JP3941199B2

JP3941199B2 - コーナー部を有するシール材とその製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JP3941199B2
Application number: JP00028798A
Authority: JP
Inventors: 一祐高崎; 孝秀亀田; 盛正藤原
Original assignee: CI Kasei Co Ltd
Current assignee: CI Kasei Co Ltd
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2018-01-05
Also published as: JPH11193698A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、土木工事におけるコンクリート目地間の止水に用いる止水材として使用するためのゴム質のシール材、特に、コンクリートブロック等の被シール部材のコーナー部分に沿って折り曲げ成形されるコーナー部を有する長尺状若しくは無端状のゴム質のシール材とその製造方法及びその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、この種シール材を用いたシール構造を説明するための図である。
従来、この種のシール材は、シールドトンネル工法において、トンネルの内壁を構成するコンクリートや鋼鉄製のセグメントのジョイント部、あるいは、カルバートボックスなどのジョイント部の止水材として使用されている。例えば、前記シールドトンネル工法では、図１に示すように、ユニット化された多数のセグメントとしての被シール部材１を、坑道の周壁の方向ａと、坑道の長さ方向ｂとの両方向に接合するが、それぞれの接合面には帯状のシール材５が介装され、漏水防止の機能を発揮させている。このシール材５は、長尺状若しくは被シール部材１の外周に沿った無端状に形成され、折り曲げコーナー部を有した角形環状に成形されている。
【０００３】
即ち、各被シール部材１の板面の４周縁には、坑道の周壁方向に延びる縦接合壁２と、坑道の長さ方向に延びる横接合壁３とが形成されており、隣接する被シール部材１は、互いに、その接合壁２、３において、結合ボルト（ボルト孔４）によって接合されるが、これらセグメントの組立に際しては、地山からの湧水の、トンネル内への漏洩を防止するために、各接合壁の接合面にシール材５が装着される。
【０００４】
ここで、上記のようなシール材を使用する場合、前記セグメントなどの被シール部材のコーナー部の防水処理には、通常、以下のような処置が講じられている。即ち、帯状シール体を、その内側面側に可撓連続部を残して、その外側接合面から切れ目を入れ、前記可撓連続部で直角に折り曲げ、この折り曲げ箇所で、成形型により、コーナー部分を構成し、未加硫のゴム材料を充填して、プレス成形状態で加熱し、加硫するのである。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで問題になるのは、前記シール材は、所要の撓み代を確保するために、予め、その長手方向に沿って内部に孔を、更には、接合壁に接する内側面に凹溝を一本又は複数本形成している場合がある。従って、未加硫ゴム材料の充填、加熱プレス成形、加硫によって得られたコーナー部分は、前記シール材の略直線状本体部と異って中実であるから、シーリングに際して、高い応力を発揮するので、セグメントなどの被シール部材に偏荷重を与えて、目開きが発生しシール性能が低下する。特に、シール材５として、その非膨張性ゴム質材料よりなるシール材本体の外周部に、その長手方向に沿って全通して水膨張性ゴム質材料からなる膨張部が形成された複合シール材の場合には、膨張部が材質的にもろく、また、大きく吸水膨張するため、上記目開き、及びクラックや欠け等が生じることが多い。
【０００６】
