JP2016211668A - シール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間をシールするシール装置において、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間の水密性をばらつきなく安定的に確保する。
【解決手段】外壁１０に形成された貫通孔１１の内周面１１ａと、直管部１６の外周面１６ａとの間をシールするシール装置１である。リング状のゴムパッキン２と、ゴムパッキン２の軸方向両端部に配置される第１および第２リングプレート３，４と、ゴムパッキン２を軸方向に貫通して第１および第２リングプレート３，４を連結するボルト５とを備えている。ゴムパッキン２の内周面２ｂには、直管部１６の外周面１６ａに形成された雄ねじ１９に螺合する雌ねじ８が形成されている。ゴムパッキン２の雌ねじ８を直管部１６の雄ねじ１９に螺合させて、ボルト５を締め付けることにより、ゴムパッキン２が径方向に膨張して貫通孔１１の内周面１１ａおよび直管部１６の外周面１６ａに密着する。
【選択図】図５

Description

本発明は、壁構造物に形成された貫通孔の内周面と、当該貫通孔に挿入された貫通部材の外周面との間をシールするシール装置に関するものである。

従来から、例えば屋内の器具と屋外の器具とを接続するといったように、壁構造物を挟んで内外の器具を接続する場合には、壁構造物に貫通孔を形成し、内外の器具を接続する貫通部材（例えば、配管、継手部材、電線等）を、かかる貫通孔に挿入する手法が広く採用されている。

このような手法では、壁構造物に対する貫通部材の固定と、貫通部材を挿入した後の貫通孔の目隠しとが必要になるところ、例えば、貫通部材の外周面にねじ溝を形成し、当該ねじ溝に進退可能に螺合する２枚のリング部材によって壁構造物を挟み込むことで、貫通部材の固定と貫通孔の目隠しとを同時に行うことが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−２６６０６７号公報

ところで、上記のような貫通部材のねじ溝に螺合するリング部材を用いる構成（以下、従来構成ともいう）において、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間の水密性を確保する方法としては、シリコンシーラントなどの液状からゴム状弾性体に硬化する止水材を用いる方法が一般的である。この方法では、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間の空間に液状止水材を充填して硬化させ、硬化したゴム状弾性体が貫通孔の内周面と貫通部材の外周面とに密着することにより、水密性が発揮される。

しかしながら、液状止水材を充填硬化させてゴム状弾性体を形成する作業は、作業者の熟練度に依るところが大きく、作業者によって施工品質にばらつきが生じ易い作業であるため、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間の水密性を安定的に確保することが難しいという問題がある。

そこで、例えば、外周面にねじ溝が形成されていない配管において汎用される、図７（ａ）に示すようなシール装置１０１を用いることが考えられる。このシール装置１０１は、図７（ａ）に示すように、リング状のゴムパッキン１０２と、このゴムパッキン１０２の軸方向両端部に設けられた一対のリングプレート１０３，１０４と、このゴムパッキン１０２を軸方向に貫通して一対のリングプレート１０３，１０４を連結するボルト１０５と、を備えている。そうして、このシール装置１０１では、ボルト１０５を締め込むことで、一対のリングプレート１０３，１０４によってゴムパッキン１０２が軸方向に圧縮され、これにより、当該ゴムパッキン１０２が径方向に膨張するようになっている。それ故、このシール装置１０１を外嵌した貫通部材１１３を、壁構造物１１０に形成された貫通孔１１１に挿入し、ボルト１０５を締め込めば、径方向に膨張したゴムパッキン１０２が貫通孔１１１の内周面と貫通部材１１３の外周面とに密着することから、これらの間の水密性が確保されることになる。

