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1. (WO2017002940) CONDUIT
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明 細 書

発明の名称 ダクト

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006   0007  

課題を解決するための手段

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014  

発明の効果

0015  

図面の簡単な説明

0016  

発明を実施するための形態

0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095  

産業上の利用可能性

0096   0097  

符号の説明

0098  

請求の範囲

1   2   3   4  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

明 細 書

発明の名称 : ダクト

技術分野

[0001]
 本発明は、帯状のシート材を、螺旋状に配設された金属芯材により加締め(「カシメ」とも記載され得る)て連結し形成するダクトに関する。

背景技術

[0002]
 従来から、様々なダクトが知られている。例えば、特許文献1、2には、帯状の連続した鋼板芯材を加締めに適した形状に折り曲げ成形してから螺旋状に配設し、この芯材に帯状のシート材を加締めて固定・連結して形成したダクトが開示されている。特許文献1に記載のダクトでは、図12(a)に示すように、芯材50を、両方の辺縁部を鋭角に折り曲げた折曲部54と、その中央寄りで同じ方向に鋭角に折り曲げた保持部52と、中央の中間部55とから成るフック状に成形し、このフック状の空間部分に帯状のシート材51の辺縁部を挿入した後、保持部52を中間部55と平行になるように折り曲げる(カシメ変形する)ことによって、シート材51をカシメ連結している(図12(b))。折曲部54の先端には、その長手方向に連続的又は間歇的に噛合突起が形成されている。この折曲部54が、カシメ変形した場合にはシート材51の辺縁部を奥へ押し込むことによってカシメ連結の強度を高め、折り曲げた保持部52がその弾性によって若干復元した場合にはシート材51の辺縁部を芯材50の中間部55に圧接するとともにその辺縁部に噛合することによって、カシメ連結の強度を高めている。
[0003]
 特許文献2に記載のダクトでは、図13(a)に示すように、芯材60を、両方の辺縁部を鋭角に折り曲げた保持部62と、その先端をほぼ直角に折り曲げた押圧片64と、中央の中間部65とから成るフック状に成形し、このフック状部分の内部に、帯状のシート材61とその上に配置した線条体67を、シート材61が線条体67を内包し、且つシート材61の辺縁部末端61aがフック状部分の外側に配されるようにして押し込んだ後、芯材60の保持部62を中間部65に近づけるように折り曲げ加工することによって、シート材61をカシメ連結している(図13(b))。カシメ変形により中間部65に圧接された対向する押圧片64の間には所定の間隙が設けられており、この間隙にシート材61の両辺縁部末端61aが配置されるため、シート材61は重合部Dにおいて押圧片64と中間部65の間に弾性的に挟持されるとともに、加締められ袋状となったシート材61に内包された線条体67がアンカーとなってカシメ連結の強度を高めている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特許第3231243号公報
特許文献2 : 特許第3284085号公報
特許文献3 : 特開2011-122615号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 近年、様々な環境下で使用することのできる優れた耐熱性、特に幅広い耐熱温度や断熱性、優れた耐久性、不燃性、耐薬品性、寸法安定性、可撓性などの性能を有するダクト、特に耐熱ダクトが求められており、さらなる改良の余地があった。
[0006]
 例えば、特許文献3において、耐熱性を向上させるために、内層シートと外層シートを2層重ねてシート材とした耐熱ダクト、及び両シートの間に中層シートを加えて3層でシート材を構成した耐熱ダクトが提案されている。しかし、芯材によって加締めるシート材の厚み及び/又は層が増すとより大きな復元力が働き、カシメ部分の挟持力が低下し、引張り力が加わった場合などにカシメ連結した部分が外れやすくなるという問題がある。また、シート材の厚みを増すと、ダクトの可撓性が低下するという問題もある。
[0007]
 そこで、本発明では、シート材の厚み及び/又は層(多層の場合は全厚として理解され得る)が増しても金属芯材でシート材を連結(換言すれば、カシメ連結)した部分が容易に外れることがないダクトを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008]
 本発明の1つの要旨によれば、螺旋状の形態を有する芯材に帯状のシート材を該芯材の螺旋間隔に沿って巻回してなるダクトであって、
  前記芯材は、帯状の金属板から形成されるものであり、前記芯材は、その長手方向の両辺縁部を互いに対向して折り曲げることによって形成される2つの保持部と、前記2つの保持部の間にある中間部とを有し、
  前記2つの保持部は、各々、該保持部の先端を含む第1部分と、該第1部分から延在した第2部分とを有し、該第1部分と該第2部分とは、ダクトの中心軸を含む断面において鈍角を成し、
  前記芯材の2つの保持部と中間部とで形成される芯材の内部空間において、前記シート材の長手方向の対向する辺縁部が、各々、線条体を取り囲んでおり、該辺縁部及び該線条体が前記保持部と前記中間部の間で圧縮されているダクトが提供される。
[0009]
 本発明の上記ダクトでは、シート材によって取り囲まれシート材とともに圧縮されている線条体がシート材の移動を妨げるように働く。さらに、芯材の保持部が鈍角を成す第1部分と第2部分とにより構成されているため、各保持部と中間部の成す角が弾性により若干復元しても、第1部分は中間部に近づく。その結果、第1部分と中間部の間にシート材をより強固に挟持することが可能となる。よって、本発明の上記ダクトによれば、シート材の厚み及び/又は層が増しても、金属芯材でシート材を連結(カシメ連結)した部分が容易に外れることがない。
[0010]
 本発明に係るダクトの1つの態様において、対向して配置された前記2つの保持部の前記第1部分の先端間において、前記シート材が圧縮されていてよい。
[0011]
 この構成により、シート材は、保持部と中間部の間のみではなく、第1部分の先端間においても挟持され、カシメ連結がより強固となる。
[0012]
 前記シート材の対向する辺縁部は、S字状に折り畳まれて前記芯材の内部空間に挿入されていてよい。
[0013]
 本発明に係るダクトの1つの態様において、前記帯状のシート材が、最外層を形成する樹脂コーティングガラスクロス帯と、中間層を形成するガラス繊維帯と、最内層を形成する金属メッシュ帯とを含む多層構造を有し、前記芯材の内部空間において、該シート材の少なくとも樹脂コーティングガラスクロス帯の長手方向の対向する辺縁部が、各々、線条体を取り囲んでおり、該辺縁部及び該線条体が前記保持部と前記中間部の間で圧縮されていてよい。
[0014]
 このようにシート材を上記のような多層構造とすることによりダクトの耐熱性を向上させることができる。多層となり厚みが増したシート材は、上述したような芯材の第1部分と中間部の間の強固な挟持力と、シート材と一緒に圧縮された線条体のアンカー作用とにより強固に加締められるため、破けにくいダクトを得ることができる。

