特許 7440015 注入器およびこれを使用したコンクリート構造物の補強方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】注入器およびこれを使用したコンクリート構造物の補強方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20240220BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023181543

(22)【出願日】2023-10-23

【審査請求日】2023-10-23

(31)【優先権主張番号】P 2023112965

(32)【優先日】2023-07-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】503427614

【氏名又は名称】株式会社平賀

(74)【代理人】

【識別番号】100107700

【弁理士】

【氏名又は名称】守田 賢一

(72)【発明者】

【氏名】平賀 秀男

(72)【発明者】

【氏名】平賀 友子

【審査官】山口 敦司

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３１８５５２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００４－２６１６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０８１６４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－００２７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８８５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－０６５６８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｅ０１Ｄ ２２／００

Ｅ２１Ｄ １１／００

Ｂ６５Ｄ ４７／３４

Ｂ６５Ｄ ８３／００

Ｂ０５Ｂ １１／０４

Ｂ０５Ｂ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性材の付勢力で押圧されて収縮変形して、内部に貯留された注入材をコンクリート構造物に生じた空隙内に注入するための容器体を内設した注入器において、前記容器体を、平面視で正多角形の頂壁と、中心に開口を形成した前記頂壁と同形の底壁と、前記頂壁と前記底壁とで両端開口を閉鎖された筒壁と、で構成し、前記筒壁には、前記頂壁の正多角形の各角部と平面視でこれより周方向で捩れた位置にある前記底壁の正多角形の各角部を結んで略平行にそれぞれ同方向へ傾斜して延びる複数の山型の主凸条と、隣接する前記主凸条の間に延びる空間を横切って当該空間を四辺形の複数の領域に区画するとともに前記頂壁と前記底壁の間でこれらと平面視で同形の正多角形を形成し、当該正多角形の各頂点を前記主凸条が経由している山型の副凸条と、四辺形の前記各領域内を当該四辺形の一方の頂点から他方の頂点へそれぞれ前記頂壁と前記底壁の捩れ方向と同方向へ斜めに延びる山型の凹条とが形成されて、前記頂壁が押圧された時に前記筒壁が捩り変形して前記容器体内に収容された前記注入材が押し出し圧を受けつつ旋回流動して前記底壁の開口から排出される注入器。

【請求項2】

請求項１に記載の注入器を使用したコンクリート構造物の補強方法であって、密封材をコンクリート構造物表面の浅いひび割れにパテ作業で刷り込む工程を含んでいるコンクリート構造物の補強方法。

【請求項3】

請求項１に記載の注入器を使用したコンクリート構造物の補強方法であって、注入を終了した前記注入器および注入台座を撤去し、撤去後の注入穴内の注入材を表面から所定深さで掘り起こす座掘りを行う工程を含んでいるコンクリート構造物の補強方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は注入材を注入するための注入器およびこれを使用したコンクリート構造物の補強方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ひび割れ等によって生じたコンクリート構造物の空隙内に注入材を注入することによって当該構造物の補強を図る方法があり、特許文献１には、コンクリート構造物の、上記空隙に連通する表面開口（注入穴）に連結されて注入材を空隙内に充填するための注入器が示されている。注入器にはそのケーシング内に図２２に示すような、筒軸と直交する方向へ形成された山部３５と谷部３６を筒軸方向へ交互に設けたジャバラ式の筒状容器体３´が設けられている。容器体３´内には注入材が収容されており、バネ力で後端面（図２２の下端面）を押圧して容器体３´を図２３に示すように筒軸方向へ収縮させることにより、内部の注入材を前端面中央の筒状開口部３１を経てコンクリート構造物の空隙内に注入している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実用新案登録第３１８５５２６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記従来の注入器で使用されている容器体３´では、これを収縮させても内部に収容された注入材が、ジャバラの山部３５内に比較的多く残存してしまうため、注入材の使用効率が悪いという問題があるとともに、使用済みの注入器３´に残存する注入材が環境汚染を招かないように十分な対策をする必要があった。

