JP2015096740A - 真空断熱筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】三次元形状や、鋭角な曲げ形状、部分的な凹凸や、貫通孔などの自由な形態を形成できる真空断熱筐体を形成し、内装筐体部材や外観筐体部材として使用することができる真空断熱筐体を提供すること。【解決手段】外観を形成する外箱２と、内装を形成する内箱３と、前記外箱２と前記内箱３の内部に配置された断熱材４とを備え、前記外箱２と前記内箱３は、ガスバリア部材で構成され、内部を真空密閉して接合した筐体構造としたものである。【選択図】図２

Description

本発明は、冷蔵庫などに用いた真空断熱筐体に関するものである。

近年、地球環境問題である温暖化の対策として省エネルギー化を推進する動きが活発し断熱技術の性能進化に期待されている。従来、この種の断熱技術は、図３３に示されているように、真空断熱材１０１は、ラミネートフィルム１０２などを用い、コア材に繊維マット１０３などを用いた構造にすることで断熱性能を向上させた技術が提案されている。なお、真空断熱材とは、容器内を真空にすることで断熱性能を向上させた構造のことをいう。（例えば、特許文献１参照）。

また、近年の冷蔵庫において、省エネルギーと庫内有効スペース拡大のために断熱特性の高い真空断熱材が使用されるようになってきた。従来、この種の断熱技術は、図３４に示されているように、冷蔵庫本体１０４や扉外板１０５に真空断熱材１０１を用いた構造にすることで断熱性能を向上させた技術が提案されている。（例えば、特許文献２参照）。

また、近年の自動車において、地球環境保全の観点から、環境仕様が強化され、燃料消費率の向上させる手段として、エンジンの性能向上や、ハイブリット化の他に、前途の補記類の動力削減がある。或いはエンジンを用いないモーターを動力とした電気自動車などがある。この種の断熱技術は、図３５に示されているように、自動車の車体１０６の断熱構成として、特にカーエアコンの動力を低減するために、夏場の冷房負荷、冬場の暖房負荷に影響されないように真空断熱材１０１を配置し、配置場所は、車室内空間１０７を構成する面に、エンジンルーム、ボンネット、隔壁、天井面、背面、床面、側面に前部真空断熱材１０１を断熱したい箇所に複数設け（貼る）る構造にすることで断熱性能を向上させた技術が提案されている。（例えば、特許文献３参照）。

特開昭６１−６６０６８号公報 特開平８−２４７６３２号公報 特開２００７−２８３９８９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、内袋にラミネートフィルム１０２或いは、樹脂でコーティングされたアルミフィルムなどで形成された袋状の形態とし、コア材に繊維マット１０３を内設し、ラミネートフィルム１０２内部を、真空引きして封じ真空断熱材としている。形態としてはとしては冷蔵庫本体１０４に使用されている平板形状が基本であり、貯湯式給湯機の貯湯タンクの断熱材など（図示なし）には、平板から曲げて使用されているが、鋭角な曲げ形状や、三次元形状や、部分的な凹凸や、貫通孔などいった自由な形態を形成することが困難であったという課題があった。

また、従来の自動車の車体１０６の断熱部材には、真空断熱材１０１にガスバリア性フィルムを使用していたので、製品の組立作業時や、真空断熱材１０１を製造する工程で、ガスバリア性フィルムが薄肉で傷に弱く破れ易いため、傷が着くと内部の真空度が保たれず品質保証や、長期信頼性の確保が困難であり、真空断熱材１０１の使い方として、冷蔵
庫、自動車などの筐体の中に独立して配置する箱体構成でしか成立しなかったので、外観筐体部材として使用できないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、三次元形状や、鋭角な曲げ形状、部分的な凹凸や、貫通孔などの自由な形態を形成できるものであり、内装筐体部材や外観筐体部材として使用することができる真空断熱筐体を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の真空断熱筐体は、外観を形成する外箱と、内装を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱の内部に配置された断熱材とを備え、前記外箱と前記内箱は、ガスバリア部材で構成され、内部を真空密閉して接合した構造としたものである。

これによって、真空断熱筐体は外観部品や、内装部品としてそのまま使用できるので、三次元形状や、鋭角な曲げ形状、部分的な凹凸や、貫通孔などの自由な形態を形成できるとともに、真空断熱材のようにガスバリア性フィルムのような柔らかい材質が表面を覆う構成でないため、工場内での作業工程時や運搬での傷の発生や、打痕に強く、真空断熱性能と長期信頼性といった品質の向上も実現することができる。

本発明によれば、三次元形状や、鋭角な曲げ形状、部分的な凹凸や、貫通孔などの自由な形態を形成でき、内装筐体部材や外観筐体部材として使用可能な真空断熱筐体を提供することができる。

