JP2023120044A - コンクリート成形体に孔を設けるための孔成形型及び孔成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】直線状に延在して内周面に凹凸を有する孔を形成することができ、孔の形成後にコンクリート成形体から取り除くことができ、比較的低コストで利用できる孔成形型と、この孔成形型を用いた孔成形方法とを提供する。【解決手段】孔成形型１は、所定方向に延在し、外周面に円弧部５及び溝部６が設けられた鋼棒部材２と、溝部６に嵌合可能であり、溝６部に嵌合した状態で鋼棒部材２に対して所定方向にスライド可能なスライド部材３と備える。円弧部５の外周面は、周方向に沿って又は周方向に傾斜して互いに平行に延在する複数の突条７を含む。スライド部材３を取り除いた後、鋼棒部材２を周方向に回転させると、スライド部材３を取り除くことによって形成された空隙に円弧部が収容され、鋼棒部材２をスライド移動によって孔１１から乗り出すことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、コンクリート成形体の成形時に用いられ、コンクリート成形体に孔を設けるための孔成形型と、孔成形型を用いた孔成形方法に関する。

流動性を有する状態のコンクリートを型枠に打設して成形されるコンクリート成形体に、鉄筋等を挿通するための孔を設けておきたい場合がある。孔には、鉄筋等を挿通した後グラウトが注入される。硬化したグラウトとコンクリート成形体との間で鉄筋の延在方向の剪断力が伝達されるように、孔の内周面には凹凸を設けておくことが求められる。

表面に凹凸を有する鋼管を型として用いれば、孔の内周面に凹凸を設けることはできるが、コンクリートの硬化後に鋼管を引き抜くことができず、鋼管は埋め殺し型枠となる。埋め殺し型枠は、異物をコンクリート中に残すこととなり、また、コスト増加の原因となるため、使用を避けたい場合がある。そこで、このような場合に使用できる孔成形型が提案されている。

例えば、特許文献１には、内周面に凹凸を有する貫通孔を形成するためのゴム膨張管を備えた貫通孔成形型が記載されている。貫通孔成形型は、ゴム膨張管を膨張させた状態で型枠内に配置され、コンクリートの打設及び硬化後にゴム膨張管を収縮させた状態で引き抜かれる。

特開２００９－１８４２３５号公報

しかし、特許文献１に記載の貫通孔成形型は、ゴム膨張体が浮力によって変形して孔が直線形状から歪むことを防止するために、円弧形状をなす複数の分割片を含む剛性筒体や、可撓性を有する外挿チューブを更に備える。剛性筒体の加工が煩雑であり、部材数が多くなるため、製造コストが増加した。また、コンクリートに接する外挿チューブの劣化が激しいため、貫通孔成形型を繰り返し使用するためには、外挿チューブの交換が必要であり、このこともコスト増加の一因となっていた。

本発明は、以上の背景に鑑み、直線状に延在して内周面に凹凸を有する孔を形成することができ、孔の形成後にコンクリート成形体から取り除くことができ、比較的低コストで利用できる孔成形型と、この孔成形型を用いた孔成形方法とを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、コンクリート成形体（１０）の成形時に用いられ、前記コンクリート成形体に孔（１１）を設けるための孔成形型（１）であって、所定方向に延在する鋼棒部材（２）であって、横断面視において所定の中心に対する円弧形状の外周面を有し、前記所定方向に延在する１つ以上の円弧部（５）と、前記横断面視において前記円弧部の前記外周面の延長円弧線よりも凹んでおり、前記所定方向に延在する１つ以上の溝部（６）とを含む、該鋼棒部材と、対応する前記溝部に嵌合可能であり、前記溝部に嵌合した状態で前記鋼棒部材に対して前記所定方向の少なくとも一方にスライド可能な、前記溝部と同数のスライド部材（３）とを備え、前記円弧部の前記外周面は、周方向に沿って又は前記周方向に傾斜して互いに平行に延在する複数の突条（７）を含み、前記円弧部と前記溝部とは前記周方向に沿って交互に設けられるとともに、前記横断面視において、前記鋼棒部材を所定角度で前記周方向に回転させた時の前記円弧部の側面が、回転前の前記溝部の側面よりも前記周方向の内側に配置され、前記スライド部材は、前記溝部に嵌合した状態における前記横断面視において、前記延長円弧線に一致する、又は前記延長円弧線よりも径方向の外側に位置する外周面を有し、前記スライド部材の前記外周面は、前記スライド部材が前記溝部に嵌合した状態において、前記所定方向に平行である、又は、前記所定方向の前記一方に向かうにつれて前記鋼棒部材から遠ざかる、孔成形型である。ここで、「横断面」とは、所定方向に直交する断面を意味する。