【0005】

そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、使用済み注入器に残存する注入材を可及的に少なくして注入材の使用効率を向上させるとともに、過度な環境対策を行う必要のない注入器およびこれを使用したコンクリート構造物の補強方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本第１発明では、弾性材（５）の付勢力で押圧されて収縮変形して、内部に貯留された注入材をコンクリート構造物に生じた空隙内に注入するための容器体を内設した注入器において、前記容器体（３）を、平面視で正多角形の頂壁（３２）と、中心に開口（３１）を形成した前記頂壁（３２）と同形の底壁（３３）と、前記頂壁（３２）と前記底壁（３３）とで両端開口を閉鎖された筒壁（３４）と、で構成し、前記筒壁（３４）には、前記頂壁（３２）の正多角形の各角部と平面視でこれより周方向で捩れた位置にある前記底壁（３３）の正多角形の各角部を結んで略平行にそれぞれ同方向へ傾斜して延びる複数の山型の主凸条（３４１）と、隣接する前記主凸条（３４１）の間に延びる空間を横切って当該空間を四辺形の複数の領域（Ｒ）に区画するとともに前記頂壁と前記底壁の間でこれらと平面視で同形の正多角形を形成し、当該正多角形の各頂点を前記主凸条が経由している山型の副凸条（３４２）と、四辺形の前記各領域（Ｒ）内を当該四辺形の一方の頂点から他方の頂点へそれぞれ前記頂壁と前記底壁の捩れ方向と同方向へ斜めに延びる山型の凹条（３４３）とが形成されて、前記頂壁（３２）が押圧された時に前記筒壁（３４）が捩り変形して前記容器体（３）内に収容された前記注入材が押し出し圧を受けつつ旋回流動して前記底壁（３３）の開口（３１）から排出される。

【0007】

本第１発明において、容器体は弾性材の付勢力で押圧されて収縮するが、上記構成の容器体は収縮に伴って周壁が捩り変形し、これによって容器体内に収容された注入材は、押し出し圧を受けつつ旋回流動して容器体内に残存することなく速やかに排出される。したがって、注入材の使用効率が向上するととともに、容器体の廃棄時に環境汚染を避けるための過度な対策をする必要がない。

【0008】

本第２発明に係るコンクリート構造物の補強方法は、密封材をコンクリート構造物表面の浅いひび割れにパテ作業で刷り込む工程を含んでいる。

【0009】

本第２発明によれば、従来のような余剰の密封材の撤去作業を行うことなく、そのまま最終的な左官仕上げ作業を行うことができる。

【0010】

本第３発明に係るコンクリート構造物の補強方法は、注入を終了した前記注入器（１）および注入台座（７）を撤去し、撤去後の注入穴内の注入材を表面から所定深さで掘り起こす座掘りを行う工程を含んでいる。

【0011】

本第３発明においては、座掘りによって紫外線による注入材の劣化を防止することができる。

【0012】

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。

【発明の効果】

【0013】

以上のように、本発明の注入器およびこれを使用したコンクリート構造物の補強方法によれば、使用済み注入器に残存する注入材を可及的に少なくして注入材の使用効率を向上させることが可能であるとともに、過度な環境対策を行う必要もない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】注入器の分解斜視図である。

