JP5252991B2 - ダクトの補強構造 - Google Patents

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Description

この発明は、温度調整された空気などを流すためのダクトを補強するダクトの補強構造に関する。
ダクトは、建物の天井内などのような構造物内に複数設置されて空気の流路を形成し、温度調整された空気などを流す。このようなダクトは、鉄板の切断加工をし、また曲げ加工を行って製造した箱体である。ダクトを製造する場合、例えば図19に示すように、鉄板を加工して作られた壁板101〜104の長辺側両端をハゼ折りして接合部を形成し、壁板101〜104の短辺側両端を折り曲げて屈曲部101A〜104Aを形成する。次に、接合部により壁板101〜104をつなぎ合せ、合わせ部分のハゼ潰し加工をして、壁板101〜104を矩形の箱体にする。この後、屈曲部101A〜104Aの隅部分にL字状のコーナ金具105を取り付けてフランジを形成し、ダクト100を製造する。また、ダクト100には、板状の壁板101〜104を補強するために、屈曲部101A〜104Aに対して平行に所定間隔でL字状の補強材110(山形鋼)を、ダクト100を一周するようにそれぞれ取り付ける場合がある(例えば、特許文献1参照)。
同じようにして、各種形状をしたダクトを製造し、これらのダクトを組み合わせて、空気などを流す流路を形成する。
ところで、先に述べたダクト100には次の問題点がある。ダクト100に補強材110を取り付ける場合、その取り付けの際に図20に示すように、補強材110の各所定位置111に対してスポット溶接またはリベット止めによる接合を行う。
スポット溶接の場合、壁板101〜104に対して補強材110を位置決めし、この状態を保ちながらスポット溶接を行う。このために、ダクト100を製造する際に、作業工程や部品点数が増加すると共に、補強材110が山形鋼であるためにダクト100の重量が重くなる、という問題点がある。なお、リベット止めによる接合の場合、例えば図21(a)に示すように、壁板101に対して補強材110の位置決めを行う。次に、図21(b)に示すように、補強材110と壁板101とにリベット120を打ち込むと共に、図21(c)に示すように、リベット120の先端をかしめる。
そこで、こうした問題点を解決したダクト100の補強を図22に示す。図22のダクト100では、壁板101〜104に重ね合わせ部101B〜104Bが設けられている。重ね合わせ部101B〜104Bは、壁板101〜104の屈曲部101A〜104Aと平行に設けられ、さらに、壁板101〜104の中央に、かつ、屈曲部101A〜104Aの立ち上がり方向と同方向に形成されている。例えば屈曲部101Aに形成されている重ね合わせ部101Bの断面形状を図23に示す。重ね合わせ部101Bは、壁板101が折り重ねられて長板状に形成されている。つまり、重ね合わせ部101Bは壁板101と一体である。重ね合わせ部102B〜104Bも同様である。
重ね合わせ部101B〜104Bの各端部は、ほぼ90度の角度で離れているので、例えば壁板101の重ね合せ部101Bの端と壁板102の重ね合せ部102Bの端との間に形成される端間部分を連結するために、重ね合せ部101Bの端部と重ね合せ部102Bの端部とにL字状の連結金具111が取り付けられている。連結金具111は、例えば図24に示すように、重ね合せ部101B、102Bを覆うようにU字の断面形状をしている。連結金具111は、重ね合せ部101B、102Bに取り付けられた後、スポット溶接をされて、壁板101、102に固定される。
特開2004−3821号公報
ところで、先に説明した重ね合わせ部101B〜104Bを用いたダクト100の補強には、次の課題がある。重ね合わせ部101B〜104Bは、壁板101〜104が折り重ねられて長板状に形成されたものである。このために、例えば長板状の壁板101を保持して、重ね合わせ部101Bを形成するための専用の加工装置が必要である。しかも、加工装置のコストが高く、この装置で重ね合わせ部101B〜104Bを設けたダクト100も価格上昇を招くことになる。
この発明の目的は、前記の課題を解決し、専用の加工装置を不要にしてダクトの補強を可能にするダクトの補強構造を提供することにある。
前記の課題を解決するために、請求項1の発明は、両端部にフランジ形成のためにL字形に折り曲げられた第1の屈曲部が設けられている壁板を組み合わせて構成され、内部に空気の流路が形成されているダクトの補強構造であって、前記各壁板の少なくとも一端側に形成されていると共にこの一端に沿うように突出して形成された直線状の係止部と、前記ダクトの内壁面に裏面が接触される板状の基部と、前記係止部と係合すると共に前記基部の一端側に設けられ、かつ、この一端に沿うように直線状に設けられている係合部と、前記係合部と交差するように前記基部の表面から突出して設けられた少なくとも一つの板状の立壁部と、前記基部の一端に設けられていると共に前記基部の裏面から突出して設けられ、かつ、前記基部と共に前記壁板の第1の屈曲部を挟持するように先端が折り曲げられている板状の第2の屈曲部とから成る一対の取り付け具と、前記各取り付け具の立壁部に取り付けられると共に互いに対向する前記壁板間に対して取り付けられる棒状の補強具である。
