JP5334071B2 - 伸縮継手 - Google Patents

Description

本発明は、伸縮継手に係り、特に複数の方向へ大きな尺度で移動する可能性のある構造物間を連結する場合に好適な、伸縮継手に関する。

建造物を建造する際に免震構造の要求が高まっている近年、免震のために建造物に生ずるズレを吸収するための継手構造が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている継手構造は、構造物の上下に走る排気ダクト等のためのものであり、図９に示すように、構造物の上部に固定された配管（上部配管１）と、下部に固定された配管（下部配管２）、および上部配管と下部配管との間に配置される中間配管３とを基本として構成されている。上部配管１と中間配管３、中間配管３と下部配管２との間には、それぞれ蛇腹管４が設けられており、中間配管３が自由に傾くことを可能な構成としている。そして、蛇腹管４配置部には、半円形の可動部を持つ自在カバー５が設けられている。自在カバー５は、上下開口部にフランジ部５ａ，５ｂが設けられており、半円部の底面側を固定された配管（上部配管１又は下部配管２）に接続し、半円部の上面側を中間配管３に接続する構成としている。このような構成とすることで、中間配管３の可動性を維持したまま、蛇腹管４に掛かる重量的な負荷を軽減させることができる。

特許文献１に開示されている継手は、構造物の高さ方向のズレに対応した配管を得るための構造であるが、水平方向への伸縮を可能としたダクト構造としては、特許文献２に開示されているようなものが知られている。

特許文献２に開示されているダクトは、航空機などの大型構造物を塗装する際に用いられるシート状の囲いの内部を排気するためのダクトである。特許文献２に開示されているダクトは図１０に示すように、キャスターを備えた台車６に設けられた連結部６ａの前後にそれぞれ、蛇腹状の伸縮ダクト７ａ，７ｂを接続する構成を基本としている。各伸縮ダクト７ａ，７ｂには、ダクトの伸縮を制限するためのストッパーを備えたパンタグラフ８が設けられている。パンタグラフ８には、キャスターが備えられており、一対のパンタグラフ８により伸縮ダクト７ａ，７ｂを幅方向に挟み込むように構成されている。

このような構成の排気ダクトは、不使用状態では、各伸縮ダクト７ａ，７ｂを収縮させて台車６上に収めて移動させることを可能としている。一方、使用状態では、台車６を所定の位置に移動させた上で各伸縮ダクト７ａ，７ｂを伸張させて使用することを可能としている。

特開２００１−２１２０３号公報 実公平６−３８２７５号公報

上記特許文献に開示されている継手やダクトによれば、確かに各用途に適し、構造物に生ずるズレを吸収することができると考えられる。しかし、特許文献１に開示されている継手では、伸縮方向のズレには対応することができない。また、特許文献２に開示されているダクトでは、パンタグラフによる動作規制が生ずるため、幅方向のズレに対応することが困難であると考えられる。

これに対し本願発明では、水平方向に構造物がズレた際、伸縮方向、および幅方向（左右方向）といった全ての方向への変位を可能とする伸縮継手を提供する事を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る伸縮継手は、蛇腹状ダクトと、前記蛇腹状ダクトの対地側側面に設けられる多節リンク機構と、前記蛇腹状ダクトを支持する複数のキャスターと、を備え、前記多節リンク機構は、前記対地側側面の長手方向へ向けて少なくとも２列配置されることを特徴とする。

また、上記のような特徴を有する伸縮継手では、少なくとも２列配置される前記多節リンク機構を、前記蛇腹状ダクトの長手方向と交差する方向に部分的に連結する複数の連結フレームを備えるようにすると良い。
このような特徴を有することにより、複数列を成すように配置した多節リンク機構間の幅を常に均等に保つことができる。また、一部の多節リンク機構に過度な負荷が掛かることを防止することもできる。

また、上記のような特徴を有する伸縮継手では、２列配置される前記多節リンク機構は、前記対地側側面の長手方向中心軸を基点として線対称に設けられるようにすると良い。
このような特徴を有することにより、蛇腹状ダクトに対する多節リンク機構の配置バランスが向上する。また、対を成す多節リンク機構は、蛇腹状ダクトが屈曲した際には、一方が伸張し、他方が収縮することとなり、そのバランスが良い。

