JP2013160364A - 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、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、一対の閉塞部１５，１６が充填シール材１７の表面に設けられ、拘束部１８が一対の閉塞部１５，１６を互いに近接する方向に拘束する。拘束部１８は、例えば、充填シール材１７に発泡材を用いた場合、その発泡材が硬化した後に一対の閉塞部１５，１６を配置した上で、一対の閉塞部１５，１６が互いに近接する方向に拘束する。
【選択図】図１

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、図７に示すように、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、スリーブ３の内周壁３ａを実質的な貫通孔２の内周壁として配管４を挿通した構成におけるシール構造が提案されている。即ち、このシール構造では、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一対の閉塞部５，６を設けるとともに、この一対の閉塞部５，６によって画成される空間に充填シール材７を充填することとしている。

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、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係るシール構造は、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表面に設けられた一対の閉塞部と、前記一対の閉塞部を互いに近接する方向に拘束する拘束部と、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、一対の閉塞部が充填シール材の表面に設けられ、拘束部が一対の閉塞部を互いに近接する方向に拘束する。拘束部は、例えば、充填シール材に発泡材を用いた場合、その発泡材が硬化した後に一対の閉塞部を配置したうえで、一対の閉塞部が互いに近接する方向に拘束する。これにより、貫通孔の内周壁及び配管の外周壁に対する充填シール材の面圧を高くすることができ、貫通孔の内周壁及び配管の外周壁の密着性が維持されることにより、水密性の低下を抑制することができる。

また、本発明に係るシール構造は、上記のシール構造において、前記拘束部は、前記貫通孔の両端を閉塞する当板部材と、前記当板部材を貫通して先端が前記閉塞部に当接することで該閉塞部を押圧可能な調整部材と、を備えることが好ましい。

これにより、充填シール材を充填した後に調整部材により閉塞部を押圧することで、一対の閉塞部材は互いに近接させられる。したがって、一対の閉塞部材の内側の充填シール材による貫通孔の内周壁への面圧を高くすることができる。

さらに、本発明のシール構造は、上記のシール構造において、前記当板部材は前記壁部の両面に当接することで該壁部の両面に固定されていることが好ましい。

これによって、当板部材の存在により貫通孔内への水の浸入を確実に抑制するとともに、調整部材による押圧力を閉塞部に対して確実に伝達することができる。

また、本発明のシール構造は、上記のシール構造において、前記貫通孔の屋外側開放端と屋内側開放端のうち少なくとも前記屋外側開放端の開口周壁面には、内方に向かうほど小径となるテーパ面部が形成されていることが好ましい。

これにより、内方に向かうほど小径となるテーパ面部が貫通孔の屋外側開放端と側開放端のうち少なくとも屋外側開放端の開口周壁面に形成されていることにより、閉塞部を互いに近接させるだけで当板部材を開口周壁面のテーパ面部に押し付けることができる。これによって閉塞部とテーパ面部との面圧を高くすることができるため、水密性を容易に確保することが可能となる。

さらに、本発明のシール構造は、上記のシール構造において、前記当板部材は前記貫通孔の内部で前記閉塞部と当接し、前記調整部材は前記当板部材から両端が突出するように前記充填シール材を貫通するシャフト部を備えていることを特徴とする。

このように、当板部材が貫通孔の内部で閉塞部と当接され、調整部材は当板部材から両端が突出するように充填シール材を貫通するシャフト部を備えていることにより、当板部材を互いに近接させることで閉塞部を同時に近接させることができる。

また、本発明のシール構造は、上記のシール構造において、前記充填シール材の内部に前記充填シール材の保形性を高くする補強部材が設けられていることが好ましい。

これにより、配管が水没した際の外力となる水圧に対する耐久性（保形性）を確保することができる。

本発明のシール構造は、拘束部が一対の閉塞部を互いに近接する方向に拘束することで、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採用した面圧を高くする前の建屋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変形例２のシール構造を示し、（Ａ）は建屋要部の断面図、（Ｂ）は補強部材の応用例の断面図である。 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。 本発明の一実施形態に係る変形例４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に係るシール構造を採用した面圧を高くする前の建屋要部の断面図である。

図１において、建屋等の外壁を構成する壁部１１には該壁部１１を水平方向に貫通する貫通孔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された充填シール材１７が設けられている。

