JP6099494B2 - シール扉及びシール扉用ガスケット - Google Patents

Description

本発明はシール扉及びシール扉用ガスケットに関し，とくに片側から反対側より高い流体圧を受ける隔壁の開口を閉鎖するためのシール扉及びそのシール扉に用いるガスケットに関する。

例えば船舶等の海上構造物，津波避難ビルや原子力発電所の建屋等の海岸構造物，都市の地下街や地下鉄等の地下構造物，地下室等有する地上建築物等において，不慮の水害，津波，高潮，台風やゲリラ豪雨，河川の氾濫等（以下，これらをまとめて浸水という）から重要部分（例えば重要な設備等を設けた構造物の一部分）を保護するため，その重要部分を防水隔壁で取り囲むと共に出入り開口に水密扉（防潮扉又は防水扉と呼ばれることもある）を設けて水密構造とすることがある。水密扉は，想定される浸水深さの水圧に耐える強度と，その圧力の加わった環境下で液体（水）を漏洩させないシール性（水密性）を有することが必要であり，一般的に開口の周囲壁（戸当たりを含む，以下同じ）に扉体を押し付け又は嵌合させて密着させることによりシール性を確保している。開口の周囲壁に扉体を押し付け又は嵌合させる方式として，スライド式（特許文献１参照），昇降式（特許文献２参照），起伏式（特許文献３参照），ヒンジ式（片開き式，特許文献４参照）等が提案されている。

図７は，特許文献１の開示するスライド式の水密扉を示す。図示例の水密扉は，隔壁１に設けた開口２の周囲に固定した枠体５２と，その枠体５２に当接して開口２を塞ぐ扉体３と，その扉体３が当接する枠体５２の垂直面に開口２を囲むように環状に取り付けたパッキン（以下，ガスケットという）１９とを有している。図示例の扉体３は，昇降フレーム（スライド手段）５６によって吊り下げ支持されており，枠体５２のガスケット取り付け面と平行に昇降スライドさせる。隔壁１の開口２を塞ぐときは，フレーム５６により扉体３を枠体５２と対向する位置（閉鎖位置）に移動させ，閉鎖位置の扉体３を枠体５２側に押し付け，フレーム５６上の複数の締込みボルト（締込み手段）５７により扉体３の周縁部を枠体５２に圧着する。その圧着時に，枠体５２上のガスケット１９が押し潰されて（圧縮されて）扉体３と枠体５２との隙間を密封することにより，開口２を水密に塞ぐことができる。ガスケット１９は，枠体５２に代えて扉体３側に取り付けてもよい。また，扉体３のスライド手段及び枠体５２への締込み手段は，図示例のようなフレーム５６及びボルト５７に限らず，例えば油圧式又は電気式のものとしてもよい。

図７のようにガスケット１９でシール性を確保する方法は，開口２の周囲（又は扉体３）にガスケット１９（例えばゴム製）を取り付け，締込み手段によって扉体３（又は開口２の周囲）の当たり面にガスケット１９を押し付ける比較的簡単な構造で高いシール性が得られる利点及び経済性を有しており，取り付け・取り外しも容易であることから，スライド式だけでなく昇降式，起伏式，ヒンジ式の水密扉においても広く採用されている。また，ガスケット１９でシール性を確保する方法は，水密扉だけでなく，例えば医薬品等を製造するクリーンルーム施設，細菌やウィルスを扱うバイオセイフティー施設，放射性物質を扱うラディエーションハザード施設等の気密扉においても利用されている。すなわち，これらの施設では汚染物質や危険物質を含んだ気体（空気等）の流出入を防ぐために内部の圧力（気圧）を周囲より高く又は低くして気流の方向を制御しており，そのような圧力の加わった環境下で気体を流出入させないために，図７のようなガスケット１９を用いた気密扉を開口に設置してシール性（気密性）を確保している。以下の説明では，隔壁の開口にシール性（水密性，気密性）を与える水密扉及び気密扉をまとめてシール扉と呼ぶ。

特開２０００−２３３７９３号公報 特開２０００−２２９５９９号公報 特開２００８−０６３７９９号公報 特開２０１３−０６４２３３号公報 特開２００８−３０３５３２号公報

国土技術政策総合研究所資料「津波避難ビル等の構造上の要件の解説」国土交通省国土技術政策総合研究所，２０１２年３月発行，インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｌｉｍ．ｇｏ．ｊｐ／ｌａｂ／ｂｃｇ／ｓｉｒｙｏｕ／ｔｎｎ／ｔｎｎ０６７３．ｈｔｍ＞

