JP2023123827A - 貯湯タンクユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】断熱部材の成形性を向上した貯湯タンクユニットを提供する。【解決手段】本開示に係る貯湯タンクユニットは、水を貯留するための貯湯タンクと、貯湯タンクの周囲を覆う発泡断熱部材と、を備えた貯湯タンクユニットであって、発泡断熱部材は、複数の分割断熱部材で構成され、分割断熱部材同士の分割面42aに沿って貯湯タンク側の反対側へ形成された複数のバリ42bを有し、バリの厚さは、1mm以上20mm以下であることを特徴とする。また、本開示に係る貯湯タンクユニットは、水を貯留するための貯湯タンクと、貯湯タンクの周囲を覆う発泡断熱部材と、を備えた貯湯タンクユニットであって、発泡断熱部材は、複数の分割断熱部材で構成され、分割断熱部材同士の分割面に沿って貯湯タンク側の反対側へ形成された複数のバリを有し、複数のバリは、根元部を残した状態で切削されていることを特徴とする。【選択図】図11
Description
本開示は、貯湯タンクユニットに関する。
従来、貯湯式給湯器の貯湯タンクユニットに使用される断熱部材は、貯湯タンクの外形に応じた形状の複数の部品に分割して形成され、貯湯タンクの周囲へ取り付けられている。断熱部材は、硬質ポリウレタンフォームや発泡スチロール等の発泡断熱材で形成され、上型と下型とからなる樹脂成形用金型を用いて発泡成形される(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の樹脂成形用金型を用いた断熱部材の製造方法では、断熱部材を発泡成形する際に樹脂成形用金型のキャビティの上部に気体が閉じ込められてしまい、樹脂材料がキャビティ全体に広がらず、成形性が劣るという課題があった。
本開示は、上記した課題を解決するためになされたものであり、断熱部材の成形性を向上した貯湯タンクユニットを得ることを目的とするものである。
本開示に係る貯湯タンクユニットは、水を貯留するための貯湯タンクと、貯湯タンクの周囲を覆う発泡断熱部材と、を備えた貯湯タンクユニットであって、発泡断熱部材は、複数の分割断熱部材で構成され、分割断熱部材同士の分割面に沿って貯湯タンク側の反対側へ形成された複数のバリを有し、バリの厚さは、1mm以上20mm以下であることを特徴とする。
また、本開示に係る貯湯タンクユニットは、水を貯留するための貯湯タンクと、貯湯タンクの周囲を覆う発泡断熱部材と、を備えた貯湯タンクユニットであって、発泡断熱部材は、複数の分割断熱部材で構成され、分割断熱部材同士の分割面に沿って貯湯タンク側の反対側へ形成された複数のバリを有し、複数のバリは、根元部を残した状態で切削されていることを特徴とする。
本開示に係る貯湯タンクユニットは、断熱部材の成形性を向上することで、貯湯タンクユニット全体での断熱性能を高めることができるという効果を有する。
以下、図面に基づいて実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一又は相当する部分には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。また、以下の説明において、「水」との記載は、原則として、液体の水を意味し、低温の水から高温の湯までが含まれ得るものとする。
実施の形態1.
実施の形態1の樹脂成形用金型、樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法及び貯湯タンクユニットについて、図1から図11を用いて説明する。
実施の形態1の樹脂成形用金型、樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法及び貯湯タンクユニットについて、図1から図11を用いて説明する。
まず、実施の形態1の貯湯タンクユニットを備えた貯湯式給湯器の全体構成について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、本実施の形態の貯湯タンクユニット100を備えた貯湯式給湯器1000を示す斜視図、図2は、貯湯式給湯器1000の回路図である。
貯湯式給湯器1000は、図1及び図2に示すように、水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット110と、ヒートポンプユニット110により加熱された水を貯留して供給するための貯湯タンクユニット100とを備える。ヒートポンプユニット110と貯湯タンクユニット100との間は、ヒートポンプ往き配管21及びヒートポンプ戻り配管22と、電気配線(図示せず)とを介して接続されている。なお、図1では、ヒートポンプ往き配管21及びヒートポンプ戻り配管22の図示を省略している。
貯湯タンクユニット100は、図2に示すように、水を貯湯する貯湯タンク10、貯湯式給湯器1000による沸き上げ、給湯、湯張り等の各機能を担うための機能弁としての減圧弁23、逃し弁24、混合弁25、切替弁26、逆止弁27を備える。貯湯タンク10の下部には、市水等の水源から水が供給される冷水配管28が接続されている。
貯湯タンク10内の下部に貯留される水は、熱源ポンプ29によってヒートポンプ往き配管21を介してヒートポンプユニット110に送られる。そして、ヒートポンプユニット110で大気中の熱を利用して加熱され高温となった水は、ヒートポンプ戻り配管22を通って貯湯タンク10の上部に戻され貯留される。
貯湯タンク10内の温度は、下部から上部にかけて高くなるため、貯湯タンク10内は下部から上部にかけて、低温、中温、高温の温度分布の水が積層して貯留されている。貯湯タンク10の外面には、鉛直方向に、貯湯タンク10内の水の温度を測定するための温度センサ30が複数設けられている。温度センサ30としては、例えばサーミスタが用いられる。
