(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却装置を発泡用の型枠にて包囲して外界から区画された所定空間を形成し、同空間内であって冷却装置側の所定位置に疎水性のゴム部材を冷却装置に接着させて配置した後、同型枠に形成された注入口から発泡性材料を注入して所定空間に充満させ発泡層を形成するとともに、発泡性材料が接触する冷却装置及び型枠との接触面に前記ゴム部材により前記冷却装置との接合部が被覆される防水性のスキン層を形成するようにした冷却装置の断熱構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１に冷蔵庫、冷凍庫、冷水機等の冷却装置の冷却効率を上げるための冷却装置の断熱構造の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より各種のオーガ式製氷機が提案されている。例えば、実公平８−３８９７号公報にはオーガ式製氷機としてオーガを収容する冷凍シリンダの保温構造に関する技術が開示されている。このオーガ式製氷機は製氷運動と停止とを繰り返す結果、熱収縮率の異なる冷凍シリンダとこれを保温する発泡ウレタンフォームからなる断熱材との間に隙間ができるため、その隙間に結露水が浸入して氷結することで冷凍シリンダ外周の冷却パイプや断熱材を損傷するのを防止するために考案されたものである。
具体的には軟質の弾性パッキングを冷凍シリンダ外周と断熱材との端面又は冷凍シリンダ外周面との境界に配置し、冷凍シリンダと断熱材との熱膨張差を吸収し冷凍シリンダと断熱材との間に隙間が生じないようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような弾性パッキングを有するオーガ式製氷機は確かに冷凍シリンダと断熱材との間に生じる隙間を吸収するため、その隙間からの結露水等の水の浸入を防止することができる。しかし、実際には弾性パッキングがあっても断熱材自体が水分を吸い込み水が浸入する可能性がある。また、断熱材を構成する発泡ウレタンフォームはそれ自体の温度が下がることで断熱材に一種の結露状態が生じ空気中の水分を吸着してしまう現象が起こる。そのため、これらの水分が原因で弾性パッキングを配置したとしても上記のような水分の氷結に基づく不具合が生じるおそれがあった。また、断熱材が水分を含むことは断熱効率の低下を招来し雑菌の繁殖の原因ともなる。このように、断熱材が水分を含むことに起因して発生する種々の不具合はオーガ式製氷機以外にも冷蔵庫、冷凍庫、冷水機等にも同様の問題として生ずる。
【０００４】
本発明は、このような従来の技術が含有する問題点を解決するためになされたものである。その第１の目的は、冷蔵庫、冷凍庫、冷水機等の冷却装置の断熱材として発泡層への水分の浸入を防止して断熱材が水分を含むことに起因する不具合を解消した冷却装置の断熱構造の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に係る冷却装置の断熱構造の製造方法は、冷却装置を発泡用の型枠にて包囲して外界から区画された所定空間を形成し、同空間内であって冷却装置側の所定位置に疎水性のゴム部材を冷却装置に接着させて配置した後、同型枠に形成された注入口から発泡性材料を注入して所定空間に充満させ発泡層を形成するとともに、発泡性材料が接触する冷却装置及び型枠との接触面に前記ゴム部材により前記冷却装置との接合部が被覆される防水性のスキン層を形成することを特徴とする。
【０００６】
かかる請求項２の製造方法では、発泡用の型枠を冷却装置にセットし、所定空間内にて冷却装置側の所定位置に疎水性のゴム部材を配置した後、注入口から発泡性材料を注入することにより、所定空間内部に発泡層を形成し、また、冷却装置と型枠との接触面に防水性のスキン層を形成する。ここに、ゴム部材が配置される所定位置は、発泡性材料が漏れやすい位置や、他の場所に比べ異形で材料が回りにくい場所等に該当する。
前記製造方法によれば、発泡層の周囲にて、発泡性材料の発泡時発生する気泡が冷却装置と型枠との接触面で潰れてしまうことにより防水性のスキン層が形成されることとなり、これよりスキン層を介して発泡層の内部に水分が侵入してしまうことはなく、従って、発泡層は長期に渡ってその断熱性能を保持することが可能であり、また、冷却装置の部材同士が隣接する継ぎ目部分で隙き間や段差等が形成されてそれら部材間にスキン層が均一に密着できない場合においても、ゴム部材を介して隙き間や段差等を閉塞することにより、発泡層内に水が侵入することを防止することが可能な断熱構造を製造することが可能となる。
【０００７】
