JP2018091087A

JP2018091087A - 高圧液剤注入プラグ

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Publication number: JP2018091087A
Application number: JP2016236752A
Authority: JP
Inventors: 哲也東田; Tetsuya Higashida
Original assignee: TOOKOO TEC KK
Current assignee: TOOKOO TEC KK
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2018-06-14

Abstract

【課題】補修の作業効率を改善することが可能であると共に、注入後において液剤の硬化を充分に行わせることが可能となる高圧液剤注入プラグを提供する。
【解決手段】高圧液剤注入プラグ７は、コンクリート構造物に設けられている孔に挿入され、この孔に液剤を高圧で注入するためのものである。この注入プラグ７は、二つの流入口１１，１２を有している頭部１０と、流入口１１，１２それぞれから流入させた二種類の液剤を混合させるための混合流路２１を有する中間軸部２０と、混合流路２１で混合させた二種類の液剤を外部へ噴出させる噴出口３９が設けられている先側軸部３０と、拡径可能でありこの拡径により前記孔に密着する拡径部４０とを備えている。中間軸部２０は、二種類の液剤が混合流路２１を通過する際に液剤の分離及び混合を繰り返し行わせるミキシング部材５０を混合流路２１内に有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート建屋やトンネル等の構造物に生じているひび等を補修するために、液剤を高圧で注入するための高圧液剤注入プラグに関する。

例えば、コンクリート建屋やトンネル等の構造物においてひびが発生している場合、合成樹脂等を注入して補修する作業が行われている。補修のために使用する合成樹脂として、例えば二液性エポキシ樹脂がある。

従来、二液性の樹脂により補修を行うために、例えば、特許文献１に記載されているような注入プラグが用いられている。具体的に説明すると、例えば、図６に示すようにコンクリート構造物９８において、ひび９８ａが発生している箇所を横断するように、ドリルで孔９８ｂをあけ、この孔９８ｂに注入プラグ９９を挿入する。注入プラグ９９は、液状の樹脂を流入させる流入口９９ａを有しており、この流入口９９ａにポンプ装置９０のチューブ９６を接続する。

二液性の樹脂を補修材料として用いる場合、図６に示すように、ポンプ装置９０は、主剤（本剤）を溜める第一タンク９１と、硬化剤を溜める第二タンク９２と、第一タンク９１から延びる第一配管９３と、第二タンク９２から延びる第二配管９４と、第一及び第二タンク９１，９２から主剤及び硬化剤を押し出すポンプ本体９７と、第一配管９３と第二配管９４とを合流させる合流部９５と、合流部９５から延びるチューブ９６とを有している。そして、チューブ９６が、注入プラグ９９に接続されており、ポンプ本体９７を動作させることで、主剤及び硬化剤を合流部９５で合流させ、主剤及び硬化剤の混合液１００を、チューブ９６を通じて注入プラグ９９へ供給する。そして、注入プラグ９９から混合液１００を、コンクリート構造物９８の孔９８ｂの奥部へ注入する。注入された混合液１００は時間経過と共に硬化し、コンクリート構造物９８のひび９８ａを埋めることができる。混合液１００の注入を終えると、注入プラグ９９の頭部９９ｂをハンマーで打撃することで、この注入プラグ９９は頭部９９ｂ側と先部９９ｃ側とに分断され（折れ）、先部９９ｃを孔９８ｂに残した状態で、孔９８ｂを塞ぐ処理を行う。

特開平１１−６２２６０号公報

二液性の樹脂を補修材料として用いる場合、主剤と硬化剤とを混合することで硬化するが、図６に示す従来技術の場合、主剤と硬化剤とが合流する合流部９５及びチューブ９６に残存する混合液１００も、そのまま放置すると硬化してしまう。そこで、これを防ぐために、注入作業を終えると直ぐに合流部９５及びその下流側のチューブ９６を洗浄する必要がある。
前記のような補修作業を繰り返し行う場合、作業毎に長いチューブ９６の洗浄が必要となり、全体としての作業効率が悪くなってしまう。

