JP2013167323A - 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、屋外側の表面から屋内側の裏面に向かって貫通孔１２が形成された壁部と、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、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の屋内側の端面を固定する固定部材としての閉塞部１６と、閉塞部１６に固定されて充填シール材１７の屋外側からの外力によって屋内側の一部を少なくとも貫通孔１２の内周壁１３ａ又は配管１４の外周壁１４ａの何れか一方に移動させることでその一部付近と貫通孔１２の内周壁１３ａ及び配管１４の外周壁１４ａとの面圧を高くするテーパ部材１８と、を備える。
【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、水密性の確保を図るべく、例えば図８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、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９（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９（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、屋外側の表面から屋内側の裏面に向かって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屋内側の端面を固定する固定部材と、前記固定部材に固定されて前記充填シール材の屋外側からの外力によって屋内側の一部を少なくとも前記貫通孔の内周壁又は前記配管の外周壁の何れか一方に移動させることでその一部付近と前記貫通孔の内周壁及び前記配管の外周壁との面圧を高くするテーパ部材と、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前記配管の外周壁との間に充填され、固定部材が充填シール材の屋内側の端面を固定し、充填シール材の屋外側からの外力によって屋内側の一部を少なくとも貫通孔の内周壁又は配管の外周壁の何れか一方に移動させることでその一部付近と貫通孔の内周壁及び配管の外周壁との面圧を高くするテーパ部材が固定部材に固定されている。これにより、屋外側から水圧を充填シール材が受けると、その水圧によって充填シール材の屋内側の一部がテーパ部材に案内されて移動し、その一部の移動によって面圧が高くなる。

また、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、前記テーパ部材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、充填シール材と接着しない非接着剤がテーパ部材の表面に設けられていることにより、充填シール材の移動を容易に行うことができる。

さらに、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、前記テーパ部材は、屋内側から屋外側に向って断面が先細りでありかつ前記貫通孔の内周壁又は前記配管の外周壁の何れか一方に対面する傾斜面を備えていることを特徴とする。

本発明のシール構造によれば、テーパ部材が屋内側から屋外側に向って断面先細りとされるとともに貫通孔の内周壁又は配管の外周壁の何れか一方に対面する傾斜面が形成されていることにより、充填シール材を円滑に移動させることができる。

また、本発明のシール構造は、請求項３に記載のシール構造において、前記テーパ部材は、前記傾斜面に対して前記貫通孔の内周壁又は前記配管の外周壁の他方に位置してその他方に接する圧接面と、前記圧接面に設けられたシール用のリング部材と、を備えていることを特徴とする。

本発明のシール構造によれば、傾斜面に対して貫通孔の内周壁又は配管の外周壁の他方に位置する圧接面がその他方に接するとともに、シール用のリング部材が圧接面に設けられている。これにより、充填シール材を傾斜面で案内する際の荷重によって圧接面と他方との面圧が増すと同時にリング部材のシール性を向上することができる。

また、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、前記テーパ部材は、屋内側から屋外側に向って断面が先細りでありかつ前記貫通孔の内周壁と前記配管の外周壁とに対面する一対の傾斜面を備えていることを特徴とする。

本発明のシール構造によれば、テーパ部材が屋内側から屋外側に向って断面先細りとされるとともに貫通孔の内周壁と配管の外周壁とに対面する一対の傾斜面が形成されていることにより、充填シール材を貫通孔の内周壁と配管の外周壁との両方に移動させて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、請求項４に記載のシール構造において、前記テーパ部材の屋外側の先端は前記貫通孔の内周壁と前記配管の外周壁との間の中間に位置していることを特徴とする。

本発明のシール構造によれば、貫通孔の内周壁と配管の外周壁との間の中間にテーパ部材の屋外側の先端が位置していることにより、充填シール材を貫通孔の内周壁と配管の外周壁との両方に均等に移動させて面圧を均一に高くすることができる。

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変形例２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。 本発明の一実施形態に係る変形例５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要部の拡大断面図である。

