特許 7541732 放射パネルおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-21

(45)【発行日】2024-08-29

(54)【発明の名称】放射パネルおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F24F 5/00 20060101AFI20240822BHJP

   F24D 3/16 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

F24F5/00 101B

F24D3/16 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021001572

(22)【出願日】2021-01-07

(65)【公開番号】P2022106518

(43)【公開日】2022-07-20

【審査請求日】2023-11-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000143972

【氏名又は名称】株式会社ササクラ

(74)【代理人】

【識別番号】110001597

【氏名又は名称】弁理士法人アローレインターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】奥中 亮介

(72)【発明者】

【氏名】岡田 夕紀

【審査官】塩田 匠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０４０６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２４０７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６９１０５２６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１０－０４３８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０５０９１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ ５／００

Ｆ２４Ｄ ３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パネル本体と、前記パネル本体に並列配置される複数のヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは、熱媒流体が通過するパイプが装着される装着部を有する放射パネルであって、
複数の前記ヒートシンクを横断するように前記パネル本体に固定される押圧部材を更に備え、
前記押圧部材は、前記ヒートシンクに接触して前記ヒートシンクを前記パネル本体に押し付けるように、複数が互いに間隔をあけて設けられており、
前記ヒートシンクは、複数の前記押圧部材の間における少なくとも一部で、前記パネル本体に対して接着剤により接着されており、
前記押圧部材は、帯状に形成されて長手方向に延びる一方側縁に複数の切欠部を有する押圧板を備えており、前記各切欠部に前記各ヒートシンクの端部がそれぞれ嵌合された状態で前記パネル本体に取り付けられている放射パネル。

【請求項2】

前記切欠部は、両側縁部が前記ヒートシンクに形成されたくびれ部に係合する請求項１に記載の放射パネル。

【請求項3】

前記装着部は、断面円弧状に形成されて帯状の基板に支持されており、
前記くびれ部は、前記基板と前記装着部との間に形成されている請求項２に記載の放射パネル。

【請求項4】

前記装着部に装着されたパイプと、前記パイプを上方から押さえるように前記パネル本体に固定された保持部材とを更に備え、
前記保持部材は、前記パネル本体に対する前記ヒートシンクの接着箇所の直上を押圧するように配置されている請求項１から３のいずれかに記載の放射パネル。

【請求項5】

パネル本体と、前記パネル本体に並列配置される複数のヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは、熱媒流体が通過するパイプが装着される装着部を有する放射パネルの製造方法であって、
複数の前記ヒートシンクを並列配置して両端部を複数の押圧部材によりそれぞれ連結することにより、ヒートシンクユニットを形成するユニット形成工程と、
前記ヒートシンクユニットを前記パネル本体に配置して、複数の前記押圧部材を前記パネル本体に固定することにより、前記ヒートシンクの両端部を前記押圧部材により前記パネル本体に押し付けるユニット取付工程とを備え、
前記ユニット取付工程は、複数の前記押圧部材の間における少なくとも一部で、前記ヒートシンクを前記パネル本体に対して接着剤により接着する工程を備える放射パネルの製造方法。

【請求項6】

前記押圧部材は、帯状に形成されて長手方向に延びる一方側縁に複数の切欠部を有する押圧板を備えており、
前記ユニット形成工程は、前記各切欠部に複数の前記ヒートシンクの端部をそれぞれ嵌合する工程を備える請求項５に記載の放射パネルの製造方法。

【請求項7】

前記ヒートシンクユニットは、前記装着部に装着されたパイプを備えており、
前記ユニット取付工程は、前記パイプを上方から押さえる保持部材を前記パネル本体に固定して、前記パネル本体に対する前記ヒートシンクの接着箇所の直上を前記保持部材により押圧する工程を備える請求項５または６に記載の放射パネルの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射パネルおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

室内の冷暖房を行うため、天井等に放射パネルを施工することが従来から行われている。例えば、特許文献１には、熱交換パイプを保持する保持部材がパネル本体（原文では輻射パネル）の裏面に取り付けられた冷暖房パネルが開示されている。保持部材は、金属製のヒートシンクであり、パネル本体の裏面に塗布されたホットメルト接着剤を介して放射パネルに接着される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－４３８１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、上記従来の冷暖房パネルのように、放射パネルに対する保持部材の取り付けが、ホットメルト接着剤を用いた接着のみによって行われる場合には、ヒートシンクおよびパネル本体の部品公差や反り等の影響を受けて両者の間に部分的な剥がれが生じ易いことから、ヒートシンクに保持された熱交換パイプからパネル本体に熱を効率良く伝えることが困難であった。また、ヒートシンクを両面テープでパネル本体に接着することも従来から行われているが、両面テープの伝熱性が低く剥がれ易いために、接着剤で接着する場合と同様の問題を生じていた。