発明の効果

[0015]
 本発明に係るダクトによると、シート材の厚み及び/又は層が増しても金属芯材でシート材を連結(カシメ連結)した部分が容易に外れることがない。

図面の簡単な説明

[0016]
[図1] 本開示のダクトの一実施形態を模式的に示す側面図である(一部断面を示す)。
[図2] 本開示のダクトで使用することのできるシート材の多層構造を示す断面図である。
[図3] 本開示のダクトのカシメ連結された部分の一実施形態を模式的に示す断面図である。
[図4] 図3の芯材の加工の経緯およびその使用方法(固定方法)を模式的に示すものであり、図4(a)は、芯材を製造するための金属板を模式的に示し、図4(b)は、使用前(固定前)の状態を模式的に示し、図4(c)は、使用後(固定後)の状態を模式的に示す。
[図5] 本開示のダクトで使用することのできる芯材の別の実施形態を模式的に示す。
[図6] 本開示のダクトで使用することのできる芯材のさらに別の実施形態を模式的に示す。
[図7] 本開示のダクトで使用することのできる芯材のさらに別の実施形態を模式的に示す(使用前(固定前))。
[図8] 本開示のダクトで使用することのできる芯材のさらに別の実施形態を模式的に示す(使用前(固定前))。
[図9] 本開示のダクトで使用することのできるさらに別の実施形態の芯材によってシート材をカシメ連結した状態を模式的に示す断面図である。
[図10] 図9の芯材の使用方法(固定方法)を模式的に示すものであり、図10(a)は、芯材のカシメ変形前の形状を模式的に示す正面図であり、図10(b)は、シート材をカシメ連結した後の状態を模式的に示す図である。
[図11] 図9の芯材によってシート材をカシメ連結する工程を模式的に示す図である。
[図12] 従来の芯材の使用方法(固定方法)を模式的に示すものであり、図12(a)は、芯材のカシメ変形前の形状を模式的に示す正面図であり、図12(b)は、シート材をカシメ連結した後の状態を模式的に示す図である。
[図13] 従来の別の芯材の使用方法(固定方法)を模式的に示すものであり、図13(a)は、芯材のカシメ変形前の形状を模式的に示す正面図であり、図13(b)は、シート材をカシメ連結した後の状態を模式的に示す図である。

