JPH0228032B2 - - Google Patents
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- JPH0228032B2 JPH0228032B2 JP59047805A JP4780584A JPH0228032B2 JP H0228032 B2 JPH0228032 B2 JP H0228032B2 JP 59047805 A JP59047805 A JP 59047805A JP 4780584 A JP4780584 A JP 4780584A JP H0228032 B2 JPH0228032 B2 JP H0228032B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
- E02B7/20—Movable barrages; Lock or dry-dock gates
- E02B7/54—Sealings for gates
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/0635—Tail sealing means, e.g. used as end shuttering
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/068—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces the packing swelling under working conditions
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- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
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- Sealing Material Composition (AREA)
Description
本発明は新規な水用構造物のパツキンに関す
る。さらに詳しくは、とくに水門や大口径の配
管、トンネル、地下鉄や共同溝などのRCセグメ
ントなどの水用構造物における隙間の変化などに
追従してその形状を変形しうるパツキンに関す
る。 従来より、たとえば水路を遮断するための水門
における門扉と門枠の間の隙間、または農業用水
などの管路の継目などをシールするためにゴム製
のパツキンが使用されている。 すなわち水用構造物の２つの部材は、２つの部
材が相対的に移動しうるように、あるいは取りつ
け作業の容易化、厳密な寸法管理の困難性などの
ために通常は一定の隙間を介して面しており、そ
の隙間に弾力性を有するパツキンを介在させるこ
とによりシール性をえている。 そのばあいたとえば第２２図における二点鎖線
で示されるもとの形状を有するパツキン１０１
は、実線のように撓められた状態で２つの部材１
０２，１０３の間に介在され、パツキン１０１の
弾発力によりリツプ部１０４が相手部材１０５の
表面１０６に沿うように当接される。そのため矢
印Ｐ方向の水圧により確実なシール性がえられ
る。 ところがとくに大きい水用構造物などにおいて
は、隙間のバラツキが大きいためリツプ部１０４
の全体を表面１０６に均一に沿わせるように取り
つける作業が困難である。 またたとえば第２３図に示されるようなリング
状のＶパツキン１０７を取りつけるばあいにおい
て隙間にバラツキがあるばあいには、隙間が大き
い部位に合わせてグランド押え１０８を締めると
隙間の小さい部位ではパツキンが押圧されすぎて
破損するばあいがある。 さらに使用中において、地盤沈下などの環境の
変化が原因となつて前記隙間が変化することによ
り、あるいはパツキン材料の経時変化に基づく弾
力性の減少、固化による収縮または摺動摩擦によ
る摩耗などでリツプ部と相手部材の表面の間に隙
間が生じ、シールできなくなるという問題があ
る。 そこで本発明者らは叙上の問題を解消すべく鋭
意研究を重ねた結果、前記問題はいずれも隙間の
バラツキや変化量に比してパツキンのシール性を
保持しうる範囲がきわめて狭いことが原因である
という事実に着目し、以下に述べるような使用状
況に応じて形状が変形するパツキンを使用するこ
とにより前記問題を解消しうるというまつたく新
たな着想をえ、本発明を完成するにいたつた。 すなわち本発明は水用構造物の隙間、たとえば
水用構造物同士の継目や水用構造物の他の物体と
の隙間などをシールするためのパツキンであつ
て、相手部材の表面に当接するリツプ部をその一
部に備えたパツキン本体と、 高吸水性樹脂を用いた膨潤部材とからなり、前
記膨潤部材がパツキン本体の前記リツプ部の片面
に一体に接合されており、 前記膨潤部材の吸水膨張作用によつて、前記リ
ツプ部が相手部材を押圧するようそり返るべく構
成されてなる水用構造物のパツキンを要旨とする
ものである。 なお特許請求の範囲にいうパツキンとは、第１
図、第４図に示される通常のパツキンのほか、第
１２図、第１３図または第１６図に示されるよう
な、ケーソンなどの間に挾み込まれるテープ状の
シール材など、水用構造物の継目に介在させるこ
とにより水漏れを防ぐものをすべて含む概念であ
る。 またリツプ部とは、たとえば第４図に示される
パツキン２２の基部２２ａから側方などに突出し
ているリツプ部２３のほか、たとえば第１図、第
３図または第６図に示されるパツキンのリツプ部
８，３６のようにパツキン本体３の一部であつ
て、その弾性反発力により相手部材の表面に沿う
ように当接してシール機能を奏するものをすべて
含む概念である。 つぎに図面を参照しながら本発明の水用構造物
のパツキン（以下、単にパツキンという）を説明
する。 第１図は本発明のパツキンの一実施例を示す要
部斜視図、第２図および第２ａ図はそれぞれ本発
明のパツキンの他の実施例を示す断面図、第３図
は本発明のパツキンの他の実施例をその使用状態
と共に示す平面図、第４図は本発明のパツキンの
