JP5474680B2 - 構造物伸縮部用シール装置 - Google Patents

Description

本発明は、構造物の伸縮部に設置されるシール装置に関する。本発明のシール装置は、橋梁に適用される他、その他の構造物の伸縮部にも適用される。

道路橋においては、温度変化による橋床板の伸縮を調整することができるように、伸縮部が設けられている。一方、道路橋の路面に降った雨水は、伸縮部の遊間から路面下に漏水して落下するが、このような漏水を放置すると、橋梁を支持する支承の腐食の誘因となり、伸縮機能を損なうばかりでなく、橋梁の破損に及ぶこともある。また、道路橋の下部を公園や駐車場に利用している場合には、そのような利用にも支障を来すこととなる。そのため、伸縮部の遊間にシールゴムを敷設して雨水等の漏水落下を防止する種々の方策がとられている。

伸縮部の遊間における従来の漏水防止方法として、伸縮部の遊間の両方の側面にシールゴムを加硫接着する方法や、シールゴムの両端部をフラットバーで押さえ、ボルトやナットで締め付けることによって固定する方法がある。
また、シールゴムを取り付けようとする遊間の側壁に箱型固定部を設置し、箱型固定部内にシールゴムの端部を挿入して固定する方法がある（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。図８（ａ）に示す方法では、伸縮部の遊間の対向面に取り付けられる箱型固定部の開口内に、端部をほぼＵ字形の形状に形成し、Ｕ字形の先端に拡大部を設けたシールゴムが嵌め込まれる。また、図８（ｂ）に示す方法では、伸縮部の遊間の対向面に取り付けられる箱型固定部の開口内に、端部をほぼＵ字形の形状に形成したシールゴムを嵌め込み、シールゴムが脱落しないように、シールゴムのＵ字形端部内に楔形ゴムが挿入される。

橋梁の伸縮部の遊間にシールゴムを敷設して雨水等の漏水落下を防止する方法として、上述のように種々の方法が提案されている。しかしながら、上述の従来の方法には、種々の不都合な点がある。
例えば、シールゴムを加硫接着する方法では、長尺の鋼製伸縮装置の内側面にシールゴムを加硫接着するための大型成形金型が必要となり、多大の労力を要する他、接着界面の鋼の錆や腐食により耐久性が十分ではないうえ、シールゴムの補修交換が困難である。
また、シールゴムをフラットバーを用いて固定する方法では、取付時に多数のナットの締付け作業を要し、撤去交換時に多数のナット等の撤去を要するため、作業に多大の労力が必要となる他、取付部の密着気密性の確保が容易ではなく、経年劣化によりボルト等が腐食して撤去不能な個所が生じ得る。
また、図８（ａ）に示す方法では、Ｕ字形端部が小さすぎると、固定圧力が不足してシールゴムが脱落し易くなり、気密性が損なわれてシールゴムと箱型固定部との隙間から漏水する事態が生ずるという不都合がある。
さらに、図８（ｂ）に示す方法では、楔形ゴムを挿入したり取り外したりするのが容易ではなく、楔形ゴムの挿入し易くするため楔形ゴムを小さくしすぎると、シールゴムが脱落し易くなるとともに、漏水のおそれが生ずるという不都合がある。
このように、従来のシールゴムの取り付け方法には一長一短があり、満足すべきものがないのが現状である。

