JPH10292984A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外箱鉄板と真空断熱パネル表面を貫通させる穴
を設置し、外部から断熱箱体内部の真空断熱パネル到達
真空度を検査できるようにして信頼性の高い冷蔵庫を提
供することにある。 【解決手段】真空断熱パネルを設置した外箱に外部と真
空断熱パネル表面を貫通する穴を設置して、外箱外側面
を真空断熱パネルの到達真空度より低い真空度に真空排
気することにより発生する、真空断熱パネル表面の変形
量を外部から直接測定可能とさせることにより、真空断
熱パネル内部の到達真空度を硬質ウレタンフォーム発泡
工程後に実施可能とさせ信頼性を高めた冷蔵庫とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫，冷凍庫、
及び冷凍倉庫等における断熱材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から冷蔵庫用の断熱材としては、内
箱と外箱の間に充填してなるウレタンフォームを断熱材
を採用しているが、ウレタンフォーム自体の断熱性能は
採用する発泡剤によりその熱伝導率が支配されているこ
とからさらに断熱性能を改善するには限界がある。現
在、採用されている硬質ウレタンフォームの熱伝導率
は、約１６〜１９（ｍＷ／ｍＫ）程度である。したがっ
て、さらに冷蔵庫の断熱性能を向上させるためには、内
部を減圧して熱伝導率を下げた真空断熱パネルが知られ
ており、その熱伝導率は７〜８（ｍＷ／ｍＫ）程度まで
下げられる。ここで、真空断熱パネルは減圧時における
変形防止のためにコア材としてシリカパウダーや連続気
泡の発泡ウレタンフォームを板状に切断加工したものが
用いられており、これに加え、減圧時に発生する水分や
ガス成分を吸収して真空度の劣化を防止するゲッター剤
が用いられることもある。これらコア材とゲッター剤を
アルミラミネートフィルムに予め封入し、全体を減圧真
引きされた後ラミネートフィルムを熱溶着して真空断熱
パネルが構成される。

【０００３】このため、真空断熱パネル設置場所として
は形状が複雑で強度の乏しい内箱側よりも強度的に問題
がなく貼付作業性の優れた外箱内面に接着剤等で固定し
たのち外箱と内箱を組み立てそれらの間隙部分にウレタ
ンフォームを充填して冷蔵庫を製作する方法が一般的で
ある。また、外箱と内箱の中間に浮かして固定する方法
も考えられるが固定用部品の追加や貼付作業性が悪く自
動化に向かないことからコスト面で問題がある。この種
の真空断熱パネル貼付方法の代表な物に、特公昭61−91
481 号公報が挙げられる。ここで、真空断熱パネルは減
圧状態が維持されることで性能を確保できるが一旦真空
がリークして真空度が劣化すると性能がウレタンフォー
ム以上に極端に悪くなることが知られている。

【０００４】したがって、前述の様に一旦発泡を完了す
ると真空断熱パネルは、ウレタンフォーム内に完全に密
封されることから真空のリーク等の不良品が発生すると
あとで修正や交換作業が困難となる。このため、真空断
熱パネル単体パネルでの真空度の確認や貼付作業時に穴
が発生しないように十分な配慮が必要であるが、真空断
熱パネルの貼付後に発生した真空のリークに関してはウ
レタンフォーム発泡を行った後では確認する方法がない
ためすべての真空断熱パネルについて信頼性を確保して
量産することが困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】真空断熱パネルを冷蔵
庫断熱材に採用した場合には、その真空度を維持させな
いとパネルの熱伝導率が当初設計の性能より低下し、庫
内の冷気で外箱表面まで冷やされ露付きが発生したり、
冷却性能に著しい劣化が見られたりと冷蔵庫としての基
本機能に大幅なダメージを与えてしまう。このため、真
空断熱パネルを組込む際には、各パネルの真空度が所定
の到達真空度で維持され正常な熱伝導率を発揮できるか
を確認することが必須である。ここで、真空断熱パネル
の検査方法としては、直接真空断熱パネルの熱伝導率を
測定する方法，真空断熱パネルの外側の空間を真空断熱
パネル内の到達真空度より減圧してパネルの変形を測定
し、真空断熱パネル内部の真空度を確認する逆真空検査
法、あるいはヘリウム等の不活性ガスをトレーサガスに
利用したヘリウムガスリーク検査方法等が一般的に知ら
れているが、いずれもパネル単独での検査しか実施する
ことが出来なかった。

