JP2023023417A - フレキシブルダクト - Google Patents

Abstract

【課題】形状保持機能を有し、施工後のダクトの弛み及び弛みに起因するダクト圧力損失の増大を防止することができ、ダクト施工作業の簡素化並びにダクト長さの規格化、集約化を図ることができるフレキシブルダクトを提供する。【解決手段】フレキシブルダクト１は、螺旋形状をなす線状の補強材１０と、線状の補強材１０の内周に付設された内張り１１と、補強材１０の外周に付設された断熱材１２と、断熱材１２の外周に付設された外皮１３と、を備えている。補強材１０は、フレキシブルダクト１にその長手方向Ｌの引張力が付加されていない状態ではフレキシブルダクト１をその長手方向Ｌに沿って収縮するように付勢する引きばねである。内張り１１は、通気性を有する不織布で形成され、断熱材１２はグラスウールで形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、建物の空調設備において空調空気の配管流路を施工するためのフレキシブルダクトに関する。

従来のフレキシブルダクトは、螺旋状の補強材の内周に内張りを設け、その外周に断熱材及び外皮を設け、不燃性を持たせたものが一般的であり、所定長さごとに製造されている。前記補強材は、ダクト断面形状を保持し、空気の流路を損なわないようにする機能を有するものであり、金属製若しくは合成樹脂製のワイヤなどを螺旋状に加工することによって形成されている。前記内張りは、空気流路の内壁面となり、不織布などで形成されている。内張りに通気性を持たせ、内張りを通じて断熱材の領域に音を透過させることにより断熱材の領域での消音を図っている。前記外皮は、ダクト外面材であり、耐候性を有する合成樹脂フィルムなどで形成されている。

従来の断熱材付きのフレキシブルダクトは、搬送時のサイズダウンを図るため、自然長の状態から圧縮された状態で梱包され施工現場に搬入されるが、フレキシブルダクト自体は常に自然長に復元しようとする状態にある。このため、梱包時の圧縮力を解除すると、フレキシブルダクトは自然長に復元するまで伸展し、梱包時の縮んだ状態を保持することができない。なお、従来のフレキシブルダクトの自然長とは、当該フレキシブルダクトに長さ方向の外力を加えることなく、直線状態且つ水平状態に静置したときのその長さ方向のサイズをいう。従来のフレキシブルダクトが自然長の状態にあるとき、当該フレキシブルダクトを構成する螺旋状の補強材は長さ方向に伸展した状態にある。

従来のフレキシブルダクトを施工する場合、図９に示すように、建物躯体１０１に所定間隔ごとに設けられた吊りボルト１０２ａ及びバンド１０２ｂなどの吊り部材１０２を用いて、建物躯体１０１と天井１０３との間の空間にフレキシブルダクト１００が吊り込まれているが、必要長さよりも長いダクトを使用してしまうと、二つのバンド１０２ｂ，１０２ｂの間に位置するフレキシブルダクト１００に弛み１００ａが生じることがある。このような弛み１００ａが生じるのは、ダクト長さは、建物の平面図からダクト敷設時の高低差と、ある程度の余長を加味して選定するため、実際の必要長さとは完全に一致せず、ダクト長さに一定の誤差が生じる場合があることに起因している。

図９中に示すフレキシブルダクト１００に弛み１００ａが生じると、弛み１００ａ内のダクト流路に余計な圧力損失がかかる。この現象は、フレキシブルダクト１００が設置された場所において、二つのバンド１０２ｂ，１０２ｂの間に位置するフレキシブルダクト１００の長さが必要以上に長い場合に顕著に発生する。

このような問題を解決するため、フレキシブルダクトを縮めた状態に保持するための技術が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載されたフレキシブルダクトは、曲げ及び伸縮の変形が自在な空調用のフレキシブルダクトのダクト本体の軸線方向に間隔を開けて配置した２つの拘束点と、これらの拘束点を介してダクト本体に連接された紐または線材などの屈曲自在な操作子とを備え、２つの拘束点の少なくとも一方に対して操作子をダクト本体の軸線方向に移動可能とし、操作子の移動によってダクト本体を伸縮操作可能としたことを特徴とするものである。