発明を実施するための形態

[0017]
 本発明者は、鋭意研究の結果、ダクトを形成するシート材を、樹脂コーティングガラスクロス帯から形成される最外層と、ガラス繊維帯から形成される中間層と、金属メッシュ帯から形成される最内層とを重ねた多層構造とすることにより、優れた耐熱性とともに、耐久性、不燃性、耐薬品性、寸法安定性、可撓性などの性能に優れるダクトを見出した。本発明のダクトは、例えば図1の一実施形態に示す通り、帯状のシート材1を、螺旋状の形態を有する芯材2に、該芯材2の螺旋間隔に沿って巻回してなるダクト10に関するものである。帯状のシート材1は、最外層を形成する樹脂コーティングガラスクロス帯3と、中間層を形成するガラス繊維帯4と、最内層を形成する金属メッシュ帯5とを重ねて形成した多層構造を有する(例えば、図2を参照のこと)ものであってよいが、本発明は、かかる構造に限定されない。
 本開示において、芯材2は、帯状の金属板から形成され得るものであり、芯材2は、概略的には、その長手方向の両辺縁部を互いに対向して、好ましくはその長手方向に沿って平行に対向して折り曲げる(または折り返す)ことによって形成される2つの保持部6と、前記2つの保持部6の間にある中間部7とを有する(例えば、図3、図4を参照のこと)。
 さらに、本開示において、芯材2の2つの保持部6と中間部7とで形成される芯材の内部空間Sには、少なくともシート材1の樹脂コーティングガラスクロス帯3の長手方向の辺縁部が配置されていて、この樹脂コーティングガラスクロス帯3が、芯材2の内部に固定されていてよい(例えば、図3を参照のこと)。
[0018]
 また、本開示では、図3に示す通り、金属メッシュ帯5の少なくとも一部が芯材2の保持部6の外表面に接触した状態で、金属メッシュ帯5の長手方向の辺縁部が芯材2の内部に配置されていてもよく、金属メッシュ帯5は、芯材2の内部に固定されていてもよい。
[0019]
 本開示のダクトは、このような構成、特にシート材が多層構造を有することにより、優れた耐熱性や、優れた耐久性、不燃性、耐薬品性、寸法安定性、可撓性などの性能を提供することができる。特に、本発明のダクトは、従来の約4倍以上の耐熱温度、例えば-20℃~500℃の範囲の耐熱温度を有するので、耐熱ダクトとして使用することができる。
[0020]
 以下、図示する実施形態を参照しながら、本開示のダクトについて詳しく説明する。
[0021]
 シート材
 例えば図1に示す通り、本開示のダクト10において、シート材1は、帯状の形状を有するものであり、その巻回によりダクト(管)を形成し、その長手方向の辺縁部が、以下にて詳細に説明する螺旋状に配置された芯材2によって固定(カシメ連結)され得るものである。
[0022]
 シート材1は、図2に示す通り、樹脂コーティングガラスクロス帯3と、ガラス繊維帯4と、金属メッシュ帯5とを含む多層構造を有し得る。
[0023]
 樹脂コーティングガラスクロス帯
 樹脂コーティングガラスクロス帯3は、ダクトの最外層を形成し得るものであり、ガラスクロスに樹脂がコーティング(または含浸)された材料から形成され得る(以下、「帯3」と略記する場合もある)。
[0024]
 ガラスクロスのコーティングに使用することのできる樹脂に特に制限はなく、例えば、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。
[0025]
 なかでも、シリコーン樹脂を使用することが好ましい。シリコーン樹脂としては、シロキサン結合(Si-O結合)を有するものであれば、特に制限はない。シロキサン結合は、その結合エネルギーが大きく、このような結合を含むシリコーン樹脂は、耐熱性、化学的安定性、耐候性などの性能に優れる。
[0026]
 本開示において使用することのできるガラスクロスとしては、特に制限はなく、ガラス繊維を含む織布や不織布などを使用することができる。ガラスクロスに含まれるガラス繊維の繊度は、例えば1000~2000dtex、好ましくは1300~1400dtex、特に好ましくは1350dtexであり、目付は、例えば200~400g/m 、好ましくは300~350g/m であり、繊維長に特に制限はない。このようなガラスクロスは、優れた耐熱性、耐久性、不燃性などをダクトの最外層に提供することができる。
[0027]
 樹脂コーティングガラスクロス帯3、特にガラスクロスにシリコーン樹脂をコーティングしてなるシリコーンコーティングガラスクロスは、優れた耐熱性や、耐久性、力学的特性、寸法安定性、耐薬品性、耐候性、不燃性などの性能を有する。
[0028]
 樹脂コーティングガラスクロス帯3は、耐熱性として、250℃以上の最高使用温度を有する(JIS C 8411:1999(合成樹脂製可とう電線管)に準拠して測定され得る)。
[0029]
 樹脂コーティングガラスクロス帯3は、耐久性として、例えば、優れた耐摩耗性を有する(JIS L 1096:2010「織物及び編物の生地試験方法」8.19摩耗強さ及び摩擦変色性 C法(テーバー形法)にて評価することができる)。
[0030]
 樹脂コーティングガラスクロス帯3は、力学的特性として、例えば、優れた引張り強さ(例えば2000~2200N/30mm、好ましくは2100N/30mm)、引き裂き力(例えば75~125N、好ましくは100N(「JIS K 7128-1」にて評価することができる))、ヤング率(例えば80~120Mpa、好ましくは100MPa)、切断伸度(例えば4.0~6.0%、好ましくは5.0%)、乾熱収縮率(例えば0~1%、好ましくは0%(200℃×24h))を有する。
[0031]
 樹脂コーティングガラスクロス帯3は、寸法安定性として、例えば、クリープ性が低く、長期的な荷重に対して、優れた安定性を発揮する(1000時間以上)。
[0032]
 樹脂コーティングガラスクロス帯3は、耐薬品性として、例えば、酸、アルカリ、塩、有機溶剤、燃料油に対する耐性を有する。
[0033]
 樹脂コーティングガラスクロス帯3の厚みは、例えば0.7mm以下、0.3~0.6mm、好ましくは0.3~0.4mmである。厚みが、このような範囲内であると、ダクトを軽量化することができ、ダクトに優れた屈曲性を与えること(曲げ半径を小さくすること)ができる。また、樹脂コーティングガラスクロス帯3の厚みが、上記の範囲内であると、以下にて詳細に説明する管の内部に螺旋状に配置される芯材2とともに、ダクトに優れた可撓性を与えることができる。