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る断熱構造、その製造方法及びオーガ製氷機について、本発明をオーガ式製氷機の断熱構造につき具体化した実施形態に基づいて図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に示すように、ステンレス製の冷凍シリンダ１１内部にはオーガ１２が収納されている。ステンレス製のオーガ１２はその周囲に螺旋状のオーガ刃１３が形成されている。ベース１５上には駆動モータ１６と同駆動モータ１６の回転力を減速して伝達する減速装置１７とが併設されている。冷凍シリンダ１１はハウジング１８を介して減速装置１７上に載置されている。本実施形態における駆動モータ１６は単相１００Ｖで駆動され、減速装置１７の減速機構としては平行軸平歯車３段方式が採用されている。オーガ１２はスプライン継手１９を介して図示しない同減速機構に連結されている。オーガ１２は冷凍シリンダ１１内において軸心回りにゆっくりと回転し、冷凍シリンダ１１内周に形成される氷を掻き落として上方に押し上げる。
【０００９】
冷凍シリンダ１１の外周には銅製の冷却パイプ２１が巻装されはんだ付けにて固定されている。冷却パイプ２１は図示しない公知の冷却ユニット（コンプレッサ、コンデンサ、脱水器等から構成される）に接続され、同冷却ユニットから図示しない導入パイプ及び導出パイプを介して冷媒が供給される。冷却パイプ２１内に導入された冷媒は、同パイプ２１内で蒸発させられ、この時に気化熱が奪われるため冷凍シリンダ１１の温度が下がり、冷凍シリンダ内壁１１ａに製氷水が結氷するというものである。
冷凍シリンダ１１の上方には露受皿２２が配設されている。露受皿２２は中央に形成された連通穴２３によって冷凍シリンダ１１に嵌合されており、滴下した結露水を受ける平板部２５と、平板部２５の外端全周を取り囲む外壁部２６と、冷凍シリンダ１１と隣接する連通穴２３全周を取り囲む内壁部２７とによって構成されている。平板部２５には溜まった結露水を排水する排水パイプ２４が一体的に形成されている。
【００１０】
露受皿２２の上方には氷圧縮ヘッド２８が装着されている。氷圧縮ヘッド２８内部にはオーガ１２の上端部を回転可能に支持する図示しない合成樹脂製の軸受が嵌着されている。オーガ１２の頂部にはカッタ２９が固着されており、オーガ１２の回転に従って回転するようになっている。オーガ１２によって上方に押し上げられたシャーベット状の氷は、氷圧縮ヘッド２８によって圧縮されて氷柱に固められ、このカッタ２９によってフレーク状に削られて氷排出部３０基端から矢印Ａ方向に排出される。
【００１１】
図１及び図２に示すように、前記冷凍シリンダ１１外周であって、前記ハウジング１８の上端面から露受皿２２裏面にかけて断熱部材としての全体形状が筒状の断熱体３１が配設されている。硬質ウレタンフォーム製の断熱体３１は第１のスキン層３２、発泡層３３及び第２のスキン層３４とより構成されている。第１及び第２のスキン層３２、３３は薄い膜状の防水層とされ、発泡層３２は軽量かつ高剛性で厚みのある独立気泡の発泡断熱層とされる。第１のスキン層３２は冷凍シリンダ１１及び冷却パイプ２１の外周に対して接着剤層３５を介して密着状態に形成されている。発泡層３３はこの第１のスキン層３２の外周に密着状態で形成されている。第２のスキン層３４は更に発泡層３３の外周と発泡層３３の上面及び下面外周に密着状態で形成されている。第２のスキン層３４において発泡層３３の外側面を覆う円筒状の第２のスキン層３４部分を外側スキン層３４ａとし、発泡層３３の上面を覆う円環状の第２のスキン層３４部分を上面スキン層３４ｂとし、発泡層３３の下面を覆う円環状の第２のスキン層３４部分を下面スキン層３４ｃとする。
尚、第１のスキン層３２の上端縁と上側スキン層３４ｂの左端縁との間、第１のスキン層３２の下端縁と下側スキン層３４ｃの左端縁との間、及び、上側スキン層３４ｂの右端縁と外側スキン層３４ａの上端縁との間は、それぞれ不連続部を形成しており、これらの各不連続部には、後述するように、テープ部材が配置される。また、図１、図２中、Ｈは、冷却パイプ２１を冷凍シリンダ１１の外周面にはんだ付けする３１に形成されるはんだ層である。
【００１２】
図２に示すように、露受皿２２と冷凍シリンダ１１の継ぎ目、すなわち第１のスキン層３２の上端縁と上面スキン層３４ｂの内周縁との接合部Ｐ１には、緩衝部材としてのシリコーンゴム製又はＥＰＤＭ製の第１のテープ部材３７が冷凍シリンダ１１の周囲に接着剤によって固着されている。また、第１のスキン層３２の下端縁と下面スキン層３４ｃに内周縁との接合部Ｐ２には、第１のテープ部材３７と同一の材料から形成された緩衝部材としての第２のテープ部材３８が冷凍シリンダ１１の周囲に接着剤によって固着されている。同様に、外側スキン層３４ａと上面スキン層３４ｂの外周縁との接合部Ｐ３には、前記第１のテープ部材３７と同一の材料から形成された緩衝部材としての第３のテープ部材３９が露受皿２２の平板部２５裏面に接着剤によって固着されている。また、第１〜第３のテープ部材３７、３８、３９と発泡層３３との接触面には薄い膜状の防水層である第３のスキン層４０が形成されている。
