JP4989426B2 - 空調用ダクト - Google Patents

Description

本発明は、建築物、土木構造物などの構築物に配設される空調用ダクトに関する。

構築物の規模の拡大により、空調・排煙用ダクト内を流れる風量も増大し、ダクトの断面積の大型化とともにダクトを流れる気体流速の増大が必要になる。内部を流通する気体の圧力の増大とダクト筒体を構成するダクト構成板の平坦な部分の面積の拡大により、ダクト構成板に振動やビビリ音等の異音が発生するようになる。こうした振動や異音の発生を防止するため、筒型ダクトのダクト構成板の板厚を厚くすることが行われている。しかし、ダクト構成板を厚くすることによりダクトの重量は増大し、天井に近い高所等の工事現場で行われるダクトの設置作業が困難になり、作業効率を低下させ、設置作業の安全性も低下させている。

これまでも、ダクト構成板のべこつきを抑えるため、ダクト構成板に３００ｍｍ間隔でリブが成型されていたが、この間隔によるリブ成型によっては、ダクトの構成板を薄くすることはできなかった。

そこで、ダクト構成板の厚板化を回避するために特開昭６０−２２３９４４公報には、構成板に外部に対して半円球面状の直径６４ｍｍの凸の膨らみ及び同寸法の凹の窪みを、交互に６４ｍｍの間隔を空け形成させ、板厚を薄肉化する手法が提案されている。

また、特開２００１−２４１７４４公報には、ダクト構成板に斜行リブを交差させ菱形交差リブを形成するダクトの薄板化の技術が提案されている。

特開昭６０−２２３９４４ 特開２００１−２４１７４４

ところが、前記特許文献1のように、ダクト構成板全体に半円球面状の凸の膨らみ及び凹の窪みを交互に形成させる技術による場合には、高い剛性を得るために大きな直径の膨らみと窪みを必要とするため、一枚の金属板に折目を作り筒体に組立てることが困難であった。また、平坦面を折り曲げ角部に位置させるためには、ダクトの構成板の板幅に応じたプレス金型を備えなければならないという課題があった。

前記特許文献２による場合には、斜行リブの交点がダクトを筒型に組立てる角部に位置する場合には、交点のリブの膨らみを潰すことが容易でないという課題があった。また、リブのピッチを小さくしダクト構成板の剛性を向上させることも試みられたが、リブのピッチを小さくするだけでは、ダクト構成板がリブの凸側を背に湾曲し構成板に反りが発生し、ダクトを筒体に組立てることが困難になるという課題も発生した。

本発明は、かかる課題を解決し、筒体の組立構成が容易であり、内部気体の漏れ量が少なく、従来技術よりも呼び板厚で一サイズ又は二サイズ薄い板厚の薄板ダクトを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項1に記載の本発明に係る空調用筒型ダクトは、気体の流路を囲む金属製の薄板により形成される空調用筒型ダクトにおいて、筒型を構成する構成板に、前記流路に沿う平坦部を介して凸リブと凹リブとが並んで圧延成型されると共に、前記凸リブと前記凹リブが略同数成型されていることを特徴としている。

請求項１記載の本発明に係るダクトの構成板には、前記流路に沿う平坦部を介してリブが外側と内側に向けて略同数設けられているので、リブ成型後の構成板面が略平坦な状態となる。さらに詳細に説明すると、図５及び図６に示されているように、筒型を構成する構成板に、平坦部を介して凸リブと凹リブとが並んで圧延成型されると共に、前記凸リブと前記凹リブとが略同数成型されている。これにより、ダクト構成板に片側に膨らむような反りが発生しないため、ダクトを筒型に組立てることが容易になる。また、300mm間隔でリブが成型されている従来型ダクトと同様に組立てることができるため、角部において隙間が発生しにくく、気体の漏れ量を少なくすることができる。さらに、図５及び図６に示されているように、構成板が前記各々のリブに挟まれ、平坦部の幅が狭くなり剛性が向上する。これにより、従来技術に比較し、ダクトを構成するダクト構成板を呼び板厚で一サイズ又は二サイズ薄くすることができる。