【0005】

そこで、本発明は、伝熱性の向上により空調を効率良く行うことができる放射パネルおよびその製造方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の前記目的は、パネル本体と、前記パネル本体に並列配置される複数のヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは、熱媒流体が通過するパイプが装着される装着部を有する放射パネルであって、複数の前記ヒートシンクを横断するように前記パネル本体に固定される押圧部材を更に備え、前記押圧部材は、前記ヒートシンクに接触して前記ヒートシンクを前記パネル本体に押し付けるように、複数が互いに間隔をあけて設けられており、前記ヒートシンクは、複数の前記押圧部材の間における少なくとも一部で、前記パネル本体に対して接着剤により接着されており、前記押圧部材は、帯状に形成されて長手方向に延びる一方側縁に複数の切欠部を有する押圧板を備えており、前記各切欠部に前記各ヒートシンクの端部がそれぞれ嵌合された状態で前記パネル本体に取り付けられている放射パネルにより達成される。

【0008】

前記切欠部は、両側縁部が前記ヒートシンクに形成されたくびれ部に係合することが好ましい。前記装着部が断面円弧状に形成されて帯状の基板に支持された構成において、前記くびれ部は、前記基板と前記装着部との間に形成される。

【0009】

上記の放射パネルは、前記装着部に装着されたパイプと、前記パイプを上方から押さえるように前記パネル本体に固定された保持部材とを更に備える構成にすることができる。前記保持部材は、前記パネル本体に対する前記ヒートシンクの接着箇所の直上を押圧するように配置されていることが好ましい。

【0010】

また、本発明の前記目的は、パネル本体と、前記パネル本体に並列配置される複数のヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは、熱媒流体が通過するパイプが装着される装着部を有する放射パネルの製造方法であって、複数の前記ヒートシンクを並列配置して両端部を複数の押圧部材によりそれぞれ連結することにより、ヒートシンクユニットを形成するユニット形成工程と、前記ヒートシンクユニットを前記パネル本体に配置して、複数の前記押圧部材を前記パネル本体に固定することにより、前記ヒートシンクの両端部を前記押圧部材により前記パネル本体に押し付けるユニット取付工程とを備え、前記ユニット取付工程は、複数の前記押圧部材の間における少なくとも一部で、前記ヒートシンクを前記パネル本体に対して接着剤により接着する工程を備える放射パネルの製造方法により達成される。

【0011】

この放射パネルの製造方法において、前記押圧部材は、帯状に形成されて長手方向に延びる一方側縁に複数の切欠部を有する押圧板を備えることが好ましく、前記ユニット形成工程は、前記各切欠部に複数の前記ヒートシンクの端部をそれぞれ嵌合する工程を備えることが好ましい。

【0012】

前記ヒートシンクユニットが、前記装着部に装着されたパイプを備える構成において、前記ユニット取付工程は、前記パイプを上方から押さえる保持部材を前記パネル本体に固定して、前記パネル本体に対する前記ヒートシンクの接着箇所の直上を前記保持部材により押圧する工程を備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、安価な構成により空調を効率良く行うことができる放射パネルおよびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る放射パネルの平面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】図１に示す放射パネルの要部を示す分解平面図である。

【図4】図１のＢ－Ｂ断面図である。

【図5】図１に示す放射パネルの分解図である。

【図6】図１に示す放射パネルの要部を変形例と共に示す断面図である。

【図7】図１に示す放射パネルの他の変形例を示す要部平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る放射パネルの平面図である。図１に示す放射パネル１は、屋内の天井に取り付けられる冷暖房用の放射パネルであり、パネル本体１０と、パネル本体１０の上面に並列配置される複数（本実施形態では６つ）のヒートシンク２０と、ヒートシンク２０の両端部をそれぞれパネル本体１０に向けて押圧する複数の押圧部材３０，３０と、ヒートシンク２０の中央部をパネル本体１０に向けて押圧する保持部材４０とを備えている。

