JP6628624B2 - ダクト用フランジ構造とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダクト本体の端部に設けられ他のダクトなどを接続するための、ダクト用フランジ構造とその製造方法に関する。

筒状で断面が略四角形のダクト本体の開口端部には、開口縁に沿って延びるフランジが設けられ、他のダクトなどと接続できるようになっている。すなわち、ダクト本体を構成する鋼板の端部を曲げて形成された共板フランジの場合、フランジ同士を面合わせして、フランジ押え金物（クリップ）でフランジ同士を挟持する。そして、フランジの角部に配設したコーナーピースおいてボルト締結することで、ダクト同士等を接続する（例えば、非特許文献１参照。）。

また、例えば、火災時の煙を排出するための排煙用ダクトは、通常のダクトに比べて高い（例えば、３倍）圧力で吸気を行うため、強度・剛性が高いフランジを要し、アングル材でフランジが構成されている。すなわち、ダクト本体の開口端部に、断面が略Ｌ字状のアングル材（山形鋼）がリベットや溶接で接続されてフランジが設けられている。このフランジには、所定間隔でボルト挿入孔が形成され、フランジ同士を面合わせして、ボルト挿入孔にボルトを挿入して締結することで、ダクト同士等を接続する（例えば、非特許文献２参照。）ものである。さらに、フランジを構成するアングル材の腐食を防止するために、アングル材を塗装している。

「標準ダクトテキスト」一般社団法人 全国ダクト工業団体連合会 編集発行、平成２５年７月、ｐ.３９〜ｐ.４０ 「標準ダクトテキスト」一般社団法人 全国ダクト工業団体連合会 編集発行、平成２５年７月、ｐ.３７

ところで、アングル材は、ダクト本体の鋼板に比べて肉厚で重量物であるため、排煙用ダクト全体の重量がかさみ、運搬や取付作業などの取り扱いが容易ではない。また、ダクト本体を構成する鋼板とは別にアングル材を用意しなければならないため、材料費がかさむばかりではなく、溶接や塗装を要し、製造に多大な費用と労力とを要する。しかも、溶接や塗装を行うため、製造作業環境が悪く、製造作業者への負担も大きい。

そこでこの発明は、強度が高く、しかも、取り扱いや製造を容易にすることが可能な、ダクト用フランジ構造とその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、筒状で断面が略四角形のダクト本体の端部に設けられるダクト用フランジ構造であって、前記ダクト本体を構成する壁板の開口端縁から延びる延長部を折り曲げて形成された、該壁板に対してほぼ垂直に外側に延びる垂直部と、該垂直部から前記壁板に対してほぼ平行に延びる水平部と、によってフランジ部が構成され、前記垂直部と前記水平部は、前記延長部が複数折り重ねられ、前記水平部の内側に位置する前記延長部に、側端縁から延びる切欠き部が設けられ、２つの板状の取付部を有する略Ｌ字状で前記ダクト本体の開口端部の隅に配設されるコーナーピースの前記取付部の一端縁側が、前記切欠き部に装着されて固定可能となっている、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のダクト用フランジ構造において、前記延長部が前記壁板の開口端縁側に延びて重ねられている、ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のダクト用フランジ構造において、前記垂直部に、ボルトを挿入自在なボルト挿入孔が形成されている、ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３に記載のダクト用フランジ構造において、前記延長部の端縁が前記ダクト本体の内側に配置されている、ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４に記載のダクト用フランジ構造において、前記壁板に、外側に突出したリブ部が設けられ、前記コーナーピースの前記取付部の他端縁側が、前記リブ部と前記垂直部との間に装着されて固定可能となっている、ことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のダクト用フランジ構造の製造方法であって、前記延長部に前記切欠き部を形成して該延長部を複数折り重ねて積層部とし、その後、前記積層部を折り曲げて前記垂直部と前記水平部とを形成する、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、垂直部と水平部からなるフランジ部が、壁板の延長部を複数折り重ねて形成されているため、フランジ部の強度・剛性が高く、排煙用ダクトなどにも適用することが可能となる。また、垂直部と水平部は、壁板の延長部で形成されており、ダクト本体と同じ肉厚の鋼板等で構成されているため、ダクト全体が軽量化され、運搬や取付作業などの取り扱いが容易となる。

