に適用した発泡ウレタンの製造方法が開示されている。しかしながら、これら発泡ウレタンの断熱性は１９〜２０mw/MK であり、オゾン層破壊物質の仕様規制前に用いていたクロロフルオロカーボン類を用いた場合の１６mw/MK の断熱性に比較すれば明らかに劣る。
【０００４】
このため、従来の発泡ウレタンの２倍以上の断熱性能である５〜10mw/MK の断熱性が得られる真空断熱パネルを応用する技術が提案されている。このような真空断熱パネルの芯材は、大気圧相当以上の強度を有し、熱伝導と輻射伝熱の量を抑制することが必要になり、従って、芯材には伝熱量が小さい物質で作られた多孔質物質の板を用いることが有効であり、例えば、特開昭６０−２０５１６４号公報では連通気泡の発泡ウレタンが用いられている。
【０００５】
また、断熱体への配設についても、特開昭６０−６０４８３号公報では冷蔵庫の内装材である内箱または外装材である外箱の表面に真空断熱パネルを貼り付けることに関して、発泡ウレタンの注入液が流れて拡散する通路を設けて配設する方法が提案されている。さらに、特開昭６１−１９５２５９号公報では冷蔵庫の内箱の形状に合わせて一方の面を成形した真空断熱パネルを作成し、その内箱形状の適合位置に配設する方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、真空断熱パネルが有する伝熱構成要素としては、多孔体が有する伝熱構成要素のうち、気孔内のガスを排除したことによってガスを伝わる熱が削除され、樹脂を伝わる熱と輻射によって伝わる熱のみとなるため、真空断熱パネルに優れた断熱性能が発現されることが知られている。従って、アルミ箔を備えたラミネートシートなどで包装された真空断熱パネルが、例えば、一般的な冷蔵庫の配設方法である薄板鋼板から成る外箱に接着などによって固定され、樹脂成型品から成る内箱との間隙に発泡ウレタンが充填されてなる構成においては、その包装材を伝わる熱拡散を加味した断熱性能を考慮する必要がある。
【０００７】
例えば、特開昭５９−１４６９９３号公報においては、包装材のガスバリヤー性を確実なものにするために内層部分に設けたアルミ箔について、その伝熱による影響を抑制する目的のために、ピンホールなどの欠陥を含まないようにしてガスバリヤー性の低下を阻止し、しかも最も薄い厚さのアルミ箔を用いるものであり、厚さを特定厚さに制限する提案がなされている。
しかし、外装材が受けた熱は、真空断熱パネルの包装材に伝わり、さらに、真空断熱パネルの一方の面に伝わった熱がアルミ箔を含む包装材の側面を伝わってもう一方の面へ移動する。従って、真空断熱パネルに比べて１０の４乗倍もの伝熱性を有するアルミ箔の存在は、真空断熱パネルの断熱性能に少なからず影響を与えることになる。
【０００８】
このため、実開昭６２−１４３１８４号公報では、伝熱を防止する目的で真空断熱材の外被を構成する金属箔層を部分的に除去する発明が提案されている。しかし、これによって得られた真空断熱材には部分的にアルミ箔の除去された樹脂フィルムのみの部分が存在するため、包装材による断熱性能への影響を軽減したとしても、樹脂フィルムのみの部分を通じて外部からのガスの侵入を防ぐことができなくなり、結果的に、真空度の低下に伴う断熱性能の悪化を招くこととなる。
【０００９】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、冷蔵庫等の断熱箱体において外箱表面の熱が、外箱内側に接着された真空断熱パネルの比較的熱伝導の良い包装材に伝わり、さらにこの包装材を伝導することによって生じる真空断熱パネルの断熱性能の悪化を防止することで、断熱効率に優れた断熱体を得るとともに、経時的な真空度の低下に伴う断熱性能の悪化も防止できる断熱体を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る断熱体は、壁材によって形成された外殻内の空隙に真空断熱パネルを配設し、残った空隙に多孔質断熱材を充填して成る断熱体において、前記壁材に複数の凹部を形成し、前記真空断熱パネルを前記凹部に対応する前記壁材内面の複数の底点を介して前記壁材と接触させて配設したものである。
【００１２】
また、前記壁材と前記真空断熱パネルとが、断熱性のある接着剤または多孔質物質の接着剤を介して接するものである。
【００１５】
さらに、本発明の冷蔵庫は、上記いずれかに記載の断熱体を備えた冷蔵庫である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の第１の態様に係る断熱体６の例を表す部分断面図である。断熱体６は金属製薄板等で構成された外壁材１と樹脂成型品等で構成された内壁材２とから成る外殻を有し、その内部には真空断熱パネル３が配置され、残りの空隙に多孔質断熱材４が充填されている。