他の実施例を示す要部斜視図、第５図は第４図に
示されるパツキンの使用状態を示す断面図、第６
〜１６図はそれぞれ本発明のパツキンの他の実施
例を示す要部断面図、第１７図は本発明のパツキ
ンの一実施例の性能試験を示す説明図、第１８図
および１９図はそれぞれ第１７図に示される性能
試験の測定結果を示すグラフ、第２０図および第
２１図は本発明のパツキンの他の実施例の膨潤前
後の形状を比較して示す断面図である。 第１図には平板状のパツキン１が示されてい
る。パツキン１はその一面側に凹部２が形成され
たパツキン本体３と、凹部２内に埋め込まれた膨
潤部材４とからなる。 なお第２図に示されるように凹部に代えて切り
欠き部５を形成し、切り欠き部５に膨潤部材を接
合してもよい。また第２ａ図に示されるように平
板状のパツキン本体３と、平板状の膨潤部材４と
を単に積層固着したものであつてもよい。 前記いずれのパツキンにおいても、パツキン本
体３の先端部は相手部材の表面に沿わせられるリ
ツプ部８を構成している。 本発明におけるパツキン本体３の材質は、弾力
性、機械的強度、形状保持性を備えたもの、使用
状態によつては耐摩耗性を有するものが使用され
る。 すなわちパツキン本体の材質としては、従来使
用されているパツキン用のゴム材料、たとえば天
然ゴム、NR、SBR、NBR、CR、EPDM、
CSM、シリコーンゴム、フツ素ゴム、またはそ
れらのゴムを用いた布入りゴムなどのゴム材料の
ほか、弾力性または可撓性を有する各種の合成樹
脂などがあげられる。 また膨潤部材４としては、ゴムまたは合成樹脂
に高吸水性樹脂を混合したものが用いられるが、
高吸水性樹脂を単独で用いてもよい。高吸水性樹
脂は自重の約500倍程度の水を吸水保持するもの
であり、吸水に伴なつて体積が大きく膨張する。
高吸水性樹脂としては、たとえばデンプンにアク
リロニトリル、アクリル酸、スチレンスルホン
酸、ビニルスルホン酸などをグラフト共重合した
デンプン系高吸水性樹脂、セルロース−アクリロ
ニトリルグラフト共重合体、セルロース−スチレ
ンスルホン酸グラフト共重合体、カルボキシメチ
ルセルロースの架橋物などのセルロース系高吸水
性樹脂、ポリビニルアルコールの架橋物、アクリ
ル−酢酸ビニル共重合体ケン化物などのポリビニ
ルアルコール系高吸水性樹脂、ボリアクリル酸塩
架橋物、ポリアクリロニトリル系重合体のケン化
物、ポリエチレングリコールジアクリレート架橋
物などのアクリル系高吸水性樹脂などがあげられ
る。 本発明における膨潤部材４は、パツキン材料と
同様なゴム材料または合成樹脂に前記高吸水性樹
脂を混合したものが好ましい。それにより成形
性、形状保持性、機械的強度および弾力性を有す
る膨潤部材４がえられる。なお前記高吸水性樹脂
を単独で使用してもよい。 膨潤部材４に使用されるゴムとしては天然ゴム
のほか、SBRなどのパツキン本体に使用される
各種の合成ゴムあるいはポリウレタンなどがあげ
られる。また合成樹脂としてはエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体などがあげられる。 なお一般に高吸水性樹脂の含有率が高いほうが
膨潤部材４の体積膨張率が高く、しかも速く膨張
し、含有率が低いほうが成形性などの機械的性質
が向上する。高吸水性樹脂の含有量はたとえば膨
潤部材の体積膨張率が２倍以上となるように設定
する。 好ましい配合割合はゴムまたは合成樹脂100部
（重量部、以下同じ）に対して高吸水性樹脂10〜
300部、なかんづく20〜100部である。 なお膨潤部材４はパツキン本体３との接合性が
すぐれているもの、および弾力性を有するものが
好ましく、それによりパツキン全体の一体性およ
び機械的強度が向上するため、変形作用が確実で
ある。 たとえば膨潤部材４の主要成分がゴムであり、
パツキン本体３がゴムであるばあいには、圧縮
性、弾力性がほぼ同一であるため、従来のパツキ
ンとほとんど同様に取り扱いうるという利点があ
る。また従来のゴム製のパツキンと同じ製造設備
で製造しうるという利点がある。 パツキン本体３と膨潤部材４とを接合する方法
は、それぞれの材質に応じて種々の方法を採用し
うる。たとえばゴム製のパツキン本体３と、高吸
水性樹脂とゴムの混合物からなる膨潤部材４とを
接合するばあいは、型成形された未加硫のパツキ
ン本体と、未加流の膨潤部材とをプレスで加圧し
ながら加硫することにより、あるいは押し出し成
形機によつて未加硫のパツキン本体と未加硫の膨
潤部材とを連続的に多層押し出ししたものを加硫
することにより、強固に接合することができる。
そのばあいパツキン本体３を構成するゴム材料
と、膨潤部材４に含まれるゴム材料とが相溶性が
あるばあい、たとえば同種類のゴムであることが
接合性などの点で好ましい。 つぎに叙上のごとく構成される本発明のパツキ
ンの作用を説明する。 第１図に示されるように本発明のパツキン１
は、パツキン本体３のリツプ部８の裏面側に膨潤
部材４が設けられている。そのためパツキン１が
水用構造物に取りつけられたのちに膨潤部材４が
水を吸収し、その体積が増大する。そのためパツ
キン１は第２図の二点鎖線１９で示されるように
膨潤部材４と反対の側に曲がろうとする。そのた
め取りつけ時において隙間が残つているばあい、
あるいは使用中に隙間が増大したばあいにおいて
は、隙間の変化に追従して変形し、相手部材の表
面に沿わせる力が常時確保され、シール効果を維
持しうるというすぐれた効果を奏しうる。すなわ
ち本発明のパツキン１は、隙間追従性という従来
のパツキンにはまつたくみられない特有の性質を
有するのである。またそれにより取りつけ作業が
きわめて容易になるという利点がある。 本発明のパツキンは前記特有の性質を利用し
て、たとえば以下に述べるような各種のパツキン
として使用しうる。 第３図において１０は上下方向（図面において
は紙面に直角の方向）に開閉する門扉であり、門
枠１１と共に水門を構成している。門扉１０と門
枠１１の間には隙間１２が設けられている。門扉
