JP7215715B2 - 注入装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート構造物に生じた浮きやひび割れ等の対象物に対し、セメントスラリーを注入するための注入装置に関する。

従来、この種の注入装置として、エポキシ樹脂をコンクリートクラック等に注入する補強用注入材・充填材の混合注出装置が知られている（特許文献１参照）。
この混合注出装置は、フレームにそれぞれ支持した主剤タンクおよび硬化剤タンクと、主剤タンクにサクション側ホースを介して接続された主剤側のピストンポンプと、硬化剤にサクション側ホースを介して接続された硬化剤側のピストンポンプと、両ピストンポンプを同時に作動させる操作レバーと、一対の送出ホースを介して両ピストンポンプのデリベリー側に接続された混合部付きのノズルと、を備えている。両ピストンポンプは、それぞれ下端部をフレームに傾斜自在に取り付けられ、上端部でロッド連結ポイントを介して操作レバーに連結されている。また、操作レバーの先端部は、連結ピンを介してフレームにヒンジ連結されている。
連結ピンを中心に操作レバーを上下作動させ、各ピストンポンプのシリンダーに対しピストンを往復動させると、それぞれの送出ホースを介して主剤および硬化剤が混合部に供給され、ここで混合されてノズルから吐出される。

一方、特許文献１の「従来の技術」の欄には、エポキシ樹脂と硬化剤の混合物を注入する装置として、グリースポンプが用いられることが記載されている。そして、この種のグリースポンプの具体的な例として、レバー式グリースガンが知られている（特許文献２参照）。特許文献２の「従来の技術」の欄には、図４と共に典型的なレバー式グリースガンが記載されている。
このレバー式グリースガンは、注入物のチューブを収容する外筒と、外筒に取り付けられ、シリンダー室およびプランジャーを有するキャップと、キャップに取り付けられた注油口金と、キャップに揺動可能に取り付けられたリンクと、プランジャーおよびリンクにそれぞれ揺動可能に取り付けられたレバーと、を備えている。そして、キャップのシリンダー室とチューブ接続口とが連通し、且つシリンダー室と注油口金接続口とが連通している。また、注油口金接続口側の流路には、逆止弁が介設されている。
レバーを操作してプランジャーを引くと、チューブ内の注入物がシリンダー室に吸引され、続いてプランジャーを押すと、シリンダー室の注入物がチューブ接続口を介して注油口金から吐出される。

特開平１０－２８９１３号公報 実用新案登録第３０４６９４５号公報

このような、従来の混合注出装置やレバー式グリースガンでは、プランジャー（ピストン）がシリンダー内を往復動することで、注入物のポンプ作用が為される。一方、プランジャーの往復動は、レバー（操作レバー）の回動操作により行われる。このため、レバーを含むリンク機構により、レバー操作による回動運動がプランジャーの往復直線運動に変換される。このリンク機構において、特許文献１ではピストンポンプ（シリンダー）がフレームに対し傾動し、特許文献２ではレバーに連結されたリンクがキャップに対し揺動する。このため、往復直線運動するプランジャーには、レバーとの接点において、シリンダーの傾動時の摩擦やリンクの回動時の摩擦により、往復動方向に直交する方向に運動変換に伴う微小な力が作用する。すなわち、往復直線運動するプランジャーは、シリンダー内において、往復動に同期するように微小に揺動することになる。
例えば、特許文献２におけるこの微小な揺動は、レバーを引く動作では、復動するプランジャーの先端をシリンダーの後壁に押し付けるように作用し、レバーを押す動作では、往動するプランジャーの先端をシリンダーの前壁に押し付けるように作用する。注入物がエポキシ樹脂の場合には、プランジャーとシリンダーとの間に入り込んだエポキシ樹脂が潤滑剤として機能し、シリンダーの往復動（摺動）が円滑に行われる。しかし、後述するように、注入物がセメントスラリーの場合には、シリンダーの往復動（摺動）が円滑に行われなくなる問題がある。
セメントスラリーは、微粒子のセメントに水を混合したものであり、親水性があり、また硬化後は、熱膨張係数、強度、弾性係数等においてコンクリートと同等であり、しかも火災に強いため、エポキシ樹脂に対し優位性を有している。
注入物がセメントスラリーの場合には、微小な揺動に合わせてプランジャーとシリンダーとの間（特に、狭くなる先端部と基端部）にセメントスラリーの微粒子が噛み込む形となり、シリンダーの往復動（摺動）が円滑に行われなくなる問題があった。すなわち、従来の往復ポンプ機構によりセメントスラリーを注入しようとすると、数度のポンピング（操作レバー回動操作）からレバー操作が徐々に重くなり、最終的にレバー操作が不可能となってしまう問題があった。そして、このことが、道路や橋梁等の大規模な補修工事を除き、セメントスラリーがほとんど用いられない主たる原因となっていた。

本発明は、注入物がセメントスラリーであっても、ポンピングの円滑さが損なわれることのない注入装置を提供することを課題としている。

本発明の注入装置は、セメントスラリーを対象物に注入するための注入装置であって、シリンダー部に対し往復動するプランジャー部の、復動により吸込口から吸い込んだセメントスラリーを往動により吐出口から吐出する往復ポンプ部を備え、プランジャー部は、シリンダー部に対し非摺接状態で往復動するプランジャー本体と、軸方向に相互に離間してプランジャー本体に装着され、往復動に際しシリンダー部に摺接する２つの環状シール材と、を有し、各環状シール材の径方向外周部は、往復動に際し、シリンダー部の内周面に付着したセメントスラリーを掻き出すように進む形状に形成され、吸込口はシリンダー部の周面に形成され、且つ吐出口はシリンダー部の先端部に形成され、先端側の環状シール材は、吸込口を含む領域において往復動し、基端側の環状シール材は、吸込口よりも基端側の領域において往復動することを特徴とする。

この構成によれば、シリンダー部に対し往復動するプランジャー部は、シリンダー部に対し、プランジャー本体が非摺接状態となる一方、プランジャー本体に装着した２つの環状シール材が摺接状態となる。そして、一対の環状シール材が復動することで、吸込口からシリンダー部内にセメントスラリーが吸い込まれ（流入）、往動することで、シリンダー部内のセメントスラリーが吐出口から吐出される（流出）。この場合、各環状シール材の径方向外周部は、往復動に際し、シリンダー部の内周面に付着したセメントスラリーを掻き出すように進む形状に形成されている。このため、往復動する各環状シール材とシリンダー部の内周面との間において、セメントスラリー（微粒子）の噛み込みが抑制される。したがって、プランジャー部を往復動させるポンピングにおいて、摺動抵抗が低減され、ポンピングの円滑さが損なわれることがない。
また、先端側の環状シール材により、ポンプとしての機能が発揮される。さらに、基端側の環状シール材により、非摺接状態となるプランジャー部とシリンダー部との基端側の間隙に対し、セメントスラリーの侵入が抑制される。これにより、ポンプ機能を損なうことなく、シリンダー部とプランジャー部との間の摺動抵抗を低減させることができる。
なお、「掻き出すように進む形状」とは、例えばシリンダー部の内周面に接触し状態（単なる接触）の環状シール材において、その径方向外周部の角部が断面直角或いは断面鋭角となる形状である。また、吸込口および吐出口は、シリンダー部の周面および先端部にそれぞれ設けられるものであってもよいし、シリンダー部の二股の先端部に逆止弁付きでそれぞれ設けられるものであってもよい。

この場合、各環状シール材は、断面方形に形成されていることが好ましい。

この構成によれば、径方向外周部がセメントスラリーを掻き出す形状の環状シール材を、簡単に作製することができる。なお、各環状シール材は、断面長方形であってもよいし、断面正方形であってもよい。