この態様によれば、棒部材が突条を有するため、孔の内周面に部分的に凹凸面を形成することができる。また、スライド部材を取り除いた後に生じる空隙に円弧部を受容させるように鋼棒部材を周方向に回転させれば、突条を有する鋼棒部材をコンクリート成形体からスライド移動によって容易に取り除くことができる。また、剛性の高い鋼棒部材を使用しているため、中心軸線が直線になるように孔が形成される。また、孔成形型が比較的簡素な構成を有するため、孔成形型の製造コストを抑制することができる。また、鋼製の鋼棒部材は耐久性が高く、スライド部材は耐久性の高い素材によって形成できるため、繰り返し使用することができ、孔を形成するためのコストを抑制することができる。

上記の態様において、前記円弧部（５）及び前記溝部（６）の数は、それぞれ、２つであり、前記横断面視において、前記円弧部と前記溝部との境界は、前記径方向に延在し、２つの前記円弧部において、径は互いに等しく、かつ中心角（θ_１）は互いに等しく、２つの前記溝部の中心角（θ_２）は互いに等しいと良い。ここで、溝部の「中心角」とは、横断面視において、溝部とこれに隣接する円弧部との２つの境界から、円弧部の外周面によって画定される円弧の中心（中心部の中心）に至る２つの線分がなす角を意味する。

この態様によれば、必要なスライド部材の数が２本となるとともに、その形状を互いに共通とすることができる。また、鋼棒部材を周方向に回転させるときに、右回りと左回りのどちらに回しても良く、作業性が向上する。また、スライド部材の側面と円弧部との接触面積が小さくなり、摩擦力が低減され、スライド部材のスライド移動が容易になる。

上記の態様において、孔成形型（１）は、前記スライド部材（３）を対応する前記溝部（６）に嵌合させた状態において、前記横断面視において円形をなすと良い。

この態様によれば、スライド部材をスライド移動させるときに、コンクリート成形体との接触面積を小さくすることができ、摩擦力が減ってスライド部材のスライド移動が容易になる。

本発明のある態様は、上記の態様の孔成形型（１）を使用して、前記コンクリート成形体（１０）に前記孔（１１）を設ける方法であって、前記コンクリート成形体の外形を形成するための型枠（１２）、及び前記孔成形型を設置するステップと、前記型枠内にコンクリート（１３）を打設するステップと、前記型枠及び前記孔成形型を取り外すステップとを備え、前記取り外すステップは、前記スライド部材（３）を前記所定方向にスライドさせて、前記コンクリート成形体及び前記鋼棒部材（２）から前記スライド部材を取り除くステップと、前記鋼棒部材を前記周方向の前記一方に回転させ、前記スライド部材を取り除くことによって生じた空隙に前記円弧部（５）を配置するステップと、前記鋼棒部材を前記所定方向に移動させて、前記コンクリート成形体から前記鋼棒部材を取り除くステップとを含む、方法である。

この態様によれば、コンクリート成形体に、直線状に延在して内周面に凹凸を有する孔を容易かつ低コストで形成することができる。

以上の態様によれば、直線状に延在して内周面に凹凸を有する孔を形成することができ、孔の形成後にコンクリート成形体から取り除くことができ、比較的低コストで利用できる孔成形型と、この孔成形型を用いた孔成形方法とを提供することができる。

実施形態に係る孔成形型とその使用方法を示す説明図（コンクリート打設時） 実施形態に係る孔成形型とその使用方法を示す説明図（脱型時の第１段階） 実施形態に係る孔成形型とその使用方法を示す説明図（脱型時の第２段階）

