JP2006234020A - 配管ユニット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各種流体の供給や排出等を行う配管が一体に形成され三次元的に集積されることにより、外部からの衝撃に強く安全性、耐薬品性に優れ、施工の手間を大幅に削減でき組込みや取換えが容易で施工性に優れ、コンパクトで省スペース性に優れると共に、配管に隙間や段差，継ぎ目等がなくゴミ等が混入し難く、流体の流れが滑らかで製造設備等のコンタミネーションコントロールや流量管理等を容易に行うことができ信頼性、メンテナンス性に優れる配管ユニットの提供。
【解決手段】ブロック体の内部に三次元的に集積された配管を備えた熱可塑性樹脂製の配管ユニットであって、配管が、少なくとも一端が記ブロック体の表面に開口して穿設された２以上の開口流路と、開口流路とブロック体の内部で連通した穿設孔の開口端がブロック体の表面から嵌合され熱融着でブロック体と一体化された蓋部材で閉塞され形成された内部流路と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、水道水，純水，アルコール，スラリー，浸食性の高い薬品等の液体或いはガス，水素，窒素等の気体等の各種流体の供給や排出等を行う配管を三次元的に集積し一体に形成した、コンパクトで継ぎ目がなくゴミ等が混入し難い熱可塑性樹脂製の配管ユニットに関する。

従来、マンション等の住宅，ビル，工場等の各種建築物或いは半導体，液晶等の製造設備や医薬品，食品，化粧品等の製造設備等において、各種流体の供給や排出等を行う配管は、チーズやエルボ等の管継ぎ手を用いて複数のチューブ等の管状部材を接続すると共に、配管の途中や端末に圧力センサ，リークセンサ，流量計等の計測器類やバルブ、ポンプ、フランジ等が配設されている。
しかしながら、チューブ等の管状部材を管継ぎ手等を介してねじ止め等で連結するものは管継ぎ手が大きく高価であるために接続部が大型化するとともに組立コストが増大し、さらに管継ぎ手内に隙間や段差が生じ易く、ゴミ等が滞留したり流体の滑らかな流れを妨げる原因となり信頼性に欠けるという問題点を有していた。
また、チューブ等の管状部材の接合端面同士をフラット状に形成し溶着する場合は、接合部の内周面に溶着の際の加圧により溶融した樹脂が突出し、この突出した溶着部が、ゴミ等を滞留したり流体の滑らかな流れを妨げる原因となり、管状部材を半導体，液晶等の製造設備や医薬品，食品，化粧品等の製造設備で用いる流体を流すために用いた場合には、ゴミ等によるコンタミネーションのために、製造される半導体，液晶，医薬品，食品，化粧品等の品質を低下させ歩留を低下させたり衛生上の問題が発生したりするという問題点を有していた。
（特許文献１）には「２枚の金属板を張り合わせ、これら金属板の一方または両方を膨管加工することにより、両金属板の間に、流路断面積が４ｍｍ² 以下のキャピラリ管路と、このキャピラリ管路にそれぞれ連通する、内径が相対的に拡大したタンク部、および金属板の端部において開口するストレーナ挿入部を形成し、さらに前記ストレーナ挿入部内にストレーナを嵌入固定したことを特徴とする配管部材」が開示されている。
（特許文献２）には「一体成形されて等質的に連続した合成樹脂塊の内部に流路を形成し、少なくとも試薬の開口を内部で接続する試薬流路と、試料水の開口を内部で接続する試料水流路を設け、これらを互いに内部で連通せず、且つ、互いに交差するように構成した合成樹脂製流路部材」が開示されている。
特開平６−１３７７１８号公報 特開２０００−２８０４９号公報