本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、その第１の目的とするところは、被シール部材のコーナー部分でのシール材の応力を、被シール部材の辺縁におけるシール材の略直線状本体部での応力に近似させ、被シール部材の偏荷重の発生を防止したシール材を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の第２の目的とするところは、上述のような折り曲げコーナー部を成形型を用いて、シール材の略直線状本体部に対して容易に一体形成するためのシール材の製造方法と金型による製造装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のシール材５では、図示の実施の形態でも明らかにしたように、シール材１の略直線状の本体部Ａの中間部に被シール部材１のコーナー部分に沿って折り曲げ成形されたコーナー部Ｂを有する長尺状若しくは無端状のシール材５において、シール材の略直線状の本体部Ａには、内壁面にシール材５の長手方向に沿って連続する１本又は複数本（例えば３本）の直線凹溝７Ｂが成形されているとともに内部に１本又は複数本（例えば２本）の直線孔７Ａが成形され、シール材の折り曲げ成形されたコーナー部Ｂの内壁面には、前記直線凹溝７Ｂに連続してより深さのあるコーナー凹溝９が成形されているとともに内部には孔の成形がない形状とされていることを特徴としている。
【０００９】
前記シール材１は、少なくともその前記本体部Ａが非膨張性ゴム質材料よりなるシール材本体７の外周部に、その長手方向に沿って全通して水膨張性ゴム質材料からなる膨張部８が形成された複合シール材とされている。膨張部８は、本体部Ａの上面部に連続して形成されていてもよく、本体部Ａとコーナー部Ｂの上面部に連続して形成されていてもよい。またさらに、膨張部８を本体部Ａとコーナー部Ｂの内壁面（底面）の凹溝の両側を除く中間部分に成形してもよく、さらに本体部Ａの両側部に形成してもよい。
【００１０】
前記シール材１は、前記本体部Ａの断面積と前記コーナー部Ｂの断面積が略等しくされていることが望ましい。この為に、本体部Ａの直線凹溝７Ｂの内面の断面積よりもコーナー部Ｂのコーナー凹溝９の少なくとも中心部分の内面の断面積の方が大とされ、このために、直線凹溝７Ｂの高さよりもコーナー凹溝９の高さをより高く形成している。
【００１１】
また、上記シール材１の製造方法は、通常の押し出し成形により、上述した直線凹溝７Ｂと直線孔７Ａを予め成形したシール材５の略直線状の本体部Ａを成形する。このようにして予め成形したシール材５の前記コーナー部に対応する本体部Ａの外面側から切り込みを形成するとともに、該切り込みを開くように折り曲げて加熱成形型に装着することにより固定し、この切り込み内に未加硫のゴム質のシール材料を充填して一体に連続するように加熱成型すると同時に、前記コーナー部Ｂの内壁面に、加熱成形型内に突設した突起によりコーナー凹溝９を成形させる。
【００１２】
また、上記シール材１の製造方法として、上記直線凹溝７Ｂと直線孔７Ａを予め成形したシール材５を切断し、この切り離し端部を折り曲げ角度をもって突き合わせるようにして加熱成形型に装着することにより固定し、この突き合わせ端部間内に未加硫ゴム質のシール材料を充填して一体に連続するように加熱成型すると同時に、前記コーナー部Ｂの内壁面にコーナー凹溝９を成形させるようにしてもよい。
【００１３】
さらに、上記シール材１の製造装置としての成形金型は、前記シール材の少なくとも前記コーナー部に相当する折り曲げ部分に沿ったコーナー部成形空間１３を接合面に有する加熱成形型としての第１及び第２の成形型１１、１２を有し、この成形型の前記コーナー部成形空間１３の内壁面に対応する型面に、シール材のコーナー部の内壁面にシール材の長手方向に連続するコーナー凹溝を成形するための突起１４を設けている。
【００１４】
上記本発明にかかるシール材５によれば、シーリングに際して、特に、水膨張の際に、本体部Ａの応力と同等の応力をコーナー部Ｂにも発生させることができ、被シール部材１に偏荷重が発生するのを防止できるから、被シール部材１の接合面の目開きや、局部的なクラックや欠け（特に、水膨張性ゴム材料からなる膨張部８の箇所でのクラックや欠け）が避けられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態１を図１乃至図３を参照して、具体的に説明する。実施の形態１にかかるシール材５は、略直線帯状の本体部Ａと、シール材５が装着される被シール部材１、例えば、トンネル内壁を構成するセグメントのコーナー部分に沿って折り曲げ形成されるコーナー部分Ｂとより構成される。シール材５は、最初から無端状に成形されていても、コーナー部がコ形或いはＬ形等に成形されたものを無端状に継ぎ成形したものであってもよい。
【００１６】