また、主剤と硬化剤とは合流部９５で合流するが、チューブ９６内を二層に分かれたまま注入プラグ９９に供給され、更に、注入プラグ内を二層に分かれたまま孔９８ｂに注入される場合がある。この場合、硬化が不充分となったり、硬化完了に多くの時間を要したりする。

そこで、本発明は、補修の作業効率を改善することが可能であると共に、注入後において液剤の硬化を充分に行わせることが可能となる高圧液剤注入プラグを提供することを目的とする。

本発明は、構造物に設けられている孔に挿入され、当該孔に液剤を高圧で注入するための高圧液剤注入プラグであって、複数の流入口を有している頭部と、前記流入口それぞれから流入させた複数種類の液剤を混合させるための混合流路を有する中間軸部と、前記混合流路で混合させた複数種類の液剤を外部へ噴出させる噴出口が設けられている先側軸部と、拡径可能であり当該拡径により前記孔に密着する拡径部と、を備え、前記中間軸部は、前記複数種類の液剤が前記混合流路を通過する際に当該液剤の分離及び混合を繰り返し行わせるミキシング部材を当該混合流路内に有している。

この高圧液剤注入プラグによれば、拡径部によって、構造物の孔に注入プラグを固定することが可能となる。そして、異なる液剤をそれぞれ流す複数本のチューブを、前記頭部の流入口にそれぞれ接続すればよい。複数の流入口から供給を受けた複数種類の液剤を、混合流路を通過させて噴出口から噴出させるが、これら液剤は、混合流路を通過する際に、分離及び混合を繰り返し、中間軸部を通っている間に撹拌され充分に混合した状態となる。このため、注入後において液剤の硬化を充分に行わせることが可能となる。そして、高圧液剤注入プラグ外では、複数種類の液剤が混合しないため、硬化せず、この注入プラグに接続するチューブの洗浄が不要である。このため、補修作業を繰り返し行う場合、チューブを新たな注入プラグに接続すればよく、作業効率を改善することが可能となる。

また、前記頭部は、前記中間軸部に着脱可能として取付けられている構成とすることができる。この場合、頭部を中間軸部から取り外して、頭部を再利用することが可能となる。

また、前記頭部と前記中間軸部とを一体ものとすることができる。この場合、部品点数を少なくして、構成を簡素化することができる。
また、この場合において、前記混合流路及び前記ミキシング部材は全体として直線形状を有しており、前記頭部は、前記混合流路の延長線上に前記ミキシング部材を通過可能とする大きさの貫通孔と、当該貫通孔を塞ぐ栓部材と、を有しているのが好ましい。この構成によれば、ミキシング部材を頭部側から挿入して取り付けることが可能となり、取り付け後、栓部材によって貫通孔を塞ぐことができる。
更に、栓部材を有している場合において、前記栓部材は、外側に臨む有底の多角形孔又は外側に多角形の凸部を有しているのが好ましい。この構成によれば、構造物の孔に注入プラグを挿入するために、頭部に固定されている栓部材の多角形孔又は多角形の凸部に工具を取付けて、注入プラグを回転させる作業が可能となる。

また、前記ミキシング部材は、捻られた形状を有する板片が隣同士で位相を違えて一方向に複数連なって構成された形状を有しているのが好ましい。このミキシング部材により、複数種類の液剤の分離及び混合を繰り返し行うことができ、中間軸部を通っている間に、これら液剤は撹拌され充分に混合した状態となる。
また、このような形状のミキシング部材の場合、前記中間軸部は、前記混合流路の奥部において、前記板片の一部が嵌まる凹部を有しているのが好ましい。液剤が通過するとミキシング部材に回転力が生じるが、前記構成によれば、ミキシング部材が回り止めされる。

