JP4020722B2

JP4020722B2 - 充填装置

Info

Publication number: JP4020722B2
Application number: JP2002212855A
Authority: JP
Inventors: 義雄白井; 和宏西條; 正治辻本
Original assignee: パル・ユニット株式会社; 松井工業株式会社
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-07-22
Also published as: JP2004052415A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、コンクリート建造物（ビルディング，防波堤または橋脚等）に発生した亀裂やモルタルの浮き部分等に補修用の充填剤を充填するのに用いられる携帯型の充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルディング，防波堤または橋脚等のコンクリート建造物においては、経年劣化によって、「モルタルの浮き」や「躯体のひび割れ」等が発生し、これらは、「モルタルの剥落」や「酸性雨水による躯体コンクリートの中性化」等の原因となっている。そのため、管理者は、コンクリート建造物の劣化状態を定期的に調査し、適切な時期に補修工事を行う必要がある。つまり、「モルタルの浮き」が見つかった場合には、コンクリートとモルタルとの隙間に充填接着剤を注入することにより「モルタルの剥落」を防止する必要があり、「躯体のひび割れ」が見つかった場合には、ひび割れ部分に充填シール剤を注入することにより「酸性雨水の浸入」を防止する必要がある。
【０００３】
そこで、従来では、図１３に示すようなピストル型の充填装置１を用いて、充填剤カートリッジ２内の充填剤（充填接着剤または充填シール剤等）を所定の充填箇所Ａへ注入するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
コンクリート建造物の補修工事の多くは、狭い足場の上での施工となるため、充填装置は、取扱いが簡単で、かつ持運びに便利なものでなければならない。
【０００５】
しかし、従来の充填装置１では、手動によるレバー３の引き込み動作によって充填剤カートリッジ２から充填剤を押し出すようにしていたので、充填剤の注入作業に過大な力を必要とし、取扱いが困難であった。また、把持部４やレバー３等が本体部１ａの側面から突出して形成されていたので、これらの部分が足場の支柱や梯子等に引っ掛かるおそれがあり、持運びに不便であるという問題もあった。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、取扱いが簡単で、かつ持運びに便利な充填装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した発明は、「充填剤１４が収容されたカートリッジ２０を圧縮することにより充填剤１４を所定の充填箇所Ａへ注入するようにした充填装置１０であって、カートリッジ２０が収容され、軸方向一方端部に充填剤１４を吐出する吐出口６０が形成され、軸方向他方端部に空気を取り込む給気口９４が形成された密閉筒状のカートリッジ収容部２２、カートリッジ収容部２２の軸方向一方端部に設けられ、吐出口６０から吐出された充填剤１４を充填箇所Ａへ導くガイド部材２４、吐出口６０に設けられ、ガイド部材２４から受ける押圧力によって開かれる吐出バルブ２６、カートリッジ収容部２２の軸方向他方端部に設けられ、給気口９４を介してカートリッジ収容部２２と連通されたシリンダ２８、シリンダ２８内に摺動自在に挿入され、シリンダ２８内の空気を給気口９４からカートリッジ収容部２２内へ送り込むピストン３０、ピストン３０に設けられ、ピストン３０に対して人の力を伝達する把持部３２、および給気口９４に設けられ、ピストン３０により加圧された空気によって開かれる給気バルブ３４を備える、充填装置１０」である。
