(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状が矩形で平板状の六面体状ブロックの内部に複数の流路が相互に交差しないように穿設されてなり、これら複数の流路の出入り口が六面体状ブロックの三方の側面に対して直角に一体に設けられた複数個の接続管に連接されてなり、合成樹脂より一体成形された流体分岐ブロックにおいて、  上記六面体状ブロックの短辺の一側面には、この短辺の側面に対して直角に二個の大口径接続管が連接されてなり、これら二個の大口径接続管に連通する流体大流路が相互に平行に、一方の流体大流路を一方の広い平面寄りに、他方の流体大流路を他方の広い平面寄りに、それぞれ短辺の他の側面の近傍に達する長さに穿設されてなり、  六面体状ブロックの広い表裏の平面を挟んで対向する長辺の二側面には、これら長辺の側面に対して直角に複数個の小口径接続管が相互に対向する位置に設けられてなり、これら複数個の小口径接続管に連通する流体小流路が相互に平行に、かつ、交互に、一方の広い平面寄りと、他方の広い平面寄りに配置・穿設され、一方の広い平面寄りに配置・穿設された流体小流路群は、それらと同じ側の広い平面寄りに設けられた流体大流路に連接され、他方の広い平面寄りに配置・穿設された流体小流路群は、それらと同じ側の広い平面寄りに設けられた流体大流路に連接されてなる、ものであることを特徴とする流体分岐ブロック。
【請求項２】
流体分岐ブロックに穿設された流体大流路および／または流体小流路は、断面形状が優弧とされてなり、先端ほど小さくされてなる、請求項１に記載の流体分岐ブロック。
【請求項３】
平面形状が矩形で平板状の六面体状ブロックの内部に複数の流路が相互に交差しないように形成されてなり、これら複数の流路の出入り口が六面体状ブロックの三方の側面に対して直角に一体に設けられた複数個の接続管に連接されてなる流体分岐ブロック製造用射出成形金型において、  六面体状ブロック部分と六面体状ブロックの三方の側面に対して直角に一体に設けられた複数個の接続管とを成形する分割可能な金型部分と、  短辺の一側面に連接された二個の大口径接続管とこれら大口径接続管に連接された六面体状ブロック内の流路を形成する芯棒を有し、六面体状ブロックの短辺の一側面に対し接近、後退可能とされた一個の可動部分と、長辺の二側面に連接された複数の小口径接続管とこれら小口径接続管に連接された六面体状ブロック内の流路を形成する芯棒を有し、六面体状ブロックの長辺の側面に対し接近、後退可能とされた二個の可動部分とより構成されてなることを特徴とする、流体分岐ブロック製造用射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体分岐ブロック、および流体分岐ブロック製造用金型に関する。さらに詳しくは、一般住宅、集合住宅、商業ビルまたはホテルなどの建築物に用いられる床暖房用の放熱板に、蛇行させて埋設した熱媒用チューブを集中して往き戻りさせる、改良された流体分岐ブロックおよびこの流体分岐ブロック製造用の射出成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般住宅、集合住宅、商業ビルまたはホテルなどの居住性を向上させるために、床面からの放熱によって屋内を暖房する床暖房方式が提案され実用化されている。床暖房方式で従来から提案されている手法には、(a)通常の床の表層材の上に放熱板を載置する方式、(b)通常の床の表層材の下に放熱板を載置する方式、(c)通常の床面の下に配置した厚手の断熱材層の表面に溝を蛇行させて刻設し、この溝に熱媒用チューブを埋設して、さらにこの上に金属薄板、床の表層材などを順次配置する方式などがある。
【０００３】