請求項1の発明では、ダクトのフランジを形成する屈曲部に取り付け具が取り付けられ、補強具は取り付け具によりダクトの屈曲部に配置される。
請求項2の発明は、請求項1に記載のダクトの補強構造において、前記ダクトに設けられている係止部は、前記壁板の第1の屈曲部と共にフランジを形成するコーナ金具を係止するために、この第1の屈曲部に沿って設けられていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のダクトの補強構造において、前記基部の一端に一つの立壁部が設けられている場合に、前記補強具の断面形状はT字形であることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1または2に記載のダクトの補強構造において、前記基部の両端に二つの立壁部が設けられている場合に、前記壁板を補強する前記補強具は、断面形状がコ字上の本体と、該本体の両端部に設けられているフランジとを備えていることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、ダクトの開口に対して、互いに対向する壁板の間に補強具を任意位置で取り付けることができ、これにより、ダクトの変形を防いで、ダクトを補強することができる。
請求項2の発明によれば、取り付け具は、壁板の第1の屈曲部を挟持することで、壁板の屈曲部に固定されるので、第1の屈曲部が既に設けられている、既製・既設のダクトに対してダクト補強具の設置が可能である。
請求項3および請求項4の発明によれば、補強具の断面形状がT字形、または補強具の本体の断面形状がコ字形であるので、補強具の強度を高くすることができる。
次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。
(実施の形態1)
この実施の形態によるダクトの補強構造を図1に示す。ダクトの補強構造はダクト補強具を備え、図1では、この実施の形態によるダクト補強具が長さL1のダクト100に設置されている。なお、図1では、先に説明した図19と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
ここで、この実施の形態を説明する前に、この実施の形態に適するダクト100について説明する。実施の形態1に用いられるダクト100には係止部101C〜104Cが設けられている。係止部101C〜104Cは、屈曲部101A〜104Aに沿うように、かつ、屈曲部101A〜104Aの近傍に位置して、壁板101〜104の両端部に突出して形成されている。係止部101C〜104Cは、ダクト100にフランジを形成する際に用いられるものであり、L字状のコーナ金具105の位置決め等に使用される。このために、例えば係止部103C、104Cは、図2に示すように、ダクト100の外側に向けて突出するように、かつ、コーナ金具105の厚みの距離だけ屈曲部103A、104Aから離れて、壁板103、104に形成されている。そして、係止部103C、104Cは、その突出した形状によりコーナ金具105の動きを抑制する、つまり、コーナ金具105を係止する。係止部101C、102Cも同様である。
さらに、ダクト100では、例えば屈曲部103Aの端部は、図3に示すように、コーナ金具105を保持するために、L字形に折り曲げられている。つまり、屈曲部103Aは、壁板103に一体で設けられている屈曲部分103Aと、屈曲部分103Aに一体で設けられていると共に屈曲部分103Aに対してほぼ直角に折り曲げられている屈曲部分103Aとで形成されている。屈曲部分103A1は幅L11であり、屈曲部分103Aは幅L12である。屈曲部101A、102A、104Aは屈曲部103Aと同様である。
こうしたダクト100に用いられる、この実施の形態によるダクト補強具は、図19のL字状の補強材110に代わるものである。このダクト補強具は、補強金具10と取り付け金具20とで構成されている。
ダクト補強具の補強金具10は、図4に示すように細長形状をしている。補強金具10の長さL2は、ダクト100の長さL1とほぼ同じ長さである。補強金具10は、図5に示すように、細長形状の鉄板の曲げ加工をして製造されたものであり、板状の台部11の間に、板状の突起部12が形成されている。突起部12の両端部には、ネジ止め用のネジ穴12が空けられている。