【図2】注入台座の平面図と断面図である。

【図3】本発明の注入器に使用する容器体の側面図である。

【図4】本発明の注入器に使用する容器体を上方から見た端面図である。

【図5】本発明の注入器に使用する容器体を下方から見た端面図である。

【図6】本発明の注入器に使用する容器体の収縮過程を示す側面図である。

【図7】本発明の注入器に使用する容器体の収縮過程を示す側面図である。

【図8】本発明の注入器に使用する容器体の収縮過程を示す側面図である。

【図9】本発明の注入器に使用する容器体の収縮過程を示す側面図である。

【図10】本発明の注入器に使用する容器体の収縮過程を示す側面図である。

【図11】本発明の注入器に使用する容器体の収縮過程を示す側面図である。

【図12】本発明の注入器に使用する容器体の収縮過程を示す側面図である。

【図13】本発明の注入器に使用する容器体の収縮過程を示す側面図である。

【図14】コンクリート構造物の補強工程を示すフローチャートである。

【図15】注入台座を設置した壁面の斜視図である。

【図16】密封材を刷り込んだ壁面の斜視図である。

【図17】注入器を取り付けた壁面の斜視図である。

【図18】注入器と注入台座を撤去した壁面の斜視図である。

【図19】注入穴の座堀りを行った壁面の斜視図である。

【図20】左官仕上げした壁面の斜視図である。

【図21】塗装を行った壁面の斜視図である。

【図22】従来の注入器に使用する容器体の斜視図である。

【図23】従来の注入器に使用する容器体の収縮時の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

【0016】

（注入器）
本発明の注入器の基本構造は容器体を除いて引用文献１に記載されたものと同様であり、以下、注入器の構造を、図１の分解斜視図を参照しつつ説明する。

【0017】

注入器１は円筒状のケーシング２を備えており、その前半部（図１の右半部）内に、伸縮可能なジャバラ状の筒状容器体３´が収容されている。この容器体３´は従来のものであり、本発明に係る容器体の詳細は後述する。

【0018】

容器体３´内には注入材が収容される。容器体３´は後端（下端）閉鎖の樹脂の一体成形品で、前端には小径の筒状開口部３１が形成されている。ケーシング２の前端開口２１にはキャップ４１が捩じ込み固定され、キャップ４１の中心に形成された筒状開口の後半部４１１の雌ネジ部に、容器体３´の開口部３１外周の雄ネジ部が捩じ込み固定される。

【0019】

ケーシング２の後半部内には弾性材としてコイル状のバネ部材５が挿入されており、バネ部材５は後端が、ケーシング２の後端開口２２に捩じ込み固定されるキャップ４２に当接するとともに、バネ部材５の前端はケーシング２内に配設された端板５１に当接している。端板５１は、キャップ４２を貫通してバネ部材５の中心をケーシング２内へ延びた操作棒６の先端に固定されている。

【0020】

キャップ４２を貫通してケーシング２外へ延出した操作棒６の基端には三角リング状の操作片６１が装着されており、また、操作棒６の長手方向の適宜位置には外周の径方向対称位置に一対の係止突起６２が形成されている（一方のみ示す）。上記キャップ４２には係止突起６２を通過させる切欠き４２１が形成されており、操作片６１によって操作棒６を外方へ引き出すと、バネ部材５は収縮状態に変形して所定の伸長バネ力を生じる。所定量引き出した操作棒６を９０度回転させてその係止突起６２をキャップ４２の外周面に係合させると、バネ部材５は収縮状態でキャップ４２と端板５１の間に保持される。

【0021】

注入材を収容した容器体３´をキャップ４１に固定し、当該キャップ４１をケーシング２の前端開口２１に固定することによってケーシング２の前半部内に容器体３´を収容するとともに、バネ部材５を収縮させた状態でキャップ４２をケーシング２の後端開口２２に固定する。

【0022】

図２（１）には注入台座７の平面図を示し、その断面図を図２（２）に示す。注入台座７は円板状の基部７１と、基部７１の中心に立設された筒状連結部７２よりなり、当該連結部７２の内周には雌ネジ部が形成されている。このような注入台座７は、その基部２１板面を、後述のように、補修されるコンクリート構造物の表面に接着等によって固定される。注入器１は、そのキャップ４１から突出する筒状開口の前半部４１２外周の雄ネジ部を、注入台座７の連結部７２の雌ネジ部に捩じ込んで取り付け固定される。

【0023】

注入器１が注入台座７に固定された状態で、容器体３´はコンクリート構造物の表面の必要位置に開口させた注入穴に連通する。操作棒７を９０度戻し回転させて係止突起６２とキャップ４２の係合を解消すると、容器体３´にバネ部材５の伸張バネ力が作用して当該容器体３´が収縮させられ、注入材が所定の圧力で注入穴を経てコンクリート構造物に生じた空隙内に注入される。