しかし，ガスケットによりシール性（水密性，気密性）を確保する方法は，シール扉に加わる水圧又は気圧（以下，両者をまとめて流体圧という）が大きくなるとシール扉の設計・製作のコストダウンが難しくなり，更に流体圧が大きくなるとシール性が劣化しうる問題点がある。この問題点を，図６を参照して説明する。図６は，ガスケット１９によりシール性を確保したヒンジ式のシール扉の一例を示しており，同図（Ａ）は扉体３を閉鎖する方向に流体圧（図示例では浸水圧）を受けるシール扉（以下，正圧シール扉ということがある）を表し，同図（Ｂ）は扉体３を開放する方向に流体圧（図示例では浸水圧）を受けるシール扉（以下，負圧シール扉ということがある）を表す。図中の符号２０は，ヒンジ装置２１と締込み装置２２とを含む扉開閉機構を示し，符号５は，扉体３の周縁部に開口２を囲むように環状に設けたガスケット１９の受け金具を示す。

例えば図６（Ａ）のような正圧シール扉は，流体圧が大きくなると扉体３上のガスケット１９が開口周囲の当り面に強く押し付けられるので，そのような押し付けによっても割れない硬いガスケット１９を選定しなければならず，流体圧が低いときにも硬いガスケット１９を押し潰すことができる強力な締込み装置２２が必要となるので，ガスケット１９及び締込み装置２２の設計に手間とコストがかかる。また，扉体３及び開口周囲の当たり面に歪み・ガタ等があるとガスケット１９が割れる原因となるので，扉体３及び当たり面に高い製作精度が要求される。

他方，図６（Ｂ）のような負圧シール扉は，流体圧が大きくなると扉体３上のガスケット１９が当り面から押し戻される方向に力が働くので，そのような流体圧に耐えてガスケット１９を当たり面に押圧できる強力な締込み装置２２を選定しなければならず，やはり締込み装置２２及びガスケット１９の設計に手間とコストがかかる。また，大きな流体圧を受ける締込み装置２２や扉体３，当たり面に歪み・ガタ型があるとシール性が低下する原因となるので，締込み装置２２や扉体３，当たり面に高い製作精度が要求される。更に流体圧が大きくなると，締込みにも拘らずガスケット１９が流体圧によって当たり面から引き剥がされてシール性が劣化するおそれがある。

本発明者らは，従来のガスケット（標準ガスケット）で負圧シール扉のシール性を維持できる流体圧を確認するため，図５に示す水密性試験装置４０を用いて実験を行った。図示例の試験装置４０は，円形開口４２ａ及び注水口４１ｂを有する中空の試験缶体４１と，その缶体４１の開口４２ａの周りに固定してガスケット１９を装着する試験枠体４２と，その枠体４２の表面に当接させて開口４２ａを塞ぐ透明扉板４３とにより構成されている。缶体４１は支持部材４１ａによって開口４２ａが水平向きとなるように支持し，枠体４２は固定具（ボルト等）４２ｂにより缶体４１と水密に固定した。また図５（Ｃ）に示すように，枠体４２の表面に開口４２ａを囲むように環状のガスケット受け金具５を固定し，その受け金具５の嵌合溝６に中実断面形状の標準ガスケット１９を装着し，そのガスケット１９に扉板４３を押し付けて固定具（ボルト等）４３ｂで締め付けることにより枠体４２と扉板４３との隙間Ｇを密封した。

図５（Ａ）の試験装置４０の缶体４１の中空部に注入口４１ｂから所定圧力で水を注入し，５分毎に水頭圧（流体圧）を徐々に高くしながら枠体４２と透明扉板４３との間のガスケット１９からの漏水量を計測した。併せて，図５（Ｂ）に示すように透明扉板４３を介してガスケット１９の状況を目視により観察した。実験結果を表１に示す。表１は，水頭圧３．６ｍ（流体圧０．０３５ＭＰａ）のときは十分なシール性を維持できたが，水頭圧８．４ｍ（流体圧０．０８３ＭＰａ）になると漏水量が想定以上に多くなったため計測を中断せざるを得なかったことを示している。また水頭圧８．４ｍのときのガスケット１９の状況を目視観察したところ，図５（Ｄ）に示すように，流体圧によって扉板４３が押し戻されて隙間Ｇが拡大し，本来はその隙間の拡大（ΔＧ）にガスケット１９が追従して密封するように締め付けられているところ，ガスケット１９が流体圧により変形して（押し負けて）隙間の拡大に追従できないことがシール性の劣化の原因であると推測された。

上述したように流体圧が大きくなるとガスケット１９が変形してシール性が劣化しうることから，例えば水頭圧１０ｍ以上の流体圧を受ける従来の負圧シール扉は，ガスケット以外の大掛かりな機構を用いてシール性を確保しているのが実情である。上述したようにガスケットを用いてシール性を確保する方法は様々な利点及び経済性を有しており，流体圧が大きくてもシール性が劣化しにくいガスケットを開発できれば，シール扉（とくに負圧シール扉）の設計・製作のコストダウンを図ることができる。また，東北大震災以降の日本周辺の地震域・地震規模の見直しの結果，例えば南海トラフの巨大地震の発生時には２０ｍを越えるような巨大津波の発生も想定されており，しかも津波の波圧は浸水深さの３倍程度の水圧を考慮しなければならない場合もあるので（非特許文献１参照），海岸付近の原子力発電所の建屋や津波避難ビル等において水頭圧２０〜３０ｍ程度の津波に対してもシール性が維持できるシール扉に対する要望が生じている。流体圧が大きくてもシール性が劣化しにくいガスケットを開発すれば，このような要望にも効率的・経済的に対応することができる。