[0034]
 樹脂コーティングガラスクロス帯3の幅方向の長さ(帯の長手方向に対する垂直方向の長さ(あるいは帯の長手方向の2つの辺縁部間の長さ))は、例えば27~120mm、好ましくは32~90mmである。
[0035]
 また、樹脂コーティングガラスクロス帯3の幅方向の長さは、芯材2の螺旋ピッチ(これは螺旋間隔にほぼ等しい)P(例えば、図1を参照のこと)に対して、例えば1.05~2.0倍、好ましくは1.1~1.7倍の寸法である。このような寸法とすることで、例えば図3に示す通り、芯材2の内部空間(例えば、図4に示す内部空間S)において、樹脂コーティングガラスクロス帯3の長手方向の辺縁部を少なくとも1回折り返すことができるようになる。
[0036]
 樹脂コーティングガラスクロス帯3の重量は、例えば400~600g/m 、好ましくは500~550g/m である。
[0037]
 樹脂コーティングガラスクロス帯3の比重(水に対する比重)は、例えば1.2~1.8、好ましくは1.4~1.6である。
[0038]
 ガラス繊維帯
 ガラス繊維帯4は、最外層を形成し得る樹脂コーティングガラスクロス帯3と、最内層を形成し得る金属メッシュ帯5との間に配置され得るものであり、ダクトに耐熱性や、断熱性、不燃性などの性能を与えることができるものであれば、特に制限はない(以下、「帯4」と略記する場合もある)。ガラス繊維帯4は、図3に示す通り、少なくとも螺旋状に配置される芯材と芯材との間に配置されていればよく、以下にて詳細に説明する芯材の内部空間(例えば、図4に示す内部空間S)において、ガラス繊維帯4は、存在していても、存在していなくてもよい。
[0039]
 ガラス繊維帯を構成するガラス繊維に特に制限はない。ガラス繊維の繊度は、例えば1100~2100dtex、好ましくは1400~1600dtexである。繊維長に特に制限はない。
[0040]
 ガラス繊維帯4の厚みは、例えば1.0~3.0mm、好ましくは1.0~2.0mmである。厚みが、このような範囲内であると、ダクトに耐熱性、断熱性、不燃性を与えることができる。また、ガラス繊維帯4の厚みが、上記の範囲内であると、以下にて詳細に説明する管の内部に螺旋状に配置される芯材2とともに、ダクトに優れた可撓性を与えることができる。
[0041]
 ガラス繊維帯4の幅方向の長さ(帯の長手方向に対する垂直方向の長さ(あるいは帯の長手方向の2つの辺縁部間の長さ))は、例えば10~55mm、好ましくは12~52mmである。
[0042]
 また、ガラス繊維帯4の幅方向の長さは、芯材2の螺旋ピッチP(例えば、図1を参照のこと)とほぼ同一の寸法、あるいは螺旋ピッチPよりも小さな寸法であることが好ましい。例えば、芯材2の螺旋ピッチPよりも、5~10mm小さいことが好ましく、約8mm小さいことが特に好ましい。
[0043]
 ガラス繊維帯4の重量は、例えば1000~1300g/m 、好ましくは1100~1200g/m である。
[0044]
 ガラス繊維帯4の比重(水に対する比重)は、例えば0.6~0.9、好ましくは0.7~0.8である。
[0045]
 金属メッシュ帯
 金属メッシュ帯5は、ダクトの最内層を形成し得るものであり、上述のガラス繊維帯4を被覆し、ダクトに少なくとも耐熱性や不燃性を付与することができるものであれば、特に制限はない(以下、「帯5」と略記する場合もある)。
[0046]
 金属メッシュ帯5は、金属またはその合金などの材料(例えば、鉄、アルミ、チタン、鋼、ステンレスなど)、好ましくはステンレスから作製されるメッシュを使用することが好ましい。
[0047]
 また、金属メッシュ帯5におけるメッシュの孔の寸法や形状、配置に特に制限はない。
[0048]
 金属メッシュ帯5として、ステンレスメッシュから形成されるものを使用することが好ましく、ダクトに耐熱性、不燃性、耐腐食性などの性能をさらに付与することができる。
[0049]
 金属メッシュ帯5の厚みは、例えば0.05~0.20mm、好ましくは0.05~0.10mmである。厚みが、このような範囲内であると、ダクトを軽量化することができ、ダクトに優れた屈曲性を与えること(曲げ半径を小さくすること)ができる。また、金属メッシュ帯5の厚みが、上記の範囲内であると、以下にて詳細に説明する管の内部に螺旋状に配置される芯材2とともに、ダクトに優れた可撓性を与えることができる。
[0050]
 金属メッシュ帯5の幅方向の長さ(帯の長手方向に対する垂直方向の長さ(あるいは帯の長手方向の2つの辺縁部間の長さ))は、例えば28~90mm、好ましくは30~71mmである。
[0051]
 また、金属メッシュ帯5の幅方向の長さは、芯材2の螺旋ピッチP(例えば、図1を参照のこと)に対して、例えば1.01~2.0倍、好ましくは1.1~1.6倍の寸法である。このような寸法とすることで、例えば図3に示す通り、芯材の内部空間(例えば、図4に示す内部空間S)において、金属メッシュ帯5の長手方向の辺縁部を少なくとも1回折り返すことができるようになる。
[0052]
 金属メッシュ帯5の重量は、例えば100~300g/m 、好ましくは150~250g/m である。
[0053]
 金属メッシュ帯5の比重(水に対する比重)は、例えば7~8である。
[0054]
 芯材
 芯材2は、例えば図1に示す通り、管の内部に螺旋状に配置され得るものであり、上記シート材1の少なくとも樹脂コーティングガラスクロス帯3をしっかりと固定することができるものである。例えば図3に示す通り、芯材2は、上記シート材の少なくとも樹脂コーティングガラスクロス帯3を、その長手方向の辺縁部に沿って、力学的に固定することができるものであれば、特に制限はない。
[0055]
 芯材2は、図3に示す通り、上記シート材の樹脂コーティングガラスクロス帯3と、金属メッシュ帯5とを、芯材2の内部空間Sに配置して固定することが好ましい。このとき、芯材2の内部空間Sには、ガラス繊維帯4は、存在していても、存在していなくてもよく、芯材2による固定(カシメ連結)を確実にするという観点から、芯材2の内部空間Sには、ガラス繊維帯4が存在していないことが好ましい。
[0056]
