JP7221084B2 - 樹脂成形体、その製造方法及びシース接続口成形用挿入具 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形体、その製造方法及びシース接続口成形用挿入具に関する。

従来より、プレキャスト工法として、予め工場でコンクリートセグメントを製造し、これを現場で組み立て、接合するものが知られている。特に橋梁の場合、現場で組み立てた複数のコンクリートセグメントにＰＣケーブルを挿通し、引っ張ってストレスを与えた状態で接合される。

このとき、各コンクリートセグメントには、ＰＣケーブル挿通用のシースが埋設される。ＰＣケーブルは、コンクリートセグメントを貫通するので、上記シースは開口端がコンクリートセグメントの端面に臨むように埋設される。そして、一対のコンクリートセグメントを、それぞれの端面のシース開口端が互いに連続するように配置し、連結されたシース内部にＰＣケーブルを挿通してグラウトを充填して一体化する。

例えば、特許文献１のように、プレキャストコンクリート製セグメント同士を接合して構築されるＰＣ橋において、各セグメントに、ＰＣ鋼材を挿通するためのシースを、その両端開口部がセグメント接合面に露出するように、セグメント接合面に対して斜め方向に予め一体に埋設して、互いに隣接するセグメントのシース間に跨って筒状の接続部材を挿入しながら、互いに隣接するセグメントのセグメント接合面同士を接合するようにした接合構造が知られている。この接合構造により、斜め方向にシースを接続する際に、接続を容易に行うことができるようにしている。

特許第４６６０８０３号公報

ところで、コンクリートセグメントに傾斜したシース接続口を成形するために、コンクリート打設時に挿入具が必要となる。

かかる挿入具は、設置個所に応じた多種の形状が必要で、さらに多量に使用されるため、生産性、コスト性の向上が望まれる。

また、挿入具とシースの接続部との間に隙間があると、その隙間にコンクリートが流れ込まないように、隙間部分をビニールテープ等で巻かなければならず、手間がかかる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多種、多量の挿入具の生産性を高め、よりコストを低減することにある。また、コンクリート打設前にシース接続口成形用挿入具とシース接続管の開口端との間の隙間をビニールテープで塞ぐ作業をなくせるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、コンクリートセグメントの端面に埋め込まれるシース接続管の開口端の内部に挿入されるシース接続口成形用挿入具に使用する樹脂成形体の製造方法を対象とし、
上記製造方法は、
所定長さの円筒状の樹脂成形管と、上記シース接続管の開口端の内径よりも小さな外径を有する円筒部を絞り成形する先細部及び該先細部よりも外径が大きく、拡径フランジ部を成形する拡径部を有する絞り加工用金型とを準備し、
上記樹脂成形管を加熱し、
上記加熱した樹脂成形管を上記拡径部側から挿入して上記先細部に向かって加圧し、
上記円筒部及び上記拡径フランジ部が一体に成形された樹脂成形体を成形する構成とする。

上記の構成によると、挿入具の外径は略筒体であるため、形状が近くかつ安価に入手可能な樹脂成形管を利用して、それを加熱して絞り加工用金型に圧入するという簡易なプロセスにより、短時間で容易に所望形状の挿入具が生産できる。

第２の発明では、第１の発明において、
上記拡径フランジ部を上記樹脂成形体の軸線方向と垂直な断面から０°以上１５°以下の範囲で切断する構成とする。

上記の構成によると、同じ樹脂成形体の拡径フランジ部を切断するだけで、コンクリートセグメント内でのシースの埋設角度が変わるときにも適用でき、傾斜角度毎に金型を揃えることが不要となり、同じ絞り加工用金型で対応することができる。また、拡径フランジ部をシース接続管の角度に合わせて斜め加工されるので、シース接続管側は斜め加工しなくて済む。

第３の発明では、第２の発明において、
上記拡径フランジ部を上記樹脂成形体の軸線方向と垂直な断面から０°以上１５°以下の範囲で切断する構成とする。

上記の構成によると、コンクリートセグメント内に埋設されるシースの一般的な角度に対応できる。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記樹脂成形体における、上記円筒部及び上記拡径フランジ部で形成される境界部に、円筒状弾性部材の上記樹脂成形体の軸方向側の側面と面接触する当接面を機械加工にて形成する構成とする。

