JP2013160348A - シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部に水圧が加わった際の水密性の低下を抑制することができるシール構造を提供する。
【解決手段】本発明は、貫通孔１２が形成された壁部１１と、貫通孔１２に挿通される配管１４と、貫通孔１２の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとの間に設けられてこれら両者間の水密性を確保するシール部とを備え、このシール部は、貫通孔１２の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとの間に充填された充填シール材１７と、充填シール材１７の内部に設けられて膨張により充填シール材１７による貫通孔１２の内周壁１３ａ及び配管１４の外周壁１４ａに対する面圧を高くする加圧体と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、建屋等の外壁を構成する壁部に形成された貫通孔に配管を挿通するとともに、その貫通孔の内周壁と配管の外周壁との間に設けられたシール部によってこれら両者間の水密性を確保するようにしたシール構造に関する。

従来から、建屋等の外壁を構成する壁部には、建屋の内外に貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔に配管を挿通することで建屋の屋外から屋内又は屋内から屋外への流体等の供給や排出を可能としている。この際、貫通孔と配管との間は、屋内外の水密性を確保するために、貫通孔の内周壁と配管の外周壁との間の隙間にシール材を設けてシール構造を構成している（例えば、特許文献１参照）。

一般的な家屋等におけるシール構造にあっては、シリコンやウレタン等のコーキング材を用いているが、比較的大型な建屋にあっては、配管の直径が大きい等の理由から、単なるコーキング材を充填しただけでは充分な水密性を確保することは困難である。

そこで、水密性の確保を図るべく、例えば図７示すように、建屋等の外壁を構成する壁部１に貫通孔２を形成し、その貫通孔２に円筒状のスリーブ３を嵌め込むとともに、該スリーブ３に配管４を挿通した構成において、以下のようなシール構造が考えられる。即ち、このシール構造は、内周壁３ａと配管４の外周壁４ａとの間に、配管４の軸線方向に沿って間隔をあけて配置される一対の閉塞部５，６と、この一対の閉塞部５，６によって画成される空間に充填される充填シール材７とによって構成されている。

特開昭６３−１８０７８７号公報

ところで、上述したシール構造にあっては、水害等によって配管４が水没するような場合、屋外側と屋内側との圧力差に起因して、特に、屋外側の閉塞部５の表面に加わる水圧は非常に大きいものとなる。

しかしながら、上述したシール構造にあっては、そのような水圧に耐え得るような構成とはなっておらず、外壁側の閉塞部５の表面に加わる水圧によって、図８（Ａ）に示すように、閉塞部５とその付近の充填シール材７とに変形が発生し易くなる。また、水位が上昇して配管４の水没量が増すと、さらなる水圧の上昇によって、図８（Ｂ）に示すように、内周壁３ａとシール部（閉塞部５とその付近の充填シール材７）との間、配管４の外周壁４ａとシール部との間に隙間ができてしまい、水が屋内へと浸入してしまう虞があるという問題が生じていた。なお、上述したシール部（閉塞部５とその付近の充填シール材７）の水圧による変形は、実際には充填シール材７による水密性確保のために樹脂等の弾性発泡材料が用いられていることから、この充填シール材７が水圧によって変形することにより閉塞部５が変形する。

そこで、本発明は、シール部に水圧が加わった際の水密性の低下を抑制することができるシール構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のシール構造は、貫通孔が形成された壁部と、前記貫通孔に挿通される配管と、前記貫通孔の内周壁と前記配管の外周壁との間に設けられてこれら両者間の水密性を確保するシール部とを備え、前記シール部は、前記貫通孔の内周壁と前記配管の外周壁との間に充填された充填シール材と、前記充填シール材の内部に設けられて膨張により前記充填シール材による前記貫通孔の内周壁及び前記配管の外周壁に対する面圧を高くする加圧体と、を備えることを特徴とする。

本発明のシール構造によれば、充填シール材が貫通孔の内周壁と配管の外周壁との間に充填され、膨張により充填シール材による貫通孔の内周壁及び配管の外周壁に対する面圧を高くする加圧体が充填シール材の内部に設けられている。これにより、シール部に水圧が加わった際の水密性の低下を抑制することができる。