また、前記頭部は、複数の前記流入口それぞれと連通する複数の枝流路と、複数の当該枝流路を区画する板状の隔壁部と、を有しているのが好ましい。この場合、複数種類の液剤の混合を、頭部において可及的に行わせないで、中間軸部において行わせる構成が得られる。
また、前記注入プラグには高圧の液剤が流れることから、前記頭部、前記中間軸部、及び前記先側軸部は、金属製であるのが、強度的に好ましい。

本発明によれば、補修の作業効率を改善することが可能であると共に、注入後において液剤の硬化を充分に行わせることが可能となる。

本発明の高圧液剤注入プラグの実施の一形態を示す説明図である。注入プラグの使用状態を示す説明図である。ミキシング部材の一部を示している斜視図である。中間軸部と別部材であるブッシュとミキシング部材の端部とを示す説明図である。注入プラグの変形例を示す断面図である。従来の注入プラグの使用状態を示す説明図である。

図１は、本発明の高圧液剤注入プラグの実施の一形態を示す説明図である。図１では高圧液剤注入プラグ７（以下、注入プラグ７ともいう。）の一部を断面で示している。図２は、注入プラグ７の使用状態を示す説明図である。注入プラグ７は、図２に示すように、例えば、コンクリート建屋やトンネル等の構造物（以下、コンクリート構造物８０として説明する。）においてひび８１が発生している場合に、液剤を注入して補修する作業に用いられる。本実施形態で用いられる液剤は、二液性の合成樹脂であり、種類の異なる二液が混合することで硬化する樹脂である。具体的に説明すると、二液性のエポキシ樹脂である。なお、補修材料としては、このような樹脂以外であってもよく、また、水と反応して硬化する液剤であってもよい。

図２に示すように、コンクリート構造物８０においてひび８１が発生している箇所を横断するように、ドリルで孔８２をあけ、この孔８２に注入プラグ７を挿入する。注入プラグ７には、後にも説明するが、液剤を流入させる流入口１１，１２を有しており、これら流入口１１，１２に対して、ポンプ装置７０の二本のチューブ７３，７４を接続する。

本実施形態では、二液性の樹脂を補修材料として用いることから、図２に示すように、ポンプ装置７０は、第一液としての主剤（本剤）６１を溜める第一タンク７１と、第二液としての硬化剤６２を溜める第二タンク７２と、第一タンク７１から延びる第一チューブ７３と、第二タンク７２から延びる第二チューブ７４と、第一及び第二タンク７１，７２から主剤６１及び硬化剤６２を押し出すポンプ本体７７とを有している。

二本のチューブ７３，７４が、注入プラグ７に接続されており、ポンプ本体７７を動作させることで、主剤６１及び硬化剤６２を、チューブ７３，７４それぞれを通じて独立して（つまり、合流させることなく）注入プラグ７へ供給する。ポンプ本体７７は、液状である主剤６１及び硬化剤６２それぞれを所定の圧力で送り出す機構であればよく、電動式であってもよく、手動式であってもよい。

そして、注入プラグ７において主剤６１及び硬化剤６２を混合させ、これらを混合して得た混合液６３を、コンクリート構造物８０の孔８２の奥部へ注入する。注入された混合液６３は時間経過と共に硬化し、コンクリート構造物８０のひび８１を埋めることができる。混合液８３の注入を終えると、注入プラグ７の頭部１０をハンマー等で打撃することで、この注入プラグ７は、頭部１０側を含む基部８と、先側軸部３０側の先部９とに分断され（折れ）、先部９を孔８２に残した状態で、孔８２を塞ぐ処理を行う。なお、補修を行う対象の構造物は、コンクリート構造物８０以外であってもよい。このように、注入プラグ７は、構造物（コンクリート構造物８０）に設けられている孔８２に挿入され、この孔８２の奥部に液剤を高圧で注入するためのプラグである。