しかしながら、外周面にねじ溝１１９が形成された貫通部材１１６にこのシール装置１０１を適用しても、図７（ｂ）に示すように、径方向に膨張したゴムパッキン１０２によって、細かく密に形成されたねじ溝１１９を埋めることは困難である。そうして、この場合には、ゴムパッキン１０２によって囲まれたねじ溝１１９が螺旋状の水道（みずみち）を形成するため、この水道を通じて、壁構造物１１０の外から内へ（または内から外へ）水が浸入するおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間をシールするシール装置において、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間の水密性をばらつきなく安定的に確保する技術を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係るシール装置では、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間に配置されるリング状の弾性部材の内周面の形状を、貫通部材の外周面に形成されたねじ溝を埋めるような形状に形成している。

具体的には、本発明は、壁構造物に形成された断面円形の貫通孔の内周面と、当該貫通孔に挿入される貫通部材におけるねじ溝が形成された断面円形の外周面との間をシールするシール装置を対象としている。

そして、このシール装置は、上記貫通孔の内周面と上記貫通部材の外周面との間に挿入されるリング状の弾性部材と、上記弾性部材の軸方向両端部に配置される一対のリングプレートと、上記弾性部材を軸方向に貫通して上記一対のリングプレートを連結する締結部材と、を備え、上記弾性部材の内周面には、上記貫通部材のねじ溝に螺合するねじ溝が形成されており、上記弾性部材のねじ溝を上記貫通部材のねじ溝に螺合させた状態で、上記締結部材を締め付けることにより、上記弾性部材が径方向に膨張して上記貫通孔の内周面および上記貫通部材の外周面に密着することを特徴とするものである。

この構成によれば、弾性部材のねじ溝を貫通部材のねじ溝に螺合させて、シール装置を貫通部材に外嵌した状態で貫通部材を貫通孔に挿入し、締結部材を締め付けると、一対のリングプレートを介して弾性部材が軸方向に圧縮され、これにより、径方向に膨張した弾性部材が貫通孔の内周面および貫通部材の外周面に押し付けられる。このとき、弾性部材の外周側では、貫通孔の内周面と、押し付けられた弾性部材の外周面とが密着することにより、水密性が発揮される。一方、弾性部材の内周側では、弾性部材のねじ溝と貫通部材のねじ溝とが螺合していることで元々密着している上に、弾性部材の内周面が押し付けられることで、弾性部材のねじ溝と貫通部材のねじ溝とがより一層密着することから、高い水密性が発揮される。

しかも、弾性部材のねじ溝を貫通部材のねじ溝に螺合させて締結部材を締め付けるという簡単な作業で、弾性部材を貫通孔の内周面および貫通部材の外周面に密着させることが可能となることから、作業者の熟練度に左右されないので、水密性をばらつきなく安定的に確保することができる。

また、上記シール装置では、上記締結部材は、上記弾性部材に形成されたボルト挿入孔に挿入されるとともに、上記一対のリングプレートの一つに形成された雌ねじ穴に螺合するボルトであり、当該ボルト挿入孔に挿入される部位の一部の外周面に、ねじ溝が形成されていないことが好ましい。

この構成によれば、ボルトにおける弾性部材のボルト挿入孔に挿入される部位の一部に、外周面にねじ溝が形成されていない部位が存することから、ボルトを締め付けることで弾性部材が径方向に膨張した際、ねじ溝が形成されていない部位とボルト挿入孔の孔壁とが密着することになる。これにより、仮にボルトのねじ溝とボルト挿入孔の孔壁との間に水道（みずみち）が形成されても、ねじ溝が形成されていない部位によって水道が遮断されるので、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間の水密性を確保することができる。

以上、説明したように本発明に係るシール装置によれば、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間の水密性をばらつきなく安定的に確保することができる。

本発明の実施形態に係るシール装置が適用された管継手を模式的に示す図である。 シール装置を模式的に示す図であり、同図（ａ）は斜視図であり、同図（ｂ）は分解斜視図である。 図１の部分拡大図である。 ボルトを締め込む状態を模式的に説明する斜視図である。 シール装置の作用を模式的に説明する図である。 シール装置の施工手順を模式的に示す図である。 従来のシール装置を模式的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係るシール装置１が適用された管継手１２を模式的に示す図である。なお、図１では、図を見易くするために、シール装置１および外壁１０を断面図で表している。シール装置１の説明に先立ち、管継手１２について簡単に説明する。