本発明の実施の形態１における真空断熱筐体の斜視図 本発明の実施の形態１における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態２における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態２における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態２における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態３における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態３における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態３における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態４における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態４における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態４における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態５における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態５における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態５における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態６における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態７における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態８における真空断熱筐体の封止例を示す断面図 本発明の実施の形態９における真空断熱筐体を備えた冷蔵庫の斜視図 本発明の実施の形態９における真空断熱筐体を備えた冷蔵庫の製氷ドアの正面斜視図 本発明の実施の形態９における真空断熱筐体を備えた冷蔵庫の製氷ドアの後面斜視図 本発明の実施の形態９における真空断熱筐体を備えた冷蔵庫の製氷ドアの部品展開図 本発明の実施の形態９における製氷ドアの製造方法を示す固定治具の断面図 本発明の実施の形態９における製氷ドアの製造方法を示す固定治具の断面図 本発明の実施の形態９における製氷ドアの製造方法を示す固定治具の断面図 本発明の実施の形態９における製氷ドアの製造方法を示す固定治具の断面図 本発明の実施の形態９における製氷ドアの製造方法を示す固定治具の断面図 本発明の実施の形態９における製氷ドアの製造方法を示す固定治具の断面図 本発明の実施の形態１０における真空断熱筐体を用いた自動車を側面から見た断面図 本発明の実施の形態１０における真空断熱筐体を用いた自動車を正面から見た断面図 本発明の実施の形態１０におけるヒートポンプ給湯機の貯湯タンクの真空断熱筐体の斜視図 本発明の実施の形態１１におけるヒートポンプ給湯機の貯湯タンクの真空断熱筐体の断面図 本発明の実施の形態１１におけるヒートポンプ給湯機の貯湯タンクの真空断熱筐体の断面図 従来の真空断熱材の断面図 従来の真空断熱材を用いた冷蔵庫の断面図 従来の真空断熱材を用いた自動車を側面から見た断面図

第１の発明は、外観を形成する外箱と、内装を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱の内部に配置された断熱材とを備え、前記外箱と前記内箱は、ガスバリア部材で構成され、内部を真空密閉して接合した構造としていることを特徴とすることにより、外観部品や、内装部品としてそのまま使用できる剛性筐体なので、三次元形状や、鋭角な曲げ形状、部分的な凹凸や、貫通孔などの自由な形態を形成できることや、真空断熱材のように組立作業中にガスバリア性フィルム形態全面での減圧工程がないので、工場内での作業工程での破損や、物流時や機器への組み立て時にフィルムへの傷の発生を起こすことがなく、打痕に強く、真空度を損なわないので、真空断熱性能と長期信頼性の保証を実現することができる。

第２の発明は、前記断熱材は、多孔性構造体で形成されたことを特徴とすることにより、真空断熱筐体の内容積を真空引き工程にて確実に所定の設定真空度に到達するので、求める真空断熱性能を実現することができる。

第３の発明は、前記ガスバリア部材は、ガスバリア性を有する単層部材或いは、異材質で形成された積層部材で構成されたことを特徴とすることにより、外観形状や内装形状によって自由に形状を変えられ、求める断熱性能を容易に実現することができる。

第４の発明は、前記内部を真空密閉して接合される接合部の材質は、同材質で構成されたことを特徴とすることにより、同材質同士で真空密閉して確実に接合でき、断熱性能が得られる構成なので、自動車や、冷蔵庫の内装部材などや、貯湯式給湯機の円柱形状をした貯湯タンクの断熱材などに適した真空断熱性能を実現することができる。

第５の発明は、前記内部を真空密閉して接合される接合部の材質は、異材質で構成され
たことを特徴とすることにより、異材質同士の間にどちらの材質にも結合できる接着層を設けることで真空密閉を確実に接合でき、断熱性能が得られる構成なので、自動車や、冷蔵庫などの意匠部材などに適した真空断熱性能を実現することができる。

第６の発明は、前記接合部は、局部加熱手段により接合して筐体を形成したことを特徴とすることにより、外箱と内箱の接合部近傍のみを局部加熱して接合するので、前記外箱と前記内箱に使用している材料全体への熱影響も最小限に抑えられため、加熱による変形や、材料物性を損なわないので、長期信頼性を保証した断熱性能を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における真空断熱筐体の斜視図、図２は同実施の形態１の真空断熱筐体の封止例を示す断面図である。図１、図２において、真空断熱筐体１は、外観を形成する外箱２と、内装を形成する内箱３と、前記外箱２と前記内箱３の内部に配置された多孔性構造体で形成された断熱材４とを備え、前記外箱２と前記内箱３は、ガスバリア部材で構成され、内部を真空密閉して外箱平坦部２ａと、内箱平坦部３ａを加圧しながら全周局部接合することにより真空断熱筐体１を構成している。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

真空断熱筐体１は、外観を形成する外箱２と、内装を形成する内箱３と、前記外箱２と前記内箱３の内部に配置された断熱材４とを備え、前記外箱２と前記内箱３は、ガスバリア部材で構成され、内部を真空密閉して接合した構造としているので、外観部品や、内装部品としてそのまま使用できる剛性筐体なので、三次元形状や、鋭角な曲げ形状、部分的な凹凸や、貫通孔などの自由な形態を形成できることや、真空断熱材のように組立作業中にガスバリア性フィルム形態全面での減圧工程がないので、工場内での作業工程や、物流時の傷の発生や、打痕に強く、真空度を損なわないので、真空断熱性能と長期信頼性の保証を実現することができる。

また、断熱材４を連続気泡ウレタンフォームや、グラスウールなどの多孔性構造体で形成することにより、真空断熱筐体１の内容積全域を確実に真空引き工程することを容易とし、所定の設定真空度まで到達するので、求める真空断熱性能を実現するとともに筐体の剛性を向上することができる。

また、外箱２と内箱３の材質を、金属板などのガス透過がない材質、或いは、樹脂材などでガスバリア性の良好な酸素透過率の低い材質を使用することにより、同材質同士或いは、異材質同士でも真空密閉して接合する構成なので、様々な材質の組み合わせで外観部材や、内装部材などの真空断熱筐体を実現することができる。