注入プラグ７の具体的な構成について説明する。図１において、注入プラグ７は、二つの前記流入口１１，１２を有している頭部１０と、中間軸部２０と、先側軸部３０と、拡径部４０とを備えている。これら頭部１０、中間軸部２０、先側軸部３０及び拡径部４０は、共通する軸線Ｃに沿って配列され、これらは相互が組み付けられて一体となっている。頭部１０、中間軸部２０、及び先側軸部３０は、金属製である。以下の説明において、頭部１０の流入口１１，１２側を上流側とし、先側軸部３０の噴出口３９側を下流側とする。

頭部１０は、第一流入口１１と連通する第一枝流路１３と、第二流入口１２と連通する第二枝流路１４とを有している。枝流路１３，１４は、頭部１０の下流側の端部で合流しているが、頭部１０は、これら枝流路１３，１４を区画する板状の隔壁部１５を有している。頭部１０の下流側の筒部１６には、ねじ孔１７が形成されており、中間軸部２０の雄ねじ２８とねじ孔１７とが螺合している。これにより、頭部１０は、中間軸部２０に着脱可能として取付けられた構成となる。

中間軸部２０は、中空軸部材により構成されている。中間軸部２０は、上流側の混合流路２１と、その下流側に続く中間流路２２とを有している。混合流路２１は中間流路２２よりも内径が大きく、中間軸部２０は段付き形状を有している。混合流路２１は、流入口１１，１２それぞれから流入させた二種類の液剤である主剤６１と硬化剤６２とを混合させるための流路である。中間軸部２０は、ミキシング部材５０を混合流路２１内に有している。ミキシング部材５０は、二種類の主剤６１及び硬化剤６２が混合流路２１を通過する際に、これら主剤６１及び硬化剤６２の分離及び混合を繰り返し行わせる機能を有している。

ミキシング部材５０は、図３に示すように、複数の板片５１を直線（軸線Ｃ）に沿って並べかつ隣り合う板片５１が連結された構成を有している。なお、図３は、ミキシング部材５０の一部を示しており、例えば１０個の板片５１が連続している。各板片５１は、平坦な板が直線（軸線Ｃ）を基準として所定の第一角度（１８０度）で捻られた形状を有している。そして、隣り合う板片５１，５１は、所定の第二角度（９０度）で位相が違っている。このように、ミキシング部材５０は、捻られた形状を有する板片５１が、隣同士で位相を違えて一方向に複数連なって構成された形状を有している。このため、主剤６１及び硬化剤６２が混合流路２１を通過する際に、ミキシング部材５０により、主剤６１及び硬化剤６２の分離及び混合を繰り返し行わせることができる。ミキシング部材５０は樹脂製である。

図１において、中間軸部２０は、混合流路２１の奥部（つまり、下流側）において、最下流に位置する板片５１の一部５１ａ（図４参照）が嵌まる凹部２９を有している。凹部２９は、中空軸部材である中間軸部２０に直接的に設けられていてもよいが、本実施形態では、中間軸部２０と別部材であるブッシュ２７の側面に凹部２９が形成されている。ブッシュ２７は、例えば接着剤によって中間軸部２０に回転不能として固定されている。主剤６１及び硬化剤６２がミキシング部材５０を通過すると、ミキシング部材５０に回転力が生じるが、この凹部２９によれば、ミキシング部材５０が回り止めされる。

または、前記のような凹部２９を省略してもよい。この場合、ミキシング部材５０を混合流路２１に圧入により挿入し、締り嵌めの状態でミキシング部材５０を中間軸部２０に固定すればよい。

中間軸部２０は、外周面に周溝２３が形成されている。前記のとおり（図２参照）、注入プラグ７をコンクリート構造物８０の孔８２に挿入した状態で、頭部１０をハンマー等で打撃した際に、周溝２３（図１参照）が、破断する起点となる。
中間軸部２０の下流側には、ねじ孔２４が形成されており、先端軸部３０（小径部３３）の雄ねじ３５とねじ孔２４とが螺合している。

先端軸部３０は、中空軸部材により構成されている。先側軸部３０は、上流側の小径部３３と、この小径部３３よりも外径が大きい下流側の大径部３４とを有している。先端軸部３０は、先端側流路３１を有しており、その下流端が、外部に開口している噴出口３９となっている。噴出口３９は、混合流路２１で混合させた二種類の主剤６１及び硬化剤６２を含む混合液を、外部へ噴出させる。

