JP6784525B2 - 蓋構造体及びそれを用いた閉塞構造 - Google Patents

Description

本発明は、開口を水密又は気密に閉塞する蓋構造体及びそれを用いた閉塞構造に関する。

船体や海洋構造物等では、その内部の区画やダクト等に設けられた開口を閉塞する構造に水密性や気密性が要求される場合がある。例えば、特許文献１には、水密区画室と、該水密区画室に接続されるアクセストランクと、該アクセストランクに出入りするためのマンホールが開示されている。該マンホールは、喫水線より高い位置に設けられているため、水密区画室が浸水した場合もアクセストランクから海水があふれ出ることが防がれるのを確実にしている。このようなマンホールは、通常、水密性を備えるように蓋で塞がれている。

特開２０１３−４７０３９号公報

水密性又は気密性を確保するための一般的な閉塞構造では、開口の周縁部分が短管状に形成されており、該短管の先端にフランジが設けられている。このフランジにリング状のゴムシートを介して蓋がかぶせられて、フランジと蓋との間の隙間がゴムシートで完全に塞がれるように、フランジに対して蓋をボルトで締結している。

上述のような一般的な閉塞構造では、水密又は気密に閉塞するための蓋を形成するプレートの厚みが小さいと、フランジに対して該蓋をボルトで締結する際にその蓋が歪んでゴムシートを均一に押圧できないおそれがある。このため、水密又は気密に閉塞するための蓋は、厚みの大きい鋼鉄プレートで形成されていた。その結果、蓋の重量が大きいものとなっており、蓋の取付及び取り外し作業に大変な労力を要していた。

そこで、本発明は、軽量であって且つ開口を水密又は気密に閉塞可能な蓋構造体及びそれを用いた閉塞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に、本発明に係る蓋構造体は、開口を閉塞するための蓋構造体であって、前記開口を覆うメインプレートと、前記メインプレートの一方表面に突設された筒状体と、前記筒状体の周りに設けられた、前記メインプレートの前記一方表面に当接する環状の弾性体と、前記メインプレートとは反対側から前記弾性体に当接する環状のサブプレートと、前記弾性体の周方向に沿って互いに間隔をあけて設けられた、前記弾性体が前記メインプレート及び前記サブプレートに当接した状態を保持する複数の保持構造体であって、前記複数の保持構造体は、夫々、前記メインプレートの他方表面に設けられた回転部を有し、前記回転部を回転させることにより前記メインプレートと前記サブプレートの間隔を変更可能な保持構造体と、を備える。

上記の構成によれば、弾性体を開口に通した状態で保持構造体の回転部を回転させることにより、メインプレートとサブプレートの間隔が狭まり、その間に挟まれた弾性体が厚み方向に押圧される。弾性体は、内周面側の膨みが筒状体で規制されるため、弾性体の内周面が筒状体に当接した弾性体は、外周面側にのみ膨らみ、弾性体の外周面は、開口の周縁部に押圧され密着する。これにより、開口を水密又は気密に閉塞することができる。また、上記の構成によれば、メインプレートが多少歪んだとしても水密又は気密に開口を閉塞できるため、従来の蓋よりメインプレートを薄くすることができ、蓋構造体の軽量化を図ることができる。

上記の蓋構造体において、前記保持構造体は、ボルト及びナットを備えており、前記回転部は、ボルトの頭部又はナット自体であってもよい。この構成によれば、弾性体がメインプレート及びサブプレートに当接した状態を保持するとともに、メインプレートとサブプレートの間隔を変更する構成を、簡易な構成で実現できる。

また、本発明に係る閉塞構造は、上記の蓋構造体と、前記開口を形成する短管と、を備える。この構成によれば、弾性体の外周面を短管の内周面に押圧させることにより、開口を水密又は気密に閉塞するとともに、短管に蓋構造体を安定して保持させることができる。

上記の閉塞構造において、例えば、前記開口は、船体又は海洋構造物内の電線用ダクトに形成されたハンドホールである。通常、船体又は海洋構造物内の電線用ダクトは、船体又は海洋構造物内に設けられた区画室の天井等の高所に設けられていることが多い。上記の閉塞構造によれば、蓋構造体が従来のものよりも軽量であるため、該電線用ダクト内の電線布設作業やメンテナンス作業に伴う、ハンドホールへの蓋構造体の取り付けやハンドホールからの蓋構造体の取り外しをより容易に行うことができる。

