JP2022116921A - ジェットファン取付用ターンバックル及びジェットファンの取付工法 - Google Patents

Abstract

【課題】側部支持部材の位置が異なる複数の種類のジェットファンを取り付ける場合に、長さ調整や製造が容易で部品の共通化が可能なジェットファン取付用ターンバックルと、迅速な取り替えが可能なジェットファンの取付工法を提供する。【解決手段】トンネル天井壁に設けられた側部吊部材とジェットファンの側面に設けられた側部支持部材とを連結するジェットファン取付用ターンバックル１０であって、側部吊部材及び側部支持部材に各々取り付けられる２つのシャックル１１，１１と、２つのシャックル１１，１１を繋ぐ調整ボルト１２とを有し、調整ボルト１２の両端には外ネジ１３，１３が形成されており、２つのシャックル１１，１１の各々には外ネジ１３，１３に螺合する内ネジ１４，１４が形成されており、調整ボルト１２を回転させてターンバックル１０の全長を調整する。【選択図】図１

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り 第３７回業務研究発表論文集 第６１～６４頁 西日本高速道路エンジニアリング中国株式会社

本発明は、道路のトンネル内において、換気及び火災時の排煙を行うために上部から吊り下げられて設置されるジェットファンに関するものであり、詳細にはジェットファン取付用ターンバックル及びジェットファンの取付工法に関するものである。

従来、道路のトンネル内には、換気及び火災時の排煙を行うために上部からジェットファンが吊り下げられて設置されている。図４はジェットファンの取付構造を示す正面図（トンネル出入口方向から見た図）、図５はジェットファンの取付構造を示す側面図である。

図４に示すように、トンネル６内のトンネル天井壁７には、上部からジェットファン１が吊り下げられて設置されている。ジェットファン１は、円筒状のケーシングの内部にファン本体を備えており、トンネル軸方向（車両の進行方向）に空気を吹き出して、トンネル内の換気及び火災時の排煙を行うようになっている。

図４及び図５に示すように、ジェットファン１の円筒状のケーシングの側面の４か所には、逆Ｕ字状の側部支持部材２が設けられている。側部支持部材２は、ジェットファン１の側面の両側に各々２つ、所定の間隔を空けて設けられている。一方、トンネル天井壁７の４か所には、ジュットファン１を吊り下げるための側部吊部材８が固定されている。側部吊部材８は、ジェットファン１に設けられた４か所の側部支持部材２の各々に対応して、斜め上方に位置している。４つの側部吊部材８と４つの側部支持部材２とは、それぞれ４本の連結部材１００により連結されている。以上により、ジェットファン１は、トンネル天井壁７から４点支持により吊り下げられて設置されている。

なお、図５において本来、ジェットファン１の後側にある側部吊部材８は見えないが、本図面においては説明の都合上実線で記載している。また、図５におけるジェットファン１の左右上端部には、頂部支持部材５，５が設けられており、トンネル天井壁７に固定された頂部吊部材３，３と連結部材４，４により連結されている。これらは、ジェットファン１の稼働時における方向性安定のために設けられているものであって、ジェットファン１の荷重支持を目的とするものではない。

ところで、ジェットファンは、複数のファンメーカーにより製造されているが、各メーカーによりファン本体（電動機、羽根車）の形状や重量は異なる。そのため重量バランスを考慮する結果、円筒状のケーシングが同じ大きさであっても、ジェットファンを取り付けるための側部支持部材２の位置はメーカー毎に異なっている。

図５は、側部支持部材２の位置が異なるジェットファンを取り付けた状態を示しており、１つの側部支持部材２について３か所の点が示されている。３か所の点は、側部支持部材２の位置に応じて連結部材１００の下端部が接続される位置（以下、「吊点位置」という。）であり、図５の点線で示すように、吊点位置が異なると、側部吊部材８と側部支持部材２とを連結する連結部材１００の長さや角度が変動することになる。

