JP5559633B2 - ダクトの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は，少なくとも二つ以上の板材をピッツバーグはぜ（三井はぜ）により接合してダクトを形成するダクトの製造方法及びその際に用いられるダクト用のロール成形機に関し，特に，ピッツバーグはぜによる接合工程を容易にするための技術に関するものである。

従来から，空調用ダクトや排煙用ダクトなどの各種のダクトは，少なくとも二つ以上の板材を接合することによって形成される。このとき，板材の接合方法として，ボタンパンチはぜやピッツバーグはぜ（三井はぜ）が採用されている（例えば特許文献１〜３参照）。
ここに，図７は，ピッツバーグはぜの接合構造を説明するための要部模式図である。図７に示すように，ピッツバーグはぜの接合構造は，Ｌ字状の接合部１０１を有するシングルはぜ１０２が形成された板材１００と，Ｕ字状の嵌合部２０１及び折り返し部２０２を有するダブルはぜ２０３が形成された板材２００とによって構成される。なお，板材１００，２００は，例えば亜鉛引き鉄板やステンレス板，ガルバ鋼板，塩ビ鋼板などである。
具体的には，まず，図７（ａ）に示すように，シングルはぜ１０２の接合部１０１の端部を，ダブルはぜ２０３の嵌合部２０１に叩き込んで嵌合させる。そして，図７（ｂ）に示すように，ダブルはぜ２０３に形成された折り返し部２０２をハンマーなどで叩いてシングルはぜ１０２の接合部１０１側に折り返す。このように，シングルはぜ１０２及びダブルはぜ２０３が接合されると，シングルはぜ１０２の接合部１０１がダブルはぜ２０３の折り返し部２０２によって覆われ，高い接合強度を得ることができる。そのため，このようなピッツバーグはぜは，例えば排煙ダクトなどの高圧ダクトで主に用いられる。

特開平１０−４７７４１号公報 特開２００８−７５３号公報 特開２００７−１０７８７８号公報

ところで，前述のピッツバーグはぜを採用するダクトの製造工程では，作業者がダブルはぜ２０３の折り返し部２０２を叩いて折り曲げる必要があるが，その折り曲げ作業は板材２００の厚みが大きいほど困難になる。例えば，板材２００の厚みが０．８ｍｍ以下であれば，折り返し部２０２を折り曲げるためにそれほど大きな力を必要としないが，要求される耐圧性能が高い排煙ダクトなど，板材２００の厚みが０．８ｍｍより厚い１．２ｍｍや１．６ｍｍなどである場合には，作業者の手作業で折り返し部２０２を折り曲げることが非常に難しくなる。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，ピッツバーグはぜの接合工程における折り返し部の折り曲げ工程を容易に行うことのできるダクトの製造方法及びその際に用いられるダクト用のロール成形機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，端部にＬ字状の接合部が形成された第１の板材と，前記第１の板材の接合部の端部が嵌合されるＵ字状の嵌合部，及び前記嵌合部の外側面から延設されており該嵌合部に前記接合部が嵌合された状態で内側に折り曲げられることにより前記接合部の離脱を防止する折り返し部が端部に形成された第２の板材とをピッツバーグはぜで接合することにより断面矩形状のダクトを構成するダクトの製造方法であって，少なくとも前記折り返し部が折り曲げられる前に，前記第２の板材の前記折り返し部の折り曲げ位置に該第２の板材の厚みが局所的に薄くなる凹部が形成されてなることを特徴とするダクトの製造方法である。
本発明によれば，前記第２の板材の折り返し部を折り曲げる位置に，他の部分よりも薄くなった前記凹部が予め形成されるため，作業者がピッツバーグはぜの接合工程における前記折り返し部の折り曲げ工程を容易に行うことができる。
また，前記第１の板材に，前記第２の板材の前記折り返し部が折り曲げられたときに該折り返し部の外面と前記第１の板材の外面とが同一面上に位置するように，前記第１の板材の外面と前記接合部の外面との間に段差を生じさせる傾斜が予め形成されてなることが望ましい。これにより，前記第１の板材及び前記第２の板材を接合させたときにその外周面を面一にすることができ，例えばフランジの取付などに好適である。
さらに，本発明は，端部にＬ字状の接合部が形成された第１の板材と，前記第１の板材の接合部の端部が嵌合されるＵ字状の嵌合部，及び前記嵌合部の外側面から延設されており該嵌合部に前記接合部が嵌合された状態で内側に折り曲げられることにより前記接合部の離脱を防止する折り返し部が端部に形成された第２の板材とをピッツバーグはぜで接合することにより構成される断面矩形状のダクトに用いられる前記第２の板材を成型するロール成形機であって，前記第２の板材の成型加工経路に沿って並設され，前記第２の板材に前記嵌合部及び前記折り返し部を形成すると共に，前記第２の板材の前記折り返し部の折り曲げ位置に該第２の板材の厚みが局所的に薄くなる凹部を形成する複数の成型ロールを備えてなることを特徴とするロール成形機として捉えてもよい。なお，前記嵌合部，前記折り返し部，前記凹部を形成するためには複数の成型ロールが必要であるが，前記凹部だけであれば最低一つの成型ロールで形成することができる。