しかしながら上記従来の技術では、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）では、キャピラリ管路とそれに連通するタンク部、および端部において開口するストレーナ挿入部が一体に形成されていることにより、各部品の予備組立が不要となり、空調装置等への組み込み作業を容易に行うことができるが、配管部材が金属製であるため耐薬品性に欠け、用途が限定され汎用性に欠けるという課題を有していた。
また、配管部材が２枚の金属板を張り合わせて形成されるため、配管が平面内に二次元的に配置され、小型化が不十分で設計の自在性に欠けるという課題を有していた。
（２）（特許文献２）では、合成樹脂塊の内部に流路が一体に形成されていることにより、流路の内部にゴミ等が滞留したり、流体の滑らかな流れを妨げたりするのを防止することができるが、形状及び用途が限定され汎用性に欠けるという課題を有していた。
また、合成樹脂として紫外線硬化樹脂を使用し、光造形法を用いて流路を形成するので、設計自在性に欠けると共に、製造工程が複雑で量産性に欠け、寸法管理が困難で寸法精度の再現性に欠けるという課題を有していた。
更に、流路を形成する合成樹脂の成分が溶出する可能性があり、浸食性の高い薬品や純度の高い流体に対して使用することが困難であるという課題を有していた。
（３）既存の半導体製造装置等においては、限られたスペースに様々な機能部品を設置するため、施工手順を間違えると初めからやり直さなければならないほど配管が複雑で施工性に欠けると共に、ねじ止め等で連結した接続部には漏れ等の不具合が発生し易く信頼性に欠けるという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、各種流体の供給や排出等を行う配管が一体に形成され三次元的に集積されることにより、外部からの衝撃に強く安全性、耐薬品性に優れ、施工の手間を大幅に削減でき組込みや取換えが容易で施工性に優れ、コンパクトで省スペース性に優れると共に、配管に隙間や段差，継ぎ目等がなくゴミ等が混入し難く、流体の流れが滑らかで製造設備等のコンタミネーションコントロールや流量管理等を容易に行うことができ信頼性、メンテナンス性に優れる配管ユニットの提供及び、各種流体の供給や排出等を行う配管を三次元的に集積して一体に形成することができ、設計の自由度が高く汎用性に優れ、加工が容易で量産性に優れ、寸法精度の再現性、密封の信頼性に優れる配管ユニットの製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するために本発明の配管ユニット及びその製造方法は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の配管ユニットは、ブロック体の内部に三次元的に集積された配管を備えた熱可塑性樹脂製の配管ユニットであって、前記配管が、少なくとも一端が前記ブロック体の表面に開口して穿設された２以上の開口流路と、前記開口流路と前記ブロック体の内部で連通した穿設孔の開口端が前記ブロック体の表面から嵌合され熱融着で前記ブロック体と一体化された蓋部材で閉塞され形成された内部流路と、を備えている構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）熱可塑性樹脂製のブロック体及び蓋部材を直接、熱融着することができるので、接合強度を高くすることができると共に、ブロック体と蓋部材を一体化し接合斑やピンホ−ル等の発生を防止でき、内部流路を流れる流体の漏れ等を防止することができる。
（２）２以上の開口流路とブロック体の内部で連通した内部流路を有する配管が、ブロック体の内部に三次元的に集積されているので、チーズやエルボ等の管継ぎ手が不要で配管をコンパクト化することができると共に、配管に隙間や段差，継ぎ目等がなくゴミ等が混入し難く、流体の流れが滑らかで製造設備等のコンタミネーションコントロール，マイクロバブルの発生の抑制や流量管理等を容易に行うことができる。
（３）配管が、内部流路とブロック体の内部で連通し少なくとも一端がブロック体の表面に開口した２以上の開口流路を有するので、開口流路とチーズやエルボ等の管継ぎ手やチューブ等の管状部材等を接続することができ、容易に既存の配管の途中にも組込むことができる。また、開口流路に各種管継ぎ手やチューブ等の管状部材を形成できる。
（４）配管がブロック体の内部に一体に形成されているので、組立及び交換作業が容易で取扱い性、メンテナンス性に優れる。

ここで、ブロック体及び蓋部材を形成する熱可塑性樹脂としては、耐薬品性、耐熱性に優れ機械的強度の高いものが好ましく、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ，ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等が好適に用いられる。
開口流路は内部流路の端部だけでなく任意の位置及び方向に任意の数だけ設けることができる。また、１つの配管ユニットの中に複数の独立した（連通しない）内部流路を形成した場合、種類の異なる流体が流れる複数の配管を集積することができ省スペース性に優れる。
開口流路には、チューブ，パイプ等の管状部材、チーズ，エルボ等の管継ぎ手、圧力センサの受圧部，リークセンサの感知部，温度センサのセンサ部，流量計の発信部や受信部等の各種計測器類、バルブ，フランジ等の端部を接続することができる。管状部材，管継ぎ手，計測器類等の端部は、ねじ止め等で連結してもよいし、溶着により接合してもよい。流量計の場合、既存の流量計の発信部と受信部を配管ユニットの開口流路に接続するようにしてもよいし、流量計の測定流路に相当する部分を配管ユニットの内部流路として形成しておき発信部や受信部のみを配設するようにしてもよい。
また、開口流路の外周に凹条や凸条等の嵌合部を形設したり、円周上に固定用のねじ孔を穿設したりした場合、管継ぎ手や計測器類等を容易に接続することができ、施工性に優れる。

尚、ブロック体の形状としては、直方体状や立方体状以外に略Ｌ字型、略Ｔ字型、略十字型等の様々な形状に形成することができる。また、ブロック体の任意の位置に突起部を形成してもよい。これにより、開口流路をブロック体の様々な位置や方向に形成することができ、更に複雑な配管を集積して一体化することができる。特に略Ｌ字型や略Ｔ字型等に形成されたブロック体の突起部に削り出し等により管状部や継ぎ手部を形設した場合、実用性、施工性を向上させることができ、既存の配管等との接続を容易に行うことができ、複雑な配管を簡便に実現できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の配管ユニットであって、前記ブロック体及び前記蓋部材の少なくともいずれか一方が改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成されている構成を有している。
（１）ブロック体及び蓋部材の少なくともいずれか一方を改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成することにより、加工が容易で量産性に優れると共に、寸法精度の再現性、密封の信頼性に優れる。

ここで、改質ＰＴＦＥとしては、その懸濁重合時に次の化学式（化１）、（化２）、（化３）で表されるパ−フルオル化エ−テルの１種以上を改質剤として添加して重合されたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が用いられる。

具体的には、ダイキン工業（株）製の商品名モ−ルディングパウダ−（Ｍ−１１１、Ｍ−１１２、Ｍ−１３９），三井デュポン社製（７０Ｊ），住友３Ｍ（ＴＦＭ１６００）やヘキスト社製のもの等が好適に用いられる。
組成物として配合される他の合成樹脂としてはＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル重合体）、ＰＴＦＥ等があげられる。
ＰＦＡを加えることにより、熱融着時間の短縮化が図られ、コストを低減することができる。また、従来のＰＴＦＥを加えることにより熱融着時の保形性を向上できると共に、希釈剤として優れコストを低減できる。