【0016】

パネル本体１０は、アルミニウム、鉄等の熱伝導性が高い金属材料等からなる平面視矩形状の平板状の部材であり、短手方向の両側にフランジ部１１ａ，１１ｂが形成され、長手方向の両側にフランジ部１３ａ，１３ｂが形成されている。パネル本体１０の下面側は、本実施形態においては平坦状に形成されているが、複数のリブや湾曲部等を設けてもよい。パネル本体１０には、必要に応じて多数の小孔を形成してもよい。

【0017】

ヒートシンク２０は、熱伝導性が高い金属製の部材であり、帯状の基板２１と、基板２１の長手方向に沿って延びる装着部２２とを備え、例えば押出成形によって製造される。ヒートシンク２０は、複数が等間隔に平行に配置されており、それぞれの装着部２２には、パイプ９０の直線部９１が装着される。

【0018】

パイプ９０は、流路が蛇行するように、隣接する直線部９１の端部同士が曲線部９２を介して接続されており、一方端部側９３から他方端部側９４に向けて熱媒流体が内部を通過する。パイプ９０の材料は特に限定されないが、アルミニウム等からなる金属管や、この金属管の内外面がポリエチレン等の樹脂でコーティングされた三層管など、軽量且つある程度の剛性を有する材料を好ましく例示することができる。

【0019】

押圧部材３０は、帯状の押圧板３１を備えており、複数のヒートシンク２０の端部を横断するようにパネル本体１０に固定されて、押圧板３１がヒートシンク２０の並列方向（ヒートシンク２０の長手方向に対して直交する方向）に沿って配置されている。押圧板３１の長手方向に延びる一方側縁には、複数の切欠部３３が形成されており、各切欠部３３にヒートシンク２０が嵌合されている。押圧板３１の長手方向に延びる他方側縁には、上面側に起立する補強板３２が折り曲げによって形成されている。

【0020】

図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図２に示すように、ヒートシンク２０の装着部２２は、上方が開口する断面円弧状に形成されており、下側を支持する基板２１との間に、くびれ部２３が形成されている。押圧部材３０の切欠部３３は、図３に分解平面図で示すように平面視矩形状に形成されており、図３の矢示方向への水平移動により、各切欠部３３の両側縁部３３１，３３２が、ヒートシンク２０のくびれ部２３に係合する。こうして、複数のヒートシンク２０が、押圧部材３０により端部で連結される。

【0021】

図２に示すように、パネル本体１０の左右両側に形成されたフランジ部１１ａ，１１ｂは、外側が起立するように折り曲げられて、取付部１２ａ，１２ｂが形成されている。一方、押圧部材３０の左右両側には、フランジ部１１ａ，１１ｂおよび取付部１２ａ，１２ｂとそれぞれ接合する水平部３４ａ，３４ｂおよび起立部３５ａ，３５ｂが、折り曲げによって形成されている。取付部１２ａ，１２ｂおよび起立部３５ａ，３５ｂは、リベット孔に打ち込まれたリベット３６により互いに固定される。こうして、押圧部材３０がパネル本体１０のフランジ部１１ａ，１１ｂに取り付けられて、押圧板３１が、各ヒートシンク２０の基板２１をパネル本体１０に押し付ける。

【0022】

保持部材４０は、帯状の保持板４１を備えており、複数のヒートシンク２０の中央部を横断するようにパネル本体１０に固定されている。保持板４１の長手方向に延びる両側縁には、上面側に起立する補強板４２，４３が設けられている。

【0023】

図４は、図１のＢ－Ｂ断面図である。図４に示すように、保持部材４０の長手方向両側には、パネル本体１０の取付部１２ａ，１２ｂにそれぞれ接合する起立部４４ａ，４４ｂが、保持板４１の折り曲げによって形成されている。取付部１２ａ，１２ｂおよび起立部４４ａ，４４ｂは、リベット孔に打ち込まれたリベット４５により互いに固定される。こうして、保持部材４０が、パネル本体１０のフランジ部１１ａ，１１ｂに取り付けられて固定される。

