JP2015161445A

JP2015161445A - 伸縮ダクト

Info

Publication number: JP2015161445A
Application number: JP2014036632A
Authority: JP
Inventors: 国義宗像; Kuniyoshi Munakata; 佐藤　寛; Hiroshi Sato; 佐藤　　寛; 賢司 ▲桑▼原; Kenji Kuwabara
Original assignee: Aktio Corp
Current assignee: Aktio Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2015-09-07
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: JP5786053B2

Abstract

【課題】ダクトの伸縮機能と断面保持機能の作用の確実性を両立することが可能な、伸縮ダクトの提供。
【解決手段】可撓性を有する風管と、該風管の軸方向に間隔を設けて配置する複数の支持リングと、該支持リングの間に配置し、前記風管の形状を保持するリングフレームと、を少なくとも有し、前記支持リングの前後移動によって前記風管を伸縮自在とする伸縮ダクトであって、前記支持リングから前記風管の軸方向に向けて延伸するように複数設け、山型状を呈する、複数の変形抵抗部、をさらに有することを特徴とする。前記変形抵抗部は前記風管の内径から内側にオフセットした位置に配置しておく。
【選択図】図１

Description

本発明は、施工中のトンネルに設置される換気設備などに用いることのできる伸縮ダクトに関する。

施工中のトンネルに用いる換気設備は、トンネル内の通気や、掘削箇所の粉塵の吸引などを行う設備である。トンネルの坑道は、作業の進捗に応じて、随時延伸していくため、換気設備は伸縮可能な構成であることが好ましく、種々の構造が提案されている。

例えば、特許文献１に記載の発明では、形状保持リング（４２）に内接するスライドバー（５２）と、スライドバー（５２）を円周状にたがめる連結リング（５４）からなる捩れ防止ユニット（５０）を吸引ダクト（２４）内に設ける構造が開示されている。
当該技術によれば、前記形状保持リング（４２）に内接するスライドバー（５２）が前記形状保持リング（４２）の動きを拘束することで、吸引ダクト（２４）の捩れを防止することができる、としている。

特開２００４−１１６７９３号公報

しかし、前記特許文献１に記載の発明では、未だ、以下の問題のうち、少なくとも何れか一つの問題が生じることが判明した。
（１）拘束機能の観点
スライドバーが棒材であり直線的な拘束力に留まるため、大きな負圧が発生すると、スライドバーが変形保持リングの動きを十分に拘束できず、吸引ダクトの捩れを抑制できない恐れがある。
（２）伸縮機能の観点
スライドバーが変形保持リングに内接した（内側に接した）状態であるため、ダクトの収縮時に、該ダクトを構成する可撓性シートの撓み部分とスライドバーが干渉してしまう。そうすると、ダクトが十分に縮まらなかったり、ダクトを傷つけたりして、伸縮動作がスムーズに行われない恐れがある。
（３）部材の共通化の観点
スライドバーが連結リングの前後方向に連通するように設けてあるため、ダクトの収縮時に隣り合う連結リング間でスライドバーが干渉する恐れがある。
この干渉を防止するには、隣り合う連結リング間で、スライドバーを設ける位置をずらす方法が考えられるが、捩れ防止ユニットとしての構造の共通化を妨げてしまうだけでなく、連結の順番を考慮しなければならなくなり、汎用性に乏しい結果となる。

よって、本願発明は、ダクトの伸縮機能と断面保持機能の作用の確実性を両立することが可能な、伸縮ダクトの提供を目的の一つとするものである。

上記の問題を解決すべくなされた本願発明は、可撓性を有する風管と、該風管の軸方向に間隔を設けて配置する複数の支持リングと、該支持リングの間に配置し、前記風管の形状を保持するリングフレームと、を少なくとも有し、前記支持リングの前後移動によって前記風管を伸縮自在とする伸縮ダクトであって、前記支持リングから前記風管の軸方向に向けて延伸するように複数設け、山型状を呈する、複数の変形抵抗部、をさらに有することを特徴とする、伸縮ダクトを提供する。