補強金具10はその断面形状がT字形である。したがって、板状の台部11の板面に交差する方向P1または交差方向P1と逆の方向から圧力が加わっても、補強金具10が変形することはない。つまり、T字形の断面形状によって、補強金具10の強度が高くなっている。こうした補強金具10は、ダクト100の壁板101〜104に対して、少なくとも一つ以上設けられる。なお、補強金具10の断面形状がL字形であっても、補強金具10をダクト100の補強に用いることができる。
取り付け金具20は補強金具10を支持するためのものである。取り付け金具20は、図6に示すように、平面形状がL字形をしている金属板20を曲げ加工して作られている。金属板20のL字のコーナ20を通るように、金属板20には、長辺20および短辺20とほぼ平行に曲げ部分(図中の破線で示す部分)が設けられて、長方形状の基部21と立壁部22と屈曲部23とが形成される。屈曲部23は、三つ屈曲部分23〜23に区切られる。屈曲部分23の幅L21は、ダクト100に形成されている、例えば屈曲部103Aの屈曲部分103A1の幅L11とほぼ同じであり、屈曲部分23の幅L22は、例えば屈曲部103Aの屈曲部分103Aの幅L12とほぼ同じである。基部21には、金属板20の表面2011が窪むように、つまり、金属板20の裏面2012が盛り上がるように、細長形状の係合部21が設けられている。係合部21は、コーナ金具105の厚みの距離だけ屈曲部23側の短辺から離れて、基部21に形成されている。また、立壁部22には、ネジ穴22が空けられている。
L字形の金属板20では、図7に示すように、立壁部22と基部21がL字形を形成するように、立壁部22が金属板20の表面2011に向けて折り曲げられている。また、基部21と屈曲部23がL字形を形成するように、屈曲部23が金属板20の裏面2012に向けて折り曲げられている。さらに、屈曲部分23と屈曲部分23と屈曲部分23がコ字状となるように、屈曲部分23と屈曲部分23とが金属板20の裏面2012に向けて折り曲げられている。そして、基部21と立壁部22との境目には、補強用のリブ2021が二箇所形成されている。リブ2021は、基部21と立壁部22とが形成するコーナに対して突出するように形成されている。これにより、基部21に対して、立壁部22が境目の部分で曲がらない構造が形成されている。
こうした折り曲げ形状により、屈曲部23は、ダクト100の屈曲部101A〜104Aを挟んで保持する部材、つまり、屈曲部101A〜104Aを挟持する挟持部を基部21と共に形成する。また、基部21の係合部21がダクト100の壁板101〜104に形成されている係止部101C〜104Cに入り込んで重なり合い、つまり、基部21の係合部21が壁板101〜104の係止部101C〜104Cに係合し、取り付け金具20は、屈曲部101A〜104Aを挟持した状態で、壁板101〜104に固定される。このとき、例えば屈曲部103Aの屈曲部分103Aの板面と、取り付け金具20の立壁部22の板面とが交差するように金属板20が折り曲げられて、立壁部22が基部21に設けられている。
この実施の形態によるダクト補強具は以上の構造である。次に、このダクト補強具を用いたダクト補強方法について説明する。ダクト補強具は次のようにしてダクト100に設置される。ダクト補強具の取り付け金具20は、補強金具10を壁板101〜104に取り付けるためのものであり、二つ一組で用いられる。以下では、壁板103にダクト補強具を設置する場合を例として説明する。一組の取り付け金具20は一つの補強金具10を支持する。このために、図8に示すように、壁板103の一端に形成されている屈曲部103Aの屈曲部分103Aを挟むように、取り付け金具20の屈曲部23を配置する。
この後、取り付け金具20を壁板103に向けて、つまり方向P2に向かって押すと、図9に示すように、取り付け金具20の屈曲部23は、ダクト100の壁板103に形成されている屈曲部103Aを挟持する。かつ、基部21に形成されている係合部21が壁板103に形成されている係止部103Cに係合し、取り付け金具20は、屈曲部101A〜104Aを挟持した状態で、壁板101〜104に固定される。
同様にして、取り付け金具20は壁板103の他端に形成されている屈曲部103Aに取り付けられる。この後、図10に示すように、壁板103の両側に取り付けられた取り付け金具20の立壁部22を、補強金具10の突起部12で挟み込んで、補強金具10を取り付け金具20に配置する。このとき、取り付け金具20の立壁部22に形成されているネジ穴22と向かい合うように、補強金具10のネジ穴12が突起部12に形成されている。これらのネジ穴12とネジ穴22とをネジ止めして、補強金具10を取り付け金具20に固定する。さらに、補強金具10を壁板103に固定する。このために、例えば補強金具10の台部11に対して一定間隔の箇所SPでスポット溶接またはリベット止めを行う。
同じように、壁板101、102、104に対しても、この実施の形態によるダクト補強具が設置される。