 芯材2は、このような構成を有することによって、ダクトに優れた可撓性を与えることができる。また、芯材2は、管の内部に螺旋状に配置されることから、ダクトを曲げる際に芯材2同士が互いに衝突することがなく、曲げ半径を小さくすることができ、優れた屈曲性をダクトに与えることができる。
[0057]
 芯材2は、例えば図4(a)に示す通り、帯状の金属板から形成することができる。金属板としては、特に制限はなく、例えば、金属またはその合金などの材料(例えば、鉄、アルミ、チタン、鋼、ステンレス、ブリキなど)から作製することができ、鋼、特にステンレス鋼から作製することが好ましい。
[0058]
 金属板の厚みに特に制限はなく、例えば0.2~0.5mm、好ましくは0.2~0.3mmである。
[0059]
 金属板の幅方向の長さ(金属板の長手方向に対する垂直方向の長さ(あるいは金属板の長手方向の2つの辺縁部間の長さ))は、例えば15~20mm、好ましくは16~18mmである。
[0060]
 金属板は、例えば図4(b)に示す通り、その長手方向の両辺縁部を、その長手方向に沿って互いに平行に折り曲げることによって形成され得る2つの保持部6と、この2つの保持部6の間にある中間部7とを有し、例えば図4(c)に示す通り、芯材2を使用する際、換言すれば、芯材2を加圧変形させてシート材(図示せず)を芯材2で固定する際、2つの保持部6をさらに屈曲させることによって、2つの保持部6と中間部7とで形成される芯材2の内部空間S(保持部6と中間部7とによって規定される空間、あるいは金属板によって囲まれ得る空間)に少なくとも上記シート材の樹脂コーティングガラスクロス帯3の長手方向の辺縁部が配置された状態で、帯3を固定(カシメ連結)することができる(図3)。
[0061]
 金属板の中間部の幅方向の長さに特に制限はなく、例えば7.0~10.0mm、好ましくは7.5~9.0mmである。
[0062]
 この金属板の中間部の幅方向の長さを、例えば1.8~8.5倍、好ましくは2.5~7.5倍すると芯材2の螺旋ピッチP(例えば、図1を参照のこと)となるようにしておくとよい。このような寸法とすることで、例えば図3に示す通り、芯材の内部空間Sにおいて、樹脂コーティングガラスクロス帯3および必要に応じて金属メッシュ帯5の長手方向の辺縁部を少なくとも1回折り返して収容することができる。
[0063]
 また、金属板の保持部6を屈曲させる角度に特に制限はなく、例えば、中間部7に対して、0度より大きく90度未満の鋭角で屈曲させることが好ましい。
[0064]
 また、中間部6は、その中央部において、上方(すなわち図3に示すシート側)に湾曲または屈曲させてもよい(例えば、図9の中間部25を参照のこと)。
[0065]
 さらに、金属板の保持部6は、例えば図5、図6に示す通り、樹脂コーティングガラスクロス帯3をさらに押圧することのできるように押圧片8を有していてもよい。押圧片8は、上述の保持部6を金属板の長手方向の辺縁部に沿って平行にさらに屈曲させることによって形成することができる。押圧片8は、保持部6に対して、例えば0度より大きく90度未満の鋭角(図5)で形成されていても、あるいは90度より大きく180度未満の鈍角(図6、図9)、あるいは直角(90度)で形成されていてもよい。
[0066]
 押圧片8は、例えば、図7、図8に示す通り、樹脂コーティングガラスクロス帯3に噛合することのできるように噛合突起9を有していてもよい(具体的には、図7に示す噛合突起9a、図8に示す噛合突起9bを参照のこと)。なお、図7、図8は、図4(b)に対応するものであり、それぞれ、使用前(固定前)の状態を示す。
[0067]
 図7に示す噛合突起9aは、例えばプレス加工や切削加工により形成され得る鋸歯形の形状を有するものであり、例えば図5、図6に示すような形態で樹脂コーティングガラスクロス帯3を固定する際に、より確実に帯3を固定することができる。なお、噛合突起9aは、2つの押圧片8の両方に配置されていることが好ましい。
[0068]
 図8に示す噛合突起9bは、例えばプレス加工やポンチ加工により形成され得るバリ状突起であり、例えば図5に示すような形態で樹脂コーティングガラスクロス帯3を固定する際に、より確実に帯3を固定することができる。なお、噛合突起9bは、2つの押圧片8の両方に配置されていることが好ましい。
[0069]
 このような押圧片8および噛合突起9は、例えば特許第3231243号公報に記載されているものを使用することができる。
[0070]
 また、芯材2の内部空間Sにおいて、樹脂コーティングガラスクロス帯3の長手方向の辺縁部(および必要に応じて金属メッシュ帯5の長手方向の辺縁部)は、例えば図3(または図9)に示す通り、少なくとも1回折り返された状態で芯材2(または芯材20)に固定されていてもよい。このように折り返すことによって、芯材2による帯3(および必要に応じて帯5)の固定をより確実に行うことができる。
[0071]
 さらに、図9に示す通り、芯材20として、その長手方向の両辺縁部を互いに対向して折り曲げることによって形成される2つの保持部21と、これら2つの保持部21の間にある中間部25を有するものであって、2つの保持部21は、各々、保持部21の先端を含む第1部分22(押圧片としても理解され得る)と、第1部分22から延在した第2部分24とを有し、第1部分22と第2部分24とが、ダクトの中心軸を含む断面(図9参照)において鈍角を成すものを使用できる。かかる2つの保持部21と中間部25とで形成される芯材20の内部空間において、シート材1(図示する態様では帯3、以下、代表的に帯3にて説明するが、本実施形態はこれに限定されない)の長手方向の対向する辺縁部が、各々、線条体11を取り囲んでおり、この辺縁部及び線条体11が保持部21と中間部25の間で圧縮される。芯材20には、中間部25が、湾曲または屈曲したものを使用してもよい(図示する態様では、内部空間に向かって凸状に湾曲または屈曲している)。線条体11は、帯3の折り返し部分または芯材20の中間部25と保持部21の屈曲部(例えば第1部分22と第2部分24とがなす鈍角部分)に近接して配置させることが好ましい。また、線条体11の径の寸法に特に制限はなく、線条体11を芯材20の内部に配置することができる寸法であればよい。例えば、本実施形態において、線条体11の径は0.1~1.5mmであってよく、より好ましくは0.2~1.2mmである。