１０の先端にパツキン１が押え板１３、ボルト１
４、ナツト１５などにより取りつけられている。
パツキン１の取りつけ時における自然の形状（外
力が加わつておらない状態の形状）は、二点鎖線
１６で示されているようにＬ字状であるが、門扉
１０を閉じたときには第３図の実線で示されるよ
うにいくらか撓められている。すなわちそのよう
に撓められることによる反発力Ｆが、パツキン１
のリツプ部８を門枠１１に沿わせる力となり、矢
印Ａ方向の水圧によつてシール圧が確保される。 水門に水が入れられたとき、膨潤部材４が水を
吸収し、リツプ部８が矢印Ａ方向に変形する。な
おこのばあいリツプ部８は門枠１１の表面１１ａ
に当接して撓められているため弾発力のみが増加
しており、外観上の変化は現われない。 そのような状態においては、何らかの原因で隙
間が増大してもリツプ部８がたとえば二点鎖線１
８で示されるように変化に追従し、常時門枠１１
の表面１１ａと当接するため水が侵入することが
ない。 本発明のパツキンは第１〜３図のように平板状
または特定断面の長尺ものに限定されるものでは
なく、相手の水用構造物の形状および接続状態に
応じて種々の形状のものに変更されうる。 たとえば第４〜５図に示されるパツキン２１
は、リング状の基部２２ａと基部２２ａの側面か
らほぼ平行に突出する２本のリング状のリツプ部
２３とからなるパツキン本体２２を有している。 リツプ部２３の内面側には凹溝状の凹部２４が
形成されており、凹部２４には前記と同様の膨潤
部材２５が埋め込まれている。なおパツキン本体
２２の材質についても、従来公知のパツキンの材
料を採用しうる。 前記パツキン２１は第５図に示されるように、
大口径パイプの接続部のシールに使用されるもの
であり、受け口パイプ２６の内周面２７と挿し口
パイプ２８の外周面２９の間の環状の空洞部３０
に挿入されている。 このものにおいては、膨潤部材２５が水を吸収
すると共にその体積が膨張し、リツプ部２３の自
然形状がたとえば第２１図に示されるように変形
し、幅Ｗが拡張する。したがつてパツキン２１全
体に経時的な変化、たとえば変形、収縮、固化ま
たは応力緩和が生じて弾力性が低下したとしても
リツプ部２３の表面と受け口パイプ２６の内周面
２７または挿し口パイプ２８の外周面２９の間か
ら水が漏れることがない。 第１〜２図に示される平板状のパツキン１は、
ガスケツトのように２つの部材の対向する平面の
間に挾み込んで使用することもできる。 たとえば第６図は２つのフランジ３１，３２の
間に介在される環状パツキン３３を示している。
環状パツキン３３のもとの形状は二点鎖線で示さ
れているように偏平である。フランジ３１，３２
間の締めつけ力が緩んだり、その他の原因で水が
浸み出していくと、膨潤部材４が膨張し、実線で
示されるようにそり返るように変形する。そのた
めリツプ部８とフランジ３１，３２の表面３４は
常時当接しており、水漏れが防止される。 第７図は第６図と同様のばあいに使用される環
状パツキンの他の実施例を示している。このもの
はパツキン３５の内側および外側の端部がそれぞ
れリツプ部３６，３７を構成している。 第８図は環状または平板状のパツキンの断面を
示しており、パツキン本体３８で膨潤部材４をサ
ンドイツチ状に挾んだ形状に構成されている。こ
のものは膨潤部材４の端面４ａ，４ｂのうち、水
と接している端面４ａ側のみが膨張する。 第９図、第１０図および第１１図はそれぞれ従
来公知のＵ形パツキン４０、Ｖ形パツキン４１お
よびＬ形パツキン４２について本発明を適用した
ばあいを示している。いずれも実線がもとの形状
であり、二点鎖線は膨張後における外力が付加さ
れていない状態を示している。 第１２図に示されるパツキン４３へ第６図のば
あいと同様にフランジ３１，３２の間に介在され
るものであり、一端側にスリツト４４が形成さ
れ、膨潤部材４の間には水の吸収性を向上させる
ためのフエルト４５または紙などが介在されてい
る。 第１３図および第１４図のパツキン４６，４７
はそれぞれ両端にスリツト４４および膨潤部材４
が設けられている。このものはケーソンなどの継
目のシール材として使用される。 その他たとえば第１５図および第１６図に示さ
れるような断面形状の、環状または長尺状のシー
ル材またはパツキン４８，４９も採用しうる。 前記いずれのパツキンにおいても、取りつけ時
における隙間のバラツキを吸収することができ
る。またパツキンの経時的変化などにより隙間が
増大すると、前述のごとくパツキンが変形し、漏
水を防止するのに適切な弾発力のところで変形が
停止する。またその後に再び漏水が発生しても、
その都度パツキンが変形する。すなわち本発明パ
ツキンはその使用状態によつては、常時もつとも
適切なシール圧に自動的に設定されるというすぐ
れた効果を奏しうる。 本発明のパツキンは、単にパツキンの膨張に基
づいて隙間をうずめ、それによりシールするもの
ではなく、パツキン本体とリツプ部の一面に接合
されている膨潤部材との水膨潤性の差異により、
リツプ部にそり返りが生じ、その変形によりシー
ル性をうるものである。 叙上のごとく本発明のパツキンは種々の形状の
パツキンに適用しうるものであり、大口径パイプ
の接続部、水門の隙間のシールに使用されるほ
か、たとえば槽塔、配管、トンネル、地下鉄また
は共同溝などのケーソンまたはRCセグメントの
継目のシール、すなわち内部からの水の漏洩また
は外部からの水の浸水を遮蔽するためのシール材
として種々の用途に採用されうるものであり、そ
の実用価値はきわめて大である。 つぎに実施例に基づいて本発明のパツキンの変
形作用を説明する。 実施例 １ 第１７図に示される試験片５１は厚さT15mm、
幅B160mmの平板状のパツキンを長さ200mmに切断
してえたものである。 膨潤部材４は厚さ（T2）2.5mm、幅（B2）30mm
の部材であり、パツキンの先端からの距離Ｌが10
mmの位置に形成された凹部２内の埋め込まれてい
る。 パツキン本体３の材質はSBR（Hs50）であり、
膨潤部材４はSBR100部（重量部、以下同じ）に