また、上記のような特徴を有する伸縮継手では、前記多節リンク機構は、２本のロッドを交差させ、両者の中心を回転自在に締結したものを一節とし、これを複数列を成すように配置した上で、隣接する節を成す各ロッドの端部同士を回転自在に締結することで構成したものとすることができる。
このような構成の多節リンク機構は、一節毎の伸張度合いが、他の節の伸張度合いに影響を及ぼすこととなる。このため、節毎の伸縮のバランスが良い。

また、上記のような特徴を有する伸縮継手では、前記多節リンク機構は、複数のロッドを列を成すように配置した上で、隣接するロッドの端部同士を回転自在に締結し、連続する締結部が、山型と谷型を連続して成すように配置して構成したものとすることができる。
このような構成の多節リンク機構は、いわゆるパンタグラフ型のリンク機構に比べて、シンプルな構造とすることができる。よって、コスト削減を図ることができる。

また、上記のような特徴を有する伸縮継手では、前記多節リンク機構には、伸張と収縮の制限を設けるストッパーを備えるようにすると良い。
このような特徴を備えることにより、多節リンク機構が直線状に延びきってしまい、蛇腹状ダクトの伸縮を妨げることとなることを防ぐことができる。

上記のような構成の伸縮継手によれば、水平方向に構造物がズレた際、伸縮方向、および幅方向（左右方向）といった全ての方向への変位を吸収し、構造物間を接続することができる。

実施形態に係る伸縮継手の正面構成を示す図である。 実施形態に係る伸縮継手の底面構成を示す図である。 実施形態に係る伸縮継手の側面構成を示す図である。 パンタグラフ型の多節リンク機構の構成を説明するための図である。 連結フレームにキャスターを配置した場合の例を説明するための図である。 簡易型の多節リンク機構を採用した伸縮継手の底面構成を示す図である。 簡易型の多節リンク機構の構成を説明するための図である。 実施形態に係る伸縮継手の用途の一例を説明するための図であり、構造物を覆う大型テントと、排気を行うダクトの説明図である。 縦型構造のダクトに採用する継手の構造を示す従来例である。 蛇腹状ダクトを採用した排気ダクトの構成を示す従来例である。

以下、本発明の伸縮継手に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態に係る伸縮継手は、免震建物や、図８に示すような大型テント１００等の排気用ダクトの一部として用いられる。

一例とする大型テント１００は、柱パーツ１０２と屋根パーツ１０４、シート１０６、およびダクト１０８を主体として構成されている。柱パーツ１０２は、被覆対象とする構造物１２０の周囲に複数、構造物１２０を囲むように配置される支柱である。屋根パーツ１０４は、前述した複数の柱パーツ１０２間を接続する梁としての役割と共に、構造物１２０の上部を覆う棟としての役割も担う。

シート１０６は、前述した柱パーツ１０２と屋根パーツ１０４の外装側を覆う被覆部材である。シート１０６により柱パーツ１０２と屋根パーツ１０４を被覆することで、シート１０６の内側に構成される構造物被覆領域と、シート１０６の外側となる外部領域とを空間的に遮断することができる。このため、シート１０６は、少なくとも防塵性を持ったものであれば良い。また、シート１０６は、耐水、耐食、耐久性に優れ、電磁波遮蔽性などを備えた素材であることが望ましい。このような耐環境特性を持ったシート１０６であれば、様々な局面での使用に役立つからである。

ダクト１０８は、上述した柱パーツ１０２や屋根パーツ１０４の内部に配備され、大型テント１００の上部側に構造物被覆領域内の空気を吸い込むための吸込口１０８ａを備える。また、排出口１０８ｂは、シート１０６の外側に突出するように設けられ、発明に係る伸縮継手１０との接続部としての役割を担う。このような構造とした上で、図示しない吸引ファンをダクト１０８の内部、あるいは伸縮継手１０の接続先に配置することで、構造物被覆領域を外部領域に対して負圧に保つことができる。これにより、構造物被覆領域内部の気体がダクト１０８を介在する事無く外部へ漏れ出すことを防止することができる。なお、シート１０６の少なくとも一部には、外部領域の気体を構造物被覆領域内部に取り込むための気体取込口（不図示）を設けておく必要がある。

本実施形態に係る伸縮継手１０は、図８に示すように、大型テント１００の外部に突出したダクト１０８の排出口１０８ｂと、外部に配設されたダクト１１２等との間に配置される。

