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）。
特開２００８－１０７０１５号公報
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。
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を示す斜視図である。 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回路図である。 実施の形態１の貯湯タンクユニットを示す斜視図である。 実施の形態１の貯湯タンクユニットを示す断面図である。 実施の形態１の貯湯タンクユニットの発泡断熱部材を示す斜視図である。 実施の形態１の貯湯タンクユニットの発泡断熱部材を示す断面図である。 実施の形態１の前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型を示す斜視図である。 実施の形態１の前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型を示す平面図である。 実施の形態１の貯湯タンクユニットの製造方法を説明するための斜視図である。 実施の形態１の前胴部断熱部材を成形するための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を説明するための断面図である。 実施の形態１の樹脂成形用金型を用いて成形した前胴部断熱部材を示す概略図である。 実施の形態１の上部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型を示す平面図である。 実施の形態１の上部断熱部材を成形するための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を説明するための断面図である。 実施の形態１の樹脂成形用金型を用いて成形した上部断熱部材を示す概略図である。 実施の形態１の貯湯タンクユニットの発泡断熱部材の変形例を示す斜視図である。 実施の形態１の前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型の変形例を示す平面図である。 実施の形態１の上部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型の第１の変形例を示す平面図である。 実施の形態１の上部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型の第２の変形例を示す平面図である。 実施の形態２の前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型を示す斜視図である。 実施の形態２の前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型を示す平面図である。 実施の形態２の前胴部断熱部材を成形するための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を説明するための断面図である。 実施の形態３の前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型を示す斜視図である。 実施の形態３の前胴部断熱部材を成形するための樹脂成形用金型を示す平面図である。 実施の形態３の前胴部断熱部材を成形するための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を説明するための断面図である。
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。
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。
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。
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

Claims (10)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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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