また、各環状シール材は、硬度ショアＡ４５度～９０度のゴム材で構成されていることが好ましい。

この構成によれば、環状シール材は適度な弾力性と硬度を有することとなる。このため、往復動時の摺動抵抗により、環状シール材（径方向外周部）が極端に変形することがなく、往復動に際し、セメントスラリーを掻き出すように進む形状を適切に維持することができる。

また、プランジャー部は、プランジャー本体に設けられ、各環状シール材が装着される２つのシール装着部を、有し、各シール装着部は、環状シール材を支持する装着軸部と、軸方向において環状シール材を挟持すると共に、摺動に伴う環状シール材の径方向外周部における軸方向の変形を許容する一対の装着挟持部と、を含むことが好ましい。

この構成によれば、シール装着部に装着した（保持した）環状シール材の径方向外周部を、摺動抵抗に応じて適宜変形させることができる。これにより、環状シール材の摺動抵抗を低減することができると共に、環状シール材のシール装着部からの脱落を防止することができる。

この場合、プランジャー本体は、２つのシール装着部を境に別体で構成された、基端部プランジャー、中間部プランジャーおよび先端部プランジャーを含み、中間部プランジャーは、基端側の環状シール材を装着した状態で基端部プランジャーにネジ止めされ、先端部プランジャーは、先端側の環状シール材を装着した状態で中間部プランジャーにネジ止めされていることが好ましい。

この構成によれば、各環状シール材が硬質のものであっても、これをプランジャー本体に適切に装着することができる。また、摺動抵抗による環状シール材のシール装着部から脱落を防止し得る形態で、環状シール材をプランジャー本体に装着することができる。
なお、基端側の環状シール材を挟持する一対の装着挟持部は、一方が基端部プランジャーに他方が中間部プランジャーに形成され、先端側の環状シール材を挟持する一対の装着挟持部は、一方が中間部プランジャーに他方が先端部プランジャーに形成されていることが好ましい。また、基端側の環状シール材を支持する装着軸部は、基端部プランジャーおよび中間部プランジャーのいずれか一方に形成され、先端側の環状シール材を支持する装着軸部は、中間部プランジャーおよび先端部プランジャーのいずれか一方に形成されていることが好ましい。

この場合、シリンダー部は、吸込口が形成された内周面側の吸込口形成縁部が面取り形状に形成されていることが好ましい。

この構成によれば、往復動する環状シール材（先端側）が吸込口にさしかかったときに、吸引口形成縁部の面取り形状により、環状シール材の吸込口への引っ掛かりが抑制される。これにより、先端側の環状シール材の損傷が抑制されると共に、ポンピングの円滑さが損なわれることがない。

一方、シリンダー部は、プランジャー本体に対応するシリンダー本体と、シリンダー本体の基端から軸方向に延長された直動ガイド部と、を有し、プランジャー部は、プランジャー本体の基端から軸方向に延長され、直動ガイド部に摺接する直動被ガイド部を、更に有していることが好ましい。

この構成によれば、シリンダー部に対するプランジャー部の往復動に際し、プランジャー部の直動被ガイド部がシリンダー部の直動ガイド部によりガイドされるため、シリンダー本体に対するプランジャー本体の直進性が精度良く維持される。これにより、ポンピンクにおいて、シリンダー本体内におけるプランジャー本体の微小な揺動（ブレ）が抑制される。したがって、シリンダー本体と環状シール材との間において、セメントスラリー（微粒子）の噛み込みが抑制され、この点でも、ポンピングの円滑さが損なわれることがない。

この場合、シリンダー本体の直動ガイド部側の基端部には、シリンダー本体の内部と外部とを連通する連通孔が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、基端側の環状シール材からセメントスラリーが漏れても、これを連通孔からシリンダー本体の外部に排出することができ、直動ガイド部と直動被ガイド部との間隙にセメントスラリーが侵入するのを抑制することができる。
また、プランジャー本体と共に基端側の環状シール材が往動すると、連通孔を介してシリンダー本体にエアーが流入し、復動すると、連通孔を介してシリンダー本体からエアーが流出する。すなわち、連通孔が通気口として機能する。このため、環状シール材を設けることによるプランジャー本体の無駄な往復動負荷を軽減することができる。

また、操作レバーを有し、操作レバーによる回動運動をプランジャー部の往復運動に変換するポンピング機構部を、更に備え、ポンピング機構部は、レバー本体およびレバー本体から延びるプランジャー作動部を含む前記操作レバーと、プランジャー作動部と直動被ガイド部とを回動自在に連結するガイドピンと、シリンダー部に設けられ、プランジャー作動部を先端部で回動自在に支持する支持片と、を有し、プランジャー作動部は、ガイドピンを両持ちで且つ延在方向にスライド自在に支持していることが好ましい。

この構成によれば、レバー本体を押し引き（回動）させると、ガイドピンは、プランジャー作動部に対し相対的にスライドしながら往復動する。一方、ガイドピンによりプランジャー作動部と回動自在に連結された直動被ガイド部は、直動ガイド部に案内されて往復動する。このように、簡単な構造で、操作レバーの回動運動をプランジャー部の往復直線運動に変換することができる。また、このポンピング機構部と直動ガイド部および直動被ガイド部との協働により、プランジャー部の直進性を維持することができる。

また、操作レバーと、操作レバーによる回動運動をプランジャー部の往復運動に変換するポンピング機構部と、を更に備え、ポンピング機構部は、プランジャー部との連結部をプランジャー部と同軸上において往復運動させる直線運動機構で構成されていることが好ましい。

この構成によれば、ポンピング機構部が、プランジャー部との連結部をプランジャー部と同軸上において往復運動させる直線運動機構で構成されているため、上記の直動ガイド部や直動被ガイド部が無くても、操作レバーの往復回動運動を、プランジャー部の往復直線運動に効率良く且つ精度良く変換することができる。したがって、シリンダー部に対するプランジャー部の直進性が精度良く担保される。すなわち、往復動する２つの環状シール材は、ブレを生ずることなく直進する。このため、摺動時の各環状シール材の形状が安定し、各環状シール材とシリンダー部の内周面との間において、セメントスラリーの噛み込みが抑制される。

第１実施形態に係る注入装置の側面視外観図である。 注入装置の要部の構造図である。 注入装置の要部の平面図である。 往復ポンプ部におけるシリンダー部の分解図（ａ）、およびプランジャー部の分解図（ｂ）である。 環状シール材廻りの拡大図であって、非往復動時の図（ａ）、往動時の図（ｂ）および復動時の図（ｃ）である。 第１変形例に係る環状シール材廻り拡大図（ａ）、および第２変形例に係る環状シール材廻り拡大図（ｂ）である。 第２実施形態に係る注入装置のポンピング機構部の構造図である。 第２実施形態の変形例に係る注入装置のポンピング機構部の構造図である。 第３実施形態に係る注入装置のポンピング機構部の模式図である。 第４実施形態に係る注入装置のポンピング機構部の模式図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る注入装置について説明する。この注入装置は、コンクリート構造物の「浮き」や「ひび割れ」等の対象物に、セメントスラリーを注入するためのものである。実際の施工では、この注入装置に、対象物（施工方法）別の注入ノズルを接続して用いられる。なお、セメントスラリーは、微粒子（超微粒子）のセメントと水とを混合したものであり、厳密には「ポリマーセメントスラリー」と称呼される。そして、「浮き」用のセメントスラリーは、液だれを考慮して粘性の高いものが用いられ、「ひび割れ」用のセメントスラリーは、浸透性を考慮して粘性の低いものが用いられる。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る注入装置の側面視外観図であり、図２および図３は、それぞれ注入装置における要部の構造図および平面図である。これらの図に示すように、この注入装置１０は、手動式のものであり、セメントスラリーを加圧状態で貯留するスラリー貯留部１１と、スラリー貯留部１１が着脱自在に装着される往復ポンプ部１２と、往復ポンプ部１２を作動させるための操作レバー１４を有するポンピング機構部１３と、を備えている。