また、外箱２と内箱３の材質を、樹脂材料でガスバリア性の良好なガス透過率の低い材質を使用する等の経年的にわずかに真空度が劣化する場合は、真空断熱筐体１の内部に断熱材４と空気吸着剤（図示なし）を配置することで、外部からの透過した空気を吸着し真空度は保たれるので、真空断熱筐体１としての長期信頼性を保証した断熱性能を実現することができる。

また、樹脂材料でガスバリア性の良好な空気透過率の低い材質としては、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体、液晶ポリマーなどによる成形材料が好ましく、大量生産
にも対応できるので安価に真空断熱筐体１の外観部品や内装部品を実現できる。

また、図２において、外箱２の外箱平坦部２ａと、内箱３の内箱平坦部３ａの材質は、同じ材質同士にしているので、接合を容易とし、材質によって剥離強度も強くできるので、内部の真空度を長期的に保つこともできる。

以上のように、本実施の形態において真空断熱筐体１は、外観を形成する外箱２と、内装を形成する内箱３と、前記外箱２と前記内箱３の内部に配置された断熱材４とを備え、前記外箱２と前記内箱３は、ガスバリア部材で構成され、内部を真空密閉して接合した構造としているので、外観部品や、内装部品としてそのまま使用できる剛性筐体なので、三次元形状や、鋭角な曲げ形状、部分的な凹凸や、貫通孔などの自由な形態を形成できることや、真空断熱材のように組立作業中にガスバリア性フィルム形態全面での減圧工程がないので、工場内での作業工程や、物流時の傷の発生や、打痕に強く、真空度を損なわないので、真空断熱性能と長期信頼性の保証を実現することができる。

（実施の形態２）
図３から図５は、実施例の形態２の真空断熱筐体の封止例を示す断面図である。実施の形態１と同様の構成についての説明は省略する。

図３は内箱３の内面に内箱ガスバリア部材３ｃを配置した構成、図４は内箱３の外面に内箱ガスバリア部材３ｃを配置した構成、図５は内箱３を２層の内箱樹脂部３ｂで構成し層間に内箱ガスバリア部材３ｃを配置した構成を示す。外箱平坦部２ａ或いは、内箱平坦部３ａどちらか片方の接合面には、接着層を形成している。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

図３では、真空断熱筐体１は、外箱２の材質を金属板や、ガラス板などのガス透過がない材質とし、内箱３は、内箱樹脂部３ｂに内箱ガスバリア部材３ｃをインサート射出成形して複合形成され、外箱平坦部２ａ或いは、内箱平坦部３ａどちらか片方の接合面には、接着層を形成してから局部加熱手段を用いて結合するので、熱硬化によりシール性と剥離強度が向上するので、長期信頼性を保証した断熱性能を実現することができる。

また、図３の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、例えばエチレン−ビニルアルコール共重剛体、液晶ポリマーなどの押し出し用成形材料とし、シート或いは、フィルム形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工後に内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成しており、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図３の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、金属箔層を含む樹脂ラミネートフィルム材料としても良く、フィルム形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工後に内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成しており、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、材料費や、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図３の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、エチレン−ビニルアルコール共重剛体、液晶ポリマーなどの押し出しシート或いは、フィルム形状材料と、金属層を含む樹脂ラミネートフィルム材料としても良く、内箱３の内面に配置しているので、製造工程時や、運搬での傷による影響がなく、断熱性能が低下する恐れがないので真空断熱性能を長期保証できる。

また、図３の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、例えばエチレン−ビニルアルコール共重剛体、液晶ポリマーなどの材料を射出用成形材料としても良く、予め内箱ガスバリア部材３ｃを射出成形した後に、内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成するか或いは、二色射出成形機で内箱３と、内箱ガスバリア部材３ｃを同時に射出成形して形成しても良く、成形サイクルも短く大量生産の物作りに適しており、冷蔵庫、自動車などの扉などの一つの製品に数個の扉で構成された商品の物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図３と図４の内箱ガスバリア部材３ｃは、金属材料による鍍金処理或いは、金属材料による蒸着処理などの表面処理としても良く、内箱樹脂部３ｂを射出成形により形成した後、内面でも外面のどちらでも表面処理を施せるので、内箱の形状の凹凸が大きく鋭角といった非常に複雑な形状の場合に適しており、三次元形状の真空断熱筐体を実現できる。

また、図５の内箱ガスバリア部材３ｃとしては、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体とし、内箱樹脂部３ｂと積層構造として、シート形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工により内箱３を形成しており、内箱３を形成する工程を削減できることや、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

（実施の形態３）
図６から図８は、実施例の形態３の真空断熱筐体の封止例を示す断面図である。実施の形態１・２と同様の構成についての説明は省略する。

図６から図８において、外箱２の外周を構成する外箱平坦部２ａには外箱樹脂部２ｂが設けられ内箱平坦部３ａと接合される。なお、実施の形態２のように接着層を接合面に加えてもよい。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

図６では、真空断熱筐体１は、外箱２の材質を金属板や、ガラス板などのガス透過がない材質とし、外箱２に外箱樹脂部２ｂをインサート射出成形して形成され、内箱３は、内箱樹脂部３ｂに内箱ガスバリア部材３ｃをインサート射出成形して形成され、外箱平坦部２ａと、内箱平坦部３ａと、外箱樹脂部２ｂは同じ材質とし、局部加熱手段を用いて結合するので、同じ融点同士なので接合性が良く、シール性と剥離強度が向上するので、長期信頼性を保証した断熱性能を実現することができる。