一方、ジェットファンは５～１０年毎に工場で分解整備が行われるため、その間は現場から撤去されて、工場整備の完了後に再設置されるのが通常である。その場合トンネル内のジェットファンの台数不足をできるだけ避けるために、整備期間の短縮が余儀なくされることから、整備上の品質低下が問題となる。

そこで、同一のジェットファンに替えて吊点位置が異なるジェットファンを設置することが考えられるが、連結部材１００の向きが変化することにより、側部吊部材８との接続部分に金属疲労等の強度的な問題が生じることや、トンネル横断面方向と縦断面方向の吊角度のバランスが変化して側部吊部材８への荷重の偏重により過荷重や金属疲労が進行しやすいという問題が生じる。そのため、吊点位置に適合した側部吊部材８の新規設計、製作、アンカー打設が必要となり、コストが増加する。

これに対して、特許文献１には、側部吊部材を変更することなく、側部支持部材の位置が異なる複数の種類のジェットファンを取り付けることの可能なジェットファンの取付構造及び取付工法に関する発明が記載されている。引用文献１に記載された発明のジェットファンの取付構造では、側部支持部材の位置が異なる複数の種類のジェットファンを取り付けた場合に、各々のジェットファンの荷重に対して予め定めた強度を満たすように側部吊部材の強度計算が行われている。また、連結部材の上端部を中心として連結部材がトンネル軸方向に回動可能となっている。

図６は、図５のＸ部拡大図であり、連結部材１００の上端部を中心として連結部材１００をトンネル軸方向に回動可能とした構造の一例であり、連結部材１００の向きが変化しても、側部吊部材８との接続部分に金属疲労等の強度的な問題が生じるのを抑制するようになっている。

特開２０１４－１２９７３号公報

ところで、側部支持部材２の位置が異なると連結部材１００の向きが変化するが、それだけではなく、側部吊部材８と側部支持部材２との距離が変化するため連結部材１００の長さも変化する。引用文献１に記載された発明は、側部支持部材２の位置が異なる複数の種類のジェットファン１を取り付ける場合に側部吊部材８の変更を不要としたものであるが、連結部材１００については対応していない。

図７及び図８は、連結部材１００として使用されている従来のターンバックル（以下、同一符号１００を付す。）を示す図である。図７は、ターンバックル１００を示す正面図（一部断面図）であり、図８は、ターンバックル１００を示す分解図である。

ターンバックル１００は、２つのジョーボルト１０１，１０１及びパイプネジ１０２から構成されている。ジョーボルト１０１は、二股状の本体部１０１ａの基端部に、外ネジ１０４が形成された棒状部１０１ｂが接合されており、本体部１０１ａの先端部に形成された孔を貫通するようにピン１０５が取り付けられている。そして、ピン１０５を介して側部吊部材８又は側部支持部材２に取り付けるようになっている。また、パイプネジ１０２は筒状の本体部１０２ａを有し、本体部１０２ａの両端部に内ネジ１０３が形成されたネジ部１０２ｂが接合されている。

そして、ジョーボルト１０１の棒状部１０１ｂを、外ネジ１０４と内ネジ１０３を螺号させながらパイプネジ１０２の内部に挿通させて、ジョーボルト１０１とパイプネジ１０２を連結するようになっている。また、パイプネジ１０２には、回転用孔１０６が形成されており、棒状の治具を差し込んで回転させることにより、ターンバックル１００の長さ調整ができるようになっている。

しかしながら、上記従来のターンバックル１００を使用して、側部支持部材２の位置が異なる複数の種類のジェットファン１を取り付けようとすると以下のような問題がある。まず、側部支持部材２の位置の違いによるターンバックル１００の長さの変化が上記調整範囲内であれば調整可能ではあるが、設置後６～７年以上を経過するとネジ部分の腐食のため長さ調整が困難になり、ターンバックル全体を新しいものに更新する必要がある。