そこで本発明の目的は，大きな流体圧（水圧，気圧）に対してもシール性の劣化が生じにくいシール扉及びそのシール扉に用いるガスケットを提供することにある。

図１の実施例を参照するに，本発明によるシール扉は，片側から反対側より高い流体圧を受ける隔壁１の開口２をその周囲壁１ａに当接して塞ぐ扉体３，扉体３又は周囲壁１ａの何れかの当接部位に開口２を囲むように環状に取り付ける溝６付き受け金具５，その受け金具５の溝６に一部突出させつつ嵌合させて扉体３と壁１ａとの隙間Ｇ０（図１（Ｅ）参照）を密封する断面中空ガスケット１０，及び密封時に高圧側に臨むガスケット１０の外表面に穿った中空部１１と連通する流体取入孔１２（図１（Ｃ）及び（Ｄ）参照）を備え，ガスケット１０を平板状に押し潰したときの厚さＴ０を密封時における扉体３と周囲壁１ａとの低圧側の隙間Ｇ０より大きくし（Ｔ０＞Ｇ０，図２（Ｃ）及び図３（Ｄ）参照），受け金具５の嵌合溝６の低圧側の堤体７の幅Ｗ０をガスケット１０の突出部の流体圧による変形量Ｒ０（図３（Ｄ）参照）より大きくしてなるものである。

また，図１及び図２を参照するに，本発明によるシール扉用ガスケットは，片側から反対側より高い流体圧を受ける隔壁１の開口２の周囲壁１ａとその周囲壁１ａに当接して開口２を塞ぐ扉体３との何れかの当接部位に開口２を囲むように環状に取り付ける溝６付き受け金具５，及び受け金具５の溝６に一部突出させつつ嵌合させて扉体３と周囲壁１ａとの隙間Ｇ０を密封し且つ断面が中空であって密封時に高圧側に臨む外表面に中空部１１と連通する流体取入孔１２（図２（Ａ）及び（Ｄ）参照）が穿たれた断面中空ガスケット１０を備え，ガスケット１０を平板状に押し潰したときの厚さＴ０を密封時における扉体３と周囲壁１ａとの低圧側の隙間Ｇ０より大きくし（Ｔ０＞Ｇ０，図２（Ｃ）及び図３（Ｄ）参照），受け金具５の嵌合溝６の低圧側の堤体７の幅Ｗ０をガスケット１０の突出部の流体圧による変形量Ｒ０（図３（Ｄ）参照）より大きくしてなるものである。

好ましい実施例では，図２（Ａ）に示すように，ガスケット１０の流体取入孔１２をガスケット１０の長さ方向に沿って不連続に設け，或いは図２（Ｅ）及び図２（Ｆ）に示すように，ガスケット１０の流体取入孔１２の中空部側に逆止弁体１４を設ける。望ましくは，図２（Ｆ）に示すように，ガスケット１０の高圧側及び反対側に臨む外表面にそれぞれ中空部と連通する流体取入孔１２を穿ち，各流体取入孔１２にそれぞれ逆止弁１４を設ける。

好ましい他の実施例では，図１（Ｄ）に示すように，受け金具５の高圧側に臨む部位にガスケット１０の流体取入孔１２と連通する貫通孔８を設ける。望ましくは，ガスケット１０を硬質ゴム製又はスポンジゴム製とする。

本発明のシール扉は，片側から反対側より高い流体圧（水圧，気圧）を受ける隔壁１の開口２の周囲壁１ａとその周囲壁１ａに当接して開口２を塞ぐ扉体３との何れかの当接部位に，開口２を囲むように環状に溝６付き受け金具５を取付け，その受け金具５の溝６に断面中空ガスケット１０を一部突出させつつ嵌合させて扉体３と周囲壁１ａとの隙間Ｇ０を密封すると共に，その密封時に高圧側に臨むガスケット１０の外表面に中空部１１と連通する流体取入孔１２を穿ち，ガスケット１０を平板状に押し潰したときの厚さＴ０を密封時における扉体３と周囲壁１ａとの低圧側の隙間Ｇ０より大きくし，受け金具５の嵌合溝６の低圧側の堤体７の幅Ｗ０をガスケット１０の突出部の流体圧による変形量Ｒ０より大きくするので，次の有利な効果を奏する。