また、図６の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、エチレン−ビニルアルコール共重合体、液晶ポリマーなどの押し出し用成形材料とし、シート或いは、フィルム形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工後に内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成しており、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図６の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、金属層を含む樹脂ラミネートフィルム材料としても良く、フィルム形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工後に内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成しており、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材など
で、材料費や、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図６の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、エチレン−ビニルアルコール共重合体、液晶ポリマーなどの押し出しシート或いは、フィルム形状材料と、金属層を含む樹脂ラミネートフィルム材料としても良く、内箱３の内面に配置しているので、製造工程時や、運搬での傷による影響がなく、断熱性能が低下する恐れがないので真空断熱性能を長期保証できる。

また、図６の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、エチレン−ビニルアルコール共剛剛体、液晶ポリマーなどの材料を射出用成形材料としても良く、予め内箱ガスバリア部材３ｃを射出成形した後に、内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成するか或いは、二色射出成形機で内箱３と、内箱ガスバリア部材３ｃを同時に射出成形して形成しても良く、成形サイクルも短く大量生産の物作りに適しており、冷蔵庫、自動車などの扉などの一つの製品に数個の扉で構成された商品の物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図６と図７の内箱ガスバリア部材３ｃは、金属材料による鍍金処理或いは、金属材料による蒸着処理などの表面処理としても良く、内部樹脂部３ｂを射出成形により形成した後、内面でも外面のどちらでも表面処理を施せるので、内箱の形状の凹凸が大きく鋭角といった非常に複雑な形状の場合に適しており、三次元形状の真空断熱筐体を実現できる。

また、図８の内箱ガスバリア部材３ｃは、エチレン−ビニルアルコール共重合体とし、内箱樹脂部３ｂと積層構造としても良く、シート形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工により内箱３を形成しており、内箱３を形成する工程を削減できることや、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

（実施の形態４）
図９から図１１は、実施例の形態４の真空断熱筐体の封止例を示す断面図である。実施の形態２と同様の構成についての説明は省略する。

図９から図１１において、外箱２は化粧パネル等の表面板２ｅと背面を構成する外箱樹脂部２ｂからなり外箱樹脂部２ｂには外箱ガスバリア部材２ｃが設けられ、外周部で外箱樹脂部２ｂと内箱平坦部３ａとが接合される。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

図９では、外箱２の外箱樹脂部２ｂは、外箱ガスバリア部材２ｃをインサート射出成形して形成され、内箱３は、内箱樹脂部３ｂに内箱ガスバリア部材３ｃをインサート射出成形して形成され、外箱平坦部２ａと、内箱平坦部３ａは同じ材質とし、局部加熱手段を用いて真空密閉して結合した後、外箱２の表面板２ｅを接合手段により接合して真空断熱筐体１を形成され、製品の外観である外箱２の表面板２ｅを最終工程にすることにより、工程内での傷を防止できことで歩留まりが向上するので、量産時の工程不良を削減することができる。また、表面板２ｅはガス透過性の材料でも可能となる。

また、外箱ガスバリア部材２ｃは、内箱３に断熱材４を挿入後に、外箱ガスバリア部材２ｃと内箱平坦部３ａを加熱し真空密閉する形態としても良く、外箱樹脂部２ｂとインサート成形しなくても真空断熱筐体１を形成することができる。

また、図９の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、エチレン−ビニルアルコール共重合体、液晶ポリマーなどの押し出し用成形材料としても良く、シート或いは、フィルム形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工後に内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成しており、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図９の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、金属層を含む樹脂ラミネートフィルム材料としても良く、フィルム形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工後に内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成しており、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、材料費や、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図９の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体、液晶ポリマーなどの押し出しシート或いは、フィルム形状材料と、金属層を含む樹脂ラミネートフィルム材料としても良く、内箱３の内面に配置しているので、製造工程時や、運搬での傷による影響がなく、断熱性能が低下する恐れがないので真空断熱性能を長期保証できる。

また、図９の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体、液晶ポリマーなどの材料を射出用成形材料としも良く、予め内箱ガスバリア部材３ｃを射出成形した後に、内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成するか或いは、二色射出成形機で内箱３と、内箱ガスバリア部材３ｃを同時に射出成形して形成しても良く、成形サイクルも短く大量生産の物作りに適しており、冷蔵庫、自動車などの扉などの一つの製品に数個の扉で構成された商品の物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図９と図１０の内箱ガスバリア部材３ｃは、例えば金属材料による鍍金処理或いは、金属材料による蒸着処理などの表面処理としても良く、内部樹脂部３ｂを射出成形により形成した後、内面でも外面のどちらでも表面処理を施せるので、内箱の形状の凹凸が大きく鋭角といった非常に複雑な形状の場合に適しており、三次元形状の真空断熱筐体を実現できる。

また、図１１の内箱ガスバリア部材３ｃは、例えばエチレン−ビニルアルコール共合体とし、内箱樹脂部３ｂと積層構造としても良く、シート形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工により内箱３を形成しており、内箱３を形成する工程を削減できることや、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

（実施の形態５）
図１２から図１４は、実施例の形態５の真空断熱筐体の封止例を示す断面図である。実施の形態４と同様の構成についての説明は省略する。

図１２から図１４において、外箱２は化粧パネル等の表面板２ｅと外箱樹脂部２ｂからなり、背面を構成する外箱樹脂部２ｂは二層からなり層間に外箱ガスバリア部材２ｃが設けられ、外周部で外箱樹脂部２ｂと内箱平坦部３ａとが接合される。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