ヒートポンプユニット110は、貯湯タンク10から送られた低温の水を高温にするために加熱する加熱手段である。ヒートポンプユニット110は、二酸化炭素(CO2)等の冷媒を圧縮して高温・高圧にする圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮させるとともに貯湯タンク10から送られる低温の水と熱交換することにより水を凝縮熱で加熱する凝縮器と、凝縮器からの冷媒を減圧する減圧弁と、大気中の熱を吸熱して減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備える。なお、ヒートポンプユニット110の内部構成については図示を省略する。
ヒートポンプユニット110で加熱され貯湯タンク10内に貯留される水は、貯湯タンク10の上部から取り出され、温水配管31を通り混合弁25に送られ、冷水配管28から分岐した分岐給水管32からの水と、混合弁25で所望の温度になるように混合された後、給湯配管33を通って蛇口やシャワーなどの給湯端末34から給湯することで使用される。
次に、貯湯タンクユニット100の構造について、図3から図6を用いて説明する。図3は、貯湯タンクユニット100を示す斜視図、図4は、貯湯タンクユニット100を示す断面図である。なお、図3では、図1に示す貯湯タンクユニット100の外装ケース50の一部を省略して、外装ケース50に収容される内部を主に示している。また、図5は、貯湯タンクユニット100の発泡断熱部材40を説明するための斜視図、図6は図5のA-A断面図である。
貯湯タンクユニット100は、図2で説明した貯湯タンク10(図3では図示を省略する)等の構成に加えて、貯湯タンク10を覆って設けられる発泡断熱部材40、発泡断熱部材40と貯湯タンク10とを内部に収納する外装ケース50、及び外装ケース50の下方に設けられる脚部60をさらに備える。
外装ケース50は、内部に貯湯タンク10及び発泡断熱部材40を収容し、機器としての意匠性、貯湯タンク10の保護、及び断熱等を目的に設けられる。外装ケース50は、例えば、薄い鋼板又は耐侯性及び難燃性を有する樹脂で構成される。
外装ケース50は、図1に示すように、貯湯タンク10の前方に位置しメンテナンス等で開閉可能な前面板51、給水、給湯、ヒートポンプ及び浴槽への往き戻り用の貯湯タンクユニット100外の外部配管を接続するためのけこみ板52、貯湯タンク10の側方に位置する二面の側面板53、54、貯湯タンク10の後方に位置する背面板55、貯湯タンク10の上方に位置する上面板56、及び貯湯タンク10の下方に位置する底面板57によって、貯湯タンクユニット100の高さ方向に対して縦長の箱状に構成されている。前面板51、けこみ板52、側面板53、54、背面板55、上面板56及び底面板57の各板同士は、必要箇所が嵌合、ボルト締めなどで接合され、外装ケース50が構成されている。
脚部60は、外装ケース50の内部において、貯湯タンク10の下方に設けられる内部脚と、外装ケース50の底面板57の下方に取り付けられる外部脚とが固定されて設けられ、貯湯タンク10を支持している。本実施の形態では、図3に示すように、脚部60が3個設けられている例を示す。
貯湯タンク10は、図4に示すように、ステンレス等の材料を用いて円筒形状に形成された胴板11と、胴板11の上部開口を覆う椀状の曲率を持った曲面形状の上部曲板12と、胴板11の下部開口を覆う椀状の曲率を持った曲面形状の下部曲板13とからなる3個の部材を溶接して構成される。貯湯タンク10の上部曲板12及び下部曲板13には、冷水配管28や温水配管31を接続するための継ぎ手12a、13aが設けられている。
発泡断熱部材40は、貯湯タンク10の周囲を覆って設けられ、図4及び図5に示すように、上部断熱部材41、前胴部断熱部材42、後胴部断熱部材43、及び下部断熱部材44の4個の分割断熱部材で構成されている。
上部断熱部材41及び下部断熱部材44は、貯湯タンク10の椀状の曲率を持った曲面形状の上部曲板12及び下部曲板13をそれぞれ覆って設けられており、その内面形状は椀状となっており、曲面を呈する。また、上部断熱部材41及び下部断熱部材44は、図4に示すように、継ぎ手12a、13aに配管を接続するために貯湯タンク10の一部を露出した構造であっても良い。
前胴部断熱部材42及び後胴部断熱部材43は、図6に図5のA-A断面図を示すように、前胴部断熱部材42と後胴部断熱部材43とによって円筒形状すなわち断面視で円状の胴板11を覆うように形成されており、B-B線が2個の分割断熱部材の分割位置である。前胴部断熱部材42は、貯湯タンク10の前側を覆い、後胴部断熱部材43は、貯湯タンク10の後側を覆って設けられる。なお、貯湯タンク10の前後については、本実施の形態で説明する方向に限られない。
また、上部断熱部材41、前胴部断熱部材42、後胴部断熱部材43、及び下部断熱部材44は、他の分割断熱部材との接触面である分割面において、互いに接触する分割断熱部材のうち少なくともいずれか一方に複数のバリが形成されている。分割面とは、例えば図6のB-B線で示す分割位置の面であり、図6であればB-B線に示す面で前胴部断熱部材42と後胴部断熱部材43とが接している。なお、バリについての詳細は、発泡断熱部材40の製造方法について説明する際に後述する。
上部断熱部材41、前胴部断熱部材42、後胴部断熱部材43、及び下部断熱部材44の4個の分割断熱部材の厚さは、貯湯タンク10の周囲への取り付けやすさを考慮して、1mm以上400mm以下に形成されることが好ましい。
また、上部断熱部材41、前胴部断熱部材42、後胴部断熱部材43、及び下部断熱部材44には、それぞれ外部から必要な各種部材が取り付けられるため、図5に示すように、表面に凹凸形状を有する。なお、表面に凹凸形状を有しない分割断熱部材を用いてもよい。
発泡断熱部材40は、上部断熱部材41、前胴部断熱部材42及び後胴部断熱部材43が硬質ポリウレタンフォームで形成され、下部断熱部材44が発泡スチロールで形成されている。硬質ポリウレタンフォームは低い熱伝導率を有するため、硬質ポリウレタンフォームで形成された発泡断熱部材40を用いることで、特に優れた断熱性能が得られる。また、前述したように、貯湯タンク10の下部は低温となっているため、下部断熱部材44は上部断熱部材41や前胴部断熱部材42、後胴部断熱部材43ほどの断熱性能を要しない場合もある。よって、下部断熱部材44については、硬質ポリウレタンフォームよりも機械強度が大きい発泡スチロールで形成することで、貯湯タンク10を安定して保持することができる。
