JP5886406B1

JP5886406B1 - 伸縮ダクトに用いるダクトユニット

Info

Publication number: JP5886406B1
Application number: JP2014245816A
Authority: JP
Inventors: 国義宗像; 敏雄大麻; 賢司 ▲桑▼原; 貴博牛造
Original assignee: 株式会社アクティオ
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2034-12-04
Also published as: JP2016109339A

Abstract

【課題】少なくとも、ダクトの伸縮機能と断面保持機能の作用の確実性を両立することが可能な、ダクトユニットを提供すること。【解決手段】レールに吊った状態で前後に伸縮可能な伸縮ダクトを構成するためのダクトユニットであって、可撓性を有し、蛇腹状を呈する風管と、前記風管を接続可能に構成し、前記レールへ吊り下げ可能な、接続リングと、前記接続リングの内周側に取り付ける、変形抵抗体と、を少なくとも具備し、前記変形抵抗体が、前記接続リングの周方向へ等間隔に配置する、複数の枠材を少なくとも含むことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、施工中のトンネルに設置される換気設備などに用いることのできる伸縮ダクトを構成するためのダクトユニットに関する。

施工中のトンネルに用いる換気設備は、トンネル内の通気や、掘削箇所の粉塵の吸引などを行う設備である。トンネルの坑道は、作業の進捗に応じて、随時延伸していくため、換気設備は伸縮可能な構成であることが好ましく、種々の構造が提案されている。

例えば、特許文献１に記載の発明では、形状保持リング（４２）に内接するスライドバー（５２）と、スライドバー（５２）を円周状にたがめる連結リング（５４）からなる捩れ防止ユニット（５０）を吸引ダクト（２４）内に設ける構造が開示されている。
当該技術によれば、前記形状保持リング（４２）に内接するスライドバー（５２）が前記形状保持リング（４２）の動きを拘束することで、吸引ダクト（２４）の捩れを防止することができる、としている。

その他、特許文献２に記載の発明では、可撓風管（３）を接続する接続管（４）の内部にステイ（２０）を設け、ステイの前後に４本の棒材（２１）を配置している。

特開２００４−１１６７９３号公報特開２００４−３０８１１１号公報

しかし、上記特許文献またはその他の従来技術では、未だ、以下の問題のうち、少なくとも何れか一つの問題や改善点が残されている。
（１）変位拘束機能の観点。
特許文献１に記載のスライドバーおよび特許文献２に記載の棒材の何れも、直線形状の部材であるため、風管を線で支えているに過ぎない。よって、ダクト内部に大きな負圧が発生すると、スライドバーや棒材が、風管の骨組み部分の変位を十分に拘束できない恐れがある。
（２）フレームの強度の観点。
特許文献１に記載の形状保持リングおよび特許文献２に記載の接続管の何れも、強度が不足していると、ダクト内部に発生する大きな負圧で変形してしまうことがある。
（３）更なる捩れ抑制構造の提供の観点。
ダクト内部のフレーム構造の改良とは異なる手法によって、さらにダクトの捩れを抑制することができると、より望ましい。
（４）汎用性の観点。
ダクトユニットの汎用性を確保したい。

よって、本願発明は、少なくとも、ダクトの伸縮機能と断面保持機能の作用の確実性を両立することが可能な、ダクトユニットの提供を目的の一つとするものである。

上記課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、レールに吊った状態で前後に伸縮可能な伸縮ダクトを構成するためのダクトユニットであって、可撓性を有し、蛇腹状を呈する風管と、前記風管を接続可能に構成し、前記レールへ吊り下げ可能な、接続リングと、前記接続リングの内周側に取り付ける、変形抵抗体と、を少なくとも具備し、前記変形抵抗体が、前記接続リングの周方向へ等間隔に配置する、複数の枠材を少なくとも含み、前記接続リングと前記枠材との間の空間に、補強リブを設けたことを特徴とする。
また、本願の第２発明は、前記第１発明において、前記接続リングにおいて、前記レールとの吊り位置を、前記風管の伸縮方向に複数設けたことを特徴とする。
また、本願の第３発明は、前記第１発明または第２発明において、前記接続リングにおいて、前記レールとの吊り位置を、前記接続リングの外周方向に向けて変更自在に構成したことを特徴とする。