【0024】

（注入器に使用される容器体）
上記従来の容器体３´に代えて使用される本発明に係る新たな容器体３の全体側面図を図３に示す。また、容器体３を上方から見た端面図を図４に示し、下方から見た端面図を図５に示す。

【0025】

容器体３は本実施形態では例えばポリエチレン樹脂のブロー成形品で、上端閉鎖の筒状となっている。すなわち、容器体３の頂壁３２と底壁３３はいずれも正六角形となっており（図４、図５参照）、筒壁３４の上端開口は頂壁３２で閉鎖され、下端開口は、中心に小径の筒状開口部３１を形成した底壁３３で閉鎖されている。なお、頂壁３２および底壁３３は必ずしも正六角形とする必要はなく、正多角形であれば良い。

【0026】

ここで、上記筒壁３４は以下に説明するような折り形状となっている。すなわち、頂壁３２の正六角形の各角部から、これと周方向の捩れた位置にある底壁３３の正六角形の各角部へ、略平行にそれぞれ同方向（本実施形態では上方から見た図４で時計方向）へ傾斜して延びる複数の山型の主凸条３４１が形成されている。さらに、隣接する主凸条３４１の間に延びる各空間を横切ってこれら空間を四辺形の複数の領域Ｒに区画する山型の副凸条３４２（上端と下端の副凸条３４２は頂壁３２と底壁の周縁である）が形成され、そしてさらに四辺形の各領域Ｒ内にはこれら四辺形の一方の頂点から他方の頂点へそれぞれ主凸条３４１と同方向へ斜めに延びる山型の凹条３４３が形成されている。

【0027】

このような容器体３の内部に注入材が収容され、容器体３の開口部３１外周の雄ネジ部が、キャップ４１（図１参照）の中心に形成された開口の後半部４１１の雌ネジ部に捩じ込み固定される。そして、ケーシング２の前半部内に容器体３を収容しつつキャップ４１がケーシング２の前端開口２１に捩じ込み固定される。この後、既述のように、収縮状態のバネ部材５をケーシングの後半部内に収容しつつキャップ４２がケーシング２の後端開口２２２にねじ込み固定される。なお、注入材は本実施形態では例えばエポキシ樹脂である。

【0028】

注入器１を使用する場合には、キャップ４１から突出する筒状開口の前半部４１２外周の雄ネジ部を、コンクリート構造物の表面の必要位置に設置固定した注入台座７(図２参照)の、筒状連結部７２の雌ネジ部に捩じ込み固定する。

【0029】

注入器１が固定された状態で、容器体４は、コンクリート構造物の表面の必要位置に開口された注入穴に連通する。この状態で、操作棒６を既述のように操作してバネ部材５の伸張バネ力を作用させると容器体３が収縮させられて、その内部に収容されている注入材が所定の圧力でコンクリート構造物の注入穴を経て内部に生じている空隙内に注入される。

【0030】

この注入時の容器体３の形状変化を図６～図１３に示す。容器体３はバネ部材５の伸長バネ力を受けて全体として収縮するが、この収縮する過程で、容器体３の筒壁３４の凸条３３４１，３４２で囲まれた四辺形領域Ｒのうち、例えば領域Ｒ１～Ｒ３に注目してその変位を追うと、図６～図１２に示すように、容器体３の収縮に伴って各領域Ｒ１～Ｒ３は同方向の周方向（本実施形態では上方から見た図４で反時計方向）へ変位しており、全体として筒壁３４は捩り変形している。本実施形態では容器体３の上半部は収縮に伴って約１８０度程も捩り変形する。

【0031】

このように、容器体３の折り形状の筒壁３４が収縮に伴って捩り変形すると、容器体３内に収容された注入材はこれに伴って、押し出し圧を受けつつ旋回流動する。この旋回流動により注入材は容器体３内に残存することなく速やかにその開口部３１から、キャップ４１の筒状開口前半部４１２および注入台座７の筒状連結部７２を経てコンクリート構造物表面の注入穴内へ送給される。このように、注入材が容器体３の内に残存することなく速やかに排出されるから、注入材の使用効率が向上するととともに、容器体３の廃棄時に残存注入材による環境汚染を招かないように過度な対策をする必要もない。