こうして、この実施の形態によるダクト補強具が設置されたダクト100によれば、ダクト100の断面二次モーメントが大きくなり、ダクト100の強度、剛性を高めることができる。つまり、ダクト補強具の設置でダクト100が補強され、壁板101〜104の変形などを防止することができる。また、この実施の形態によるダクト補強具は補強金具10と取り付け金具20とから成り、これらは金属板の折り曲げ加工で作ることができるので、専用の加工装置を不要にしてダクト100の補強を可能にする。また、この実施の形態によれば、ダクト100の屈曲部101A〜104Aに対して取り付け金具20を押すだけのワンタッチで、取り付け金具20の取り付けが可能であり、かつ、取り付け金具20に補強金具10を押し込んで固定するだけでよいので、ダクト補強具の設置が極めて簡単であり、また、既製・既設のダクトにもダクト補強具を設置することができる。
(実施の形態2)
この実施の形態では、実施の形態1の補強金具10と取り付け位置が異なっている。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態1と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。この実施の形態では、図11に示すように、例えば互いに対向する壁板101と壁板103とに対して、取り付け金具20がそれぞれ取り付けられている。取り付け金具20の取り付けは実施の形態1と同様である。
この後、壁板101に取り付けられている取り付け金具20と、壁板103に取り付けられている取り付け金具20との間に補強金具10を配置して、補強金具10を各取り付け金具20にネジ止めで固定する。
こうして、この実施の形態によるダクト補強具が設置されたダクト100によれば、ダクト100の開口に対して、互いに対向する壁板の間に補強金具10が取り付けられるので、ダクト100の変形を防いで、ダクト100を補強することができる。
(実施の形態3)
この実施の形態では、実施の形態1の補強金具10の代わりに、図12に示す補強金具30を用いる。実施の形態1と同様に、補強金具30の長さL2は、ダクト100の長さL1とほぼ同じである。補強金具30は、断面形状がコ字状であり、後述する取り付け金具40に覆い被さる形状をした本体31を備えている。さらに、本体31の長手方向の両端には、本体31の側面と交差する方向に、かつ、本体31と一体で、フランジ32、33が設けられている。
また、この実施の形態では、実施の形態1の取り付け金具20の代わりに、図13に示す取り付け金具40を用いる。取り付け金具40は、補強金具30を支持するためのものである。取り付け金具40は、図14に示すように、平面形状がT字形をしている金属板2010を曲げ加工して作られている。金属板2010は、図6の金属板20に対して、立壁部2020を一体で設けたものである。立壁部2020は図6の立壁部22と同等の形状であり、立壁部2020にはネジ穴2021が空けられている。立壁部2020は、基部21を介在して、立壁部22と反対側の基部21の端部に設けられている。そして、基部21、立壁部22および屈曲部23から成る金属板20の折り曲げに対して、さらに、立壁部2020が立壁部22と対向するように折り曲げられて、取り付け金具40が形成されている。このときに、立壁部2020のネジ穴2021は、立壁部22のネジ穴22と対向するように、立壁部2020に設けられている。
こうした補強金具30と取り付け金具40とを、実施の形態1の補強金具10と取り付け金具20とに代わって用いると、図15に示すように、実施の形態1と同様に、ダクト100の断面二次モーメントが大きくなり、ダクト100の強度、剛性を高めることができる。つまり、ダクト補強具の設置でダクト100が補強され、壁板101〜104の変形などを防止することができる。ダクト100を補強することができる。なお、補強金具30と取り付け金具40とを用いた場合には、実施の形態1と同様に、補強金具30を壁板101〜104に固定する。このために、例えば補強金具30のフランジ32、33に対して一定間隔の箇所SPで、スポット溶接またはリベット止めを行う。
また、取り付け金具40を用いてダクト100の開口を補強する場合、図16に示すように、補強金具30の代わりに板状の補強金具50を用いる。補強金具50は、ネジ止めなどによって、取り付け金具40に固定される。このように、取り付け金具40と補強金具50とを用いると、実施の形態2と同様に、ダクト100の断面二次モーメントが大きくなり、ダクト100の強度、剛性を高めることができる。つまり、ダクト補強具の設置でダクト100が補強され、壁板101〜104の変形などを防止することができる。ダクト100を補強することができる。
以上、この発明の各実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は各実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、各実施の形態では、補強金具10と取り付け金具20との固定をネジ止めによって行ったが、ネジ止めの代わりに、スポット溶接などを利用することができる。