上記の(a)、(b)などの方式によると、放熱板はその内部に発熱体を配置しこれに通電することによって発熱させる構造のものは、発熱体が放熱板にマクロに見て均一な密度に配置されている限り、床面の場所により温度差が生ずることがない。しかしながら、上記の(a)、(b)、(c)ともに放熱板が熱媒用チューブに熱媒を循環させて加熱する構造のものは、熱媒が熱媒用チューブに入る部分近傍と、熱媒が熱媒用チューブを循環した後に戻る部分近傍との間には、マクロに見ても大きな温度差が生ずる場合がある。すなわち、広い面積の放熱板に一本の熱媒用チューブを蛇行させた溝にて埋設・配置して暖房する場合には、熱媒用チューブの長さに応じて圧損失が生じ、しかも、熱媒の入り口側から離れる程熱媒の温度が低下し、熱媒の入り口側と戻り口側との間にはマクロに見ても相当の温度差が生じるという欠点がある。
【０００４】
上記欠点を改良するために、特開平９−２６９１３５号公報に記載の分岐ブロック（ヘッダー）が提案されている。しかしながら、この公報で提案されている分岐ブロックは、構造が極めて複雑であり、ブロック体を製造した後に複数の接続具を接着剤で接着・接続しているので、品質斑が発生し易いのに加え、製品の品質検査を厳密に行う必要があり、この品質検査にかなりの時間がかかるという欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとした課題】
本発明者らは、かかる状況に鑑み、上記従来技術の諸欠点を一挙に解決した流体分岐ブロックを提供すべく鋭意検討した結果本発明を完成したものである。本発明の目的は、次のとおりである。
１．熱媒の往き流路と戻り流路とを放熱板に好ましく分布させて、マクロに見た場合に温度差が生じない放熱板が得られる流体分岐ブロックを提供すること。
２．熱媒の圧損失が少なく、製作が容易で、耐久性に優れ、優れた品質の流体分岐ブロックを提供すること。
３．優れた品質の流体分岐ブロックを容易に製造できる射出成形金型を提供すること。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第一発明は、平面形状が矩形で平板状の六面体状ブロックの内部に複数の流路が相互に交差しないように穿設されてなり、これら複数の流路の出入り口が六面体状ブロックの三方の側面に対して直角に一体に設けられた複数個の接続管に連接されてなり、合成樹脂より一体成形された流体分岐ブロックにおいて、  上記六面体状ブロックの短辺の一側面には、この短辺の側面に対して直角に二個の大口径接続管が連接されてなり、これら二個の大口径接続管に連通する流体大流路が相互に平行に、一方の流体大流路を一方の広い平面寄りに、他方の流体大流路を他方の広い平面寄りに、それぞれ短辺の他の側面の近傍に達する長さに穿設されてなり、  六面体状ブロックの広い表裏の平面を挟んで対向する長辺の二側面には、これら長辺の側面に対して直角に複数個の小口径接続管が相互に対向する位置に設けられてなり、これら複数個の小口径接続管に連通する流体小流路が相互に平行に、かつ、交互に、一方の広い平面寄りと、他方の広い平面寄りに配置・穿設され、一方の広い平面寄りに配置・穿設された流体小流路群は、それらと同じ側の広い平面寄りに設けられた流体大流路に連接され、他方の広い平面寄りに配置・穿設された流体小流路群は、それらと同じ側の広い平面寄りに設けられた流体大流路に連接されてなる、ことを特徴とする流体分岐ブロックを提供する。
【０００７】
また、本発明の第二発明は、平面形状が矩形で平板状の六面体状ブロックの内部に複数の流路が相互に交差しないように形成されてなり、これら複数の流路の出入り口が六面体状ブロックの三方の側面に対して直角に一体に設けられた複数個の接続管に連接されてなる流体分岐ブロック製造用射出成形金型において、  六面体状ブロック部分と六面体状ブロックの三方の側面に対して直角に一体に設けられた複数個の接続管とを成形する分割可能な金型部分と、短辺の一側面に連接された二個の大口径接続管とこれら大口径接続管に連接された六面体状ブロック内の流路を形成する芯棒を有し、六面体状ブロックの短辺の一側面に対し接近、後退可能とされた一個の可動部分と、  