また、本願の第２発明は、前記発明において、前記支持リングの一端側に設けた変形抵抗部に対して、前記支持リングの他端側の変形抵抗部を、前記支持リングの周方向にずらして設けたことを特徴とするものである。
また、本願の第３発明は、前記発明において、前記支持リングの一端側に設けた各変形抵抗部の間の空間を、前記支持リングと隣り合う支持リングの他端側に設けた各変形抵抗部の収納部としたことを特徴とするものである。
また、本願の第４発明は、前記変形抵抗部が、前記風管の内径から内側へとオフセットした位置に設けてあり、前記オフセット長は、前記風管が収縮する際に、該風管が撓んで内側に突出する部分の長さ以上であることを特徴とするものである。

本願発明によれば、以下に記載する効果のうち、少なくとも一つの効果を得ることができる。
（１）拘束機能の観点
変形抵抗部が山型形状を呈し、リングフレームに対して面的な拘束力を有するため、大きな負圧が発生しても、リングフレームの動きを十分に拘束することができ、該リングフレームの変位を確実に抑制することができる。
（２）伸縮機能の観点
変形抵抗部を、あらかじめ風管の内側方向にオフセットしておくことにより、換気ダクトの収縮時における風管の突出（はみ出し）部分をオフセット部に収めることができる。よって、変形抵抗部が換気ダクトの伸縮動作を阻害することがない。
（３）部材の共通化の観点
支持リングの一端側に設ける変形抵抗部と、支持リングの他端側に設ける変形抵抗部とで、前記支持リングの周方向にずらして配置することにより、隣り合う支持リングに設ける変形抵抗部同士が干渉する問題を回避しつつ、同時に部材の共通化を図ることができる。

本発明に係る換気ダクト（伸張状態）を示す概略図。変形抵抗部の構成を示す概略図。換気ダクトを縮めた状態を示す概略図。収縮した換気ダクトに負圧が発生した状態を示す概略図。

以下、各図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

本発明に係る換気ダクトの実施例について説明する。
＜１＞全体構成
図１を参照する。本発明に係る換気ダクトは、風管１と、前記風管１の軸方向に間隔を設けて配置する複数の支持リング２と、前記支持リング２の間に配置するリングフレーム３と、前記支持リング２から、前記風管１の軸方向に延伸するように複数設けた変形抵抗部４と、を少なくとも具備して構成する。
以下、各構成要素の詳細について説明する。

＜２＞風管
風管１は、通気路を形成するための部材である。
風管１は、可撓性を有する材料、例えばビニールなどの材料を用い、筒型形状を呈する部材である。
風管１の構造は公知構造を呈すればよく、詳細な説明は省略する。

＜３＞支持リング
支持リング２は、前記風管１を支持した状態で伸縮自在とするための部材である。
この支持リング２は、ダクトの前端や、後端、その他の中間部に所定間隔を設けて複数配置される。
支持リング２の頂部には、使用現場に配置したレール走行体（図示せず）と連結するための吊環２１を設けている。この支持リング２の端部に風管１の端部を接続することで、風管１を支持することができる。
そして、これら複数の支持リング２を、風管１の軸方向に向けて、近接・離隔するように移動することによって、可撓性を有する風管１を伸縮することができる。

＜４＞リングフレーム
リングフレーム３は、前記風管１の断面形状を保持するための部材である。
リングフレーム３は、風管１の内側若しくは外側に、風管１の軸方向に所定間隔を設けて適宜配置する。
このリングフレーム３は、風管１の断面形状を保持するだけでなく、風管１が伸縮し易いよう、蛇腹形状の骨組み部分としても機能することとなる。