【0024】

起立部４４ａ，４４ｂの上部は、鉤状に屈曲してフック４７ａ，４７ｂが形成されており、フック４７ａ，４７ｂを利用して、パネル本体１０を天井等に取り付けることができる。但し、フックは、パネル本体１０の他の箇所に設けてもよく、あるいは、フックを使用せずに、例えば、井桁状の天井フレームにフランジ部１２ａ，１２ｂを係止させたり、保持部材４０に取り付けた吊りボルト（図示せず）を用いる等して、パネル本体１０を天井等に取り付けることもできる。

【0025】

保持板４１の下面側にはスポンジ等からなる緩衝材４６が設けられており、保持部材４０がパネル本体１０に取り付けられることにより、緩衝材４６の下面がパイプの直線部９１に接触して、直線部９１がヒートシンク２０の装着部２２に確実に保持される。保持板４１が緩衝材４６を介して直線部９１を押圧することにより、直線部９１の広範囲を均一に押圧することができるので、後述する接着剤５０の厚みを薄くして、ヒートシンク２０からパネル本体１０への伝熱性を良好にすることができる。但し、緩衝材４６を設けずに、保持板４１が直線部９１を直接押圧するように構成してもよい。

【0026】

図１および図４に示すように、ヒートシンク２０は、保持部材４０の直下において、接着剤５０によりパネル本体１０に部分的に接着されている。接着剤５０の材料は、必ずしも限定されないが、パネル本体１０のたわみ変形やねじれ変形等への追従性を高めるため、シリコンシーラント、コーキング剤、ホットメルト接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等の弾性接着剤を好ましく使用することができ、熱伝導性が高い材料であることが好ましい。

【0027】

上記の構成を備える放射パネル１は、並列配置した複数のヒートシンク２０の両端部を、押圧部材３０，３０の各切欠部３３に嵌合してそれぞれ連結することにより、図５に示すヒートシンクユニット１００を形成するユニット形成工程と、形成されたヒートシンクユニット１００をパネル本体１０に配置し、押圧部材３０，３０をパネル本体１０にそれぞれ固定して、各ヒートシンク２０の両端部を押圧部材３０，３０によりパネル本体１０に押し付けるユニット取付工程とを備える製造方法により、製造することができる。図５に示すように、パネル本体１０の長手方向中央部において各ヒートシンク２０が配置される箇所に、予め接着剤５０を塗布しておくことで、上記のユニット取付工程において、各ヒートシンク２０をパネル本体１０に対して接着剤５０により部分的に接着することができる。接着剤５０は、パネル本体１０に塗布する代わりに、ヒートシンク２０に塗布してもよく、あるいは、パネル本体１０およびヒートシンク２０の双方に塗布してもよい。

【0028】

上記のユニット取付工程は、図５に示すヒートシンクユニット１００をパネル本体１０に取り付けた後、図１に示すように、各ヒートシンク２０の装着部２２にパイプ９０の直線部９１を叩き込んで、パイプ９０を各ヒートシンク２０に装着する。ついで、図５に示すように、保持部材４０をパネル本体１０に固定し、各ヒートシンク２０に装着されたパイプ（図５では図示せず）を上方から保持部材４０で押さえることにより、接着剤５０による各ヒートシンク２０の接着箇所の直上を、保持部材４０により押圧する。

【0029】

本実施形態の放射パネル１は、複数のヒートシンク２０に接触して各ヒートシンク２０をパネル本体１０に押し付ける複数の押圧部材３０を備えることにより、パネル本体１０とヒートシンク２０との間に隙間が生じるのを安価な構成により確実に防止して、良好な伝熱性を維持することができる。したがって、接着剤５０によるパネル本体１０に対するヒートシンク２０の接着は、複数の押圧部材３０，３０間における少なくとも一部であればよい。例えば、パネル本体１０とヒートシンク２０とを押圧部材３０，３０間で部分的に接着することにより、製造コストの低減を図ることができると共に、パネル本体１０とヒートシンク２０との間に接着剤５０が介在しない箇所においては、両者を直接接触させることができるため、熱伝導性をより向上させて、空調効率を高めることができる。但し、複数の押圧部材３０，３０間におけるヒートシンク２０の全体を、接着剤５０によりパネル本体１０に接着してもよい。