上記の構成によると、弾性部材が当接面に確実に当接するため、従来のように、シース接続口成形用挿入具とシース接続管の開口端との間の隙間をビニールテープ等で巻いてコンクリートが流れ込まないようにする作業が不要となり、作業効率が向上する。

第５の発明では、コンクリートセグメントの端面に埋め込まれるシース接続管の開口端の内部に挿入されるシース接続口成形用挿入具を対象とし、
上記シース接続口成形用挿入具は、
上記シース接続管の開口端の内径よりも小さな外径を有し、該シース接続管の開口端に弾性部材が円筒状に巻き付けられた状態で挿入される円筒部と、
上記円筒部に一体に形成され、上記シース接続管の開口端の外径よりも大きな外径を有し、型枠に当接する拡径フランジ部とを備えており、
上記円筒部と拡径フランジ部との間の境界部には、上記円筒部の軸方向側における、上記弾性部材の側面と面接触する当接面が形成されている。

上記の構成によると、円筒状に巻いた弾性部材の軸方向側の側面が当接する当接面を境界部に設けているので、弾性部材が当接面に確実に当接する。このため、従来のように、シース接続口成形用挿入具とシース接続管の開口端との間の隙間をビニールテープ等で巻いてコンクリートが流れ込まないようにする作業が不要となり、作業効率が向上する。

第６の発明では、コンクリートセグメントの端面に埋め込まれるシース接続管の開口端の内部に挿入されるシース接続口成形用挿入具を製造するために使用する樹脂成形体を対象とし、
上記樹脂成形体は、
円筒部と、
上記円筒部に一体に形成され、シース接続管の開口端の外径よりも大きな外径を有し、型枠に当接する拡径フランジ部とを備えている。

上記の構成によると、樹脂成形品で構成されるので、安価に且つ安定してシース接続口成形用成形具を製造できる。

以上説明したように、本発明によれば、加熱した樹脂成形管から円筒部及び拡径フランジ部が一体に成形された樹脂成形体を成形するようにしたことにより、短時間でかつ低コストで生産でき、シースの埋設角度が変わる場合でも、拡径フランジ部を適切に切断することで、同じ金型で対応でき、この樹脂成形体（挿入具）によって形成されるシース接続口はモルタル等充填剤の埋め戻し量を可能な限り減らし、強度の高いコンクリートセグメントの形成に寄与することができる。

また、シース接続口成形用挿入具において、円筒部と拡径フランジ部との間の境界部に、円筒部の軸方向側における、弾性部材の側面と面接触する当接面を形成したことにより、コンクリート打設前にシース接続口成形用挿入具とシース接続管の開口端との間の隙間をビニールテープで塞ぐ必要がなくなり、作業効率を格段に向上させることができる。

本発明の実施形態に係る拡径フランジ部切断前のシース接続口成形用挿入具の第２樹脂成形体を一部破断して示す正面図である。 本発明の実施形態に係るシース接続口成形用挿入具の製造方法を示し、（ａ）～（ｄ）は、その各工程を示す。 本発明の実施形態に係るシース接続口成形用挿入具の第１樹脂成形体を一部破断して示す正面図である。 本発明の実施形態に係るシース接続口成形用挿入具が挿入された状態でコンクリートを打設した状態を示す断面図である。 一方のシース接続口に中子が挿入された状態で他方のコンクリートセグメントに引き寄せる状態を示す断面図である。 シース接続口に中子が挿入された状態で一対のコンクリートセグメントが突き合わせされた状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る拡径フランジ部切断後のシース接続口成形用挿入具を示す斜視図である。 本発明の実施形態の変形例に係るシース接続口成形用挿入具が挿入された状態でコンクリートを打設した状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るシース接続口成形用挿入具のバリエーションを示す正面図であり、（ａ）～（ｅ）に０°から１３°に変化させた場合をそれぞれ示す。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