本発明によれば、軽量であって且つ開口を水密又は気密に閉塞可能な蓋構造体及びそれを用いた閉塞構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係る蓋構造体を斜め上方から見た斜視図である。 図１に示す蓋構造体を斜め後方から見た斜視図である。 図１のIII−III線に沿う蓋構造体の断面図である。 図１に示す蓋構造体を用いた開口の閉塞方法を説明するための図であり、（ａ）は開口を閉塞する前の状態を示し、（ｂ）は開口を閉塞させた状態を示す。 図１に示す蓋構造体を用いた閉塞構造を備える電線用ダクトである。 図４（ｂ）に示す閉塞構造に防熱を施した状態を示す断面図である。

以下、実施形態を各図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る蓋構造体１を斜め上方から見た斜視図である。図２は、蓋構造体１を斜め後方から見た斜視図である。図３は、図１のIII−III線に沿う蓋構造体１の断面図である。

蓋構造体１は、開口を水密又は気密に閉塞するために用いられる。本実施形態では、蓋構造体１は円形の開口を塞ぐために用いられる。

蓋構造体１は、開口を覆うメインプレート２を備える。メインプレート２は、例えば鋼鉄等の金属製である。また、メインプレート２は、開口と同形の円形である。メインプレート２は、第１表面２１とその反対側の第２表面２２を有している。第１表面２１には、蓋構造体１を運ぶために把持される２つの取っ手２３が設けられている。

メインプレート２の第２表面２２には、筒状体３が突設されている。筒状体３は、例えば鋼鉄等の金属製である。筒状体３は、円筒状であって、外周面３１、内周面３２、外周面３１と内周面３２を接続する２つの端面３３，３４を有する。筒状体３の中心軸上には、メインプレート２の中心が位置しており、筒状体３の外周面３１は、筒状体３の中心軸方向から見て円形である。筒状体３の一方の端面３３は、メインプレート２の第２表面２２に溶接により接合されている。

筒状体３の周りには、環状の弾性体４が設けられている。弾性体４は、例えばゴム製である。弾性体４は、円筒状であって、外周面４１、内周面４２、外周面４１と内周面４２を接続する２つの端面４３，４４を有する。また、弾性体４の中心軸と筒状体３の中心軸は一致しており、弾性体４の内周面４２と筒状体３の外周面３１との間には微小な隙間が設けられている。但し、弾性体４の内周面４２は、筒状体３の外周面３１に当接していてもよい。弾性体４は、その一方の端面４３がメインプレート２の第２表面２２に当接している。弾性体４の端面４３，４４間の長さは、筒状体３の端面３３，３４間の長さよりやや短い。

弾性体４は、その中心軸方向（すなわち、厚み方向）に均等に分割された３つの弾性部材４ａ，４ｂ，４ｃにより構成されている。３つの弾性部材４ａ，４ｂ，４ｃは、同形同大であり、いずれも同じ素材により構成されている。但し、弾性体４は、その中心軸方向に分割されていなくてもよいし、その中心軸方向に２つに又は４つ以上に分割されていてもよい。

弾性体４を挟んでメインプレート２とは反対側には、環状のサブプレート５が設けられている。サブプレート５は、弾性体４の中心軸方向から見て弾性体４と略同形同大である。サブプレート５は、弾性体４の端面４４を覆うように設けられている。

サブプレート５は、第１表面５１とその反対側の第２表面５２を有している。サブプレート５の第１表面５１は、弾性体４の端面４４に当接している。すなわち、サブプレート５は、メインプレート２とは反対側から弾性体４に当接しており、弾性体４はメインプレート２とサブプレート５に挟まれている。

弾性体４がメインプレート２及びサブプレート５に当接した状態は、複数の保持構造体６により保持されている。本実施形態では、複数の保持構造体６は、それぞれ、弾性体４の周方向に沿って互いに間隔をあけて設けられている。各保持構造体６は、ボルト６１、ナット（本発明の回転部に相当）６２を有している。