特許文献２に記載されたフレキブルダクトは、コイル状に形成された芯材と、芯材の外周に中間材とし配設された断熱材と、断熱材の外周に配設された外装材と、からなるフレキシブルダクトにおいて、線材を内設した袋体を、外装材の外周及び／又は芯材と断熱材の間に、長手方向に、所定の数を所定の位置に、粘着テープを用いて貼付け、自在に形状を保持し得ることを特徴とするものである。

特開２００１－２０１１５９号公報 特開２０１０－２６１６２７号公報

特許文献１，２に記載されたフレキシブルダクトは、何れも、ダクト本体とは別に、形状を保持するための部材が追加されているので、構造が複雑となり、部品点数の増加によるコスト上昇が懸念される。

また、特許文献１，２に記載されたフレキシブルダクトの施工時においては、紐の操作や線材の貼り付けなど、本来のダクト敷設作業以外の新たな作業が発生するので、工事遅延の原因ともなり得る。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、形状保持機能を有し、施工後のダクトの弛み及び弛みに起因するダクト圧力損失の増大を防止することができ、ダクト施工作業の簡素化並びにダクト長さの規格化、集約化を図ることができるフレキシブルダクトを提供することにある。

本発明に係るフレキシブルダクトは、螺旋形状の補強材の内周に内張りが付設された構造を有するフレキシブルダクトであって、前記補強材は、前記フレキシブルダクトにその長手方向の引張力が付加されていない状態では前記フレキシブルダクトを前記長手方向に沿って収縮するように付勢する引きばねであることを特徴とする。ここで、前記「引きばね」とは、「引張コイルばね」とも呼ばれ、ばねの長手方向（伸展方向）に引張力を受けたときに弾性的復元力（弾性的収縮力）が生じるコイルばねである。

このような構成とすれば、補強材に引張力が加わらない自然長の状態では当該補強材が縮んだ状態に保持されているため、従来のフレキシブルダクトにおいて梱包時の圧縮力が解除されたときに発生していた伸展現象（圧縮力が加わっていないときの自然長の状態に戻ろうと伸展する現象）が発生することがなく、ダクト施工時においても必要分だけ伸ばして使用することができる。

また、ダクト施工時に余分となる部分は補強材の弾性的復元力により縮んだ状態を保持するため、ダクト敷設時の弛みが減少し、圧力損失の増大を防止することができる。また、別途、追加部材や追加作業を必要とせずに、フレキシブルダクト自体が形状保持機能を有するため、施工性が向上する。施工現場において空調機や吹出口の位置変更が生じたときは、余長分を伸ばしたり、縮めたりすることによって対応可能である。

なお、本発明に係るフレキシブルダクトの自然長とは、当該フレキシブルダクトに長さ方向の外力を加えることなく、直線状態且つ水平状態に静置したときのその長さ方向のサイズをいう。本発明に係るフレキシブルダクトが自然長の状態にあるとき、当該フレキシブルダクトを構成する螺旋状の補強材は長さ方向に収縮した状態にある。

このように、本発明に係るフレキシブルダクトは、施工に必要なダクト長さに調整して使用することができるので、長さの種類を減らし、ダクト長さを規格化することができ、製造工程並びに納品面での管理が容易となる。例えば、現状のフレキシブルダクトのダクト長さは０．５ｍ刻みで１０ｍ程度まで製造しているが、ダクト長さを、その全長から全長の約１．５倍～２倍程度までの範囲内で伸縮、保持できるようにすれば、ダクト長さの種類を１ｍ刻み、２ｍ刻みで製造することにより様々な施工条件に対応可能となり、ダクト長さの種類を減らし、ダクト長さを規格化することができるため、製造面、管理面においても有利である。