長辺の二側面に連接された複数の小口径接続管とこれら小口径接続管に連接された六面体状ブロック内の流路を形成する芯棒を有し、六面体状ブロックの長辺の側面に対し接近、後退可能とされた二個の可動部分とより構成されてなることを特徴とする、流体分岐ブロック製造用射出成形金型を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る流体分岐ブロックは、一般住宅、集合住宅、商業ビルまたはホテルなどの居住性を向上させる目的で、床に設置される床暖房用放熱体（以下「放熱体」ということがある）の内部に埋設した熱媒用チューブに複数本接続して、主往き流路（一方の流体大流路、以下「流路Ａ」ということがある）から送った熱媒を、往き流路（流体小流路、以下「流路ａ」ということがある）から熱媒用チューブを循環させたあと、戻り流路（流体小流路、以下「流路ｂ」ということがある）から主戻り流路（他方の流体大流路、以下「流路Ｂ」ということがある）にもどす熱媒流体を分布させるブロックである。この流体分岐ブロックは、平面形状が矩形で平板状の六面体状ブロックおよびそれの三方の側面に対して直角に一体に設けられた複数個の接続管を有する。複数個の接続管はその外周面に可撓性樹脂管を外管させた際に、簡単にはずれないように凹凸を形成するのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る流体分岐ブロックを構成する六面体状ブロックは、表裏に対向した二つの広い平面を有し、四方の側面は長辺の二側面と短辺の二側面とによって面構成されてなる。短辺の一側面には大口径接続管が、長辺の二側面には小口径接続管が、それぞれの側面に対して直角に連接されてなる。この流体分岐ブロックの内部には、複数の流路が相互に交差しないように形成されてなり、これら複数の流路の出入り口は前記接続管に連接されてなる。
【００１０】
流体分岐ブロックに設けられた複数の接続管のうち、短辺の一側面に設けられた二個の大口径接続管の一方の大口径接続管には、外部の熱媒循環器から流体分岐ブロックへ熱媒を送るための主入り流路（流路Ａ）が連接され、他方の大口径接続管には、流体分岐ブロックから外部の熱媒循環器へ熱媒を戻すための主戻り流路（流路Ｂ）が連接される。熱媒は、外部の熱媒循環器から本発明に係る流体分岐ブロックの一方の流体大流路（流路Ａ）を通過する間に複数の流体小流路（通路ａ）に分けられ、放熱体に蛇行させて埋設された熱媒用チューブに送られる。放熱体に埋設された熱媒用チューブを循環した熱媒は、複数の流体小流路（流路ｂ）から他方の流体大流路（流路Ｂ）に戻されて混合され、引続き熱媒循環器に戻され、温度と圧力を調節した上で再度流体分岐ブロックの一方の流体大流路（流路Ａ）に送られる。
【００１１】
六面体状ブロックの広い平面を挟んで対向する長辺の二側面には、これら長辺の側面に対して直角に、複数個の小口径接続管が相互に対向する位置に設けられてなる。小口径接続管には、流体分岐ブロックから放熱体に熱媒を循環させるための熱媒用チューブが連接される。この小口径接続管に熱媒用チューブを連接の際に、熱媒を供給するための往き流路（流路ａ）と、戻すための戻り流路（流路ｂ）とを交互に接続する。複数個の小口径接続管に熱媒の往き流路（流路ａ）と戻り流路（流路ｂ）とを交互に接続することにより、放熱体に埋設された熱媒用チューブを流れる熱媒の流れる方向を、相互に隣接する熱媒用チューブの間で反対方向とすることができ、放熱板をマクロに見たときに温度斑を少なくし、温度分布をほぼ均一にすることができる。
【００１２】