−管継手−
管継手１２は、壁構造物を挟んで屋内の器具と屋外の器具とを接続するものであり、本実施形態では、戸建住宅の外壁１０を挟んで屋内の水栓器具（図示せず）と屋外の給湯器（図示せず）とを接続している。この管継手１２は、図１に示すように、継手本体１３と、第１取付リング１４と、第２取付リング１５と、を備えている。継手本体１３は、直管部（貫通部材）１６と、エルボ部１７と、ワンタッチ継手部１８と、を有している。

継手本体１３は、図１に示すように、外壁（壁構造物）１０に形成された断面円形の貫通孔１１に直管部１６が挿入された状態で、第１取付リング１４と第２取付リング１５とによって外壁１０を挟むことで、外壁１０に固定されるようになっている。そうして、屋外の給湯器との接続配管（図示せず）が直管部１６の先端に接続されるとともに、屋内の水栓器具との接続配管（図示せず）がワンタッチ継手部１８に挿入されることで、水栓器具と給湯器とが繋がれるようになっている。

直管部１６は、断面円形の外周面を有しているとともに、その長さが、継手本体１３が固定される外壁１０の厚みより長くなっている。この直管部１６の外周面には、その略全長に亘って雄ねじ（ねじ溝）１９が形成されている。

第１取付リング１４の内周面には、直管部１６の雄ねじ１９に螺合する雌ねじ（図示せず）が形成されている。これにより、第１取付リング１４は、雌ねじと直管部１６の雄ねじ１９とを螺合させて回転させることで、直管部１６の長手方向に進退可能となっている。また、第１取付リング１４は、管継手１２が固定された状態で外壁１０の内面に当接する鍔部１４ａを有しており、かかる鍔部１４ａには両面粘着テープ（図示せず）によって仮固定用粘着層２０が取り付けられている。

第２取付リング１５の内周面には、直管部１６の雄ねじ１９に螺合する雌ねじ（図示せず）が形成されている。これにより、第２取付リング１５は、雌ねじと直管部１６の雄ねじ１９とを螺合させて回転させることで、直管部１６の長手方向に進退可能となっている。また、第２取付リング１５は、管継手１２が固定された状態で外壁１０の外面に当接する鍔部１５ａを有している。

以上のように構成された管継手１２を外壁１０に取り付ける際には、先ず、第２取付リング１５を継手本体１３から取り外した状態で、継手本体１３に対して第１取付リング１４を回転させて位置合わせをした後、鍔部１４ａが外壁１０の内面に当接するまで、直管部１６を外壁１０の貫通孔１１に挿通する。そうして、鍔部１５ａが外壁１０の外面に当接するまで、第２取付リング１５の雌ネジを直管部１６の雄ねじ１９にねじ込むことで、継手本体１３が外壁１０に挟着固定される。このように、管継手１２は、直管部１６に形成された雄ねじ１９に進退可能に螺合する第１取付リング１４と第２取付リング１５とによって外壁１０を挟むことで外壁１０に固定されることから、第１および第２取付リング１４，１５の位置を調整することで、戸建住宅における多様な厚さの外壁１０に対応可能となっている。

−シール装置−
上記管継手１２では、第１および第２取付リング１４，１５によって継手本体１３の固定および貫通孔１１の目隠しが行われるが、このままでは、第２取付リング１５側から貫通孔１１に浸入した雨水等が屋内に漏れ出すおそれや、例えばワンタッチ継手部１８が浴槽に接続されている場合に、第１取付リング１４側から貫通孔１１に浸入した湯水等が屋外に漏れ出すおそれがある。

そこで、本実施形態では、図１に示すように、外壁１０に形成された貫通孔１１の内周面１１ａと、貫通孔１１に挿入される直管部１６における雄ねじ１９が形成された外周面１６ａとの間を、シール装置１を用いてシールするようにしている。