[0072]
 このような線条体11を帯3の折り返し部分の内側に配置することによって、さらに帯3を強固に芯材20により固定(カシメ連結)することができる。
[0073]
 線条体11としては、特に制限はなく、例えば、市販の糸またはワイヤなどを使用することができ、そのなかでも、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、炭素繊維などの合成樹脂繊維から作製される撚糸を使用することが好ましい。特に、耐熱性に優れ、且つ伸びにくいもの、例えばアラミド繊維を使用することによって、ダクトの耐熱性および成形性(寸法安定性など)が向上する。また、アラミド繊維を使用すると、帯3(および必要に応じて帯5)を芯材20に固定する際、帯3の折り返し部分にかかるテンションを1.5倍以上に向上させることができ、芯材20の中間部25と保持部21との間で形成される角部に帯3の折り返し部分をさらに近接して配置することができ、ひいては、このような状態で、より確実に帯3を芯材20に固定することができる。
[0074]
 また、アラミド繊維は、耐熱性を有するため、本実施形態のダクトにおいて使用することが好ましい。
[0075]
 以下に、図9の実施形態の芯材20によってシート材1をカシメ連結する工程を、図10及び図11を参照しながら詳説する。なお、図10、図11では、図を見易くして理解を容易にするために、3層構造のシート材1の層は省略して1層のシート材31として示している。
[0076]
 この芯材20は、帯状の金属板を、例えば特許第3284085号公報に記載のように段階的に折り曲げ加工を行うことによって、図10(a)に示す形状、すなわち、その長手方向の両辺縁部を、中央の中間部25を残して互いに対向して折り曲げた保持部21とから成り、より詳細には、保持部21は、中間部25に対して折り曲げた第2部分24と、さらにその先端を第2部分24に対して鈍角に折り曲げた第1部分22(押圧片としても理解され得る)とから成り、全体としてフック状に成形する。中間部25は、保持部21側に凸状になだらかに湾曲している。なお、後述のように、この湾曲は製造し易くするために形成しているものであり、加締める前の中間部は湾曲していなくてもよい。
[0077]
 図11に、シート材31を芯材20にカシメ連結する工程を模式的に示す。まず、成形された芯材20を、螺旋状に巻回し、隣接する芯材20に帯状のシート材31を渡設し、その上部に線条体11を配置する(図11(a))。一方の芯材20の一方のフック状の空間、すなわち保持部の第1部分22および第2部分24と中間部25とにより形成される空間に、シート材31を、線条体11全体を取り囲むようにS字状に折り畳んで押し込む(図11(b))。その後、保持部の第1部分22と第2部分24を、それらが成す山23をシート材31の上から押さえつけるようにプレス加工して、第2部分24が中間部25と実質的に平行になるように第2部分24を折り曲げる(図11(c))。このとき、シート材31の辺縁部末端31aは、第1部分22と第2部分24と中間部25により形成される空間の外側に出てこないようにする。さらに、シート材31の辺縁部末端31aは、第1部分22の先端部分22aにより圧縮されていないことが好ましい。同様に、芯材20の他方のフック状の空間に対しても、シート材31と線条体11を配置し、シート材31が線条体11全体を取り囲むようにシート材31をS字状に折り畳んで押し込み、保持部の第1部分22と第2部分24をプレス加工し、シート材31と線条体11を圧縮する。最後に、芯材20をプレス加工によって、その中間部25を、その湾曲が矯正される方向に押圧しながら、保持部の第1部分22と第2部分24が成す山23を押圧して、空間内のシート材31と線条体11を適度に圧縮するとともに、対向する第1部分22と第1部分22の間のシート材31を適度に圧縮する(図11(d))。このようにしてシート材31を芯材20によりカシメ連結する。
[0078]
 本実施形態では、加締める前の芯材20の保持部21を成す第1部分22と第2部分24とが鈍角を成すためフックの形状が外に広がっており、さらに、中間部25が保持部21側に湾曲しているため、シート材31と線条体11をフック状の空間に押し込みやすいという利点がある。また、シート材31を、芯材20のフック形状に合わせてS字状に折り畳むように挿入しているため、製造上の無駄がなく効率的である。さらに、シート材31の辺縁部末端31aが保持部21の第1部分22および第2部分24と中間部25とにより形成される空間内に位置するため、第1部分22によりシート材を閉じた袋状に加締めて線条体11を内包する場合(例えば、特許文献2参照)と比較して、シート材31の帯幅を短くしつつ十分な挟持力を備えさせることが可能となり、経済的である。
[0079]
 本実施形態では、図10(b)に示すように、シート材31の辺縁部は、中間部25と保持部21の間に挟持され、さらに、対向して位置する第1部分22と第1部分22の間に挟持される。このように2カ所で挟持されるため、従来のような1ヶ所で挟持される場合よりカシメ連結が強固となる。その結果、シート材31の辺縁部末端31aが第1部分22の先端22aによって圧縮されていない場合でもダクトは丈夫なものとなる。
[0080]
 芯材20において保持部21の第1部分22と第2部分24とが成す角が鈍角であるため、シート材31を挟持させるために第1部分22と第2部分24をプレス加工した後、弾性によって若干復元した場合、第2部分24は中間部25から離れるが、第1部分22は中間部25に近づき、この第1部分22と中間部25にシート材31を強固に挟持することができる。保持部21の第1部分22と第2部分24とが成す角は、鈍角、即ち、90度より大きく180度未満であればよく、シート材31の素材や厚み、線条体11の素材や径、芯材20の素材や厚みなどに依存して後述のような適切なカシメ連結程度になるように調整される。通常、この角度は、100度以上170度以下となることが多い。ダクトに引張り力が掛かり、シート材31が中間部25と第1部分22の隙間から抜ける方向に引張られた場合、シート材31内にシート材31とともに圧縮されている線条体11が存在するため(図10(b))、線条体11がアンカーとなってシート材31が移動しにくくなる(引張られにくくなる)。シート材31と線条体11が引張られて第1部分22側に移動しても線条体11が中間部25と第1部分22の間から抜けようとするシート材31部分の厚みを増して抜けにくくなる。仮にシート材31が中間部25と第1部分22の間から抜けても、シート材31は対向する第1部分22と第1部分22の間においても挟持されているため、ダクトが即座に破けることはない。