本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、容易に脱着することが可能であり、良好な遮水性を有する構造物伸縮部用シール装置を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の構造物伸縮部用シール装置は、中心軸線に対して左右対称であり、中央が垂下したほぼ凹状に形作られた中央部および中央部の両端部にそれぞれ配置された固定用端部を有するシールゴムと、構造物の伸縮部の対向面にそれぞれ取り付けられ、前記シールゴムの固定用端部が嵌め込まれる箱型固定部とを備え、前記シールゴムの固定用端部が、中央部から延びた下辺部分、所定の間隔を隔てて下辺部分の上方に配置された上辺部分、および下辺部分の端と上辺部分の端とを連結する連結部分を有し、全体としてコ字形形状に形作られており、前記下辺部分の下面に、外方かつ下方に延びた第１傾斜面が設けられ、第１傾斜面の頂点から第１傾斜面とほぼ直交するように、連結部分まで第２傾斜面が延びており、前記上辺部分の下面の前記中央部の側に、隅切り部が設けられており、前記箱型固定部が、下辺部分、所定の間隔を隔てて下辺部分の上方に配置された上辺部分、下辺部分の端と上辺部分の端とを連結する連結部分、および上辺部分の連結部分と反対側の端部に設けられた垂下部分を有し、全体としてコ字形形状に形作られており、前記シールゴムの固定用端部が嵌め込まれたとき、前記箱型固定部の下辺部分の上面が前記固定用端部の下辺部分の下面に合致し、前記箱型固定部の上辺部分の下面が前記固定用端部の上辺部分の上面に合致するように形作られており、前記シールゴムの固定用端部の上辺部分、下辺部分、および連結部分によって構成される空間に合致した外面形状を有し、上面に係止用突起が設けられた楔形ゴムを更に備え、前記箱型固定部内に前記シールゴムの固定用端部を嵌め込み、楔形ゴムを前記シールゴムの固定用端部の前記空間内に挿入することによって、固定用端部の隅切り部と箱型固定部の垂下部とによって形成される凹部に、前記係止用突起が嵌まるように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の構造物伸縮部用シール装置は、前記請求項１の装置において、前記固定用端部の下辺部分の第２傾斜面に、補強材が配置されていることを特徴とするものである。

本願請求項３に記載の構造物伸縮部用シール装置は、前記請求項１又は２の装置において、前記固定用端部の上辺部分の上面又は連結部分の外側面に設けられた溝内に、吸水ゲル化フォームが配置されていることを特徴とするものである。

本発明のシール装置によれば、箱型固定部へのシールゴムの脱着（すなわち、取り付け及び取り外し）を容易に行うことができる。本発明のシール装置では、箱型固定部の内部にシールゴムの外面がほぼ密着した状態で嵌め込まれるので、良好な遮水性を得ることができる。さらに、固定用端部に吸水ゲル化フォームを配置することにより、遮水性を一層高めることができる。

次に図面を参照して、橋梁の伸縮部に設置する場合を例にして、本発明の好ましい実施の形態に係る構造物伸縮部用シール装置について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る構造物伸縮部用シール装置の全体を概略的に示した図、図２は、図１の構造物伸縮部用シール装置の各構成要素を示した分解図である。

図１および図２において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る構造物伸縮部用シール装置は、シールゴム１２を備えている。シールゴム１２は、図３に示されるように、中心軸線ｘ−ｘに対して左右対称であり、中央が垂下したほぼ凹状に形作られた中央部１４と、中央部１４の両端部に配置され、シールゴム１２を後述する箱型固定部２０に固定するための固定用端部１６とを備えている。なお、中央部１４と各固定用端部１６は、適当な軟質ゴムで一体に形成されている。

図４に示される固定用端部１６、すなわちシールゴム１２の右側の固定用端部１６について説明する。固定用端部１６は、中央部１４から延びた下辺部分１６ａと、所定の間隔を隔てて下辺部分１６ａの上方に配置された上辺部分１６ｂと、下辺部分１６ａの右端と上辺部分１６ｂの右端とを連結する連結部分１６ｃとを有しており、全体としてコ字形形状に形作られている。これにより、固定用端部１６の内部には、下辺部分１６ａ、上辺部分１６ｂ、及び連結部分１６ｃによって空間１８が形成されることとなる。

下辺部分１６ａの下面には、外方かつ下方に延びた第１傾斜面１６ａ１が設けられており、第１傾斜面１６ａ１の頂点１６ａ２から第１傾斜面１６ａ１とほぼ直交するように、連結部分１６ｃまで第２傾斜面１６ａ３が延びている。なお、「外方」とは、中央部１４から遠去かる方向を意味する。