本願発明によれば、以下に記載する効果のうち、少なくとも一つの効果を得ることができる。
（１）拘束機能の観点。
変形抵抗体の枠材が風管に対して面的な拘束力を有するため、大きな負圧が発生しても、風管の動きを十分に拘束することができ、該風管の変位を確実に抑制することができる。
（２）フレームの強度の観点。
接続リングに補強リブを設けて十分な剛性を持たせることにより、ダクト内部の負圧による接続リングの変形を防止することができる。
また、補強リブに、補強機能と枠材オフセット用のスペーサー機能の、２つの機能を兼用させることもできる。
（３）更なる捩れ抑制の観点。
接続リングにおいて、レールとの吊り位置を風管の伸縮方向に複数設けることで、接続リングの鉛直方向を回転軸とした回転動作を抑制することができる。
（４）汎用性の観点。
接続リングの使用時にレールとの吊り位置を変更自在とすることで、変形抵抗体の張り出し位置を変更自在とすることができる。
よって、接続リングに対し同じ箇所に変形抵抗体を取り付けたユニットを要しておけばよく、変形抵抗体の取付位置を変えたパターンの接続リングを用意しておく必要が無い。

実施例１に係るダクトユニットの概略分解図。接続リングと変形抵抗体の構成を示す概略斜視図。枠材の配置を示す概略正面図。伸縮ダクトの構成を示す側面図。伸縮ダクトの伸縮状態を示す模擬図。実施例２に係る変形抵抗体の構造を示す概略図。

以下、図面を参照しながら、本願発明の実施例について説明する。

＜１＞全体構成（図１）。
本発明に係るダクトユニットは、風管１０と、前記風管１０を接続可能に構成する接続リング２０と、前記接続リング２０と連結する変形抵抗体３０と、を少なくとも具備する。
これらのダクトユニットを直接的または間接的に複数連結して、伸縮ダクトを構成することができる。
以下、ダクトユニットを構成する各要素の詳細について説明する。

＜２＞風管。
風管１０は、通気路を形成するための部材である。
風管１０は、筒体１１と、該筒体１１の軸方向に等間隔を設けて配置するリングフレーム１２を少なくとも含んで構成することができる。

＜２．１＞筒体。
筒体１１は、可撓性を有する材料、例えばビニールなどの公知の材料を用いることができる。

＜２．１．１＞筒体の端部処理。
筒体１１の端部は、前記接続リングや他方の筒体などの連結相手がある場合には、これらの連結相手に対応する連結部１４を設けておくことができる。

＜２．２＞リングフレーム。
リングフレーム１２は、筒体１１の断面形状を保持するための部材である。
リングフレーム１２は、筒体１１の内周面、または外周面、若しくは筒体１１が複数の可撓性材料を重ねて形成している場合にはそれらの内部に配置することができる。
このリングフレーム１２は、筒体１１の断面形状を保持するだけでなく、風管１０が伸縮し易いよう、該風管１０の蛇腹形状の骨組み部分としても機能することとなる。
また、リングフレーム１２の頂部には、後述する接続リングと同様、トロリーなどのレール走行体と連結するための吊環１３を設けておいてもよい。

＜３＞接続リング。
接続リング２０は、前記風管１０を接続するための部材である。
この接続リング２０は、本発明に係る伸縮ダクトの伸縮方向に沿って、所定間隔を設けて複数配置することができる。

＜３．１＞吊環。
接続リング２０の外周面には、使用現場に配置したレール走行体（図示せず）と連結するための吊環２１を設けている。

＜３．２＞吊環の配置数。
前記吊環２１は、前記接続リング２０の外周面において、前記風管１０の伸縮方向に複数設けておくことができる。
当該構成によれば、接続リング２０の捩れをさらに抑制できる点で好ましい。

＜４＞変形抵抗体（図１〜図３）。
変形抵抗体３０は、前記風管１０の変位を防止するための部材である。
この「変位」とは、風管１０の軸方向を前後方向としたときの、風管１０の左右方向を軸とした回転（いわゆる「ピッチ」）や、風管１０の上下方向を軸とした回転（いわゆる「ヨー」）、或いはそれらの組合せを指す。
なお、伸縮ダクトは、直線的に配置するだけでなく、現場に応じて上下左右に曲げた軌跡をもたせて配置する場合もある。
この場合、風管１０の配置軌跡に伴う風管１０の変位は許容しなければならない。よって、前記「変位」には、このような「風管の曲げに起因する風管の捩れ」を含まない。