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。

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、貫通孔１２の両端には、一対の閉塞部１５，１６を互いに近接する方向に拘束する拘束部１８が設けられている。
本実施の形態においては、拘束部１８は、貫通孔１２の両端を閉塞するように壁部１１の両面にそれぞれ固定された金属製の円板等からなる当板部材１９，２０と、当板部材１９に貫通状態で支持されるとともにその先端が閉塞部１５，１６に当接する複数のジャッキボルト２１と、を備えている。

当板部材１９，２０は、図示を略するアンカーボルト等によって壁部１１に固定されている。ジャッキボルト２１は、その先端が閉塞部１５，１６に突き当たっており、外部に突出している端部を操作することで当板部材１９，２０に対して進退移動する。
即ち、ジャッキボルト２１は、その外周面に形成された雄ネジが当板部材１９，２０に形成された雌ネジ孔に螺合されており、これによってジャッキボルト２１をその軸線回りに回転させることで、ジャッキボルト２１が当板部材１９，２０に対して相対移動可能に構成されている。

したがって、充填シール材１７を充填した後にジャッキボルト２１により閉塞部１５，１６を互いに近接させることで貫通孔１２の内周壁１２ａ及び配管１４の外周壁１４ａに対する充填シール材１７の面圧を高くすることができる。即ち、閉塞部１５，１６がジャッキボルト２１によって押圧されることで、これら閉塞部１５，１６が互いに近接する方向に拘束される。この際、ジャッキボルト２１による押圧力又は拘束力が充填シール材１７に作用し、当該力の方向に行き場をなくした充填シール材１７が貫通孔１２の径方向に移動しようとする。これによって、充填シール材１７の面圧を高くすることができる。

上記の構成において、充填シール材１７に発泡材を用いた場合、その発泡材が硬化した後に一対の閉塞部１５，１６を配置した上で、一対の閉塞部１５，１６が互いに近接する方向に拘束部１８が拘束する。具体的には、その発泡材が硬化した後に一対の閉塞部１５，１６を配置したうえで、一対の閉塞部１５，１６が互いに近接する方向にジャッキボルト２１の先端が貫通孔１２の挿入方向に進出させることで貫通孔１２の内周壁１２ａ及び配管１４の外周壁１４ａに対する充填シール材１７の面圧を高くすることができ、貫通孔１２の内周壁１２ａ及び配管１４の外周壁１４ａの密着性が維持されることにより、水密性の低下を抑制することができる。

ところで、上記実施の形態では、当板部材１９，２０に単なる金属製の円板等を用い、貫通孔１２を閉成するように壁部１１の表面に固定したもので開示したが、例えば、図３に示すように、スリーブ１３の両端の開口周端面に、貫通孔１２の内側に向かうほどに小径となるテーパ面部１３ｂを形成した構成であってもよい。

この構成では、当板部材１９，２０の周端面を設置状態で貫通孔１２の内側に向かうほどに小径となるテーパ面部１９ａ，２０ａを形成し、当板部材１９，２０を互いに近接させることで閉塞部１５，１６を互いに近接させると同時にテーパ面部１３ｂとテーパ面部１９ａ又はテーパ面部２０ａとの密着性を高くすることとしている。

なお、この際、当板部材１９，２０は、互いに同時に近接するように構成することが好ましいことから、例えば、配管１４の軸線方向に沿う螺子シャフト２２で充填シール材１７を貫通させ、その一端は当板部材２０に形成された受孔２０ｂに回転可能かつ向け止め状態で支持させ、その他端は当板部材１９から突出してナット２３を螺合させる。これにより、ナット２３の締め付けにより当板部材１９，２０を互いに同期して近接させることができる。

また、図４（Ａ）に示すように、充填シール材１７の内部において、スリーブ１３の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとに一端が当接（又は一体化）して断面千鳥状に他端が接近する外周側突出部２４と内周側突出部２５とを設けた構成であってもよい。これら外周側突出部２４と内周側突出部２５は、それぞれ周方向に間隔をあけて複数が設けられていてもよいし、周方向全域に環状に設けられていてもよい。
この場合、充填シール部材１７が配管１４の軸線方向に沿う変位を規制し、水圧等の外力に対する充填シール材１７の変形を抑制することができる。

なお、例えば図４（Ｂ）に示すように、外周側突出部２４おける内周側突出部２５における配管１４の外周壁１４ａ又はスリーブ１３の内周壁１３ａへの固定側に、テーパ角部２４ａ，２５ａを設けてもよい。これによって、外周側突出部２４及び内周側突出部２５における上記固定側の角部にも充填シール材１７を密着し易くなるため、より面圧を高くすることができる。