対しスミカゲル（住友化学工業(株)製の高吸水性樹
脂の商品名）40部を混入したものである。 パツキン本体３と膨潤部材４とは、未加硫成形
したものを加圧下に加硫することにより一体に接
合した。 この試験片５１の一端側を第１７図に示される
ように鉄板５２に取りつけ、水道水中に浸漬し
た。 前記試験条件のもとに、試験片５１の先端５３
の高さＨが時間の経過と共に変化する状態を測定
した。その結果を第１８図に示す。 第１９図のグラフは24時間水道水中に浸漬した
のちの変形後のパツキンについて、第１７図のよ
うに荷重Weを加えたばあいにおける荷重の大き
さと変形量の関係を示したものである。 第１８図のグラフによれば時間の経過とともに
試験片５１の先端５３がしだいに立ち上がること
がわかる。24時間経過後には、試験片５１の先端
５３が約17mm程度立ち上がつている。 また第１９図のグラフによれば、24時間後の状
態においては、比較的大きい隙間（たとえば10〜
16mm）が生じても６〜８Kgｆ程度の相手部材の表
面に沿わせる力が確保されることがわかる。また
隙間が小さい状態（たとえば６mm）では、強い沿
わせる力（20Kgｆ程度）が維持されていることが
わかる。 実施例 ２ つぎに第２０図のような断面形状を有するリン
グ状パツキンを長さ200mmに切断して試験片５５
をえた。パツキン本体２２および膨潤部材２５の
材質および製法は試験片５１と同じである。この
ものを水道水中に浸漬し、時間の経過と共にリツ
プ部２３の外側面間の幅Ｗが変化する状態を測定
した。その結果を第１表に示す。
る。さらに詳しくは、とくに水門や大口径の配
管、トンネル、地下鉄や共同溝などのRCセグメ
ントなどの水用構造物における隙間の変化などに
追従してその形状を変形しうるパツキンに関す
る。 従来より、たとえば水路を遮断するための水門
における門扉と門枠の間の隙間、または農業用水
などの管路の継目などをシールするためにゴム製
のパツキンが使用されている。 すなわち水用構造物の２つの部材は、２つの部
材が相対的に移動しうるように、あるいは取りつ
け作業の容易化、厳密な寸法管理の困難性などの
ために通常は一定の隙間を介して面しており、そ
の隙間に弾力性を有するパツキンを介在させるこ
とによりシール性をえている。 そのばあいたとえば第２２図における二点鎖線
で示されるもとの形状を有するパツキン１０１
は、実線のように撓められた状態で２つの部材１
０２，１０３の間に介在され、パツキン１０１の
弾発力によりリツプ部１０４が相手部材１０５の
表面１０６に沿うように当接される。そのため矢
印Ｐ方向の水圧により確実なシール性がえられ
る。 ところがとくに大きい水用構造物などにおいて
は、隙間のバラツキが大きいためリツプ部１０４
の全体を表面１０６に均一に沿わせるように取り
つける作業が困難である。 またたとえば第２３図に示されるようなリング
状のＶパツキン１０７を取りつけるばあいにおい
て隙間にバラツキがあるばあいには、隙間が大き
い部位に合わせてグランド押え１０８を締めると
隙間の小さい部位ではパツキンが押圧されすぎて
破損するばあいがある。 さらに使用中において、地盤沈下などの環境の
変化が原因となつて前記隙間が変化することによ
り、あるいはパツキン材料の経時変化に基づく弾
力性の減少、固化による収縮または摺動摩擦によ
る摩耗などでリツプ部と相手部材の表面の間に隙
間が生じ、シールできなくなるという問題があ
る。 そこで本発明者らは叙上の問題を解消すべく鋭
意研究を重ねた結果、前記問題はいずれも隙間の
バラツキや変化量に比してパツキンのシール性を
保持しうる範囲がきわめて狭いことが原因である
という事実に着目し、以下に述べるような使用状
況に応じて形状が変形するパツキンを使用するこ
とにより前記問題を解消しうるというまつたく新
たな着想をえ、本発明を完成するにいたつた。 すなわち本発明は水用構造物の隙間、たとえば
水用構造物同士の継目や水用構造物の他の物体と
の隙間などをシールするためのパツキンであつ
て、相手部材の表面に当接するリツプ部をその一
部に備えたパツキン本体と、 高吸水性樹脂を用いた膨潤部材とからなり、前
記膨潤部材がパツキン本体の前記リツプ部の片面
に一体に接合されており、 前記膨潤部材の吸水膨張作用によつて、前記リ
ツプ部が相手部材を押圧するようそり返るべく構
成されてなる水用構造物のパツキンを要旨とする
ものである。 なお特許請求の範囲にいうパツキンとは、第１
図、第４図に示される通常のパツキンのほか、第
１２図、第１３図または第１６図に示されるよう
な、ケーソンなどの間に挾み込まれるテープ状の
シール材など、水用構造物の継目に介在させるこ
とにより水漏れを防ぐものをすべて含む概念であ
る。 またリツプ部とは、たとえば第４図に示される
パツキン２２の基部２２ａから側方などに突出し
ているリツプ部２３のほか、たとえば第１図、第
３図または第６図に示されるパツキンのリツプ部
８，３６のようにパツキン本体３の一部であつ
て、その弾性反発力により相手部材の表面に沿う
ように当接してシール機能を奏するものをすべて
含む概念である。 つぎに図面を参照しながら本発明の水用構造物
のパツキン（以下、単にパツキンという）を説明
する。 第１図は本発明のパツキンの一実施例を示す要
部斜視図、第２図および第２ａ図はそれぞれ本発
明のパツキンの他の実施例を示す断面図、第３図
は本発明のパツキンの他の実施例をその使用状態
と共に示す平面図、第４図は本発明のパツキンの
他の実施例を示す要部斜視図、第５図は第４図に
示されるパツキンの使用状態を示す断面図、第６
〜１６図はそれぞれ本発明のパツキンの他の実施
例を示す要部断面図、第１７図は本発明のパツキ
ンの一実施例の性能試験を示す説明図、第１８図
および１９図はそれぞれ第１７図に示される性能
試験の測定結果を示すグラフ、第２０図および第
２１図は本発明のパツキンの他の実施例の膨潤前
後の形状を比較して示す断面図である。 第１図には平板状のパツキン１が示されてい
る。パツキン１はその一面側に凹部２が形成され