請求項２に記載の発明に係る空調用筒型ダクトは、気体の流路を囲む金属製の薄板により形成される空調用筒型ダクトにおいて、筒型を構成する構成板に、前記流路に沿う平坦部を介して凸リブと凹リブとが並んで圧延成型されると共に、前記凸リブと前記凹リブが交互に成型されていることを特徴としている。

本発明によれば、凸リブと凹リブとが交互に形成されているので、筒体を構成する金属板に片側に膨らむ反りが発生しない。さらに詳細に説明すると、図5に示されているように、筒型を構成する構成板に、気体の流路に沿う平坦部を介して凸リブと凹リブとが圧延成型されると共に、前記凸リブと前記凹リブが交互に圧延成型されている。そして、構成板全体の剛性上の中立軸が構成板断面内に在ると共に、図５に示されているように、構成板の平坦部が前記リブに挟まれ、平坦部の幅が狭くなり剛性が向上する。これにより、従来技術に比較し、ダクトを構成するダクト構成板を呼び板厚で一サイズ又は二サイズ薄くすることができる。

請求項３に記載の発明に係る空調用筒型ダクトは、請求項1又は請求項２に記載の発明において、ダクトを構成する構成板に成型された隣接する前記各々のリブの間隔が75mm以上100mm以下であることを特徴としている。

前記各々のリブ間隔を75mm間隔とする場合には、従来型のリブ成型機による300mm間隔でリブが成型されたダクト構成板のリブの間に3本の本発明による前記リブをいれればよく、リブ間隔を100mm間隔とする場合には、前記ダクト構成板のリブの間に2本の本発明による前記リブをいれればよい。これにより、従来型のリブ成形機により成型させたリブの間に、凸リブと凹リブを前記従来型のリブ成型機により成型させることができ、大きな設備投資を必要とせず、ダクトの薄板化に貢献する効果が大きい。

請求項４に記載の発明に係る空調用筒型ダクトは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記構成板に成型された前記各々のリブの方向が気体の流路方向に平行に成型されていることを特徴としている。気体の流路方向にリブが形成されているので、リブが成型されていないダクトの平坦面に筒型に組立てる角部を位置させ、平坦な端面を屈曲させ組立はぜを形成することができるため、隙間が生じ難く、角部における気体の漏れを抑制できるという効果が得られる。

請求項５に記載の発明に係る空調用筒型ダクトは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記構成板に成型された前記各々のリブの方向が気体の流路方向に交差する方向に成型されていることを特徴としている。

筒型ダクトの幅はダクトの長さよりも短いことが多く、隣合うリブとダクト角部に囲まれた範囲のダクト構成板の平坦部の面積の大きさは、リブの方向が気体の流路方向に交差する方向に成型されている場合の方が、リブの方向が気体の流路方向に平行に成型されている場合よりも小さくなり、リブに囲まれた部分の剛性は高くなる。また、筒型に組立てる角部にはリブが位置することになるが、リブがダクトの気体流路方向と交差する方向に形成されているだけであるため、前記300mm間隔でリブが形成されるダクトと同じ従来技術により、角部のリブを潰し、ダクト構成板の端面を屈曲させ組立はぜを形成することができる。

請求項６に記載の発明に係る空調用筒型ダクトは、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明において、前記各々のリブが成型された前記構成板が気体流路を四面から囲むように角型に構成されていることを特徴としている。

請求項７に記載の発明に係る空調用筒型ダクトは、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記各々のリブが成型された前記構成板が気体流路を円筒状に囲むように構成されていることを特徴としている。薄い金属製の帯板を斜めに傾斜させ円筒状に巻き筒型のスパイラルダクトを構成する場合、金属板を筒型に組立てるはぜ部分は、一帯板ごとに延べ長さ約20mmの重ね代が必要である。このため100mmの帯板を用いる場合で約２割、150mmの板幅を用いる場合で約1割の長さの重ね代が必要になるが、本発明により凸リブ及び凹リブを形成して剛性を高めた鉄板をダクト構成板とする場合には、薄板を用いて円筒経路を囲んで薄板の重ね部ははぜ部だけであるため、少ない重ね代で足り、重量の軽減に寄与する。

請求項８に記載の発明に係る空調用筒型ダクトは、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記リブが成型された平板状の前記構成板と、前記リブが成型された半円筒状の前記構成板とが、それぞれ対向する位置に形成されていることを特徴としている。