拡径部４０は、筒状の弾性部材（ゴム部材）からなる。拡径部４０は先側軸部３０の一部（小径部３３）に外嵌して取付けられている。拡径部４０は、中間軸部２０と大径部３４との間に挟まれた状態にある。本実施形態では、拡径部４０の隣りにリング部材４１が設けられており、これらが中間軸部２０と大径部３４との間に挟まれた状態にある。中間軸部２０と先側軸部３０とを相互が接近する方向に相対的に回転させることで、拡径部４０は軸方向に圧縮され、これにより径方向に拡大することができる。このように拡径部４０は、中間軸部２０と先側軸部３０とを相対的に回転させることで、拡径可能であって、この拡径によりコンクリート構造物８０の孔８２（図２参照）に密着することができる。

図５は、注入プラグ７の変形例を示す断面図である。この注入プラグ７では、頭部１０と中間軸部２０とが一体ものである。図１に示す注入プラグ７と同様に、図５に示す注入プラグ７においても、混合流路２１及びミキシング部材５０は全体として直線形状を有している。図１に示す注入プラグ７の場合、頭部１０と中間軸部２０とを分離した状態とすることで、ミキシング部材５０を中間軸部２０に挿入して組み立てることができる。図５に示す注入プラグ７の場合、これが不可能であるため、頭部１０には、混合流路２１の延長線上に、ミキシング部材５０を通過可能とする大きさを有する貫通孔１８が設けられている。この貫通孔１８からミキシング部材５０を中間軸部２０に挿入して組み立てることができる。

そして、頭部１０は、貫通孔１８を塞ぐ栓部材１９を有している。図５に示す形態では、貫通孔１８はねじ孔１８ａを有しており、栓部材１９はねじ孔１８ａに螺合する雄ねじ１９ａを有している。なお、ねじ孔１８ａと雄ねじ１９ａとの間は水密性が高い。これにより、ミキシング部材５０を頭部１０側から挿入して取り付けることが可能となり、取り付け後、栓部材１９によって貫通孔１８を塞ぐことができる。

また、図５に示す注入プラグ７の場合、栓部材１９は、外側（図５では右側）に多角形（六角形）の凸部４５を有している。又は、図示しないが、栓部材１９は、外側に臨む有底の多角形孔（六角孔）を有していてもよい。この場合、図２に示すように、コンクリート構造物８０の孔８２に注入プラグ７を挿入する際、頭部１０に固定されている栓部材１９の多角形の凸部４５（又は多角形孔）に工具を取付けて、注入プラグ７を回転させる作業が可能となる。

以上のように、図１及び図５それぞれに示す各形態の注入プラグ７によれば、拡径部４０によって、コンクリート構造物８０の孔８２に注入プラグ７を固定することが可能となる。そして、図２に示すように、種類が異なる主剤６１及び硬化剤６２をそれぞれ流す二本のチューブ７３，７４を、頭部１０の流入口１１，１２にそれぞれ接続すればよい。これら流入口１１，１２から供給を受けた二種類の主剤６１及び硬化剤６２を、混合流路２１を通過させて噴出口３９から噴出させるが、これら主剤６１及び硬化剤６２は、混合流路２１を通過する際に、分離及び混合を繰り返し、中間軸部２０を通っている間に撹拌され充分に混合した状態となる。このため、注入後において主剤６１の硬化を充分にかつ迅速に行わせることが可能となる。そして、注入プラグ７外では、主剤６１及び硬化剤６２が混合しないため、硬化せず、この注入プラグ７に接続するチューブ７３，７４の洗浄が不要である。このため、補修作業を繰り返し行う場合、チューブ７３，７４を新たな注入プラグ７に接続すればよく、作業効率を改善することが可能となる。
この注入プラグ７によれば、コンクリート構造物８０のひび８１の補修の作業効率を改善することが可能であると共に、孔８２への混合液６３の注入後において、主剤６１の硬化を充分に行わせることが可能となる。