本発明によれば，前記第２の板材の折り返し部を折り曲げる位置に，他の部分よりも薄くなった前記凹部が予め形成されるため，作業者がピッツバーグはぜの接合工程における前記折り返し部の折り曲げ工程を容易に行うことができる。

本発明の実施の形態に係るダクトの製造方法によって製造されるダクトＸの一例を示す図。 本発明の実施の形態に係るダクトの製造方法を説明するための要部模式図。 ダブルはぜ２１を有する板材２０を形成するために用いられるロール成形機Ｙの一例を示す要部模式図。 ダブルはぜ２１を有する板材２０を形成するために用いられる工作機械Ｚの他の例を示す要部模式図。 ダクトの製造方法の他の例を説明するための要部模式図。 ダクトのフランジ取付構造の一例を説明するための要部模式図。 従来のダクトの製造方法を説明するための要部模式図。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は，本発明の実施の形態に係るダクトの製造方法によって製造されたダクトＸの概略構成を示す図であって，（ａ）は正面図，（ｂ）は側面図，（ｃ）は平面図である。
図１に示すように，ダクトＸは，上下面を形成する矩形状の２枚の板材１０（第１の板材に相当）と，左右側面を形成する矩形状の２枚の板材２０（第２の板材に相当）とが，所謂ピッツバーグはぜ（三井はぜ）によって強固に接合された断面矩形状の中空ダクトである。具体的に，前記板材１０及び前記板材２０とは，それぞれの両端に形成されたシングルはぜ１１及びダブルはぜ２１によって接合されている。
前記ダクトＸは，例えば空調用や排煙用などに用いられる送風ダクトであって，前記板材１０，２０の板厚は，例えば０．８ｍｍ〜１．６ｍｍ程度である。また，前記板材１０，２０は，例えば亜鉛引き鉄板やステンレス板，ガルバ鋼板，塩ビ鋼板などである。なお，前記ダクトＸは，その空気の流通方向の両端部に設けられる不図示のフランジによって，その空気の流通方向に複数連結されることにより一連の送風経路を形成する。

続いて，図２を参照しつつ，本発明の実施の形態に係るダクトの製造方法における各工程について説明する。ここに，図２（ａ）は板材１０のシングルはぜ１１，図２（ｂ）は板材２０のダブルはぜ２１，図２（ｃ）はシングルはぜ１１及びダブルはぜ２１の嵌合状態，図２（ｄ）はシングルはぜ１１及びダブルはぜ２１の接合状態をそれぞれ示す要部模式図である。
まず，図２（ａ）に示すように，作業者は，前記板材１０の端部を折り曲げることにより，Ｌ字状の接合部１２を有するシングルはぜ１１を該板材１０の両側端部に形成する。前記シングルはぜ１１は，従来から一般的に用いられる不図示のロール成形機やプレスブレーキなどの金属加工機械を用いて形成すればよい。
また，図２（ｂ）に示すように，作業者は，後述のロール成形機Ｙなどを用いて，前記板材２０の端部を複数回折り曲げることにより，前記接合部１２の端部が嵌合されるＵ字状の嵌合部２２と，そのＵ字状の嵌合部２２の外側面から上方に延設されており該嵌合部２２に前記接合部１２が嵌合された状態で内側に折り曲げられることにより前記接合部１２の離脱を防止する折り返し部２３と，前記折り返し部２３の曲折点に位置する凹部２４とを有するダブルはぜ２１を該板材２０の両側端部に形成する。
前記凹部２４は，図２（ｂ）に示すように，前記板材２０の厚みの半分程度の深さに至る三角形状（ここでは，切り込み角度が約４５度，切り込み頂点の角度が９０度の二等辺三角形）の切り込みであって，前記板材２０の前記折り返し部２３の折り曲げ位置における該板材２０の厚みを局所的に薄くするものである。従って，前記板材２０のダブルはぜ２１では，板厚が薄くなった前記凹部２４の位置で前記折り返し部２３の折り曲げを容易に行うことができる。なお，前記折り返し部２３の折り曲げ作業を容易に行うことができるものであれば，前記凹部２４の形状は三角形状に限らない。例えば，前記凹部２４が円弧状や矩形状などであってもよい。