また、往復ポンプ部１２は、吸込口２２および吐出口２３を含むシリンダー部２１と、シリンダー部２１に対し往復動するプランジャー部２４と、吐出口２３に組み込んだ逆止弁２５と、を有している（図２参照）。操作レバー１４は、先端側でシリンダー部２１に回動自在に支持されると共に、プランジャー部２４に連結されており、操作レバー１４を手動で押し引き（ポンピング）することで、プランジャー部２４を往復動させ、ポンプ作用を奏する。

具体的には、プランジャー部２４が復動すると、吸込口２２を介してセメントスラリーがスラリー貯留部１１からシリンダー部２１に流入する（吸込）。続いて、プランジャー部２４が往動すると、吸込口２２が閉じ、その後シリンダー部２１のセメントスラリーが吐出口２３から流出する（吐出）。これを繰り返すことで、スラリー貯留部１１のセメントスラリーが、往復ポンプ部１２から吐出される。なお、本実施形態は、スラリー貯留部１１においてセメントスラリーを加圧するタイプのものとしたが、加圧しない例えばチューブタイプのものであってもよい。

シリンダー部２１の吐出口２３には、逆止弁２５を介して、対象物に応じた専用の注入ノズルＮが着脱可能に接続されるようになっている（図１参照）。ポンピングを繰り返すことにより、セメントスラリーが、往復ポンプ部１２を介して注入ノズルＮから吐出され、対象物に注入される。この場合の対象物は、コンクリート構造物の外壁等であり、注入装置１０（手動式）は、例えばコンクリート打放し仕上げ、モルタル塗り仕上げ、タイル張り仕上げ等における、ひび割れ改修工法、欠損部改修工法、浮き改修工法（ピンニング工法、充填工法）等に、共通して用いられる。また、あと施工アンカー等において、下穴のエポキシ樹脂に代えてセメントスラリーを注入する場合にも用いられる。

スラリー貯留部１１は、前側の太径筒部３２と後側の細径筒部３３とで一体に形成された筒体３１と、筒体３１内に組み込まれ、セメントスラリーを加圧する加圧機構部３４と、を有している。セメントスラリーは、太径筒部３２に貯留され、加圧機構部３４は、太径筒部３２の後端部から細径筒部３３に亘って内蔵されている。加圧機構部３４は、細径筒部３３から突出したハンドル３６と、ハンドル３６から延びるロッド３７と、ロッド３７の先端に取り付けたわん型パッキン３８と、わん型パッキン３８を前方に付勢する圧縮バネ３９と、を有している。

太径筒部３２の前端は開放されており、これに形成したリング状雄ネジ４１により、往復ポンプ部１２にネジ接合されている。詳細は後述するが、往復ポンプ部１２のシリンダー部２１には、太径筒部３２の軸心に位置して吸込口２２が形成されており、この吸込口２２を介して太径筒部３２（の内部）とシリンダー部２１（の内部）とが連通している（いずれも図２参照）。また、圧縮バネ３９は、太径筒部３２の内部において、わん型パッキン３８と太径筒部３２の内部後端との間に配設されている。圧縮バネ３９に抗してハンドル３６を後方に引くと、わん型パッキン３８が後退し、続いてハンドル３６を離すと、圧縮バネ３９によりわん型パッキン３８が前進する。

細径筒部３３には、軸方向に延びるストレート開口４３と、ストレート開口４３の後端に直角に連なるクランク開口４４とが形成されており、このストレート開口４３およびクランク開口４４から、ハンドル３６が操作可能に突出している（図１参照）。ストレート開口４３に臨むハンドル３６を、圧縮バネ３９に抗して後方に引き回動させてクランク開口４４に掛止めすることにより、わん型パッキン３８が最後端位置に移動する。この状態でスラリー貯留部１１を往復ポンプ部１２から外すことで、太径筒部３２へのセメントスラリーの充填が可能となる。

セメントスラリーを充填したら、スラリー貯留部１１を往復ポンプ部１２に装着する。続いて、ハンドル３６をクランク開口４４からストレート開口４３に移動させ、圧縮バネ３９によりわん型パッキン３８を介して、貯留されているセメントスラリーに圧力を加えた状態とする。ポンピングにより、スラリー貯留部１１のセメントスラリーが消費されてゆくと、その消費量分、圧縮バネ３９によりわん型パッキン３８が徐々に前進する。

図２、図３および図４に示すように、往復ポンプ部１２は、吸込口２２を介してスラリー貯留部１１と連通するシリンダー部２１と、シリンダー部２１に対し往復動するプランジャー部２４と、シリンダー部２１の吐出口２３に組み込んだ逆止弁２５と、シリンダー部２１の背面側（スラリー貯留部１１側）に設けた筒体接合部２６と、を備えている。筒体接合部２６は、スラリー貯留部１１（太径筒部３２）の蓋体を兼ねるものであり、円形の蓋板部４６と、蓋板部４６の縁端から突出するリング状の接合部４７と、で一体に形成されている。

蓋板部４６に中心部には、シリンダー部２１の吸込口２２に連なる円孔４８が形成されている。また、接合部４７には、上記の太径筒部３２のリング状雄ネジ４１に螺合するリング状雌ネジ４９が形成されている。これにより、スラリー貯留部１１は、往復ポンプ部１２に相互に着脱自在に装着される。往復ポンプ部１２にスラリー貯留部１１を装着すると、円孔４８および吸込口２２を介して、シリンダー部２１とスラリー貯留部１１とが連通する。

シリンダー部２１は、シリンダーとして機能する内側が断面円形に形成され、外側が断面略方形に形成されている。筒体接合部２６に対しシリンダー部２１は、筒体接合部２６の径方向に延在し、溶着等により筒体接合部２６に一体的に固着されている。また、シリンダー部２１は、吸込口２２が形成されたシリンダー本体５１と、シリンダー本体５１から操作レバー１４側に延びる直動ガイド部５２と、を有している。シリンダー本体５１は、筒体接合部２６に対応する位置に配設される一方、直動ガイド部５２は、操作レバー１４を越えて延在している。なお、言うまでもないが、シリンダー本体５１と直動ガイド部５２とは、同軸上に配設されている。

シリンダー本体５１と直動ガイド部５２とは、一体に形成されており、シリンダー本体５１は、後述するプランジャー部２４のプランジャー本体７１に対応し、直動ガイド部５２は、後述するプランジャー部２４の直動被ガイド部７２に対応している。すなわち、シリンダー本体５１は、往復動するプランジャー本体７１と協働して実質上のポンプとして機能する一方、直動ガイド部５２は、直動被ガイド部７２（プランジャー部２４）の往復動をガイドし、プランジャー本体７１の直進性を担保している。

詳細は後述するが、外径において、プランジャー本体７１と直動被ガイド部７２とは、同径に形成されている。これに対し、内径において、シリンダー本体５１は、直動ガイド部５２よりも太径に形成されている。なお、シリンダー本体５１と直動ガイド部５２とが同径に形成される一方、直動被ガイド部７２よりもプランジャー本体７１が細径に形成されていてもよい。すなわち、直動ガイド部５２と直動被ガイド部７２との間隙（嵌め合い）は狭く、直動被ガイド部７２を精度良くガイドできる（がたつきがない）寸法となっている。一方、シリンダー本体５１とプランジャー本体７１との間隙（嵌め合い）は広く、シリンダー本体５１とプランジャー本体７１との間にセメントスラリーの微粒子が噛み込まない寸法となっている。