本実施形態では、ボルト６１の頭部が、サブプレート５の第２表面５２上に位置しており、ボルト６１の軸部が、該頭部からメインプレート２、弾性体４及びサブプレート５を貫通するように延びている。そして、ナット６２が、メインプレート２の第１表面２１上に位置しており、ボルト６１の軸部に螺合されている。

保持構造体６による保持について、より詳しく説明すれば、メインプレート２、弾性体４及びサブプレート５には、メインプレート２の第２表面２２に垂直な方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。複数の貫通孔は、弾性体４の外周面４１及び内周面４２から等距離に位置し、弾性体４の周方向に沿って互いに間隔をあけて設けられている。そして、これら複数の貫通孔に、サブプレート５の第２表面５２側からボルト６１の軸部が挿通されて、ボルト６１の頭部がサブプレート５の第２表面５２に当接している。そして、サブプレート５に対するボルト６１の相対位置が変化しないように、言い換えれば、ボルト６１がサブプレート５から離れず且つサブプレート５に対して回転しないように、ボルト６１の頭部は、サブプレート５に例えば溶接等により固定されている。ナット６２は、メインプレート２の第１表面２１から突き出たボルト６１の軸部に螺合した状態で、メインプレート２の第１表面２１に当接している。こうして、ボルト６１とナット６２により、弾性体４がメインプレート２及びサブプレート５に当接した状態が保持される。

さらに、弾性体４は弾性変形可能であるため、ナット６２がメインプレート２に当接した状態でナット６２を回転させることにより、ボルト６１の頭部とナット６２の間隔を変化させて、その結果、メインプレート２とサブプレート５の間隔を変化させることができる。これにより、弾性体４に厚み方向に応力をかけて、弾性体４を径方向に膨らませたり、膨らませた状態から元の状態に戻したりすることができる。

すなわち、ナット６２を回転させてメインプレート２とサブプレート５の間隔を狭めると、弾性体４は、メインプレート２及びサブプレート５から厚み方向に応力を受けて、厚み方向に縮まるとともに、径方向に膨らむ。このとき、弾性体４は、その内周面４２が筒状体３に当接し、それ以上の内周面４２側の膨みが筒状体３で規制される。このため、弾性体４の内周面４２が筒状体３に当接した弾性体４は、外周面４１側にのみ膨らむ。

また、その逆に、弾性体４が厚み方向に押圧され外周面４１側に膨らんでいるときに、ナット６２を逆回転させてメインプレート２とサブプレート５の間隔を拡げると、弾性体４は、元の寸法に戻ろうとして厚み方向に伸びるとともに、弾性体４の外周面４１側への膨らみも減少する。

次に、図４及び図５を参照して、蓋構造体１を用いた閉塞方法について説明する。図４（ａ）は、開口を閉塞する前の状態を示し、図４（ｂ）は、開口を閉塞させた状態を示す。また、図５は、蓋構造体１を用いた閉塞構造１００を備える電線用ダクト１０１である。

電線用ダクト１０１は、例えば船体内の区画室等の天井等に設けられており、その内部には、電線等が布設される。電線用ダクト１０１には、その延びる方向に沿って所定間隔（例えば約１ｍ）おきにハンドホールとして開口が形成されている。該開口は、電線の布設作業やメンテナンス作業のために作業者が手や頭を入れるための箇所である。図４及び図５に示すように、開口は、下方に開口しているが、これに限られず、例えば開口は側方や上方に開口していてもよい。また、この開口の周りは、短管状に形成されている。この短管１０２は、弾性体４の厚み方向の幅と同等又はそれより大きい幅を有する内周面１０３を備える。この短管１０２に蓋構造体１が挿入されることにより閉塞構造１００が構成される。

開口を蓋構造体１で閉塞するために、まず、図４（ａ）に示すように、蓋構造体１を開口に挿入して、蓋構造体１の弾性体４を開口に通した状態にする。具体的には、蓋構造体１の弾性体４の外周面４１と電線用ダクト１０１の短管１０２の内周面１０３が向き合うように、開口に蓋構造体１を配置させる。