ここで，図３を参照しつつ，前記板材２０に前記ダブルはぜ２１を形成するために用いられるダクト用のロール成形機Ｙの一例について説明する。
図３（ａ）に示すように，ロール成形機Ｙは，前記板材２０の成型加工経路（搬送経路）３０上に並設された複数の成型ロール３１〜３９を有している。
前記成型ロール３１〜３８各々は，前記板材２０が前記成型加工経路３０上を進行方向（図示する矢印方向）に移動する際に，該板材２０の端部を複数回に亘って折り曲げることにより，該板材２０の端部に前記ダブルはぜ２１のＵ字状の嵌合部２２及び折り返し部２３を形成する。この嵌合部２２及び折り返し部２３の形成は，例えば特許文献２，３に開示された従来周知のロール成形機と同様の構成を前記ロール成形機Ｙが有することにより実現可能であるため，ここではその詳細な説明を省略する。
一方，前記ロール成形機Ｙでは，前記成型ロール３１〜３８によって前記板材２０に前記嵌合部２２及び前記折り返し部２３が形成された後，最後の成型ロール３９によって前記凹部２４が形成される。例えば，前記成型ロール３９では，図３（ｂ）に示すように，前記成型ロール３９を構成する一対のロール部材のうち一方の外周面上に断面三角形の突起部３９ａが形成されている。そして，前記突起部３９ａが前記板材２０を押圧しながら回転することによって，前記板材２０の前記折り返し部２３の折り曲げ位置に該板材２０の厚みが局所的に薄くなる凹部２４が形成される。もちろん，前記板材２０をへこます手法に限らず，前記成型ロール３９で前記板材２０を削って前記凹部２４を形成する構成も考えられる。なお，前記成型ロール３９の一対のロール部材のギャップ（間隔）は，前記板材２０の厚みによって適宜変更することが可能であることが望ましい。
また，前記ロール成形機Ｙの他の構成例として，初めの前記成型ロール３１によって前記凹部２４を形成し，その後の前記成型ロール３２〜３８によって前記嵌合部２２及び前記折り返し部２３を形成することも考えられる。もちろん，前記成型ロール３２〜３８のような内側のロールによって前記凹部２４が形成されてもよい。

さらに，前記ロール成形機Ｙに代えて，従来周知のロール成形機によって前記板材２０に前記嵌合部２２及び前記折り返し部２３を形成する前又は後に，図４に示す工作機械Ｚによって前記板材２０に前記凹部２４のみを形成することも考えられる。
図４に示す前記工作機械Ｚは，前記板材２０を成型加工経路４０上で搬送させると共に，その成型加工経路４０から前記凹部２４の深さ分だけ突出して配置された研磨部材４３と，該研磨部材４３による前記凹部２４の削成時に前記板材２０が浮き上がらないように制限する規制ローラ４１ａ〜４１ｃとを有している。また，前記研磨部材４３は，その上下方向，即ち前記凹部２４の深さ方向に移動可能に支持されている。そのため，前記研磨部材４３の上下の位置を変更することで，前記板材２０の板厚などによって前記凹部２４の深さを調整することが可能である。なお，前記規制ローラ４１ａ〜４１ｃについても同容に前記板材２０の板厚方向に移動可能に構成すればよい。もちろん，前記工作機械Ｚが，前記ロール成形機Ｙと同様に，前記板材２０を押圧することで前記凹部２４を形成する成型ローラを前記研磨部材４３に代えて有する構成も考えられる。

そして，前記板材１０及び前記板材２０に前記シングルはぜ１１及び前記ダブルはぜ２１が形成されると，次に，作業者は，図２（ｃ）に示すように，前記シングルはぜ１１の接合部１２を前記ダブルはぜ２１の嵌合部２２に叩き込んで嵌め込む。
その後，作業者は，図２（ｄ）に示すように，前記ダブルはぜ２１の折り返し部２３をハンマーなどで叩いて前記シングルはぜ１１の接合部１２側に折り返す。これにより，前記シングルはぜ１１の接合部１２が前記折り返し部２３によって覆われ，該シングルはぜ１１及びダブルはぜ２１が強固に接合されることになる。
このとき，前記ダブルはぜ２１の折り返し部２３の折り曲げ作業は作業者による手作業で行われることになるが，前記板材２０には，少なくとも前記折り返し部２３が折り曲げられる前の工程において，前記折り返し部２３の折り曲げ位置に前記凹部２４が形成されている。そのため，作業者による前記折り返し部２３の折り曲げ作業は，前記板材２０のうち板厚が薄くなった前記凹部２４で容易に行うことができる。また，前記折り返し部２３の折り曲げ位置を前記凹部２４で定めることができるため，作業者による前記折り返し部２３の折り曲げ精度の違いを抑制することができる。