言い換えれば、往復動に際し、直動ガイド部５２に対し直動被ガイド部７２が（潤滑油を介して）摺接し、プランジャー本体７１の直進性が担保されている。一方、往復動に際し、シリンダー本体５１に対しプランジャー本体７１は摺接することはなく、これに代えて後述する２つの環状シール材７３Ａ，７３Ｂが摺接し、ポンプ機能を奏する。

また、環状シール材７３Ｂが摺接するシリンダー本体５１の内周面において、吸込口２２が臨む内周面部分が面取り形状に形成されている。すなわち、シリンダー本体５１の内周面側において、吸込口２２が形成された吸込口形成縁部５５が、環状に面取りされている。これにより、往復動する（先端側の）環状シール材７３Ｂは、この面取り形状により吸込口２２への引っ掛かりが抑制される。したがって、環状シール材７３Ｂの損傷が抑制されると共に、ポンピングの円滑さが損なわれることがない。

また、シリンダー本体５１の直動ガイド部５２側の基端部には、三方に位置して、シリンダー本体５１の内部と外部とを連通する３つの連通孔５７が設けられている（図２および図４（ｂ）参照）。プランジャー本体７１の基部側には環状シール材７３Ａが設けられており、この環状シール材７３Ａから直動ガイド部５２側にセメントスラリーが漏れても、これを適宜連通孔５７からシリンダー本体５１の外部に排出できるようになっている。また、連通孔５７は、往動動する環状シール材７３Ａにより拡大・縮小するシリンダー本体５１の内部空間の通気口としても機能している。

すなわち、シリンダー本体５１に３つの連通孔５７を設けることにより、直動ガイド部５２と直動被ガイド部７２との間隙にセメントスラリーが侵入するのを防止することができ、直動ガイド部５２に対する直動被ガイド部７２の円滑な往復動（ガイド）を可能にしている。また、シリンダー本体５１の内部空間を通気することにより、シリンダー本体５１に対するプランジャー本体７１の円滑な往復動を可能にしている。なお、連通孔５７の数は、１以上であれば任意である。

上述のように、直動ガイド部５２は操作レバー１４を越えて延在しており、後述するように、二股形状の操作レバー１４は、直動ガイド部５２の中間部を挟むように配設されている。そして、詳細は後述するが、操作レバー１４と直動被ガイド部７２との連結部は、直動被ガイド部７２を軸方向に直交する方向に貫通するガイドピン７４で構成されている。このため、直動ガイド部５２には、ガイドピン７４がスライド自在に係合すると共に軸方向に延びる一対の長孔５８が形成されている。

直動ガイド部５２にガイドされて往復動する直動被ガイド部７２は、ガイドピン７４を介して操作レバー１４により作動する。このため、直動被ガイド部７２から両側に突出したガイドピン７４は、直動ガイド部５２に形成された一対の長孔５８に沿って往復動する。これにより、操作レバー１４を、直動ガイド部５２の中間部に配設することが可能となっている。

図２および図４（ｂ）に示すように、シリンダー部２１（シリンダー本体５１）の吐出口２３には、接続アタッチメントを兼ねる逆止弁２５が取り付けられている。逆止弁２５の外周部には、シリンダー本体５１に接続されるシリンダー側雄ネジ部６１ａと、注入ノズルＮに接続されるノズル側雄ネジ部６１ｂと、これらの中間に位置する六角の工具掛け部６１ｃと、が形成されている。上述のように、注入ノズルＮは、対象物に応じて複数種のものが用意されており、本実施形態では、これら複数種の注入ノズルＮを接続できるように、ノズル側雄ネジ部６１ｂが異なる複数種の逆止弁２５が用意されている。なお、図１に示した注入ノズルＮは、ピンニング工法用（「浮き」用）のものである。

逆止弁２５の内部には、シリンダー本体５１に連なる吐出流路６３が形成されている。吐出流路６３には、逆止弁２５の弁体を構成する球体６４と、球体６４を付勢するコイルバネ６５と、コイルバネ６５を受けるリングネジ６６と、を有している。また、吐出流路６３の吸込口２２側には、逆止弁２５の弁座を構成する狭小部６３ａが形成されている。リングネジ６６は、コイルバネ６５を圧縮するようにノズル側雄ネジ部６１ｂの内側に螺合している。

リングネジ６６により圧縮されたコイルバネ６５は球体６４を付勢し、球体６４は狭小部６３ａに密接される。これにより、逆止弁２５は閉弁（閉塞）される。一方、プランジャー部２４が往動し、シリンダー部２１内の圧力が高まると、コイルバネ６５に抗して球体６４が狭小部６３ａから離れる。これにより、逆止弁２５は開弁（開放）され、シリンダー部２１内のセメントスラリーが、吐出流路６３を介してシリンダー部２１から吐出される。

このように、逆止弁２５は、プランジャー部２４の往動時以外は吐出流路６３を閉塞している。これにより、注入ノズルＮからのセメントスラリーの液だれが防止される。

一方、シリンダー部２１の基部側には、直動ガイド部５２から前方に延びる板状の支持片６８が設けられている（図２および図３参照）。詳細は後述するが、支持片６８はポンピング機構部１３の一部を構成しており、先端部で操作レバー１４を回動自在に支持し、基端部で直動ガイド部５２（シリンダー部２１）の側面（前面）に溶着等により取り付けられている。この支持片６８により、操作レバー１４の回動支点の位置と、操作レバー１４と直動被ガイド部７２（プランジャー部２４）との連結点の位置との離間距離、言い換えれば操作レバー１４の操作角度と、プランジャー部２４の往復動ストロークとが規制されるようになっている。

図２、図３および図４（ａ）に示すように、プランジャー部２４は、シリンダー本体５１に対し往復動するプランジャー本体７１と、直動ガイド部５２に対し往復動する直動被ガイド部７２と、プランジャー本体７１に取り付けられた２つの環状シール材７３Ａ，７３Ｂと、を備えている。２つの環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、軸方向において相互に離間して配設されており、先端側の環状シール材７３Ｂは、吸込口２２を含む領域において往復動し、基端側の環状シール材７３Ａは、吸込口２２よりも基端側の領域において往復動する。なお、言うまでもないが、プランジャー本体７１と直動被ガイド部７２とは、同軸上に配設されている。

上述のように、直動ガイド部５２は、操作レバー１４を越えて延在しており、直動ガイド部５２に対応する直動被ガイド部７２も、操作レバー１４を越えて延在している。そして、直動被ガイド部７２の中間部には、操作レバー１４との連結部を構成するガイドピン７４が取り付けられている。すなわち、直動被ガイド部７２の中間部には、軸方向に直交するガイドピン７４用の貫通孔７５が形成されている。

プランジャー本体７１の先端部および基端部には、軸方向に相互に離間して２つのシール装着部７７が形成されており、この２つのシール装着部７７にそれぞれ環状シール材７３Ａ，７３Ｂが装着されている。各シール装着部７７は、各環状シール材７３Ａ，７３Ｂを支持する装着軸部７８と、軸方向において各環状シール材７３Ａ，７３Ｂを挟持すると共に、摺動に伴う各環状シール材７３Ａ，７３Ｂの径方向外周部７３ａｂ（図５参照）における軸方向の変形を許容する一対の装着挟持部７９と、を有している。この場合、プランジャー本体７１は、２つのシール装着部７７を境に軸方向に３分割された構造になっており、２つの環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、３分割された部材を組み上げる際に組み付けられるようになっている。