たパツキン本体３と、凹部２内に埋め込まれた膨
潤部材４とからなる。 なお第２図に示されるように凹部に代えて切り
欠き部５を形成し、切り欠き部５に膨潤部材を接
合してもよい。また第２ａ図に示されるように平
板状のパツキン本体３と、平板状の膨潤部材４と
を単に積層固着したものであつてもよい。 前記いずれのパツキンにおいても、パツキン本
体３の先端部は相手部材の表面に沿わせられるリ
ツプ部８を構成している。 本発明におけるパツキン本体３の材質は、弾力
性、機械的強度、形状保持性を備えたもの、使用
状態によつては耐摩耗性を有するものが使用され
る。 すなわちパツキン本体の材質としては、従来使
用されているパツキン用のゴム材料、たとえば天
然ゴム、NR、SBR、NBR、CR、EPDM、
CSM、シリコーンゴム、フツ素ゴム、またはそ
れらのゴムを用いた布入りゴムなどのゴム材料の
ほか、弾力性または可撓性を有する各種の合成樹
脂などがあげられる。 また膨潤部材４としては、ゴムまたは合成樹脂
に高吸水性樹脂を混合したものが用いられるが、
高吸水性樹脂を単独で用いてもよい。高吸水性樹
脂は自重の約500倍程度の水を吸水保持するもの
であり、吸水に伴なつて体積が大きく膨張する。
高吸水性樹脂としては、たとえばデンプンにアク
リロニトリル、アクリル酸、スチレンスルホン
酸、ビニルスルホン酸などをグラフト共重合した
デンプン系高吸水性樹脂、セルロース−アクリロ
ニトリルグラフト共重合体、セルロース−スチレ
ンスルホン酸グラフト共重合体、カルボキシメチ
ルセルロースの架橋物などのセルロース系高吸水
性樹脂、ポリビニルアルコールの架橋物、アクリ
ル−酢酸ビニル共重合体ケン化物などのポリビニ
ルアルコール系高吸水性樹脂、ボリアクリル酸塩
架橋物、ポリアクリロニトリル系重合体のケン化
物、ポリエチレングリコールジアクリレート架橋
物などのアクリル系高吸水性樹脂などがあげられ
る。 本発明における膨潤部材４は、パツキン材料と
同様なゴム材料または合成樹脂に前記高吸水性樹
脂を混合したものが好ましい。それにより成形
性、形状保持性、機械的強度および弾力性を有す
る膨潤部材４がえられる。なお前記高吸水性樹脂
を単独で使用してもよい。 膨潤部材４に使用されるゴムとしては天然ゴム
のほか、SBRなどのパツキン本体に使用される
各種の合成ゴムあるいはポリウレタンなどがあげ
られる。また合成樹脂としてはエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体などがあげられる。 なお一般に高吸水性樹脂の含有率が高いほうが
膨潤部材４の体積膨張率が高く、しかも速く膨張
し、含有率が低いほうが成形性などの機械的性質
が向上する。高吸水性樹脂の含有量はたとえば膨
潤部材の体積膨張率が２倍以上となるように設定
する。 好ましい配合割合はゴムまたは合成樹脂100部
（重量部、以下同じ）に対して高吸水性樹脂10〜
300部、なかんづく20〜100部である。 なお膨潤部材４はパツキン本体３との接合性が
すぐれているもの、および弾力性を有するものが
好ましく、それによりパツキン全体の一体性およ
び機械的強度が向上するため、変形作用が確実で
ある。 たとえば膨潤部材４の主要成分がゴムであり、
パツキン本体３がゴムであるばあいには、圧縮
性、弾力性がほぼ同一であるため、従来のパツキ
ンとほとんど同様に取り扱いうるという利点があ
る。また従来のゴム製のパツキンと同じ製造設備
で製造しうるという利点がある。 パツキン本体３と膨潤部材４とを接合する方法
は、それぞれの材質に応じて種々の方法を採用し
うる。たとえばゴム製のパツキン本体３と、高吸
水性樹脂とゴムの混合物からなる膨潤部材４とを
接合するばあいは、型成形された未加硫のパツキ
ン本体と、未加流の膨潤部材とをプレスで加圧し
ながら加硫することにより、あるいは押し出し成
形機によつて未加硫のパツキン本体と未加硫の膨
潤部材とを連続的に多層押し出ししたものを加硫
することにより、強固に接合することができる。
そのばあいパツキン本体３を構成するゴム材料
と、膨潤部材４に含まれるゴム材料とが相溶性が
あるばあい、たとえば同種類のゴムであることが
接合性などの点で好ましい。 つぎに叙上のごとく構成される本発明のパツキ
ンの作用を説明する。 第１図に示されるように本発明のパツキン１
は、パツキン本体３のリツプ部８の裏面側に膨潤
部材４が設けられている。そのためパツキン１が
水用構造物に取りつけられたのちに膨潤部材４が
水を吸収し、その体積が増大する。そのためパツ
キン１は第２図の二点鎖線１９で示されるように
膨潤部材４と反対の側に曲がろうとする。そのた
め取りつけ時において隙間が残つているばあい、
あるいは使用中に隙間が増大したばあいにおいて
は、隙間の変化に追従して変形し、相手部材の表
面に沿わせる力が常時確保され、シール効果を維
持しうるというすぐれた効果を奏しうる。すなわ
ち本発明のパツキン１は、隙間追従性という従来
のパツキンにはまつたくみられない特有の性質を
有するのである。またそれにより取りつけ作業が
きわめて容易になるという利点がある。 本発明のパツキンは前記特有の性質を利用し
て、たとえば以下に述べるような各種のパツキン
として使用しうる。 第３図において１０は上下方向（図面において
は紙面に直角の方向）に開閉する門扉であり、門
枠１１と共に水門を構成している。門扉１０と門
枠１１の間には隙間１２が設けられている。門扉
１０の先端にパツキン１が押え板１３、ボルト１
４、ナツト１５などにより取りつけられている。
パツキン１の取りつけ時における自然の形状（外
力が加わつておらない状態の形状）は、二点鎖線
１６で示されているようにＬ字状であるが、門扉
１０を閉じたときには第３図の実線で示されるよ
うにいくらか撓められている。すなわちそのよう
に撓められることによる反発力Ｆが、パツキン１
のリツプ部８を門枠１１に沿わせる力となり、矢
印Ａ方向の水圧によつてシール圧が確保される。 水門に水が入れられたとき、膨潤部材４が水を