上記大口径接続管には、これらにそれぞれ連通する流体大流路（流路Ａと流路Ｂ）が相互に平行に、一方の流体大流路（流路Ａ）を一方の広い平面寄りに、他方の流体大流路（流路Ｂ）を他方の広い平面寄りに、それぞれ短辺の他の側面の近傍に達する長さに穿設されてなる。また、上記小口径接続管には、これらにそれぞれ連通する流体小流路が相互に平行に、かつ、交互に、一方の広い平面寄りに流体小流路（流路ａ）を配置して流路Ａに連接し、他方の平面寄りに流体小流路（流路ｂ）を配置して流路Ｂに連接する。
【００１３】
上記流体大流路の断面形状は、熱媒の流れ易さ、流体分岐ブロックの造り易さなどを勘案して真円とするのが好ましいが、同じ側の広い平面寄りに配置された流体小流路群との連接を勘案して、例えば円形、優弧または半円形とすることもできる。流体分岐ブロックの流体大流路、流体小流路を形成する金型の芯棒が抜け易いように、流体大流路、流体小流路ともに先端ほど小さくするのが好ましい。先端を小さくする場合には、段階的に小さくしてもよいし、徐々に小さくしてもよい。
【００１４】
本発明に係る流体分岐ブロック製造用射出成形金型は、上記流体分岐ブロックを合成樹脂により射出成形法で成形する際に用いられるものである。上記金型は、流体分岐ブロックの外形を成形する分割可能な金型部分と、流体分岐ブロック内部の通路を形成する芯棒を備え、上記分割可能な金型部分に対して前進・後退可能とされた可動部分とによって構成される。
【００１５】
分割可能な金型部分には、六面体状ブロック部分と、六面体状ブロックの三方の側面に対して直角に一体に設けられる複数個の接続管とを成形するキャビティ部分を設ける。この分割可能な金型部分の分割面は、射出成形機が横型の場合は床面に対して垂直とし、射出成形機が縦型の場合は床面に対して平行とする。複数個の接続管は、前記六面体状ブロック部分の三方の側面に対して直角に配置する。六面体状ブロックの三方の側面に対して直角に設けられた複数個の接続管は、側面の細い幅方向の中心線上に形成されているわけではないので、分割面は各接続管の最大径で分割可能なように凹凸を設けて形成するか、または交互に山と谷とを設けて形成するするのがよい。
【００１６】
六面体状ブロックの内部に二本の流体大流路（流路Ａと流路Ｂ）を形成するには、六面体状ブロックの短辺の一側面に大口径接続管の内部流路を形成しかつ短辺の他の側面の近傍に達する長さに達する芯棒を、接近、後退可能に設ける。これら二本の流体大流路形成用芯棒は、相互に平行に、かつ一方の流体大流路形成用芯棒を一方の広い平面寄りに流路Ａを、他方の流体大流路用心棒を他方の広い平面寄りに流路Ｂを配置する。
【００１７】
六面体状ブロックの内部に複数個の流体小流路（流路ａと流路ｂ）を形成するには、六面体状ブロックの長辺の二側面に複数個の小口径接続管の内部流路を形成し、かつ六面体状ブロックの流体大流路（流路Ａと流路Ｂ）に達する芯棒を、六面体状ブロックの長辺の側面に対し接近、後退可能とされた可動部分に設ける。これら流体小流路形成用の芯棒は、長辺の一方の一側面（右）に４個の流体小流路を形成する際には、２個（流路ａ右）を上側にして流路Ａに達する長さとし、２個（流路ｂ右）を下側にして流路Ｂに達する長さとする。長辺の他方の一側面（左）に４個の流体小流路を形成する際には、２個（流路ｂ左）を下側にして流路Ｂに達する長さとし、２個（流路ａ左）上側にして流路Ａに達する長さとする。２個の流路ａ右と２個の流路ｂ左、２個の流路ｂ右と２個の流路ａ左とは、それぞれ平行にかつ接触しないように配置される。
【００１８】
本発明に係る流体分岐ブロックを製造するには、まず分割可能な金型部分を型締した状態で流路形成用の芯棒を最深部に位置させ、樹脂材料を金型のゲートから金型キャビティに射出し、冷却して型開きして金型キャビティから製品を取り出せばよい。芯棒を引き抜きは、型開き開始前、型開きする際に同時、または、型開き終了後のいずれであってもよいが、型開きする際に同時に引き抜くのが好ましい。この際には、芯棒をスライドコアに取り付け、このスライドコアをガイドピンによって型開きの度合いに応じて成形品から引き抜けるような構造とすることができる。