ＰＦＡの配合量としては１ｗｔ％〜９５ｗｔ％、好ましくは１ｗｔ％〜８０ｗｔ％が用いられる。１ｗｔ％よりも少なくなるにつれ添加効果が認められ難く、また８０ｗｔ％よりも多くなるにつれ、熱融着時の保形性が低下し、内部流路の寸法精度の低下を招き易くなる傾向がある。特に、９５ｗｔ％より多くなるにつれ、内部流路の変形が発生し易くなる傾向が顕著になり好ましくない。
従来のＰＴＦＥの配合量としては１ｗｔ％〜９０ｗｔ％、好ましくは１ｗｔ％〜７０ｗｔ％が用いられる。１ｗｔ％よりも少なくなるにつれ添加効果が認められ難く、また７０ｗｔ％よりも多くなるにつれ、接合強度の低下を招き易くなる傾向がある。特に、９０ｗｔ％よりも多くなるにつれ、接合が不十分となり漏れ等が発生し易くなる傾向が顕著になり好ましくない。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の配管ユニットであって、前記配管が、前記開口流路に連通し前記ブロック体の表面に突出して形成又は配設された外部接続部を備えている構成を有している。
この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）配管が、開口流路に連通しブロック体の表面に突出して形成又は配設された外部接続部を備えているので、外部接続部を介して開口流路に管継ぎ手や計測器類等を容易に接続することができ施工性に優れる。

ここで、外部接続部は削り出しによりブロック体と一体に形成してもよいし、ＰＦＡをパイプ状や各種継ぎ手形状等に形成したものを嵌着後、溶着してもよい。
外部接続部に雄ねじ部や雌ねじ部を形設した場合、管継ぎ手や計測器類等の接続を簡便に行うことができ組立作業性、メンテナンス性に優れる。また、外部接続部を介して複数の配管ユニットを接続することもできる。その場合、各々の配管ユニットの配管の構成を簡素化した上で、複雑な配管を簡便に実現することができ生産性、汎用性に優れる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の配管ユニットであって、前記配管が、前記開口流路に連通して前記ブロック体に形設されたバルブ弁座部を備えている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）配管が、開口流路に連通してブロック体に形設されたバルブ弁座部を備えていることにより、容易にバルブを位置決め固定することができ、簡便に開口流路の開閉や流量コントロールを行って流体の流入及び流出を制御することができる。
（２）開口流路に連通してバルブ弁座部が形設されているので、従来のようなチューブや継ぎ手等による接続が不要でバルブの設置スペース及び配管長さを低減でき、省スペース性、設計自在性を向上させることができる。
ここで、バルブ弁座部は凹状や凸状に形成される。凹状の場合、開口流路の端部を掘り下げることで形成できる。凸状の場合は、削り出しによりブロック体と一体に形成するか、外部接続部と同様に別部材で形成したものを開口流路に嵌着後、溶着する。
バルブ弁座部が形設される開口流路に連通する内部流路の数は幾つでも構わない。バルブ弁座部にバルブを配設することにより、単に開口流路の開閉を行う以外に複数の内部流路を選択的に開口流路に連通させ流体の流れを制御することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の配管ユニットであって、前記配管が、前記ブロック体の内部で連通して形成された複数の前記内部流路を備えている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至４の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）配管が、ブロック体の内部で連通して形成された複数の内部流路を備えていることにより、複雑な配管を集積して小型化することができると共に、複数の開口流路を任意の位置に形成することができ設計自在性に優れる。
ここで、複数の内部流路の孔径は同径でも異径でもよい。また、内部流路の連通箇所は流路の端部でも途中でもよい。

請求項６に記載の配管ユニットの製造方法は、熱可塑性樹脂製のブロック体の表面から穿設孔を穿設する穿設孔形成工程と、少なくとも一端が前記ブロック体の表面に開口し前記穿設孔と連通する空気孔を穿設する空気孔穿設工程と、熱可塑性樹脂製の蓋部材を前記ブロック体の表面から前記穿設孔に嵌合する蓋部材嵌合工程と、前記ブロック体及び前記蓋部材を加熱して熱融着させ前記穿設孔の開口端を前記蓋部材で閉塞する内部流路形成工程と、前記内部流路と連通する２以上の開口流路を穿設する開口流路形成工程と、を備えている構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）穿設孔形成工程によりブロック体の表面から穿設孔を穿設することができるので、ブロック体の任意の位置で任意の方向に穿設孔を形成することができ設計自在性に優れる。
（２）蓋部材嵌合工程によりブロック体の表面から穿設孔に蓋部材を嵌合させ、内部流路形成工程によりブロック体及び蓋部材を加熱して熱融着させ穿設孔の開口端を蓋部材で閉塞して内部流路を形成することができるので、内部流路からの流体の漏れを確実に防止できる。
（３）空気孔穿設工程により少なくとも一端がブロック体の表面に開口し穿設孔と連通する空気孔を穿設することができるので、内部流路形成工程においてブロック体及び蓋部材を加熱した際に、穿設孔内部で膨張した空気を空気孔からブロック体の外部に逃がすことができ、蓋部材がブロック体の外部に飛び出すのを防止でき、確実に穿設孔を閉塞して内部流路を形成することができる。
（４）内部流路形成工程の終了後に開口流路形成工程で開口流路を穿設することにより、開口流路の熱変形が発生せず、開口流路の形状及び寸法精度の再現性、安定性に優れ、開口流路における接合の信頼性に優れる。
（５）ブロック体と蓋部材を熱融着して一体化することができ、内部流路を流れる流体の漏れ等を防止することができる。