次に、前記フレキシブルダクトを構成する補強材は、金属ばね材若しくは合成樹脂ばね材を用いることができる。

前記補強材が金属ばね材である場合、従来のフレキシブルダクトと同様に製造することができ、且つ高強度を保つことができる。次に、前記補強材が合成樹脂ばね材である場合、内張りとの接合手段を溶着若しくは接着とすることができるので、製造が容易であり、金属ばね材に比べ、軽量化が可能である。

次に、前記フレキシブルダクトにおいては、前記補強材の外周に断熱材及び外皮を付設することができる。

このような構成とすれば、前述した作用効果を維持しながら、フレキシブルダクトに断熱性を持たせることができる。

次に、前記フレキシブルダクトにおいては、前記内張りを、通気性を有する不織布で形成することができる。

このような構成とすれば、不織布を通じて断熱材（グラスウール）の領域に音が透過し、断熱材（グラスウール）の領域において消音されるので、フレキシブルダクトの静粛性を高めることができる。

本発明により、形状保持機能を有し、施工後のダクトの弛み及び弛みに起因するダクト圧力損失の増大を防止することができ、ダクト施工作業の簡素化並びにダクト長さの規格化、集約化を図ることができるフレキシブルダクトを提供することができる。

本発明の実施形態であるフレキシブルダクトの自然長の状態を示す一部省略側面図である。 図１中のＡ－Ａ線における一部省略断面図である。 図２中の矢線Ｂで示す領域の一部省略拡大図である。 図１に示すフレキシブルダクトを構成する螺旋状の補強材の伸縮状態を示す一部省略断面図であり、（ａ）は自然状態を示し、（ｂ）は伸展した状態を示している。 図１に示すフレキシブルダクトの伸縮状態を示す一部切欠側面図であり、（ａ）は自然状態を示し、（ｂ）は伸展した状態を示している。 図１に示すフレキシブルダクトの施工過程を示す一部省略側面図であり、フレキシブルダクトに引張力が付加される前の状態を示している。 図１に示すフレキシブルダクトの施工過程を示す一部省略側面図であり、フレキシブルダクトに引張力が付加されて伸展した状態を示している。 図７に示すフレキシブルダクトを示す一部省略垂直断面図である。 従来のフレキシブルダクトの施工状態を示す一部省略側面図である。

以下、図１～図８に基づいて本発明の実施形態であるフレキシブルダクト１について説明する。初めに、図１～図５に基づいてフレキシブルダクト１の構造について説明する。

図１～図３に示すように、フレキシブルダクト１は、螺旋形状をなす線状の補強材１０と、線状の補強材１０の内周に付設された内張り１１と、補強材１０の外周に付設された断熱材１２と、断熱材１２の外周に付設された外皮１３と、を備えている。補強材１０は、フレキシブルダクト１にその長手方向Ｌの引張力が付加されていない状態ではフレキシブルダクト１が長手方向Ｌに沿って収縮するように付勢する引きばねである。内張り１１は、通気性を有する不織布で形成され、断熱材１２はグラスウールで形成されている。

フレキシブルダクト１を構成する単体の補強材１０は、図４に示すように、金属ばね材を用いて螺旋状に形成された引きばねであり、引張コイルばねとも呼ばれる。図４（ａ）に示すように、単体の補強材１０は、その長手方向Ｌの引張力Ｐが付加されず、直線状態且つ水平状態に静置されているときは、その長手方向（伸展方向）Ｌの長さＳ１は最も縮んだ状態を保っている。一方、図４（ｂ）に示すように、補強材１０に、その長手方向（伸展方向）Ｌの引張力Ｐが付加されると、弾性限度の範囲内で引張力Ｐの大きさに対応した長さＳ２まで伸展し、弾性的復元力（弾性的収縮力）が生じた状態に保たれる。

