(57)【要約】【課題】  本発明は、優れた止水性能を有する止水構造を提供する。【解決手段】  本発明の止水構造は、貫通孔を有する構造物と、この貫通孔に配設された棒状部材と、上記構造物の貫通孔と上記棒状部材との対向面間に、独立気泡発泡ゴムからなる環状シール部材が配設されているおり、独立気泡発泡ゴムは、圧縮柔軟性が高く且つ反発応力が強い。従って、環状シール部材は、構造物の貫通孔の内面と棒状部材の外周面とに強固に密着して両者間に形成された隙間を確実に封止し、止水構造は優れた防止性能を有して強い水圧下においても高い防水性能を確実に維持する。【選択図】  図１
2010084777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する構造物と、この貫通孔に配設された棒状部材と、上記構造物の貫通孔と上記棒状部材との対向面間に、独立気泡発泡ゴムからなる環状シール部材が配設されていることを特徴とする止水構造。
【請求項２】
構造物の貫通孔の内面又は棒状部材に接触している独立気泡発泡ゴムの表面の何れか一方或いは双方の表面粗さＲａが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の止水構造。
【請求項３】
独立気泡発泡ゴムがゴム系樹脂を含有していることを特徴とする請求項１に記載の止水構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた止水性を有する止水構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、建築物、電気製品などの筐体には、吸気孔、排気孔、電気配線用貫通孔などが形成されており、これらの貫通孔に部品を挿入できるように構成されている。そして、筐体の貫通孔部分を防水する場合、筐体の貫通孔とこの貫通孔に挿入される部品との対向面間にシール部材を配設して止水している。
【０００３】
そして、特許文献１には、ワイヤーハーネス止水構造が開示されているが、強い水圧が加わるような環境下においては、止水性能が不充分であるといった問題点がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、優れた止水性能を有する止水構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の止水構造は、貫通孔を有する構造物と、この貫通孔に配設された棒状部材と、上記構造物の貫通孔と上記棒状部材との対向面間に、独立気泡発泡ゴムからなる環状シール部材が配設されていることを特徴とする。
【０００７】
又、上記止水構造において、構造物の貫通孔の内面又は棒状部材に接触している独立気泡発泡ゴムの表面の何れか一方或いは双方の表面粗さＲａが１００μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の止水構造は、貫通孔を有する構造物と、この貫通孔に配設された棒状部材と、上記構造物の貫通孔と上記棒状部材との対向面間に、独立気泡発泡ゴムからなる環状シール部材が配設されていることを特徴とし、独立気泡発泡ゴムは、圧縮柔軟性が高く且つ反発応力が強い。従って、環状シール部材は、構造物の貫通孔の内面と棒状部材の外周面とに強固に密着して両者間に形成された隙間を確実に封止し、止水構造は、優れた防止性能を有して強い水圧下においても高い防水性能を確実に維持する。
【０００９】
又、環状シール部材は、独立気泡発泡ゴムからなり、この独立気泡発泡ゴムはゴム系樹脂を含有しているので、表面は粘着剤に似た密着性を有している。従って、環状シール部材は、構造物の貫通孔の内面と棒状部材の外周面とに対して長期間に亘って強固な密着状態を確実に維持し、止水構造は長期間に亘って優れた止水性能を維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の止水構造の一例を図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に示したように、構造物１には貫通孔11が形成されている。なお、構造物１としては、例えば、エンジン、マフラー、ランプを配設するための貫通孔を備えた自動車の車体、ガラスを配設するための貫通孔が形成されたドア材、配管のための貫通孔が形成された建築物、電気配線を引き出すための貫通孔が形成された電気機器の筐体などが挙げられる。