吸収し、リツプ部８が矢印Ａ方向に変形する。な
おこのばあいリツプ部８は門枠１１の表面１１ａ
に当接して撓められているため弾発力のみが増加
しており、外観上の変化は現われない。 そのような状態においては、何らかの原因で隙
間が増大してもリツプ部８がたとえば二点鎖線１
８で示されるように変化に追従し、常時門枠１１
の表面１１ａと当接するため水が侵入することが
ない。 本発明のパツキンは第１〜３図のように平板状
または特定断面の長尺ものに限定されるものでは
なく、相手の水用構造物の形状および接続状態に
応じて種々の形状のものに変更されうる。 たとえば第４〜５図に示されるパツキン２１
は、リング状の基部２２ａと基部２２ａの側面か
らほぼ平行に突出する２本のリング状のリツプ部
２３とからなるパツキン本体２２を有している。 リツプ部２３の内面側には凹溝状の凹部２４が
形成されており、凹部２４には前記と同様の膨潤
部材２５が埋め込まれている。なおパツキン本体
２２の材質についても、従来公知のパツキンの材
料を採用しうる。 前記パツキン２１は第５図に示されるように、
大口径パイプの接続部のシールに使用されるもの
であり、受け口パイプ２６の内周面２７と挿し口
パイプ２８の外周面２９の間の環状の空洞部３０
に挿入されている。 このものにおいては、膨潤部材２５が水を吸収
すると共にその体積が膨張し、リツプ部２３の自
然形状がたとえば第２１図に示されるように変形
し、幅Ｗが拡張する。したがつてパツキン２１全
体に経時的な変化、たとえば変形、収縮、固化ま
たは応力緩和が生じて弾力性が低下したとしても
リツプ部２３の表面と受け口パイプ２６の内周面
２７または挿し口パイプ２８の外周面２９の間か
ら水が漏れることがない。 第１〜２図に示される平板状のパツキン１は、
ガスケツトのように２つの部材の対向する平面の
間に挾み込んで使用することもできる。 たとえば第６図は２つのフランジ３１，３２の
間に介在される環状パツキン３３を示している。
環状パツキン３３のもとの形状は二点鎖線で示さ
れているように偏平である。フランジ３１，３２
間の締めつけ力が緩んだり、その他の原因で水が
浸み出していくと、膨潤部材４が膨張し、実線で
示されるようにそり返るように変形する。そのた
めリツプ部８とフランジ３１，３２の表面３４は
常時当接しており、水漏れが防止される。 第７図は第６図と同様のばあいに使用される環
状パツキンの他の実施例を示している。このもの
はパツキン３５の内側および外側の端部がそれぞ
れリツプ部３６，３７を構成している。 第８図は環状または平板状のパツキンの断面を
示しており、パツキン本体３８で膨潤部材４をサ
ンドイツチ状に挾んだ形状に構成されている。こ
のものは膨潤部材４の端面４ａ，４ｂのうち、水
と接している端面４ａ側のみが膨張する。 第９図、第１０図および第１１図はそれぞれ従
来公知のＵ形パツキン４０、Ｖ形パツキン４１お
よびＬ形パツキン４２について本発明を適用した
ばあいを示している。いずれも実線がもとの形状
であり、二点鎖線は膨張後における外力が付加さ
れていない状態を示している。 第１２図に示されるパツキン４３へ第６図のば
あいと同様にフランジ３１，３２の間に介在され
るものであり、一端側にスリツト４４が形成さ
れ、膨潤部材４の間には水の吸収性を向上させる
ためのフエルト４５または紙などが介在されてい
る。 第１３図および第１４図のパツキン４６，４７
はそれぞれ両端にスリツト４４および膨潤部材４
が設けられている。このものはケーソンなどの継
目のシール材として使用される。 その他たとえば第１５図および第１６図に示さ
れるような断面形状の、環状または長尺状のシー
ル材またはパツキン４８，４９も採用しうる。 前記いずれのパツキンにおいても、取りつけ時
における隙間のバラツキを吸収することができ
る。またパツキンの経時的変化などにより隙間が
増大すると、前述のごとくパツキンが変形し、漏
水を防止するのに適切な弾発力のところで変形が
停止する。またその後に再び漏水が発生しても、
その都度パツキンが変形する。すなわち本発明パ
ツキンはその使用状態によつては、常時もつとも
適切なシール圧に自動的に設定されるというすぐ
れた効果を奏しうる。 本発明のパツキンは、単にパツキンの膨張に基
づいて隙間をうずめ、それによりシールするもの
ではなく、パツキン本体とリツプ部の一面に接合
されている膨潤部材との水膨潤性の差異により、
リツプ部にそり返りが生じ、その変形によりシー
ル性をうるものである。 叙上のごとく本発明のパツキンは種々の形状の
パツキンに適用しうるものであり、大口径パイプ
の接続部、水門の隙間のシールに使用されるほ
か、たとえば槽塔、配管、トンネル、地下鉄また
は共同溝などのケーソンまたはRCセグメントの
継目のシール、すなわち内部からの水の漏洩また
は外部からの水の浸水を遮蔽するためのシール材
として種々の用途に採用されうるものであり、そ
の実用価値はきわめて大である。 つぎに実施例に基づいて本発明のパツキンの変
形作用を説明する。 実施例 １ 第１７図に示される試験片５１は厚さT15mm、
幅B160mmの平板状のパツキンを長さ200mmに切断
してえたものである。 膨潤部材４は厚さ（T2）2.5mm、幅（B2）30mm
の部材であり、パツキンの先端からの距離Ｌが10
mmの位置に形成された凹部２内の埋め込まれてい
る。 パツキン本体３の材質はSBR（Hs50）であり、
膨潤部材４はSBR100部（重量部、以下同じ）に
対しスミカゲル（住友化学工業(株)製の高吸水性樹
脂の商品名）40部を混入したものである。 パツキン本体３と膨潤部材４とは、未加硫成形
したものを加圧下に加硫することにより一体に接
合した。 この試験片５１の一端側を第１７図に示される
ように鉄板５２に取りつけ、水道水中に浸漬し
た。 前記試験条件のもとに、試験片５１の先端５３
の高さＨが時間の経過と共に変化する状態を測定
した。その結果を第１８図に示す。 第１９図のグラフは24時間水道水中に浸漬した
のちの変形後のパツキンについて、第１７図のよ