なお、本実施の形態では発泡断熱部材40が硬質ポリウレタンフォームと発泡スチロールで形成される場合について説明するが、これに限られるものではなく、全体を硬質ポリウレタンフォーム形成するものとしても良いし、他の発泡樹脂材料を用いて形成しても良い。
ここで、硬質ポリウレタンフォームについて説明する。ポリウレタンフォームは、気泡(セル)構造を有しており、軟質ポリウレタンフォームと硬質ポリウレタンフォームとに分類される。このうち軟質ポリウレタンフォームは、セル膜が破れた連通気泡(オープンセル)のセル形状を有し、熱が逃げやすい構造のため断熱性が低く、弾性体としての性能が求められるマットレスや自動車シート等に利用されている。一方で、硬質ポリウレタンフォームは、セル膜が破れていない独立気泡(クローズドセル)のセル形状を有し、強度及び断熱性に優れることから、断熱材に利用されている。したがって、本実施の形態の発泡断熱部材40の材料としてポリウレタンフォームを用いる場合は、硬質ポリウレタンフォームに限られる。
次に、実施の形態1の樹脂成形用金型及び樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法について、図7から図14を用いて説明する。
以下、樹脂成形用金型の構成について説明する。
まず、樹脂部材としての発泡断熱部材40のうち、前胴部断熱部材42を成形するための樹脂成形用金型500について、図7及び図8を用いて説明する。図7は、本実施の形態の前胴部断熱部材42を成形するための樹脂成形用金型500を示す斜視図、図8は樹脂成形用金型500を示す平面図である。
前胴部断熱部材42を成形するための樹脂成形用金型500は、図7に示すように、下型510と、上型520とからなり、下型510に上型520を閉じることにより、下型510と上型520とで包囲形成されるキャビティに充填された樹脂材料を成形することができる。
下型510は、第1外縁部511に周囲を取り囲まれた凹部512を有する。より具体的には、凹部512は、下型510の第1外縁部511よりも凹んで設けられた部分である。また、凹部512は、略円柱形状を高さ方向に2分割した形状である。なお、凹部512を形成する面は、曲面又は平面に限られず、凹凸を有していても構わない。
上型520は、第2外縁部521に周囲を取り囲まれた凸部522を有する。より具体的には、凸部522は、上型520の第2外縁部521よりも突出して設けられた部分である。また、凸部522は、略円柱形状を高さ方向に2分割した形状である。上型520を下型510に閉じた場合に、第1外縁部511と第2外縁部521とが接して、凹部512内に凸部522が収容されると、凹部512と凸部522との間にキャビティ501が形成される。なお、凸部522を形成する面は、曲面又は平面に限られず、凹凸を有していても構わない。
ここで、キャビティ501について詳しく説明する。図10に断面図を示すように、キャビティ501は、下型510の凹部512内において、下型510と上型520とで包囲形成される領域である。つまり、キャビティ501は、下型510の凹部512内にのみ形成されており、上型520側には形成されない。そして、キャビティ501の最上部の位置には、重力がはたらく方向である上下方向に垂直な水平方向であって第1外縁部511及び第2外縁部521の面と平行な方向に延出したエアベント502が設けられ、エアベント502によってキャビティ501の最上部と樹脂成形用金型500の外部とが連通されている。
下型510の第1外縁部511と上型520の第2外縁部521とは、上型520を下型510に閉じた場合に対向してその一部が接触する部分であり、下型510と上型520とで対向する位置にそれぞれエアベントとして機能する凹み面513、523が間隔を空けて複数形成されている。図8(A)に上型520の平面図、図8(B)に下型510の平面図をそれぞれ示すように、凹み面513、523は、それぞれ等しい幅を有しており、隣り合う他の凹み面513、523との間の距離はそれぞれ同一である。
ここで、エアベント502について詳しく説明する。エアベント502は、図10に示すように、下型510に上型520を閉じた場合に、第1外縁部511と第2外縁部とが凹み面513、523による空間を介して対向する箇所であって、キャビティ501の最上部の位置に形成される。すなわち、エアベント502は複数の凹み面513、523によって複数形成され、それぞれ等しい幅を有する。そして、エアベント502は、キャビティ501の最上部と樹脂成形用金型500の外部とを連通している。したがって、エアベント502によって、樹脂成形用金型500のキャビティ501内に存在する気体は、樹脂成形用金型500の外部へと放出される。また、図8に示すように、下型510の凹部512内に形成されるキャビティ501は平面視で矩形であり、図8(B)に破線で示す矩形の角部となる四隅の位置に凹み面513が設けられるため、下型510に上型520を閉じた場合に矩形の角部と樹脂成形用金型500の外部とを連通するエアベント502が形成される。
次に、樹脂部材としての発泡断熱部材40のうち、上部断熱部材41を成形するための樹脂成形用金型600について、図12を用いて詳細を説明する。図12は、本実施の形態の上部断熱部材41を成形するための樹脂成形用金型600を示す平面図である。
上部断熱部材41を成形するための樹脂成形用金型600は、図12(A)に示す上型620と、図12(B)に示す下型610とからなり、下型610に上型620を閉じることにより、下型610と上型620とで包囲形成されるキャビティに充填された樹脂材料を成形することができる。