（イ）ガスケット１０の中空部１１に流体取入孔１２から流体（水，空気等）が進入し，ガスケット１０の内側に外側の流体圧（水圧，気圧）と同じ圧力が作用するので，流体圧が大きくなってもガスケット１０の変形（押し潰し）を防いでシール性が劣化しにくいシール扉とすることができる。
（ロ）中空部１１に流体（水，空気等）が進入するとガスケット１０の硬さ（中空部の圧力）が流体圧に応じて上昇するので，進入前は比較的柔らかい材質製のガスケット１０を当り面に接触する程度に締め付けるだけでシール扉を構成することができ，シール扉の設計・製作のコストダウンを図ることができる。
（ハ）また，ガスケット１０が流体圧により当り面から押し戻されて隙間Ｇ０が拡大しうる負圧シール扉においても，ガスケット１０の中空部１１に流体（水，空気等）が進入することでガスケット１０が隙間Ｇ０の拡大ΔＧを埋める方向に追従するので，例えば水頭圧１０ｍ以上の浸水圧に耐えうるシール性をガスケット１０によって確保することができる。

（ニ）ガスケット１０の流体取入孔１２をガスケット１０の長さ方向に沿って不連続に設け，又はガスケット１０の流体取入孔１２の中空部側に逆止弁体１４を設けることにより，中空部１１に一旦進入した流体（水，空気等）が外側へ放出されるのを防いでシール性の不所望な劣化を防止できる。
（ホ）また，中空部１１に流体（水，空気等）が進入すると，その圧力によって流体圧と反対側の隙間Ｇ０にガスケット１０が抜け出す可能性もあるが，ガスケット１０を平板状に押し潰したときの厚さＴ０を隙間Ｇ０の幅より大きくすることにより，抜け出したガスケット１０が隙間Ｇに詰まることでシール性の劣化を防止できる。
（ヘ）扉体３又は周囲壁１ａの当接部位にガスケット１０を嵌合させる溝６付き受け金具５を設け，その受け金具５の高圧側に臨む部位にガスケット１０の流体取入孔１２と連通する貫通孔８を設けることにより，ガスケット１０の取り付け・取り外しが容易なシール扉とすることができる。

以下，添付図面を参照して本発明を実施するための形態及び実施例を説明する。
本発明によるシール扉の一実施例の説明図である。 本発明によるシール扉用ガスケットの一実施例の説明図である。 本発明のシール扉用ガスケットの作用を示す説明図である。 本発明のシール扉のシール性（水密性）を確認する試験装置の説明図である。 ガスケットのシール性（水密性）を確認する試験装置の説明図である。 正圧シール扉及び負圧シール扉の説明である。 従来のガスケットを用いたシール扉の一例の説明図である。

図１は，津波避難ビルや原子力発電所の建屋等の海岸構造物のシール扉（水密扉）に本発明を適用した実施例を示す。図示例のシール扉は，片側から高い流体圧（図示例では浸水圧）を受ける構造物の隔壁１の開口２をその周囲壁１ａに当接して塞ぐ扉体３と，その扉体３の当接部位に開口２を囲むように環状に取り付けた断面中空ガスケット１０と，片開き式の扉開閉機構２０とにより構成されている。以下，図１の実施例を参照して本発明を説明するが，本発明のシール扉は水密扉に限らず，例えばクリーンルーム施設，バイオセイフティー施設，ラディエーションハザード施設等において，片側から反対側より高い流体圧（気圧）を受ける気密扉に適用することも可能であり，以下の説明は水密扉及び気密扉の両者を想定したものである。

図示例のシール扉は，図１（Ｃ）に示すように，扉体３上の当接部位に開口２を囲むようにガスケット受け金具５を固定し，その受け金具５の嵌合溝６にガスケット１０を一部突出させて嵌め込むことにより取り付けている。必要に応じて，図１（Ａ）に示すように，ガスケット１０の当り面となる開口２の周囲壁１ａに，開口２を囲むように環状の枠体１６を取り付けてもよい。また，扉体３側に代えて，周囲壁１ａの当接部位（又は枠体１６）の表面にガスケット受け金具５を固定してガスケット１０を取り付けてもよい。ただし，ガスケット受け金具５は本発明に必須のものではなく，扉体３又は周囲壁１ａの当接部位（又は枠体１６）の表面にガスケット嵌合溝６を直接穿設することも可能である。

図示例の扉開閉機構２０は，ヒンジ装置２１と締込み装置２２とで構成されている。開口２を開放するときは，締込み装置２２による扉体３と周囲壁１ａとの間の締込みを解除して扉体３をヒンジ装置２１により片側へ開く。逆に開口２を閉鎖するときは，ヒンジ装置２１により扉体３を閉鎖位置に移動して囲壁１ａと対向させ，締込み装置２２により扉体３を周囲壁１ａに押し付けて圧着し，ガスケット１０を圧縮する（押し潰す）ことにより扉体３と周囲壁１ａとの隙間Ｇ０を密封する（図１（Ｅ）参照）。図中の符号２３は，締込み装置２２を操作するための締込みハンドルを示す。