その結果、発泡層３３は第１〜第３のスキン層３２，３４，４０に包囲されて密封状態とされている。尚、図示しないが冷却パイプ２１に冷媒を供給する導入パイプ及び導出パイプであって断熱体３１内部に埋設された部分の外周にもスキン層が密着状態で形成されている。
【００１３】
次に、上記断熱体３１の製造方法について説明する。
図３に示すように、まず、断熱体３１発泡の前工程として上記第１〜第３のテープ部材３７，３８，３９を位置合わせをし接着剤にて固着する。次いで、断熱体３１に包囲される冷凍シリンダ１１及び冷却パイプ２１の外周面に接着剤を塗布する。
前工程完了後、図４に示すように、露受皿２２を装着した冷凍シリンダ１１を（オーガ１２は未装着）上下反転して載置し、アルミニウム製の分割型の型枠４５を露受皿２２上にセットする。型枠４５は組んだ状態で円筒型の胴部４５ａと冷凍シリンダ１１に嵌合される円環状の天井部４５ｂを有し、露受皿２２の裏面が底用型枠の代用とされる。天井部４５ｂに形成された注入口４６から硬質ポリウレタンフォームのフォーム原料Ｍを注入する。
すると、フォーム原料Ｍは徐々に発泡し、型枠４５内部に充満していく。このとき、発泡したフォームと内周壁と接する面には硬質ポリウレタンフォームの膨張力によって気泡が潰れる。冷凍シリンダ１１及び冷却パイプ２１と接した面には第１のスキン層３２が形成される。露受皿２２の平板部２５裏面及び型枠４５内面と接した面には第２のスキン層３４が形成される。上記第１〜第３のテープ部材３７，３８，３９と接した面には第３のスキン層４０が形成される。一方、気泡が潰れることなく発泡することで独立気泡の発泡層３３が成形される。
ここに、硬質ポリウレタンフォームの発泡原料として本実施の形態ではジフェニルメタンジイソシアネートとポリエーテルポリオールを主原料（１：１の配合割合）とし更に発泡剤と触媒を混入した溶液をよく混合した溶液を用いた。本実施の形態の他の条件として注入密度を２５０±１０ｋｇ／立方メートルとし型枠を加熱して（４２±３度Ｃ）フォーム原料Ａを注入後１０分以上養生させて成形後脱型させた。
【００１４】
このように構成した、断熱体３１を有するオーガ式製氷機では、次のような作用効果が生じる。
冷凍シリンダ１１及び冷却パイプ２１が断熱体３１に覆われ、特に発泡層３３による断熱効果によって効率よく製氷可能であるとともに、発泡層３３は第１〜第３のスキン層３２，３４，４０に包囲されて密封状態とされているため結露水等の外部からの水が発泡層３３に浸透してくることがない。その結果、発泡層３３の断熱効果を維持することができる。
また、冷凍シリンダ１１及び冷却パイプ２１と第１のスキン層３２が密着しているためこの隙間に結露水等の外部からの水が浸入することがなく、浸入した水が結氷することによる冷却パイプ２１のような不具合が生じるおそれが極めて少なくなる。また、冷凍シリンダ１１及び冷却パイプ２１と第１のスキン層３２の間には接着剤層３５が形成されており、この接着剤層３５によって第１のスキン層３２が剥がれる可能性は極めて少なくなり更に水が浸入するおそれが少なくなる。
更に、上面スキン層３４ｂと露受皿２２の平板部２５裏面との間は密着しているため、露受皿２２から溢れた水が裏面側に伝わったとしても上面スキン層３４ｂに阻まれて冷凍シリンダ１１方向に流れることがない。
【００１５】
露受皿２２と冷凍シリンダ１１の継ぎ目（接合部Ｐ１）は角部であるため発泡したフォームが回りにくい部分であり第３のスキン層４０が十分形成されない場合もある。しかし第１のテープ部材３７が配設され、独立気泡を有し且つ疎水性のシリコーンゴム又はＥＰＤＭ製であるためフォームの代わりに継ぎ目を塞いで水分が浸入することはない。すなわち、第１のテープ部材３７は独立気泡を有し、疎水性のシリコーンゴム又はＥＰＤＭ製であるためたとえ第３のスキン層４０が十分形成されていなくとも水分が浸入することはない。
また、第１のテープ部材３７はシリコーンゴム等から形成されているため、オーガ式製氷機の駆動時の振動を吸収し、継ぎ目からの水分の浸入を確実に防止する。
更に、第１のスキン層３２の下端縁と下面スキン層３４ｃに内周縁との接合部Ｐ２にはシリコーンゴム又はＥＰＤＭ製の第２のテープ部材３８が配設されている。この部分は断熱体３１の成形時に隙間ができやすい部分であるが第２のテープ部材３８を装着することによって隙間ができにくく、また、この第２のテープ部材３８がオーガ式製氷機の駆動時の振動を吸収し、第１のスキン層３２の下端縁付近からの水分の浸入を確実に防止する。