ここで、ブロック体及び蓋部材を形成する熱可塑性樹脂は請求項1及び２で説明したものと同様である。穿設孔形成工程、空気孔穿設工程及び開口流路形成工程はドリル，エンドミル等により行う。穿設孔は蓋部材で閉塞された後からの加工が不可能であるため、穿設孔形成工程において十分な精度を確保する。尚、内部流路形成工程における内部流路の変形は比較的小さく十分に許容できる範囲に収まる。尚、穿設孔は円形状，楕円形状，多角形状等に形成することができる。
蓋部材嵌合工程に用いる蓋部材は、穿設孔の形状に合わせて円柱状，楕円柱状，多角柱状等に形成される。蓋部材の外周全面を穿設孔に融着させることができ、接合面積を広くできるので、接合の信頼性に優れる。尚、蓋部材の外周には凹凸や螺旋状の凸条等を形成してもよい。融着の際に、より強固に穿設孔と密着させることができ密封の信頼性を向上できる。

内部流路形成工程における加熱温度Ｔは２５０℃≦Ｔ≦４５０℃であることが好ましい。加熱温度Ｔが２５０℃よりも低くなるにつれ未接合部が発生し易くなる傾向があり、加熱温度Ｔが４５０℃よりも高くなるにつれ合成樹脂が劣化し機械的強度が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
開口流路形成工程において形成する開口流路は、空気孔の位置及び内部流路と連通する任意の位置に設けることができる。
設計上の都合等により、開口流路の位置に合わせて空気孔を穿設できない場合には、空気孔閉塞工程が必要となる。空気孔に円柱状等に形成された閉塞部材を嵌着後、溶着することにより閉塞できる。尚、空気孔の孔径が比較的、小さい場合や深さが浅い場合には、内部流路形成工程における加熱による熱膨張で、自然に閉塞されることも期待できるが、信頼性の面からは、空気孔閉塞工程を行うことが望ましい。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の配管ユニットの製造方法であって、前記開口流路形成工程で形成される前記開口流路の位置が前記空気孔の位置である構成を有している。
この構成により、請求項６の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）開口流路形成工程において空気孔の位置に開口流路を穿設することにより、完成した配管ユニットには開口流路以外に開口部がなく、空気孔を閉塞する工程が不要で生産性に優れると共に、流体の漏れが発生せず信頼性に優れる。
ここで、後工程の開口流路形成工程において開口流路が穿設される位置に合わせて前工程の空気孔穿設工程で空気孔を穿設しておくことで、無駄な工程が不要で生産性、信頼性に優れる。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の配管ユニットの製造方法であって、前記開口流路に連通し前記ブロック体の表面に突出した外部接続部を形成又は配設する外部接続部形設工程を備えている構成を有している。
この構成により、請求項６又は７の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）外部接続部形設工程により、開口流路に連通し管継ぎ手や計測器類等を容易に接続することが可能な外部接続部を形成又は配設することができる。

ここで、外部接続部をブロック体と一体に形成する場合は、ブロック体の外部接続部の形成位置に予め凸部を形成するか、ブロック体全体を出来上りの寸法よりも大き目に形成する等しておき、凸部の外周やブロック体の表面を切削する。
別部材でパイプ状等に形成した外部接続部を溶着する場合には、開口流路の開口端部（ブロック体表面）の外周に凸条部を形成するか、内周に凹条部を形成することが好ましい。これにより、外部接続部の端部を確実に凸条部又は凹状部に突き当てて溶着することができ密封の信頼性に優れる。特に、凸条部の内周面を端面外周側に向かって拡開した傾斜状に形成した場合、溶着の際に接合端面に形成される溶着部が開口流路の内周側に突出することがなく、溶着部の内周面を滑らかに形成することができる。これにより、ゴミ等が滞留し難く流体を滑らかに流すことができ信頼性を向上させることができる。
また、開口流路に連通させてブロック体に凹状や凸状のバルブ弁座部を形設するバルブ弁座部形設工程を備えてもよい。これにより、バルブを容易に位置決め固定することができる。

以上のように、本発明の配管ユニット及びその製造方法によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）熱可塑性樹脂製のブロック体と蓋部材を直接、熱融着することができるので、接合強度を高くすることができると共に、ブロック体と蓋部材を一体化し接合斑やピンホ−ル等の発生を防止でき、内部流路を流れる流体の漏れ等を防止することができる接合の信頼性、耐久性に優れた配管ユニットを提供することができる。
（２）２以上の開口流路とブロック体の内部で連通した内部流路を有する配管が、ブロック体の内部に三次元的に集積されているので、開口流路と内部流路との接続にチーズやエルボ等の管継ぎ手が不要で配管をコンパクト化することができ省スペース性に優れると共に、配管に隙間や段差，継ぎ目等がなくゴミ等が混入し難く、流体の流れが滑らかで製造設備等のコンタミネーションコントロール，マイクロバブルの発生の抑制や流量管理等が容易な信頼性、取扱性に優れた配管ユニットを提供することができる。
（３）２以上の開口流路がブロック体の内部で内部流路と連通しているので、各々の開口流路にチーズやエルボ等の各種管継ぎ手やチューブ等の管状部材を形成したり、容易に既存の配管の途中に管継ぎ手や管状部材等で接続したりできる実用性、施工性に優れた配管ユニットを提供することができる。
（４）配管がブロック体の内部に一体に形成されているので、組立及び交換作業が容易で取扱い性、メンテナンス性に優れた配管ユニットを提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）ブロック体及び蓋部材の少なくともいずれか一方を改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成することにより、加工が容易で量産性に優れると共に、寸法精度の再現性、密封の信頼性に優れた配管ユニットを提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）開口流路に連通しブロック体の表面に突出して形成又は配設された外部接続部を介して開口流路に管継ぎ手や計測器類等を容易に接続することができる施工性に優れた配管ユニットを提供することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）開口流路に連通してブロック体に形設された形設されたバルブ弁座部にバルブの端部を嵌合させるだけで容易にバルブを位置決め固定することができ、簡便に開口流路の開閉を行って流体の流入及び流出を制御することができる施工性、機能性に優れた配管ユニットを提供することができる。
（２）開口流路に連通して形設されたバルブ弁座部に直接バルブを接続することができ、接続部のチューブや継ぎ手等が不要でバルブの設置スペース及び配管長さを低減できる省スペース性、設計自在性に優れた配管ユニットを提供することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）ブロック体の内部に複数の内部流路が連通して形成されているので、複雑な配管を集積することができ省スペース性に優れると共に、複数の開口流路を任意の位置に形成することができる設計自在性に優れた配管ユニットを提供することができる。