図２は、シール装置１を模式的に示す図であり、同図（ａ）は斜視図であり、同図（ｂ）は分解斜視図である。図３は、図１の部分拡大図である。シール装置１は、図２（ｂ）に示すように、ゴムパッキン２と、一対の金属製の第１および第２リングプレート３，４と、４本のボルト５と、を備えたシンプルな構成となっている。

ゴムパッキン（弾性部材）２は、リング状に形成されていて、外壁１０の貫通孔１１の内径よりも若干小さい外径を有する一方、管継手１２の直管部１６を挿入可能な大きさの内径を有している。それ故、ゴムパッキン２は、貫通孔１１の内周面１１ａと直管部１６の外周面１６ａとの間の空間Ｓに挿入可能となっている。このゴムパッキン２の内周面２ｂには、直管部１６の雄ねじ１９と螺合する雌ねじ（ねじ溝）８が形成されている。それ故、ゴムパッキン２は、雌ねじ８と直管部１６の雄ねじ１９とを螺合させて回転させることで、直管部１６の長手方向に進退可能となっている。また、このゴムパッキン２には、軸方向に延びるボルト挿通孔２ｃが周方向に９０°ピッチで４つ形成されている。

第１リングプレート３は、図２（ａ）および図３に示すように、ゴムパッキン２の軸方向一方端に配置されている。この第１リングプレート３は、ゴムパッキン２の外径よりも若干（例えば２ｍｍ程度）小さい外径を有する一方、ゴムパッキン２の内径よりも若干（例えば２ｍｍ程度）大きい内径を有している。それ故、仮に貫通孔１１の内径や直管部１６の外径に寸法誤差があっても、ゴムパッキン２を空間Ｓに挿入した際に、金属製の第１リングプレート３が貫通孔１１や直管部１６と干渉しないようになっている。また、この第１リングプレート３には、ゴムパッキン２のボルト挿通孔２ｃに対応して、周方向に９０°ピッチで４つの貫通穴３ａが形成されている。

第２リングプレート４は、図２（ａ）および図３に示すように、ゴムパッキン２の軸方向他方端に配置されている。つまり、本実施形態のシール装置１では、軸方向両端部に設けられた一対のリングプレート３，４によって、ゴムパッキン２が挟まれる構造となっている。この第２リングプレート４は、ゴムパッキン２の外径よりも若干（例えば２ｍｍ程度）小さい外径を有する一方、ゴムパッキン２の内径よりも若干（例えば２ｍｍ程度）大きい内径を有している。それ故、仮に貫通孔１１の内径や直管部１６の外径に寸法誤差があっても、ゴムパッキン２を空間Ｓに挿入した際に、金属製の第２リングプレート４が貫通孔１１や直管部１６と干渉しないようになっている。また、この第２リングプレート４にも、ゴムパッキン２のボルト挿通孔２ｃに対応して、周方向に９０°ピッチで４つの貫通穴４ａが形成されている。もっとも、貫通穴４ａは、貫通穴３ａとは異なり、ボルト５の雄ねじ７ｃと螺合する雌ねじ９が形成された雌ねじ穴となっている。

ボルト（締結部材）５は、ゴムパッキン２を軸方向に貫通して第１および第２リングプレート３，４を連結するものである。ボルト５は、貫通穴３ａの穴径よりも大きな外径を有する頭部６と、貫通穴３ａ、ボルト挿通孔２ｃおよび貫通穴４ａに挿通可能な軸部７とを有している。頭部６は、例えば六角レンチ２１（図４参照）を嵌めることが可能なレンチ穴６ａを有している。軸部７は、外周面に雄ねじ７ｃが形成された先端部７ａと、外周面に凹凸のない基端部７ｂとで構成されている。

そうして、シール装置１は、図２（ａ）および図３に示すように、貫通穴３ａ、ボルト挿通孔２ｃおよび貫通穴４ａの芯が一致するように、第１および第２リングプレート３，４でゴムパッキン２を軸方向に挟み、第１リングプレート３側から貫通穴３ａ、ボルト挿通孔２ｃおよび貫通穴４ａの順に挿入したボルト５の先端部７ａの雄ねじ７ｃを、貫通穴４ａの雌ねじ９に螺合することで、全体としてリング状に形成される。