具体的には、図４（ａ）に示すように、プランジャー本体７１は、別体で構成された基端部プランジャー８１、中間部プランジャー８２および先端部プランジャー８３を有している。基端部プランジャー８１は、直動被ガイド部７２と一体に形成されている。そして、中間部プランジャー８２は、基端側の環状シール材７３Ａを装着した状態で基端部プランジャー８１に螺合し、且つ先端部プランジャー８３は、先端側の環状シール材７３Ｂを装着した状態で中間部プランジャー８２に螺合している。

基端部プランジャー８１は、直動被ガイド部７２と一体に且つ同径に形成された本体長寸部８５と、本体長寸部８５の先端に一体に形成された（一方の）装着挟持部７９と、を有している。中間部プランジャー８２は、直動被ガイド部７２（本体長寸部８５）と同径に形成された本体短寸部８７と、本体短寸部８７の基端に一体に形成されたネジ付きの装着軸部７８および装着挟持部７９と、本体短寸部８７の先端に一体に形成された装着挟持部７９と、を有している。また、先端部プランジャー８３は、ネジ付きの装着軸部７８と、これに一体に形成された装着挟持部７９と、を有している。

基端部プランジャー８１に、基端側の環状シール材７３Ａおよび中間部プランジャー８２を組み込むと、基端側の環状シール材７３Ａは、装着軸部７８に軸支され且つ一対の装着挟持部７９により挟持された状態となる。同様に、中間部プランジャー８２に、先端側の環状シール材７３Ｂおよび先端部プランジャー８３を組み込むと、環状シール材７３Ｂは、装着軸部７８に軸支され且つ一対の装着挟持部７９により挟持された状態となる。

この場合、本体長寸部８５や本体短寸部８７に比して装着挟持部７９が細径に形成されているため、詳細は後述するが、各環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、その径方向内周部７３ａａが一対の装着挟持部７９により挟持された状態で、径方向外周部７３ａｂが変形可能となる（図５参照）。なお、実施形態の各環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、径方向の内側半部強（径方向内周部７３ａａ）が一対の装着挟持部７９により挟持され、外側半部弱（径方向外周部７３ａｂ）が変形可能となっている（図５参照）。

各環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、硬度ショアＡ４５度～９０度のゴム材、例えばウレタンゴムで構成されている。すなわち、実施形態の環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、一般的なＯリングに比して硬度が高く変形し難いものとなっている。また、各環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、往復動に際し、シリンダー部２１（シリンダー本体５１）の内周面に付着したセメントスラリーを掻き出し得るように断面方形に形成されている。すなわち、各環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、シリンダー本体５１に摺接する際にセメントスラリーを掻き出すように進んで、シリンダー本体５１との間に極力セメントスラリーが噛み込まないような形状に形成されている。

図５に示すように、非往復動（非摺接）の状態において、一対の装着挟持部７９により挟持された各環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、断面方形となる自由状態の形状を維持している（同図（ａ）参照）。この状態からプランジャー部２４が往動すると、摺動抵抗により環状シール材７３Ａ，７３Ｂの径方向外周部７３ａｂが進行方向後方に反るようにわずかに変形する（同図（ｂ）参照）。同様に、プランジャー部２４が復動すると、摺動抵抗により環状シール材７３Ａ，７３Ｂの径方向外周部７３ａｂが進行方向後方に反るようにわずかに変形する（同図（ｃ）参照）。

この変形により、径方向外周部７３ａｂの角部位が、シリンダー本体５１の内周面に強く摺接し、セメントスラリーを掻き出すように進む。これにより、シリンダー本体５１と摺動する環状シール材７３Ａ，７３Ｂとの間において、セメントスラリーの噛み込みが抑制され、摺動抵抗が低減することとなる。

基端部の環状シール材７３Ａは、シリンダー本体５１とプランジャー本体７１との間隙に入り込んだセメントスラリーが、直動被ガイド部７２側に漏れないように機能している。加えて、基端側の環状シール材７３Ａと、シリンダー本体５１に形成した上記の連通孔５７との協働により、直動ガイド部５２と直動被ガイド部７２との間隙にセメントスラリーが侵入するのを防止している。

先端側の環状シール材７３Ｂは、往動および復動においてそれぞれ吸込口２２を通過する。往動において環状シール材７３Ｂは、吸込口２２を通過した直後にセメントスラリーを押圧し、逆止弁２５を開弁してセメントスラリーを吐出する。環状シール材７３Ｂが復動に移行すると、逆止弁２５を閉弁し、逆止弁２５と環状シール材７３Ｂとの間が負圧状態となる。そして、環状シール材７３Ｂが吸込口２２を通過するときに、この負圧とスラリー貯留部１１の正圧とにより、スラリー貯留部１１のセメントスラリーがシリンダー本体５１内に流入する。

図１、図２および図３に示すように、ポンピング機構部１３は、シリンダー部２１に設けた上記の支持片６８と、支軸７６を介して支持片６８に支持された操作レバー１４と、直動被ガイド部７２に取り付けられたガイドピン７４とを有している。操作レバー１４は、手持ち部分となる棒状のレバー本体９１と、レバー本体９１から先方に延び先端部で支持片６８に回動自在に軸支されたプランジャー作動部９２とで構成されている。そして、プランジャー作動部９２は、ガイドピン７４を両持ちで且つ延在方向にスライド自在に支持している。

レバー本体９１は、細径筒部３３の位置まで長く延びており、支軸７６を中心に押し引き回動（ポンピング）させることにより、プランジャー部２４を作動（往復動）させる。作業者は、一方の手で細径筒部３３を持って注入装置１０を保持し、他方の手でレバー本体９１を持ってポンピングを行う。言うまでもないが、支軸７６とガイドピン７４との間の距離に比して、支軸７６とレバー本体９１の握り部分との距離が長いため、「てこ」の原理を利用した手動操作となる。

プランジャー作動部９２は、先端に向かって二股形状に形成されており、レバー本体９１が螺合する基部側のレバー取付け部９４と、レバー取付け部９４から先方に延びる板状の一対の出力片部９５と、で一体に形成されている（図３参照）。各出力片部９５には、延在方向に長い係合孔９６が形成されており、この一対の係合孔９６に対し、ガイドピン７４が両持ちで且つ延在方向にスライド自在に支持されている（図２参照）。これにより、操作レバー１４による回動運動がプランジャー部２４の往復運動に変換される。

すなわち、直動被ガイド部７２（プランジャー部２４）が直動ガイド部５２に案内されて往復動すると、直動被ガイド部７２に設けられたガイドピン７４は、直動ガイド部５２の一対の長孔５８に沿って往復動する。一方で、操作レバー１４を押し引き（往復回動）させると、操作レバー１４に支持されたガイドピン７４は、一対の係合孔９６に沿って相対的にスライドしながら往復動する（図２参照）。これにより、操作レバー１４は、直動ガイド部５２の中間部で、ガイドピン７４を介して往復の回動運動を往復の直線運動に変換しつつ直動被ガイド部７２に力（ポンピング力）を伝達する。

図３に示すように、ガイドピン７４は、平頭のボルト９８と、ダブルナット９９（止めネジ）とを有している。この場合、ガイドピン７４は、直動被ガイド部７２、直動ガイド部５２の一対の長孔５８およびプランジャー作動部９２の一対の係合孔９６を貫通したボルト９８に、止めネジとしてダブルナット９９を螺合するようになっている。また、上記の支軸７６も、ガイドピン７４と同様の構造を有し、支持片６８およびプランジャー作動部９２の一対の出力片部９５を貫通したボルト９８に、ダブルナット９９を螺合するようになっている。