下型610は、図12(B)に示すように、第1外縁部611に周囲を取り囲まれた凹部612を有する。より具体的には、凹部612は、下型610の第1外縁部611よりも凹んで設けられた部分である。また、凹部612は、平面視で略円状の椀状の形状である。なお、凹部612を形成する面は、曲面又は平面に限られず、凹凸を有していても構わない。
上型620は、図12(A)に示すように、第2外縁部621に周囲を取り囲まれた凸部622を有する。より具体的には、凸部622は、上型620の第2外縁部621よりも突出して設けられた部分である。また、凸部622は、平面視で略円状であって、曲面を呈する形状である。上型620を下型610に閉じた場合に、第1外縁部611と第2外縁部621とが接して、凹部612内に凸部622が収容されると、凹部612と凸部622との間にキャビティ601が形成される。なお、凸部622を形成する面は、曲面又は平面に限られず、凹凸を有していても構わない。
ここで、キャビティ601について詳しく説明する。図13に断面図を示すように、キャビティ601は、下型610の凹部612内において、下型610と上型620とで包囲形成される領域である。つまり、キャビティ601は、下型610の凹部612内にのみ形成されており、上型620側には形成されない。そして、キャビティ601の最上部の位置には、重力がはたらく方向である上下方向に垂直な水平方向であって第1外縁部611及び第2外縁部621の面と平行な方向に延出したエアベント602が設けられ、エアベント602によってキャビティ601の最上部と樹脂成形用金型600の外部とが連通されている。
下型610の第1外縁部611と上型620の第2外縁部621とは、上型620を下型610に閉じた場合に対向してその一部が接触する部分であり、下型610と上型620とで対向する位置にそれぞれエアベントとして機能する凹み面613、623が間隔を空けて複数形成されている。図12に示すように、凹み面613、623は、それぞれ等しい幅を有しており、隣り合う他の凹み面613、623との間の距離はそれぞれ同一である。
ここで、エアベント602について詳しく説明する。エアベント602は、図13に示すように、下型610に上型620を閉じた場合に、第1外縁部611と第2外縁部621とが凹み面613、623による空間を介して対向する箇所であって、キャビティ601の最上部の位置に形成される。すなわち、エアベント602は複数の凹み面613、623によって複数形成され、それぞれ等しい幅を有する。そして、エアベント602は、キャビティ601の最上部と樹脂成形用金型600の外部とを連通している。したがって、エアベント602によって、樹脂成形用金型600のキャビティ601内に存在する気体は、樹脂成形用金型600の外部へと放出される。
以下、上述した樹脂成形用金型500、600を用いた貯湯タンクユニット100の製造方法について説明する。
貯湯タンクユニット100の製造方法では、まず、貯湯タンク10、貯湯タンク10を収容する外装ケース50、及び発泡断熱部材40を形成するための樹脂成形用金型500、600を準備する。なお、貯湯タンク10は、上述した構造を有している。
次に、樹脂成形用金型を用いて、発泡断熱部材40を構成する上部断熱部材41、前胴部断熱部材42、後胴部断熱部材43及び下部断熱部材44をそれぞれ発泡成形する。
ここで、樹脂成形用金型500を用いた前胴部断熱部材42の成形方法について、図9から図11を用いて詳細を説明する。図9は樹脂成形用金型500を用いた貯湯タンクユニット100の製造方法を説明するための斜視図、図10は樹脂成形用金型500を用いた貯湯タンクユニット100の製造方法を説明するための断面図である。また、図11は、樹脂成形用金型500を用いて成形した前胴部断熱部材42を示す概略図である。
まず、図9に示すように、樹脂成形用金型500を準備し、樹脂を注入するための注入ヘッド900を矢印で示すように動かしながら、下型510の凹部512内に液状混合物である樹脂材料を注入する。このとき、製品形状の体積に対して樹脂材料のフリーフォーム密度すなわち無負荷状態での発泡後密度を掛け合わせて得られる必要量よりも多い量の樹脂材料を充填するオーバーパックすなわち過充填を行う。
下型510の凹部512内に樹脂材料を注入した後に、上型520を下型510に閉じて圧力をかける。そうすると、図10に示すように、樹脂材料400が発泡して上型520と下型510との間のキャビティ501内に充填される。このとき、キャビティ501内に存在していた気体は、樹脂材料400が発泡してキャビティ501の下側から上側へと充填されていくにつれて、エアベント502から樹脂成形用金型500の外部へと放出される。そして、樹脂材料400は過充填されているため、キャビティ501内全体に充填された後、上型520と下型510と凹み面513、523によって形成されるエアベント502にも充填されて硬化される。
なお、このとき、キャビティ501の最上部に連通して形成された複数のエアベント502によってキャビティ501内の気体が樹脂成形用金型500の外部へと放出されるため、真空引きをする必要はない。したがって、より簡易な構造を有する金型を用いることができる。
以上のようにして、前胴部断熱部材42を成形した後、樹脂成形用金型500から取り出す。取り出した前胴部断熱部材42は、図11にその概略図を示すように、樹脂成形用金型500のエアベント502に充填された樹脂材料による複数のバリ42bを有する。すなわち、前胴部断熱部材42は、後胴部断熱部材43と接する分割面42aに複数のバリ42bを有する。また、エアベント502は等しい幅を有するため、複数のバリ42bもそれぞれ等しい幅Wを有する。また、図10に示すバリ42bの厚さHは、例えば1mm以上20mm以下である。
バリ42bは、各分割断熱部材を用いて貯湯タンク10の周囲を覆った場合に、前胴部断熱部材42の分割面42aに沿って平行に貯湯タンク10の反対側へとその一部が突出して形成された部分である。
また、同様にして、後胴部断熱部材43を樹脂成形用金型500と同様の構成を有する樹脂成形用金型によって発泡成形することができる。後胴部断熱部材43も、前胴部断熱部材42と同様に、前胴部断熱部材42と接する分割面に沿って平行に貯湯タンク10の反対側へ形成された複数のバリを有する。