【００１１】
構造物１の貫通孔11を構成している材料としては、特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム、チタンなどの金属、ガラス、コンクリート、シリコンなどの無機物、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂が挙げられる。
【００１２】
そして、構造物１の貫通孔11内には棒状部材２が貫通孔11を貫通した状態に配設されている。棒状部材２としては、管体、複数本の配線を束ねた結束体などが挙げられる。
【００１３】
又、棒状部材２を構成している材料としては、特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム、チタンなどの金属、ガラス、コンクリート、シリコンなどの無機物、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂が挙げられる。
【００１４】
上記構造物１の貫通孔11と棒状部材２との対向面間にはその全周に亘って独立気泡発泡ゴムからなる一定の内外径を有する環状シール部材３がその厚み方向に圧縮された状態で配設されており、構造物１の貫通孔11と棒状部材２との対向面間に形成された隙間を環状シール部材３によって完全に閉塞された防水状態して止水構造Ａが構成されている。
【００１５】
上記独立気泡発泡ゴムはゴム系樹脂を含んでおり、このゴム系樹脂としては、室温でゴム弾性（rubber elasticity）を有するものであればよい。ゴム系樹脂としては、特に限定されず、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどが挙げられ、独立気泡発泡ゴムのクッション性や耐久性に優れていることから、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）が好ましく、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）がより好ましい。なお、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）は、ニトリルゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムと呼ばれている合成ゴムも包含する。スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）は、ブタジエンとスチレンの共重合ゴムを意味し、スチロールゴムと呼ばれているゴムも包含する。
【００１６】
ゴム系樹脂がニトリル−ブタジエンを含有している場合、構造物１の貫通孔11内面又は棒状部材２の外周面を形成している材料と化学的に反応する。特に、構造物１の貫通孔11内面又は棒状部材２の外周面を形成している材料が鉄である場合は、上記化学的な反応が顕著である。従って、環状シール部材が構造物１の貫通孔11内面又は棒状部材２の外周面に強固に密着するので、毛細管現象による水の進入も殆ど防止することができる。
【００１７】
環状シール部材３を構成している独立気泡発泡ゴムは、独立気泡のみから構成されている必要はなく、連続気泡が含有されていてもよい。独立気泡発泡ゴムの独立気泡率は、低いと、止水構造の防水性能に優れているので、８０％以上が好ましく、８５〜１００％がより好ましい。
【００１８】
ここで、独立気泡発泡ゴムの独立気泡率は、下記の要領で測定されたものをいう。先ず、独立気泡発泡ゴムから一辺が５ｃｍの平面正方形状で且つ一定厚みの試験片を切り出す。そして、試験片の厚みを測定して試験片の見掛け体積Ｖ1を算出すると共に、試験片の重量Ｗ1を測定する。
【００１９】
次に、気泡の占める体積Ｖ2を下記式に基づいて算出する。なお、試験片を構成している樹脂の密度はρｇ／ｃｍ3とする。
気泡の占める体積Ｖ2＝Ｖ1−Ｗ1／ρ
【００２０】
続いて、試験片を２３℃の蒸留水中に水面から１００ｍｍの深さに沈めて、試験片に１５ｋＰａの圧力を３分間に亘って加える。しかる後、試験片を水中から取り出して試験片の表面に付着した水分を除去して試験片の重量Ｗ2を測定し、下記式に基づいて連続気泡率Ｆ1及び独立気泡率Ｆ2を算出する。