ヒンジ装置２１の好ましい一例は，開口２の周囲壁１ａ（又は枠体１６）上に設けた固定枢軸と扉体２上に設けた可動枢軸とを有し，複数の回転軸によって閉鎖時に扉体３を周囲壁１ａに対してほぼ平行に押し付けることができる複軸型ヒンジである（特許文献５参照，セミクレーンヒンジ等と呼ばれることもある）。複軸型ヒンジ装置２１は，図６（Ａ）のように扉体３を閉鎖する方向に流体圧を受けた場合に，扉体３と平行な周囲壁１ａ（又は枠体１６）全体で流体圧を受け止める（吸収する）ことができ，ヒンジ装置２１自体に大きな流体圧が加わることを避ける利点も有している。締込み装置２２は従来技術に属する任意ものを採用できるが，例えば閂式の締込み装置２２としてもよい。締込み装置２２の受け部材（図示せず，閂式の場合は閂受け）は周囲壁１ａ（又は枠体１６）上に適宜設置することができる。

図２（Ａ）は中空ガスケット１０の一例を示し，図２（Ｄ）はその断面図を示す。図示例のように本発明で用いるガスケット１０は，中空の断面を有すると共に，圧縮時に流体圧の高い片側（高圧側）に臨む外表面に中空部１１と連通する流体取入孔１２が穿設されたものである。例えば図１（Ｃ）に示すように，受け金具５の嵌合溝６から突出するガスケット１０の外表面の高さに流体取入孔１２を設ける。或いは図１（Ｄ）に示すように，受け金具５の嵌合溝６内に流体取入孔１２が埋め込まれてしまう場合は，受け金具５の高圧側に臨む部位にガスケット１０の流体取入孔１２と連通する貫通孔８を設けてもよい。図１（Ｅ）に示すように，扉体３と周囲壁１ａとの隙間Ｇ０を密封する状態においてガスケット１０の流体取入孔１２（及び貫通孔８）を高圧側に臨ませ，流体取入孔１２（及び貫通孔８）からガスケット１０の中空部１１に流体（図示例では浸水）が進入するようにする。

図３（Ａ）は，図１（Ｅ）と同様に扉体３上のガスケット１０を周囲壁１ａに押し付けて隙間Ｇ０を密封した初期状態を示し，図３（Ｂ）は，そのガスケット１０の中空部１１に流体取入孔１２から流体が進入した状態を示す。図３（Ｂ）に示すように，中空部１１に流体が進入すると，ガスケット１０の内側が外側と同じ流体圧に上昇し，流体圧に比例してガスケット１０の反発力（硬さ）も大きくなるので，図５（Ｄ）を参照して上述した従来のガスケット１９のように，ガスケット１０が流体圧に押し負けて流体が乗り越えることはない。また，大きな流体圧によって扉体３が押し戻されて周囲壁１ａとの隙間Ｇ０が拡大する場合も，ガスケット１０が隙間の拡大（ΔＧ）に追従して膨張することができるので，ガスケット１０によるシール性能が失われることもない。

図３（Ｂ）の一点鎖線円は，中空部１１に流体が進入した状態のガスケット１０に変形圧力が加わる部分を表している。ガスケット１０の中空部１１に流体が進入した状態において，ガスケット１０の高圧側の隙間Ｇ０は中空部１１と同じ圧力であるのに対し，ガスケット１０の反対側の隙間Ｇ０は低圧（図示例では浸水前の大気圧）であるから，その低圧の隙間Ｇ０と接する部分に全ての流体圧が加わる。換言すると，全ての流体圧は，低圧側の隙間Ｇ０にガスケット１０を押し出す（抜け出す）ように作用することになる。本発明においてガスケット１０は，図３（Ｃ）に示すように，隔壁の片側の高い流体圧（図示例では浸水圧）と反対側の低い流体圧（図示例では大気圧）とが接する隙間Ｇ０を塞ぐ弁のような作用によってシール性を維持していると考えることもできる。

中空ガスケット１０の流体取入孔１２は，図２（Ｂ）に示すようにガスケット１０の長さ方向に沿って連続的なものとしてもよいが，本発明者の予備的実験によると，連続的な流体取入孔１２を設けたガスケット１０は流体圧を受けたときに部分的な反り返り（めくり上がり）を生じる可能性があり，その反り返り部分が嵌合溝６から抜け出してシール性を劣化させる原因となりうる。従って，図２（Ａ）のようにガスケット１０の長さ方向に沿って不連続に流体取入孔１２を設けることにより，ガスケット１０の部分的な反り返り（めくり上がり）の発生を防止し，嵌合溝６からのガスケット１０の抜け出しの可能性を低下させることが望ましい。