図１に示おいて、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。

屋外側の閉塞部１５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。

屋内側の閉塞部１６は、環状のフレーム形状を呈しており、金属等によって構成されている。また、閉塞部１６は、アンカーボルト等によってスリーブ１３を貫通して壁部１１に固定されている。なお、スリーブ１３が壁部１１に固定されていることから、閉塞部１６はスリーブ１３に固定しても良い。閉塞部１６の屋外側には、環状で断面が三角形状のテーパ部材１８が設けられている。

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、テーパ部材１８は、ゴムやシリコン等の充填シール材１７よりも硬い材料から形成されており、先端が屋外側に向うほどに先細りの断面略正三角形又は二等辺三角形とされている。本実施の形態においては、テーパ部材１８は、その先端がスリーブ１３の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとの間の中間に位置しており、その内周壁１３ａと外周壁１４ａとにそれぞれ対面する一対の傾斜面１８ａ，１８ｂを備えている。さらに、テーパ部材１８の少なくとも傾斜面１８ａ，１８ｂ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おり、傾斜面１８ａ，１８ｂによる充填シール材１７のガイド性が確保されている。

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、閉塞部１５に加わる水圧によって充填シール材１７が屋外側から屋内側へと移動しようとする力を利用して、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、テーパ部材１８を配置した部位で、傾斜面１８ａ，１８ｂに充填シール材１７がスリーブ１３の内周壁１３ａ並びに配管１４の外周壁１４ａに向けて案内されて面圧が受動的に増している。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。

ところで、上記実施の形態では、断面略正三角形又は二等辺三角形のテーパ部材１８として開示したが、例えば、図３に示すように、その先端を端面とすることによって面圧を調整するように構成した傾斜面２８ａ，２８ｂを有するテーパ部材２８とても良いし、図４に示すように、傾斜面３８ａ，３８ｂを有するとともにスリーブ１３の内周壁１３ａ並びに配管１４の外周壁１４ａに当接する断面五角形としてシール性を確保したテーパ部材３８としても良い。この際、テーパ部材３８のスリーブ１３の内周壁１３ａ並びに配管１４の外周壁１４ａと当接する部位にＯリング等のシール用のリング部材１９を設けることができる。

さらに、図５に示すように、屋内側から屋外側に向って断面が先細りでありかつスリーブ１３の内周壁１３ａ又は配管１４の外周壁１４ａのうち、外周壁１４ａに対面する傾斜面４８ａを備えたテーパ部材４８としても良い。

この際、テーパ部材４８は、傾斜面４８ａに対して内周壁１３ａに接する圧接面４８ｂと、圧接面４８ｂに設けられたＯリング等のシール用のリング部材１９と、を設けることができる。これにより、テーパ部材４８は、傾斜面４８ａにより充填シール材１７を外周壁１４ａに向けて案内するとともに、その圧力によって圧接面４８ｂを内周壁１３ａに向けて圧接させる。したがって、テーパ部材４８は、傾斜面４８ａにより充填シール材１７による面圧を高く確保すると当時に、テーパ部材４８（圧接面４８ｂ）による面圧も同時に増大させることができる。また、これらの充填シール材１７及びテーパ部材４８の面圧を高くするには、図６に示すように、壁部１１の軸線方向に沿って長いテーパ部材５８をしても良い。なお、図７に示すように、傾斜面６８ａと、外周壁１４ａに接するＯリング等のシール用のリング部材１９を有する圧接面６８ｂとの関係を、傾斜面４８ａと圧接面４８ｂとは逆となるテーパ部材６８とすることも可能である。

このように、本発明のシール構造にあっては、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、閉塞部１６が充填シール材１７の屋内側の端面を固定し、充填シール材１７の屋外側からの外力によって屋内側の一部を少なくとも貫通孔１２の内周壁１３ａ又は配管１４の外周壁１４ａの何れか一方に移動させることでその一部付近と貫通孔１２の内周壁１３ａ及び配管１４の外周壁１４ａとの面圧を高くするテーパ部材１８が閉塞部１６に固定されている。これにより、屋外側から水圧を充填シール材１７が受けると、その水圧によって充填シール材１７の屋内側の一部がテーパ部材１８に案内されて移動し、その一部の移動によって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、テーパ部材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、充填シール材１７の移動を容易に行うことができる。