【００１９】
本発明に係る流体分岐ブロックは、合成樹脂を使用して射出成形法により一体成形される。使用される合成樹脂としては、耐熱性、耐薬品性、剛性などに優れたエンジニアリングプラスチックが好ましく、例えば、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミドなどが挙げられる。中でも、ポリフェニレンスルホンが好適である。合成樹脂には、着色剤、安定剤、充填剤、難燃剤、ガラス繊維、タルク、酸化チタンなどの各種樹脂添加剤を配合することができる。
【００２０】
本発明に係る流体分岐ブロックを使用する際には、屋外などに設置した熱媒循環器で温度および圧力を調節した熱媒を、チューブを介して大口径接続管、流体分岐ブロック主入り流路（流路Ａ）に送り、この流路Ａから複数個の流体小流路（流路ａ）を経由して、放熱板に埋設されて熱媒用チューブに循環させる。放熱板を循環した熱媒は複数個の流体小流路（流路ｂ）を経由して、主戻り流路（流路Ｂ）に戻され、熱媒循環器に戻され、温度と圧力を調節した上で再度流体分岐ブロックの一方の流体大流路（流路Ａ）に送られる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明に係る流体分岐ブロックを図面に基いて詳細に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の記載例に限定されるものではない。
【００２２】
図１は本発明に係る流体分岐ブロックの一例の平面図であり、図２は本発明に係る流体分岐ブロックの一例の正面図であり、図３は、本発明に係る流体分岐ブロックの一例の左側面図である。図４は図１におけるIV−IV部分での断面の矢印方向からの側面図であり、図５は図１におけるＶ−Ｖ部分での断面の矢印方向からの側面図であり、図６は図１におけるVI−VI部分での断面の矢印方向からの側面図である。図７は図１に示した流体分岐ブロックの製造用射出成形金型の入子の一例の側面図である。
【００２３】
図１および図２において、平面形状が矩形で平板状の六面体状ブロック１０の短辺の一側面１１には、この面に対して直角に二個の大口径接続管１３、１４が設けられ、この大口径接続管１２に流体大流路（流路Ａ）１３´、大口径接続管１４に流体大流路（流路Ｂ）１４´が穿設され、流路１３´および流路１４´は短辺の他の側面１２の近傍に達する長さにされている。大口径接続管１３と流路１３´は上側の広い平面寄りに配置され、大口径接続管１４と流路１４´は下側の広い平面寄りに配置されており、流路１３´および流路１４´の断面形状が優孤状にされているものを例示している。
【００２４】
図１および図３において、六面体状ブロック１０の広い平面を挟んで対向する長辺の二側面１５、１６には、これらの面に対して直角に４個の右側小口径接続管１７、１８、１９、２０と左側小口径接続管２１、２２、２３、２４がそれぞれ設けられ、これら小口径接続管には流体小通路が穿設されている。４個の左側小口径接続管のうち２２と２４の二個は上側の広い平面寄りに配置され、これに連接して穿設された流体小流路は流体大流路（流路Ａ）１３´に連接されている。４個の左側小口径接続管のうち２１と２３は下側の広い平面寄りに配置されており、これに連接して穿設された流体小流路は流体大流路（流路Ｂ）１４´に連接されている。流体小流路２７、２８の断面形状が円形にされているものを例示している。
【００２５】
図４は図１におけるIV−IV部分での断面の矢印方向からの側面図であり、小口径接続管２２に連接された流体小流路２２´と、小口径接続管２４に連接されて流体小流路２４´とは上側の広い平面寄りに配置され、流体小流路は流体大流路１３´に開口し連接されている。小口径接続管１８に連接された流体小流路１８´と、小口径接続管２０に連接されて流体小流路２０´とは、下側の広い平面寄りに配置されており、円形の断面が表われている。このように、流体小流路２２´と流体小流路１８´、および流体小流路２４´と流体小流路２０´と相互に対向させて配置されているが、相互に連通することはない。