【０００８】
この発明において、充填剤１４を所定の充填箇所Ａへ注入する際には、把持部３２からピストン３０に力を付与してシリンダ２８の内部においてピストン３０の往復運動を繰り返す。すると、カートリッジ収容部２２の内部に空気が供給され、カートリッジ収容部２２の内部圧力が徐々に上昇され、充填剤１４が収容されたカートリッジ２０が圧縮される。そして、カートリッジ収容部２２の内部圧力がある程度に高まると、ガイド部材２４の先端部を充填箇所Ａへ押し当てる。すると、この押し当てる力の反力がガイド部材２４に作用し、ガイド部材２４が吐出バルブ２６に押し当てられて吐出バルブ２６が開かれる。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、「ガイド部材２４は管状のノズル１１０を含み、ガイド部材２４，シリンダ２８およびピストン３０のそれぞれの中心軸が同一直線上にあること」を特徴とする。
【００１０】
この発明では、ガイド部材２４のノズル１１０，シリンダ２８およびピストン３０のそれぞれの中心軸が同一直線上にあるので、ノズル１１０の先端部を充填箇所Ａへ押し当てる方向とシリンダ２８に対してピストン３０を押し込む方向とが一致し、充填剤１４の注入作業が容易になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図３を参照して、この発明が適用された充填装置１０は、図７に示すように、ビルディング，防波堤または橋脚等のコンクリート建造物１２の劣化箇所を補修する際に、所定の充填箇所Ａに充填剤１４を注入するものである。なお、図８に示した充填箇所Ａは、コンクリート躯体１６に対するモルタル１８の浮き部分であり、充填剤１４としては、モルタル１８の剥落を防止するためにエポキシ接着剤等のような充填接着剤が用いられる。
【００１２】
充填装置１０（図１〜図３）は、充填剤カートリッジ２０（図３，図４）を収容する密閉筒状のカートリッジ収容部２２，ガイド部材２４，吐出バルブ２６，シリンダ２８，ピストン３０，把持部３２および給気バルブ３４等によって構成される。
【００１３】
充填剤カートリッジ２０は、図４に示すように、軸方向一方端部に開口２０ａを有する筒状のカートリッジ本体２０ｂを含み、カートリッジ本体２０ｂの軸方向他方端部には、充填剤１４を吐出する吐出口２０ｃが形成され、吐出口２０ｃの内面には、雌ねじ２０ｄが形成される。そして、カートリッジ本体２０ｂの内部には、キャップ型の押圧部材２０ｅが摺動自在に嵌合され、押圧部材２０ｅによって閉塞された空間内に充填剤１４が収容される。したがって、押圧部材２０ｅがカートリッジ本体２０ｂの開口２０ａ側から吐出口２０ｃ側へと移動すると、カートリッジ本体２０ｂ内の充填剤１４が圧縮され、充填剤カートリッジ２０の内部圧力が上昇する。なお、充填剤カートリッジ２０としては、外力で圧縮されることにより内部圧力が高められるものであればよく、その構造，材質および大きさ等は適宜変更可能であり、たとえば易変形性のフィルムからなる袋状の充填剤カートリッジが用いられてもよい。
【００１４】
カートリッジ収容部２２は、充填剤カートリッジ２０を収容する収容部本体３６と、収容部本体３６の軸方向一方端部を閉塞する吐出側閉塞部材３８と、吐出側閉塞部材３８を収容部本体３６に対して固定する固定部材４０と、収容部本体３６の軸方向他方端部を閉塞する給気側閉塞部材４２とによって構成される。
【００１５】