［変形抵抗体の配置態様］
変形抵抗体３０は、前記接続リング２０の内周側に設け、風管１０の軸方向へと延伸するように配置する。

＜４．１＞変形抵抗体の構成（図１〜図３）。
変形抵抗体３０は、前記接続リング２０の周方向に略等間隔に配置する、複数の枠材３１と、を少なくとも含んで構成する。
以下、各構成要素の詳細について説明する。

＜４．２＞枠材（図２）。
枠材３１は、風管１０の変位を抑制するための部材である。
枠材３１によって囲まれる領域は、三角形状、四角形状などの多角形状や、楕円状など、面を構成するもの全てが含まれる。
本実施例では、枠材３１で囲まれた領域は、略長方形状を呈するよう構成している。

＜４．２．１＞枠材の先端処理。
枠材３１の先端部分３１１は、鋭角とならないよう、湾曲処理を施しておく。
また、前記先端部分３１１は、接続リング２０側から徐々に内側に傾斜させたり、ある箇所から内側に折曲させたりしておいてもよい。
これらの湾曲処理や折曲処理は、前記先端部分３１１と風管１０との接触による風管１０の破損を防止するためである。

＜４．２．２＞枠材の配置数（図３）。
本発明では、接続リング２０に対する枠材３１の配置数は特段限定しない。
図３に示す構成では、枠材３１は、接続リング２０の周方向に等間隔で３箇所（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）配置している。すなわち、各枠材４の中心線は互いに１２０°の角度を有する。
また、接続リング２０の周方向における枠材３１の占有角度は約２０°程度である。
よって、隣り合う枠材３１との間の空間は、枠材３１を等間隔で３箇所配置することができる程度の収納空間となる。

＜４．２．３＞枠材の前後方向の配置関係（図１，２）。
本実施例に係る枠材３１は、接続リング２０の前側と後側において対称となるように配置する。
なお、接続リング２０の前側と後側において、前記枠材を接続リング２０の周方向にずらして配置する構成も考えられる。

また、ダクトユニット自体が、伸縮ダクトの前端または後端に位置するものである場合には、接続リング２０の何れかの端部側に枠材３１を設けない構成であることは言うまでもない。

＜４．２．４＞枠材の取付態様。
前記接続リング２０への枠材３１の取付態様には、接続リング２０に別途枠材の差し込み穴を有する連結具（図示せず）を設け、当該連結具に枠材３１を差し込む方法を採用することもできる
当該構成によれば、枠材３１への交換作業が容易となるため、枠材３１の張り出し長さが異なる変形抵抗体３０の提供が容易となる。

＜５＞伸縮ダクトの構成例（図４、５）。
図４は、本実施例に係るダクトユニットを用いた伸縮ダクトを示す側面図であり、図５は、伸縮ダクトの伸縮動作の模擬図である。
図４，５ともに、説明の都合上、風管１０の図示は省略してある。

図４に示す伸縮ダクトは、本実施例に係るダクトユニットＡを複数連結してなり、各ダクトユニットＡをトンネルＸなどの内周面に設けたレールＢに吊って前後に移動させることで、ダクトを伸縮することができる。

＜５．１＞伸縮ダクトの伸張時。
図５（ａ）に係る伸張時の伸縮ダクトは、枠材３１の張り出し位置が異なる４種類のダクトユニットＡ（Ａ１〜Ａ４）を、順に繰り返し接続して構成している。

＜５．２＞枠材の配置態様。
図５（ｂ）に、枠材の配置態様を示す。例えば、隣り合うダクトユニットＡ１とＡ２の枠材（枠材３１１ａと枠材３１１ｂ）は、接続リング２０の吊り位置に対して、枠材が約３０°周方向にスライドした状態となっている。
すなわち、あるダクトユニットＡ１の枠材３１同士の間の空間に、異なるダクトユニットＡ２〜Ａ４の枠材３１が収納された状態となる。

＜５．３＞伸縮ダクトの収縮時。
図５（ｃ）に示すように、伸縮ダクトの収縮時には、ダクトユニットＡ１の枠材に対し、後方に順に接続した３種類のダクトユニット（Ａ２〜Ａ４）の枠材３１が、互いに干渉しない状態を確保することができる。

＜５．４＞枠材の張り出し位置の変更方法。
なお、レールＢとの吊り位置に対して枠材３１の張り出し位置を変える方法としては、以下の方法が考えられるが、そのほか自明な事項の範囲内で任意に設計変更が可能である。
（１）接続リング２０の吊環２１の位置を固定としておき、接続リング２０における変形抵抗体３０の取付位置を接続リング２０の周方向に角度を変えて取り付け可能に構成する方法。
（２）接続リング２０における変形抵抗体３０の取付位置を固定としておき、接続リング２０の吊環２１の位置を、接続リング２０の周方向において異なる位置に取り付け可能に構成する方法。