[0081]
 カシメ連結の最後の工程(図11(d)参照)においてシート材31を圧縮する程度は、シート材31の素材や厚み、線条体11の素材や径、芯材20の素材や厚みによって適切に決定すればよく、使用環境(例えば、設置場所やダクトに掛かることが予想される最大引張力など)に応じてシート材31がカシメ連結されている部分で、例えば第1部分22の先端部分で切断されないように調整すればよい。通常、カシメ連結された中間部25と第1部分22の間の距離がシート材31の厚みの0.3~0.9倍、対向する第1部分22と第1部分22の間の距離がシート材31の厚みの0.5~1.7倍程度となるように調整するとよい。シート材31の素材や厚み、線条体11の素材や径、芯材20の素材や厚みによっては、図10(b)に示すように、芯材20の中間部25の湾曲が真っ直ぐに矯正されることもある。
[0082]
 ダクト
 本開示のダクトは、例えば図3、図9に示す通り、芯材2、20に、上述の多層構造のシート材の少なくとも帯3の長手方向の辺縁部を配置し、その状態で、芯材2、20の保持部6、21(又はその押圧片8、第1部分22)を中間部7、25に向けて押圧することによって、帯3を芯材2、20に固定することによって作製することができる。このとき、芯材2は、図1に示す通り、螺旋状に配置され、シート材1を巻回しながら芯材2の内部空間に少なくとも帯3を配置して連続的に固定し、芯材20も同様である。
[0083]
 このようなダクトの製造法は、例えば、特許第3231243号公報、特許第3284085号公報などに記載の方法を応用することができる。なお、特許第3231243号公報、特許第3284085号公報に記載の内容は、すべて本願明細書中に参考として援用される。
[0084]
 本開示のダクト10の外径Doは、例えば55~1000mm、好ましくは59~914mmである。
[0085]
 本開示のダクト10の内径Diは、例えば47~992mm、好ましくは51~906mmである。
[0086]
 ダクト10は、例えば1.0~3.8mm、好ましくは1.35~2.5mmの厚み(シート材1の厚み)を有する。ダクト10は、このような厚みを有するにもかかわらず、優れた可撓性を発揮することができる。
[0087]
 ダクト10の螺旋ピッチP(芯材2の螺旋ピッチ)は、例えば18~100mm、好ましくは20~60mmである。螺旋ピッチPを上記の範囲内とすることによって、ダクトの曲げ半径を小さくすることができ、ダクトの屈曲性、可撓性を向上させることができる。
[0088]
 ダクトの性能
 本開示のダクトは、優れた耐熱性ともに、優れた耐久性や、不燃性、耐薬品性、寸法安定性、可撓性などの性能を有する。
[0089]
 耐熱性
 本開示のダクトは、耐熱性として、1000℃以上の最高使用温度を有する(JIS C 8411:1999(合成樹脂製可とう電線管)に準拠して測定した)。
 また、本開示のダクトは、例えば-20~500℃、好ましくは-20~450℃の広範な適用温度範囲を有する。
 あるいは、断熱性として、例えば0.040~0.100W/m・K、好ましくは0.080~0.090W/m・Kの熱伝導率(20℃)を有する(ASTM E 1530-04 “Standard Test Method for Evaluating the Resistance to Thermal Transmission of Materials by the Guarded Heat Flow Meter Technique”にて評価した)。
[0090]
 耐久性
 本開示のダクトは、耐久性として、優れた耐摩耗性を有する(JIS L 1096:2010「織物及び編物の生地試験方法」8.19摩耗強さ及び摩擦変色性 C法(テーバー形法)にて評価した結果、約0.45gの摩耗減量(1000回)を有することが分かった)
[0091]
 不燃性
 本開示のダクトは、UL-94:1996「UL Standard for Safety for Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances」5V法:500W(125mm)垂直燃焼試験において、「UL-94 5VA」に適合する優れた不燃性を有する。
[0092]
 耐薬品性
 本開示のダクトは、耐薬品性として、特に、酸、塩、有機溶剤、燃料油(例えば鉱油、ガソリン、灯油、重油)に対する耐性を有する。
[0093]
 寸法安定性
 本開示のダクトは、寸法安定性として、クリープ性が低く、長期的な荷重に対して、優れた安定性を発揮することができる(1000時間以上)。
[0094]
 可撓性
 本開示のダクトは、ダクトの厚みが上記の範囲内であるにもかかわらず、上述の構造、特に多層シート構造と管の内側に螺旋状に配置される芯材とによって、従来の同じ厚みのダクトと比べて優れた可撓性を発揮することができ、しかも従来と同等またはそれ以上の耐熱性をも発揮することができる。
[0095]
 以上、本開示のダクトについて種々の実施形態を通じて上述してきたが、これらは、本発明をよりよく理解する目的で例示的に記載されたものであり、本発明の趣旨の範囲で適宜に変形や修正、追加が許容される。例えば、上記の芯材とカシメ連結構造は、シート材が3層構造でなくてもよく、シート材が1層の場合においても好適に用いることができる。芯材の中間部、保持部、押圧片、および/または保持部を成す第1部分および第2部分の長さや折曲角度は、各実施形態において使用されるシート材の材質や厚み、線条体の材質や径によって適宜調整することができる。また、図9の実施形態の芯材は、加締める前に中間部が湾曲していなくてもよく、加締めた後にシート材及び線条体を適宜圧縮する際に湾曲させてもよい。