さらに、ジョーボルト１０１の本体部１０１ａと棒上部１０１ｂとの間、パイプネジ１０２の本体部１０２ａとネジ部１０２ｂとの間は、それぞれ溶接９による接合されており、新しいターンバックルの製造期間は、材料手配～切削加工～開先加工～溶接～冷却～メッキ処理～出荷の工程を見込むと、通常は約１か月を要する。ターンバックルの製造をジェットファンの整備工程と平行的に行う場合は問題ないが、故障等による緊急時の他のジェットファンへの転用が必要となった場合、メッキ処理工程を除いても最低１０日を要するため、在庫保管をするしかなく、過剰製作によるコスト悪化や保管場所などの問題が生じる。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、側部支持部材の位置が異なる複数の種類のジェットファンを取り付ける場合に、長さ調整や製造が容易で部品の共通化が可能なジェットファン取付用ターンバックルと、迅速な取り替えが可能なジェットファンの取付工法を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明のジェットファン取付用ターンバックルは、トンネル天井壁に設けられた側部吊部材とジェットファンの側面に設けられた側部支持部材とを連結するジェットファン取付用ターンバックルであって、前記側部吊部材及び前記側部支持部材に各々取り付けられる２つのシャックルと、前記２つのシャックルを繋ぐ調整ボルトとを有し、前記調整ボルトの両端には外ネジが形成されており、前記２つのシャックルの各々には前記外ネジに螺合する内ネジが形成されており、前記調整ボルトを回転させてターンバックルの全長を調整することを特徴とする。

また本発明のジェットファンの取付工法は、本発明のジェットファン取付用ターンバックルを用いたジェットファンの取付工法であって、既設のジェットファンを取り外す工程と、既設のジェットファンとは側部支持部材の位置が異なる新設のジェットファンを取り付ける工程とを有し、既設のターンバックルの調整ボルトを回転させてターンバックルの全長を調整することを特徴とする。

また本発明のジェットファンの取付工法は、本発明のジェットファン取付用ターンバックルを用いたジェットファンの取付工法であって、既設のジェットファンを取り外す工程と、既設のジェットファンとは側部支持部材の位置が異なる新設のジェットファンを取り付ける工程とを有し、既設のターンバックルの調整ボルトを取り替えてターンバックルの全長を調整することを特徴とする。

本発明のジェットファン取付用ターンバックルは、トンネル天井壁に設けられた側部吊部材とジェットファンの側面に設けられた側部支持部材とを連結するジェットファン取付用ターンバックルであり、側部吊部材及び側部支持部材に各々取り付けられる２つのシャックルと、２つのシャックルを繋ぐ調整ボルトとを有している。調整ボルトの両端には外ネジが形成されており、２つのシャックルの各々には外ネジに螺合する内ネジが形成されており、調整ボルトを回転させてターンバックルの全長を調整することができる。また調整ボルトは、両端に外ネジが形成された単純な構造であるため製造が容易である。さらに、調整ボルトを取り替えることで広範囲の長さ調整が可能であり、２つのシャックルを交換することなく共通化することができる。

また本発明のジェットファンの取付工法は、本発明のジェットファン取付用ターンバックルを用いたジェットファンの取付工法であって、既設のジェットファンを取り外す工程と、既設のジェットファンとは側部支持部材の位置が異なる新設のジェットファンを取り付ける工程とを有し、既設のターンバックルの調整ボルトを回転させてターンバックルの全長を調整するようになっている。従って、側部吊部材と側部支持部材との距離の変化が調整ボルトによる調整範囲内であれば、ターンバックルを取り替えることなく新設のジェットファンを迅速に取り付けることができる。