さらに、本発明のシール構造は、テーパ部材１８は、屋内側から屋外側に向って断面が先細りでありかつ貫通孔１２の内周壁１３ａ又は配管１４の外周壁１４ａの何れか一方に対面する傾斜面１８ａを備えている。したがって、テーパ部材１８が屋内側から屋外側に向って断面先細りとされるとともに貫通孔１２の内周壁１３ａ又は配管１４の外周壁１４ａの何れか一方に対面する傾斜面１８ａが形成されていることにより、充填シール材１７を円滑に移動させることができる。

また、本発明のシール構造は、テーパ部材１８は、傾斜面１８ａに対して貫通孔１２の内周壁１３ａ又は配管１４の外周壁１４ａの他方に位置してその他方に接する圧接面１８ｂと、圧接面１８ｂに設けられたシール用のリング部材１９と、を備えている。したがって、傾斜面１８ａに対して貫通孔１２の内周壁１３ａ又は配管１４の外周壁１４ａの他方に位置する圧接面１８ｂがその他方に接するとともに、シール用のリング部材１９が圧接面１８ｂに設けられていることにより、充填シール材１７を傾斜面１８ａで案内する際の荷重によって圧接面１８ｂと他方との面圧が増すと同時にリング部材１９のシール性を向上することができる。

また、本発明のシール構造は、テーパ部材１８は、屋内側から屋外側に向って断面が先細りでありかつ貫通孔１２の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとに対面する一対の傾斜面１８ａを備えている。したがって、テーパ部材１８が屋内側から屋外側に向って断面先細りとされるとともに貫通孔１２の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとに対面する一対の傾斜面１８ａが形成されていることにより、充填シール材１７を貫通孔１２の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとの両方に移動させて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、テーパ部材１８の屋外側の先端は貫通孔１２の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとの間の中間に位置している。したがって、貫通孔１２の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとの間の中間にテーパ部材１８の屋外側の先端が位置していることにより、充填シール材１７を貫通孔１２の内周壁１３ａと配管１４の外周壁１４ａとの両方に均等に移動させて面圧を均一に高くすることができる。

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…テーパ部材
１８ａ…傾斜面
１８ｂ…傾斜面
１９…リング部材

Claims (6)

1. 屋外側の表面から屋内側の裏面に向かって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屋内側の端面を固定する固定部材と、
   前記固定部材に固定されて前記充填シール材の屋外側からの外力によって屋内側の一部を少なくとも前記貫通孔の内周壁又は前記配管の外周壁の何れか一方に移動させることでその一部付近と前記貫通孔の内周壁及び前記配管の外周壁との面圧を高くするテーパ部材と、
   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、
   前記テーパ部材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、
   前記テーパ部材は、
   屋内側から屋外側に向って断面が先細りでありかつ前記貫通孔の内周壁又は前記配管の外周壁の何れか一方に対面する傾斜面を備えている
   ことを特徴とするシール構造。
4. 請求項３に記載のシール構造において、
   前記テーパ部材は、
   前記傾斜面に対して前記貫通孔の内周壁又は前記配管の外周壁の他方に位置してその他方に接する圧接面と、
   前記圧接面に設けられたシール用のリング部材と、
   を備えていることを特徴とするシール構造。
5. 請求項１又は請求項２に記載のシール構造において、
   前記テーパ部材は、
   屋内側から屋外側に向って断面が先細りでありかつ前記貫通孔の内周壁と前記配管の外周壁とに対面する一対の傾斜面を備えている
   ことを特徴とするシール構造。
6. 請求項５に記載のシール構造において、
   前記テーパ部材の屋外側の先端は前記貫通孔の内周壁と前記配管の外周壁との間の中間に位置している
   ことを特徴とするシール構造。

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