本発明のシール構造は、請求項１に記載のシール構造において、前記加圧体の表面には前記充填シール材と接着しない非接着剤が設けられていることを特徴とする。

本発明のシール構造によれば、加圧体を容易に膨張させることができる。

本発明のシール構造は、請求項１又は請求項２に記載のシール構造において、前記加圧体は、前記配管の軸線方向に沿って長くかつ同軸上に配置されていることを特徴とする。

本発明のシール構造によれば、充填シール材による貫通孔の内周壁及び配管の外周壁に対する面圧を配管の軸線方向に沿って長く均一に確保することができる。

本発明のシール構造は、シール部に水圧が加わった際の水密性の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るシール構造を採用した建屋要部の断面図である。 本発明の一実施形態に係るシール構造を示し、（Ａ）は屋外側のシール部に水圧による変形が発生している状態の要部の断面図、（Ｂ）は屋外側のシール部の一部が剥がれても水密性を維持している状態の要部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る変形例１のシール構造を採用した建屋要部の断面図である。 本発明の一実施形態に係るシール構造の各体様を示し、（Ａ）は円筒形の加圧体を配置した要部の断面図、（Ｂ）は円柱形の加圧体を複数配置した要部の断面図、（Ｃ）はシート状の加圧体をロール状に巻いた状態の加圧体を配置した要部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る変形例２のシール構造を示し、充填シール材に替わる分割シール材（発泡体）の説明図である。 本発明の一実施形態に係る変形例３のシール構造を採用した建屋要部の断面図である。 従来のシール構造を示し、建屋要部の断面図である。 従来のシール構造を示し、（Ａ）は屋外側のシール部に水圧による変形が発生している状態の要部の断面図、（Ｂ）は屋外側のシール部が剥がれて水密性が損なわれている状態の要部の断面図である。

次に、本発明の一実施形態に係るシール構造について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明のシール構造における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

図１は本発明の一実施形態に係るシール構造を採用した建屋要部の断面図、図２は本発明の一実施形態のシール構造を採用した要部の拡大断面図である。

図１において、建屋等の外壁を構成する壁部１１には貫通孔１２が形成されている。その貫通孔１２には、金属製の円筒状のスリーブ１３が嵌め込まれており、図示を略するアンカーボルト等によって固定されている。貫通孔１２は壁部１１の屋外側と屋内側とに跨って貫通しており、これにより、配管１４が屋内外に跨って挿通される。

また、スリーブ１３の内周壁１３ａを実質的な貫通孔１２の内周壁として配管１４を挿通した構成において、内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとの間には、配管１４の軸線方向に沿って間隔をあけて配置される一対の閉塞部１５，１６と、この一対の閉塞部１５，１６によって画成される空間に充填シール材１７が充填されている。

閉塞部１５，１６は、充填シール材１７をスリーブ１３と配管１４との間に充填して硬化させた後に、充填シール材１７の屋外側及び屋内側の端面にコーティングすることで充填シール材１７と一体化する接着剤兼用のコーティングタイプのものが用いられている。この際、閉塞部１５，１６は、充填シール材１７よりも硬度が高くかつある程度の弾性を有するシリコン等を含有した接着材料を用いるのが好ましい。また、本実施の形態においては、閉塞部１５の表面は壁部１１の表面と略面一となるように設けられている。なお、屋内側の閉塞部１６は無くても良い。

充填シール材１７は、配管１４の内部を通る流体の温度や建屋内温度等に応じた耐熱性を備えた弾性発泡材が用いられており、スリーブ１３と配管１４との間に充填した後、硬化することでスリーブ１３と配管１４との間の水密性を確保する。なお、スリーブ１３の内周壁１３ａと配管１４の外周壁とには、例えば、スプレー塗布等によって接着剤を介在させても良いし、充填シール材１７そのものに接着作用を備えるものを用いても良い。本実施の形態においては、水密性の確保の観点から、ウレタン等の弾性発泡材が用いられている。

一方、充填シール材１７の内部には、膨張収縮可能な加圧体１８が設けられている。この加圧体１８は、例えば、ゴム製の袋状円筒体に構成されており、充填シール材１７を充填する前にスリーブ１３の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとの間に配置されている。この際、加圧体１８には、ポンプ１９からガス等の気体や液体からなる封入材２０が円筒体としての体をなす程度に膨張させた上で配置されている。また、その外表面には油等の充填シール材１７と接着しない非接着剤が塗布等によって設けられている。これにより、充填シール剤１７を充填して硬化した後、ポンプ１９から封入材２０を追加することで加圧体１８が膨張し、充填シール材１７によるスリーブ１３の内周壁１３ａ及び配管１４の外周壁１４ａへの圧接力を高くすることができる。なお、加圧体１８とポンプ１９との間には逆止弁２１が設けられており、充填シール材１７を充填した際等の封入材２０の逆流が阻止されている。

上記の構成において、水害等によって配管１４が水没するような場合、屋外側と屋内側との圧力差に起因して、特に、屋外側の閉塞部１５の表面に加わる水圧は非常に大きいものとなる。