中央部１４の下面と第１傾斜面１６ａ１とのなす角度α（図４参照）は、１００°〜１２０°程度とするのが好ましく、１１０°とするのが最も好ましい。

好ましくは、下辺部分１６ａの第２傾斜面１６ａ３には、補強材１６ａ４が配置されている。橋梁伸縮部の伸縮により、シールゴム１２にも応力が発生するが、補強材１６ａ４で下辺部分１６ａを補強することにより、補強材１６ａ４の配置個所よりも先端部（すなわち、連結部分１６ｃ及び上辺部分１６ｂ）への応力の伝達を抑制する効果が得られる。補強材１６ａ４としては、例えば、補強布が用いられる。

好ましくは、下辺部分１６ａ５の上面は、後述する楔形部材２４の挿入を容易にするため、外方に向かって上方に傾斜している。

上辺部分１６ｂの上面には、溝１６ｂ１が設けられており、溝１６ｂ１内に、吸水ゲル化フォーム１６ｂ２が配置されている。吸水ゲル化フォーム１６ｂ２とは、吸水すると膨張して固形ゲル化する材料である。

上辺部分１６ｂの下面の中央部１４の側には、後述する楔形ゴム２４の係止用突起２４ｂを嵌めるため、隅切り部１６ｂ３が設けられている。

なお、シールゴム１２の左側の固定用端部１６は、中央軸線ｘ−ｘに対して、上述の右側の固定用端部１６と対称形に形作られている。

構造物伸縮部用シール装置１０は又、シール装置１０を設置しようとする橋梁の遊間部の対向面にそれぞれ取り付けられ、シールゴム１２の各固定用端部１６がそれぞれ嵌め込まれる箱型固定部２０を備えている。図５（ａ）は、シールゴム１２の右側の固定用端部１６が嵌め込まれる右側の箱型固定部２０を示した正面図である。箱型固定部２０は、下辺部分２０ａと、所定の間隔を隔てて下辺部分２０ａの上方に配置された上辺部分２０ｂと、下辺部分２０ａの右端と上辺部分２０ｂの右端とを連結する連結部分２０ｃとを有しており、全体としてコ字形形状に形作られている。これにより、箱型固定部２０の内部には、下辺部分２０ａ、上辺部分２０ｂ、及び連結部分２０ｃによって空間２２が形成されることとなる。

下辺部分２０ａの上面には、シールゴム１２の固定用端部１６が箱型固定部２０に嵌め込まれたとき固定用端部１６の下辺部分１６ａの下面に合致するように形作られた突起２０ａ１が設けられている。上辺部分２０ｂの下面は、シールゴム１２の固定用端部１６が箱型固定部２０に嵌め込まれたとき固定用端部１６の上辺部分１６ｂの上面に合致するように形作られている。上辺部分２０ｂの連結部分２０ｃと反対側の端部には、シールゴム１０の固定用端部１６が箱型固定部２０に嵌め込まれたときシールゴム１２が脱落しないように垂下した垂下部２０ｄが設けられている。垂下部２０ｄの垂下長さＤ₁ は、固定用端部１６の上辺部分１６ｂの厚さＤ₀ （図４参照）と実質的に同一になるように選定されている。

構造物伸縮部用シール装置１０は更に、シールゴム１２の固定用端部１６の空間１８に挿入される楔形ゴム２４を備えている。図５（ｂ）は、シールゴム１２の右側の固定用端部１６の空間１８に挿入される楔形ゴム２４を示した正面図である。楔形ゴム２４は、シールゴム１２と同じ軟質ゴムで形成されており、固定用端部１６の空間１８に合致する形状を有している。すなわち、楔形ゴム２４の高さは、空間１８の高さとほぼ同じであり、楔形ゴム２４の下面２４ａは、上方に傾斜しており、空間１８内への挿入時に固定用端部１６の隅切り部１６ｂ３と箱型固定部２０の垂下部２０ｄとによって形成される凹部に嵌まる係止用突起２４ｂが設けられている。