ここで、バリの厚さが小さい場合は、前胴部断熱部材42の分割面42aに形成されたバリ42bと後胴部断熱部材43の分割面形成されたバリとが互いに接触する配置であっても、分割面同士を合わせて貯湯タンク10を覆うことができる。なお、前胴部断熱部材42と後胴部断熱部材43とで分割面及びバリからなる接触面同士が干渉しないようにするために、それぞれの樹脂成形用金型においてエアベントの位置を互い違いに設けて、貯湯タンクに取り付ける際に交互にバリが形成された構造としても良い。
また、ここで、樹脂成形用金型600を用いた上部断熱部材41の成形方法について、図13及び図14を用いて詳細を説明する。図13は樹脂成形用金型600を用いた貯湯タンクユニット100の製造方法を説明するための断面図である。また、図14は、樹脂成形用金型600を用いて成形した上部断熱部材41を示す概略図である。
まず、樹脂成形用金型600を準備し、樹脂を注入するための注入ヘッドを用いて、下型610の凹部612内に液状混合物である樹脂材料を注入する。このとき、製品形状の体積に対して樹脂材料のフリーフォーム密度すなわち無負荷状態での発泡後密度を掛け合わせて得られる必要量よりも多い量の樹脂材料を充填するオーバーパックすなわち過充填を行う。
下型610の凹部612内に樹脂材料を注入した後に、上型620を下型610に閉じて圧力をかける。そうすると、図13に示すように、樹脂材料400が発泡して上型620と下型610との間のキャビティ601内に充填される。このとき、キャビティ601内に存在していた気体は、樹脂材料400が発泡してキャビティ601の下側から上側へと充填されていくにつれて、エアベント602から樹脂成形用金型600の外部へと放出される。そして、樹脂材料400は過充填されているため、キャビティ601内全体に充填された後、上型620と下型610と凹み面613、623によって形成されるエアベント602にも充填されて硬化される。
なお、このとき、キャビティ601の最上部に連通して形成された複数のエアベント602によってキャビティ601内の気体が樹脂成形用金型600の外部へと放出されるため、真空引きをする必要はない。したがって、より簡易な構造を有する金型を用いることができる。
以上のようにして、上部断熱部材41を成形した後、樹脂成形用金型600から取り出す。取り出した上部断熱部材41は、図14にその概略図を示すように、樹脂成形用金型600のエアベント602に充填された樹脂材料による複数のバリ41bを有する。すなわち、上部断熱部材41は、前胴部断熱部材42及び後胴部断熱部材43と接する分割面41aに複数のバリ41bを有する。また、エアベント602は等しい幅を有するため、複数のバリ41bもそれぞれ等しい幅を有する。バリ41bの厚さは、例えば1mm以上20mm以下である。
バリ41bは、各分割断熱部材を用いて貯湯タンク10の周囲を覆った場合に、上部断熱部材41の分割面41aに沿って平行に貯湯タンク10の反対側へとその一部が突出して形成された部分である。
ここで、上部断熱部材41において、前胴部断熱部材42及び後胴部断熱部材43と接する分割面は、前胴部断熱部材42及び後胴部断熱部材43との位置合わせのために、その一部が前胴部断熱部材42又は後胴部断熱部材43側に突出した突出部が形成されていても良い。そして、突出部に対応する前胴部断熱部材42又は後胴部断熱部材43の分割面の一部が陥没して形成されることで、それらが係合されて位置合わせが容易となる。なお、この突出部は、分割断熱部材間での位置合わせを容易にするためのものであり、分割面に形成されたバリの厚さよりも突出して形成される。
また、同様にして、下部断熱部材44を樹脂成形用金型600と同様の構成を有する樹脂成形用金型によって発泡成形することができる。下部断熱部材44も、上部断熱部材41と同様に、前胴部断熱部材42及び後胴部断熱部材43と接する分割面に沿って平行に貯湯タンク10の反対側へ形成された複数のバリを有する。
なお、各分割断熱部材に形成されたバリは、必要に応じて根元部を残した状態で切削しても良い。このようにすることで、分割された発泡断熱部材40の組立性を確保し、他の部品との接触等によるバリ破壊を低減することができるため、断熱性を向上した貯湯タンクユニット100を得ることが可能となる。
このようにして各分割断熱部材が成形された後、貯湯タンク10の周囲に上部断熱部材41、前胴部断熱部材42、後胴部断熱部材43及び下部断熱部材44からなる発泡断熱部材40を取り付ける。このとき、前胴部断熱部材42の分割面42aと後胴部断熱部材43の分割面とが合わせられる。また、前胴部断熱部材42及び後胴部断熱部材43の上部の分割面と上部断熱部材41の分割面とが合わせられ、前胴部断熱部材42及び後胴部断熱部材43の下部の分割面と下部断熱部材44の分割面とが合わせられる。そして、貯湯タンク10及び発泡断熱部材40を、外装ケース50内に収容する。このようにして、貯湯タンクユニット100が製造される。
本実施の形態の樹脂成形用金型、貯湯タンクユニットの製造方法及び貯湯タンクユニットの効果について説明する。
従来の樹脂成形用金型を用いた断熱部材の製造方法では、断熱部材を発泡成形する際にキャビティの上部に気体が閉じ込められてしまい、樹脂材料が樹脂成形用金型のキャビティ全体に広がらないという課題があった。そこで、本実施の形態の樹脂成形用金型では、キャビティの最上部に連通するエアベントが形成されるため、キャビティの上部に気体を閉じ込めることを抑制して全体に樹脂材料が広がることができ、断熱部材の成形性を向上することができるという効果を奏する。
本実施の形態の貯湯タンクユニットは、各分割断熱部材の表面に図5に示すような複雑な凹凸形状を有するが、上述した樹脂成形用金型を用いることで、キャビティの最上部に連通するエアベントが形成され、キャビティ内の気体の閉じ込めを抑制することができるため、特に成形性向上の効果が大きい。