請求項６に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）穿設孔形成工程において、ブロック体の表面から穿設孔を穿設することにより、ブロック体の任意の位置で任意の方向に穿設孔を形成することができる設計自在性に優れた配管ユニットの製造方法を提供することができる。
（２）蓋部材嵌合工程において、ブロック体の表面から穿設孔に蓋部材を嵌合させ、内部流路形成工程において、ブロック体と蓋部材を熱融着させることにより、蓋部材で閉塞された内部流路を形成することができ、内部流路からの流体の漏れを確実に防止できる信頼性、量産性に優れた配管ユニットの製造方法を提供することができる。
（３）空気孔穿設工程において、穿設孔と連通する空気孔を穿設することにより、内部流路形成工程においてブロック体及び蓋部材を加熱した際に、穿設孔内部で膨張した空気を空気孔からブロック体の外部に逃がすことができるので、蓋部材がブロック体の外部に飛び出すのを防止でき、確実に穿設孔を閉塞することができる接合の信頼性、施工性に優れた配管ユニットの製造方法を提供することができる。
（４）内部流路形成工程の終了後に開口流路形成工程で開口流路を穿設することにより、開口流路の熱変形が発生せず、開口流路の形状及び寸法精度の再現性、安定性に優れ、開口流路における接合の信頼性に優れた配管ユニットの製造方法を提供することができる。
（５）少なくともいずれか一方が改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成されたブロック体と蓋部材を熱融着して一体化することにより、内部流路を流れる流体の漏れ等を確実に防止することができる信頼性に優れた配管ユニットの製造方法を提供することができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項６の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）開口流路形成工程において空気孔の位置に開口流路を穿設することにより、完成した配管ユニットには開口流路以外に開口部がなく、空気孔を閉塞する工程が不要で生産性に優れると共に、流体の漏れを確実に防止できる信頼性に優れた配管ユニットの製造方法を提供することができる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項６又は７の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）外部接続部形設工程において、開口流路に連通し管継ぎ手や計測器類等を容易に接続することが可能な外部接続部を形成又は配設することができる生産性に優れた配管ユニットの製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態における配管ユニット及びその製造方法について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における配管ユニットを示す透視斜視図である。
図１中、１は本発明の実施の形態１における配管ユニット、２は改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成された配管ユニット１のブロック体、２ａはブロック体２の上面、２ｂはブロック体２の側面、３はブロック体２の内部に三次元的に形成された配管、４，５は一端がブロック体２の上面２ａに開口して穿設された配管３の２つの開口流路、６は開口流路４，５とブロック体２の内部で連通して形成された配管３の内部流路、７は開口流路４に連通しブロック体２の上面２ａに凹状に形設されたバルブ弁座部、８はバルブ弁座部７の周囲に穿設されバルブ弁座部７に配設されるバルブを固定するための固定孔、９は開口流路５に連通しブロック体２の上面２ａに突出して形成された外部接続部である。

以上のように形成された本発明の実施の形態１における配管ユニットの製造方法について説明する。
図２は穿設孔形成工程を示す透視斜視図であり、図３は空気孔穿設工程を示す透視斜視図であり、図４は蓋部材嵌合工程及び内部流路形成工程を示す透視斜視図であり、図５は開口流路形成工程を示す透視斜視図である。

まず、穿設孔形成工程において、図１の内部流路６に相当する位置に図２に示すように開口端１１がブロック体２の側面２ｂに開口した穿設孔１０を穿設する。尚、穿設孔１０は後加工が不可能であるため、この時点で十分な精度を確保する。
次に、空気孔穿設工程において、図１の開口流路４，５に相当する位置に図３に示すように空気孔１２，１３を穿設する。空気孔１２，１３の孔径は十分に空気が流通できる大きさで、開口流路４，５の孔径よりも小さければよい。また、空気孔１２，１３は穿設孔１０の内部にある空気を排出できればよいので、いずれか一方だけ設けてもよい。
次に、蓋部材嵌合工程において、図４に示すように改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で穿設孔１０の孔径とほぼ同等の外径を有する円柱状に形成された蓋部材１４を穿設孔１０の開口端１１から嵌合する。
尚、本実施の形態では穿設孔１０を円形状に形成し、蓋部材１４を円柱状に形成したが、穿設孔１０は円形状以外に楕円形状や多角形状等に形成することができ、蓋部材１４は穿設孔１０の形状に応じて楕円柱状や多角柱状等に形成することができる。また、蓋部材１４の外周に凹凸や螺旋状の凸条等を形成した場合、穿設孔１０の内周面に対して確実に密着させることができ密封の信頼性を向上できる。

