JP2013104210A - 充填装置、アンカーの施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カートリッジを用いずに、また、複数の材料を混合して製造される充填材でも均一に複数の材料を混合して充填可能な充填装置、及び、これを用いたアンカーの施工方法を提供する。
【解決手段】充填装置１は、内部に充填材を充填可能な筒体１０と、筒体１０内部の基端側に配され、筒体１０の内部に充填される充填材Ａを先端側に向けて押出し可能なピストン２０と、ピストン２０を、筒体１０の基端側から先端側へ向けて進退させることが可能な操作部３０と、筒体１０の先端に取付可能で、筒体１０に取付けた状態でピストン２０によって押出された充填材Ａを吐出させるノズルと、筒体１０の先端に取付可能で、筒体１０に取付けた状態で筒体内部に充填された充填材Ａを攪拌可能な攪拌手段５０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、充填材を充填するための充填装置及び、充填装置を用いたアンカーの施工方法に関する。

従来から、液状の充填材を充填させるために充填装置が用いられる。例えば、充填材が内部に充填されたカートリッジを装填して用いられる充填装置が知られている。
このようなカートリッジは、内部に充填材が充填された円筒状の筒体の一端にノズルが設けられているとともに、他端には、筒体内部で摺動可能な栓が設けられ、内部の充填材は空気に触れないように密閉されている。そして、充填装置によって、装填されたカートリッジの栓を押し込むことによって、筒体内部の充填材がノズルから押し出されて、所望の施工位置に充填することができる（例えば、特許文献１、２参照）。

特許第４９２１４２号公報 特開２００７−２１４０１号公報

しかしながら、上記のような充填装置では、カートリッジを使用して充填材を充填後にカートリッジが廃棄物となってしまう問題があった。カートリッジを用いずに、充填装置に充填させる構造をもたせて、直接充填させることも考えられる。しかしながら、充填後に硬化させるためには、基材と硬化材とを混合させて充填材を製造する必要があるが、予め混合してから充填装置に充填させるのでは、別の容器を用意する必要があり、また、充填装置に移し替える手間が発生し、作業コストが増大してしまう問題があった。また、充填装置に基材と硬化材を単に投入しただけでは、均一に混合できない問題があった。さらに、直接充填孔に基材と硬化材とを投入して、充填孔内で混合する方法も考えられるが、施工条件の悪い場所では混合作業がやりづらい場合もあり、また、均一に混合されたか確認できる手段がなく、品質上問題があった。

そこでなされた本発明の目的は、カートリッジを用いずに、また、複数の材料を混合して製造される充填材でも均一に複数の材料を混合して充填可能な充填装置、及び、これを用いたアンカーの施工方法を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の充填装置は、無機系粉体材料と液体とを混練してなる液状の充填材を内部に充填可能な筒体と、該筒体内部の基端側に配され、該筒体の内部に充填される充填材を先端側に向けて押出し可能なピストンと、該ピストンを、前記筒体の基端側から先端側へ向けて進退させることが可能な操作部と、前記筒体の先端に取付可能で、該筒体に取付けた状態で前記ピストンによって押出された充填材を吐出させるノズルと、前記筒体の先端に取付可能で、該筒体に取付けた状態で前記筒体内部に充填された充填材を攪拌可能な攪拌手段とを備えることを特徴とする。

また、上記充填装置において、前記攪拌手段は、筒体の先端に取付けられる栓体と、該栓体を貫通して設けられ、一端が前記筒体の内部に配され、他端が前記筒体の外部に配される軸部と、該軸部の一端に設けられて充填材を攪拌する攪拌翼とを備えることを特徴とする。

また、上記充填装置において、前記攪拌手段の前記軸部の他端には、該軸部を回転させる工具を取付可能であることを特徴とする。

また、コンクリート構造物にアンカーを埋め込むアンカーの施工方法であって、コンクリート構造物のアンカーの施工位置に、所定深さの孔を設置する孔設置工程と、上記の充填装置の前記筒体の内部に基材と硬化材を投入する材料投入工程と、前記充填装置の前記筒体の先端に前記攪拌手段を取付けて無機系粉体材料である基材とその硬化材である液体とを混合させて充填材を製造する混合工程と、該混合工程で使用した前記充填装置の前記筒体の先端から、前記攪拌手段を取り外して前記ノズルを取付ける部材交換工程と、該部材交換工程で前記ノズルを取付けた前記充填装置を用いて、内部の充填材を前記孔設置工程で設置した前記孔に所定量充填する充填工程と、該充填工程の後に前記孔にアンカーを挿入するアンカー設置工程とを備える