また、各実施の形態では、ダクトの軸線が直線状に延びる直進ダクトであったが、その他のダクトであってもよい。例えば、図17に示すようなL字型のダクトであってもよい。図示のダクトは、3つのダクト本体121〜123を接続方向(軸線の方向)を変えながら接続することで構成されている。そして、実施の形態1や実施の形態2と同様に、ダクト補強具が各ダクト本体121〜123に設置されている。この場合には、ダクト本体121〜123の形状に応じて、図18に示すように、基部21の立壁部22側に位置する辺の長さL23が、対向する辺の長さL24に比べて長い取り付け金具20や、逆に、立壁部22側の辺の長さL23が、対向する辺の長さL24に比べて短い取り付け金具20を用いる。このようにして、直進ダクト以外のダクトに対しても、本発明を適用することができる。
実施の形態1によるダクト補強具を示す斜視図である。 ダクトの係止部を示す部分拡大斜視図である。 屈曲部を示す部分拡大斜視図である。 補強金具を示す斜視図である。 補強金具の端部を拡大した部分拡大斜視図である。 取り付け金具を作るための金属板を示す正面図である。 取り付け金具を示す斜視図である。 取り付け金具の取り付けの様子を説明する図である。 取り付け金具の取り付けの様子を説明する図である。 補強金具の取り付けの様子を説明する図である。 実施の形態2によるダクト補強具を説明する図である。 実施の形態3によるダクト補強具の補強金具を示す斜視図である。 実施の形態3によるダクト補強具の取り付け金具を示す斜視図である。 実施の形態3による取り付け金具を作るための金属板を示す正面図である。 実施の形態3によるダクト補強具の取り付けの様子を示す斜視図である。 実施の形態3によるダクト補強具の取り付けの様子を示す斜視図である。 ダクトの他例を示す図である。 図17のダクトに用いられる取り付け金具を示す斜視図である。 従来のダクトを示す斜視図である。 従来のダクトに対する補強材の取り付けを示す斜視図である。 リベットによる接合を説明する説明図であり、図21(a)はリベット打ち込み前を示す図であり、図21(b)はリベット打ち込みを示す図であり、図21(c)はリベットのかしめを示す図である。 従来のダクトの他例を示す斜視図である。 重ね合わせ部の断面形状を示す図である。 連結金具の断面形状を示す図である。
符号の説明
10 補強金具(補強具)
20 取り付け金具(取り付け具)
21 基部
22 立壁部
23 屈曲部(第2の屈曲部)
30 補強金具(補強具)
31 本体
32、33 フランジ
40、50 取り付け金具(取り付け具)
100 ダクト
101〜104 壁板
101A〜104A 屈曲部(第1の屈曲部)

Claims (4)

  1. 両端部にフランジ形成のためにL字形に折り曲げられた第1の屈曲部が設けられている壁板を組み合わせて構成され、内部に空気の流路が形成されているダクトの補強構造であって、
    前記各壁板の少なくとも一端側に形成されていると共にこの一端に沿うように突出して形成された直線状の係止部と、
    前記ダクトの内壁面に裏面が接触される板状の基部と、前記係止部と係合すると共に前記基部の一端側に設けられ、かつ、この一端に沿うように直線状に設けられている係合部と、前記係合部と交差するように前記基部の表面から突出して設けられた少なくとも一つの板状の立壁部と、前記基部の一端に設けられていると共に前記基部の裏面から突出して設けられ、かつ、前記基部と共に前記壁板の第1の屈曲部を挟持するように先端が折り曲げられている板状の第2の屈曲部とから成る一対の取り付け具と、
    前記各取り付け具の立壁部に取り付けられると共に互いに対向する前記壁板間に対して取り付けられる棒状の補強具と、
    を備え、
    前記取り付け具の第2の屈曲部が前記壁板の第1の屈曲部を挟持すると共に前記取り付け具の係合部が前記壁板の係止部と係合することにより、前記取り付け具が前記壁板の一端に固定されることを特徴とするダクトの補強構造
  2. 前記ダクトに設けられている係止部は、前記壁板の第1の屈曲部と共にフランジを形成するコーナ金具を係止するために、この第1の屈曲部に沿って設けられていることを特徴とする請求項1に記載のダクトの補強構造
  3. 前記基部の一端に一つの立壁部が設けられている場合に、前記補強具の断面形状はT字形であることを特徴とする請求項1または2に記載のダクトの補強構造
  4. 前記基部の両端に二つの立壁部が設けられている場合に、前記壁板を補強する前記補強具は、断面形状がコ字上の本体と、該本体の両端部に設けられているフランジとを備えていることを特徴とする請求項1または2に記載のダクトの補強構造
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