【0030】

更に、保持部材４０が、パネル本体１０に対するヒートシンク２０の接着箇所の直上を押圧するように配置されているので、接着剤５０によるパネル本体１０とヒートシンク２０との接着を、容易且つ確実に行うことができる。但し、パネル本体１０とヒートシンク２０との接着箇所は、必ずしも保持部材４０で押圧する必要はなく、例えば、保持部材４０を備えない構成や、保持部材４０が接着箇所以外を押圧する構成であってもよい。

【0031】

複数の押圧部材３０によるヒートシンク２０の押圧箇所は、必ずしもヒートシンク２０の長手方向両端部である必要はなく、例えば、３つ以上の押圧部材３０をヒートシンク２０の長手方向に沿って等間隔に配置してもよい。パネル本体１０に対するヒートシンク２０の接着箇所は、間隔をあけて配置された複数の押圧部材３０, ３０間の任意の箇所とすることができるが、パネル本体１０とヒートシンク２０との間で隙間が生じ易い箇所であることが好ましい。例えば、パネル本体１０の長手方向中央部は、放射パネル１を設置する際のたわみによってヒートシンク２０との間に隙間が生じ易いため、この部分を接着剤５０によりヒートシンク２０に接着することが好ましい。

【0032】

押圧板３１には、切欠部３３が形成された一方側縁とは反対側の他方側縁から起立する起立板３２が設けられているため、押圧板３１の剛性を高めて複数のヒートシンク２０の端部を、パネル本体１０に確実に密着させることができる。図３に示すように、補強板３２と切欠部３３との間には、若干の切り残し部Ｕを確保することが好ましく、補強板３２と切欠部３３との距離Ｄは、例えば、３～１０ｍｍ程度とすることが好ましい。

【0033】

ヒートシンク２０は、図６（ａ）に拡大断面図で示すように、装着部２２が断面円弧状に形成されて帯状の基板２１に支持された一般的な形状であり、押圧部材３０の切欠部３３による連結を、このような汎用のヒートシンク２０のくびれ部２３を利用して行うため、製造コストの低減を図ることができる。

【0034】

くびれ部２３は、ヒートシンク２０の幅方向（図６の左右方向）に狭まるように形成されていればよく、その形状は特に限定されるものではない。例えば、図６（ｂ）に示すように、押圧板３１の厚みと略同じ開口高さを有する断面矩形状に形成されてもよく、これによって切欠部３３にヒートシンク２０を確実に嵌合させることができる。切欠部３３の両側縁部には上面側に突出する突部３３ａ，３３ｂを設けて、切欠部３３とヒートシンク２０との嵌合を、より確実にしてもよい。くびれ部２３は、本発明において必須のものではなく、例えば図６（ｃ）に示すように、くびれ部を備えないヒートシンク２０であっても、ヒートシンク２０を切欠部３３に嵌合させることができる。

【0035】

本実施形態の切欠部３３は、矩形状に形成されているが、図７に示すように、開口側である押圧板３１の一方側縁から他方側縁に向けて徐々に幅狭となるように形成してもよく、これによって、切欠部３３の両側縁部３３１，３３２によるヒートシンクの挟持力を高めることができる。

【0036】

パネル本体１０に対する押圧部材３０や保持部材４０の取り付けは、リベット３６以外にボルトやネジ等の他の締結具などの固定手段を使用して行ってもよい。また、締結具等を使用せずに押圧部材３０や保持部材４０を取り付けることも可能であり、例えば、押圧部材３０や保持部材４０をパネル本体１０のフランジ部１１ａ，１１ｂの間に嵌め込んで、パネル本体１０に取り付けてもよい。

【0037】

押圧部材３０は、本実施形態のように複数のヒートシンク２０を連結可能な構成とすることにより、放射パネル１を迅速容易に製造することができるが、ヒートシンク２０に接触してヒートシンク２０をパネル本体１０に押し付けることが可能な構成であれば、他の構成であってもよい。本実施形態のようにヒートシンク２０が帯状の基板２１を備える場合には、押圧部材３０が基板２１の上面に接触して、基板２１をパネル本体１０に向けて押圧するように構成されていることが好ましい。

【符号の説明】

【0038】

１ 放射パネル
１０ パネル本体
２０ ヒートシンク
２１ 基板
２２ 装着部
２３ くびれ部
３０ 押圧部材
３１ 押圧板
３２ 補強板
３３ 切欠部
４０ 保持部材
５０ 接着剤
９０ パイプ
１００ ヒートシンクユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】