次に、内部流路形成工程において、図４に示す蓋部材１４が穿設孔１０に嵌合されたブロック体２を加熱して熱融着させ一体化することにより穿設孔１０の開口端１１を閉塞し、内部流路６（図１、図５参照）を形成する。蓋部材１４の外周全面を穿設孔１０の内周面に融着させることができ、接合面積を広くできるので、接合の信頼性に優れる。
尚、内部流路形成工程における加熱の際には、前述の空気孔穿設工程で穿設された空気孔１２，１３から穿設孔１０の内部で膨張した空気をブロック体２の外部に排出することができ、蓋部材１４がブロック体２の外部に飛び出すのを防止できる。

次に、開口流路形成工程において、図５に示すように図４における空気孔１２，１３を拡大するように開口流路４，５を穿設する。前工程の空気孔穿設工程で穿設される空気孔１２，１３の位置と、開口流路形成工程において穿設される開口流路４，５の位置を合わせることで、無駄な工程が不要で生産性、信頼性に優れる。
次に、バルブ弁座部形設工程において、開口流路４に連通する凹状のバルブ弁座部７をブロック体２の上面２ａに形設する（図１参照）。また、バルブ弁座部７の周囲には複数の固定孔８を穿設する（図１参照）。これにより、バルブ弁座部７に配設されるバルブを容易に位置決めして固定することができる。
本実施の形態ではバルブ弁座部７を凹状に形成したが、凸状に形成してもよい。凸状のバルブ弁座部７は、削り出しによりブロック体２と一体に形成するか、凸状の別部材を開口流路４に嵌着後、溶着する等して形成する。

次に、外部接続部形設工程において、開口流路５に連通しブロック体２の上面２ａに突出したパイプ状の外部接続部９を溶着により配設する（図１参照）。これにより、外部接続部９を介して開口流路５に管継ぎ手や計測器類或いは他の配管ユニット等を容易に接続することができる。特に、外部接続部９の外周に雄ねじ部を形設したり、内周に雌ねじ部を形設したりした場合、管継ぎ手や計測器類等の接続を簡便に行うことができ組立作業性、メンテナンス性に優れる。また、外部接続部９は円筒状以外に複数の接続部を備えた各種継手形状に形成してもよい。これにより、複雑な配管との接続を簡便に行なうことができる。
外部接続部９を溶着により配設する場合、外部接続部９の材質としてはＰＦＡが好ましい。また、開口流路５の開口端部（ブロック体２の上面）に凸条部又は凹条部を形成することが好ましい。これにより、外部接続部９の端部を確実に凸条部又は凹条部に突き当てて溶着することができ密封の信頼性に優れる。
尚、外部接続部９はブロック体２を大き目に形成しておき、上面２ａを削ることによりブロック体２と一体に形成してもよい。

本実施の形態ではブロック体２を直方体状に形成したが、立方体状や略Ｌ字型、略Ｔ字型、略十字型等の様々な形状に形成することができ、ブロック体２の任意の位置に突起部を設けることができる。これにより、開口流路５をブロック体２の様々な位置や方向に設けた突起部に形成することができ、更に複雑な配管３を集積して一体化することができる。特にブロック体２の突起部に削り出しや溶着等により１乃至複数の管状部や継ぎ手部を設けた場合、更に複雑な配管等との接続を容易に行うことができ、実用性、施工性を向上させることができる。
尚、ブロック体２及び蓋部材１４の両方を改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成する代りに、いずれか一方のみを改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成してもよい。また、ブロック体２及び蓋部材１４の材質として四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ，ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂を用いても同様に配管ユニット１を形成することができる。

以上のように実施の形態１における配管ユニットは構成されているので、以下の作用を有する。
（１）ブロック体２及び蓋部材１４の少なくともいずれか一方を改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成することにより、ブロック体２と蓋部材１４を直接、熱融着した際に、寸法精度の再現性、密封の信頼性に優れ、接合強度を高くすることができると共に、ブロック体２と蓋部材１４を一体化し接合斑やピンホ−ル等の発生を防止でき、開口流路５及び内部流路６を流れる流体の漏れ等を防止することができる。
（２）配管３がブロック体２の内部に一体に形成されているので、組立及び交換作業が容易で取扱い性、メンテナンス性に優れる。
（３）配管３が、開口流路５に連通しブロック体２の上面２ａに突出して配設された外部接続部９を備えているので、外部接続部９を介して開口流路５に管継ぎ手や計測器類等を容易に接続することができ施工性に優れる。
（４）配管３が、開口流路４に連通してブロック体２に形設された凹状のバルブ弁座部７を備えていることにより、バルブの端部をバルブ弁座部７に嵌合させるようにして容易にバルブを位置決め固定することができ、簡便に開口流路４の開閉を行って流体の流入、流出及び流量を制御することができる。
（５）開口流路４に連通してバルブ弁座部７が形設されているので、従来のようなチューブや継ぎ手等による接続が不要でバルブの設置スペース及び配管長さを低減でき、省スペース性、設計自在性を向上させることができる。
（６）バルブ弁座部７及び外部接続部９を利用して接続されたバルブや各種管継ぎ手、計測器類等を配管ユニット１と一体に取扱うことができ、施工性、実用性を向上させることができる。
（７）外部接続部９を介して複数の配管ユニット１を接続することができるので、各々の配管ユニット１の配管３の構成を簡素化した上で、複雑な配管を簡便に実現することができ生産性、汎用性に優れる。