本発明による空調用ダクトは、凸リブおよび凹リブに挟まれた気体の流路に沿う各々の平坦部において剛性が向上するので、ダクトを構成するダクト構成板を従来技術に比較し、呼び板厚で一サイズ又は二サイズ薄くすることができる。また、リブ成型後の構成板面が略平坦な状態となり、ダクト構成板に片側に膨らむような反りが発生しないため、ダクトを筒型に組立てることが容易である。さらに、従来型ダクトと同様に組立てることができるため、空気流通方向と交差する方向において、リブの数を従来より多く形成している場合であっても、角部において隙間が発生しにくいという効果が得られる。

下記に示す各実施例は、リブの方向が気体の流路方向に平行に成型されている図を用いて説明するが、図７に示すようにリブの方向が気体の流路方向に交差する方向に成型されている場合であっても、各部の構成は下記実施例と同様に適用できる。

[第１実施形態]
以下に、第一実施形態として、前記リブの方向が気体の流路方向に平行に成型された角型筒ダクトを、図１から図１１を参照しつつ説明する。ダクトは垂直方向にも水平方向にも配置されるものであるが、発明の説明の便宜上、水平に配置した状態において説明する。図１は、第１実施形態におけるダクトの斜視図であり、図２は、図１の上側面の構成面に設けられた角部の組立て部の斜視図である。図３は、側面ダクト構成板上端部に設けられた組立角部と上面ダクト構成板側端部に設けられた組立角部を結合させた状態の断面図である。図４は、筒型端面における隣接するダクトとの接合部隅部分の構成を示す斜視図である。

筒型角ダクト(１)は、０．５ｍｍ乃至１．０ｍｍの厚さの対向する２組の鉄板（２，３）から構成され、組み立てる片方の板の端面を垂直に折り曲げシングルはぜ（６）とし、他方の板の端面に略U字形状（７）に屈曲させたダブルはぜ内の隙間に、該シングルはぜを差し込み、はぜ部分を締め込み潰して組み立てることにより筒型に形成する（図３参照）。ここで、シングルはぜとは、ダクト構成板の側端面を折り曲げ、該折り曲げ部に折り曲げ側に突出した係止爪（６）が適宜の間隔で複数形成されたダクト組立構成部をいう。また、ダブルはぜとは、ダクト構成板の側端面を折り返し、略U字形状（７）に屈曲させ、更にその先端をU字形状の内部側に折り曲げた形状（８）をなすダクト組立構成部をいう（図２参照）。

ダクト端面は、ダクト構成板の気体流路方向の端面を折り立て（４）、該折り立て板が欠損することとなるダクト角隅部には、略L字形状に形成したコーナピース板（９）を当接させ、折り立てられた端面（４）を曲げ、隙間無く締めこむことによりコーナピースを固定する、ことにより形成される（図４参照）。また、全体の気体流通経路は、隣接するダクト間において、スポンジガスケット等の弾力性のある部材を挟み込み、ダクト端面の４隅に設けられた穴（１１）を貫通したボルトをナットに螺合することにより、各ダクトを一体化することにより形成される。

角ダクトの筒体を構成する各ダクト構成板には、以下に示す各種方法により、交互に凸凹リブが形成される。第一の方法としては、従来型リブ成型機を用い表側に凸リブを成型した後、鉄板を裏返して反対方向にリブを成型することができる。従来型リブ成型機においては、リブを形成する鉄板の厚さよりやや大きな距離の隙間をあけ300mm間隔に配置された、凸条が周囲に設けられた短円柱のローラ（１４）と、該ローラの凸条に対向する位置に角型の凹溝が周囲に設けられた短柱状のローラ（１５）との間に（図８参照）、鉄板を挿入し進行させ凸リブを成型する。

該リブ成型機を使って75mm間隔の凸凹リブを成形するには、まず、ダクト構成板の上面に第一の凸リブを成型し（１２）、横方向に150mmずらし第二の凸リブ（１２’）を成型する。次に、ダクト構成板を裏返し、前記形成したリブの間に、同様に前記リブと反対側に突出するリブ（１３、１３’）を成型する（図５参照）。