リングフレームの頂部には、前記支持リングと同様、レール走行体（図示せず）と連結するための吊環を設けておくこともできる。

＜５＞変形抵抗部
変形抵抗部４は、前記リングフレーム３の変位を防止するための部材である。
この「変位」とは、風管１の軸方向を前後方向としたときの、風管１の左右方向を軸とした回転（いわゆる「ピッチ」）や、風管１の上下方向を軸とした回転（いわゆる「ヨー」）、或いはそれらの組合せを指す。
変形抵抗部４は、前記支持リング２から、風管軸方向へと延伸するように配置する。
図２，３を参照しながら、変形抵抗部４の詳細について説明する。

（１）形状（図２）
変形抵抗部４の形状について説明する。
変形抵抗部４は、支持リング２側を底辺とする略三角状（山型）の形状を呈する。
前記略三角形状の各辺は、パイプ材を適宜折曲するなどして形成することができる。
本発明では、板材を略三角状とした部材を変形抵抗部４として、面状に構成することもできるが、後述する風管１の有効径の確保の観点から考慮すると、本例のよう略三角形状の各辺をパイプ材で構成し、形状内部は空洞にした構成が望ましい。また、ダクト全体をなるべく軽量にする観点からも好ましい。

（２）先端部分の処理（図２）
変形抵抗部４の先端部分４１は、鋭角とならないよう、湾曲処理を施しておく。
また、前記先端部分４１は、支持リング２側から徐々に内側に傾斜させたり、ある箇所から内側に折曲させたりしておいてもよい。
これらの湾曲処理や折曲処理は、前記先端部分４１と風管との接触による風管の破損を防止するためである。

（３）配置数（図２）
本実施例では、変形抵抗部４は、支持リング２の周方向に等間隔で３箇所配置している。すなわち、各変形抵抗部４の中心線は互いに１２０°の間隔を有する。
また、変形抵抗部４の底部の占有角度は約６０°程度を確保する。
よって、同一支持リング２間の変形抵抗部４の間の離隔角度も約６０°程度となる。

（４）前後方向での配置（図２）
変形抵抗部４は、支持リング２の前側と後側において、前記支持リング２の周方向にずらして配置してある。
本実施例では、前方側に設けてある変形抵抗部４に対して、後方側の変形抵抗部４が６０°位相をずらしてある。
この位相のズレにより、同一支持リング２間の変形抵抗部４の間の離隔角度を確保した部分が、風管軸方向に隣り合う支持リング２から延伸する変形抵抗部４が収納される領域（収納部６）となる。

（５）オフセットの確保（図２，３）
変形抵抗部４は、支持リング２から風管軸方向に延伸させて設けるが、その配置態様は、風管１の内径よりも内側に位置するように構成する。
例えば、変形抵抗部４は、前記風管１の最収縮時における前記リングフレーム３間の風管の突出長以上、前記風管１の内径から内側にオフセットした位置に配置しておくことが望ましい。
すなわち、隣り合うリングフレーム３間の折り目が一つである場合には、風管１の折り幅は、前記風管１の最伸張時における前記リングフレーム３間の距離（以下、蛇腹幅ｂ）の約１／２に相当する事となるし、折り目が二つである場合には、前記伸縮長の約１／３に相当する事となる。
この折り幅を、風管１の最収縮時における風管１の突出長と想定してオフセット長ｈを設定しておくと、ダクトを最大限収縮した時であっても、リングフレーム３間の風管１が折り畳まれて突出する部分が、前記リングフレーム３と干渉することなく、前記オフセット部５内に収納されることとなる。

なお、通常、風管１の折り畳み部分が、前記風管１の内側に突出して配置される態様は、風管１が変形抵抗部４よりも上方に位置する場合であるため、風管１の下方側であって風管１が下方に折り畳まれるような場合には、オフセットの考慮を必要としない場合も想定される。
しかし、風管１の折り畳み部分が常に風管１の内側を向いて突出するように形成されている場合などには、支持リング２の全周にわたって変形抵抗部４を内側にオフセットした位置に配置しておく必要がある。