以上のように、第１実施形態の注入装置１０によれば、シリンダー部２１に対し往復動するプランジャー部２４は、シリンダー本体５１に対し、プランジャー本体７１が非摺接状態となる一方、プランジャー本体７１に装着した２つの環状シール材７３Ａ，７３Ｂが摺接状態となる。シリンダー本体５１に摺接する各環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、その径方向外周部７３ａｂが、往復動に際し、シリンダー本体５１の内周面に付着したセメントスラリーを、掻き出すように進む断面方形に形成されている。このため、往復動する各環状シール材７３Ａ，７３Ｂとシリンダー本体５１の内周面との間において、セメントスラリーの（微粒子）噛み込みが抑制される。また、摺動に際し、各環状シール材７３Ａ，７３Ｂが適宜変形して摺動抵抗を低減する。したがって、プランジャー部２４を往復動させるポンピングにおいて、その円滑さが損なわれることがない。

また、直動被ガイド部７２の往復動が直動ガイド部５２によりガイドされるため、シリンダー本体５１に対するプランジャー本体７１の直進性が精度良く維持される。すなわち、２つの環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、ブレを生ずることなく直進する。このため、摺動時の各環状シール材７３Ａ，７３Ｂの形状が安定し、この点でも、各環状シール材７３Ａ，７３Ｂとシリンダー本体５１の内周面との間において、セメントスラリーの噛み込みが抑制される。

［変形例］
次に、図６を参照して、環状シール材７３Ａ，７３Ｂの変形例について簡単に説明する。
図６（ａ）は、第１変形例に係る環状シール材７３Ａ，７３Ｂを表している。この環状シール材７３Ａ，７３Ｂでは、径方向外周部７３ａｂの両角部位が外側に広がって断面が鋭角に形成されている。この断面略方形の環状シール材７３Ａ，７３Ｂでは、シリンダー本体５１の内周面に摺接するときに、セメントスラリーを掻き出すように作用する。このため、シリンダー本体５１と環状シール材７３Ａ，７３Ｂとの間において、セメントスラリーの噛み込みが抑制され、摺動抵抗が低減する。

図６（ｂ）は、第２変形例に係る環状シール材７３Ａ，７３Ｂを表している。この環状シール材７３Ａ，７３Ｂでは、径方向外周部７３ａｂの軸方向の中間部が窪むことで、径方向外周部７３ａｂの両角部位が断面鋭角に形成されている。この場合も、この断面略方形の環状シール材７３Ａ，７３Ｂでは、シリンダー本体５１の内周面に摺接するときに、セメントスラリーを掻き出すように作用する。このため、シリンダー本体５１と環状シール材７３Ａ，７３Ｂとの間において、セメントスラリーの噛み込みが抑制され、摺動抵抗が低減する。

次に、図７ないし図１０を参照して、注入装置１０における他の複数の実施形態について説明する。これらの実施形態は、ポンピング機構部１３に、機構学上の直線運動機構（平行運動機構）を適用したものであり、ポンピング機構部１３とプランジャー部２４との連結部を、プランジャー部２４と同軸上において直接、厳正直線運動させるものである。このため、これら他の実施形態では、上記の第１実施形態における直動ガイド部５２および直動被ガイド部７２を省略することが可能である。また、操作レバー１４の一部が直線運動機構の一部を兼ねる場合が生ずるため、厳密な意味において、第１実施形態の操作レバー１４と他の実施形態の操作レバー１４とは、同一ではない。

［第２実施形態］
ここで、図７を参照して、第２実施形態に係る注入装置１０Ａについて説明する。この実施形態では、ポンピング機構部１３Ａが、いわゆるリンク機構で構成され、プランジャー部２４を直接、往復直線運動させる構造になっている。すなわち、このポンピング機構部１３Ａは、プランジャー部２４との連結部をプランジャー部２４と同軸上において往復直線運動させる、パンタグラフの機構（直線運動機構）で構成されている。

図７に示すように、ポンピング機構部１３Ａは、上記の一対の出力片部９５を兼ねる第１リンク１０１と、第１リンク１０１の先端部に連結された第２リンク１０２と、第１リンク１０１の中間位置に連結された第３リンク１０３と、第２リンク１０２の中間位置に連結された第４リンク１０４と、を有している。一方、このポンピング機構部１３Ａでは、シリンダー部２１に上記の支持片６８に代えて、二股形状であって側面視「Ｌ」字状を為す固定ガイド１０６が取り付けられている。そして、固定ガイド１０６が、リンク機構における固定節を構成している。

第１リンク１０１とプランジャー部２４とは、上記のガイドピン７４に相当する第１回転対偶１１１により連結され、第１リンク１０１と第２リンク１０２とは、第２回転対偶１１２により連結されている。また、第２リンク１０２の基端側は、第３回転対偶１１３により固定ガイド１０６に連結されている。さらに、第１リンク１０１と第３リンク１０３の一方の端部とは、第４回転対偶１１４により連結され、第２リンク１０２と第４リンク１０４の一方の端部とは、第５回転対偶１１５により連結されている。そして、第３リンク１０３と第４リンク１０４との他方の端部同士は、第６回転対偶１１６により連結されている。なお、各回転対偶１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６は、上記と同様に、ボルト９８およびダブルナット９９で構成されていることが好ましい。

第１リンク１０１は、上記の一対の出力片部９５と同様に、一対の第１リンク片１０１ａを有している。これに対しプランジャー部２４の基端部は、一対の第１リンク片１０１ａに挟まれた状態で、第１回転対偶１１１を介して相互に回動自在に連結されている。同様に、第２リンク１０２の一方の端部および第３リンク１０３の一方の端部も、一対の第１リンク片１０１ａに挟まれた状態で、それぞれ第２回転対偶１１２および第４回転対偶１１４を介して相互に回動自在に連結されている。また、第２リンク１０２の他方の端部は、二股形状の固定ガイド１０６に挟まれた状態で、第３回転対偶１１３を介して、固定ガイド１０６に回動自在に支持されている。

第４リンク１０４は、一対の第４リンク片１０４ａを有しており、その一方の端部が一対のスペーサリング１１８および第２リンク１０２を挟んだ状態で、第５回転対偶１１５を介して相互に回動自在に連結されている。そして、第３リンク１０３の他方の端部と第４リンク１０４の他方の端部とは、第３リンク１０３が固定ガイド１０６に挟まれ且つ固定ガイド１０６が一対の第４リンク片１０４ａに挟まれた状態で、第６回転対偶１１６を介して、固定ガイド１０６に回動自在に且つスライド自在に連結されている。

第２回転対偶１１２、第４回転対偶１１４、第５回転対偶１１５および第６回転対偶１１６により連結された第１リンク１０１、第２リンク１０２、第３リンク１０３および第４リンク１０４は、平行四辺形の４節回転連鎖を為し、パンタグラフの主体部分を構成している。第１リンク１０４のレバー本体９１側には、第１回転対偶１１１を介してプランジャー部２４が連結され、また第２リンク１０２の基端部は、第３回転対偶１１３を介して固定ガイド１０６に支持されている。

そして、第３回転対偶１１３、第６回転対偶１１６および第１回転対偶１１１が直線上に位置すると共に、第６回転対偶１１６が固定ガイド１０６に形成された一対のスライドガイド１１９に、両持ちの状態でスライド自在に係合している。一対のスライドガイド１１９は、プランジャー部２４の往復動方向に平行となるように延在しており、第６回転対偶１１６がパンタグラフにおける追跡点を、第１回転対偶１１１がパンタグラフにおける描点を構成している。