収容部本体３６は、圧縮空気を蓄える蓄圧室として機能するものであり、取扱性および耐圧性等を考慮して、アルミニウム等のような軽量かつ高強度の材料により筒状に形成される。そして、収容部本体３６の軸方向一方端部の外周面には、雄ねじ４４が形成され、軸方向他方端部の外周面には、雄ねじ４６が形成される。
【００１６】
吐出側閉塞部材３８は、図５に示すように、収容部本体３６の軸方向一方端部にシールリング４８を介して突き当てられる円盤状の閉塞部５０を含み、閉塞部５０の一方面には、筒状のカートリッジ用接続部５２が形成され、カートリッジ用接続部５２の外周面には、充填剤カートリッジ２０の雌ねじ２０ｄに螺合される雄ねじ５４が形成される。また、閉塞部５０の他方面には、筒状のガイド部材用接続部５６が形成され、ガイド部材用接続部５６の外周面には、雄ねじ５８が形成される。そして、閉塞部５０，カートリッジ用接続部５２およびガイド部材用接続部５６の中央部には、充填剤１４を吐出する吐出口６０がこれらを貫通して形成される。
【００１７】
吐出口６０は、カートリッジ用接続部５２の開口端からガイド部材用接続部５６の中央部に亘って形成された大径部６０ａと、ガイド部材用接続部５６の開口端からその中央部に亘って形成された小径部６０ｂとを含み、大径部６０ａと小径部６０ｂとの境界部には、テーパ面６０ｃが形成される。そして、大径部６０ａには、ボール６２と、ボール６２をテーパ面６０ｃへ押し当てるためのコイルバネ６４とが収容され、大径部６０ａの内面には、コイルバネ６４を圧縮した状態で保持するリング状の保持部材６６が装着される。つまり、吐出口６０の内部においては、テーパ面６０ｃ，ボール６２，コイルバネ６４および保持部材６６によって吐出バルブ２６が構成される。
【００１８】
固定部材４０は、図５に示すように、中央部に孔６８を有する円盤状の係止部７０と、係止部７０の一方面の外周縁から軸方向へ延びて形成された筒状の接続部７２とを含み、接続部７２の内周面には、収容部本体３６の雄ねじ４４に螺合される雌ねじ７４が形成される。また、接続部７２の外周面には、図１に示すように、軸方向へ延びる複数の突条７６が全周に亘って形成され、この突条７６が手で持った際の滑り止めとなる。そして、係止部７０の他方面には、図２に示すように、略長方形の転がり防止板７８がねじ８０によって取り付けられる。
【００１９】
給気側閉塞部材４２は、図６に示すように、円盤状の閉塞部８２を含み、閉塞部８２の一方面には、筒状のシリンダ用接続部８４が形成され、シリンダ用接続部８４の内周面には、雌ねじ８６が形成される。閉塞部８２の他方面には、閉塞部８２の外周縁から軸方向へ延びて筒状の接続部８８が形成され、接続部８８の内周面には、収容部本体３６の雄ねじ４６に螺合される雌ねじ９０が形成される。また、接続部８８の外周面には、図１に示すように、軸方向へ延びる複数の突条９２が全周に亘って形成され、この突条９２が手で持った際の滑り止めとなる。さらに、閉塞部８２の中央部には、給気口９４が形成され、周縁部には、通気口９６が形成され、給気口９４の内周面には、雌ねじ９８が形成される。そして、給気口９４には、給気バルブ３４が装着される。
【００２０】
給気バルブ３４は、一方端部が閉塞された筒状のバルブ本体１００を含み、バルブ本体１００の他方端部の外周面には雄ねじ１０２が形成され、バルブ本体１００の側壁には、通気口１０４が形成される。また、バルブ本体１００の外面には、通気口１０４を封鎖するためのゴムチューブ１０６が被せられる。そして、バルブ本体１００の雄ねじ１０２が閉塞部８２の雌ねじ９８に螺合される。
【００２１】
そして、カートリッジ収容部２２の軸方向一方端部の吐出側閉塞部材３８（図５）に対してガイド部材２４が取り付けられ、軸方向他方端部の給気側閉塞部材４２（図６）に対してシリンダ２８が取り付けられる。
【００２２】
ガイド部材２４は、図５に示すように、吐出バルブ２６のボール６２に対して押圧力を付与するための押圧部材１０８と、押圧部材１０８に装着されるノズル１１０と、押圧部材１０８の脱落を防止する袋ナット１１２とによって構成される。