うに荷重Weを加えたばあいにおける荷重の大き
さと変形量の関係を示したものである。 第１８図のグラフによれば時間の経過とともに
試験片５１の先端５３がしだいに立ち上がること
がわかる。24時間経過後には、試験片５１の先端
５３が約17mm程度立ち上がつている。 また第１９図のグラフによれば、24時間後の状
態においては、比較的大きい隙間（たとえば10〜
16mm）が生じても６〜８Kgｆ程度の相手部材の表
面に沿わせる力が確保されることがわかる。また
隙間が小さい状態（たとえば６mm）では、強い沿
わせる力（20Kgｆ程度）が維持されていることが
わかる。 実施例 ２ つぎに第２０図のような断面形状を有するリン
グ状パツキンを長さ200mmに切断して試験片５５
をえた。パツキン本体２２および膨潤部材２５の
材質および製法は試験片５１と同じである。この
ものを水道水中に浸漬し、時間の経過と共にリツ
プ部２３の外側面間の幅Ｗが変化する状態を測定
した。その結果を第１表に示す。
【表】
第１表によればリツプ部２３の幅Ｗがしだいに
増加し、120時間経過後においては34mm、すなわ
ちもとの寸法に比して16mmも増大している（第２
０図および第２１図参照）。 したがつてリツプ部におけるシール性は半永久
的に保たれる。また隙間の変化に追従するため、
常に一定以上の沿わせる力が確保される。 なお第１７図の試験片５１および第２０図の試
験片５５は、膨潤の前後にかかわらず機械的強度
および弾力性がそれぞれ従来のパツキンとほぼ同
じであり、パツキン本体と膨潤部材の接合も強固
であつた。
増加し、120時間経過後においては34mm、すなわ
ちもとの寸法に比して16mmも増大している（第２
０図および第２１図参照）。 したがつてリツプ部におけるシール性は半永久
的に保たれる。また隙間の変化に追従するため、
常に一定以上の沿わせる力が確保される。 なお第１７図の試験片５１および第２０図の試
験片５５は、膨潤の前後にかかわらず機械的強度
および弾力性がそれぞれ従来のパツキンとほぼ同
じであり、パツキン本体と膨潤部材の接合も強固
であつた。
第１図は本発明のパツキンの一実施例を示す要
部斜視図、第２図および第２ａ図はそれぞれ本発
明のパツキンの他の実施例を示す断面図、第３図
は本発明のパツキンの一実施例をその使用状態と
共に示す平面図、第４図は本発明のパツキンの他
の実施例を示す要部斜視図、第５図は第４図に示
されるパツキンの使用状態を示す断面図、第６〜
１６図はそれぞれ本発明のパツキンの他の実施例
を示す要部断面図、第１７図は本発明のパツキン
の一実施例の性能試験を示す説明図、第１８図お
よび第１９図はそれぞれ第１７図に示される性能
試験の測定結果を示すグラフ、第２０図および第
２１図はそれぞれ本発明のパツキンの他の実施例
の膨潤前および膨潤後の形状を比較して示す断面
図、第２２図および第２３図はそれぞれ従来のパ
ツキンの使用例を示す断面図である。 （図面の主要符号）、１，２１：パツキン、２，
２４：凹部、３，２２：パツキン本体、４，２
５：膨潤部材、８，２３：リツプ部。
部斜視図、第２図および第２ａ図はそれぞれ本発
明のパツキンの他の実施例を示す断面図、第３図
は本発明のパツキンの一実施例をその使用状態と
共に示す平面図、第４図は本発明のパツキンの他
の実施例を示す要部斜視図、第５図は第４図に示
されるパツキンの使用状態を示す断面図、第６〜
１６図はそれぞれ本発明のパツキンの他の実施例
を示す要部断面図、第１７図は本発明のパツキン
の一実施例の性能試験を示す説明図、第１８図お
よび第１９図はそれぞれ第１７図に示される性能
試験の測定結果を示すグラフ、第２０図および第
２１図はそれぞれ本発明のパツキンの他の実施例
の膨潤前および膨潤後の形状を比較して示す断面
図、第２２図および第２３図はそれぞれ従来のパ
ツキンの使用例を示す断面図である。 （図面の主要符号）、１，２１：パツキン、２，
２４：凹部、３，２２：パツキン本体、４，２
５：膨潤部材、８，２３：リツプ部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水用構造物をシールするためのパツキンであ
つて、 相手部材の表面に当接するリツプ部をその一部
に備えたパツキン本体と、 高吸水性樹脂を用いた膨潤部材とからなり、前
記膨潤部材がパツキン本体の前記リツプ部の片面
に一体に接合されており、前記膨潤部材の吸水膨
張作用によつて、前記リツプ部が相手部材を押圧
するようそり返るべく構成されてなる水用構造物
のパツキン。 ２ 前記膨潤部材がリツプ部の裏面に形成された
凹部に埋め込まれてなる特許請求の範囲第１項記
載のパツキン。 ３ 前記凹部がリツプ部の根元に沿つて形成され
た凹溝である特許請求の範囲第２項記載のパツキ
ン。 ４ 前記膨潤部材がリツプ部の裏面側に積層され
た層状の部材である特許請求の範囲第１項記載の
パツキン。 ５ 前記パツキン本体がゴム製であり、前記膨潤
部材がゴム材料と高吸水性樹脂の混合物からなる
特許請求の範囲第１項記載のパツキン。 ６ 前記パツキン本体を構成するゴム材料と前記
膨潤部材に含まれているゴム材料とが相溶性を有
する特許請求の範囲第５項記載のパツキン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047805A JPS60192167A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 水用構造物のパツキン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047805A JPS60192167A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 水用構造物のパツキン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60192167A JPS60192167A (ja) | 1985-09-30 |