さらに、壁板を延ばして延長部を設ければよく、ダクト本体を構成する鋼板などとは別にアングル材などを用意する必要がないため、材料費を軽減することが可能となる。しかも、溶接や塗装を要せず、延長部を折り曲げるだけでよいため、製造に要する費用や労力を軽減することが可能となる。また、溶接や塗装を行わないため、製造作業環境が良好で、製造作業者への負担を軽減することが可能となる。
また、コーナーピースの取付部の一端縁側が、水平部の切欠き部に装着されて固定されるため、水平部を折り曲げて（かしめて）コーナーピースを固定する必要がなく、労力と時間を削減することができる。つまり、壁板の延長部を複数折り重ねて形成された水平部をさらに折り曲げるには、多大な労力と時間を要するが、コーナーピースの取付部の一端縁側を切欠き部に装着するだけで、容易かつ短時間に取付部の一端縁側を固定することができる。

請求項２に記載の発明によれば、延長部が壁板の開口端縁側に延びて重ねられているため、壁板の開口端縁側つまりフランジ部の付け根側の強度・剛性が高くなり、フランジ部の強度・剛性をより高めることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、垂直部にボルト挿入孔が形成されているため、このボルト挿入孔にボルトを挿入してフランジ同士をボルト締結することができ、フランジ同士の接続強度を高めることが可能となり、ダクトの脱落を防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、延長部の端縁がダクト本体の内側に配置されているため、延長部の端縁が外部から見えずに外観が良好となり、また、作業者が延長部の端縁に触れて怪我することなどを防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、コーナーピースの取付部の他端縁側が、壁板のリブ部とフランジ部の垂直部との間に装着されて固定されるため、コーナーピースを強固に固定することができる。つまり、コーナーピースの取付部の一端縁側は、切欠き部に装着されて固定され、取付部の他端縁側は、リブ部と垂直部との間に装着されて固定されるため、コーナーピースを強固に固定することができる。

請求項６に記載の発明によれば、垂直部と水平部とを形成した後に切欠き部を形成するのではなく、予め延長部に切欠き部を形成し、その延長部を複数折り重ねて積層部を形成した後に、垂直部と水平部とを形成する。このため、切欠き部が設けられた水平部を容易かつ適正に形成することができ、その結果、フランジを容易かつ低コストで製造することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係るダクト用フランジ構造を示す断面図（図３のＡ−Ａ断面図）である。 図１のダクト用フランジ構造の製造工程における積層部を示す図である。 図１のダクト用フランジ構造を有するダクトを示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係るダクト用フランジ構造を示す斜視図である。 図４のダクト用フランジ構造の側面図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 この発明の実施の形態２に係るコーナーピースを示す平面図（ａ）と正面図（ｂ）である。 図４のフランジに図７のコーナーピースを配設した状態を示す斜視図である。 図８のＢ−Ｂ断面図である。 この発明の実施の形態２の製造方法における切欠き部を形成する状態を示す図である。 図１０に続いて、積層部を形成する状態を示す図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１〜図３は、この実施の形態を示し、図３は、この実施の形態に係るダクト用フランジ構造を有するダクト１を示す斜視図である。このダクト用フランジ構造は、ダクト本体２の開口端部に設けられ他のダクトなどを接続するためのフランジの構造である。

ダクト本体２は、断面が略四角形状の筒状体で、耐食鋼板製の４つの壁板３で構成されている。すなわち、略長方形状の壁板３を四角い筒状に配置して、隣接する壁板３の側縁同士を接合して構成されている。ここで、壁板３同士の接合部は、固定してもよいし、回動自在（ダクト本体２が折り畳み自在）にしてもよい。

このようなダクト本体２の少なくとも一方の開口端部２Ａに、環状のフランジが設けられている。すなわち、各壁板３の開口端部２Ａ側にフランジ部４が形成され、４つのフランジ部４が矩形環状（ロ字状）に配置されることで、フランジが構成されている。また、隣接するフランジ部４の端部間、つまり、ダクト本体２の開口端部２Ａの四隅には、Ｌ字状で平板状のコーナーピース５が配設されている。このコーナーピース５の角部には、ボルトを挿入自在なコーナーボルト挿入孔５１が形成されている。

各フランジ部４は、壁板３の開口端縁３Ａから延びる延長部３０を折り曲げて形成された、該壁板３に対してほぼ垂直に外側に延びる垂直部４１と、該垂直部４１から壁板３に対してほぼ平行に延びる水平部４２と、によって構成されている。すなわち、ダクト本体２の開口端部２Ａに位置する壁板３の開口端縁３Ａから延長された鋼板が延長部３０となっており、この延長部３０が折り曲げられて、垂直部４１と水平部４２とが形成されている。そして、垂直部４１は、壁板３に対してほぼ垂直に反ダクト本体２内側（外側）に延び、水平部４２は、垂直部４１の自由端部側（反壁板３側）から壁板３に対してほぼ平行に延びている。このように、フランジ部４は、壁板３と一体的に形成され、壁板３の開口端縁３Ａの全長にわたって延びている。