【００２３】
押圧部材１０８は、先端部へ向かうにつれて縮径された略円錐台状の本体１１４を含み、本体１１４の後端部外周面には、鍔１１６が形成され、中心部には、貫通孔１１８が形成される。また、本体１１４の先端部における貫通孔１１８の内周面には、雌ねじ１２０が形成される。そして、本体１１４の大径側の端面には、小径部６０ｂに挿入される管状の押圧部１２２が形成され、本体１１４の貫通孔１１８と押圧部１２２の内部空間とが連通される。押圧部１２２の長さは、その先端部がボール６２に当接した状態において、本体１１４の大径側の端面とガイド部材用接続部５６の端面との間に所定の隙間が生じるように設定される。
【００２４】
ノズル１１０は、長手方向中央部から先端部へ向かうにつれて外径が縮径されたノズル本体１２４を含み、ノズル本体１２４の後端部の外周面には、雄ねじ１２６が形成される。そして、この雄ねじ１２６が、押圧部材１０８の雌ねじ１２０に螺合される。
【００２５】
袋ナット１１２は、内周面に雌ねじ１２８を有するナット本体１３０を含み、ナット本体１３０の軸方向一方端部の内周面には、係止部１３２が形成される。そして、係止部１３２を押圧部材１０８の鍔１１６に係止させた状態で、ナット本体１３０の雌ねじ１２８が吐出側閉塞部材３８の雄ねじ５８に螺合される。
【００２６】
シリンダ２８は、図６に示すように、給気口９４と連通する筒状のシリンダ本体１３４を含み、シリンダ本体１３４の軸方向一方端部の外周面には、雄ねじ１３６が形成され、軸方向他方端部の外周面には、雄ねじ１３８が形成される。そして、雄ねじ１３６が給気側閉塞部材４２の雌ねじ８６に螺合される。
【００２７】
そして、シリンダ２８の内部には、ピストン３０が挿入され、シリンダ２８を囲むようにして筒状の摺動ガイド１４０が配置され、シリンダ２８の端部には、ピストン３０および摺動ガイド１４０の離脱を防止するための離脱防止部材１４２が装着される。そして、ピストン３０に対してキャップ型の把持部３２が取り付けられる。
【００２８】
ピストン３０は、外周面にパッキン１４４が装着されたピストン本体１４６と、ピストン本体１４６と一体に形成されたピストンロッド１４８とを含み、ピストンロッド１４８の端部には、把持部３２を取り付けるための雌ねじ１５０が形成される。
【００２９】
摺動ガイド１４０は、把持部３２を往復運動させる際のガイドとなるものであり、シリンダ２８とほぼ同じ長さを有する筒状に形成される。そして、摺動ガイド１４０の軸方向一方端部が給気側閉塞部材４２におけるシリンダ用接続部８４の外面に嵌合される。
【００３０】
離脱防止部材１４２は、ピストン本体１４６が係止される円盤状の本体１５２を含み、本体１５２の一方面には、シリンダ２８の外面と摺動ガイド１４０の内面との間に嵌合される筒状の接続部１５４が形成され、接続部１５４の内周面には、雌ねじ１５６が形成される。また、本体１５２の中央部には、ピストンロッド１４８が挿通される孔１５８が形成され、本体１５２の所定箇所には、通気口１６０が形成される。そして、孔１５８にピストンロッド１４８が挿通された状態で、接続部１５４の雌ねじ１５６がシリンダ２８の雄ねじ１３８に螺合され、接続部１５４の外面に摺動ガイド１４０の軸方向他方端部が嵌合される。
【００３１】
把持部３２は、摺動ガイド１４０の外径よりわずかに大きい内径を有する筒状の把持部本体１６２を含み、把持部本体１６２の軸方向一方端部は、円盤状の押圧部１６４によって閉塞される。そして、押圧部１６４の中央部には、ねじ１６６を挿通するための孔１６８が形成され、把持部本体１６２の端部外周面には、図１に示すように、ローレット目１７０が形成され、このローレット目１７０が手で持った際の滑り止めとなる。そして、把持部本体１６２の孔１６８にねじ１６６が挿通され、ねじ１６６がピストン３０の雌ねじ１５０に螺合される。