また、図１に示す形態では、頭部１０は、二つの枝流路１３，１４を区画する板状の隔壁部１５を有しているので、二種類の主剤６１及び硬化剤６２の混合を、頭部１０において可及的に行わせないで、中間軸部２０において行わせる構成が得られる。また、頭部１０は、中間軸部２０に着脱可能として取付けられていることから、頭部１０を中間軸部２０から取り外して、頭部１０を再利用することが可能となる。この場合、取り外した頭部１０を洗浄する場合であっても、その範囲は狭く、作業性が良い。

また、図３に示すミキシング部材５０によれば、主剤６１及び硬化剤６２の分離及び混合を繰り返し行うことができ、中間軸部２０を通っている間に、これら主剤６１及び硬化剤６２は撹拌され充分に混合した状態となる。
また、このようなミキシング部材５０の場合、主剤６１及び硬化剤６２が通過するとミキシング部材５０に回転力が生じるが、混合流路２１の奥部に板片５１の一部５１ａ（図４参照）が嵌まる凹部２９が設けられているので、ミキシング部材５０が回り止めされる。

以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の注入プラグは、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
前記実施形態では、頭部１０が二つの流入口１１，１２を有している場合を説明したが、三つ以上の流入口を有していてもよい。

７：高圧液剤注入プラグ１０：頭部１１，１２：流入口
１３，１４：枝流路１５：隔壁部１８：貫通孔
１９：栓部材２０：中間軸部２１：混合流路
２９：凹部３０：先側軸部３９：噴出口
４０：拡径部４５：凸部５０：ミキシング部材
５１：板片５１ａ：一部６１：主剤（本剤）
６２：硬化剤６３：混合液
８０：コンクリート構造物（構造物）８２：孔

Claims

構造物に設けられている孔に挿入され、当該孔に液剤を高圧で注入するための高圧液剤注入プラグであって、
複数の流入口を有している頭部と、前記流入口それぞれから流入させた複数種類の液剤を混合させるための混合流路を有する中間軸部と、前記混合流路で混合させた複数種類の液剤を外部へ噴出させる噴出口が設けられている先側軸部と、拡径可能であり当該拡径により前記孔に密着する拡径部と、を備え、
前記中間軸部は、前記複数種類の液剤が前記混合流路を通過する際に当該液剤の分離及び混合を繰り返し行わせるミキシング部材を当該混合流路内に有している、高圧液剤注入プラグ。
前記頭部は、前記中間軸部に着脱可能として取付けられている、請求項１に記載の高圧液剤注入プラグ。
前記頭部と前記中間軸部とは一体ものである、請求項１に記載の高圧液剤注入プラグ。
前記混合流路及び前記ミキシング部材は全体として直線形状を有しており、
前記頭部は、前記混合流路の延長線上に前記ミキシング部材を通過可能とする大きさの貫通孔と、当該貫通孔を塞ぐ栓部材と、を有している、請求項３に記載の高圧液剤注入プラグ。
前記栓部材は、外側に臨む有底の多角形孔又は外側に多角形の凸部を有している、請求項４に記載の高圧液剤注入プラグ。
前記ミキシング部材は、捻られた形状を有する板片が隣同士で位相を違えて一方向に複数連なって構成された形状を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の高圧液剤注入プラグ。
前記中間軸部は、前記混合流路の奥部において、前記板片の一部が嵌まる凹部を有している、請求項６に記載の高圧液剤注入プラグ。
前記頭部は、複数の前記流入口それぞれと連通する複数の枝流路と、複数の当該枝流路を区画する板状の隔壁部と、を有している請求項１〜７のいずれか一項に記載の高圧液剤注入プラグ。
前記頭部、前記中間軸部、及び前記先側軸部は、金属製である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の高圧液剤注入プラグ。