本発明の充填装置によれば、カートリッジを用いずに、また、複数の材料を混合して製造される充填材でも上記攪拌手段によって均一に複数の材料を混合して、施工位置に充填材を充填することができる。
また、本発明のアンカーの施工方法によれば、上記充填装置を用いて材料投入工程、混合工程、部材交換工程及び充填工程を実施することで、カートリッジを用いずに、また、複数の材料を混合して製造される充填材でも上記攪拌手段によって均一に複数の材料を混合して、施工位置に充填材を充填して、アンカーを設置することができる。

本実施形態に係る充填装置の全体図である。 （ａ）は本実施形態に係る充填装置の攪拌手段の部品全体正面図、（ｂ）は攪拌手段の攪拌翼を示す側面図である。 本実施形態のアンカーの施工方法における孔設置工程の説明図である。 本実施形態のアンカーの施工方法における孔設置工程の説明図である。 本実施形態のアンカーの施工方法における混合工程の説明図である。 本実施形態のアンカーの施工方法における混合工程の説明図である。 本実施形態のアンカーの施工方法における混合工程の説明図である。 本実施形態のアンカーの施工方法における部材交換工程の説明図である。 本実施形態のアンカーの施工方法における充填工程及びアンカー設置工程の説明図である。 本実施形態のアンカーの施工方法におけるアンカー設置工程の説明図である。 本実施形態のアンカーの施工方法におけるアンカー設置工程の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による充填装置及びアンカーの施工方法を実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

図１、図２は、本実施形態の充填装置１を示している。図１に示すように、充填装置１は、内部に充填材Ａを充填可能な筒体１０と、筒体１０内部の基端側に配され、筒体１０の内部に充填される充填材Ａを先端側に向けて押出し可能なピストン２０と、ピストン２０を、筒体１０の基端側から先端側へ向けて進退させることが可能な操作部３０と、筒体１０の先端に取付可能で、筒体１０に取付けた状態で前記ピストン２０によって押出された充填材Ａを吐出させるノズル４０（図８参照）と、筒体１０の先端に取付可能で、筒体１０に取付けた状態で筒体１０内部に充填された充填材Ａを攪拌可能な攪拌手段５０とを備える。
充填材Ａは、例えばセメント粉等の無機系の粉体材料と水とを練り混ぜ（混練）たものなどの、無機系の硬化性液状物である。

筒体１０は、筒本体１１と、筒本体１１の基端を封止する蓋部材１２とを有する。また、筒本体１１の先端外周面には、ノズル４０を螺合させるための雄ネジ部１０ａが形成されている。また、ピストン２０は、筒体１０内径よりも僅かに小さい外径を有する円盤状の本体部２１と、本体部２１の外周面に環状に形成された溝に嵌合されたＯリング２２とを有する。Ｏリング２２は、本体部２１の外周面と、筒体１０内周面とに密着しており、これにより基端側と先端側との間の水密性を保っている。

操作部３０は、蓋部材１２に形成された貫通孔を貫通して配され、先端が筒体１０内部で本体部２１に固定された操作軸３１と、操作軸３１を筒体１０基端側から先端側へ前進させる前進機構３２と、操作軸３１を筒体１０先端側から基端側へ後退させる後退機構３３と、操作部３０の進退を規制する規制機構３４とを有する。