産業上の利用可能性

[0096]
 本発明のダクトは、上述の通り、従来より強固なカシメ連結がなされており、更に、優れた耐熱性(250℃以上、例えば1000℃の最高使用温度や、-20~500℃の広範な適用温度範囲、0.080~0.090W/m・Kの熱伝導率(20℃))とともに、優れた耐久性や、不燃性、耐薬品性、寸法安定性、可撓性などの性能を有し得るので、様々な分野において、特に耐熱ダクト(例えば、排気ダクト、ボイラ用ダクトなど)として利用することができる。
[0097]
 本願は、2015年7月2日付けで出願された特願2015-133647に基づく優先権を主張し、その記載内容の全てが、参照することにより本明細書に援用される。

符号の説明

[0098]
  1、31  シート材
  2、20  芯材
  3  樹脂コーティングガラスクロス帯
  4  ガラス繊維帯
  5  金属メッシュ帯
  6、21  保持部
  7、25  中間部
  8  押圧片
  9  噛合突起
  10 ダクト
  11 線条体
  22 第1部分
  24 第2部分
   S 芯材の内部空間

請求の範囲

[請求項1]
 螺旋状の形態を有する芯材に帯状のシート材を該芯材の螺旋間隔に沿って巻回してなるダクトであって、
  前記芯材は、帯状の金属板から形成されるものであり、前記芯材は、その長手方向の両辺縁部を互いに対向して折り曲げることによって形成される2つの保持部と、前記2つの保持部の間にある中間部とを有し、
  前記2つの保持部は、各々、該保持部の先端を含む第1部分と、該第1部分から延在した第2部分とを有し、該第1部分と該第2部分とは、ダクトの中心軸を含む断面において鈍角を成し、
  前記芯材の2つの保持部と中間部とで形成される芯材の内部空間において、前記シート材の長手方向の対向する辺縁部が、各々、線条体を取り囲んでおり、該辺縁部及び該線条体が前記保持部と前記中間部の間で圧縮されている、ダクト。
[請求項2]
 対向して配置された前記2つの保持部の前記第1部分の先端間において、前記シート材が圧縮されている、請求項1に記載のダクト。
[請求項3]
 前記シート材の対向する辺縁部が、S字状に折り畳まれて前記芯材の内部空間に挿入されている、請求項1又は2に記載のダクト。
[請求項4]
 前記帯状のシート材が、最外層を形成する樹脂コーティングガラスクロス帯と、中間層を形成するガラス繊維帯と、最内層を形成する金属メッシュ帯とを含む多層構造を有し、前記芯材の内部空間において、該シート材の少なくとも樹脂コーティングガラスクロス帯の長手方向の対向する辺縁部が、各々、線条体を取り囲んでおり、該辺縁部及び該線条体が前記保持部と前記中間部の間で圧縮されている、請求項1~3のいずれかに記載のダクト。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]