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る孔成形型１を説明する。図１～図３において、Ａ図は、孔成形型１の延在方向の直交する断面図（Ｂ図のＡ－Ａ線に沿った断面図）であり、Ｂ図は、Ａ図のＢ－Ｂ線に沿った一部断面側面図である。

図１に示すように、孔成形型１は、所定方向に延在する鋼棒部材２と、鋼棒部材２の延在方向に延在して鋼棒部材２と組み合わせて使用される２つのスライド部材３とを備える。

鋼棒部材２は、円柱形状の中心部４と、中心部４に対して径方向に膨出し、横断面（鋼棒部材２の延在方向に直交する断面）視において円弧形状の外周面を有し、鋼棒部材２の延在方向に延在する２つの円弧部５と、中心部４に対して円弧部５を設けることによって画成された２つ溝部６とを含む。

２つの円弧部５の外周面は、横断面視で中心部４の中心に対する円弧をなす。円弧部５の外周面には、周方向に沿って延在する複数の突条７が設けられている。２つの円弧部５において、径（中心部４の中心から円弧部５の外周面までの長さ）は互いに等しく、中心角θ_１は互いに等しいことが好ましい。円弧部５における周方向の端部を画定する側面は、周方向に直交していることが好ましい。

溝部６は、横断面視において、突条７を含む円弧部５の外周面の延長円弧線よりも凹んでおり、鋼棒部材２の延在方向に延在する。溝部６の底面は、中心部４の外周面によって画定され、溝部６の周方向の端部なす側面は、円弧部５における周方向の端部を画定する側面によって画定されている。

円弧部５と溝部６とは周方向に沿って交互に設けられる。円弧部５及び溝部６は、横断面視において、鋼棒部材２を所定角度で周方向に回転させた時の円弧部５の側面が、回転前の溝部６の側面よりも周方向の内側に配置されるように、構成される。従って、横断面視において、これらの側面が径方向に沿って配置されている場合は、各々の円弧部５の中心角θ_１は、溝部６の中心角θ_２よりも小さい。ここで、溝部６の中心角θ_２とは、横断面視において、溝部６とこれに隣接する円弧部５との２つの境界から、中心部４の中心に至る２つの線分がなす角である。図示する例では、円弧部５の中心角θ_１は、９０°よりわずかに小さく、溝部６の中心角θ_２は９０°よりわずかに大きい。

スライド部材３は、鋼棒部材２の延在方向にスライド可能に溝部６に嵌合する。スライド部材３は、横断面視で、径方向に所定の幅を有する円弧形状をなす。スライド部材３を鋼棒部材２に嵌合させた時、スライド部材３の内周面は中心部４の外周面に当接し、スライド部材３の周方向の端部を形成する側面は、円弧部５の周方向端部を形成する側面にスライド可能に当接する。スライド部材３を鋼棒部材２に嵌合させた時、横断面視で、スライド部材３の外周面は、円弧部５の外周面の延長円弧線上に位置する。従って、スライド部材３を鋼棒部材２に嵌合させた時、鋼棒部材２とスライド部材３とを互いに組み合わせた形状は、円柱形状をなす。スライド部材３の素材は、鋼材であることが好ましいが、打設するコンクリート１３に対して歪まない程度の剛性を有する素材であれば良く、例えば、炭素繊維等の繊維強化プラスチックや、プラスチックでも良い。

なお、スライド部材３が溝部６に嵌合した状態で、スライド部材３の外周面は、円弧部５の延長円弧線よりも径方向の外側に位置しても良い。スライド部材３の外周面は、鋼棒部材２の延在方向に平行であるが、これに代えて、鋼棒部材２の延在方向の一方に向かうにつれて鋼棒部材２から遠ざかるように傾斜又は湾曲していても良い。