前進機構３２は、操作軸３１の蓋部材１２から筒体１０外部に突出した基端側に外装され、一端が蓋部材１２に支持された第一バネ３２１と、板状で、操作軸３１が貫通する貫通孔３２２ａを有し、第一バネ３２１の他端を支持する第一板部材３２２と、第一板部材３２２の一辺３２２ｂ側を操作軸３１の先端側へ向けて押圧するレバー３２３と、レバー３２３の基端部が枢軸３２４ａを介して回転可能に取付けられるとともに、把持可能な把持部材３２４とを有する。把持部材３２４を把持しつつレバー３２３を把持部材３２４に近づけるように回転させると、レバー３２３基端部から枢軸３２４ａを介してレバー３２３先端とは反対方向に突出する押圧突起３２３ａによって第一板部材３２２の一辺３２２ｂが操作軸３１先端側へ押圧される。これによって、第一板部材３２２は、一辺３２２ｂ側のみが第一バネ３２１に抗して操作軸３１の先端側へ移動するために、操作軸３１に対して傾斜した状態となり、これにより操作軸３１が第一板部材３２２の貫通孔３２２ａに係止される。この状態で、さらにレバー３２３を回転させると、第一板部材３２２とともに係止された操作軸３１を先端側へ前進させて操作軸３１に取付けられたピストン２０を進出させることができる。
また、後退機構３３は、操作軸３１の後端（基端）に取付けられて把持可能な部材であり、これを把持して操作軸３１を基端側へ引き込むことで操作軸３１を基端側へ移動させることが可能となっている。

規制機構３４は、操作軸３１の基端側に外装され、一端３４１ａが前進機構３２の把持部材３２４に支持された第二バネ３４１と、板状で、操作軸３１が貫通する貫通孔３４２ａを有し、第二バネ３４１の他端３４１ｂを支持する第二板部材３４２と、第二板部材３４２の第二貫通孔３４２ｂに遊挿された支持補助片３４３と、第二板部材３４２を係合可能な係合部３４４とを有する。第二貫通孔３４２ｂ内面と支持補助片３４３との間のクリアランスは、貫通孔３４２ａ内面と操作軸３１とのクリアランスによる、第二板部材３４２の操作軸３１に対する傾斜を制限しないように充分に大きく確保されている。第二バネ３４１は、他端３４１ｂが操作軸３１に対して傾斜するように設けられており、これにより第二板部材３４２は、操作軸３１に対して傾斜するようにして、かつ、操作軸３１基端側に向けて付勢されている。このため、操作軸３１は、第二板部材３４２の貫通孔３４２ａに係止された状態となり、操作軸３１は進退不能に規制する。第二板部材３４２は操作軸３１に垂直となると操作軸３１の進退動を規制しない。レバー３２３の操作によって操作軸３１が前進するに伴い、これに追従した第二板部材３４２が操作軸３１に垂直になると、操作軸３１が進退動自在となる。
また、係合部３４４は、第二板部材３４２を操作軸３１に垂直となる位置で係合可能である。このため、例えば、第二板部材３４２の操作軸３１基端側に最も近い側の端部を作業者が手指などで操作軸３１先端方向に押圧して係合部３４４に第二板部材３４２を係合することで、操作軸３１を進退させることが可能となる。

図８に示すように、ノズル４０は、筒体１０の雄ネジ部１０ａに螺合して筒体１０の先端を封止可能な閉塞部４１と、閉塞部４１から先端側へ突出して設けられ、筒体１０内部と連通する貫通孔が形成されたノズル本体４２とを備える。このため、ノズル４０は、閉塞部４１の螺合により、筒体１０に対して着脱可能に取付けることができる。

図１及び図２に示すように、攪拌手段５０（攪拌用ユニット）は、筒体１０の先端に取付けられる栓体５１と、該栓体５１を貫通して設けられ、一端が前記筒体１０の内部に配され、他端が前記筒体１０の外部に配される軸部５２と、該軸部５２の一端に設けられて充填材Ａを攪拌する攪拌翼５３とを有する。栓体５１は、筒体１０の内径よりも僅かに小さな外径を有する円盤状の部材で、外側に張り出すフランジ５１ａを有する。このため、フランジ５１ａを筒体１０の先端に係止させるようにして、筒体１０の先端側に挿入することが可能である。また、栓体５１の外周面には環状の溝が形成されていて、Ｏリング５４が嵌合されている。Ｏリング５４は、栓体５１が筒体１０に挿入された状態で、栓体５１の外周面と筒体１０の内周面とに密着して水密に封止可能であるとともに、無機系粉体材料の飛散を防止することができる。

攪拌翼５３は、軸部５２の軸回りの回転によって筒体１０内部で回転して充填材Ａを攪拌可能な形状とされている。この攪拌翼５３は、筒体１０の内径よりも小さな回転外径を以て回転される。