さらに，本実施の形態では，２枚の前記板材１０及び２枚の前記板材２０の合計４枚の板材によって断面矩形状の前記ダクトＸが形成される場合を例に挙げて説明したが，Ｌ字状に形成された２枚の板材を用いてダクトを形成する場合にも，本発明は同様に適用することができる。
具体的には，前記Ｌ字状に形成された板材各々の一方端に前記シングルはぜ１１，他方端に前記ダブルはぜ２１を形成しておき，その２枚のＬ字状の板材のシングルはぜ１１及びダブルはぜ２１を接合させることによりダクトが形成される構成において，そのダブルはぜ２１各々に前記凹部２４を形成しておけばよい。もちろん，前記Ｌ字状の一つの板材の両端にシングルはぜ１１を形成し，他方の板材の両端にダブルはぜ２１を形成することも考えられる。
また，前記板材１０及び前記板材２０によって形成される前記ダクトＸが平面視又は側面視で曲線を描くものであってもよい。この場合にも，同様に前記板材２０に前記凹部２４を設けておくことで前記折り曲げ部２３の折り曲げ作業を容易に行うことができる。

ここに，図５及び図６は，前記実施の形態で説明した前記シングルはぜ１１に代えてシングルはぜ１３が前記板材１０に形成されたダクトＸ１の製造方法を説明するための要部模式図である。なお，図６（ａ）はダクトＸ１の正面図，図６（ｂ）はダクトＸ１の平面図である。
図５（ａ）に示すように，前記ダクトＸ１においても，前記板材１０のシングルはぜ１３にはＬ字状の接合部１２が形成されており，前記板材２０のダブルはぜ２１には嵌合部２２，折り返し部２３，凹部２４が形成されている。
一方，本実施例に係る前記シングルはぜ１３では，前記ダブルはぜ２１の折り返し部２３が折り曲げられた際に，該折り返し部２３及び前記板材１０の外側の面が同一面上に位置するように前記板材１０及び前記接合部１２の外面に段差を生じさせる傾斜部１４が形成されている。例えば，前記接合部１２及び傾斜部１４は，前記ロール成形機Ｙと同様に複数の成型ローラを有するロール成形機によって，前記板材１０を複数回に亘って折り曲げることにより形成することが可能である。
これにより，図５（ｂ）に示すように，前記ダブルはぜ２１の折り返し部２３を折り曲げると，該折り返し部２３と前記板材１０との外側が面一となる。このように，前記板材１０及び前記板材２０によって形成されるダクトＸ１の外周面が面一であれば，図６に示すように，複数の前記ダクトＸ１を送風方向に連結する際に用いられるフランジ５０を該ダクトＸ１に隙間無く取り付けることができる。

１０：板材（第１の板材）
２０：板材（第２の板材）
１１：シングルはぜ
１２：接合部
１３：シングルはぜ
１４：傾斜部
２１：ダブルはぜ
２２：嵌合部
２３：折り返し部
２４：凹部
３０，４０：成型加工経路
３１〜３９：成型ロール
４１ａ〜４１ｃ：規制ローラ
４３：研磨部材
Ｘ ：ダクト
Ｙ ：ロール成形機
Ｚ ：工作機械

Claims (3)

1. 端部にＬ字状の接合部が形成された第１の板材と，前記第１の板材の接合部の端部が嵌合されるＵ字状の嵌合部，及び前記嵌合部の外側面から延設されており該嵌合部に前記接合部が嵌合された状態で内側に折り曲げられることにより前記接合部の離脱を防止する折り返し部が端部に形成された第２の板材とをピッツバーグはぜで接合することにより断面矩形状の排煙用のダクトを構成するダクトの製造方法であって，
   少なくとも前記折り返し部が折り曲げられる前に，前記第２の板材の前記折り返し部の折り曲げ位置に該第２の板材の厚みが局所的に薄くなり前記折り返し部の折り曲げ位置を定めるための凹部が形成されてなり，
   前記第１の板材に，前記第２の板材の前記折り返し部が折り曲げられたときに該折り返し部の外面と前記第１の板材の外面とが同一面上に位置するように，前記第１の板材の外面と前記接合部の外面との間に段差を生じさせる傾斜が予め形成されてなることを特徴とするダクトの製造方法。
2. 前記第１の板材及び前記第２の板材の板厚が１．６ｍｍである請求項１に記載のダクトの製造方法。
3. 前記第１の板材及び前記第２の板材各々が、一方端に前記接合部が形成され、他方端に前記嵌合部、前記折り返し部、及び前記凹部が形成されたＬ字状の板材である請求項１又は２に記載のダクトの製造方法。

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