円弧部５及び溝部６は、１つ又は３つ以上設けられても良く、また、複数の円弧部５の中心角θ_１は互いに一致しなくても良く、複数の溝部６の中心角θ_２は互いに一致しなくても良い。ただし、鋼棒部材２を周方向の一方に所定の角度だけ回転させた時、横断面視において、全ての円弧部５の外周面は、回転前の溝部６に嵌合したスライド部材３の外周面上又はその径方向の内側に位置し、全ての円弧部５の周方向の端部をなす側面は、回転前の溝部６の周方向の端部をなす側面上又はその周方向の内側に位置するという条件を満たす必要がある。従って、円弧部５の各々の中心角θ_１は、回転方向に隣接する溝部６の中心角θ_２よりも小さくする必要がある。

複数の突条７は、周方向に沿って延在することに代えて、ねじ山のように、周方向に傾斜して互いに平行に延在してもよい。この場合、鋼棒部材２が突条７の周囲で硬化したコンクリート１３に対して周方向に回転可能であるように、突条７の周方向に対する傾斜角度は、１つの円弧部５上の設けられた突条７間で共通であるだけでなく、互いに異なる円弧部５上に設けられた突条７間で共通である。

次に、図１～図３を参照して、孔成形型１を用いてコンクリート成形体１０に孔１１を設ける方法を説明する。孔１１が貫通孔である場合を例に説明するが、孔１１は有底孔であっても良い。

図１に示すように、作業員は、コンクリート成形体１０の外形を形成するための型枠１２を組み立て、型枠１２内に孔成形型１を設置する。鋼棒部材２及びスライド部材３の延在方向長さは、形成するべき孔１１の延在方向長さに等しい。作業員は、孔成形型１を埋設するように流動性を有する状態のコンクリート１３を型枠１２内に打設する。

打設したコンクリート１３が脱型可能な程度に硬化したら、作業員は、型枠１２を取り外し、図２に示すように、スライド部材３を、その延在方向に引き抜き又は押し出すことによりスライド移動させ、鋼棒部材２及びコンクリート成形体１０から取り除く。

図３に示すように、作業員は、スライド部材３を取り除くことによって生じた空隙に円弧部５が収容されるように、鋼棒部材２を周方向に回転させた後、鋼棒部材２を、その延在方向に引き抜き又は押し出すことによりコンクリート成形体１０から取り除く。このようにして、孔１１を有するコンクリート成形体１０が成形される。

実施形態に係る孔成形型１の作用効果について説明する。

鋼棒部材２が突条７を有するため、孔１１の内周面に部分的に凹凸面１４を形成することができる。突条７は周方向に延在するため、鋼棒部材２を周方向に回転させることができる。スライド部材３を取り除いた後に生じる空隙に円弧部５を受容させるように鋼棒部材２を周方向に回転させれば、突条７を有する鋼棒部材２をコンクリート成形体１０からスライド移動によって容易に取り除くことができる。

剛性の高い鋼棒部材２を使用しているため、中心軸線が直線になるように孔１１が形成される。

鋼棒部材２及びスライド部材３という比較的簡素な構成で孔成形型１が構成されるため、孔成形型１の製造コストを抑制することができる。鋼製の鋼棒部材２は耐久性が高く、スライド部材３は耐久性の高い素材によって形成できる。このため、コンクリート１３に接する鋼棒部材２及びスライド部材３を洗浄しても型が崩れることなく、これらを繰り返し使用することができ、孔１１を形成するためのコストを抑制することができる。

円弧部５及び溝部６の数が、それぞれ、２つであることにより、スライド部材３の数も２本となり、部材数の増加が抑制される。また、横断面視で鋼棒部材２が点対称になるように、２つの円弧部５の中心角θ_１が互いに等しく、２つの溝部６の前記中心角θ_２が互いに等しいことにより、２つのスライド部材３の形状を互いに等しいものとすることができるとともに、鋼棒部材２を周方向に回転させるときに、右回りと左回りののどちら向きに回しても良くなり、作業性が向上する。

スライド部材３を溝部６に嵌合させた状態において、孔成形型１が、横断面視において円形をなすため、スライド部材３をコンクリート成形体１０に対してスライド移動させるとき、スライド部材３の周方向の端部を形成する側面が孔１１の内周面に接触せず、摩擦抵抗の増加が抑制され、スライド部材３のスライド移動が容易になる。横断面視で、円弧部５の周方向の側面が径方向に延在することより、スライド部材３の側面と円弧部５の側面との接触面積が小さくなり、摩擦力が減って、スライド部材３のスライド移動が容易になる。