【０００６】そこで、真空断熱パネル単体の検査を終了
した後のハンドリングや硬質ウレタンフォーム発泡工程
内で発生した破損や漏れに関しては確認が不可能であっ
た。また、一度硬質ウレタンフォーム発泡を実施すると
真空断熱パネルの交換作業は硬質ウレタンフォームの接
着力が強いため困難で箱体全体を交換することになり、
冷蔵庫の生産時における品質確保に多大の損害を発生さ
せる。このため、硬質ウレタンフォーム発泡を終了した
箱体完成品の段階で、内部の真空断熱パネルを全数検査
できるようにすることは、重要な課題である。そこで、
本発明の目的は上記課題を解決するため、真空断熱パネ
ルを設置して硬質ウレタンフォームを充填完了した冷蔵
庫完成品の段階で外部から真空断熱パネルの到達真空度
を全数検査可能にして、信頼性を向上させた真空断熱パ
ネル組込冷蔵庫を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、冷蔵庫外箱
内側に真空断熱パネルを設置し、そのパネル貼付面であ
る外箱に真空断熱パネルと外気を貫通する穴を設置する
ことによりパネル表面を外部から確認可能とすることに
より解決できる。すなわち、前記従来技術のように、外
箱鉄板に真空断熱パネルを貼付けて硬質ウレタンフォー
ムを充填した場合には、硬質ウレタンフォームが接着剤
の働きをして真空断熱パネルを包み込みシーリング固定
される。

【０００８】このため、冷蔵庫外箱の鉄板表面を真空断
熱パネル内部の到達真空度より下げていくと、真空断熱
パネルがラミネートフィルムと連続気泡硬質ウレタンフ
ォームから成るコア材で構成されているため貫通穴部分
で圧力差が発生するとパネルのラミネートフィルムだけ
が膨張し始める。従って、この貫通穴部分のラミネート
フィルム部分の変位を測定して、変形が始まる時点での
真空到達度を測定すれば、真空断熱パネル内部の現状の
到達真空度を知ることができる。

【０００９】以上の方法によれば、冷蔵庫の最終組立工
程において真空断熱パネルを簡単に全数検査することが
可能となり製品としての信頼性を十分に確認して製品と
して出荷できる。

【００１０】ここで、真空度検査用の貫通穴の周辺部分
に外箱鉄板と真空断熱パネルラミネートフィルム表面の
間隙をシールするように真空用シーリング剤や接着剤、
あるいは真空用Ｏリングを設置すれば外箱表面側を真空
排気して所定の真空度まで達成するまでの時間をさらに
短縮でき効率良く真空断熱パネルの検査ができる。

【００１１】さらに、外箱鉄板に設置した貫通穴の周辺
部分に変形防止用の絞り加工を施してあれば、貫通穴周
辺部分を真空排気した際に発生する外箱鉄板面の変形を
防止でき、貫通穴部分の真空断熱パネル表面の変形度を
精密に測定可能となり、さらに、信頼性を向上させた全
数検査が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図１から
図８により説明する。図１は、冷蔵庫用の断熱箱体に適
用を図った実施例の斜視図である。図１において、外箱
１とプラスチック製の内箱２の間隙部分の外箱鉄板内側
面側に真空断熱パネル４が貼付けられており、それぞれ
の真空断熱パネル４の表面が外部から確認できるように
貫通穴５が設置してある。

【００１３】ここで、真空断熱パネル４は、図２に示す
ように外箱２の内側面側に通常ホットメルト接着剤ある
いは両面テープ等で固定された後内箱３と組立てられ、
硬質ウレタンフォーム６が空隙部分に充填される。従っ
て、真空断熱パネル４は、硬質ウレタンフォーム６で完
全に覆われた形で断熱箱体を形成していることになる。
したがって、従来の方法では、硬質ウレタンフォーム６
に埋められた後で真空断熱パネル４の性能を保証する手
段がなかった。

【００１４】このため、本実施例では、外箱２のＡ部に
外部と真空断熱パネル４がつながる貫通穴５を設置し
て、真空断熱パネル４の到達真空度が外からも確認でき
るようにしたものである。すなわち、図３の拡大断面図
のように真空断熱パネル４の外包材を形成するラミネー
トフィルム７の表面状態が貫通穴５を通して外部から確
認できるようになっている。