また、本実施の形態の貯湯タンクユニットの製造方法では、分割面の位置まで樹脂材料が到達して成形することができるため、断熱部材の分割位置において隙間が生じることを抑制でき、断熱性能を向上した貯湯タンクユニットを得ることができる効果を奏する。
さらに、本実施の形態の貯湯タンクユニットに形成されるバリは、貯湯タンクの反対側へと分割面と平行に延出されていることを特徴とする。したがって、バリが他の分割断熱部材との境界において干渉せず、貯湯タンクの周囲に容易に取り付けることができるという効果を奏する。また、バリは分割面から平行に延出されていることから、他の分割断熱部材に形成されたバリと位置合わせをすることで接触面積が大きくなり、さらに取り付けが容易となる効果を奏する。
また、特に前胴部断熱部材42及び後胴部断熱部材43を形成する樹脂成形用金型500については、平面視で矩形の凹部512内にキャビティ501が形成されるが、この場合、図8(B)に点線で示す矩形の頂点である4か所の角部に気体が閉じ込められることが懸念される。そこで、本実施の形態の樹脂成形用金型500では、矩形の角部となる四隅の位置に、樹脂成形用金型500の外部と連通するエアベント502が形成されるため、分割面の端部における成形性がさらに向上する効果を奏する。
さらに、本実施の形態の樹脂成形用金型及び貯湯タンクユニットの製造方法では、エアベントの幅が同一に設けられているため、発泡成形における樹脂材料の流れを均一にすることができ、さらに成形性を向上することができるという効果を奏する。
また、樹脂材料の流れを均一にするには、エアベントの幅を同一にすることに加え、本実施の形態で説明したように、隣り合うエアベント同士が等間隔に設けられることも効果的である。
なお、例えば本実施の形態で示す発泡断熱部材40を構成する各分割断熱部材のように、表面に凹凸が設けられ全体の厚さが均一でない場合は、厚さが大きく樹脂材料が多く必要な箇所についてはエアベントの幅を大きく設けても良い。このようにすることで、分割断熱部材の厚さが全体で大きく異なる場合であっても樹脂材料が均一に拡がりやすくなり、分割面の成形性が向上する効果を奏する。
なお、本実施の形態では貯湯タンク10が発泡断熱部材40に覆われて断熱される構成について説明したが、さらに真空断熱材を設けて断熱性能を向上した構成とすることもできる。
実施の形態1の貯湯タンクユニットの変形例について、図15を用いて説明する。図15は、本実施の形態の各変形例の貯湯タンクユニットの断熱部材の分割位置を示す斜視図である。
本実施の形態の貯湯タンクユニット100では、発泡断熱部材40が上部断熱部材41、前胴部断熱部材42、後胴部断熱部材43及び下部断熱部材44の4個の分割断熱部材からなる場合を説明したが、これに限られるものではなく、図15(A)~(D)に示すように、分割位置を変えて2個以上に分割して形成しても良い。
図15(A)では、前部断熱部材411と後部断熱部材412との2部材からなる発泡断熱部材410を形成している。この場合も、キャビティの最上部に連通したエアベントが形成される樹脂成形用金型を用いることで、分割面にバリが形成され、断熱性能を向上した貯湯タンクユニットを得ることができる。
図15(B)では、前胴部断熱部材421と後胴部断熱部材422と下部断熱部材423との3部材からなる発泡断熱部材420を形成している。この場合も、キャビティの最上部に連通したエアベントが形成される樹脂成形用金型を用いることで、分割面にバリが形成され、断熱性能を向上した貯湯タンクユニットを得ることができる。
図15(C)では、上部断熱部材431と胴部断熱部材432と下部断熱部材433との3部材からなる発泡断熱部材430を形成している。この場合も、キャビティの最上部に連通したエアベントが形成される樹脂成形用金型を用いることで、分割面にバリが形成され、断熱性能を向上した貯湯タンクユニットを得ることができる。
図15(D)では、上部断熱部材441と下部断熱部材442との2部材からなる発泡断熱部材440を形成している。この場合も、キャビティの最上部に連通したエアベントが形成される樹脂成形用金型を用いることで、分割面にバリが形成され、断熱性能を向上した貯湯タンクユニットを得ることができる。特に、上部断熱部材441を硬質ポリウレタンフォームで形成し、下部断熱部材442を発泡スチロールで形成する等、必要に応じた設計変更が容易である。
なお、分割面の位置についてはこれに限られるものではない。また、製造効率を考慮すると、1個の貯湯タンク10に取り付ける分割断熱部材の部品点数が少ないほど組立作業工数が少なくなるため、好ましい。
実施の形態1の樹脂成形用金型の各変形例について、図16から図18を用いて説明する。本実施の形態の樹脂成形用金型500、600では、第1外縁部及び第2外縁部にエアベントを形成する凹み面が均一に形成される場合を説明したが、これに限られるものではなく、図16から図18に示すように、エアベントを設ける位置及びその間隔を変更したものであってもよい。
図16は、前胴部断熱部材42を形成する樹脂成形用金型500の変形例の下型510の平面図である。なお、上型520の平面図は下型510の平面図に対応するため省略する。前胴部断熱部材42では、少なくとも後胴部断熱部材43と接する位置である分割面42aの位置すなわち長軸側にエアベントを形成するものであればよく、短軸側にはエアベントを有しない構成とすることができる。このような構成にすることで、分割面42aをより成形性良く成形することができる。なお、後胴部断熱部材43を成形するための樹脂成形用金型であっても、同様の位置にエアベントを設けることができる。
また、図17及び図18は、上部断熱部材41を形成する樹脂成形用金型600の変形例の下型610をそれぞれ示す平面図である。なお、上型620の平面図は下型610の平面図に対応するため省略する。上部断熱部材41では、平面視で凹部612の外周全体に分割面41aを有することから、全体にエアベントが設けられる構成であれば良い。また、複数のエアベントの個数は図12に示す個数に限られないことは言うまでもない。なお、下部断熱部材44を成形するための樹脂成形用金型であっても、同様の位置にエアベントを設けることができる。
実施の形態2.