【００３２】
充填装置１０を用いてモルタル１８の浮き部分を補修する際には、図８に示すように、まず、充填剤１４を充填すべき箇所（すなわち充填箇所Ａ）を探し出し、モルタル１８およびコンクリート躯体１６に対して、充填箇所Ａに至る穴１７２を形成する。一方、充填装置１０のカートリッジ収容部２２内に充填剤カートリッジ２０（図４）を収容するとともに、充填剤カートリッジ２０の吐出口２０ｃを吐出側閉塞部材３８のカートリッジ用接続部５２（図５）に接続し、充填装置１０を組み上げる。そして、この充填装置１０を用いて、充填箇所Ａに対して充填剤１４を注入する。
【００３３】
充填剤１４の注入工程では、まず、一方の手でカートリッジ収容部２２を把持するとともに、他方の手で把持部３２を把持し、把持部３２からピストン３０に人の力を伝達することにより、図８に示すように、シリンダ２８内においてピストン３０を往復運動させる。すると、シリンダ２８内で圧縮された空気の圧力により給気バルブ３４が開放され、その空気が給気口９４からカートリッジ収容部２２の収容部本体３６内へ供給される。したがって、ピストン３０の往復運動を数回繰り返すうちに、収容部本体３６の内部圧力が徐々に高められ、この圧力が充填剤カートリッジ２０の押圧部材２０ｅに作用して充填剤カートリッジ２０の内部圧力が高められる。
【００３４】
そして、充填剤カートリッジ２０の内部圧力がある程度にまで高められると、図７に示すように、ガイド部材２４のノズル１１０を穴１７２内に挿入し、ノズル１１０の先端部を充填箇所Ａに押し当てる。すると、この押し当てる力の反力がガイド部材２４に作用し、図９に示すように、ガイド部材２４の押圧部１２２がボール６２に押し当てられ、吐出バルブ２６が開かれる。したがって、充填剤１４は、吐出バルブ２６を通してノズル１１０の先端部から吐出され、充填箇所Ａへ注入される。
【００３５】
充填剤１４の注入過程では、図１０に示すように、空気圧によって充填剤カートリッジ２０の押圧部材２０ｅがカートリッジ本体２０ｂの奥へと押し込まれるため、カートリッジ収容部２２の内部圧力が徐々に減少し、充填剤１４を吐出させる力が減少する。そのため、注入作業を継続する場合には、ピストン３０をさらに往復運動させることによって、カートリッジ収容部２２の内部圧力を増大させる。
【００３６】
このようにして充填箇所Ａに充填剤１４が十分に注入されると、穴１７２（図７）からノズル１１０を引き抜いた後、ポリマーセメントモルタル等を用いて穴１７２を封鎖する。
【００３７】
この実施例によれば、ピストン３０の往復運動を繰り返すことによりカートリッジ収容部２２の内部圧力を徐々に高めることができるので、内部圧力を高めるために過大な力を必要としない。また、充填剤１４を注入する際には、ガイド部材２４におけるノズル１１０の先端部を充填箇所Ａに押し当てるだけでよいので、充填剤１４を吐出させるために過大な力を必要としない。したがって、充填装置１０の取扱いは極めて簡単である。
【００３８】
また、充填装置１０は筒状であり、レバー等のような突出部が設けられていないので、携帯性および耐久性に優れる。
【００３９】
さらに、ガイド部材２４（ノズル１１０），シリンダ２８およびピストン３０のそれぞれの中心軸が同一直線上に配置されるように構成されているので、ガイド部材２４のノズル１１０を充填箇所Ａへ押し当てる方向とシリンダ２８に対してピストン３０を押し込む方向とが一致することとなり、充填剤１４の注入作業が極めて容易である。
【００４０】