スライド部材３の外周面を、鋼棒部材２の延在方向の一方に向かうにつれて鋼棒部材２から遠ざかるように傾斜又は湾曲させた場合は、延在方向の該一方に向けてスライド部材３をスライド移動させるときに、スライド部材３の外周面と孔１１の内周面との摩擦力が低減され、スライド移動が容易になる。

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態や変形例に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。例えば、中心部は円柱形状でなくともよく、例えば溝部の底面に鋼棒部材の延在方向に沿った突条を画成する形状であっても良い。

１ ：孔成形型
２ ：鋼棒部材
３ ：スライド部材
４ ：中心部
５ ：円弧部
６ ：溝部
７ ：突条
１０ ：コンクリート成形体
１１ ：孔
１２ ：型枠
１３ ：コンクリート
１４ ：凹凸面
θ_１ ：円弧部の中心角
θ_２ ：溝部の中心角

Claims (4)

1. コンクリート成形体の成形時に用いられ、前記コンクリート成形体に孔を設けるための孔成形型であって、
   所定方向に延在する鋼棒部材であって、横断面視において所定の中心に対する円弧形状の外周面を有し、前記所定方向に延在する１つ以上の円弧部と、前記横断面視において前記円弧部の前記外周面の延長円弧線よりも凹んでおり、前記所定方向に延在する１つ以上の溝部とを含む、該鋼棒部材と、
   対応する前記溝部に嵌合可能であり、前記溝部に嵌合した状態で前記鋼棒部材に対して前記所定方向の少なくとも一方にスライド可能な、前記溝部と同数のスライド部材と
   を備え、
   前記円弧部の前記外周面は、周方向に沿って又は前記周方向に傾斜して互いに平行に延在する複数の突条を含み、
   前記円弧部及び前記溝部は、前記周方向に沿って交互に設けられるとともに、前記横断面視において、前記鋼棒部材を所定角度で前記周方向に回転させた時の前記円弧部の側面が、回転前の前記溝部の側面よりも前記周方向の内側に配置されるように構成され、
   前記スライド部材は、前記溝部に嵌合した状態における前記横断面視において、前記延長円弧線に一致する、又は前記延長円弧線よりも径方向の外側に位置する外周面を有し、
   前記スライド部材の前記外周面は、前記スライド部材が前記溝部に嵌合した状態において、前記所定方向に平行である、又は、前記所定方向の前記一方に向かうにつれて前記鋼棒部材から遠ざかる、孔成形型。
2. 前記円弧部及び前記溝部の数は、それぞれ、２つであり、
   前記横断面視において、前記円弧部と前記溝部との境界は、前記径方向に延在し、
   ２つの前記円弧部において、径は互いに等しく、かつ中心角は互いに等しく、
   ２つの前記溝部の中心角は互いに等しい、請求項１に記載の孔成形型。
3. 前記スライド部材を対応する前記溝部に嵌合させた状態において、前記横断面視において円形をなす、請求項１又は２に記載の孔成形型。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載の孔成形型を使用して、前記コンクリート成形体に前記孔を設ける方法であって、
   前記コンクリート成形体の外形を形成するための型枠、及び前記孔成形型を設置するステップと、
   前記型枠内にコンクリートを打設するステップと、
   前記型枠及び前記孔成形型を取り外すステップと
   を備え、
   前記取り外すステップは、
   前記スライド部材を前記所定方向にスライドさせて、前記コンクリート成形体及び前記鋼棒部材から前記スライド部材を取り除くステップと、
   前記鋼棒部材を前記周方向の前記一方に回転させ、前記スライド部材を取り除くことによって生じた空隙に前記円弧部を配置するステップと、
   前記鋼棒部材を前記所定方向に移動させて、前記コンクリート成形体から前記鋼棒部材を取り除くステップと
   を含む、方法。

Images