－シース接続口成形用挿入具の構造－
図４は、本発明の実施形態に係るシース接続口成形用挿入具１０が挿入された状態でコンクリートを打設した状態を示す。シース接続管３は、コンクリートセグメント２の端面２ａに開口端３ａが臨むように埋設される。すなわち、型枠１を介して突き合わされた状態で成形される一対のコンクリートセグメント２の端面２ａにおいて、一対のシース接続管３が型枠１の例えば円形の第１ボルト挿通孔１ａを挟んで対向する位置に埋め込まれる。このシース接続管３は、例えば、ポリ塩化ビニール等の樹脂成形品よりなるが、金属成形品等でもよい。図４に示すように、コンクリート打設前のシース接続管３は、長尺の被接続シースが鉄筋枠に必要に応じて勾配をもって固定されるので、コンクリートセグメント２の端面２ａに対して垂直ではなく傾斜して埋め込まれることが多い。

そして、コンクリートを打設する前に、一対のシース接続管３の開口端３ａの内部にシース接続口成形用挿入具１０が設けられる。

図７にも示すように、シース接続口成形用挿入具１０は、シース接続管３の開口端３ａの内径よりも小さな外径を有する円筒部１１ａと、これに連続し、型枠１に当接する拡径フランジ部１１ｂを有する芯材１１を備えている。芯材１１は、塩化ビニール、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂成形品よりなる。

円筒部１１ａの拡径フランジ部１１ｂと反対側は、例えば樹脂製の円板部１２が接着剤等により連結されており、この円板部１２の中心には、第２ボルト挿通孔１２ａが開口されている。そして、第１ボルト挿通孔１ａ及び第２ボルト挿通孔１２ａに固定部材１４の固定用ボルト１４ａを挿通し、締付ナット１４ｂ，１４ｃを、テーパワッシャ１４ｄを仕切板に当接させた状態で締結する。これにより、円筒部１１ａをより堅固に型枠１に固定できる。このため、コンクリート打設時に円筒部１１ａが型枠１に対してずれず、コンクリートがシース接続管３にさらに流れ込みにくくなる。

図４に示すように、この拡径フランジ部１１ｂを予め設定された角度に斜め加工することにより、シース接続管３側は斜め加工しなくて済む。

このシース接続口成形用挿入具１０は、一対のシース接続管３の開口端３ａに弾性部材としてのゴムシート１３が巻き付けられた状態で挿入される。ゴムシート１３は、例えば、巻きやすい幅及び厚さを有するゴム部材よりなり、円筒部１１ａとゴムシート１３との間には、両者の摩擦抵抗を低減する、洗剤、油、グリースなどの摩擦低減手段としての潤滑剤が塗布されているのが望ましい。なお、摩擦低減手段として、潤滑剤以外でゴムシート１３が円筒部１１ａから抜けやすくする工夫を加えてもよい。例えば、接触面積の低減のためゴムシート１３の内径を円筒部１１ａの外径に対し大きく設定してもよい。また、摩擦係数の低いゴムシート１３又は円筒部１１ａを使用したり、ゴムシート１３又は円筒部１１ａに摩擦を低減するコーティング等の表面修飾を行ったりしてもよい。ゴムシート１３が巻かれた状態のシース接続口成形用挿入具１０の外径は、シース接続管３の内径よりも若干小さいようにすると、シース接続管３に挿入しやすい。

－シース接続口成形用挿入具の製造方法－
まず、図２（ａ）に示すように、所定長さの円筒状の樹脂成形管３０を準備する。

次いで、図２（ｂ）に示すように、シース接続管３の開口端３ａの内径よりも小さな外径を有する円筒部１１ａを絞り成形する先細部３１ａ及びこの先細部３１ａよりも外径が大きく、拡径フランジ部１１ｂを成形する拡径部３１ｂを有する絞り加工用金型３１を準備する。

次いで、樹脂成形管３０を加熱し、加熱した樹脂成形管３０を拡径部３１ｂ側から挿入して先細部３１ａに向かって加圧し、図２（ｃ）及び図３に示すように、円筒部１１ａ及び拡径フランジ部１１ｂが一体に成形された第１樹脂成形体１１’’を成形する。