本体部Ａは、非膨張性ゴム質材料よりなるシール材本体７の外周部に、その長手方向に沿って全通して水膨張性ゴム質材料からなる膨張部８が形成された複合シール材とされており、この実施の形態では、非膨張性ゴム材料からなるシール材本体７の外側接合面（上面）と底面の両側を除く中間部に位置して、水膨張性ゴム材料よりなる膨張部８を層状に設け構成である。また、本体部Ａは、所要の撓み代を確保するために、その長手方向に向けて、シール材本体７の内部に直線孔７Ａを、また、シール材取付内側面に直線凹溝７Ｂを形成したもので、この実施の形態１では、直線孔７Ａが左右２個、直線凹溝７Ｂが３個、平行に形成されている。
【００１７】
なお、この実施の形態における水膨張性ゴム材料としては、高吸水性樹脂や親水性ウレタン樹脂などの水膨張性樹脂とゴム材料とを混合し、加硫したものが採用されていて、その体膨張倍率が、１．５倍以上になる。また、非膨張性ゴム材料としては、天然ゴムや、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴムなどの合成ゴムが採用される。
【００１８】
上記コーナー部Ｂは、上記本体部Ａを形成する非膨張性ゴム質材料よりなるシール材本体７と水膨張性ゴム質材料からなる膨張部８に略連続するシール材本体７’と膨張部８’の複合シール材とされており、シール材取付内側面に位置して、前述の本体部Ａの直線孔７Ａおよび直線凹溝７Ｂの合計断面積にほぼ等しい断面積となる３個のコーナー凹溝９を形成している。このために、コーナー凹溝９の内面積の方が直線凹溝７Ｂの内面積よりも広く、コーナー凹溝９の高さの方が直線凹溝７Ｂの高さよりも高くの形成している。コーナー部Ｂを非膨張性ゴム材料の単層により構成することも可能である。
【００１９】
このような構成のゴム質シール材は、図４及び図５に示す、次のような製造方法及び製造装置（金型）で形成される。即ち、上下一対の分離形の成形型よりなる第１及び第２の成形型１１、１２を用意して、前述の本体部Ａを、第１及び第２の成形型１１、１２の間の直線空間部分１５に位置して、成形型に装着する（図４参照）。そして、本体部Ａが装着される被シール部材１（トンネル用のセグメントなど）のコーナー部分に対応する成形型のコーナー部成形空間１３で、コーナー部Ｂを成形するための未加硫ゴム材料を充填して加熱共加硫成形する。コーナー部Ｂを成形するためのコーナー部成形材料Ｂ’は、未加硫ゴム材料よりなり、図２に示すように、非膨張性ゴム材料の中間外周に水膨張性ゴム材料が設けられた形状とされている。直線空間部分１５は、左右略Ｖ形（略直角）に形成されており、その中心角部にコーナー部成形空間１３が設けられる。
【００２０】
このようにして、コーナー部Ｂとして、本体部Ａのコーナー部分を形成するが、コーナー部Ｂのシール材取付内側面に、前述のコーナー凹溝９を形成するため、成形型のコーナー部成形空間１３に、この実施の形態１では、第１の成形型１１側に、シール材の長手方向に連続する３個の突起１４を形成する（図５参照）。この突起１４は、本体部Ａ内の直線孔７Ａの端部を圧縮し、直線凹溝７Ｂの端部を押し広げる高さ及び形状とされている。
【００２１】
この際、一つの方法として、本体部Ａに、被シール部材１のコーナー部分に位置して、外側接合面側から切り込みを形成し、この切り込み部分を、前記コーナー部分に対応する成形型のコーナー部成形空間１３で、開放するように、内側面に残された可撓連続部７Ｃを折り曲げ（図２参照）、前述のように、このコーナー部成形空間１３に上述した未加硫ゴム材料を充填して加熱共加硫成形することで、本体部Ａと一体のコーナー部Ｂを有するシール材５を形成することができる。
【００２２】
また、他の方法として、本体部Ａを、被シール部材１のコーナー部分に対応して、切断分離し、その切断端を、前記コーナー部分に対応する成形型のコーナー部成形空間１３を挟むように左右の直線空間部分１５内で、接合する相手の帯状シール材の切断端に、例えば、直角に対応させ、この間に未加硫ゴム材料を充填して加熱共加硫成形することで、本体部Ａと一体のコーナー部Ｂを有するシール材５を形成することができる。
【００２３】
本発明のシール材の実施の形態２として、図６に示すように、シール材本体７の両側部にも膨張部１０を形成させることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上詳述したようになり、被シール部材、例えば、トンネルを構成するセグメントの接合面におけるシーリングに際して、特に、水膨張の際に、シール体の略直線状本体部の応力と同等の応力を折り曲げコーナー部にも発生させることができ、被シール部材に偏荷重が発生するのを防止できるから、被シール部材の接合面の目開きや、局部的なクラックや欠け（特に、水膨張性ゴム材料からなるシール形成部材の箇所でのクラックや欠け）が避けられる。