実施の形態2の樹脂成形用金型、樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法及び貯湯タンクユニットについて、図19から図21を用いて説明する。図19は、本実施の形態の貯湯タンクユニットに備えられる前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型500を示す斜視図、図20は樹脂成形用金型500を示す平面図である。また、図21は樹脂成形用金型500を用いた貯湯タンクユニットの製造方法を説明するための断面図である。
実施の形態2の樹脂成形用金型、樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法及び貯湯タンクユニットについて、図19から図21を用いて説明する。図19は、本実施の形態の貯湯タンクユニットに備えられる前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型500を示す斜視図、図20は樹脂成形用金型500を示す平面図である。また、図21は樹脂成形用金型500を用いた貯湯タンクユニットの製造方法を説明するための断面図である。
本実施の形態の樹脂成形用金型500は、図19から図21に示すように、上型520の第2外縁部521において、平坦な分割面を形成するための平坦面524をさらに有する点で、実施の形態1の樹脂成形用金型500と異なる。本実施の形態の樹脂成形用金型、樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法及び貯湯タンクユニットのその他の構成は、実施の形態1と同様であるため、以下異なる点を中心に説明する。
平坦面524は、図19及び図20に示すように、上型520の第2外縁部521の一部であって、エアベント502が形成される外周側よりも内周側に位置する。すなわち、平坦面524は、図21に示すように、上型520を下型510に閉じた場合に、キャビティ501の上面を形成する部分であり、平坦面524に接して形成される部分が、前胴部断熱部材42の分割面となる。また、上型520の第2外縁部521に設けられる凹み面523は、平坦面524よりも凹んで設けられる。
したがって、上型520を下型510に閉じた場合に、平坦面524は、下型510の凹部512と対向し、一方で、第2外縁部521の平坦面524を除く外周部は、下型510の第1外縁部511と対向する。そして、下型510の第1外縁部511に設けられた凹み面513と、上型の第2外縁部521に設けられた凹み面523とが対向することにより、図21に示すように、エアベント502が形成され、エアベント502の上面はキャビティ501の最上部よりも上側に位置する。
ここで、本実施の形態の樹脂成形用金型500を用いて成形された前胴部断熱部材42は、図21に示すように、平坦面524と凹み面523との高低差により、分割面とバリとで段差を有する場合がある。この場合であっても、分割面とバリとの段差は僅かであるため、バリは分割面に沿って形成されるといえる。なお、前胴部断熱部材と後胴部断熱部材との境界において互いのバリ同士が干渉しないために、それぞれの樹脂成形用金型においてエアベントが形成される位置を交互にしても良いが、エアベント502内を充填するバリの厚さHが小さい場合等は、エアベントの位置が交互になっていなくても問題にはならない。
また、実施の形態1で説明した上部断熱部材を形成する樹脂成形用金型600についても同様に、上型620の第2外縁部621の内周側に平坦面を有する構成とすることができる。
このように構成された本実施の形態の樹脂成形用金型、樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法、及び貯湯タンクユニットにおいては、実施の形態1と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、分割面を平坦に形成することができるため、さらに断熱性能を向上した断熱部材を得ることができる効果を奏する。
実施の形態3.
実施の形態3の樹脂成形用金型、樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法及び貯湯タンクユニットについて、図22から図24を用いて説明する。図22は、本実施の形態の貯湯タンクユニットに備えられる前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型500を示す斜視図、図23は樹脂成形用金型500を示す平面図である。また、図24は樹脂成形用金型500を用いた貯湯タンクユニットの製造方法を説明するための断面図である。
実施の形態3の樹脂成形用金型、樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法及び貯湯タンクユニットについて、図22から図24を用いて説明する。図22は、本実施の形態の貯湯タンクユニットに備えられる前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型500を示す斜視図、図23は樹脂成形用金型500を示す平面図である。また、図24は樹脂成形用金型500を用いた貯湯タンクユニットの製造方法を説明するための断面図である。
本実施の形態の樹脂成形用金型500は、図22から図24に示すように、上型520の第2外縁部521において、凹み面523を有しない点で、実施の形態1の樹脂成形用金型500と異なる。本実施の形態の樹脂成形用金型、樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法及び貯湯タンクユニットのその他の構成は、実施の形態1と同様であるため、以下異なる点を中心に説明する。
上型520の第2外縁部521は、凹み面が形成されないため、凹凸が無く平坦な面である。なお、図22から図24では、実施の形態2の平坦面524に対応する部分を平坦面524として図示しているが、その境界に段差等は無い。平坦面524は、分割面を形成するための面であって、下型510の凹部512と対向する位置にある。一方、第2外縁部521の平坦面524を除く外周部は、下型510の第1外縁部511と対向する。したがって、下型510の第1外縁部511に設けられた凹み面513と、上型の第2外縁部521の外周側の平坦な面が対向することにより、図24に示すように、エアベント502が形成される。
また、実施の形態1で説明した上部断熱部材を形成する樹脂成形用金型600についても同様に、上型620の第2外縁部621において、凹み面623を有しない構成とすることができる。