以上のように実施の形態１における配管ユニットの製造方法は構成されているので、以下の作用を有する。
（８）穿設孔形成工程によりブロック体２の側面２ｂなどから穿設孔１０を穿設することができ、蓋部材嵌合工程により穿設孔１０の開口端１１から蓋部材１４を嵌合させることができる。
（９）内部流路形成工程によりブロック体２及び蓋部材１４を加熱して熱融着させ穿設孔１０の開口端１１を蓋部材１４で閉塞して内部流路６を形成することができるので、内部流路６からの流体の漏れを確実に防止できる。
（１０）空気孔穿設工程により一端がブロック体２の上面２ａに開口し穿設孔１０と連通する空気孔１２，１３を穿設することができるので、内部流路形成工程においてブロック体２及び蓋部材１４を加熱した際に、穿設孔１０内部で膨張した空気を空気孔１２，１３からブロック体２の外部に逃がすことができ、蓋部材１４がブロック体２の外部に飛び出すのを防止でき、確実に穿設孔１０を閉塞して内部流路６を形成することができる。
（１１）内部流路形成工程の終了後に開口流路形成工程で開口流路４，５を穿設することにより、開口流路４，５の熱変形が発生せず、開口流路４，５の形状及び寸法精度の再現性、安定性に優れ、開口流路４，５における接合の信頼性に優れる。
（１２）ブロック体２及び蓋部材１４の少なくともいずれか一方を改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成することにより、ブロック体２と蓋部材１４を熱融着して一体化することができ、内部流路６を流れる流体の漏れ等を防止することができる。
（１３）開口流路形成工程において空気孔１２，１３の位置に開口流路４，５を穿設することにより、完成した配管ユニット１には開口流路４，５以外に開口部がなく、空気孔１２，１３を閉塞する工程が不要で生産性に優れると共に、流体の漏れが発生せず信頼性に優れる。
（１４）外部接続部形設工程により、開口流路４，５に連通し管継ぎ手や計測器類等を容易に接続することが可能な外部接続部９を形成又は配設することができる。
（１５）バルブ弁座部形設工程により、開口流路４，５に連通しバルブを容易に位置決め固定することが可能な凹状のバルブ弁座部７を形設することができる。

（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における配管ユニットを示す透視斜視図である。
実施の形態２における配管ユニット１ａが実施の形態１と異なるのは、ブロック体２２の内部に複数の開口流路４ａ〜４ｆ，５ａ〜５ｅ及び内部流路６ａ〜６ｌを三次元的に集積して形成された配管３ａを備えている点である。

図６のように複雑な構成の配管３ａを備えた実施の形態２における配管ユニット１ａが、実施の形態１と同様の製造方法で製造できることを説明する。
図７は穿設孔形成工程を示す透視斜視図であり、図８は空気孔穿設工程を示す透視斜視図であり、図９は蓋部材嵌合工程及び内部流路形成工程を示す透視斜視図であり、図１０は開口流路形成工程を示す透視斜視図である。

まず、穿設孔形成工程において、図６の内部流路６ａ〜６ｌに相当する位置に図７に示すように穿設孔１０ａ〜１０ｌを穿設する。穿設孔１０ａ，１０ｅ，１０ｌはブロック体２２の左側面２２ｃに開口端１１ａ，１１ｅ，１１ｌを有し、穿設孔１０ｂ，１０ｆ，１０ｋはブロック体２２の上面２２ａに開口端１１ｂ，１１ｆ，１１ｋを有し、穿設孔１０ｃ，１０ｇ，１０ｉはブロック体２２の背面２２ｅに開口端１１ｃ，１１ｇ，１１ｉを有し、穿設孔１０ｄ，１０ｈ，１０ｊはブロック体２２の右側面２２ｂに開口端１１ｄ，１１ｈ，１１ｊを有する。

次に、空気孔穿設工程において、図６の開口流路４ｃ，４ｄ，５ａに相当する位置に図８に示すように空気孔１２ａ、１２ｂ，１３ａを穿設する。空気孔は穿設孔１０ａ〜１０ｌの内部で膨張する空気を排出することができればよく、開口流路４ｃ，４ｄ，５ａ以外の開口流路の位置にも形成することができる。
尚、本実施の形態では１つの空気孔１３ａのみで全ての穿設孔１０ａ〜１０ｌを連通することができ、内部の空気を排出することが可能であるが、複数の空気孔１２ａ、１２ｂを追加することにより、空気の排出性を向上させている。このように空気孔の数及び位置は空気の排出性を考慮して適宜、選択できる。
また、設計上の都合等により、開口流路４ａ〜４ｆ，５ａ〜５ｅの位置に合わせて空気孔を穿設できない場合には、穿設孔１０ａ〜１０ｌと連通する任意の位置に空気孔を穿設することができる。空気孔の孔径が比較的、小さい場合や深さが浅い場合には、内部流路形成工程における加熱による熱膨張で自然に閉塞されることも期待できるが、信頼性の面からは、後述する空気孔閉塞工程を行うことが望ましい。

次に、蓋部材嵌合工程において、図９に示すように改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で穿設孔１０ａ〜１０ｌのそれぞれの孔径とほぼ同等の外径を有する円柱状に形成された蓋部材１４ａ〜１４ｌを穿設孔１０ａ〜１０ｌの開口端１１ａ〜１１ｌから嵌合する。
次に、内部流路形成工程において、図９に示す蓋部材１４ａ〜１４ｌが穿設孔１０ａ〜１０ｌに嵌合されたブロック体２２を加熱して熱融着させ一体化することにより、穿設孔１０ａ〜１０ｌの開口端１１ａ〜１１ｌを閉塞し、内部流路６ａ〜６ｌ（図６、図１０参照）を形成する。