第二の方法として、既存リブ成型機のリブ成型ローラの間に３組の凸条が周囲に設けられた短円柱のローラ（１７）と凹溝が周囲に設けられた短円柱のローラ（１６）を追加固着させ、ダクト構成板を挿入することにより、一度の挿入、進行により凸凹のリブを交互に成型することができる。追加固着するリブ成型ローラは、前記300mm間隔でローラ部が設けられた既存圧延ローラ部間に交互に凸凹のリブを形成すべく、前記既存凸条ローラ部（１４）の間に、凹溝が形成されたローラ部、凸条が形成されたローラ部、凹溝が形成されたローラ部が順に追加配設される（図８、図９参照）。

各ローラ部（１７、１７’）は、全体として略短円柱状の形状で、外径は既存ローラ部と同径であり、中心軸心近傍のローラ軸の直径に相当する範囲は削除され、中心軸にて二分割され、外周面に凸条又は凹溝が形成され、ローラ固定ボルト（１８）で固着一体化される。鉄板が挿入進行する際にローラが空回りしないように、適宜ローラ軸と各ローラ部分には係合部（１９）が形成される。上記の各手段により、ダクト構成板に７５ｍｍ間隔で凸凹のリブが交互に成型できる（図１０、図１１参照）。

[第２実施形態]
第２実施形態においては、前記既存圧延ローラを使い１００ｍｍ間隔で凸凹リブをダクト構成板に設ける実施例を説明する。既存の圧延ローラにより成型される凸リブ（１２）に隣接し、順に外部に向かい凸リブ（１４’）、凹リブ（１５’）を成型し、次に既存圧延ローラにより形成される凸リブ（１２）を挟み、凹リブ（１６’）、凹リブ（１７’）を既存ローラの２スパン間に成型する。これにより、600mmの間隔内に順に凸凸凹凸凹凹と３つの凸リブと凹リブが成型できる。このような凸リブと凹リブの配置を採用することにより、ローラスパンの数が多くなっても、略同数のリブを形成することができる（図６参照）。

既存リブ成型機を使用し、前記のような配置で１００ｍｍ間隔の凸リブと凹リブを成型する場合は、前記第二の方法に示したリブ成型ローラを使用して、凸条が形成されたリブ成型ローラと凹溝が形成されたリブ成型ローラを対向させて上下の各既存ローラ軸に追加固着し、該上下ローラ間に、ダクトを構成するダクト構成板を挿入し進行させることにより、略同数のリブを形成することができる。

次に第３実施形態として、円筒型筒ダクトを説明する。
円筒型筒ダクトは、第一実施例に示した第一の方法又は第二の方法により凸凹リブを形成したダクト構成板を円筒状に緩やかに曲げ、側端部に形成したダブルはぜ及びシングルはぜにより組み立てるものである。

筒型ダクト開口部のリブを含んだ端部に切り込みを入れ端部を一定の寸法で折り立て、該折り立て部を両側から内径が筒型ダクトの内径と略等しく、外径が折り立て部の外端よりやや大きい円状の帯板により両側から挟みこみ、隣接するダクトとの接合端面とする。端面に適宜形成したボルト接合孔にボルトを挿入し対向する位置においてナットと螺合することにより、ガスケットを挟み込んだ隣接するダクトとの接合部とし、一体の空気流通経路を形成する。また、別の接合方法として、筒型開口部のダクト構成板を切り放した状態のままとし、差込継手であるニップルを筒体内部に差し込み、隣接する別のダクトと鉄板ビスにて固定一体化した後、その接合部外周をダクトテープで巻き気体の漏洩防止処理をし、一体の空気流通経路を形成することもできる。ここでニップルとは、結合する筒型ダクトの直径よりやや小径の円筒形状体であって、その長さ方向中央部の外周に凸リブが形成されている薄板の継手をいう。

[その他の実施形態]
その他の実施形態として、長円形筒型ダクトを説明する。
長円形筒型ダクトは、
第３実施例に示した円筒状筒型ダクトを、押出し面が円弧状に形成された押出し機器により、内部から一方向に押出し、ダクトの断面形状を長円形断面形状としたものである。隣接するダクトとの端部接合面は、第三実施形態に示した端面に形成した折り立て部をボルトとナットにより両側から接合する方法、及び差込継手による方法のいずれによってもよい。