次に、本発明に係る伸縮ダクトの第２実施例について説明する。
本実施例に係る伸縮ダクトは、前記接続リング２０と前記枠材３１との間の空間に、補強リブ４１を設けた構成を呈している。

＜１＞接続リングの補強（図６）。
図６に、本実施例に係る接続リングと変形抵抗体との接続態様を示す。
図６では、接続リング２０に補強リブ４１を設けた構成を示している。
より詳しくは、接続リング２０の内周面の全周にわたって、２つのアングル材からなる補強リブ４１を設けてある。
そして、接続リング２０に変形抵抗体３０を設ける位置には、補強リブ４１を回避するように受け具４２を設けておく。
本図では、受け具４２は、補強リブ４１の両側面（軸方向における前後方向）を取り囲むような断面コ字状の形状を呈している。
この受け具４２に枠材３１を取り付けることで、接続リング２０と変形抵抗体３０とを一対化している。

受け具４２に枠材３１を取り付ける方法としては、前記＜４．３．４＞と同様に、受け具４２に鞘管を設けておき、該鞘管に枠材３１を差し込んで固定する方法などがある。

＜２＞受け具の省略。
なお、補強リブ４１の形状や配置態様によっては、受け具４２を省略して、補強リブ４１に直接枠材３１を取り付けてもよい。

＜３＞オフセット部の形成。
図６に係る態様および図７に係る態様の何れも、枠材３１を設ける位置は、少なくとも受け具４２の高さ分だけ、風管１０の内径よりも内側に位置することとなり、風管１０と枠材３１との間には、離隔空間（オフセット部）が確保される。

＜４＞オフセット部の作用効果。
この風管１０と枠材３１との離隔空間（オフセット部）により、以下の作用効果がある。
（１）伸縮ダクトの収縮時
蛇腹状の風管１０が折り畳まれて突出する部分が、前記リングフレーム１２と干渉することなく、前記オフセット部内に収納されることとなる。
（２）伸縮ダクトの伸張時
伸縮ダクトを上下方向または左右方向に曲げて展開する際に、前記オフセット部によって、伸縮ダクトの曲げしろを確保することができる。

＜５＞望ましいオフセット長。
前記オフセット部の長さは、前記風管１０の最収縮時における前記リングフレーム１２間の風管１０の内側への突出長以上を想定しておくことが望ましい。
例えば、隣り合うリングフレーム１２間の折り目が一つである場合には、風管１０の折り幅は、前記風管１０の最伸張時における前記リングフレーム１２間の距離（以下、蛇腹幅）の約１／２に相当する事となるし、折り目が二つである場合には、前記伸縮長の約１／３に相当する事となる。
この折り幅を、風管１０の最収縮時における風管１０の突出長と想定してオフセット部の長さを設定しておくと、伸縮ダクトを最大限収縮した時であっても、リングフレーム１２間の風管１０が折り畳まれて突出する部分が、前記枠材３１と干渉することなく、前記オフセット部内に収納されることとなる。

１０風管
１１筒体
１２リングフレーム
１３吊環
１４連結部
２０接続リング
２１吊環
３０変形抵抗体
３１枠材
３１１先端部分
４１補強リブ
４２受け具
Ａダクトユニット
Ｂレール
Ｘトンネル

Claims

レールに吊った状態で前後に伸縮可能な伸縮ダクトを構成するためのダクトユニットであって、
可撓性を有し、蛇腹状を呈する風管と、
前記風管を接続可能に構成し、前記レールへ吊り下げ可能な、接続リングと、
前記接続リングの内周側に取り付ける、変形抵抗体と、
を少なくとも具備し、
前記変形抵抗体が、前記接続リングの周方向へ等間隔に配置する、複数の枠材を少なくとも含み、
前記接続リングと前記枠材との間の空間に、補強リブを設けたことを特徴とする、ダクトユニット。
前記接続リングにおいて、前記レールとの吊り位置を、前記風管の伸縮方向に複数設けたことを特徴とする、請求項１に記載のダクトユニット。
前記接続リングにおいて、前記レールとの吊り位置を、前記接続リングの外周方向に向けて変更自在に構成したことを特徴とする、請求項１または２に記載のダクトユニット。