図４は、ボルト５を締め込む状態を模式的に説明する斜視図であり、図５は、シール装置１の作用を模式的に説明する図である。以上のように構成されたシール装置１は、ゴムパッキン２の雌ねじ８と直管部１６の雄ねじ１９とを螺合させることで、継手本体１３に取り付けられ、直管部１６と共に外壁１０の貫通孔１１に挿入される。そうして、シール装置１を貫通孔１１に挿入した状態で、図４に示すように、ボルト５の頭部６のレンチ穴６ａに屋外から嵌められた六角レンチ２１を用いて、ボルト５を締め込むことで、図５の黒塗り矢印で示すように第１リングプレート３と第２リングプレート４とが接近し、これにより、ゴムパッキン２が軸方向に圧縮されることになる。このように、軸方向に圧縮されたゴムパッキン２は図５の白抜き矢印で示すように径方向に膨張し、膨張したゴムパッキン２の外周面２ａおよび内周面２ｂがそれぞれ貫通孔１１の内周面１１ａおよび直管部１６の外周面１６ａに押し付けられることになる。

このとき、ゴムパッキン２の外周側では、貫通孔１１の内周面１１ａとゴムパッキン２の外周面２ａとが密着することにより、水密性が発揮される。一方、ゴムパッキン２の内周側では、ゴムパッキン２の雌ねじ８と直管部１６の雄ねじ１９とが螺合していることで元々密着している上に、ゴムパッキン２の内周面２ｂが押し付けられることで、ゴムパッキン２の雌ねじ８と直管部１６の雄ねじ１９とがより一層密着することから、高い水密性が発揮される。

加えて、ボルト５の基端部７ｂには外周面に凹凸がないことから、換言すると、ボルト５におけるボルト挿通孔２ｃに挿入される部位の一部の外周面に雄ねじ７ｃが形成されていない部位が存することから、ボルト５を締め込むことでゴムパッキン２が径方向に膨張した際、かかる雄ねじ７ｃが形成されていない部位とボルト挿通孔２ｃの孔壁とが密着することになる。これにより、仮にボルト５の雄ねじ７ｃとボルト挿通孔２ｃの孔壁との間に水道（みずみち）が形成されても、かかる水道が遮断されるので、貫通孔１１の内周面１１ａと直管部１６の外周面１６ａとの間の水密性を確保することができる。

しかも、ゴムパッキン２の雌ねじ８を直管部１６の雄ねじ１９に螺合させてボルト５を締め込むという簡単な作業で、ゴムパッキン２を貫通孔１１の内周面１１ａおよび直管部１６の外周面１６ａに密着させることが可能となることから、作業者の熟練度に左右されないので、水密性をばらつきなく安定的に確保することができる。

実際に、貫通孔１１の内周面１１ａと直管部１６の外周面１６ａとの間を、従来のシリコンシーラント等のコーキング剤を用いてシールした場合と、シール装置１を用いてシールした場合とで、耐水圧性能を比較する実験を行ったところ、コーキング剤を用いた場合には１００（ｍｍＡｑ）であった耐水圧性能が、シール装置１を用いた場合には１０００（ｍｍＡｑ）以上に向上することが確認された。

−施工手順−
次に、シール装置１の施工手順について図６を参照しながら説明する。

先ず、図６（ａ）に示すように、第２取付リング１５を継手本体１３から取り外し、且つ、継手本体１３に対する第１取付リング１４の位置合わせが完了した状態で、ゴムパッキン２の雌ねじ８と直管部１６の雄ねじ１９とを螺合させることで、シール装置１を継手本体１３に取り付ける。そうして、ゴムパッキン２の雌ねじ８と直管部１６の雄ねじ１９とが螺合した状態で、シール装置１を継手本体１３に対して回転させることで、図６（ａ）の白抜き矢印で示すように、シール装置１を直管部１６の軸方向に進退させて位置合わせを行う。