なお、上述の実施例では、ノズル型のガイド部材２４を用いた場合を示したが、ガイド部材２４の種類は、補修箇所の状況に応じて適宜変更されてもよい。たとえば、図１１に示すような壁面に生じたひび割れ１７４を補修する場合には、チップ型のガイド部材１７６が用いられてもよい。このガイド部材１７６では、図１２に示すように、押圧部材１７８に対して筒状のチップ１８０が装着され、補修時には、チップ１８０がひび割れ１７４に押し当てられる。チップ１８０の材質は、特に限定されるものではないが、壁面に対する密着性等を考慮すると、シリコーン等のような軟質材料であることが望ましい。
【００４１】
【発明の効果】
この発明によれば、ピストンの往復運動を繰り返すことによりカートリッジ収容部の内部圧力を徐々に高めていくことができる。また、充填剤を注入する際には、ガイド部材を充填箇所に押し当てるだけでよい。したがって、充填剤の注入作業のために過大な力を必要とすることはなく、充填装置の取扱性を飛躍的に向上できる。また、従来技術のように持運びの邪魔になるレバー等を設ける必要がないので、携帯性および耐久性に優れる。
【００４２】
さらに、請求項２に記載した発明のように、ガイド部材としてのノズル，シリンダおよびピストンのそれぞれの中心軸が同一直線上に配置されるように構成すると、ノズルを充填箇所へ押し当てる方向とシリンダに対してピストンを押し込む方向とが一致するため、充填剤の注入作業が極めて容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用された充填装置を示す正面図である。
【図２】この発明が適用された充填装置を示す底面図である。
【図３】図１におけるIII-III線断面図である。
【図４】充填剤カートリッジを示す断面図である。
【図５】図１実施例における吐出バルブを中心とした部分拡大断面図である。
【図６】図１実施例における給気バルブを中心とした部分拡大断面図である。
【図７】図１実施例の使用状態を示す図である。
【図８】カートリッジ収容部の内部圧力を高めるための動作を示す断面図である。
【図９】吐出バルブが開かれた状態を示す拡大断面図である。
【図１０】充填剤が吐出される過程を示す断面図である。
【図１１】壁面に生じたひび割れを補修する状態を示す図である。
【図１２】壁面に生じたひび割れを補修するための充填装置を示す部分拡大断面図である。
【図１３】従来の充填装置を示す図である。
【符号の説明】
１０… 充填装置
１４… 充填剤
１６… コンクリート躯体
１８… モルタル
２０… 充填剤カートリッジ
２２… カートリッジ収容部
２４… ガイド部材
２６… 吐出バルブ
２８… シリンダ
３０… ピストン
３２… 把持部
３４… 給気バルブ
３８… 吐出側閉塞部材
４０… 固定部材
４２… 給気側閉塞部材

Claims

充填剤が収容されたカートリッジを圧縮することにより前記充填剤を所定の充填箇所へ注入するようにした充填装置であって、
前記カートリッジが収容され、軸方向一方端部に前記充填剤を吐出する吐出口が形成され、軸方向他方端部に空気を取り込む給気口が形成された密閉筒状のカートリッジ収容部、
前記カートリッジ収容部の軸方向一方端部に設けられ、前記吐出口から吐出された前記充填剤を前記充填箇所へ導くガイド部材、
前記吐出口に設けられ、前記ガイド部材から受ける押圧力によって開かれる吐出バルブ、
前記本体の軸方向他方端部に設けられ、前記給気口を介して前記カートリッジ収容部と連通されたシリンダ、
前記シリンダ内に摺動自在に挿入され、前記シリンダ内の空気を前記給気口から前記カートリッジ収容部内へ送り込むピストン、
前記ピストンに設けられ、前記ピストンに対して人の力を伝達する把持部、および
前記給気口に設けられ、前記ピストンにより加圧された空気によって開かれる給気バルブを備える、充填装置。
前記ガイド部材は管状のノズルを含み、前記ガイド部材，前記シリンダおよび前記ピストンのそれぞれの中心軸が同一直線上にあることを特徴とする、請求項１に記載した充填装置。