【0032】

（コンクリート構造物の補強工程）
以下は、上述した容器体３を備える注入器１を使用したコンクリート構造物の補強工程について、図１４を参照しつつその工程を説明する。

【0033】

最初に、補修するコンクリート構造物、例えば水槽、の壁面に足場を設置して（ステップ１０１）仮設養生を行う。続いて壁面のケレン作業を行い（ステップ１０２）、深いひび割れ（クラック）からの漏水状況を確認する。クラックの幅や深さを確認したら注入材の注入位置を確認して、注入穴を穿孔する（ステップ１０３）。そして壁面の性能向上のために改質材を塗布し（ステップ１０４）、その後、穿孔した注入穴に注入台座７を接着により設置固定する（ステップ１０５、図１５）。

【0034】

続いて、密封材を注入ポイント以外の壁面の浅いひび割れにパテ作業で刷り込む（ステップ１０６、図１６）。なお、密封材は本実施形態では例えば超微粒子セメントと水の混合物である。このように壁面のひび割れに密封材を刷り込んでいるからそのまま左官仕上げ作業が可能であり、従来のように有機材を浅いひび割れに充填し密封するのと異なって、左官仕上げの前の有機材の余剰部の撤去時に、充填された有機材まで剥がしてしまうという不具合を生じない。

【0035】

この後、壁面に固定された各注入台座７に、既述のようにそれぞれ注入器１を取り付けて固定し（ステップ１０７、図１７）、操作棒６（図１参照）を操作してバネ部材５の伸張バネ力を作用させて容器体３を収縮させ、所定の圧力（例えば０．１１Ｎ／mm2）で注入材を、注入穴を経てコンクリート構造物に生じた空隙内へ注入する。

【0036】

注入を終了した後は注入器１および注入台座７を撤去し（ステップ１０８、図１８）、撤去後の注入穴内の注入材を表面から例えば１０ｍｍ程度、ドリルで掘り起こす座彫りを行って（ステップ１０９、図１９）、これにより紫外線による注入材の劣化を防止する。この後、注入材によるパテ埋め、壁面の左官を行い（ステップ１１０、図２０）、続いて塗装又は防食を行って（ステップ１１１、図２１）、コンクリート構造物の補強工程を終了する。

【0037】

上記実施形態では本発明の注入器を使用したコンクリート構造物の補強方法について説明したが、従来の注入器を使用しても良い。

【符号の説明】

【0038】

1…注入器、３…容器体、３１…筒状開口部（開口）、３２…頂壁、３３…底壁、３４…筒壁、３４１…主凸条、３４２…副凸条、３４３…凹条、５…バネ部材（弾性材）、７…注入台座、Ｒ，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…領域。

【要約】

【課題】使用済み注入器に残存する注入材を可及的に少なくして注入材の使用効率を向上させるとともに、過度な環境対策を行う必要のない注入器を提供する。
【解決手段】弾性材５の付勢力で押圧されて収縮変形して、内部に貯留された注入材をコンクリート構造物に生じた空隙内に注入するための容器体を内設した注入器において、容器体３を、正多角形の頂壁３２と、中心に開口３１を形成した頂壁３２と同形の底壁３３と、頂壁３２と底壁３３とで両端開口を閉鎖された筒壁３４と、で構成し、筒壁３４には、頂壁３２の正多角形の各角部からこれより周方向で捩れた位置にある前記底壁３３の正多角形の各角部へ略平行にそれぞれ同方向へ傾斜して延びる複数の山型の主凸条３４１と、隣接する主凸条３４１の間に延びる空間を横切って当該空間を四辺形の複数の領域Ｒに区画する山型の副凸条３４２と、四辺形の各領域Ｒ内を当該四辺形の一方の頂点から他方の頂点へそれぞれ主凸条３４１と同方向へ斜めに延びる山型の凹条３４３とが形成されている。
【選択図】 図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】