図１から図４を参照して、本実施形態に係る伸縮継手について説明する。なお、図面において図１は、実施形態に係る伸縮継手の正面構成を示す図である。また、図２は、実施形態に係る伸縮継手の底面構成を示す図である。また、図３は、実施形態に係る伸縮継手の側面構成を示す図である。さらに図４は、伸縮継手における多節リンク機構の構成を示す図であり、（Ａ）は定常状態、（Ｂ）は収縮状態、（Ｃ）は伸張状態をそれぞれ示す。本実施形態に係る伸縮継手１０は、蛇腹状ダクト１２と、多節リンク機構２０、およびキャスター２６を基本として構成されている。

蛇腹状ダクト１２は、ダクト本体１４と、フレーム１６、およびフランジ１８を備えることを基本としている。ダクト本体１４は、筒状に構成された可撓性部材であれば良い。詳細を後述するフレーム１６とフランジ１８により断面形状が整えられ、フレーム１６やフランジ１８間に位置するダクト本体１４の撓みにより、蛇腹状ダクト１２の伸縮が可能となるからである。また、ダクト本体１４の構成部材としては、上述した大型テント１００におけるシート１０６と同様に、種々の耐環境特性を備えていることが望ましい。様々な局面での使用が可能となるからである。

フレーム１６は、ダクト本体１４内部に配置され、ダクト形状を維持するための要素である。本実施形態に係る伸縮継手１０は、ダクト本体１４を長手方向に伸縮可能な構成とする。このため、フレーム１６は、間欠的に連続して配置される枠型構造体としている。本実施形態では、矩形のフレーム１６を、ほぼ等間隔でダクト本体１４の内部に、長手方向に沿って複数配置し、固定する。これにより、ダクト本体１４の形状維持と、伸縮性の確保の双方を図ることができる。フレーム１６の構成部材は、特に限定するものでは無いが、例えばアルミニウム（Ａｌ）により構成されたパイプ部材などにより構成すれば、伸縮継手１０全体の軽量化を図ることができる。なお、加工は、ベンダーなどを用いた曲げと、端部の溶接で良い。

フランジ１８は、ダクト本体１４の長手方向両端部に設けられ、ダクト１１２や排出口１０８ｂなどとの接続を図るための要素である。フランジ１８を介した他方の要素（例えば前述のダクト１１２など）との接続は、両者に形成されたフランジを重ね合わせた上で、出っ張りとなる部分をクランプするようにしても良いが、ボルト・ナットにより両者を締結することが望ましい。このため、フランジ１８には、接続先の排出口１０８ｂなどに設けられた貫通孔、若しくはボルト穴の中心位置に中心を合わせた貫通孔１８ａが複数設けられている。

多節リンク機構２０は、蛇腹状ダクト１２における対地側側面、すなわち下面側に設けられ、蛇腹状ダクト１２の伸張、および収縮に制限を与える。このような構成を持つことで、過度な伸張、あるいは収縮により、ダクト本体１４が痛み、劣化することを抑制することができる。多節リンク機構２０は、図２に示すように、蛇腹状ダクト１２の長手方向中心線Ａを基点として、線対称に、対を成すように設けられる。このような配置構成とすることで、蛇腹状ダクト１２に幅方向（曲げ）の動きを与えることができる。

多節リンク機構２０の具体的な構成の一例としては、図４に示すようなものを挙げることができる。すなわち、等しい長さの２本のロッド２１をそれぞれの中心で交差させ、両者が回動自在となるように締結し、これを一節とする。このような節を複数、列を成すように並べ、端部同士を回動自在となるように締結することで、蛇腹状ダクト１２の伸縮に追従可能な多節リンク機構２０を構成することができる。

本実施形態では、このような多節リンク機構２０を少なくとも２列、蛇腹状ダクト１２の長手方向中心線Ａを基点として線対称となるように配置した。本実施形態では、２列に配置した多節リンク機構２０を複数の連結フレーム２４で締結している。連結フレーム２４を配備することにより、２列の多節リンク機構２０間の間隔を保つことができると共に、両者の伸縮のバランスをとることができる。連結フレーム２４は、一節を構成するロッドの交点、すなわち締結部に、一節置き程度に配置することが望ましい。節内の締結部は、節毎の締結部と異なり、多節リンク機構２０の伸縮に伴う移動が無いため、保持部としての適正度が高いためである。なお、締結部とダクト本体との間には、その隙間を埋めるスペーサ等を配置することが望ましい。ダクト本体１４に対して自重による負担をかけることを軽減すると共に、支持の安定化を図ることができるからである。

キャスター２６は、蛇腹状ダクト１２を支持し、伸縮をスムーズに行うことを可能にする役割を担う。キャスター２６は、蛇腹状ダクト１２の対地側側面側、特に連結フレーム２４上に配置することが望ましい。また、キャスター２６は、多節リンク機構２０の配置形態に沿って配置することで、蛇腹状ダクト１２を支持する際の安定化を図ることができる。