また、外側スキン層３４ａと上面スキン層３４ｂの外周縁との接合部Ｐ３にはシリコーンゴム又はＥＰＤＭ製の第３のテープ部材３９が配設されている。この部分は断熱体３１の成形時に隙間ができやすい部分であるが第３のテープ部材３９を装着することによって隙間ができにくく、また、前記のように第２のテープ部材３８がオーガ式製氷機の駆動時の振動を吸収することに基づき、第３のテープ部材３９を介して上面スキン層３４ｂと露受皿２２の平板部２５裏面との間からの水分の浸入を確実に防止する。
更に、露受皿２２の裏面を底用型枠の代用型枠としてフォームを形成させることができ、型枠４５が簡素になると同時に、露受皿２２の裏面との間に密着した上面スキン層３４ｂを形成させることが可能となった。
【００１６】
尚、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨ほ逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、次のように変更して具体化することも可能である。
上記実施の形態における緩衝部材としての第１〜第３のテープ部材３７，３８，３９はなくともよい。また、選ばれたいくつかのテープ部材だけを使用するようにしてもよい。好ましくは角部であり露受皿２２と冷凍シリンダ１１の継ぎ目からの水の浸入を防止する効果が顕著であるため少なくとも第１のテープ部材３７を設けることが望ましい。また、上記効果が得られればその形状は問わない。  また、硬質ポリウレタンフォームを断熱体３１として使用したが軟質ポリウレタンフォームであってもスキン層が形成されるのであれば断熱体３１として使用することは可能である。また、その組成、配合割合は適宜変更可能である。また、発泡してなおかつスキン層が形成されるような合成樹脂であればポリウレタンに限定されない。
更に、上記第１〜第３のテープ部材３７，３８，３９の材質としてはシリコーンゴムを使用したが、他の疎水性の軟質部材であっても構わない。
また、上記型枠４５では露受皿２２の裏面を底用型枠の代用型枠としたが、代用とせず自身で底用型枠を有するようにしてもよい。
更に、本発明の断熱構造及びその製造方法はオーガ式製氷機に応用したがその他の冷凍庫、冷蔵庫等に使用することももちろん構わない。その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【００１７】
上記実施の形態から把握できる本発明のその他の技術的思想について下記に説明する。
（１）前記冷却パイプ又は冷凍シリンダの少なくともいずれか一方と前記第１のスキン層との間には接着剤層が形成された請求項６に記載の冷却装置の断熱構造。
（２）前記冷却装置側には発泡性材料を注入する前に接着剤を塗布したことを特徴とする請求項４又は５に記載の冷却装置の断熱構造の製造方法。
【００１８】
【発明の効果】
以上の通り、請求項１の冷却装置の断熱構造の製造方法では、発泡層の周囲にて、発泡性材料の発泡時発生する気泡が冷却装置と型枠との接触面で潰れてしまうことにより防水性のスキン層が形成されることとなり、これよりスキン層を介して発泡層の内部に水分が侵入してしまうことはなく、従って、発泡層は長期に渡ってその断熱性能を保持することが可能であり、また、冷却装置の部材同士が隣接する継ぎ目部分で隙き間や段差等が形成されてそれら部材間にスキン層が均一に密着できない場合においても、ゴム部材を介して隙き間や段差等を閉塞することにより、発泡層内に水が侵入することを防止することが可能な断熱構造を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の実施のオーガ式製氷機の模式断面図。
【図２】  同じ実施形態の断熱体の構造を説明する断面図。
【図３】  同じ実施形態の断熱体の成形のための前工程を説明する説明図。
【図４】  同じ実施形態の断熱体の成形を説明する説明図。
【符号の説明】
１１…冷凍シリンダ、１２…オーガ、１６…駆動手段としての駆動モータ、
３１…断熱部材としての断熱体、３２…第１のスキン層、３３…発泡層、
３４…第２のスキン層、３７…緩衝部材たる第１のテープ部材、
３８…緩衝部材たる第２のテープ部材、３９…緩衝部材たる第３のテープ部材、４０…第３のスキン層。
【図１】
0003886256.tif 000002
【図２】
0003886256.tif 000003
【図３】
0003886256.tif 000004
【図４】
0003886256.tif 000005