シール装置１の位置合わせが完了した後、図６（ｂ）に示すように、管継手１２の鍔部１４ａが外壁１０の内面に当接するまで、シール装置１を直管部１６と共に屋内から外壁１０の貫通孔１１に挿入する。この状態では、シール装置１および継手本体１３は、鍔部１４ａに取り付けられた仮固定用粘着層２０によって外壁１０に仮固定される。

次いで、図６（ｃ）に示すように、六角レンチ２１をボルト５の頭部６のレンチ穴６ａに屋外から嵌め、当該六角レンチ２１を用いてボルト５を締め込む。これにより、軸方向に圧縮されたゴムパッキン２が、図６（ｃ）の白抜き矢印で示すように径方向に膨張し、膨張したゴムパッキン２の外周面２ａおよび内周面２ｂがそれぞれ貫通孔１１の内周面１１ａおよび直管部１６の外周面１６ａに押し付けられる。

次いで、図６（ｄ）に示すように、鍔部１５ａが外壁１０の外面に当接するまで、第２取付リング１５の雌ねじを直管部１６の雄ねじ１９にねじ込むことで、シール装置１および管継手１２が外壁１０に固定される。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記実施形態では、管継手１２に本発明を適用したが、壁構造物に形成された断面円形の貫通孔に挿入される断面円形の貫通部材であれば、これに限らず、例えば配管、電線、ケーブル管等に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、第２リングプレート４の貫通穴４ａに雌ねじ９を形成したが、これに限らず、例えば第２リングプレート４の貫通穴４ａに雌ねじ９を形成することなく第２リングプレート４における貫通穴４ａの周縁部にナット（図示せず）を溶接するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、第１リングプレート３と第２リングプレート４とを接続するボルト５を４本としたが、これに限らず、例えば５本以上のボルト５を用いて第１リングプレート３と第２リングプレート４とを接続してもよい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間の水密性をばらつきなく安定的に確保することができるので、貫通孔の内周面と貫通部材の外周面との間をシールするシール装置に適用して極めて有益である。

１ シール装置
２ ゴムパッキン（弾性部材）
２ｂ 内周面
２ｃ ボルト挿通孔
３ 第１リングプレート
４ 第２リングプレート
４ａ 貫通穴（雌ねじ穴）
５ ボルト（締結部材）
８ 雌ねじ（ねじ溝）
１０ 外壁（壁構造物）
１１ 貫通孔
１１ａ 内周面
１６ 直管部（貫通部材）
１６ａ 外周面
１９ 雄ねじ（ねじ溝）

Claims (2)

1. 壁構造物に形成された断面円形の貫通孔の内周面と、当該貫通孔に挿入される貫通部材におけるねじ溝が形成された断面円形の外周面との間をシールするシール装置であって、
   上記貫通孔の内周面と上記貫通部材の外周面との間に挿入されるリング状の弾性部材と、
   上記弾性部材の軸方向両端部に配置される一対のリングプレートと、
   上記弾性部材を軸方向に貫通して上記一対のリングプレートを連結する締結部材と、を備え、
   上記弾性部材の内周面には、上記貫通部材のねじ溝に螺合するねじ溝が形成されており、
   上記弾性部材のねじ溝を上記貫通部材のねじ溝に螺合させた状態で、上記締結部材を締め付けることにより、上記弾性部材が径方向に膨張して上記貫通孔の内周面および上記貫通部材の外周面に密着することを特徴とするシール装置。
2. 請求項１に記載のシール装置において、
   上記締結部材は、上記弾性部材に形成されたボルト挿入孔に挿入されるとともに、上記一対のリングプレートの一つに形成された雌ねじ穴に螺合するボルトであり、当該ボルト挿入孔に挿入される部位の一部の外周面に、ねじ溝が形成されていないことを特徴とするシール装置。

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