＜６＞その他の部材（図２）
前記収納部６には、当該変形抵抗部をより好適に収納するための機構を設けておくことが望ましい。
例えば、隣接する変形抵抗部４の裾部同士を連結するＵ字状のガイド部７を設ける方法がある。
ガイド部７の湾曲は、前記変形抵抗部４の先端部分４１の湾曲処理よりも緩やかな曲率としておくことが望ましい。当該構成により、ガイド部７が変形抵抗部４よりも幅広なるため、前記先端部分４１を確実にダクトの内側方向に案内し、変形抵抗部４が風管１に接触して該風管１の破損を防止することができる。
またこのガイド部７は、各変形抵抗部４を連結して剛性を高めるための補強部材としても機能し得る。

＜７＞動作例（図１，３，４）
本発明に係る収縮ダクトの動作について説明する。

（１）伸張時（図１）
図１は、支持リング２間が離隔して風管１が伸びきっている状態である。
この状態では、ダクト内の吸引によって負圧が発生したとしても、風管１には張力がかかっているため、元々リングフレーム３が風管１が変位しにくい状態である。

（２）収縮時（図３）
［変形抵抗部の収納］
図３は、右側の支持リング２が接近して風管１の一部が縮んでいる状態である。
一方の支持リング２から延伸した変形抵抗部４は、隣接する他方の支持リング２に設けたガイド部７に案内されて、他方の支持リング２に設けた変形抵抗部４にも、風管１にも干渉することなく、収納部６へと収納される。

［風管の折り畳み］
支持リング２間の風管１は、リングフレーム３間毎に緩んで、ダクトの内側に折り畳まれる。この折り畳み部分はオフセット部５に収納された状態となるため、当該折り畳み部分が、風管１の収縮動作を遮る事は無い。

（３）負圧発生時（図４）
ダクトの吸引動作によってダクト内部に負圧が発生した場合、縮んだ状態の風管は、その縮み分だけ動きうるため、当該負圧によって風管１が変位しようとする場合がある。
このとき、リングフレーム３は、変位する途上で変形抵抗部４によって遮られることとなる。この動作によって、負圧発生時による風管１の断面欠損を抑制することができる。
また、変形抵抗部４が山型形状であり面的（二次元的）な拘束力を有するため、大きな負圧が発生しても、リングフレーム３の動きを十分に拘束することができ、該リングフレーム３の変位を確実に抑制することができる。

１風管
１ａ折り畳まれた風管
２支持リング
２１吊環
３リングフレーム
３ａ正常時のリングフレーム
３ｂ負圧発生時のリングフレーム
４変形抵抗部
４１先端部分
５オフセット部
６収納部
７ガイド部
ｂ蛇腹幅
ｈオフセット長

Claims

可撓性を有する風管と、該風管の軸方向に間隔を設けて配置する複数の支持リングと、該支持リングの間に配置し、前記風管の形状を保持するリングフレームと、を少なくとも有し、前記支持リングの前後移動によって前記風管を伸縮自在とする伸縮ダクトであって、
前記支持リングから前記風管の軸方向に向けて延伸するように複数設け、山型状を呈する、複数の変形抵抗部、をさらに有することを特徴とする、
伸縮ダクト。
前記支持リングの一端側に設けた変形抵抗部に対して、前記支持リングの他端側の変形抵抗部を、前記支持リングの周方向にずらして設けたことを特徴とする、請求項１に記載の伸縮ダクト。
前記支持リングの一端側に設けた各変形抵抗部の間の空間を、前記支持リングと隣り合う支持リングの他端側に設けた各変形抵抗部の収納部としたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の伸縮ダクト。
前記変形抵抗部が、前記風管の内径から内側へとオフセットした位置に設けてあり、
前記オフセット長は、前記風管が収縮する際に、該風管が撓んで内側に突出する部分の長さ以上であることを特徴とする、請求項１乃至３のうち、何れか１項に記載の伸縮ダクト。