従って、補強材１０を内蔵したフレキシブルダクト１は、図５（ａ）に示すように、長手方向Ｌの引張力Ｐが付加されず、直線状態且つ水平状態に静置されたときは補強材１０によって長手方向Ｌに沿って収縮するように付勢され、フレキシブルダクト１の長手方向（伸展方向）Ｌの長さＦ１は縮んだ状態（自然長の状態）を保っている。一方、図５（ｂ）に示すように、フレキシブルダクト１に、その長手方向（伸展方向）Ｌの引張力Ｐが付加されると、補強材１０の弾性限度の範囲内で引張力Ｐの大きさに対応した長さＦ２まで伸展し、補強材１０による弾性的復元力（弾性的収縮力）が生じた状態に保たれる。

このように、フレキシブルダクト１においては、その長手方向Ｌの引張力Ｐが加わらない状態では補強材１０が縮んだ状態（図５（ａ）に示す自然長の状態）に保持されていることにより、従来のフレキシブルダクトにおいて梱包状態の圧縮力が解除されたときに発生していた伸展現象（圧縮力が加わっていないときの自然長の状態に戻ろうと伸展する現象）が発生することがないので、ダクト施工時においては、図５（ｂ）に示すように、必要分だけ伸展させて使用することができる。

なお、実際のフレキシブルダクト１においては、図５（ａ）に示すように、補強材１０に内張り１１、断熱材１２、外皮１３が付加されているため、図５（ａ）に示す状態おける補強材１０は、図４（ａ）に示す単体の補強材１０のように外力なしの縮んだ状態までは縮まず、断熱材１２の厚みなどにより、図４（ａ）の状態から若干伸展した状態となっている。これにより、補強材１０は、内張り１１，断熱材１２及び外皮１３が長手方向Ｌに沿って収縮するように付勢している。

次に、図６～図８に基づいてフレキシブルダクト１の施工方法について説明する。なお、図６～図８に示す施工方法は一例を示すものであり、これに限定するものではない。

フレキシブルダクト１を施工する場合、図６に示すように、建物躯体２に所定間隔ごとに設けられた吊りボルト３ａ及びバンド３ｂなどの吊り部材３を用いて、建物躯体２と天井５との間の空間にフレキシブルダクト１が吊り込まれる。本実施形態の場合、フレキシブルダクト１の基端部１ｂがチャンバー４に接続され、フレキシブルダクト１の長手方向Ｌの中央付近が吊り部材３によって建物躯体２に吊り下げ保持されている。

図６に示す状態においては、フレキシブルダクト１に長手方向Ｌの引張力Ｐが付加されていないので、補強材１０（図５参照）によって長手方向Ｌに沿って収縮するように付勢され、長手方向（伸展方向）Ｌの長さは縮んだ状態を保っている。

この後、図６の状態にあるフレキシブルダクト１の長さを施工現場の状況に応じて伸ばすために、フレキシブルダクト１の先端部１ａ側に、その長手方向（伸展方向）Ｌの引張力Ｐを付加すると、図７，図８に示すように、フレキシブルダクト１は、引張力Ｐの大きさに対応した長さまで伸展する。

フレキシブルダクト１が所定長さまで伸展したら、フレキシブルダクト１の先端部側（基端部１ｂの反対側）に吊り部材３を装着して建物躯体２に吊り下げ、その長手方向（伸展方向）Ｌの引張力Ｐを付加した状態に保つと、フレキシブルダクト１は補強材１０による弾性的復元力（弾性的収縮力）が生じた状態に保たれる。

この後、さらにフレキシブルダクト１を伸展させて空調機や吹出口などの機器（図示せず）と接続する必要がある場合は、前述と同様、フレキシブルダクト１の先端部１ａ（図６参照）寄りの部分に、その長手方向（伸展方向）Ｌの引張力Ｐを増加させることにより、補強材１０の弾性限度の範囲内で必要な長さまで伸展させ、空調機や吹出口などの機器とフレキシブルダクト１を接続することができる。

前述したように、フレキシブルダクト１においては、その長手方向に引張力Ｐが加わらない自然長の状態では補強材１０が縮んだ状態（図５（ａ）に示す状態）に保持されているため、従来のフレキシブルダクトにおいて梱包時の圧縮力が解除されたときに発生していた伸展現象（自然長（圧縮力が加わらないときの長さ）に戻ろうと伸展する現象）が発生せず、ダクト施工時においては、図７，図８に示すように、必要分だけ伸展させて使用することができる。