また、垂直部４１と水平部４２は、延長部３０が複数折り重ねられている。すなわち、この実施の形態では、垂直部４１と水平部４２は、延長部３０である鋼板を２重に重ね合わせた状態で形成されている。ここで、垂直部４１は、他のダクトのフランジなどと接する接続面部であり、他のダクトのフランジなどと接続できるように高さが設定されている。また、水平部４２は、垂直部４１側に折り曲げることでコーナーピース５を固定する固定部であり、折り曲げてコーナーピース５を垂直部４１とで挟持・固定できるように長さが設定されている。

一方、延長部３０が壁板３の開口端縁３Ａ側に延びて重ねられている。すなわち、延長部３０の自由端部側が壁板３の開口端縁３Ａから中央部側に延びて、壁板３に重ねられている。この重ねられた部分（第２の水平部４３）の長さは、フランジ部４の付け根である第２の水平部４３において所定の曲げ強度等が得られるように設定されている。

また、延長部３０の端縁３０ａがダクト本体２の内側に配置されている。すなわち、延長部３０の自由端部側が壁板３の内面側（ダクト本体２の内側）に位置するように延長部３０が折り曲げられ、これにより、延長部３０の自由端部の端縁３０ａがダクト本体２の内側に位置されている。

一方、垂直部４１には、ボルトを挿入自在なボルト挿入孔４４が形成されている。このボルト挿入孔４４の径および形成数、つまり、ボルトの径と数は、ダクト本体２の大きさ、重量やフランジ部４の長さなどに基づいて、所定の接続強度が得られるように設定されている。また、壁板３の第２の水平部４３周辺には、外側に突出したリブ部３１が形成され、このリブ部３１と垂直部４１とでコーナーピース５を挟持・固定できるようになっている。

次に、このようなフランジ部４（ダクト用フランジ構造）の製造方法について説明する。

まず、図２に示すように、壁板３の開口端縁３Ａから延長された鋼板である延長部３０を、２つに折り重ねて積層部３２とする。ここで、図中、開口端縁３Ａから端縁３０ａまでが延長部３０であり、垂直部４１、水平部４２および第２の水平部４３を形成できるように延長部３０の長さを確保、設定する。また、第２の水平部４３が形成されるように、延長部３０の自由端部側を開口端縁３Ａよりも壁板３側に重ねて、延長部３０を２つ折りにする。

その後、積層部３２の所定の位置にボルト挿入孔４４を形成し、続いて、積層部３２を折り曲げて垂直部４１と水平部４２とを形成する。すなわち、積層部３２の自由端部側（反壁板３側）をほぼ垂直に折り曲げて水平部４２を形成するとともに、開口端縁３Ａ（開口端縁３Ａを形成すべき位置）からほぼ垂直に折り曲げて垂直部４１を形成する。この際、垂直部４１を形成した後に水平部４２を形成してもよいし、水平部４２を形成した後に垂直部４１を形成してもよい。また、壁板３同士の接合をハゼで行う場合、壁板３の側縁にハゼを形成するが、ハゼの形成は、垂直部４１と水平部４２の形成後に行ってもよいし、形成前に行ってもよい。

以上のように、このダクト用フランジ構造によれば、垂直部４１と水平部４２からなるフランジ部４が、壁板３の延長部３０を２つに折り重ねて形成されているため、フランジ部４の強度・剛性が高く、排煙用ダクトなどにも適用することが可能となる。また、垂直部４１と水平部４２は、壁板３の延長部３０で形成されており、ダクト本体２と同じ肉厚の鋼板で構成されているため、ダクト１全体が軽量化され、運搬や取付作業などの取り扱いが容易となる。

さらに、壁板３を延ばして延長部３０を設ければよく、ダクト本体２を構成する鋼板とは別にアングル材などを用意する必要がないため、材料費を軽減することが可能となる。しかも、溶接や塗装を要せず、延長部３０を折り曲げるだけでよいため、製造に要する費用や労力を軽減することが可能となる。また、溶接や塗装を行わないため、製造作業環境が良好で、製造作業者への負担を軽減することが可能となる。

また、延長部３０が壁板３の開口端縁３Ａ側に延びて重ねられ、第２の水平部４３が設けられているため、壁板３の開口端縁３Ａ側つまりフランジ部４の付け根側の強度・剛性が高くなり、フランジ部４の強度・剛性をより高めることが可能となる。