| JPH0228032B2 true JPH0228032B2 (ja) | 1990-06-21 |
Family
ID=12785579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59047805A Granted JPS60192167A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 水用構造物のパツキン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60192167A (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH01145470A (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-07 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 水膨潤ゴムを利用したシール材及びその製造方法 |
| JPH0449430Y2 (ja) * | 1988-03-11 | 1992-11-20 | ||
| JPH01147037U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-11 | ||
| JPH01269000A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-26 | Maeda Corp | シールド管路用継手 |
| US4844485A (en) * | 1988-10-28 | 1989-07-04 | Dana Corporation | Lip seal assembly for a rotatable shaft |
| DE4100426C1 (ja) * | 1991-01-09 | 1992-07-30 | Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim, De | |
| GB2273537B (en) * | 1992-12-17 | 1996-01-31 | Yong Goo Shin | Ring packing |
| ES2385350T3 (es) * | 2004-11-22 | 2012-07-23 | Midé Technology Corporation | Sello de palier activado por fluidos |
| US8419020B2 (en) | 2004-11-22 | 2013-04-16 | Mide Technology Corporation | Fluid activated shaft seal |
| US7828299B2 (en) | 2004-11-22 | 2010-11-09 | Mide Technology Corporation | Fluid-activated shaft seal |
| DE502004011709D1 (de) | 2004-12-08 | 2010-11-11 | Steinhardt Gmbh | Schwallspülvorrichtung zum Reinigen von Kanälen, die eine Dichtung aufweist |
| FR2926345B1 (fr) | 2008-01-16 | 2010-03-26 | Skf Ab | Joint d'etancheite et palier a roulement comportant un tel joint |
| EP2151611A1 (de) * | 2008-08-04 | 2010-02-10 | Carl Freudenberg KG | Radialwellendichtring mit Notlauf-Dichtlippe |
| EP2151610A1 (de) * | 2008-08-04 | 2010-02-10 | Carl Freudenberg KG | Radialwellendichtring mit einer quellfähigen Schmutzlippe |
| DE102008058087B4 (de) * | 2008-11-19 | 2022-04-28 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Dichtungsanordnung |
| JP5310377B2 (ja) * | 2009-08-20 | 2013-10-09 | 株式会社ジェイテクト | 密封装置および転がり軸受 |
| US8608172B2 (en) | 2010-04-13 | 2013-12-17 | Mide Technology Corporation | Bulkhead seal |
| JP5734589B2 (ja) * | 2010-07-16 | 2015-06-17 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | 水道用ゴムパッキン |
| CN102278876A (zh) * | 2011-07-26 | 2011-12-14 | 浙江省长兴精工电炉制造有限公司 | 一种蒸汽氧化井式炉的密封结构 |
| JP5240594B1 (ja) * | 2012-04-12 | 2013-07-17 | Ｎｏｋ株式会社 | ガスケット |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP59047805A patent/JPS60192167A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60192167A (ja) | 1985-09-30 |
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