図１２では、外箱２の外箱樹脂部２ｂは、外箱ガスバリア部材２ｃを積層シート成形して形成され、内箱３は、内箱樹脂部３ｂに内箱ガスバリア部材３ｃをインサート射出成形して形成され、外箱平坦部２ａと、内箱平坦部３ａは同じ材質とし、局部加熱手段を用いて真空密閉して結合した後、外箱２の表面板２ｅを接合手段により接合して真空断熱筐体１を形成され、製品の外観である外箱２の表面板２ｅを最終工程にすることにより、工程内での傷を防止できことで歩留まりが向上するので、量産時の工程不良を削減することができる。

また、図１２の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体、液晶ポリマーなどの押し出し用成形材料とし、シート或いは、フィルム形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工後に内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成しており、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図１２の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、金属層を含む樹脂ラミネートフィルム材料としても良く、フィルム形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工後に内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成しており、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、材料費や、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図１２の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体、液晶ポリマーなどの押し出しシート或いは、フィルム形状材料と、金属層を含む樹脂ラミネートフィルム材料としても良く、内箱３の内面に配置しているので、製造工程時や、運搬での傷による影響がなく、断熱性能が低下する恐れがないので真空断熱性能を長期保証できる。

また、図１２の内箱ガスバリア部材３ｃの材質は、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体、液晶ポリマーなどの材料を射出用成形材料としも良く、予め内箱ガスバリア部材３ｃを射出成形した後に、内箱樹脂部３ｂにインサート射出成形することにより内箱３を形成するか或いは、二色射出成形機で内箱３と、内箱ガスバリア部材３ｃを同時に射出成形して形成しても良く、成形サイクルも短く大量生産の物作りに適しており、冷蔵庫、自動車などの扉などの一つの製品に数個の扉で構成された商品の物作りに好ましく、量産化を実現できる。

また、図１２と図１３の内箱ガスバリア部材３ｃは、例えば金属材料による鍍金処理或いは、金属材料による蒸着処理などの表面処理としても良く、内部樹脂部３ｂを射出成形により形成した後、内面でも外面のどちらでも表面処理を施せるので、内箱の形状の凹凸が大きく鋭角といった非常に複雑な形状の場合に適しており、三次元形状の真空断熱筐体を実現できる。

また、図１４の内箱ガスバリア部材３ｃは、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体とし、内箱樹脂部３ｂと積層構造としても良く、シート形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工により内箱３を形成しており、内箱３を形成する工程を削減できることや、冷蔵庫や自動車などの本体など（図示なし）の大物部材などで、成形金型の投資を抑えた物作りに好ましく、量産化を実現できる。

（実施の形態６）
図１５は、実施例の形態６の真空断熱筐体の封止例を示す断面図である。実施の形態４
と同様の構成についての説明は省略する。

図１５において、外箱２は化粧パネル等の表面板２ｅと背面を構成する外箱樹脂部２ｂからなり外箱樹脂部２ｂには外箱ガスバリア部材２ｃが設けられ、その外周部には外箱ガスバリア部材２ｃと連続した外箱ガスバリア平坦部２ｄが設けられるとともに、内箱平坦部３ａにも内箱ガスバリア部材３ｃと連続した内箱ガスバリア平坦部３ｄが設けられ、外箱ガスバリア平坦部２ｄと内箱ガスバリア平坦部３ｄは対向密着して外周部で外箱樹脂部２ｂと内箱平坦部３ａとが接合される。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

外箱２の外箱樹脂部２ｂは、外箱ガスバリア部材２ｃをインサート謝出成形して形成され、内箱３は、内箱樹脂部３ｂに内箱ガスバリア部材３ｃをインサート射出成形して形成され、外箱平坦部２ａと、内箱平坦部３ａは同じ材質とし、局部加熱手段を用いて真空密閉して結合と、同時に外箱ガスバリア平坦部２ｄと、内箱ガスバリア平坦部３ｄを封止した後、外箱２の表面板２ｅを接合手段により接合して真空断熱筐体１を形成されるので、ガスバリア形態が独立して形成できるので、ガス透過率も低減されるので、真空性能が向上でき断熱特性も向上がすることができる。なお、外箱ガスバリア平坦部２ｄと内箱ガスバリア平坦部３ｄは物理的に密着するだけでなく外箱樹脂部２ｂと内箱平坦部３ａとが接合されるのと同時に熱溶着で接合し封止してもよい。

また、外箱ガスバリア部材２ｃは、内箱３に断熱材４を挿入後に、外箱ガスバリア部材２ｃと内箱平坦部３ａを加熱し真空密閉する形態としても良く、外箱樹脂部２ｂとインサート成形しなくても真空断熱筐体１を形成することができる。

（実施の形態７）
図１６は、実施例の形態７の真空断熱筐体の封止例を示す断面図である。実施の形態６と同様の構成についての説明は省略する。

図１６において、外箱２は実施の形態６の表面板２ｅの代わりに三次元加飾フィルム成形を施した外箱樹脂部２ｂとし、外箱樹脂部２ｂには外箱ガスバリア部材２ｃが設けられ、その外周部には外箱ガスバリア部材２ｃと連続した外箱ガスバリア平坦部２ｄが設けられるとともに、内箱平坦部３ａにも内箱ガスバリア部材３ｃと連続した内箱ガスバリア平坦部３ｄが設けられ、外箱ガスバリア平坦部２ｄと内箱ガスバリア平坦部３ｄは対向密着して外周部で外箱樹脂部２ｂと内箱平坦部３ａとが接合される。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