連続気泡率Ｆ1（％）＝１００×（Ｗ2−Ｗ1）／Ｖ2
独立気泡率Ｆ2（％）＝１００−Ｆ1
【００２１】
そして、独立気泡発泡ゴムは、構造物１の貫通孔11の内周面と棒状部材２の外周面とに接触しているが、貫通孔11の内周面に接触している独立気泡発泡ゴムの表面、又は、棒状部材２の外周面に接触している独立気泡発泡ゴムの表面のうちの何れか一方或いは双方は、表面粗さＲａが１００μｍ以下、好ましくは８０μｍ以下のスキン層から形成されている。なお、スキン層とは、その表面に気泡断面を有しない密度が０．９ｇ／ｃｍ3以上の層をいう。
【００２２】
このように表面粗さＲａが１００μｍ以下のスキン層が構造物１の貫通孔11の内周面又は棒状部材２の外周面の何れか一方或いは双方に接触しているので、環状シール部材３は、構造物１の貫通孔11と棒状部材との間に形成された隙間を確実に閉塞し優れた止水性能を発揮する。
【００２３】
なお、独立気泡発泡ゴムのスキン層の表面粗さＲａは下記の要領で測定される。独立気泡発泡ゴムのスキン層の表面を非接触式のレーザー顕微鏡を用いて表面高さをデータとして取り込み、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠して表面粗さを計算すればよい。
【００２４】
なお、独立気泡発泡ゴムのスキン層の表面粗さＲａは、例えば、キーエンス社から市販されているＶＫ形状解析装置、商品名が「ＶＫ−８５００」のレーザー顕微鏡、及び、その解析ソフト（商品名「ＶＫ−ＰＣ」）を用いて下記手順で測定することができる。
【００２５】
具体的には、独立気泡発泡ゴムから試験片を切り出し、この試験片を平滑な金属板上に配設、固定する。試験片のスキン層に焦点を合わせる。なお、測定範囲を一辺が２ｍｍの正方形よりも大きな大きさとする。
【００２６】
次に、レーザー光の上下限を設定した後、試験片のスキン層上にレーザー光を照射してスキン層の表面の高さをレーザーによってスキャンする。そして、画像データを解析ソフトに取り込み、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠してスキン層の表面粗さＲａを解析すればよい。
【００２７】
次に、独立気泡発泡ゴムからなる環状シール部材３の製造要領について説明する。独立気泡発泡ゴムの製造方法としては、表面粗さＲａが５μｍ以下である冷却面を有する冷却部材を用意し、この冷却部材の冷却面を発泡直後の独立気泡発泡ゴムの表面に押圧して急速に独立気泡発泡ゴムの表面を冷却することによって、表面粗さＲａが１００μｍ以下のスキン層を有する独立気泡発泡ゴムを得ることができる。なお、冷却部材の冷却面の表面粗さＲａの測定方法は、上述したスキン層の表面粗さＲａの測定方法と同様であるのでその説明を省略する。
【００２８】
そして、冷却部材としては、特に限定されず、表面粗さＲａが５μｍ以下である表面を冷却面とした金属板や、表面粗さＲａが５μｍ以下である周面を冷却面とした冷却ロールなどが挙げられる。
【００２９】
冷却部材の冷却面の温度は、低いと、独立気泡発泡ゴムの収縮が大きく且つ変動しやすいため、独立気泡発泡ゴムの厚み精度が低下することがあり、高いと、スキン層の表面粗さＲａが大きくなることがあるので、０〜４０℃が好ましく、１０〜２０℃がより好ましい。
【００３０】
なお、独立気泡発泡ゴムを製造する要領は、従来公知の方法が用いられ、例えば、ゴム系樹脂、架橋剤及び熱分解型発泡剤に、必要に応じて充填剤等が添加されてなる発泡性原料組成物を必要に応じてバンバリーミキサーや加圧ニーダなどの混練り機で混練した後、カレンダー、押出機、コンベアベルトキャスティングなどにより連続的に混練して発泡性シートを製造し、この未架橋の発泡性シートを加熱して架橋しつつ或いは架橋後に発泡させて独立気泡発泡ゴムを製造する方法、ゴム系樹脂及び熱分解型発泡剤に、必要に応じて充填剤等が添加されてなる発泡性原料組成物を必要に応じてバンバリーミキサーや加圧ニーダなどの混練り機で混練した後、カレンダー、押出機、コンベアベルトキャスティングなどにより連続的に混練して発泡性シートを製造し、この発泡性シートに電離性放射線を照射して発泡性シートを架橋した後、発泡性シートを加熱して発泡させて独立気泡発泡ゴムを製造する方法などが挙げられる。