しかしながら、本発明に係るシール構造にあっては、加圧体１８は加圧体１８の膨張によって充填シール材１７によるスリーブ１３の内周壁１３ａ及び配管１４の外周壁１４ａへの圧接力を高くしている。これにより、外壁側の閉塞部１５の表面に加わる水圧によって、図２（Ａ）に示すように、閉塞部１５とその付近の充填シール材１７とに変形が発生しても、図２（Ｂ）に示すように、加圧体１８を配置した部位よりも屋内側では、充填シール材１７によるスリーブ１３の内周壁１３ａ並びに配管１４の外周壁１４ａに対する面圧が自発的に確保されている。したがって、スリーブ１３の内周壁１３ａ並びに配管１４の外周壁１４ａと充填シール材１７との間に隙間が発生することを抑制することができ、水密性を維持することができる。

なお、充填シール材１７が硬化した後に加圧体１８を膨張させるポンプ１９は、例えば、水滴センサ（図示せず）が配管１４の水没を検出した場合、水圧計（図示せず）が所定値以上の水圧を検出した場合、震度センサ（図示せず）が所定震度以上を検出した場合、などをトリガー信号として駆動させるように構成することも可能である。

ところで、上記実施の形態では、ガス等の気体や液体を封入材２０としてポンプ１９の駆動により加圧体１８を膨張させる構成を開示したが、例えば、図３に示すように、熱可塑性エラストマーからなる液状の封入材２０を封入し、ヒータ等の加熱体２２で封入材２０を加熱して液状を維持し、所定圧力（膨張）以上となった際に加熱体２２の加熱をオフして封入材２０を硬化させることで面圧を自発的に確保しても良い。この際、封入材２０は液状から硬化（ゴム状）した際の収縮率が小さいため、面圧低下を抑制して水密性を高く維持することができる。

さらに、封入材２０としては、例えば末端ウレタンシリコーン、シリコーン、現場発泡ポリウレタン、末端ウレタンＩＩＲ等を採用してもよい。この場合、封入材２０を加圧体１８に導入した後、該封入材が膨張、硬化する。即ち、加圧体１８は加圧体１８の膨張によって充填シール材１７によるスリーブ１３の内周壁１３ａ及び配管１４の外周壁１４ａへの圧接力を高くすることができるため、これによっても水密性を確保することが可能となる。

さらに、加圧体１８は、図４（Ａ）に示す円筒体の他、例えば、図４（Ｂ）に示す複数の円柱体、或いは、図４（Ｃ）に示すロール状等、特に限定されるものではないが、配管１４の軸線方向に沿って長く且つ同軸上に配置するのが面圧の均一性確保の観点から好ましい。さらに、円筒体（ロール状を含む）の加圧体１８の場合、内外二層以上とすることも可能である。

さらに、充填シール材１７は、図５に示すように、予め円筒体に形成したものを複数に分割（図示例は二分割）して配管１４を取り巻くように配置することも可能である。この場合、加圧体１８においても各分割されたもの単位で設けられている。

また、加圧体１８は、例えば、図６に示すように、配管１４の外周壁１４ａに巻き付けたものでも良い。

このように、本発明のシール構造は、充填シール材１７が貫通孔１２の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとの間に充填され、膨張により充填シール材１７による貫通孔１２の内周壁１３ａ及び配管１４の外周壁１４ａに対する面圧を高くする加圧体１８が充填シール材１７の内部に設けられていることにより、シール部に水圧が加わった際の水密性の低下を抑制することができる。

また、加圧体１８の表面には充填シール材１７と接着しない非接着剤が設けられていることにより、加圧体１８を容易に膨張させることができる。

さらに、加圧体１８は、配管１４の軸線方向に沿って長くかつ同軸上に配置されていることにより、充填シール材１７による貫通孔１２の内周壁１３ａ及び配管１４の外周壁１４ａに対する面圧を配管１４の軸線方向に沿って長く均一に確保することができる。

１１…壁面
１２…貫通孔
１３…スリーブ
１３ａ…内周壁（貫通孔の内周壁）
１４…配管
１５…閉塞部（屋外側）
１６…閉塞部）屋内側）
１７…充填シール材
１８…加圧体
１９…ポンプ
２０…封入材
２１…逆止弁
２２…加熱体

Claims (3)

1. 貫通孔が形成された壁部と、
   前記貫通孔に挿通される配管と、
   前記貫通孔の内周壁と前記配管の外周壁との間に設けられてこれら両者間の水密性を確保するシール部とを備え、
   前記シール部は、
   前記貫通孔の内周壁と前記配管の外周壁との間に充填された充填シール材と、
   前記充填シール材の内部に設けられて膨張により前記充填シール材による前記貫通孔の内周壁及び前記配管の外周壁に対する面圧を高くする加圧体と、
   を備えることを特徴とするシール構造。
2. 請求項１に記載のシール構造において、
   前記加圧体の表面には前記充填シール材と接着しない非接着剤が設けられている
   ことを特徴とするシール構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載のシール構造において、
   前記加圧体は、
   前記配管の軸線方向に沿って長くかつ同軸上に配置されている
   ことを特徴とするシール構造。

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