次に、メインプレート２の第１表面２１に当接した複数のナット６２を均等に回転させていく。ナット６２を回転させることにより、メインプレート２とサブプレート５の間隔が狭まり、その間に挟まれた弾性体４が厚み方向に押圧される。弾性体４は、内周面４２側の膨みが筒状体３で規制されるため、図４（ｂ）に示すように、内周面４２側の膨みが規制された弾性体４は、外周面４１側にのみ膨らむ。こうして、弾性体４の外周面４１を、開口の周縁部、すなわち短管１０２の内周面１０３に押圧させて密着させる。その結果、開口は、蓋構造体１により水密又は気密に閉塞される。また、弾性体４が短管１０２の内周面１０３に押圧されていることにより、電線用ダクト１０１の開口に蓋構造体１が挿通した状態が保持される。

以上説明したように、本実施形態に係る蓋構造体１は、弾性体４を開口に通した状態でナット６２を回転させることにより、メインプレート２とサブプレート５の間隔が狭まり、その間に挟まれた弾性体４が厚み方向に押圧される。弾性体４は、内周面４２側の膨みが筒状体３で規制されるため、内周面４２が筒状体３に当接した弾性体４は、外周面４１側にのみ膨らみ、開口の周縁部に押圧され密着する。これにより、開口を水密又は気密に閉塞することができる。

また、本実施形態では、メインプレート２が多少歪んだとしても水密性又は気密性を確保できるため、従来の蓋よりメインプレート２を薄くすることができ、蓋構造体１の軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では、弾性体４がメインプレート２及びサブプレート５に当接した状態を保持するとともに、メインプレート２とサブプレート５の間隔を変更する構成を、ボルト６１及びナット６２を備えた簡易な構成の保持構造体６により実現することができる。

また、本実施形態に係る閉塞構造１００は、弾性体４の外周面４１を短管１０２の内周面１０３に押圧させることにより、開口を水密又は気密に閉塞するとともに、短管１０２に蓋構造体１を安定して保持させることができる。

ところで、電線用ダクト１０１内に電線を布設したりメンテナンスを行ったりするためには、作業者は足場を組んでハンドホールへの蓋の取り付けやハンドホールからの蓋の取り外しを行う必要がある。通常、電線用ダクト１０１は高所に設けられており、また、多数のハンドホールが形成されている場合が多い。このため、従来の蓋のような重量物の取り付けや取り外しは作業者にとって、非常に労力を要する作業となっていた。本実施形態では、蓋構造体１が従来のものよりも軽量であるため、該電線用ダクト１０１内の電線布設作業やメンテナンス作業に伴う、ハンドホールへの蓋構造体１の取り付けやハンドホールからの蓋構造体１の取り外しをより容易に行うことができ、作業者の負担を軽減することができる。

また、弾性体４が３つの弾性部材４ａ，４ｂ，４ｃからなる三層構造であるため、弾性体４が厚み方向に押圧されたときに、弾性部材４ａ，４ｂ，４ｃがそれぞれ独立に変形する。このため、弾性体４が一体的に形成されている場合に比べて、弾性体４を厚み方向に沿って、できるだけ均等に膨らませることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、メインプレート２の第１表面２１にナット６２が当接しており、サブプレート５の第２表面５２にボルト６１の頭部が固定されていたが、その逆に、メインプレート２の第１表面２１にボルト６１の頭部が当接しており、サブプレート５の第２表面５２にナット６２が例えば溶接等により固定されていてもよい。また、ボルト６１の頭部を回転させることにより、メインプレート２とサブプレート５の間隔を変更してもよい。

また、上記実施形態では、保持構造体６がボルト６１とナット６２を含む構成であったが、例えば、保持構造体６がナット６２を含まない構成であってもよい。この場合、サブプレート５に設けられたボルト６１を通すための孔には、ボルト６１と係合するためのねじ穴が形成されていてもよい。そして、メインプレート２の第１表面２１に当接したボルト６１の頭部を回転させることにより、メインプレート２とサブプレート５の間隔を変更してもよい。

また、蓋構造体１の各構成要素の形状は、上記実施形態で説明された形状に限られない。例えば、サブプレート５は、弾性体４の中心軸方向から見て弾性体４と略同形同大でなくてもよい。サブプレート５は、その外周縁が少なくとも開口を通過する大きさであり、且つ、その内周縁が筒状体３の中心軸方向から見て外周面３１より筒状体３の外方側に位置していればよい。但し、サブプレート５は、弾性体４の中心軸方向から見て弾性体４と略同形同大である方が、弾性体４の端面４４を均等に押圧できるために、特に好ましい。