【００３１】
上記架橋剤としては、例えば、有機過酸化物、硫黄、硫黄化合物等が挙げられ、有機過酸化物が好ましい。電離性放射線としては、例えば、光、γ線、電子線などが挙げられる。上記有機過酸化物としては、例えば、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、２,４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエート、クミルハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、１,１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３,３,５−トリメチルヘキサン、ｎ−ブチル−４,４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、α,α'−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２,５−ジメチル−２,５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ｔ−ブチルパーオキシクメンなどが挙げられ、上記硫黄化合物としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、一塩化硫黄、二塩化硫黄などが挙げられる。
【００３２】
又、発泡性原料組成物中における架橋剤の含有量は、ゴム系樹脂１００重量部に対して０．０５〜１０重量部が好ましく、０．１〜７重量部がより好ましい。これは、発泡性原料組成物中における架橋剤の含有量が少ないと、発泡性原料組成物のゲル分率（架橋度）が発泡に適したものとならずに破泡してしまい、ゴム系樹脂発泡シートを得ることできないことがあるからである。一方、発泡性原料組成物中における架橋剤の含有量が多いと、発泡性原料組成物のゲル分率（架橋度）が上がりすぎて、発泡性原料組成物が発泡しないことがあるからである。
【００３３】
上記熱分解型発泡剤とは加熱により分解して発泡ガスを発生させるものをいい、このような熱分解型発泡剤としては、特に限定されず、例えば、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、４,４−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等が挙げられる。これらの熱分解型発泡剤は単独で用いられてもよく２種以上が併用されてもよい。上記発泡性原料組成物中における熱分解型発泡剤の配合量は、ゴム系樹脂１００重量部に対して１〜３０重量部が好ましい。
【００３４】
発泡性原料組成物中における熱分解型発泡剤の含有量は、ゴム系樹脂１００重量部に対して３〜２５重量部が好ましく、５〜２０重量部がより好ましい。これは、発泡性原料組成物中における熱分解型発泡剤の含有量が少ないと、ゴム系樹脂発泡シートの発泡倍率が上がらずに見掛け密度が高くなってしまい、ゴム系樹脂発泡シートの反発力が高くなることがあるからである。一方、発泡性原料組成物中における熱分解型発泡剤の含有量が多いと、ゴム系樹脂発泡シートの見掛け密度が低くなり、圧縮永久歪みが大きくなり、独立気泡発泡ゴムの形状回復性が低下して、長期間に亘って止水性を維持することができないことがあるからである。
【００３５】
又、電離性放射線の照射量としては、ゴム系樹脂の特性によって適宜、調整すればよく、０．５〜１０Ｍｒａｄが好ましく、０．７〜５．０Ｍｒａｄがより好ましい。
【００３６】
そして、上述のようにして得られたシート状の独立気泡発泡ゴムを例えば、長方形状に裁断し、独立気泡発泡ゴムを円弧状に撓ませて長さ方向又は幅方向の両端面同士を水密的に接合一体化することによって環状シール部材３を得ることができる。
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ、密度：９６０ｋｇ／ｍ3）１００重量部、アゾジカルボンアミド（大塚化学社製  商品名「ＳＯ−Ｌ」）１８重量部及びフェノール系酸化防止剤（アデカスタブ社製  商品名「アデカスタブ  ＡＯ−６０」）０．５重量部を押出機に供給して溶融混練して押出機から押出して厚みが１．７ｍｍの発泡性ゴム系樹脂シートを得た。