真空断熱パネル３の表面には例えば５〜１５ｍｍ程度の段差を有する凹凸面を形成して凸部５ａを設け、真空断熱パネル３はその凸部５ａを外壁材１に接して配設されている。４は発泡ウレタンフォーム等の多孔質断熱材で、前記外壁材１と真空断熱パネル３の凸部５ａによって作られた空間と、内壁材２と真空断熱パネル３との間に構成された空間の双方に充填されており、各々を接着することで断熱体を構成している。
【００１７】
真空断熱パネル３は、例えば図２に表した断面図のように、芯材７とそれを覆うアルミ箔等のガスバリヤー性を有する持ったフィルム層８により構成される。また、芯材７に一定の方向性を持った凹凸面を形成することで、真空断熱パネル３表面の凸部５ａを形成するようにしている。
図３は断熱体６を製造する際における多孔質断熱材４の充填過程を表したものである。真空断熱パネル３に設ける凸部５ａの形状や数は適宜定めて良いが、図３に示すように、多孔質断熱材４の充填方向と平行する向きに延長する凸部を真空断熱パネル３に複数個設けると、凸部５ａと壁材とによって形成された５〜１５ｍｍの段差の空間部への多孔質断熱材４の充填を容易に行えるので好都合である。なお、図３において、１１は多孔質断熱材４の注入口、矢印は多孔質断熱材４の流れを示す。
【００１８】
このように、真空断熱パネル３の凸部５ａ部分でのみ外壁材１と接触する構成とすることにより、真空断熱パネル３を構成するフィルム層８の片側全面が外壁材１と接触していた従来に対し、接触面積が小さくなり、結果として真空断熱パネル３に伝わる熱量が少なくなり、３〜５％の熱通過率が改善された断熱性能に優れた断熱体を得ることができる。また、凸部５ａを含めた芯材７全体をフィルム層８により覆っているので、真空断熱パネル内への経時的なガス侵入も防止でき、経時的な真空度の上昇に伴う熱伝導率の悪化を招くこともない。
【００１９】
なお、上記実施の形態１では、真空断熱パネル３はその凸部５ａを外壁材１に接するように配設したが、図４に表すように、真空断熱パネル３の凸部５ａを内壁材２に接するように配設しても同様の効果が得られる。
【００２０】
実施の形態２．
図５はこの発明の第２の態様に係る断熱体６の例を表す部分断面図である。ここでは、外殻を構成する外壁材１の金属製薄板を５〜１５ｍｍ程度の段差を有する波形状に加工し、外壁材１に複数の凹部５ｂを形成している。真空断熱パネル３はこの凹部５ｂの底点に接するよう配設される。
【００２１】
このようにすることで、実施の形態１と同様に、外壁材１と真空断熱パネル３の接触面積が小さくなるので、断熱性能の良い断熱体を得ることができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態２においては、外壁材１に波形を形成して凹部５ｂを設けたが、図６に表すように、外殻を構成する内壁材２に波形を形成して凹部５ｃを設け、真空断熱パネル３をその凹部５ｃに位置決めしても同様の効果が得られる。
また、凹部５ｂや５ｃの形状や数は適宜定めて良いが、凹部５ｂ，５ｃの延長方向が多孔質断熱材４の充填方向と平行となるように壁材１，２に波形を設けると、多孔質断熱材４の充填がこれらの凹部によって妨げられることがなくなり好都合である。
【００２３】
実施の形態３．
図７はこの発明の第３の態様に係る断熱体６の例を表す部分断面図である。ここで、９は断熱性を有する接着剤であり、例えば多孔質樹脂の接着剤である。先の実施の形態１において真空断熱パネル３は、その表面に設けた凸部５ａを外壁材１に直接に接して配設されていたが、ここでは、そこに接着剤９を介して外壁材１と凸部５ａ頂点とを間接的に接着し、外壁材１と真空断熱パネル３とを固定する。これによって、実施の形態１より更に断熱性能を改善した断熱体６が得られる。
【００２４】
なお、図８に表すように、断熱性を有する接着剤９を介して外殻を構成する内壁材２と真空断熱パネル３の凸部５ａ頂点との間を間接的に接着し、内壁材２と真空断熱パネル３とを固定しても、同様に断熱性能を改善した断熱体６が得られる。
【００２５】
実施の形態４．
図９はこの発明の第４の態様に係る断熱体６の例を表す部分断面図である。ここで、９は断熱性を有する接着剤であり、例えば多孔質樹脂の接着剤である。先の実施の形態２において、真空断熱パネル３は、外殻を構成する外壁材１を波形状に形成して得られた凹部５ｂと直接接するように配設されていたが、ここでは、そこに断熱性のある接着剤９を介して凹部５ｂ底点と真空断熱パネル３とを間接的に接着し、外壁材１と真空断熱パネル３を固定する。これによって、実施の形態２より更に断熱性能を改善した断熱体６が得られる。
【００２６】