外箱２の外箱樹脂部２ｂは、外箱ガスバリア部材２ｃをインサート謝出成形して形成され、内箱３は、内箱樹脂部３ｂに内箱ガスバリア部材３ｃをインサート射出成形して形成され、外箱平坦部２ａと、内箱平坦部３ａは同じ材質とし、局部加熱手段を用いて真空密閉して結合した後、外箱２を三次元加飾フィルム成形により外観を形成できるので、製品の外観である外箱２の表面形成を最終工程にすることにより、工程内での傷を防止できことで歩留まりが向上するので、量産時の工程不良を削減することができる。なお、外箱ガスバリア平坦部２ｄと内箱ガスバリア平坦部３ｄは物理的に密着するだけでなく外箱樹脂部２ｂと内箱平坦部３ａとが接合されるのと同時に熱溶着で接合し封止してもよい。

また、外箱ガスバリア部材２ｃは、内箱３に断熱材４を挿入後に、外箱ガスバリア部材２ｃと内箱平坦部３ａを加熱し真空密閉する形態としても良く、外箱樹脂部２ｂとインサート成形しなくても真空断熱筐体１を形成することができる。

（実施の形態８）
図１７は、実施例の形態８の真空断熱筐体の封止例を示す断面図である。実施の形態５と同様の構成についての説明は省略する。

図１７と図１４の構成においての違いは外箱２の表面板を金属板やガラス板を表面に配置しない外箱樹脂部２ｂのみで構成している点であり、外箱樹脂部２ｂは二層からなり層間に外箱ガスバリア部材２ｃが設けられ、内箱３は外箱樹脂部２ｂは二層からなり層間に内箱ガスバリア部材３ｃが設けられ、外周部で外箱樹脂部２ｂと内箱平坦部３ａとが接合される。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

外箱２の外箱樹脂部２ｂは、外箱ガスバリア部材２ｃを積層シート成形して形成され、内箱３は、内箱樹脂部３ｂに内箱ガスバリア部材３ｃを積層シート成形して形成され、シート形状に１次加工した後、真空成形或いは、圧空成形し２次加工し、外形抜き加工による３次加工により外箱２と内箱３を形成しており、形成する工程を削減できることや、外箱平坦部２ａと、内箱平坦部３ａは同じ材質とし、局部加熱手段を用いて真空密閉して結合しているので、真空断熱筐体１としての真空度を向上でき、断熱特性も向上できるので自動車の内装ドア部品などの樹脂外観部材に適した構成を実現できる。

（実施の形態９）
図１８は、本発明の実施の形態９における真空断熱筐体を備えた冷蔵庫の斜視図、図１９は、製氷ドアの正面斜視図、図２０は、製氷ドアの後面斜視図、図２１は、製氷ドアの部品展開図である。図２２から図２７は本発明の実施の形態９における製氷ドアの製造方法を示す工程図である。図１８から図２１において、冷蔵庫５の製氷ドア６は、製氷ドア外箱７と、製氷ドア内箱８と、ガスケット１０と、フレーム１１と、製氷ドア内箱８とフレーム１１を固定するフレーム止ネジ１２で構成したものであり、内部の製氷ドア断熱材９を挿入して製氷ドア外箱７と、製氷ドア内箱８を真空密閉して接合することにより真空断熱筐体を構成している。図２２から図２５において、製氷ドア６の製造設備は、製氷ドア外箱７を固定する固定上治具１３と、製氷ドア内箱８を固定する固定下治具１４と、固定上治具１３と固定下治具１４の開口部近傍に配置された真空膜１５と、真空ポンプ（図示省略）で構成している。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

まず、冷蔵庫５の製氷ドア６は、製氷ドア外箱７と、製氷ドア内箱８と、ガスケット１０と、フレーム１１と、製氷ドア内箱８とフレーム１１を固定するフレーム止ネジ１２で構成したものであり、製氷ドア外箱７は、外箱樹脂部７ａに外箱ガスバリア部材７ｂをインサート射出成形して形成され、製氷ドア内箱８は、内箱樹脂部８ａに内箱ガスバリア部材８ｂをインサート射出成形して形成されたものであり、連続気泡ウレタンフォームからなる製氷ドア断熱材９を内部に挿入し、製氷ドア外箱７と、製氷ドア内箱８の周囲を局部加熱手段により溶着し真空密閉することにより、真空断熱筐体としての構成となる。そして、製氷ドアの周囲のみを加熱溶着することで、溶着部以外の部位を加熱しないので、外箱や内箱の変形は最小限に抑えることができる。また、製氷ドア内部は長期に渡って真空状態が保たれ断熱性能を向上できるとともに、製氷ドアの外側表面は樹脂の筐体として剛性強度が向上する。加えて、フレーム止ネジ１２は内箱樹脂部８ａに内部に貫通しないように係止されるので、内箱ガスバリア部材８ｂを傷付けることなくフレーム１１を内箱に取り付けることができるので、製氷ドア内部の真空状態を向上できる。

以上のように、本実施の形態において冷蔵庫５の製氷ドア６は、製氷ドア外箱７と、製氷ドア内箱８と、ガスケット１０と、フレーム１１と、製氷ドア内箱８とフレーム１１を固定するフレーム止ネジ１２で構成したものであり、製氷ドア外箱７は、外箱樹脂部７ａに外箱ガスバリア部材７ｂをインサート射出成形して形成され、製氷ドア内箱８は、内箱樹脂部８ａに内箱ガスバリア部材８ｂをインサート射出成形して形成されたものであり、製氷ドア断熱材９を内部に挿入し、製氷ドア内箱８を局部加熱手段により真空密閉することにより、真空断熱筐体としての真空断熱構造を実現できる。