以上のように構成された構造物伸縮部用シール装置１０の仕様について説明する。まず、シール装置１０を設置しようとする橋梁の遊間部の対向面に箱型固定部２０を設置する。次いで、シールゴム１２の固定用端部１６を箱型固定部２０の空間２２内に嵌め込む（図６（ｂ））。その際、固定用端部１６の下辺部分１６ａと上辺部分１６ｂを互いの方へ押しつけるようにして固定用端部１６の高さを減少させた状態にすると、箱型固定部２０の空間２２内への嵌め込みが容易になる（図６（ａ））。次いで、固定用端部１６の空間１８内に楔形ゴム２４を挿入する（図６（ｃ））ことによって、シールゴム１２の取り付けが完了する（図６（ｄ））。

一方、シールゴム１２を取り外そうとする場合には、固定用端部１６の空間１８内から楔形ゴム２４を取り外し、次いで、固定用端部１６を箱型固定部２０の空間２２内から取り外すことによって、シールゴム１２を容易に取り外すことができる。

シールゴム１２および楔形ゴム２４の材料として、ポリクロロプレンゴム（硬度Ha６０°、伸び４５０％、引張強度１３．５ＭPa）を用いた。シールゴム１２は、金型加硫で製作し、楔形ゴム２４は、押し出し成形法で成形し、直缶蒸気加硫で加硫した。補強材１６ａ４として用いる補強布は、６ナイロン織り糸直径０．７ｍｍが縦横共に１９本／インチの織布を接着処理し、補強材１６ａ４の設置個所の総外周面大に裁断し、２層を固定用端部１６の全長に加硫成形と同時に焼付け埋設した。吸水ゲル化フォーム１６ｂ２として、自由変形環境で厚みが２倍に膨張する、旭化工株式会社製ゲルフォーム＃６０９２の５×８角品を同寸法の凹部１６ｂ１に埋設した。

１）実施例におけるシールゴム１２の寸法は、以下のようにした。
上辺部分１６ｂの厚み：８ｍｍ、下辺部分１６ａの厚み：平均８ｍｍ、頂点１６ａ２の高さ：３ｍｍ、α：１０８°２６′６″、連結部分１６ｃの厚み：３ｍｍ、隅切り部１６ｂ３：３ｍｍ×５ｍｍ、隅切り部１６ｂ３からの空間１８の長さ：１４ｍｍ、中央部１４の厚み：６ｍｍ、中央部１４の自由伸縮面長：１２２ｍｍ。
２）実施例における箱型固定部２０の寸法は、以下のようにした。
空間２２の高さ：２５ｍｍ。
３）実施例における楔形ゴム２４の寸法は、以下のようにした。
係止用突起：３ｍｍ×５ｍｍ、係止用突起２４ｂからの長さ：１２ｍｍ（従って、空間１８への挿入時に先端に２ｍｍが隙間が生ずることとなる）。

以上のような材料および寸法で、長さ１ｍのシールゴム１２と楔形ゴム２４を試作するとともに、長さ１ｍの橋梁伸縮部の模型を製作した。そして、橋梁伸縮部の標準遊間を４０ｍｍに設定し、シールゴム１２の固定用端部１６を圧縮して先端を箱型固定部２０の空間２２内に挿入したところ、先がＬ字に曲がったバール状のヘラの先端で固定用端部１６を押し込むことが可能であった。次いで、楔形ゴム２４を、表面に水をつけて固定用端部１６の空間１８内に圧入することにより、容易に挿入することが可能であった。

橋梁伸縮部の最大遊間を８０ｍｍに設定し、標準遊間を４０ｍｍとして、軸方向に±４０ｍｍ伸縮させる伸縮試験を６０００回実施したが、シールゴム１２が脱落することはなかった。また、標準遊間において、同じ伸縮幅で軸直角方向に６０００回の伸縮試験を実施したが、シールゴム１２が脱落することはなかった。
伸縮試験が終了した後、標準遊間４０ｍｍで楔形ゴム２４を強く引き抜くことにより、楔形ゴム２４を容易に取り外すことができ、さらに、楔形ゴム２４を取り外した後、シールゴム１２を強く引き抜くことにより、シールゴム１２を取り外すことができた。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、前記実施の形態では、本発明のシール装置が橋梁の伸縮部に設置される場合に関連して説明されているが、一般建築物の伸縮部のような橋梁の伸縮部以外の個所に本発明のシール装置を適用してもよい。また、前記実施の形態では、吸水ゲル化フォーム１６ｂ２がシールゴム１２の固定用端部１６の上辺部分１６ａの上面に設けられているが、連結部分１６ｃの外側面に設けてもよい。