次いで、この第１樹脂成形体１１’’における、円筒部１１ａ及び拡径フランジ部１１ｂで形成される境界部１１ｃに、円筒状に丸めたゴムシート１３の軸方向側の側面と面接触する当接面１１ｄを機械加工にて切削加工し、図２（ｄ）及び図１に示すように、第２樹脂成形体１１’を得る。

そして、拡径フランジ部１１ｂを軸線方向と垂直な断面から０°以上１５°以下の範囲に傾けた平面で切断し、余分な被切断部１１ｅを取り除いて芯材１１が完成する。この角度は、シース接続管３の型枠１に対する傾斜角度に合わせられる。

このように、絞り加工用金型３１による成型後に傾斜角度に合わせて拡径フランジ部１１ｂを切断するので、切断角度に合わせて別々の成形型を用意する必要がない。

また、円筒部１１ａの拡径フランジ部１１ｂと反対側の端部に円板部１２を接着剤等により接着してシース接続口成形用挿入具１０が完成する。

このシース接続口成形用挿入具１０の円筒部１１ａの外周面に図７に示すように、ゴムシート１３を円筒形状に丸めてビニールテープ１７等で貼り付ける。

そして、シース接続口成形用挿入具１０，１０’の外径は略筒体であるため、形状が近くかつ安価に入手可能な樹脂成形管３０を利用して、それを加熱して絞り加工用金型３１に圧入するという簡易なプロセスにより、短時間で容易に所望形状のシース接続口成形用挿入具１０，１０’が生産できる。

－シース接続口の成形方法－
次いで、このシース接続口成形用挿入具１０を用いてコンクリートセグメント２を成形した後、設置場所にて設置する方法について説明する。

まず、上述したシース接続口成形用挿入具１０を用意する。

次いで、型枠１を設置して配筋した後、シース接続口２０に対応する位置にシースを配管する。

次いで、図４に示すように、シース接続口成形用挿入具１０を型枠１のシース接続口に対応する位置に固定する。具体的には、円筒部１１ａを固定部材１４を用いて第１ボルト挿通孔１ａに固定する。

次いで、型枠１の両側のシース接続管３の開口端３ａにシース接続口成形用挿入具１０を挿入する。このとき、ゴムシート１３の外周面と開口端３ａの内周面とが当接し、さらに、開口端３ａが当接面１１ｄ又はその周辺に当接するまで奥深くに挿入される。

次いで、図４に示すように、型枠１の両側にコンクリートを打設して一対のコンクリートセグメント２を成形する。このとき、ゴムシート１３が確実に当接面１１ｄに当接するので、ビニールテープを巻いていなくても、コンクリートが隙間に流れ込みにくい。

次いで、型枠１の両側から一対のコンクリートセグメント２を取り外す。本実施形態では、型枠１に円筒部１１ａが固定されているので、そのときに、シース接続口成形用挿入具１０がコンクリートセグメント２から外れる。拡径フランジ部１１ｂの作用により、シース接続口２０の周縁の内径がラッパ状に拡がっているため、シース接続口成形用挿入具１０がシース接続口２０の周縁に引っ掛からずに外れやすい。しかも、ゴムシート１３が芯材１１から外れやすいので、シース接続口２０の周縁のコンクリートが剥がれない。シース接続口２０に残ったゴムシート１３は手で取り除く。

次いで、シース接続口成形用挿入具１０を取り外してできた一方のコンクリートセグメント２におけるシース接続口に中子１５を挿入する。このとき、シース接続口２０の周縁の内径が拡がっているので、中子１５を挿入しやすい。

次いで、図５に示すように、一対のコンクリートセグメント２の端面２ａに接着剤１６を塗る。接着剤１６の種類は特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂系の接着剤、モルタル等である。本実施形態では、当接面１１ｄを設けることで、シース接続管３の開口端３ａができるだけ当接面１１ｄに近付いて余分な空間の発生をできるだけ防いでいるので、この接着剤１６等の体積が少なくなり、コンクリートの体積をできるだけ増やして強度の低下が抑えられる。