また、フレキシブルダクト１の施工時に余分となる部分は補強材１０の弾性的復元力により縮んだ状態を保持するため、ダクト敷設時の弛みが減少し、圧力損失の増大を防止することができる。さらに、フレキシブルダクト１は、それ自体が形状保持機能（収縮機能）を有しているため、施工性が良好である。従って、施工現場において空調機や吹出口の位置変更が生じたときは、フレキシブルダクト１の余長分を伸ばしたり、縮めたりすることによって対応可能である。

このように、フレキシブルダクト１は、施工に必要なダクト長さに調整して使用することができるので、長さの種類を減らし、ダクト長さを規格化することができ、フレキシブルダクト１の製造工程並びに納品面での管理が容易となる。例えば、現状のフレキシブルダクトのダクト長さは０．５ｍ刻みで１０ｍ程度まで製造しているが、フレキシブルダクト１の長さを、その全長の約１．５倍～２倍程度までの範囲内で伸縮、保持できるようにすれば、フレキシブルダクト１の長さの種類を１ｍ刻み、２ｍ刻みで製造することにより施工条件に対応可能となるので、長さの種類を減らし、フレキシブルダクト１の長さを規格化することができる。従って、規格化されたフレキシブルダクト１から、建物の設計図面に基づいて適切な長さのフレキシブルダクト１を選定することが可能となる。

本実施形態において、フレキシブルダクト１を構成する補強材１０は金属ばね材であるため、従来のフレキシブルダクトと同様に製造することができ、且つ高強度を保つことができる。一方、補強材１０が合成樹脂ばね材である場合、内張り１１（図３参照）との接合手段を溶着若しくは接着とすることができるので、製造が容易であり、金属ばね材に比べ、軽量化が可能である。

図３に示すように、フレキシブルダクト１においては、補強材１０の外周に断熱材１２及び外皮１３を付設しているので、前述した作用効果を維持しながら、フレキシブルダクト１に断熱性を持たせることができる。

また、図３に示すように、フレキシブルダクト１において、内張り１１を、通気性を有する不織布で形成し、断熱材１２をグラスウールで形成すれば、不織布を通じて断熱材１２（グラスウール）の領域に音が透過し、断熱材１２（グラスウール）の領域において消音されるので、フレキシブルダクト１の静粛性を高めることができる。

なお、図１～図８に基づいて説明したフレキシブルダクト１は、本発明に係るフレキシブルダクトの一例を示すものであり、本発明に係るフレキシブルダクトは、前述したフレキシブルダクト１に限定されない。

本発明に係るフレキシブルダクトは、各種建物内に設置される空調設備の一部として建設業、建築業などの産業分野において広く利用することができる。

１ フレキシブルダクト
１ａ 先端部
１ｂ 基端部
２ 建物躯体
３ 吊り部材
３ａ 吊りボルト
３ｂ バンド
４ チャンバー
５ 天井
１０ 補強材
１１ 内張り
１２ 断熱材
１３ 外皮
Ｆ１，Ｆ２，Ｓ１，Ｓ２ 長さ
Ｌ 長手方向
Ｐ 引張力

Claims (4)

1. 螺旋形状の補強材の内周に内張りが付設された構造を有するフレキシブルダクトであって、前記補強材は、前記フレキシブルダクトにその長手方向の引張力が付加されていない状態では前記フレキシブルダクトを前記長手方向に沿って収縮するように付勢する引きばねであることを特徴とするフレキシブルダクト。
2. 前記補強材は、金属ばね材若しくは合成樹脂ばね材である請求項１記載のフレキシブルダクト。
3. 前記補強材の外周に断熱材及び外皮を付設した請求項１または２記載のフレキシブルダクト。
4. 前記内張りが、通気性を有する不織布で形成された請求項１～３の何れかの項に記載のフレキシブルダクト。

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