したがって、このポンピング機構部１３Ａでは、操作レバー１４（レバー本体９１＋第１リンク１０１）を回動（ポンピング）させると、第６回転対偶１１６がスライドガイド１１９により移動を直線上に規制された状態で、第３回転対偶１１３を中心に各リンク１０１，１０２，１０４，１０４が所定の相対運動を行う（限定連鎖）。この場合、追跡点を構成する第６回転対偶１１６が、プランジャー部２４の進退動方向に平行となるように移動規制されるため、描点を構成する第１回転対偶１１１は、これに倣って平行移動する。すなわち、第１リンク１０１とプランジャー部２４との連結部を構成する第１回転対偶１１１は、プランジャー部２４と同軸上において往復直線運動する。

このように、第２実施形態の注入装置１０Ａによれば、ポンピング機構部１３Ａにより、ポンピング機構部１３Ａ（第１リンク１０１）とプランジャー部２４との連結部である第１回転対偶１１１が、プランジャー部２４と同軸上において直線移動し、プランジャー部２４を直接、往復直線運動させる。このため、第１回転対偶１１１において、わずかな回転抵抗が生ずるものの、操作レバー１４の往復回動運動を、プランジャー部２４の往復直線運動に効率良く且つ精度良く変換することができる。したがって、シリンダー部２１に対するプランジャー部２４の直進性が精度良く担保される。すなわち、２つの環状シール材７３Ａ，７３Ｂは、上記の直動ガイド部５２や直動被ガイド部７２によらずとも、ブレを生ずることなく直進する。このため、摺動時の各環状シール材７３Ａ，７３Ｂの形状が安定し、各環状シール材７３Ａ，７３Ｂとシリンダー本体５１の内周面との間において、セメントスラリーの噛み込みが抑制される。

［変形例］
図８は、第２実施形態の変形例に係る注入装置１０Ａを表している。この変形例では、固定ガイド１０６に対し、上記の第６回転対偶１１６が回動自在に支持される一方、第３回転対偶１１３が回動自在に且つスライド自在に支持されている。この場合も、第３回転対偶１１３、第６回転対偶１１６および第１回転対偶１１１が直線上に位置している。そして、第３回転対偶１１３が係合するスライドガイド１１９は、プランジャー部２４の往復動方向に平行となるように形成されている。この場合には、第３回転対偶１１３がパンタグラフにおける追跡点を、第１回転対偶１１１がパンタグラフにおける描点を構成することとなる。

操作レバー１４を回動させると、第３回転対偶１１３がスライドガイド１１９により移動を直線上に規制された状態で、第６回転対偶１１６を中心に各リンク１０１，１０２，１０４，１０４が所定の相対運動を行う（限定連鎖）。追跡点を構成する第３回転対偶１１３が、プランジャー部２４の往復動方向に平行となるように移動規制されるため、描点を構成する第１回転対偶１１１は、これに倣って平行移動する。すなわち、第１リンク１０１とプランジャー部２４との連結部を構成する第１回転対偶１１１は、プランジャー部２４と同軸上において往復直線運動する。

このように、変位例の注入装置１０Ａでも、上記のポンピング機構部１３Ａと同様の作用・効果を奏する。もっとも、このポンピング機構部１３Ａでは、第６回転対偶１１６を中心に各リンク１０１，１０２，１０４，１０４が所定の相対運動を行うため、操作レバー１４の回動角度は、上記のほぼ倍の角度となり、その分操作に要する力は軽減される。

［第３実施形態］
次に、図９を参照して、第３実施形態に係る注入装置１０Ｂについて説明する。この実施形態でも、ポンピング機構部１３Ｂが、プランジャー部２４を直接、往復直線運動させる構造になっている。すなわち、このポンピング機構部１３Ｂは、プランジャー部２４との連結部をプランジャー部２４と同軸上において往復直線運動させる、スコットラッセルの機構（直線運動機構）で構成されている。

図９は、第３実施形態のポンピング機構部１３Ｂを模式的に表している。同図に示すように、ポンピング機構部１３Ｂは、上記の一対の出力片部９５に連なるメインリンク１２１と、メインリンク１２１の中間位置に連結されたサブリンク１２２と、を有している。この場合も、シリンダー部２１には固定ガイド１０６が設けられ、固定ガイド１０６が、リンク機構における固定節を構成している。

メインリンク１２１とプランジャー部２４とは、メインリンク１２１と操作レバー１４との接合部において出力対偶１２４により連結され、メインリンク１２１とサブリンク１２２の一方の端部とは、中間対偶１２５により連結されている。また、メインリンク１２１の先端部は、スライド対偶１２６により固定ガイド１０６のスライドガイド１１９に回転自在且つスライド自在に連結されている。さらに、サブリンク１２２の他方の端部は、固定対偶１２７を介して固定ガイド１０６に回動自在に支持されている。なお、各対偶１２４，１２５，１２６，１２７は回転対偶であり、上記と同様に、ボルト９８およびダブルナット９９で構成されていることが好ましい。

中間対偶１２５は、出力対偶１２４とスライド対偶１２６との中間位置にあり、メインリンク１２１の長さの１／２がサブリンク１２２の長さとなっている。スライドガイド１１９は、プランジャー部２４の往復動方向に直交する方向に延在し、スライドガイド１１９の延長線上に固定対偶１２７が位置している。すなわち、このポンピング機構部１３Ｂは、出力対偶１２４が直線運動を行う、スコットラッセルの機構で構成されている。

したがって、このポンピング機構部１３Ｂでは、操作レバー１４を回動させると、スライド対偶１２６がスライドガイド１１９により移動を直線上に規制された状態で、固定対偶１２７を中心に各リンク１２１，１２２が所定の相対運動を行う（限定連鎖）。この場合、スライド対偶１２６が、プランジャー部２４の往復動方向と直交する方向に移動規制されるため、出力対偶１２４はプランジャー部２４をその往復動方向に移動させる。すなわち、メインリンク１２１とプランジャー部２４との連結部を構成する出力対偶１２４は、プランジャー部２４と同軸上において往復直線運動する。

このように、第３実施形態の注入装置１０Ｂによれば、ポンピング機構部１３Ｂにより、ポンピング機構部１３Ｂ（メインリンク１２１）とプランジャー部２４との連結部である出力対偶１２４が、プランジャー部２４と同軸上において直線運動し、プランジャー部２４を直接、往復直線運動させる。このため、第３実施形態においても、第２実施形態と同様の作用・効果を奏する。すなわち、シリンダー部２１に対するプランジャー部２４の直進性が精度良く担保される。このため、摺動時の各環状シール材７３Ａ，７３Ｂの形状が安定し、各環状シール材７３Ａ，７３Ｂとシリンダー本体５１の内周面との間において、セメントスラリーの噛み込みが抑制される。

［第４実施形態］
次に、図１０を参照して、第４実施形態に係る注入装置１０Ｃについて説明する。この実施形態でも、ポンピング機構部１３Ｃが、プランジャー部２４を直接、往復直線運動させる構造になっている。第４実施形態のポンピング機構部１３Ｃでは、ギヤとリンクとを組み合わせて、プランジャー部２４との連結部をプランジャー部２４と同軸上において往復直線運動させる、直線運動機構が構成されている。