次いで、図６に示すように、中子１５を他方のコンクリートセグメント２のシース接続口に挿入するように、一対のコンクリートセグメント２を突き合わせる。このとき、拡径フランジ部１１ｂによってシース接続口２０の周縁が拡径されているので、中子１５が引っ掛からず、コンクリートが損傷しない。なお、一対のコンクリートセグメント２が突き合わされる際のシース接続口２０の周縁等の隙間は、この接着剤１６で満たされる。

また、図９に示すように、拡径フランジ部１１ｂの切断部を球面状に丸みを帯びた角部としているので、傾斜角度が変わっても、切断面は、楕円というよりも真円に近くなり、コンクリート打設後の隙間を埋める充填剤（モルタル、接着剤等）の体積が減ってコンクリートセグメント２におけるコンクリートの割合ができるだけ多くなって、強度低下が避けられる。

このように、本実施形態では、コンクリートの打設後に型枠１からコンクリートセグメント２を外す際に潤滑剤の作用により円筒部１１ａからゴムシート１３が外れやすいので、シース接続口２０周縁のコンクリートが剥がれない。

また本実施形態では、拡径フランジ部１１ｂを利用して型枠１に固定することができるので、型枠１との間を塞ぐことができ、シース接続口成形用挿入具１０が型枠１に対してずれず、コンクリート打設時にコンクリートがシース接続管３により流れ込みにくくなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、加熱した樹脂成形管３０から円筒部１１ａ及び拡径フランジ部１１ｂが一体に成形された第１樹脂成形体１１’を成形するようにしたことにより、シースの埋設角度が変わる場合でも、拡径フランジ部１１ｂを適切に切断することで、同じ金型で対応できる。また、シース接続口成形用挿入具１０，１０’において、円筒部１１ａと拡径フランジ部１１ｂとの間の境界部に、円筒部１１ａの軸方向側における、ゴムシート１３の側面と面接触する当接面１１ｄを形成したことにより、コンクリート打設前にシース接続口成形用挿入具１０，１０’とシース接続管３の開口端３ａとの間の隙間をビニールテープ等で塞ぐ必要がなくなり、作業効率を格段に向上させることができる。また、拡径フランジ部１１ｂにおける円筒部１１ａとの境界部側角部が自然に丸まった形状となっているので、この丸まった部分を適切な角度で切断することで、切断角度が変化しても、切断面は常に、軸線方向と垂直な真円状の切断面とほぼ同一となり、このような切断面を有したシース接続口成形用挿入具１０，１０’によって形成されるシース接続口２０の断面は、真円に近いものとなり、モルタル等充填剤による埋め戻し量を必要最小限とすることができる。

－変形例１－
図８は、本実施形態の変形例１に係るシース接続口成形用挿入具１０’を示し、コンクリートセグメント２内に埋め込まれる一対のシース接続管３が直線状に延びている点が上記実施形態と異なる。

すなわち、本変形例では、拡径フランジ部１１ｂを傾斜させずに、その軸方向側に垂直な（傾斜角度０°の）平面で切断している。なお、傾斜角度０°の場合、製造時の加工用金型形状によっては、切断せずにそのまま用いることもできる。

この場合でも、シース接続口２０の拡径により、シース接続口成形用挿入具１０’の取り外しが容易となり、中子１５を嵌めたコンクリートセグメント２の突き合わせも容易となる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、固定部材１４を用いて円筒部１１ａを型枠１に固定するようにしているが、ガイドパイプを挿通する実施形態にも応用可能である。その場合には、ガイドパイプが挿通可能なように第１ボルト挿通孔１ａの位置により大きな孔を形成すると共に、固定部材１４とは異なる別の方法、例えばビス、クギ、接着剤等で拡径フランジ部１１ｂを型枠１に固定すればよい。

さらに、詳細は図示しないが、全ての実施形態において、ゴム等の弾性部材からなるシートを型枠１と拡径フランジ部１１ｂとの間に挟むことで、コンクリートセグメント２の引き離し時にクッションとなり、剥がれ損傷がより生じにくくなる。