また、上記実施形態では、蓋構造体１の各構成要素は、円形の開口を塞ぐためにそれに応じた形状を備えていたが、蓋構造体１の各構成要素は、例えば長丸や楕円形状の開口を塞ぐための形状であってもよい。但し、蓋構造体１が円形の開口を塞ぐように構成されている場合、弾性体４が外周面４１側に周に沿って均等に膨らむため、特に好ましい。

また、図４に示した例では、開口の周りに短管１０２が形成されていたが、例えば、開口の周縁部が、弾性体４の厚み方向の幅と同等の幅を有する内周面を有していれば、開口の周りに短管１０２が形成されていなくてもよい。

また、図６に示すように、閉塞構造１００は、防熱材１０４で覆われていてもよい。図６は、図４（ｂ）に示す閉塞構造１００に防熱を施した状態を示す断面図である。図６に示す例では、蓋構造体１とともに、電線用ダクト１０１の外面も防熱材１０４で覆われている。但し、蓋構造体１とともに、電線用ダクト１０１の外面の一部のみが防熱材１０４で覆われていてもよい。このように、閉塞構造１００を防熱材１０４で覆うことにより、閉塞構造１００が設けられた空間で万一火災が発生した場合でも、蓋構造体１により閉塞される開口を通じて火災が拡大するのを防止することができる。

また、図４に示した例では、蓋構造体１を用いて船体内の電線用ダクト１０１に設けられた開口を閉塞する例を示したが、蓋構造体１を用いて閉塞される開口は、これに限られない。蓋構造体１を用いて閉塞される開口は、水密又は気密に閉塞されることが要求される開口であればよく、例えば、浮体式海洋石油・ガス生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）等の海洋構造物内の電線用ダクトの開口でもよいし、船体や海洋構造物内の区画室を区画する隔壁に設けられた開口であってもよい。あるいは、蓋構造体１を用いて閉塞される開口は、陸上設備内の水密又は気密に閉塞することが要求される開口であってもよい。

１ 蓋構造体
２ メインプレート
２１ 第１表面（他方表面）
２２ 第２表面（一方表面）
３ 筒状体
４ 弾性体
５ サブプレート
６１ ボルト
６２ ナット（回転部）
１００ 閉塞構造
１０１ 電線用ダクト
１０２ 短管

Claims (3)

1. 船体又は海洋構造物内の電線用ダクトにマンホールまたはハンドホールとして形成された開口を閉塞するための蓋構造体と、前記開口を形成する短管と、を備える、閉塞構造であって、
   前記蓋構造体は、
   第１表面及び前記第１表面の反対側の第２表面を有し、前記開口を覆うメインプレートと、
   前記メインプレートの前記第２表面に突設された筒状体と、
   前記筒状体の周りに設けられた、前記メインプレートの前記第２表面に当接する、その中心軸が前記筒状体の中心軸と一致する環状の弾性体と、
   前記メインプレートとは反対側から前記弾性体に当接する環状のサブプレートと、
   前記弾性体の周方向に沿って互いに間隔をあけて設けられた、前記弾性体が前記メインプレート及び前記サブプレートに当接した状態を保持する複数の保持構造体であって、前記複数の保持構造体は、夫々、前記メインプレートの前記第１表面に設けられた回転部を有し、前記回転部を回転させることにより前記メインプレートと前記サブプレートの間隔を変更可能な保持構造体と、を備える、閉塞構造。
2. 前記サブプレートの外周縁が前記開口を通過する大きさであり、
   前記保持構造体は、ボルト及び前記ボルトの軸部に螺合されたナットを備えており、前記ボルトの頭部及び前記ナットの一方は、前記回転部であり、前記ボルトの頭部及び前記ナットの他方は、前記サブプレートから離れず且つ前記サブプレートに対して回転しないように前記サブプレートに固定されている、請求項１に記載の閉塞構造。
3. 前記サブプレートの外周縁が前記開口を通過する大きさであり、
   前記保持構造体は、ボルトを備え、前記回転部は、前記ボルトの頭部であり、
   前記サブプレートには、前記ボルトと係合するためのねじ穴が形成されている、請求項１に記載の閉塞構造。

Images