図１０は、第４実施形態のポンピング機構部１３Ｃを模式的に表している。同図に示すように、ポンピング機構部１３Ｃは、大ギヤ１３１と、大ギヤ１３１に対し１／２の歯数（ピッチ円直径）となる小ギヤ１３２と、大ギヤ１３１および小ギヤ１３２に噛み合う中間ギヤ１３３と、を有している。また、ポンピング機構部１３Ｃは、上記の一対の出力片部９５に連なる連結リンク１３５と、小ギヤ１３２とプランジャー部２４との間に渡した出力リンク１３６と、を有している。

連結リンク１３５は、操作レバー１４と一体に連結した状態で、大ギヤ１３１の第１支軸１４１に回動自在に支持されている。また、中間ギヤ１３３は、第２支軸１４２を介して連結リンク１３５に回転自在に支持され、小ギヤ１３２は、第３支軸１４３を介して連結リンク１３５に回転自在に支持されている。出力リンク１３６は、一方の端部が小ギヤ１３２に対し同軸上において固定され、他方の端部が第４支軸１４４を介してプランジャー部２４に相互に回動自在に連結されている。

この場合、大ギヤ１３１に対し小ギヤ１３２は、１／２の歯数に形成され、中間ギヤ１３３は、小ギヤ１３２を相対的に大ギヤ１３１と同方向に回転させる。大ギヤ１３１は、シリンダー部２１に設けた支持部材１４６に支持固定され、操作レバー１４と連結リンク１３５とは、第１支軸１４１を中心に一体に回動する。また、連結リンク１３５と出力リンク１３６とは、同じ長さに形成されている。そして、プランジャー部２４の軸線上に、第１支軸１４１および第４支軸１４４が位置している。

したがって、このポンピング機構部１３Ｃでは、操作レバー１４を回動（ポンピング）させると、第１支軸１４１を中心に連結リンク１３５が同方向に回動する。連結リンク１３５が回動すると、大ギヤ１３１に噛み合っている中間ギヤ１３３が回転すると共に、中間ギヤ１３３に噛み合っている小ギヤ１３２が回転する。これにより、小ギヤ１３２に固定されている出力リンク１３６が、第３支軸１４３を中心に連結リンク１３５の回動角度の倍の角度で回動する。このとき、出力リンク１３６とプランジャー部２４との連結部を構成する第４支軸１４４は、プランジャー部２４と同軸上において往復直線運動する。

このように、第４実施形態の注入装置１０Ｃによれば、ポンピング機構部１３Ｃにより、ポンピング機構部１３Ｃ（出力リンク１３６）とプランジャー部２４との連結部を構成する第４支軸１４４が、プランジャー部２４と同軸上において直線移動し、プランジャー部２４を直接、往復直線運動させる。このため、第４実施形態においても、第２実施形態と同様の作用・効果を奏する。すなわち、シリンダー部２１に対するプランジャー部２４の直進性が精度良く担保される。このため、摺動時の各環状シール材７３Ａ，７３Ｂの形状が安定し、各環状シール材７３Ａ，７３Ｂとシリンダー本体５１の内周面との間において、セメントスラリーの噛み込みが抑制される。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…注入装置、１１…スラリー貯留部、１２…往復ポンプ部、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ…ポンピング機構部、１４…操作レバー、２１…シリンダー部、２２…吸込口、２３…吐出口、２４…プランジャー部、２５…逆止弁、５１…シリンダー本体、５２…直動ガイド部、５５…吸込口形成縁部、５７…連通孔、５８…長孔、６８…支持片、７１…プランジャー本体、７２…直動被ガイド部、７３Ａ，７３Ｂ…環状シール材、７３ａａ…径方向内周部、７３ａｂ…径方向外周部、７４…ガイドピン、７７…シール装着部、７８…装着軸部、７９…装着挟持部、８１…基端部プランジャー、８２…中間部プランジャー、８３…先端部プランジャー、９１…レバー本体、９２…プランジャー作動部、９５…出力片部、９６…係合孔、１０１…第１リンク、１０２…第２リンク、１０３…第３リンク、１０４…第４リンク、１０６…固定ガイド、１２１…メインリンク、１２２…サブリンク、１３１…大ギヤ、１３２…小ギヤ、１３５…連結リンク、１３６…出力リンク

Claims (10)

1. セメントスラリーを対象物に注入するための注入装置であって、
   シリンダー部に対し往復動するプランジャー部の、復動により吸込口から吸い込んだ前記セメントスラリーを往動により吐出口から吐出する往復ポンプ部を備え、
   前記プランジャー部は、前記シリンダー部に対し非摺接状態で往復動するプランジャー本体と、軸方向に相互に離間して前記プランジャー本体に装着され、往復動に際し前記シリンダー部に摺接する２つの環状シール材と、を有し、
   前記各環状シール材の径方向外周部は、往復動に際し、前記シリンダー部の内周面に付着した前記セメントスラリーを掻き出すように進む形状に形成され、
   前記吸込口は前記シリンダー部の周面に形成され、且つ前記吐出口は前記シリンダー部の先端部に形成され、
   先端側の前記環状シール材は、前記吸込口を含む領域において往復動し、基端側の前記環状シール材は、前記吸込口よりも基端側の領域において往復動することを特徴とする注入装置。
2. 前記各環状シール材は、断面方形に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
3. 前記各環状シール材は、硬度ショアＡ４５度～９０度のゴム材で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の注入装置。
4. 前記プランジャー部は、前記プランジャー本体に設けられ、前記各環状シール材が装着される２つのシール装着部を、有し、
   前記各シール装着部は、前記環状シール材を支持する装着軸部と、軸方向において前記環状シール材を挟持すると共に、摺動に伴う前記環状シール材の前記径方向外周部における軸方向の変形を許容する一対の装着挟持部と、を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の注入装置。
5. 前記プランジャー本体は、２つの前記シール装着部を境に別体で構成された、基端部プランジャー、中間部プランジャーおよび先端部プランジャーを含み、
   前記中間部プランジャーは、基端側の前記環状シール材を装着した状態で前記基端部プランジャーにネジ止めされ、
   前記先端部プランジャーは、先端側の前記環状シール材を装着した状態で前記中間部プランジャーにネジ止めされていることを特徴とする請求項４に記載の注入装置。
6. 前記シリンダー部は、前記吸込口が形成された内周面側の吸込口形成縁部が面取り形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
7. 前記シリンダー部は、前記プランジャー本体に対応するシリンダー本体と、前記シリンダー本体の基端から軸方向に延長された直動ガイド部と、を有し、
   前記プランジャー部は、前記プランジャー本体の基端から軸方向に延長され、前記直動ガイド部に摺接する直動被ガイド部を、更に有していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の注入装置。
8. 前記シリンダー本体の前記直動ガイド部側の基端部には、前記シリンダー本体の内部と外部とを連通する連通孔が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の注入装置。
9. 操作レバーを有し、前記操作レバーによる回動運動を前記プランジャー部の往復運動に変換するポンピング機構部を、更に備え、
   前記ポンピング機構部は、レバー本体および前記レバー本体から延びるプランジャー作動部を含む前記操作レバーと、前記プランジャー作動部と前記直動被ガイド部とを回動自在に連結するガイドピンと、前記シリンダー部に設けられ、前記プランジャー作動部を先端部で回動自在に支持する支持片と、を有し、
   前記プランジャー作動部は、前記ガイドピンを両持ちで且つ延在方向にスライド自在に支持していることを特徴とする請求項７または８に記載の注入装置。
10. 操作レバーと、前記操作レバーによる回動運動を前記プランジャー部の往復運動に変換するポンピング機構部と、を更に備え、
    前記ポンピング機構部は、前記プランジャー部との連結部を前記プランジャー部と同軸上において往復運動させる直線運動機構で構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の注入装置。

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