次に、製氷ドアの製造方法について説明する。図２２から図２７は、製氷ドア外箱７と製氷ドア内箱８の外周を真空状態で熱溶着する工程を示す。各図は、製造設備の主要部である固定治具の断面図で、真空状態での溶着方法を示しており、図２２は、製氷ドア外箱７と製氷ドア８を固定治具にセットする前の状態であり、固定上治具１３の開口面全周に固定上治具角部１３ａを設け、真空膜１５で覆うように配置されており、固定下治具１４には、真空引き孔１４ａと、真空引き接続口１４ｂと、固定下治具角部１４ｃが設けられている。

次に図２３は、製氷ドア外箱７を固定上治具１３に、製氷ドア８を固定下治具１４にセットした後の状態である。

次に図２４は、製氷ドア内箱８に、多孔性構造体で形成される連続気泡ウレタンフォームである製氷ドア断熱材９を挿入する。

次に図２５は、固定上治具１３と固定下治具１４に開口部は縦方向に移動し、真空膜１５によって、密閉空間としている。

次に図２６は、固定下治具１４の真空引き接続口１４ｂに接続された真空装置（図示なし）により、矢印の方向に真空引きされ、固定上治具１４と固定下治具１３の開口部を覆う真空膜１５も内側へ変形してシールする。

また、真空引きは、製氷ドア外箱７と、製氷ドア内箱８に隙間を設けることで、製氷ドア断熱材９の上面全面から連続気泡ウレタンフォームの真空引きを行うことができ、真空引き速度を早く確実に容器内を真空にできる。

また、真空膜１５は、弾性を持ったフレキシブルな材料で形成され、固定上治具角部１３ａと、固定下治具角部１４ｃが固定治具に形成されているので、真空引きされ、内部圧力が低下し、吸引動作を繰返して使用しても破れなどの不具合を解消でき、量産化に適した形態としている。

次に図２７は、設定の真空度を達成した後、固定上治具１３に固定下治具１４を上昇し加圧力を加えるため、固定下治具１４に固定された製氷ドア内箱８の凸部８ａが局部的に製氷ドア外箱７に全周接触し、加熱手段により局部的に溶け合い、製氷ドア外箱７と製氷ドア内箱８を一体化になるので、真空断熱筐体を実現できる。

また、加熱手段は、共振運動による摩擦熱で加熱する超音波溶着や、振動運動による摩擦熱で加熱する振動溶着などや、レーザーや、赤外線など直接熱を加熱する手段などでも実現できる。

また、加熱手段を用いて製氷ドア外箱と製氷ドア内箱を熱溶着する代わりに、接着剤を用いてもよく、例えばＵＶ（紫外線）やヒータによって化学結合する接着剤や熱硬化する接着剤を用いてもよい。

また、真空状態で外周を溶着する本製造方法によって製造された製氷ドアは筐体完成後に内部の真空引きを行う必要がないので、排気管を設ける必要がなく排気管レスの製氷ドアを提供することができる。

（実施の形態１０）
図２８は、本発明の実施の形態１０における真空断熱筐体を用いた自動車を側面から見た断面図、図２９は、本発明の実施の形態１０における真空断熱筐体を用いた自動車を正面から見た断面図である。図２８から図２９において、自動車の車体１６の断熱構造として、車室内空間１７を外部からの熱伝導を防止するために、エンジンの熱を防止するボンネット真空断熱筐体１８と、車室内真空断熱筐体１９と、ドア真空断熱筐体２０と、天井真空断熱筐体２１で構成され、特に車室内真空断熱筐体１９は、車室内への断熱特性を向上するために隔壁部１９ａと、床面部１９ｂと、背面部１９ｃと側面部１９ｄを一連の一体化した真空断熱筐体に構成されている。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

外部との温度環境が激しく異なる自動車の車体１６において、上記真空断熱筐体を各部に配置することで車内外の断熱性能を向上できるとともに車体の剛性強度も向上できる。また、筐体自体が強度を持つため、組み立て時の取り扱い等においてもラミネートフィルム式の真空断熱材のようにフィルムの損傷等に細心の注意を払う必要もなくなる。特に車室内真空断熱筐体１９は、車室内への断熱特性を向上するために隔壁部１９ａと、床面部１９ｂと、背面部１９ｃと側面部１９ｄを一連の一体化した真空断熱筐体に構成にしていることで、断熱材の繋目がなく熱がリークしないので断熱特性も向上でき車室内の冷房、暖房といった負荷が軽減され、省エネになる。

以上のように、本実施の形態において自動車の車体１６の断熱構造は、外部から車室内空間１７への熱伝導を防止するために、エンジンの熱を防止するボンネット真空断熱筐体１８と、車室内真空断熱筐体１９と、ドア真空断熱筐体２０と、天井真空断熱筐体２１で構成され、特に車室内真空断熱筐体１９は、車室内への断熱特性を向上するために隔壁部１９ａと、床面部１９ｂと、背面部１９ｃと側面部１９ｄを一連の一体化した真空断熱筐体として構成することで、断熱材の繋目がなく熱がリークしないので断熱特性も向上でき車室内の冷房、暖房といった負荷が軽減され、省エネになる。