【００２５】
また、シール材の本体部及びコーナー部の内壁面に略連続して１条若しくは複数条（２条、又は３条）の凹溝が形成されているところから、被シール部材の全周のシール面にわたり略均一に密着し、シール効果が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるシール材を用いたトンネル工事でのセグメントの組立を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１のシール材のコーナー部の斜視図である。
【図３】同じく、シール材の各部の断面図である。
【図４】本発明に係わるシール材の製造装置の断面図である。
【図５】同じく、一部の断面斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２のシール材の断面図である。
【符号の説明】
１被シール部材
２、３接合壁
４結合ボルト孔
５シール材
Ａ本体部
Ｂコーナー部
Ｂ’ コーナー部成形材料
７、７’ シール材本体
７Ａ直線孔
７Ｂ直線凹溝
７Ｃ可撓連続部
８、８’ 膨張部
９コーナー凹溝
１１第１の成形型
１２第２の成形型
１３成形型のコーナー部成形空間
１４突起
１５成形型の直線空間部分

Claims

被シール部材のコーナー部分に沿って折り曲げ成形されたコーナー部を有するシール材において、シール材の略直線状の本体部には、被シール部材の接合壁に接する内面側にシール材の長手方向に沿って連続する直線凹溝が成形されているとともに内部に直線孔が成形され、シール材の折り曲げ成形されたコーナー部及びその近傍には、前記直線凹溝に連続してより深さのあるコーナー凹溝が成形されているとともに内部には孔の成形がない形状とされていることを特徴とするコーナー部を有するシール材。
前記シール材は、少なくともその前記本体部が非膨張性ゴム質材料よりなるシール材本体の外周部に、その長手方向に沿って全通して水膨張性ゴム質材料からなる膨張部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコーナー部を有するシール材。
前記シール材は、前記本体部の断面積と前記コーナー部の断面積が略等しくされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコーナー部を有するシール材。
被シール部材のコーナー部分に沿って折り曲げ成形されるコーナー部を有するシール材の製造方法において、被シール部材の接合壁に接する内面側にシール材の長手方向に沿って連続する直線凹溝が成形されているとともに内部に直線孔が成形された加硫ゴム質シール材の本体部を予め形成し、このシール材の前記コーナー部に対応する切欠箇所内に、未加硫ゴム質のシール材料を充填して一体に連続するように加熱加硫成型すると同時に、前記コーナー部及びその近傍において前記直線凹溝に連続してより深さのあるコーナー凹溝を成形することを特徴とするコーナー部を有するシール材の製造方法。
前記コーナー部及びその近傍において、シール材の本体部の前記直線凹溝の深さより高さのある突起を設けた成形型を使用することにより、シール材の本体部内部の前記直線孔が圧縮された状態で、かつ、前記直線凹溝に連続して深さのあるコーナー凹溝を成形することを特徴とする請求項４に記載のコーナー部を有するシール材の製造方法。
前記シール材の前記コーナー部に対応する切欠箇所は、本体部の外面側から切り込みを形成するとともに、該切り込みを開くように折り曲げたことを特徴とする請求項４又は５に記載のコーナー部を有するシール材の製造方法。
前記シール材の前記コーナー部に対応する切欠箇所は、本体部の切り離し端部を折り曲げ角度をもって突き合わせたことを特徴とする請求項４又は５に記載のコーナー部を有するシール材の製造方法。
被シール部材のコーナー部分に沿って折り曲げ成形されるコーナー部を有するゴム質のシール材の製造装置において、前記シール材の少なくとも前記コーナー部及びその近傍を成形するコーナー部成形空間を有する分割された加熱可能な成形型を有し、この成形型の前記コーナー部成形空間の内壁面に対応する型面に、シール材のコーナー部の内壁面にシール材の長手方向に連続するコーナー凹溝を成形するための突起を設けたことを特徴とするコーナー部を有するシール材の製造装置。