【００３８】
得られた発泡性ゴム系樹脂シートに加速電圧５００ｋｅＶにて電子線を１．８Ｍｒａｄ照射することによって発泡性ゴム系樹脂シートを架橋した。しかる後、発泡性ゴム系樹脂シートを発泡炉内に供給し２４０℃に加熱して発泡性ゴム系樹脂シートを発泡させてシート状の独立気泡発泡ゴムを製造した。
【００３９】
一方、クロムメッキされ且つ表面粗さＲａが０．０５μｍである表面を冷却面とした一対の冷却用鏡面板を用意した。一対の冷却用鏡面板の冷却面が独立気泡発泡ゴム側となるようにして、発泡直後の厚みが５．２ｍｍの独立気泡発泡ゴムを表面温度が１５℃に保持された一対の冷却用鏡面板で挟持して５分間に亘って急冷して、見掛け密度が３３ｋｇ／ｍ3で且つ厚さが５ｃｍの独立気泡発泡ゴムを得た。独立気泡発泡ゴムの両面にはスキン層が形成されており、これらスキン層の表面粗さＲａは共に５５μｍであった。独立気泡発泡ゴムの独立気泡率は９４％であった。
【００４０】
そして、独立気泡発泡ゴムを平面長方形状に裁断し、独立気泡発泡ゴムを円弧状に撓ませて長さ方向の両端面同士を水密的に接合一体化することによって円環状シール部材を作製した。なお、円環状シール部材はその外径が２８ｍｍ、内径が１８ｍｍ、長さが５ｃｍであった。
【００４１】
又、外径が２０ｍｍのアルミニウム製のパイプ２を棒状部材として用意し、このパイプ２に円環状シール部材３を被嵌させた。直径が２５ｍｍの円形状の貫通孔11が形成されている厚さが３ｍｍの鉄板１を用意し、この鉄板１の貫通孔11内に上記パイプを挿入することによって止水構造Ａを作製した。
【００４２】
止水構造Ａにおいて、鉄板１の貫通孔11内にパイプ２が貫通状態で挿入、配設され、鉄板１の貫通孔11の内面とパイプ２の外周面との対向面間の隙間に全周に亘って円環状シール部材３がその厚み（直径）方向に圧縮された状態で配設されていた。
【００４３】
（実施例２）
鉄板の代わりに、直径が２６ｍｍの円形状の貫通孔11が形成されている厚さが３０ｍｍのアクリル樹脂板１を用いたこと以外は実施例１と同様にして止水構造Ａを作製した。
【００４４】
（比較例１）
シート状の独立気泡発泡ゴムの代わりに厚さが５ｃｍのシート状のウレタン発泡体を用いたこと以外は実施例１と同様にして止水構造Ａを作製した。なお、シート状のウレタン発泡体は、その見掛け密度が３３ｋｇ／ｍ3、独立気泡率が５％、両面の表面粗さＲａが６０ｍｍであった。
【００４５】
（比較例２）
シート状の独立気泡発泡ゴムの代わりに厚さが５ｃｍのシート状のウレタン発泡体を用いたこと以外架橋ゴム発泡シート実施例２と同様にして止水構造Ａを作製した。なお、シート状のウレタン発泡体は、その見掛け密度が３３ｋｇ／ｍ3、独立気泡率が５％、両面の表面粗さＲａが６０ｍｍであった。
【００４６】
得られた止水構造の止水性を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。
【００４７】
（止水性１）
止水構造の円環状シール部材から１０ｃｍ離れた位置から、内径１５ｍｍのホースより１０リットル／分の流量で止水構造に対して１８０秒間に亘って放水し、放水側とは反対側の貫通孔の開口部に漏水が確認されるまでの時間を測定した。
【００４８】
（止水性２）
ＪＩＳ  Ｄ  ０２０３  Ｒ１に規定されている試験方法と同様の要領で散水試験を行った。試験時間は２４時間とした。板の貫通孔において、散水側とは反対側の開口部に漏水が確認されるまでの時間を測定した。
【００４９】
【表１】
2010084777.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の止水構造の一例を示した側面縦断面図である。
【図２】本発明の止水構造の一例を示した正面縦断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１     構造物
11     貫通孔
２     棒状部材
３     環状シール部材
Ａ     止水構造
【図１】
2010084777.tif 000004
【図２】
2010084777.tif 000005