上記実施形態では、型枠１の両側にコンクリートセグメント２を施工する実施形態について述べたが、既成のコンクリートセグメントがあってそれに連結されるコンクリートセグメント２を成形する場合にでも本実施形態のシース接続口成形用挿入具１０，１０’を利用できる。

上記実施形態では、絞り成形を用いた第１及び第２樹脂成形体１１’，１１’’について述べたが、必ずしも絞り成形に製造方法は限定されない。例えば、射出成形型を用いた射出成形によって第１及び第２樹脂成形体を製造してもよい。

また、上記実施形態では、ゴムシート１３を芯材１１に巻き付けるようにしているが、これは必ずしも必須ではなく、シース接続口成形用挿入具１０，１０’はゴムシート１３を用いなくても使用できる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ 型枠
１ａ 第１ボルト挿通孔
２ コンクリートセグメント
２ａ 端面
３ シース接続管
３ａ 開口端
１０，１０’ シース接続口成形用挿入具
１１ 芯材
１１’’ 第１樹脂成形体
１１’ 第２樹脂成形体
１１ａ 円筒部
１１ｂ 拡径フランジ部
１１ｃ 境界部
１１ｄ 当接面
１２ 円板部
１２ａ 第２ボルト挿通孔
１３ ゴムシート（弾性部材）
１４ 固定部材
１４ａ 固定用ボルト
１４ｂ，１４ｃ 締付ナット
１４ｄ テーパワッシャ
１５ 中子
１６ 接着剤
１７ ビニールテープ
２０ シース接続口
３０ 樹脂成形管
３１ 加工用金型
３１ａ 先細部
３１ｂ 拡径部

Claims (6)

1. コンクリートセグメントの端面に埋め込まれるシース接続管の開口端の内部に挿入されるシース接続口成形用挿入具に使用する樹脂成形体の製造方法であって、
   所定長さの円筒状の樹脂成形管と、上記シース接続管の開口端の内径よりも小さな外径を有する円筒部を絞り成形する先細部及び該先細部よりも外径が大きく、拡径フランジ部を成形する拡径部を有する絞り加工用金型とを準備し、
   上記樹脂成形管を加熱し、
   上記加熱した樹脂成形管を上記拡径部側から挿入して上記先細部に向かって加圧し、
   上記円筒部及び上記拡径フランジ部で形成される境界部に、円筒状弾性部材の上記樹脂成形体の軸方向側の側面と面接触する当接面を形成するように、上記円筒部及び上記拡径フランジ部が一体に成形された樹脂成形体を成形する
   ことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
2. 請求項１に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   上記拡径フランジ部を上記樹脂成形体の軸線方向と垂直な断面で又は該垂直な面から傾斜した断面で切断する
   ことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
3. 請求項２に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   上記拡径フランジ部を上記樹脂成形体の軸線方向と垂直な断面から０°以上１５°以下の範囲で切断する
   ことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の樹脂成形体の製造方法において、
   上記当接面を機械加工にて形成する
   ことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
5. コンクリートセグメントの端面に埋め込まれるシース接続管の開口端の内部に挿入されるシース接続口成形用挿入具であって、
   上記シース接続管の開口端の内径よりも小さな外径を有し、該シース接続管の開口端に弾性部材が円筒状に巻き付けられた状態で挿入される円筒部と、
   上記円筒部に一体に形成され、上記シース接続管の開口端の外径よりも大きな外径を有し、型枠に当接する拡径フランジ部とを備えており、
   上記円筒部と拡径フランジ部との間の境界部には、上記円筒部の軸方向側における、上記弾性部材の側面と面接触する当接面が形成されている
   ことを特徴とするシース接続口成形用挿入具。
6. コンクリートセグメントの端面に埋め込まれるシース接続管の開口端の内部に挿入されるシース接続口成形用挿入具を製造するために使用する樹脂成形体であって、
   円筒部と、
   上記円筒部に一体に形成され、シース接続管の開口端の外径よりも大きな外径を有し、型枠に当接する拡径フランジ部とを備えている
   ことを特徴とする樹脂成形体。

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