また、図２に例示するように、図示例の攪拌翼５３は、四角枠状に形成されている。
この四角枠状の攪拌翼５３は、充填材Ａの攪拌を短時間で効率良く行える。この攪拌翼５３は、セメント粉と水との練り混ぜのように、無機系の粉体材料と液体との練り混ぜ（混練）によって無機系の硬化性液状物である充填材を得ることを効率良く行える点で好適である。
また、この攪拌翼５３は、その４隅が湾曲形状に形成されている。これにより、充填材Ａを攪拌しても、充填材Ａの性状に与える影響を極めて小さく抑えることができる。

軸部５２の他端部５２ａは、筒体１０の先端から突出して配され、工具Ｄ（図７参照）を取り付け可能に形成されている。工具Ｄとしては、インパクトドライバー、電気ドリル、ドライバドリル等を挙げることができる。軸部５２の他端部５２ａは、具体的には、断面が六角状に形成されており、断面六角状のアタッチメントが取り付け可能な工具Ｄが取付けられる。

次に、本実施形態の充填装置１を用いて、コンクリート構造物ＣにアンカーＴを埋め込むアンカーＴの施工方法について、図３〜図１１に基づいて説明する。ここで、アンカーＴとしては、様々な材料が選択されるが、本実施形態では、鉄筋をアンカーＴとして用いた例を説明する。
図３に示すように、まず、孔設置工程として、コンクリート構造物ＣのアンカーＴの施工位置に所定深さの孔Ｃ１を設置する。設置する方法としては、既設のコンクリート構造物Ｃに対して、削孔機によって削孔していく方法や、コア抜き機によってコアを抜き取る方法などがある。また、新設のコンクリート構造物Ｃの場合は、シースを埋め込んでおく方法でも良く、これも本工程に含まれる。孔Ｃ１の形成が完了したら、図４に示すように、所定深さに形成されたか確認するため、必要な定着長となる位置にマーキングＭをしたアンカーＴを仮に挿入する。マーキングＭの位置がコンクリート構造物Ｃの表面に位置するかどうかによって、所定深さの孔Ｃ１が形成されたかどうかの確認を行う。

一方、図５に示すように、材料投入工程として、充填装置１の筒体１０の内部に、充填材Ａを構成する基材Ａ１と硬化材Ａ２を投入する。無機系粉体材料である基材Ａ１と液体の硬化材Ａ２を用いる場合は、まず、図５（ａ）に示すように、充填装置１の筒体１０の内部に液体の硬化材Ａ２を投入する。次に、図５（ｂ）に示すように、充填装置１の筒体１０の内部に粉体の基材Ａ１を投入する。
ここで基材Ａ１、硬化材Ａ２の好適な組み合わせ例としては、例えば基材Ａ１としてセメント粉、その硬化材Ａ２として水を用いることを挙げることができる。

次に、混合工程として、基材Ａ１と硬化材Ａ２とを混合させて充填材Ａを製造する。具体的には、まず、図６に示すように、攪拌手段５０の攪拌翼５３及び軸部５２を筒体１０に挿入し、最後に栓体５１を挿入し、筒体１０先端側を密閉する。次に、図７に示すように、軸部５２の他端部５２ａに、工具Ｄを装着する。この状態で、工具Ｄを駆動させて軸部５２を軸回りに回転させると、軸部５２一端に設けられた攪拌翼５３が筒体１０内部で回転し、これにより筒体１０内部の基材Ａ１と硬化材Ａ２とが攪拌されて、均一に混合されて充填材Ａが製造される。ここで、筒体１０内部で混合することで、限られた空間の中で混合されることとなるので効率的かつ効果的に攪拌して均一な混合が実現できる。また、工具Ｄによって攪拌させることで、手動で軸部５２を回転させるのに比較してより均一に混合させることができる。また、筒体１０内部で混合することで、混合用の別の容器が不要であり、容器やその周囲を汚損することなく、また、製造した充填材Ａの全てを筒体１０の内部に充填させて使用可能な状態とすることができる。

次に、部材交換工程として、攪拌手段５０からノズル４０に交換を行う。すなわち、まず、混合工程で使用した充填装置１の筒体１０の先端から、攪拌手段５０を取り外す。次に、図８に示すように、筒体１０にノズル４０を取付ける
そして、図９に示すように、充填工程として、部材交換工程でノズル４０を取付けた充填装置１を用いて、内部の充填材Ａを孔設置工程で設置した孔Ｃ１に所定量充填する。