このような構成の伸縮継手１０は、上述したように、一方を例えば大型テント１００の排出口１０８ｂに接続し、他方を吸入側に接続したダクト１０８に接続するようにして使用する（図８参照）。こうすることにより、長手方向（縦方向）、および幅（横方向）に大きなズレが生じた場合であっても、無理なくこれを吸収することができる。

上記実施形態では、キャスター２６は全て、多節リンク機構２０における締結部に配置するように図面に示した。しかしながら、本実施形態に係る伸縮継手１０では図５に示すように、キャスター２６の一部を連結フレーム２４に配置するようにしても良い。連結フレーム２４にも、蛇腹状ダクト１２の伸縮、曲げ等に伴った移動や回転が付与されるからである。

また、本実施形態に係る伸縮継手１０で採用する多節リンク機構は、図６、図７に示すような簡易型のものであっても良い。具体的には、複数本のロッド２１の両端部を回転自在に締結し、これを波型（山形と谷型を交互に形成する形態）となるように配置するというものである。このような構成の多節リンク機構２０ａを採用する場合、２本のロッド２１により構成される節を一節とし、蛇腹状ダクト１２への固定部は、一節毎に設けるようにすると良い。このような構成とすることで、節を成す２本のロッド２１の間に位置する締結部は、多節リンク機構２０ａの伸縮に伴って幅方向へ自在に移動することが可能となるからである。

なお、このような構成の多節リンク機構２０ａを採用する場合、複数のロッド２１から成る多節リンク機構２０ａが、常に波型形状を維持することが可能な構成とすることが望ましい。蛇腹状ダクト１２が過多に伸張することにより、多節リンク機構２０ａを構成する複数のロッド２１が直線状に配置された場合、収縮時には、その屈曲方向が定まらず、蛇腹状ダクト１２が収縮することを妨げることとなる可能性があるからである。

このため、本実施形態では、多節リンク機構２０ａの伸張限度および収縮限度を定めるストッパー２１ａを設けるようにした。このようなストッパー２１ａを設けることにより、多節リンク機構２０ａには、常に波型構造が維持されることとなる。

このような構造であっても、上記実施形態に係る伸縮継手１０と同様な効果を奏することができる。また、このような構成の多節リンク機構２０ａを採用した場合には、隣接配置される節毎の動きが、他の節の動きの影響を受けない。このため、伸縮継手１０がＳ字状などの形態に曲げられた場合であっても、これに追従することができる。

１０………伸縮継手、１２………蛇腹状ダクト、１４………ダクト本体、１６………フレーム、１８………フランジ、１８ａ………貫通孔、２０………多節リンク機構、２１………ロッド、２２………スペーサ、２４………連結フレーム、２６………キャスター、１００………大型テント、１０２………柱パーツ、１０４………屋根パーツ、１０６………シート、１０８………ダクト、１０８ａ………吸入口、１０８ｂ………排出口、１１２………ダクト、１２０………構造物。

Claims (6)

1. 蛇腹状ダクトと、
   前記蛇腹状ダクトの対地側側面に設けられる多節リンク機構と、
   前記蛇腹状ダクトを支持する複数のキャスターと、を備え、
   前記多節リンク機構は、前記対地側側面の長手方向へ向けて少なくとも２列配置されることを特徴とする伸縮継手。
2. 少なくとも２列配置される前記多節リンク機構を、前記蛇腹状ダクトの長手方向と交差する方向に部分的に連結する複数の連結フレームを備えることを特徴とする請求項１に記載の伸縮継手。
3. ２列配置される前記多節リンク機構は、前記対地側側面の長手方向中心軸を基点として線対称に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の伸縮継手。
4. 前記多節リンク機構は、２本のロッドを交差させ、両者の中心を回転自在に締結したものを一節とし、これを複数列を成すように配置した上で、隣接する節を成す各ロッドの端部同士を回転自在に締結することで構成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の伸縮継手。
5. 前記多節リンク機構は、複数のロッドを列を成すように配置した上で、隣接するロッドの端部同士を回転自在に締結し、連続する締結部が、山型と谷型を連続して成すように配置して構成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の伸縮継手。
6. 前記多節リンク機構には、伸張と収縮の制限を設けるストッパーを備えたことを特徴とする請求項５に記載の伸縮継手。
   

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