また，図２（Ｅ）に示すように，ガスケット１０の流体取入孔１２の中空部１１側に逆止弁体１４を設けることも有効である。図示例の中空ガスケット１０は，中空部１１内に流体が進入して圧力を高めることによりシール性の劣化を防止するが，何らかの原因で流体取入孔１２から中空部１１内の流体が放出されると内側の圧力が低下してしまう。流体取入孔１２の中空部１１側に逆止弁体１４を設けることにより，中空部１１内に進入した流体の放出を抑制し，内側の圧力の低下によってガスケット１０のシール性が低下するおそれを低下させる。また，流体取入孔１２に逆止弁体１４を設ける場合は，図２（Ｆ）に示すように，ガスケット１０の流体圧が加わる外表面だけでなく反対側の外表面にも流体取入孔１２を設け，何れの側から流体圧が加わる場合にも対応可能なガスケット１０とすることも考えられる。

更に，図２（Ｃ）に示すようにガスケット１０を流体圧Ｆ等によって平板状に押し潰したときの厚さＴ０を，密封時における扉体３と壁１ａとの隙間Ｇ０（図１（Ｅ）及び図３（Ａ）参照）より大きくすることが望ましい。上述したように，本発明において全ての流体圧は，低圧側の隙間Ｇ０にガスケット１０を押し出すように作用するので，流体圧Ｆが大きくなるとガスケット１０が押し潰されてその隙間Ｇ０へ抜け出す可能性がある。この場合に，図３（Ｅ）に示すようにガスケット１０を押し潰したときの厚さＴ１が隙間Ｇ０より小さいと（Ｔ１＜Ｇ０），ガスケット１０が隙間Ｇ０を介して溝６から抜け出してシール性が失われてしまう。これに対し，図３（Ｄ）のようにガスケット１０を押し潰したときの厚さＴ０が隙間Ｇ０より大きければ（Ｔ０＞Ｇ０），溝６から抜け出したガスケット１０を隙間Ｇ０に詰まらせ又は留まらせてシール性を維持することができる。

また，ガスケット１０を押し潰したときの厚さＴ０が隙間Ｇ０より大きい場合であっても，図３（Ｆ）に示すように，ガスケット受け金具５の嵌合溝６の堤体７（とくに嵌合溝６の低圧側の堤体７）の幅Ｗ０が小さいと，ガスケット１０が隙間Ｇ０に留まることができずに流体圧で押し出されるおそれがある。従って，嵌合溝６の堤体７の幅Ｗ０は，図３（Ｄ）に示すように，嵌合溝６に嵌め込んだガスケット１０の突出部の流体圧による変形量Ｒ０より大きくすることが望ましい。堤体７の幅Ｗ０がガスケット１０の突出部の変形量Ｒ０より大きければ，抜け出したガスケット１０を隙間Ｇ０に詰まらせ又は留まらせてシール性を維持することができる。

なお，本発明では，中空ガスケット１０の硬さ（中空部の圧力）が流体圧に応じて上昇するので，比較的柔らかい材質製のガスケット１０を当り面に接触する程度に締め付けるだけでシール扉を構成できる。例えばガスケット１０をスポンジゴム（気泡を有するガム）製とし，締込み装置２２は締込み力の小さい簡易なものとすることにより，シール扉の開閉機構及び開閉操作の容易化を図ることができる。ただし，実験例３において後述するように，スポンジゴム（気泡を有するガム）製のガスケット１０は，例えば水頭２０ｍ程度の流体圧までシール性を維持できるものの，それ以上に大きな流体圧で押し潰されると隙間Ｇ０より薄い平板状に伸びてしまい，嵌合溝６から抜け出して隙間Ｇ０に留まることなく押し出されるおそれがある。これに対し，後述するようにガスケット１０を硬質ゴム（気泡を有しないゴム）製とすることにより，水頭３０ｍ程度の流体圧までガスケット１０の嵌合溝６からの抜け出しを防止してシール性を維持することができる。

また，本発明において扉開閉機構２０の締込み装置２２は，流体圧が大きくなってもガスケット１０が当り面に接触さえしていればシール性を発揮できるので，流体圧に耐えることができる強度を有していれば足り，ガスケット１０を大きな力で締付ける必要はない。従って，例えばヒンジ装置２１に押圧バネ等を含めて扉体３を周囲壁１ａに押圧することができれば，締込み装置２２を省略することも可能である。すなわち，本発明では，ガスケット１０及び締込み装置２２の簡易化を図ることにより，シール扉の設計・製作のコストダウンを図ることができる。