【００１５】図４は、真空断熱パネル４の断面図で真空
断熱パネル４内部の構成を示した物である。通常、真空
断熱パネル４の外包容器としては、５ミクロンメータか
ら１０ミクロンメータの厚さのアルミニウム箔にその容
器内面ヒートシール面としてプラスチックスのフィルム
を組合せたラミネートフィルム７が使用される。また、
コア材８につていは、シリカパウダーや連続気泡ウレタ
ンフォームを板状に切断加工したものが用いられてお
り、さらに減圧時に真空断熱パネル４内部に発生する水
分やガス成分及びラミネートフィルム７から浸入してく
る水分やガス分を吸収して真空度の劣化を防止するゲッ
ター剤９が用いられることもある。これらコア材８とゲ
ッター剤９を前記アルミラミネートフィルム７に予め封
入した後全体を減圧真引きされた状態でラミネートフィ
ルム７外周部を熱溶着により密封される。ここで、真空
封止する際の真空断熱パネル内部の到達真空度は、約0.
1Torr程度が量産性と性能のバランスを考慮すると好ま
しい。

【００１６】図５は、貫通穴５周辺部の外箱鉄板２と真
空断熱パネル４のラミネートフィルム７面の間隙に真空
シール材９Ａを設置し、外箱鉄板２の表側を真空排気し
た場合の排気効率を向上させた実施例である。真空シー
ル材９Ａとしては、エラストマ−ガスケットがそれほど
強い接触圧を要さずシール面に追従させることが可能で
あるためラミネートフィルム７に傷つき等を発生させる
ことなく真空シール可能である。特に、この真空シール
材９Ａを貫通穴５の近傍外周部分に設置しておけば、真
空保持させたい貫通穴５から露出しているラミネートフ
ィルム７面までの空間を最小限にでき、真空排気時間が
大幅に短縮できる。

【００１７】図６にて、実施例の構造における真空断熱
パネル４の信頼性確認方法を説明する。前述のように、
真空断熱パネル４の全数検査用の貫通穴５を設置した、
硬質ウレタンフォーム６発泡の完了した冷蔵庫の外箱鉄
板２面を真空断熱パネル４の到達真空度以下になるよう
にするため、貫通穴５をカバーできるような真空容器と
真空排気ポンプを持った到達真空度検査装置１１を利用
する。

【００１８】到達真空度検査装置１１の外箱鉄板２と接
触するフランジ面には、外箱真空シール材１０が設置さ
れており、到達真空度検査装置１１を外箱鉄板２に押し
付けた後、真空排気ポンプ１２により容器内が減圧され
る。ここで、到達真空度検査装置１１の内部には貫通穴
５から露出しているラミネートフィルム７面の変形を測
定できるように変位センサー１３が組み込まれており、
真空排気と同時に変位センサー１３からラミネートフィ
ルム７面までの距離Ｂを測定する。ここで、正常の真空
断熱パネル４内部の到達真空度は、約０.１Torr 程度に
保持されているため、外箱鉄板２部分に設置した貫通穴
５部分を前記到達真空度検査装置１１等を利用して減圧
して行くと真空断熱パネル４内部とラミネートフィルム
７表面側で圧力差が徐々に小さくなって行き、圧力がバ
ランスした後に真空断熱パネル４表面の真空度が真空断
熱パネル４内部の真空度より下がってくるとその差圧に
より、図のように貫通穴５部分のラミネートフィルム７
面を押し上げる力が発生してくる。従って、前述のよう
に貫通穴５のラミネートフィルム７面の変位を連続的に
把握しておれば、貫通穴５部分のラミネートフィルム７
に発生する変形がいつ開始したかを容易に確認でき、そ
の時点における到達真空度検査装置１１の真空容器内真
空度を読みとれば、冷蔵庫断熱箱体の中に埋め込まれた
真空断熱パネル４内部の到達真空度が判る。ここで、貫
通穴５は、外観上目立たない３〜５mm程度の大きさで十
分判定が可能である。

【００１９】また、真空断熱パネル４全体や冷蔵庫箱体
全体を真空下に置くことなく調査が可能となり、到達真
空度検査装置１１も極めてコンパクトに設計可能とな
り、量産時における真空排気時間も短くできることか
ら、硬質ウレタンフォーム６発泡完了した断熱箱体に埋
められた真空断熱パネル４の到達真空度を効率良く検査
できる。

【００２０】さらに、図７（ａ），（ｂ）に示すように
貫通穴５の周辺部の外箱鉄板２に絞り部１４の加工を施
した場合には、さらに貫通穴５部分の強度を上げること
ができ前述のように貫通穴５部分を真空排気したときの
外箱鉄板２の変形を抑さえることができ、貫通穴５部分
の真空断熱パネル４表面のラミネートフィルム７で発生
する微少な変形を精密に測定可能になる。