本発明の好ましい実施の形態に係る構造物伸縮部用シール装置を示した斜視図である。 図１の構造物伸縮部用シール装置の各構成要素を示した分解図である。 図１の構造物伸縮部用シール装置のシールゴムの正面図である。 図３の部分４の拡大図である。 図５（ａ）は図１の構造物伸縮部用シール装置の箱型固定部の正面図、図５（ｂ）は図１の構造物伸縮部用シール装置の楔形ゴムの正面図である。 図１の構造物伸縮部用シール装置の一連の取付手順を示した図である。 シールゴムが収縮した状態を示した図１と同様な図である。 従来のシールゴムの取り付け方法を示した図である。

１０ 構造物伸縮部用シール装置
１２ シールゴム
１４ 中央部
１６ 固定用端部
１６ａ 下辺部分
１６ａ１ 第１傾斜面
１６ａ２ 頂点
１６ａ３ 第２傾斜面
１６ａ４ 補強材
１６ａ５ 上面
１６ｂ 上辺部分
１６ｂ１ 凹部
１６ｂ２ 吸水ゲル化フォーム
１６ｂ３ 隅切り部
１６ｃ 連結部分
１８ 固定用端部の内部の空間
２０ 箱型固定部
２０ａ 下辺部分
２０ａ１ 突起
２０ｂ 上辺部分
２０ｃ 連結部分
２０ｄ 垂下部
２２ 箱型固定部の内部の空間
２４ 楔形ゴム
２４ａ 下面
２４ｂ 係止用突起

Claims (3)

1. 構造物伸縮部用シール装置であって、
   中心軸線に対して左右対称であり、中央が垂下したほぼ凹状に形作られた中央部および中央部の両端部にそれぞれ配置された固定用端部を有するシールゴムと、
   構造物の伸縮部の対向面にそれぞれ取り付けられ、前記シールゴムの固定用端部が嵌め込まれる箱型固定部とを備え、
   前記シールゴムの固定用端部が、中央部から延びた下辺部分、所定の間隔を隔てて下辺部分の上方に配置された上辺部分、および下辺部分の端と上辺部分の端とを連結する連結部分を有し、全体としてコ字形形状に形作られており、
   前記下辺部分の下面に、外方かつ下方に延びた第１傾斜面が設けられ、第１傾斜面の頂点から第１傾斜面とほぼ直交するように、連結部分まで第２傾斜面が延びており、前記上辺部分の下面の前記中央部の側に、隅切り部が設けられており、
   前記箱型固定部が、下辺部分、所定の間隔を隔てて下辺部分の上方に配置された上辺部分、下辺部分の端と上辺部分の端とを連結する連結部分、および上辺部分の連結部分と反対側の端部に設けられた垂下部分を有し、全体としてコ字形形状に形作られており、
   前記シールゴムの固定用端部が嵌め込まれたとき、前記箱型固定部の下辺部分の上面が前記固定用端部の下辺部分の下面に合致し、前記箱型固定部の上辺部分の下面が前記固定用端部の上辺部分の上面に合致するように形作られており、
   前記シールゴムの固定用端部の上辺部分、下辺部分、および連結部分によって構成される空間に合致した外面形状を有し、上面に係止用突起が設けられた楔形ゴムを更に備え、
   前記箱型固定部内に前記シールゴムの固定用端部を嵌め込み、楔形ゴムを前記シールゴムの固定用端部の前記空間内に挿入することによって、前記固定用端部の隅切り部と前記箱型固定部の垂下部とによって形成される凹部に、前記係止用突起が嵌まるように構成されていることを特徴とするシール装置。
2. 前記固定用端部の下辺部分の第２傾斜面に、補強材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載されたシール装置。
3. 前記固定用端部の上辺部分の上面又は連結部分の外側面に設けられた溝内に、吸水ゲル化フォームが配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載されたシール装置。

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