【００２６】
図５および図６は、流体大流路と流体小流路との位置関係を明らかにする図であり、図５は図１におけるＶ−Ｖ部分での断面の矢印方向からの側面図であり、図６は図１におけるVI−VI部分での断面の矢印方向からの側面図である。小口径接続管１８に連接されて流体小流路１８´は流体小流路１４´に開口し連接されており、小口径接続管２２に連接されて流体小流路２２´は流体小流路１３´に開口し連接されている。小口径接続管１７に連接されて流体小流路１７´は流体小流路１３´に開口し連接されており、小口径接続管２１に連接されて流体小流路２１´は流体小流路１４´に開口し連接されている。
【００２７】
図７は、図１に示した流体分岐ブロックの製造用射出成形金型の入子の一例の側面図であり、分割面を明らかにする図である。入子２５は射出成形金型のブロックに埋込まれるもので、２６は流体分岐ブロック形成用キャビティであり、２７は分割面であり、２９は流体大流路形成用芯棒であり、３０、３１、３２、３３は流体小流路形成用芯棒であり、これら芯棒は図示されていない可動ブロックに連接されている。２８は溶融樹脂通路ゲートであり、射出成形金型のゲートに連接される。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る流体分岐ブロックは、以上詳細に説明したとおりであり、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
１．本発明に係る流体分岐ブロックを使用すると、熱媒を放熱体の溝に埋設した複数本の熱媒用チューブに通して循環することができ、相互に隣接する熱媒用チューブの間で反対方向とすることができ、放熱板をマクロに見た際には温度斑をなくし、温度分布をほぼ均一に加熱することができる。
２．本発明に係る改良された流体分岐ブロックを使用すると、熱媒を複数本の熱媒用チューブに通して循環することができるので、熱媒の圧損失が少なく熱効率の優れた放熱板が得られる。
３．本発明に係る流体分岐ブロック製造用の金型を使用すると、品質の優れた流体分岐ブロックを工業的に容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る流体分岐ブロックの一例の平面図である。
【図２】  本発明に係る流体分岐ブロックの一例の正面図である。
【図３】  本発明に係る流体分岐ブロックの一例の左側面図である。
【図４】  図１におけるIV−IV部分での断面の矢印方向からの側面図である。
【図５】  図１におけるＶ−Ｖ部分での断面の矢印方向からの側面図である。
【図６】  図１におけるVI−VI部分での断面の矢印方向からの側面図である。
【図７】  図１に示した流体分岐ブロック製造用射出成形金型の入子の一例の側面図である。
【符号の説明】
１０：流体分岐ブロック
１１：短辺の一側面
１２：短辺の他の側面
１３、１４：大口径接続管
１３´、１４´：流体大流路
１５、１６：長辺の二側面
１７、１８、１９、２０：右側小口径接続管
２１、２２、２３、２４：左側小口径接続管
１７´、１８´、２１´、２２´、２４´：流体小流路
２５：入子
２６：キャビティ
２７：分割面
２８：溶融樹脂通路
２９：流体大流路形成用芯棒
３０、３１、３２、３３：流体小流路形成用芯棒
【図１】
0004226707.tif 000002
【図２】
0004226707.tif 000003
【図３】
0004226707.tif 000004
【図４】
0004226707.tif 000005
【図５】
0004226707.tif 000006
【図６】
0004226707.tif 000007
【図７】
0004226707.tif 000008