なお、図１０に表すように、外殻を構成する内壁材２を波形状に形成して凹部５ｃを設け、断熱性を有する接着剤９を介してその凹部５ｃ底点と真空断熱パネル３との間を間接的に接着し、内壁材２と真空断熱パネル３とを固定しても、同様に断熱性能を改善した断熱体６が得られる。
【００２７】
実施の形態５．
図１１はこの発明の第５の態様に係る断熱体６の例を表す断面図、そして図１２は、この断熱体６に用いられる真空断熱パネル３である。
ここで真空断熱パネル６は、表面に凹凸を有するように粗面として仕上げられた芯材７とそれを覆うフィルム層８により構成され、その面粗さ故に、フィルム層８に覆われた状態で、真空断熱パネル３の表面に、例えば０〜２ｍｍ程度の高さの多数の凸部５ｄを有している。このように構成した真空断熱パネル３を、外壁材１や内壁材２に接触させ、これらの凸部５ｄとの間に多数の空気層１０を形成し、しかる後に内壁材２または外壁材１と真空断熱パネル３との空間に多孔質断熱材４を充填することで、断熱壁を構成する外壁材１や内壁材２との接触面積を減じて、断熱性能に優れた断熱体を得ることもできる。
【００２８】
なお、上記各実施例では、外壁材１または内壁材２のいずれかと真空断熱パネル３とが接触する例を説明したが、本発明は、外壁材１および内壁材２の双方と真空断熱パネル３とが接触する場合も含む。
【００２９】
【発明の効果】
以上この発明によれば、真空断熱パネルがその表面に形成された凸部を壁材に接して配設されるため、壁材と真空断熱パネルとの接触面積が小さくなり、壁材から真空断熱パネルの構成要素の中で最も熱伝導率の高い包装材への直接の熱伝導を遮断する効果が得られる。したがって、受熱面（例えば外壁材）からその対面（例えば内壁材）へ伝わる熱量の内、真空断熱パネルの包装材表面を伝わる熱量が減じて、断熱体の断熱性能が向上する。
【００３０】
また、真空断熱パネルがその一部を壁材に形成された凹部に接して配設されるため、壁材と真空断熱パネルとの接触面積が小さくなり、真空断熱パネルの包装材表面を伝わる熱量が減じて、断熱体の断熱性能が向上する。この場合には、真空断熱パネルの形状を簡易にできるので、製造が容易で安価な真空断熱パネルが使えるという利点を有する。
【００３１】
また、樹脂などから成る接着層を介在させて壁材と真空断熱パネルとを部分的に接触させることで、更なる伝熱が抑制でき、断熱体の断熱性能が大きく向上する。
【００３２】
また、真空断熱パネルを構成する芯材に凸部を形成することにより真空断熱パネルの表面に凸部を設けるため、他の要素や部品を別途設けて凸部を形成した場合に比べて、配設の安定性が優れ製造が容易になる。
【００３３】
さらに、真空断熱パネルを構成する芯材の表面を粗面に仕上げることで真空断熱パネルの表面に凸部を設けるため、比較的小さくしかも先端が鋭角な凸部が多数得られて、壁材と真空断熱パネルとの接触面積を効率よく小さくできるので、優れた断熱性能の断熱体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１の態様を示す断熱体の部分断面図である。
【図２】  この発明に用いる真空断熱パネルの一例を示す断面図である。
【図３】  この発明の断熱体の製造時における多孔質断熱材の充填過程を説明する斜視図である。
【図４】  第１の態様の他の例を示す断熱体の部分断面図である。
【図５】  この発明の第２の態様を示す断熱体の部分断面図である。
【図６】  第２の態様の他の例を示す断熱体の部分断面図である。
【図７】  この発明の第３の態様を示す断熱体の部分断面図である。
【図８】  第３の態様の他の例を示す断熱体の部分断面図である。
【図９】  この発明の第４の態様を示す断熱体の部分断面図である。
【図１０】  第４の態様の他の例を示す断熱体の部分断面図である。
【図１１】  この発明の第５の態様を示す断熱体の部分断面図である。
【図１２】  この発明に用いる真空断熱パネルの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  外壁材、２  内壁材、３  真空断熱パネル、４  多孔質断熱材、５ａ  真空断熱パネルの凸部、５ｂ  外壁材の凹部、５ｃ  内壁材の凹部、５ｄ  真空断熱パネルの凸部、６  断熱体、７  芯材、８  フィルム層、９  接着剤、１０  空気層。
【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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【図９】
0003876551.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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