また本発明のジェットファンの取付工法は、本発明のジェットファン取付用ターンバックルを用いたジェットファンの取付工法であって、既設のジェットファンを取り外す工程と、既設のジェットファンとは側部支持部材の位置が異なる新設のジェットファンを取り付ける工程とを有し、既設のターンバックルの調整ボルトを取り替えてターンバックルの全長を調整するようになっている。従って、側部吊部材と側部支持部材との距離の変化が調整ボルトによる調整範囲外であれば、ターンバックルのうちシャックルを取り替えることなく新設のジェットファンを迅速に取り付けることができる。

このように、本発明によれば、側部支持部材の位置が異なる複数の種類のジェットファンを取り付ける場合に、長さ調整や製造が容易で部品の共通化が可能なジェットファン取付用ターンバックルと、迅速な取り替えが可能なジェットファンの取付工法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るジェットファン取付用ターンバックルを示す正面図である。 ジェットファン取付用ターンバックルを示す分解図である。 シャックルを示す（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図）、（Ｃ）底面図である。 ジェットファンの取付構造を示す正面図である。 ジェットファンの取付構造を示す側面図である。 図５のＸ部拡大図である。 従来のターンバックルを示す正面図（一部断面図）である。 従来のターンバックルを示す分解図である。

次に、図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態に係るジェットファン取付用ターンバックル及びジェットファンの取付工法について説明する。なお、本実施形態におけるジェットファンを取り付けるトンネル６、トンネル天井壁７、側部吊部材８、ジェットファン１、側部支持部材２については、図４乃至図６に示す従来例と同一であり詳細な説明を省略する。

図１は、本実施形態に係るジェットファン取付用ターンバックル１０を示す正面図であり、図２は、ジェットファン取付用ターンバックル１０を示す分解図である。ターンバックル１０は、トンネル天井壁７に設けられた側部吊部材８と、ジェットファン１の側面に設けられた側部支持部材２とを連結するものである。また図３は、ターバックル１０を構成するシャックルを示す（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図）、（Ｃ）底面図である。

ターンバックル１０は、２つのシャックル１１，１１及び調整ボルト１２から構成されている。２つのシャックル１１，１１は、一方が側部吊部材８に取り付けられ、他方が側部支持部材２に取り付けられる。そして、調整ボルト１２が２つのシャックル１１，１１を繋ぐようになっている。

調整ボルト１２は棒状部材であり、両端には外ネジ１３，１３が形成されており、それぞれに締付ナット１７，１７が取り付けられている。また、調整ボルト１２の長手方向の略中央には回転用ナット１６が固定されており、スパナ等を使用して調整ボルト１２を回転させることができるようになっている。また、調整ボルト１２は、丸棒にネジ切り加工を施すのみであるため製造が極めて容易である。

シャックル１２は、対向する２つの直立部１１ａ，１１ａと、直立部１１ａ，１１ａの基端部を接続する底部１１ｂとで平面視コ字状に形成されており、直立部１１ａ，１１ａの先端部に形成された孔を貫通するようにピン１５が取り付けられている。そして、ピン１５を介して側部吊部材８又は側部支持部材２に取り付けるようになっている。

シャックル１２の底部１１ｂには貫通孔が開けられており、貫通孔の内壁に調整ボルト１２の両端に形成された外ネジ１３，１３に螺合する内ネジ１４が形成されている。また、シャックル１２の直立部１１ａ，１１ａの先端部は面取り加工されており、直立部１１ａ，１１ａの基端部と底部１１ｂの両端部との接続部も面取り加工されている。これらの面取り加工はシャックル１２の軽量化を目的としたものである。

ターンバックル１０を組み立てる際には、調整ボルト１２の両端をシャックル１１，１１の底部１１ｂの貫通孔に挿入し、外ネジ１３と内ネジ１４とを螺合させる。そして、調整ボルト１２の回転用ナット１６を介して調整ボルト１２を一定方向に回転させることにより、調整ボルト１２の両端がシャックル１２，１２へ挿入される方向に移動し、反対方向に回転させることにより、シャックル１２，１２から取り出される方向に移動するので、ターンバックル１０全体の長さを調整することができる。長さ調整が完了したら、締付ナット１７，１７で締め付ける。