また、同様に、図５に示すように充填シール材１７の内部において、網目状のフィラー部材２６によって補強するなど、その補強構造は特に限定されるものではない。

さらに、図６に示すように、充填シール材１７の内部をダム材２７で複数に区画することで補強することも可能である。なお、ダム材２７には、充填シール材１７を貫通孔１２に充填する際に互いの連通を可能するように多孔板状としても良いし、両端の閉塞部１５，１６と同様に、充填と閉塞とを交互に繰り返しても良い。また、この構成を採用した場合には、当板部材１９，２０は貫通孔１２の内部で互いに近接可能とするのが好ましいことから、両端にナット２３を設けた螺子シャフト２２を用いる。

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１２ａと配管１４の外周壁１４ａとの間に充填され、一対の閉塞部１５，１６が充填シール材１７の表面に設けられ、拘束部１８が一対の閉塞部１５，１６を互いに近接する方向に拘束する。
拘束部１８は、例えば、充填シール材１７に発泡材を用いた場合、その発泡材が硬化した後に一対の閉塞部１５，１６を配置した上で、一対の閉塞部１５，１６が互いに近接する方向に拘束する。これにより、貫通孔１２の内周壁１２ａ及び配管１４の外周壁１４ａに対する充填シール材１７の面圧を高くすることができ、貫通孔１２の内周壁１２ａ及び配管１４の外周壁１４ａの密着性が維持されることにより、水密性の低下を抑制することができる。

また、本発明のシール構造は、当板部材１９，２０が貫通孔１２の両端を閉成し、ジャッキボルト２１が当板部材１９，２０を貫通するとともにその先端が閉塞部１５，１６に当接し、充填シール材１７を充填した後にジャッキボルト２１により閉塞部１５，１６を互いに近接させることで貫通孔１２の内周壁１２ａ及び配管１４の外周壁１４ａに対する充填シール材１７の面圧を高くすることができる。

また、本発明のシール構造は、当板部材１９，２０が貫通孔１２の両端を閉成するように壁部１１の両面に当接していることにより、当板部材１９，２０によって貫通孔１２を閉成することができ、貫通孔１２への水の浸入を抑制することができる。

また、本発明のシール構造は、内方に向かうほど小径となるテーパ面部１３ｂが貫通孔１２の屋外側開放端と側開放端のうち少なくとも屋外側開放端の開口周壁部１１に形成されていることにより、閉塞部１５，１６を互いに近接させるだけで当板部材１９を開口に押し付けることができ、水密性を容易に確保することができる。

また、本発明のシール構造は、当板部材１９，２０が貫通孔１２の内部で閉塞部１５，１６と当接され、当板部材１９，２０から両端が突出するように充填シール材１７を貫通する螺子シャフト２２を備えていることにより、当板部材１９，２０を互いに近接させることで閉塞部１５，１６を同時に近接させることができる。

さらに、本発明のシール構造は、充填シール材１７の保形性を高くする補強部材としてのフランジ２４，２５、フィラー部材２６、ダム材２７が充填シール材１７の内部に設けられていることにより、配管１４が水没した際の外力となる水圧に対する耐久性（保形性）を確保することができる。

１１…壁部
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…拘束部
１９…当板部材（屋外側）
２０…当板部材（屋内側）
２１…ジャッキボルト（調整部材）

Claims (6)

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表面に設けられた一対の閉塞部と、
   前記一対の閉塞部を互いに近接する方向に拘束する拘束部と、
   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、
   前記拘束部は、
   前記貫通孔の両端を閉塞する当板部材と、
   前記当板部材を貫通して先端が前記閉塞部に当接することで該閉塞部を押圧可能な調整部材と、
   を備えることを特徴とするシール構造。
3. 請求項２に記載のシール構造において、
   前記当板部材は前記壁部の両面に当接することで該壁部の両面に固定されていることを特徴とするシール構造。
4. 請求項２に記載のシール構造において、
   前記貫通孔の屋外側開放端と屋内側開放端のうち少なくとも前記屋外側開放端の開口周壁面には、内方に向かうほど小径となるテーパ面部が形成されている
   ことを特徴とするシール構造。
5. 請求項２に記載のシール構造において、
   前記当板部材は前記貫通孔の内部で前記閉塞部と当接し、
   前記調整部材は前記当板部材から両端が突出するように前記充填シール材を貫通するシャフト部を備えている
   ことを特徴とするシール構造。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか１項記載のシール構造において、
   前記充填シール材の内部に前記充填シール材の保形性を高くする補強部材が設けられている
   ことを特徴とするシール構造。

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