【００２１】以上の実施例により、測定された真空断熱
パネル４表面の変形量と真空度の測定結果を図８に示
す。到達真空度を下げていくと約０.１Torr の所で真空
断熱パネル４のラミネートフィルム７表面が大きく変形
してくることが明らかである。このことからこの真空断
熱パネル４の内部の到達真空度は約０.１Torr であるこ
とが判り、真空断熱パネル４としての性能を満足してい
ることが確認される。同様に、他の真空断熱パネル４に
ついてもそれぞれに設置した到達真空度確認用の貫通穴
５を利用して真空断熱パネル４内の到達真空度を簡単に
検査することが可能となり冷蔵庫としての信頼性を確保
できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、外箱に貼付けられた真
空断熱パネルの到達真空度を外箱鉄板に貫通した穴を設
置することで硬質ウレタンフォーム発泡の完了した冷蔵
庫完成品の段階で、外部より真空断熱パネルの内部到達
真空度の状態を簡単に全数検査することが可能となり真
空断熱パネルを搭載した断熱箱体の信頼性を飛躍的に高
めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷蔵庫用断熱箱体の斜視図である。

【図２】本発明の冷蔵庫用断熱箱体の横断面の平面図で
ある。

【図３】本発明の冷蔵庫用断熱箱体の外箱鉄板に設置し
た貫通穴周辺部分の詳細断面図である。

【図４】本発明で使用される真空断熱パネルの断面構造
図である。

【図５】本発明の冷蔵庫用断熱箱体の外箱鉄板に設置し
た貫通穴の詳細断面図である。

【図６】本発明の冷蔵庫用断熱箱体の外箱鉄板に設置し
た到達真空度検査装置の到達真空度を検査している状態
の詳細断面図である。

【図７】本発明の冷蔵庫用断熱箱体の外箱鉄板の平面図
（ａ）とそのＣ−Ｃ′断面図（ｂ）である。

【図８】本発明の真空断熱パネル表面のラミネートフィ
ルム面に発生する変形量と真空度の関係を測定した図で
ある。

【符号の説明】

１…断熱箱体、２…外箱、３…内箱、４…真空断熱パネ
ル、５…貫通穴、６…硬質ウレタンフォーム、７…ラミ
ネートフィルム、８…コア材、９…真空シール材、１０
…外箱真空シール材、１１…到達真空度検査装置、１２
…真空排気用ポンプ、１３…変位センサー、１４…絞り
部、１５…変位点。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外箱と内箱の空隙にウレタンフォームを充
   填してなる冷蔵庫において、前記外箱内側に真空断熱パ
   ネルを設置し、その真空断熱パネル貼付面の外箱に貫通
   穴を設置して真空断熱パネル表面を外部から確認可能と
   したことを特徴とする冷蔵庫。
2. 【請求項２】請求項１において、前記外箱に設置した貫
   通穴周辺部分の外箱と真空断熱パネルの間に真空シール
   用の部材を設けたことを特徴とする冷蔵庫。
3. 【請求項３】請求項１において、前記真空断熱パネルの
   コア材として連通気泡硬質ポリウレタンフォームもしく
   は、圧縮連続気泡硬質ウレタンフォームを用いる冷蔵
   庫。
4. 【請求項４】請求項１において、前記真空断熱パネルの
   コア材に加えガス吸着用ゲッター剤として活性炭，合成
   ゼオライト，酸化カルシウム，酸素吸着剤，エチレン吸
   着剤を用いる冷蔵庫。
5. 【請求項５】請求項１において、前記真空断熱パネルの
   外包容器として５ミクロンメータから１０ミクロンメー
   タの厚さのアルミニウム箔を用いその容器内面ヒートシ
   ール面に高密度ポリエチレン、もしくはポリビニールア
   ルコール、もしくはポリエチレンテレフタレート、もし
   くはポリプロピレン、もしくは低密度ポリエチレン、も
   しくはポリアミドの単一フィルムあるいは、それらのフ
   ィルムを複数組合せ、ラミネートしたアルミニウム箔−
   プラスチックラミネートフィルムを用いる冷蔵庫。
6. 【請求項６】請求項１において、前記外箱に設置した貫
   通穴の周辺に補強用の絞り加工を施したことを特徴とす
   る冷蔵庫。