さらに、垂直部４１にボルト挿入孔４４が形成されているため、このボルト挿入孔４４にボルトを挿入してフランジ同士をボルト締結することができ、フランジ同士の接続強度を高めることが可能となり、ダクト１の脱落を防止することができる。

また、延長部３０の端縁３０ａがダクト本体２の内側に配置されているため、延長部３０の端縁３０ａが外部から見えずに外観が良好となり、また、作業者が延長部３０の端縁３０ａに触れて怪我することなどを防止することができる。

一方、上記のようなフランジ部４の製造方法によれば、垂直部４１と水平部４２とを繰り返し形成して重ねるのではなく、延長部３０を２つに折り重ねて積層部３２を形成した後に、垂直部４１と水平部４２とを形成する。このため、延長部３０が折り重ねられた垂直部４１と水平部４２とを容易かつ適正に形成することができ、その結果、フランジを容易かつ低コストで製造することが可能となる。

（実施の形態２）
図４〜図１１は、この実施の形態を示し、図４は、この実施の形態に係るダクト用フランジ構造を示す斜視図である。この実施の形態では、水平部４２に切欠き部４５を備える点で実施の形態１と構成が異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。

この実施の形態のフランジ部４には、水平部４２の内側に位置する延長部３０に、側端縁３０ｂから延びる切欠き部４５が設けられ、コーナーピース５の取付部５２の一端縁５２１側が、切欠き部４５に装着されて固定可能となっている。すなわち、図５、図６に示すように、水平部４２を構成する重ねられた延長部３０のうちの、第２の水平部４３（壁板３）に対向する延長部３０に、側端縁３０ｂから延びる切欠き部４５が形成されている。

この切欠き部４５は、垂直部４１との境から形成され、その幅（垂直部４１と切欠き部縁４５ａまでの長さ）Ｈは、コーナーピース５の一端縁５２１の高さよりもやや大きく設定されている。また、切欠き部４５の長さＬは、コーナーピース５の取付部５２の長さよりも長く設定されている。ここで、この実施の形態では、図４に示すように、垂直部４１の側端縁３０ｂ側にもボルト挿入孔４４が形成されている。

一方、コーナーピース５は、図７に示すように、２つの板状の取付部５２を有する略Ｌ字状で、ダクト本体２の開口端部２Ａの四隅に配設される金具である。両取付部５２は、略長方形状で、外郭側の側縁である一端縁５２１と、内郭側の側縁である他端縁５２２は、取付部５２の板面に対して略垂直に立ち上がってリブ状に形成されている。また、他端縁５２２同士が交わる内角部には、端縁５２１、５２２と同方向に立ち上がった当接部５３が形成され、図８に示すように、隣接する壁板３の接合部に当接部５３が当接するようになっている。

さらに、両取付部５２には、ボルトを挿入自在な取付部ボルト挿入孔５４が形成されている。そして、コーナーピース５をダクト本体２の開口端部２Ａの隅に配設した際に、取付部ボルト挿入孔５４とフランジ部４のボルト挿入孔４４とが重なり、ボルトによってフランジ部４とコーナーピース５を共締めできるようになっている。

このようなコーナーピース５の取付部５２の一端縁５２１側が、切欠き部４５に装着されて固定可能となっている。すなわち、水平部４２と壁板３との間に取付部５２を挿入すると、図９に示すように、取付部５２の一端縁５２１側が切欠き部４５に嵌合して、垂直部４１と切欠き部縁４５ａとで挟持・固定される。換言すると、このような固定がされるように、垂直部４１の高さや切欠き部４５の形状が設定されている。

一方、壁板３には、実施の形態１と同様に、外側に突出してフランジ部４の長手方向に延びるリブ部３１が形成され、コーナーピース５の取付部５２の他端縁５２２側が、リブ部３１と垂直部４１との間に装着されて固定可能となっている。すなわち、水平部４２と壁板３との間に取付部５２を挿入すると、取付部５２の他端縁５２２側がリブ部３１と垂直部４１とで挟持・固定される。換言すると、このような固定がされるように、リブ部３１の位置、形状が設定されている。

次に、このようなフランジ部４（ダクト用フランジ構造）の製造方法について説明する。

まず、図１０に示すように、壁板３の開口端縁３Ａから延長された鋼板である延長部３０に、スリット状（略長方形状）の切欠き部４５を形成する。このとき、フランジ部４を形成した際に、上記のような位置に切欠き部４５が配置されるように切欠き部４５を形成する。