次に、開口流路形成工程において、図１０に示すように開口流路４ａ〜４ｆ，５ａ〜５ｅを穿設する。尚、開口流路４ｃ，４ｄ，５ａについては、図９における空気孔１２ａ、１２ｂ，１３ａを拡大するように穿設する。
次に、バルブ弁座部形設工程において、開口流路４ａ〜４ｆに連通する凹状のバルブ弁座部７をブロック体２２の上面２２ａに形設する（図６参照）。また、バルブ弁座部７の周囲には複数の固定孔８を穿設する（図６参照）。
次に、外部接続部形設工程において、開口流路５ａ〜５ｅに連通しブロック体２２の上面２２ａ及び前面２２ｄに突出したパイプ状の外部接続部９を溶着により配設する（図６参照）。
次に、開口流路４ａ〜４ｆ，５ａ〜５ｅの位置以外に空気孔を穿設した場合には、必要に応じて空気孔閉塞工程を行う。空気孔に円柱状等に形成された閉塞部材を嵌着後、溶着することにより空気孔を閉塞する。尚、空気孔閉塞工程は、内部流路形成工程の後であれば、いつ行っても構わない。

以上のように実施の形態２における配管ユニットは構成されているので、実施の形態１に加え、以下の作用を有する。
（１）複雑な配管３ａをチーズやエルボ等の管継ぎ手を用いることなく、ブロック体２２の内部に三次元的に集積してコンパクトに一体的に形成することができると共に、配管３ａに隙間や段差，継ぎ目等がなくゴミ等が混入し難く、流体の流れが滑らかで製造設備等のコンタミネーションコントロール，マイクロバブルの発生の抑制や流量管理等を容易に行うことができる。
（２）内部流路６ａ〜６ｌとブロック体２２の内部で連通し少なくとも一端がブロック体２２の上面２２ａ、前面２２ｄに開口した２以上の開口流路５ａ〜５ｆに外部接続部９が配設されているので、チーズやエルボ等の管継ぎ手やチューブ等の管状部材等と接続するだけで、容易に既存の配管の途中にも組込むことができる。
（３）バルブ弁座部７にバルブを配設することにより、単に開口流路５ａ〜５ｆの開閉を行う以外に複数の内部流路６ａ〜６ｌを選択的に開口流路５ａ〜５ｆに連通させ流体の流れを制御することができる。
（４）配管３ａが、ブロック体２２の内部で連通して形成された複数の内部流路６ａ〜６ｌを備えていることにより、複雑な配管を集積して小型化することができると共に、複数の開口流路５ａ〜５ｆを任意の位置に形成することができ設計自在性に優れる。

本発明の実施の形態１における配管ユニットを示す透視斜視図 穿設孔形成工程を示す透視斜視図 空気孔穿設工程を示す透視斜視図 蓋部材嵌合工程及び内部流路形成工程を示す透視斜視図 開口流路形成工程を示す透視斜視図 本発明の実施の形態２における配管ユニットを示す透視斜視図 穿設孔形成工程を示す透視斜視図 空気孔穿設工程を示す透視斜視図 蓋部材嵌合工程及び内部流路形成工程を示す透視斜視図 開口流路形成工程を示す透視斜視図

符号の説明

１、１ａ 配管ユニット
２、２２ ブロック体
２ａ、２２ａ 上面
２ｂ 側面
３、３ａ 配管
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ 開口流路
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ，６ｉ，６ｊ，６ｋ，６ｌ 内部流路
７ バルブ弁座部
８ 固定孔
９ 外部接続部
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｌ 穿設孔
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉ，１１ｊ，１１ｋ，１１ｌ 開口端
１２，１２ａ，１２ｂ，１３，１３ａ 空気孔
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ，１４ｉ，１４ｊ，１４ｋ，１４ｌ 蓋部材
２２ｂ右側面
２２ｃ 左側面
２２ｄ前面
２２ｅ 背面

Claims (8)

1. ブロック体の内部に三次元的に集積された配管を備えた熱可塑性樹脂製の配管ユニットであって、前記配管が、少なくとも一端が前記ブロック体の表面に開口して穿設された２以上の開口流路と、前記開口流路と前記ブロック体の内部で連通した穿設孔の開口端が前記ブロック体の表面から嵌合され熱融着で前記ブロック体と一体化された蓋部材で閉塞され形成された内部流路と、を有することを特徴とする配管ユニット。
2. 前記ブロック体及び前記蓋部材の少なくともいずれか一方が改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成されていることを特徴とする配管ユニット。
3. 前記配管が、前記開口流路に連通し前記ブロック体の表面に突出して形成又は配設された外部接続部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の配管ユニット。
4. 前記配管が、前記開口流路に連通して前記ブロック体に形設されたバルブ弁座部を有することを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の配管ユニット。
5. 前記配管が、前記ブロック体の内部で連通して形成された複数の前記内部流路を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の配管ユニット。
6. 熱可塑性樹脂製のブロック体の表面から穿設孔を穿設する穿設孔形成工程と、少なくとも一端が前記ブロック体の表面に開口し前記穿設孔と連通する空気孔を穿設する空気孔穿設工程と、熱可塑性樹脂製の蓋部材を前記ブロック体の表面から前記穿設孔に嵌合する蓋部材嵌合工程と、前記ブロック体及び前記蓋部材を加熱して熱融着させ前記穿設孔の開口端を前記蓋部材で閉塞する内部流路形成工程と、前記内部流路と連通する２以上の開口流路を穿設する開口流路形成工程と、を有することを特徴とする配管ユニットの製造方法。
7. 前記開口流路形成工程で形成される前記開口流路の位置が前記空気孔の位置であることを特徴とする請求項６に記載の配管ユニットの製造方法。
8. 前記開口流路に連通し前記ブロック体の表面に突出した外部接続部を形成又は配設する外部接続部形設工程を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の配管ユニットの製造方法。
   

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