このように構成された本実施の形態の樹脂成形用金型、樹脂成形用金型を用いた貯湯タンクユニットの製造方法、及び貯湯タンクユニットにおいては、実施の形態1と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、分割面を平坦に形成することができ、バリが分割面に沿って平行に形成されるため、分割断熱部材同士の位置合わせが容易となり、断熱性能をさらに向上した断熱部材を得ることができる効果を奏する。
なお、各実施の形態を、適宜、組み合わせたり、変形や省略することも、本開示の範囲に含まれる。
10 貯湯タンク、
21 ヒートポンプ往き配管、22 ヒートポンプ戻り配管、
23 減圧弁、24 逃し弁、25 混合弁、26 切替弁、27 逆止弁、
28 冷水配管、29 熱源ポンプ、30 温度センサ、31 温水配管、32 分岐給水管、33 給湯配管、34 給湯端末、
40、410、420、430、440 発泡断熱部材、
41 上部断熱部材、41a 分割面、41b バリ、
42 前胴部断熱部材、42a 分割面、42b バリ、
43 後胴部断熱部材、44 下部断熱部材、
50 外装ケース、51 前面板、52 けこみ板、53、54 側面板、55 背面板、56 上面板、57 底面板、
60 脚部、
100 貯湯タンクユニット、
110 ヒートポンプユニット、
400 樹脂材料、
411 前部断熱部材、412 後部断熱部材、
421 前胴部断熱部材、422 後胴部断熱部材、423 下部断熱部材、
431 上部断熱部材、432 胴部断熱部材、433 下部断熱部材、
441 上部断熱部材、442 下部断熱部材、
500、600 樹脂成形用金型、
501、601 キャビティ、
502、602 エアベント、
510、610 下型、511、611 第1外縁部、512、612 凹部、513、613 凹み面、
520、620 上型、521、621 第2外縁部、522、622 凸部、523、623 凹み面、524 平坦面、
1000 貯湯式給湯器
21 ヒートポンプ往き配管、22 ヒートポンプ戻り配管、
23 減圧弁、24 逃し弁、25 混合弁、26 切替弁、27 逆止弁、
28 冷水配管、29 熱源ポンプ、30 温度センサ、31 温水配管、32 分岐給水管、33 給湯配管、34 給湯端末、
40、410、420、430、440 発泡断熱部材、
41 上部断熱部材、41a 分割面、41b バリ、
42 前胴部断熱部材、42a 分割面、42b バリ、
43 後胴部断熱部材、44 下部断熱部材、
50 外装ケース、51 前面板、52 けこみ板、53、54 側面板、55 背面板、56 上面板、57 底面板、
60 脚部、
100 貯湯タンクユニット、
110 ヒートポンプユニット、
400 樹脂材料、
411 前部断熱部材、412 後部断熱部材、
421 前胴部断熱部材、422 後胴部断熱部材、423 下部断熱部材、
431 上部断熱部材、432 胴部断熱部材、433 下部断熱部材、
441 上部断熱部材、442 下部断熱部材、
500、600 樹脂成形用金型、
501、601 キャビティ、
502、602 エアベント、
510、610 下型、511、611 第1外縁部、512、612 凹部、513、613 凹み面、
520、620 上型、521、621 第2外縁部、522、622 凸部、523、623 凹み面、524 平坦面、
1000 貯湯式給湯器
Claims (10)
- 水を貯留するための貯湯タンクと、前記貯湯タンクの周囲を覆う発泡断熱部材と、を備えた貯湯タンクユニットであって、
前記発泡断熱部材は、複数の分割断熱部材で構成され、前記分割断熱部材同士の分割面に沿って前記貯湯タンク側の反対側へ形成された複数のバリを有し、
前記バリの厚さは、1mm以上20mm以下であること
を特徴とする貯湯タンクユニット。 - 前記複数のバリは、根元部を残した状態で切削されていること
を特徴とする請求項1に記載の貯湯タンクユニット。 - 水を貯留するための貯湯タンクと、前記貯湯タンクの周囲を覆う発泡断熱部材と、を備えた貯湯タンクユニットであって、
前記発泡断熱部材は、複数の分割断熱部材で構成され、前記分割断熱部材同士の分割面に沿って前記貯湯タンク側の反対側へ形成された複数のバリを有し、
前記複数のバリは、根元部を残した状態で切削されていること
を特徴とする貯湯タンクユニット。 - 前記複数のバリは、前記分割面と平行な方向へ延出して設けられること
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の貯湯タンクユニット。 - 前記分割断熱部材は、前記貯湯タンクの上部を覆う上部断熱部材と、前記貯湯タンクの下部を覆う下部断熱部材と、前記上部断熱部材及び前記下部断熱部材に接して設けられ、前記貯湯タンクの胴部側面のうち前側を覆う前胴部断熱部材と、前記上部断熱部材、前記下部断熱部材及び前記前胴部断熱部材に接して設けられ、前記貯湯タンクの胴部側面のうち後側を覆う後胴部断熱部材と、から構成されること
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の貯湯タンクユニット。 - 前記前胴部断熱部材及び前記後胴部断熱部材に形成された前記バリの幅は前記バリの間隔よりも大きいこと
を特徴とする請求項5に記載の貯湯タンクユニット。 - 前記上部断熱部材、前記前胴部断熱部材及び前記後胴部断熱部材は、硬質ポリウレタンフォームで形成されること
を特徴とする請求項5又は請求項6に記載の貯湯タンクユニット。 - 前記下部断熱部材は、発泡スチロールで形成されること
を特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の貯湯タンクユニット。 - 前記複数のバリは、それぞれ等しい幅を有すること
を特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の貯湯タンクユニット。 - 前記複数のバリは、隣り合う前記バリ同士の間が等間隔になるように設けられること
を特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の貯湯タンクユニット。
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CN100581781C (zh) * | 2008-12-26 | 2010-01-20 | 北京东明兴业科技有限公司 | 一种薄壁注塑成型模具的排气结构 |
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