［実験例１］
図２のような流体取入孔１２付き中空ガスケット１０を使用した負圧シール扉のシール性を確認するため，図４に示すような試験装置３０を試作して水密性の実験を行った。図示例の試験装置３０は，一端が開放された箱型の試験缶体３１と，その缶体３１の開放端を塞ぐ開口３２ａ付き試験枠体３２とにより，図１のような隔壁１の開口２を模擬したものである。缶体３１には，注水弁３４ａ付き注水口３４と，排水弁３３ａ付き排水口３３とが設けられている。また，枠体３２の開口３２ａを塞ぐ扉体３の周縁部表面に開口３２ａを囲むように環状のガスケット受け金具５を固定し，その受け金具５の嵌合溝６に中空ガスケット１０を装着すると共に，受け金具５の浸水側部位に貫通孔８を設けた（図１（Ｄ）参照）。

本実験では先ず，断面の幅Ｄ＝１２ｍｍ，高さＨ１＝１７ｍｍ（図２（Ｄ）参照）で硬質ゴム製（クロロプレンゴム製）の断面中空ガスケット１０を受け金具５の嵌合溝６に装着した。ガスケット１０の流体取入孔１２は，受け金具５の貫通孔８に連通する高さＨ２＝１０ｍｍ程度（図２（Ｄ）参照）に設け，流体圧が加わる缶体３１の内側に臨ませた（図１（Ｄ）参照）。更に，枠体３２の表面側に図１と同様のヒンジ装置２１及び締込み装置２２を有する片開き式の扉体３を設け，締込み装置２２により扉体３がガスケット１０と接触する程度に締め込むことにより開口３２ａを閉鎖した。

図４の試験装置３０の缶体３１内に注水口３４から所定圧力で水を注入し，５分毎に水頭（流体圧）を徐々に高くしながら枠体３２と扉体３との間のガスケット１０からの漏水量を計測した。実験結果を表２に示す。表２は，水頭３０．０ｍ（流体圧０．２９５ＭＰａ）まで流体圧を大きくしても１時間当たりの漏水量は最大０．００３５ｍ^３／ｈ程度に抑えられていることを示しており，図２のような中空ガスケット１０を用いることにより，浸水深さが３０ｍ程度に大きくなってもシール性が十分に維持できるシール扉が実現できることを確認することができた。

［比較例１］
他方，比較のため，実験例１と同じ断面形状（幅Ｄ＝１２ｍｍ，高さＨ１＝１７ｍｍ）で流体取入孔１２のない中空ガスケット１０（硬質ゴム製）を用いて同様の実験を繰り返したところ，水頭３．６ｍ（流体圧０．０３５ＭＰａ）においてガスケット１０が流体圧により変形して（押し負けて）漏水量が計測できない程度に多くなった。この実験結果から，中空ガスケット１０に流体取入孔１２を設けて中空部１１に流体（本実験では水）を進入させることが，ガスケット１０のシール性にとって極めて有効であることを確認できた。従って，例えば図５（Ｃ）のような中実断面形状のガスケット１９を用いた従来のシール扉において，図２のような流体取入孔１２付き中空ガスケット１０に交換することにより，或いは中空ガスケットを用いた従来のシール扉において図２のような流体取入孔１２を穿設することにより，浸水深さが３０ｍ程度の流体圧までシール性が劣化しないシール扉とすることが可能となる。

［実験例２］
また，ガスケット１０の断面形状によるシール性の相違を確認するため，嵌合溝６に装着する流体取入孔１２付き硬質ゴム製ガスケット１０を，断面の幅Ｄ＝１２ｍｍ，高さＨ１＝１３ｍｍのものに交換して同様の実験を繰り返したところ，水頭３０．０ｍ（流体圧０．２９５ＭＰａ）まで表２とほぼ同様の漏水量に抑えることが確認できた。この実験結果から，本発明の中空ガスケット１０は，断面の高さＨ１を小さくして圧縮力が小さくなっても漏水力を抑えることが可能であり，扉体３のガスケット１０を開口周囲の当り面に接触させることができれば，浸水深さが３０ｍ程度までシール性が劣化しないことを確認することができた。

［実験例３］
更に，ガスケット１０の材質によるシール性の相違を確認するため，嵌合溝６に装着するガスケット１０をスポンジゴム（クロロプレンゴム製）のものに交換して同様の実験を繰り返したところ，水頭２０．０ｍ（流体圧０．１９７ＭＰａ）までは流体圧を大きくしても漏水量は表２とほぼ同様であったが，流体圧をそれ以上に大きくするとガスケット１０が嵌合溝６から抜け出して漏水量が計測できない程度に多くなった。スポンジゴム製のガスケット１０は，大きな流体圧で押し潰されると隙間Ｇ０より薄い平板状に伸びてしまうことから，隙間Ｇ０に留まることなく嵌合溝６から押し出されたことが漏水の原因であると推測された。この実験結果から，スポンジゴム製のガスケット１０を用いた場合も水頭２０ｍ程度の流体圧までシール性を維持できるが，それ以上の流体圧でシール性を維持するためには，押し潰したときの厚さＴ０が比較的厚い硬質ゴム製のガスケット１０を用いる必要があることを確認できた。