次に、実施の形態１と同様に図１１に示すように、延長部３０を２つに折り重ねて積層部３２とし、その後、積層部３２の所定の位置にボルト挿入孔４４を形成し、続いて、積層部３２を折り曲げて垂直部４１と水平部４２とを形成するものである。

このような実施の形態によれば、コーナーピース５の取付部５２の一端縁５２１側が、水平部４２の切欠き部４５に装着されて固定されるため、水平部４２を折り曲げて（かしめて）コーナーピース５を固定する必要がなく、労力と時間を削減することができる。つまり、壁板３の延長部３０を複数折り重ねて形成された水平部４２をさらに折り曲げるには、多大な労力と時間を要するが、コーナーピース５の取付部５２の一端縁５２１側を切欠き部４５に装着するだけで、容易かつ短時間に取付部５２の一端縁５２１側を固定することができる。

さらに、コーナーピース５の取付部５２の他端縁５２２側が、壁板３のリブ部３１とフランジ部４の垂直部４１との間に装着されて固定されるため、コーナーピース５を強固に固定することができる。つまり、コーナーピース５の取付部５２の一端縁５２１側は、切欠き部４５に装着されて固定され、取付部５２の他端縁５２２側は、リブ部３１と垂直部４１との間に装着されて固定されるため、コーナーピース５を強固に固定することができる。

一方、本製造方法によれば、垂直部４１と水平部４２とを形成した後に切欠き部４５を形成するのではなく、予め延長部３０に切欠き部４５を形成し、その延長部３０を複数折り重ねて積層部３２を形成した後に、垂直部４１と水平部４２とを形成する。このため、切欠き部４５が設けられた水平部４２を容易かつ適正に形成することができ、その結果、フランジ４を容易かつ低コストで製造することが可能となる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の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、上記の実施の形態では、垂直部４１、水平部４２および第２の水平部４３において、鋼板（延長部３０）が２重に重ね合わせられているが、鋼板の厚みやフランジの必要強度などに応じて、３重以上に重ね合わせてもよい。

また、延長部３０の端縁３０ａが壁板３の内面側（ダクト本体２の内側）に配置されているが、延長部３０の端縁３０ａを垂直部４１の外面（接続面）側に配置させてもよい。つまり、他のダクトなどと接続してダクト１を取付場所に配設した状態で、外部から端縁３０ａが見ない位置であればよい。

１ ダクト
２ ダクト本体
２Ａ 開口端部（端部）
３ 壁板
３Ａ 開口端縁
３０ 延長部
３１ リブ部
３０ａ 端縁
３０ｂ 側端縁
３２ 積層部
４ フランジ部
４１ 垂直部
４２ 水平部
４３ 第２の水平部
４４ ボルト挿入孔
４５ 切欠き部
５ コーナーピース
５２ 取付部
５２１ 一端縁
５２２ 他端縁

Claims (6)

1. 筒状で断面が略四角形のダクト本体の端部に設けられるダクト用フランジ構造であって、
   前記ダクト本体を構成する壁板の開口端縁から延びる延長部を折り曲げて形成された、該壁板に対してほぼ垂直に外側に延びる垂直部と、該垂直部から前記壁板に対してほぼ平行に延びる水平部と、によってフランジ部が構成され、
   前記垂直部と前記水平部は、前記延長部が複数折り重ねられ、
   前記水平部の内側に位置する前記延長部に、側端縁から延びる切欠き部が設けられ、
   ２つの板状の取付部を有する略Ｌ字状で前記ダクト本体の開口端部の隅に配設されるコーナーピースの前記取付部の一端縁側が、前記切欠き部に装着されて固定可能となっている、
   ことを特徴とするダクト用フランジ構造。
2. 前記延長部が前記壁板の開口端縁側に延びて重ねられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のダクト用フランジ構造。
3. 前記垂直部に、ボルトを挿入自在なボルト挿入孔が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のダクト用フランジ構造。
4. 前記延長部の端縁が前記ダクト本体の内側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のダクト用フランジ構造。
5. 前記壁板に、外側に突出したリブ部が設けられ、
   前記コーナーピースの前記取付部の他端縁側が、前記リブ部と前記垂直部との間に装着されて固定可能となっている、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のダクト用フランジ構造。
6. 請求項１に記載のダクト用フランジ構造の製造方法であって、
   前記延長部に前記切欠き部を形成して該延長部を複数折り重ねて積層部とし、その後、前記積層部を折り曲げて前記垂直部と前記水平部とを形成する、
   ことを特徴とするダクト用フランジ構造の製造方法。

Images