このとき、調整ボルト１２の両端は、２つのシャックル１１，１１の各々の内側に進入可能になっている。すなわち、調整ボルト１２の両端が、シャックル１１の底部１１ｂを貫通して、対向する直立部１１ａ，１１ａの間に進入できるようになっている。従って、直立部１１ａ，１１ａを長くすれば、調整ボルト１１の進入長さが長くなるので、ターンバックル１０全体の長さを、より短縮することができる。ただし、重量や強度の面から直立部１１ａ，１１ａが長すぎてもよくない。調整ボルト１１の進入長さは、例えば約５０ｍｍ程度とすることが好ましい。

一方、ターンバックル全体の長さ調整は、調整ボルト１１を取り替えることで、より広範囲に行うことができる。調整ボルト１１は、複数の長さのものを在庫として準備しておくこともできるし、製造自体が容易であるため必要に応じて都度製造することもできる。先頃、トンネル内の建築限界高さが、従来の４５００ｍｍから４８００ｍｍに変更となり、これに伴いジェットファンも従来より３００ｍｍ以上高く設置する必要がある。そのため、今後求められるターンバックル長さは、より短くなるものと思われる。調整ボルト１１は、基本寸法を短くするとともに外ネジの加工代を短くすれば、ターンバックル全体の長さを大幅に短縮することが可能である。

シャックル１１及び調整ボルト１２の材質としては、ＳＳ４００やＳＴＫ４００等の一般鋼材とすることができるが、より降伏点や引張強度に優れるＳ４５Ｃとすることが好ましい。また、シャックル１１及び調整ボルト１２は、溶接なしの鍛造加工や削り出し加工により製造できるため、品質上のムラがない。

次に、本実施形態に係るジェットファンの取付工法について説明する。まず、既存のジェットファン１を取り外す。次に、既存のジェットファン１とは側部支持部材２の位置が異なる新設のジェットファン１´を取り付ける。このとき、側部支持部材２の位置が異なることから、側部吊部材８と側部支持部材２との距離が変化するため連結部材であるターンバックル１０の全長を調整しなければならない。

必要な調整量が調整ボルト１２による調整範囲内であれば、ターンバックル１０を取り替えることなく、調整ボルト１２を回転させて調整する。この場合、ターンバックル１０はそのまま使用可能である。

一方、必要な調整量が調整ボルト１２による調整範囲外であれば、ターンバックル１０のうちシャックル１１，１１を取り替えることなく、調整ボルト１２を長いもの又は短いものに取り替えてから回転させて調整する。この場合、ターンバックル１０のうちシャックル１１，１１はそのまま使用可能である。

このように、本実施形態に係るジェットファンの取付工法では、少なくともシャックル１１，１１を共通化することが可能であり、長さの異なる調整ボルト１２を在庫として準備しておくだけでよい。さらに、準備がなくても前述したように調整ボルト１２は製造が極めて容易であり、緊急時にも対応しやすい。

本実施形態に係るジェットファン取付用ターンバックル１０は、トンネル天井壁７に設けられた側部吊部材８とジェットファン１の側面に設けられた側部支持部材２とを連結するジェットファン取付用ターンバックルであり、側部吊部材８及び側部支持部材２に各々取り付けられる２つのシャックル１１，１１と、２つのシャックル１１，１１を繋ぐ調整ボルト１２とを有している。調整ボルト１２の両端には外ネジ１３，１３が形成されており、２つのシャックル１１，１１の各々には外ネジに螺合する内ネジ１４，１４が形成されており、調整ボルト１２を回転させてターンバックル１０の全長を調整することができる。また調整ボルト１２は、両端に外ネジ１３，１３が形成された単純な構造であるため製造が容易である。さらに、調整ボルト１２を取り替えることで広範囲の長さ調整が可能であり、２つのシャックル１１，１１を交換することなく共通化することができる。