こうして本発明の目的である「大きな流体圧（水圧，気圧）に対してもシール性の劣化が生じにくいシール扉及びそのシール扉に用いるガスケット」の提供が達成できる。

１…隔壁 １ａ…（開口の）周囲壁
２…開口 ３…扉体
５…ガスケット受け金具 ６…ガスケット嵌合溝
７…溝堤 ８…貫通孔
１０…断面中空ガスケット １１…中空部
１２…流体取入孔 １４…逆止弁体
１６…枠体
１９…従来型ガスケット（断面中実ガスケット）
２０…扉開閉機構 ２１…ヒンジ装置
２２…締込み装置 ２３…締込みハンドル
３０…試験装置 ３１…試験缶体
３２…試験枠体 ３２ａ…開口
３３…排水口 ３３ａ…排水弁
３４…注水口 ３４ａ…注水弁
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ…押え材
４０…水密性試験装置 ４１…試験缶体
４１ａ…缶体支持部材 ４１ｂ…注水口
４１ｃ…弁 ４２…試験枠体
４２ａ…開口 ４２ｂ…固定具
４３…透明扉板 ４３ｂ…固定具
５２…枠体 ５３…扉体
５４…ガスケット（パッキン） ５６…昇降フレーム（スライド手段）
５７…締込みボルト（締込み手段）
Ｅ…床 Ｇ…隙間
Ｔ…（押す潰したときの）厚さ Ｗ…溝堤幅

Claims (12)

1. 片側から反対側より高い流体圧を受ける隔壁の開口をその周囲壁に当接して塞ぐ扉体，前記扉体又は周囲壁の何れかの当接部位に開口を囲むように環状に取り付ける溝付き受け金具，前記受け金具の溝に一部突出させつつ嵌合させて扉体と壁との隙間を密封する断面中空ガスケット，及び密封時に高圧側に臨む前記ガスケットの外表面に穿った中空部と連通する流体取入孔を備え，前記ガスケットを平板状に押し潰したときの厚さを前記密封時における扉体と周囲壁との低圧側の隙間より大きくし，前記受け金具の嵌合溝の低圧側の堤体幅を前記ガスケットの突出部の流体圧による変形量より大きくしてなるシール扉。
2. 請求項１のシール扉において，前記流体取入孔を前記ガスケットの長さ方向に沿って不連続に設けてなるシール扉。
3. 請求項１又は２のシール扉において，前記ガスケットの流体取入孔の中空部側に逆止弁体を設けてなるシール扉。
4. 請求項３のシール扉において，前記ガスケットの高圧側及び反対側に臨む外表面にそれぞれ中空部と連通する流体取入孔を穿ち，各流体取入孔にそれぞれ逆止弁を設けてなるシール扉。
5. 請求項１から４の何れかのシール扉において，前記受け金具の高圧側に臨む部位に前記ガスケットの流体取入孔と連通する貫通孔を設けてなるシール扉。
6. 請求項１から５の何れかのシール扉において，前記ガスケットを硬質ゴム製又はスポンジゴム製としてなるシール扉。
7. 片側から反対側より高い流体圧を受ける隔壁の開口の周囲壁とその周囲壁に当接して開口を塞ぐ扉体との何れかの当接部位に開口を囲むように環状に取り付ける溝付き受け金具，及び前記受け金具の溝に一部突出させつつ嵌合させて扉体と周囲壁との隙間を密封し且つ断面が中空であって密封時に高圧側に臨む外表面に中空部と連通する流体取入孔が穿たれた断面中空ガスケットを備え，前記ガスケットを平板状に押し潰したときの厚さを前記密封時における扉体と周囲壁との低圧側の隙間より大きくし，前記受け金具の嵌合溝の低圧側の堤体幅を前記ガスケットの突出部の流体圧による変形量より大きくしてなるシール扉用ガスケット。
8. 請求項７のガスケットにおいて，前記流体取入孔を前記ガスケットの長さ方向に沿って不連続に設けてなるシール扉用ガスケット。
9. 請求項７又は８のガスケットにおいて，前記ガスケットの流体取入孔の中空部側に逆止弁体を設けてなるシール扉用ガスケット。
10. 請求項９の何れかのガスケットにおいて，前記ガスケットの高圧側及び反対側に臨む外表面にそれぞれ中空部と連通する流体取入孔を穿ち，各流体取入孔にそれぞれ逆止弁を設けてなるシール扉用ガスケット。
11. 請求項７から１０の何れかのガスケットにおいて，前記受け金具の高圧側に臨む部位に前記ガスケットの流体取入孔と連通する貫通孔を設けてなるシール扉用ガスケット。
12. 請求項７から１１の何れかのガスケットにおいて，前記ガスケットを硬質ゴム製又はスポンジゴム製としてなるシール扉用ガスケット。

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