［実施形態の補足］
・ダクトを構成するダクト構成板の幅が広い大型ダクトの場合には、従来から行われているように、適宜、幅方向中間部分に補強部材を配設したうえで、本発明を適用することができる。
・また、ダクトを構成する金属板は、金属板であれば材質は限定されず、その厚さも限定されるものではない。
・上記実施例においては、既存ローラを使用することを前提に、ダクトのダクト構成板に形成されるリブが７５ｍｍ及び１００ｍｍ間隔の場合を説明したが、この範囲内の寸法の間隔でリブを成型する一体のリブ成型ローラを新しく設置する場合には、リブの間隔は上記２種類の寸法に限定されるものではない。
・上記においては、角型ダクト、円筒型ダクト、長円型筒型ダクトを実施例として説明したが、凸凹リブを形成したダクト構成板は、別の多角形断面ダクト、一部が円弧断面のダクト、気体流路が曲線状に形成されたエルボ等の曲線状ダクトにも適用できる。

本発明はダクトのダクト構成板の幅が４５０ｍｍを超える空調用薄板ダクト全般に適用可能である。

気体の流路方向に平行にリブが成型されている角型ダクトの斜視図。 角型ダクト側板のダブルはぜと端部折り立て部の斜視図。 側面のダブルはぜと上面のシングルはぜを結合させた状態の断面図。 角型ダクトの隅部の斜視図。 ７５ｍｍ間隔で凸及び凹のリブを交互に設けたダクト構成板断面図。 １００ｍｍ間隔で凸及び凹のリブを設けたダクト構成板断面図。 気体の流路に交差する方法にリブが成型されている角型ダクトの上面斜視図。 既存リブ成型機に用いられているリブ成型ローラ側面図。 既存リブ成型機に７５ｍｍ間隔でリブ成型ローラ部材を追加固着した側面図。 追加圧延ローラB-B’断面図。 追加圧延ローラA-A’断面図。

１…角型ダクト
２，３… ダクト構成板
４…折り立て部
６…シングルはぜ
７… ダブルはぜ
９… コーナピース部
１１…ボルト孔
１２，１２’，１４’…凸リブ
１３，１５’，１６’，１７’…凹リブ
１４…既存凸条ローラ
１５…既存凹溝ローラ
１６…追加凹溝ローラ
１７…追加凸条ローラ
１８…ローラ固定ボルト
１９…係合部

Claims (8)

1. 気体の流路を囲む金属製の薄板により形成される空調用筒型ダクトにおいて、筒型を構成する構成板に前記流路に沿う平坦部を介して凸リブ及び凹のリブが並んで圧延成型されると共に、前記凸リブと前記凹リブが略同数成型されている、
   ことを特徴とする空調用筒型ダクト。
2. 気体の流路を囲む金属製の薄板により形成される空調用筒型ダクトにおいて、筒型を構成する構成板に前記流路に沿う平坦部を介して凸リブ及び凹のリブが並んで圧延成型されると共に、前記凸リブと前記凹リブが交互に成型されている、
   ことを特徴とする空調用筒型ダクト。
3. 前記構成板に成型された隣接する前記各々のリブの間隔が75mm以上100mm以下である、
   ことを特徴とする請求項1又は請求項２に記載の空調用筒型ダクト。
4. 前記構成板に成型された前記各々のリブの方向が気体の流路方向に平行に成型されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空調用筒型ダクト。
5. 前記構成板に成型された前記各々のリブの方向が気体の流路方向に直交する方向に成型されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空調用筒型ダクト。
6. 前記空調用筒型ダクトにおいて該筒型の両端開放部に気体の流路に直交する方向に突出し形成された接合部を備え、前記構成板が気体の流路方向を四面から囲むように角形に構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空調用筒型ダクト。
7. 前記各々のリブが成型された前記構成板が気体流路を円筒状に囲むように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の空調用筒型ダクト。
8. 前記各々のリブが成型された平板状の前記構成板と、前記各々のリブが成型された半円筒状の前記構成板とが、それぞれ対向する位置に形成されている、
   ことを特徴とする請求項1乃至請求項４のいずれかに記載の空調用筒型ダクト。