また本実施形態に係るジェットファンの取付工法は、ジェットファン取付用ターンバックル１０を用いたジェットファンの取付工法であって、既設のジェットファン１を取り外す工程と、既設のジェットファン１とは側部支持部材２の位置が異なる新設のジェットファン１´を取り付ける工程とを有し、既設のターンバックル１の調整ボルト１２を回転させてターンバックル１０の全長を調整するようになっている。従って、側部吊部材８と側部支持部材２との距離の変化が調整ボルト１２による調整範囲内であれば、ターンバックル１０を取り替えることなく新設のジェットファン１´を迅速に取り付けることができる。

また本実施形態に係るジェットファンの取付工法は、ジェットファン取付用ターンバックル１０を用いたジェットファンの取付工法であって、既設のジェットファン１を取り外す工程と、既設のジェットファン１とは側部支持部材２の位置が異なる新設のジェットファン１´を取り付ける工程とを有し、既設のターンバックル１０の調整ボルト１２を取り替えてターンバックル１０の全長を調整するようになっている。従って、側部吊部材８と側部支持部材２との距離の変化が調整ボルト１２による調整範囲外であれば、ターンバックル１０のうちシャックル１１，１１を取り替えることなく新設のジェットファン１´を迅速に取り付けることができる。

このように、本実施形態に係るジェットファン取付用ターンバックルは、側部支持部材の位置が異なる複数の種類のジェットファンを取り付ける場合に、長さ調整や製造が容易で部品の共通化が可能であり、また本実施形態に係るジェットファンの取付工法はジェットファンの迅速な取り替えが可能である。

以上、本実施形態に係るジェットファン取付用ターンバックル及びジェットファンの取付工法について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、２つのシャックルの大きさや形状を同一としたが、異なっていてもよい。

１ ジェットファン
２ 側部支持部材
３ 頂部吊部材
４ 連結部材
５ 頂部支持部材
６ トンネル
７ トンネル天井壁
８ 側部吊部材
９ 溶接
１０ ターンバックル
１１ シャックル
１２ 調整ボルト
１３ 外ネジ
１４ 内ネジ
１５ ピン
１６ 回転用ナット
１７ 締付ナット
１００ ターンバックル
１０１ ジョーボルト
１０２ パイプネジ
１０３ 内ネジ
１０４ 外ネジ
１０５ ピン
１０６ 回転用孔

Claims (3)

1. トンネル天井壁に設けられた側部吊部材とジェットファンの側面に設けられた側部支持部材とを連結するジェットファン取付用ターンバックルであって、
   前記側部吊部材及び前記側部支持部材に各々取り付けられる２つのシャックルと、前記２つのシャックルを繋ぐ調整ボルトとを有し、
   前記調整ボルトの両端には外ネジが形成されており、前記２つのシャックルの各々には前記外ネジに螺合する内ネジが形成されており、前記調整ボルトを回転させてターンバックルの全長を調整することを特徴とするジェットファン取付用ターンバックル。
2. 請求項１に記載のジェットファン取付用ターンバックルを用いたジェットファンの取付工法であって、
   既設のジェットファンを取り外す工程と、既設のジェットファンとは側部支持部材の位置が異なる新設のジェットファンを取り付ける工程とを有し、
   既設のターンバックルの調整ボルトを回転させてターンバックルの全長を調整することを特徴とするジェットファンの取付工法。
3. 請求項１に記載のジェットファン取付用ターンバックルを用いたジェットファンの取付工法であって、
   既設のジェットファンを取り外す工程と、既設のジェットファンとは側部支持部材の位置が異なる新設のジェットファンを取り付ける工程とを有し、
   既設のターンバックルの調整ボルトを取り替えてターンバックルの全長を調整することを特徴とするジェットファンの取付工法。

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