最後にアンカーＴ設置工程として、充填工程の後に孔にアンカーＴを挿入する。アンカーＴを挿入する際は、予めマーキングＭした位置まで挿入することにより必要定着長を確保するようにする。また、アンカーＴを挿入しながら、また、挿入した状態で軸回りに回転させることで、アンカーＴの周囲に全体に亘って充填材Ａが充填された状態にする。また、挿入後には、図１０に示すように、充填された充填材Ａの一部が漏れ出てしまう場合もある。この場合には、漏れ出た充填材Ａ´を除去して、図１１に示すような状態とする。そして、充填材Ａが硬化するまで、アンカーＴの突出部分を固定しておき、一定時間を経て充填材Ａが硬化することより、施工が完了する。

以上のように、本実施形態の充填装置１によれば、カートリッジを用いずに充填材Ａの充填作業を行うことができる。このため、廃棄物を削減することが可能となる。また、複数の材料を混合して製造される充填材Ａでも攪拌手段５０によって均一に複数の材料を混合して、施工位置に充填材Ａを充填することができる。特に、工具Ｄを取付可能となることで、工具Ｄを利用して攪拌することができるので、より均一な充填材Ａを製造することができる。また、本実施形態のアンカーＴの施工方法により、上記充填装置１を用いて材料投入工程、混合工程、部材交換工程及び充填工程を実施することで、上記のとおりカートリッジを用いずに、また、複数の材料を混合して製造される充填材Ａでも上記攪拌手段５０によって均一に複数の材料を混合して、施工位置に充填材Ａを充填して、アンカーＴを設置することができる。

これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、適宜組み合わせたり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１ 充填装置
１０ 筒体
２０ ピストン
３０ 操作部
４０ ノズル
５０ 攪拌手段（攪拌用ユニット）
５１ 栓体
５２ 軸部
５３ 攪拌翼
Ａ 充填材
Ａ１ 基材（材料）
Ａ２ 硬化材（材料）
Ｃ コンクリート構造物
Ｃ１ 孔
Ｄ 工具

Claims (4)

1. 無機系粉体材料と液体とを混練してなる液状の充填材を内部に充填可能な筒体と、
   該筒体内部の基端側に配され、該筒体の内部に充填される充填材を先端側に向けて押出し可能なピストンと、
   該ピストンを、前記筒体の基端側から先端側へ向けて進退させることが可能な操作部と、
   前記筒体の先端に取付可能で、該筒体に取付けた状態で前記ピストンによって押出された充填材を吐出させるノズルと、
   前記筒体の先端に取付可能で、該筒体に取付けた状態で前記筒体内部に充填された充填材を攪拌可能な攪拌手段とを備えることを特徴とする充填装置。
2. 請求項１に記載の充填装置において、
   前記攪拌手段は、筒体の先端に取付けられる栓体と、
   該栓体を貫通して設けられ、一端が前記筒体の内部に配され、他端が前記筒体の外部に配される軸部と、
   該軸部の一端に設けられて充填材を攪拌する攪拌翼とを備えることを特徴とする充填装置。
3. 請求項２に記載の充填装置において、
   前記攪拌手段の前記軸部の他端には、該軸部を回転させる工具を取付可能であることを特徴とする充填装置。
4. コンクリート構造物にアンカーを埋め込むアンカーの施工方法であって、
   コンクリート構造物のアンカーの施工位置に、所定深さの孔を設置する孔設置工程と、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の充填装置の前記筒体の内部に基材と硬化材を投入する材料投入工程と、
   前記充填装置の前記筒体の先端に前記攪拌手段を取付けて無機系粉体材料である基材とその硬化材である液体とを混合させて充填材を製造する混合工程と、
   該混合工程で使用した前記充填装置の前記筒体の先端から、前記攪拌手段を取り外して前記ノズルを取付ける部材交換工程と、
   該部材交換工程で前記ノズルを取付けた前記充填装置を用いて、内部の充填材を前記孔設置工程で設置した前記孔に所定量充填する充填工程と、
   該充填工程の後に前記孔にアンカーを挿入するアンカー設置工程とを備えることを特徴とするアンカーの施工方法。

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