（実施の形態１１）
図３０は、本発明の実施の形態１１におけるヒートポンプ給湯機の貯湯タンクの発泡断熱材の斜視図、図３１は、本発明の実施の形態１１におけるヒートポンプ給湯機の貯湯タンクの発泡断熱材の断面図、図３２は、本発明の実施の形態３におけるヒートポンプ給湯機の貯湯タンクの発泡断熱材の断面図である。図３０において、深夜電力により高温のお湯を貯める貯湯タンク（図示せず）を保温するための貯湯タンク真空断熱筐体２２の構成として、天面真空断熱筐体２３と、前面真空断熱筐体２４と、後面真空断熱筐体２５と、底面真空断熱筐体２６で貯湯タンク前面を覆うように構成されている。

以上のように構成された真空断熱筐体について、以下その動作、作用を説明する。

まず、深夜電力により高温のお湯を貯める貯湯タンク（図示せず）を保温するための貯湯タンク真空断熱筐体２２の構成として、天面真空断熱筐体２３と、前面真空断熱筐体２４と、後面真空断熱筐体２５と、底面真空断熱筐体２６で貯湯タンク前面を覆うように構成されているので断熱性能は向上する。

以上のように、本実施例の形態では、深夜電力により高温のお湯を貯める貯湯タンク（図示せず）を保温するための貯湯タンク真空断熱筐体２２の構成として、天面真空断熱筐体２３と、前面真空断熱筐体２４と、後面真空断熱筐体２５と、底面真空断熱筐体２６で貯湯タンク前面を覆うように構成されているので、貯湯タンク内の湯温の低下を防止するので貯湯熱量としての低下も防止でき、沸き上げ温度を低くする、或いは沸き上げ湯量を低減できるので、沸き上げに必要な電力も省エネが実現できる。

また、図３１において、貯湯タンク前面真空断熱筐体２４は、前面外箱２４ａと、前面内箱２４ｂ内に、貯湯タンク断熱材２７を挿入し、局部的に加熱接合されて形成した真空断熱筐体と、貯湯タンク後面真空断熱筐体２５は、後面外箱２５ａと、後面内箱２５ｂ内に、貯湯タンク断熱材２７を挿入し、局部的に加熱接合されて形成した真空断熱筐体を組合せ、貯湯タンク２８を覆うように構成している。

また、図３２において、貯湯タンク２８からの貯湯タンク配管部材３０に対しても、前面外箱２４ａと前面内箱２４ｂに射出成形加工により孔形状を形成にできるので、逃がすことも可能であり、自由形状に断熱筐体を実現できる。

以上のように、本発明に真空断熱筐体は、冷蔵庫、自動車、ヒートポンプ式給湯機、電気式湯沸かし器、炊飯器、浴槽、住宅の外壁や屋根などの断熱構造にも適用できる。

１ 真空断熱筐体
２ 外箱
２ａ 外箱平坦部
２ｂ 外箱樹脂部
２ｃ 外箱ガスバリア部材
２ｄ 外箱ガスバリア平坦部
２ｅ 表面板
３ 内箱
３ａ 内箱平坦部
３ｂ 内箱樹脂部
３ｃ 内箱ガスバリア部材
３ｄ 内箱ガスバリア平坦部
４ 断熱材
５ 冷蔵庫
６ 製氷ドア
７ 製氷ドア外箱
７ａ 樹脂部
７ｂ ガスバリア部材
８ 製氷ドア内箱
８ａ 樹脂部
８ｂ ガスバリア部材
９ 製氷ドア断熱材
１０ ガスケット
１１ フレーム
１２ フレーム止ネジ
１３ 固定上治具
１３ａ 固定上治具角部
１４ 固定下治具
１４ａ 真空引き孔
１４ｂ 真空引き接続口
１４ｃ 固定下治具角部
１５ 真空幕
１６ 車体
１７ 車内空間
１８ ボンネット部真空断熱筐体
１９ 車室内部真空断熱筐体
１９ａ 隔壁部
２０ ドア部真空断熱筐体
２１ 天井部真空断熱筐体
２２ 貯湯タンク真空断熱筐体
２３ 天面部真空断熱筐体
２４ 前面部真空断熱筐体
２４ａ 前面外箱部
２４ｂ 前面内箱部
２５ 後面部真空断熱筐体
２５ａ 後面外箱部
２５ｂ 後面内箱部
２６ 底面部真空断熱筐体
２７ 貯湯タンク断熱材
２８ 貯湯タンク
２９ 貯湯タンク外観部材
３０ 貯湯タンク配管部材

Claims (6)

1. 外観を形成する外箱と、内装を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱の内部に配置された断熱材とを備え、前記外箱と前記内箱は、ガスバリア部材で構成され、内部を真空密閉して接合した構造としていることを特徴とする真空断熱筐体。
2. 前記断熱材は、多孔性構造体で形成され、連続気泡ウレタンフォームを用いたことを特徴とした請求項１に記載の真空断熱筐体。
3. 前記ガスバリア部材は、単層部材或いは、異材質で形成された積層部材で構成されたことを特徴とした請求項１または２に記載の真空断熱筐体。
4. 前記外観を形成する外箱と、前記内装を形成する内箱の接合部の材質は、同材質で構成されたことを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項記載の真空断熱筐体。
5. 前記外観を形成する外箱と、前記内装を形成する内箱の接合部の材質は、異材質で構成され、異材質同士の間に接着層を設けたことを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項記載の真空断熱筐体。
6. 前記接合部は、局部加熱手段により接合して筐体を形成したことを特徴とした請求項１〜５のいずれか１項記載の真空断熱筐体。

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