(57)【要約】【課題】  建設現場等で簡易に主剤と硬化剤などの２液を混合でき、使用後の機器の掃除・保守等が容易な簡易な混合器の提供。【解決手段】  円筒体２と該円筒体２内に装入される回転シャフト１とからなり、円筒体２がその外周面から内側の回転シャフト１に向けて円筒体２の周方向と長さ方向に適当な間隔でそれぞれ適数個のボルト４を装着してなり、回転シャフト１がその外周にシャフトの周方向に適当な間隔で切欠き３１を有する円盤３を有し、且つ、この形状の円盤３をシャフトの長さ方向に前記円筒体２のボルト４と前後する位置関係で適数個備えており、円筒体２の一端から送入された混合すべき材料が他端から混合排出されるように構成したことを特徴とする２液混合用の混合器。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体と該円筒体内に装入される回転シャフトとからなり、円筒体がその外周面から内側の回転シャフトに向けて円筒体の周方向と長さ方向に適当な間隔でそれぞれ適数個のボルトを装着してなり、回転シャフトがその外周にシャフトの周方向に適当な間隔で切欠きを有する円盤を有し、且つ、この形状の円盤をシャフトの長さ方向に前記円筒体のボルトと前後する位置関係で適数個備えており、円筒体の一端から送入された混合すべき材料が他端から混合排出されるように構成したことを特徴とする２液混合用の混合器。
【請求項２】
金属製円筒体にボルトを円筒体の長さ方向に１０個〜２０個、又はそれ以上の個数を一列に並べ、この列を円筒体の円形断面の四方の位置に設け、金属製回転シャフトに円筒体のボルトの数と同じ枚数の金属製円盤を並べ、円盤の０度、９０度、１８０度、２７０度の所に切り欠きを設けたことを特徴とする請求項１記載の混合器
【請求項３】
円筒体、ボルトおよび円盤付きの回転シャフトのそれぞれもしくは一部がプラスチック樹脂製であることを特徴とする請求項１記載の混合器。
【請求項４】
円筒体の円形断面のボルトとそれに対応する円盤の切欠きの数が３個ないし８個であることを特徴とする請求項１記載の混合器。
【請求項５】
円筒体に装着するボルトをネジ無しのリベットとし、これを叩き込み又は溶接で取り付けたことを特徴とする請求項１記載の混合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土木工事に於けるコンクリート構造物の目地、特にコンクリート舗装の目地に目地シール材を注入施工するときに用いる施工機械の主要部分の構造に関するもので、２液混合型シール材を混合ムラなく確実に混合できるミキシングノズルで、撹拌部の抵抗が少なく流量を高く設定できるものを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリ−ト舗装は道路、トンネルの中の舗装、空港・飛行場、港湾地区などのヤード、工場内、貯木場などの運輸関連のヤード、様々な広場など、アスファルト舗装に並ぶ舗装形式である。また、近年、アスファルト舗装の基盤舗装にコンクリート舗装を用いる、いわゆるコンポジット舗装も増加している。
このコンクリート舗装にはその構造にもよるが、何らかの形で一定の間隔で目地を設ける。この目地はコンクリートが硬化収縮する時にむやみにクラックが場所を問わずに入ることを防止したり、コンクリート版が気温の上昇で伸びた時に逃げ場を失ってブローアップ（座屈）するのを防ぐという役割を持つ。
【０００３】
コンクリート舗装の目地は予め目地の設置箇所を決めておき、コンクリ−トが硬化した後にその表面の目地予定箇所をコンクリ−トカッタ−で切断除去して空隙を作り、その空隙に後から目地充填材を注入することによって作る。もしくはコンクリ−ト打設時に仮の挿入物をその目地箇所に設置しておき、コンクリ−トの硬化後にその仮挿入物を切削除去して空隙を作り、その空隙に目地充填材を注入して作る方法が採られている。
目地充填材の注入は、道路舗装のように延長が長いと目地も水平で長いため、流動性の有るシ−ル材料（目地充填材）を特殊な機械を用いて注入する方法によっている。このための機械は、シ−ル材の貯蔵部と流量調節可能なポンプ、そしてそのポンプを動かす動力等を有したある程度大がかりな機械を用いている。
特にコンクリ−ト道路の舗装では目地充填材として、加熱式注入材を用いているため、その注入材を加熱して溶解する機械設備、かつ保温する装置も兼ね備えた機械を用いて注入作業を行っている。
【０００４】
この目地シールについて一般のコンクリート舗装を例にとって工程順に説明すると、まず、硬化後のコンクリートが環境温度によって膨張伸縮するため、この伸縮量を吸収する目地を「膨張目地」として設ける。この目地にはコンクリート版の荷重伝達のための鋼材等と共に目地板が設置されるが、これだけでは雨水が目地を伝って路盤に侵入するので目地板の上のコンクリート版の隙間にシール材を注入出来るようにしておく。また、コンクリートは硬化時に収縮するので、その収縮によるひび割れを一定間隔に入るように誘導するため、コンクリートの打設から間も無い時期にコンクリート版の表面にカッター溝を入れる。このカッター溝は一定間隔に入れられ、このカッター溝が「収縮目地」という目地となり、ここも同様にシール材を注入して路盤に雨水が入り込まないようにする。さらにコンクリートを打ち継ぐ場所にも同様に目地を設ける。
【０００５】
次に、コンクリート硬化後の目地材注入作業であるが、目地材は国内の公的なこの注入材はアスファルトや一定の温度で軟化溶融する熱可塑性の合成樹脂からなるものが多い。
但し、これらの注入材は通常温度では固体であり、これを注入作業が出来るまでの粘度まで加熱溶融しなければならない。この溶融作業は従来から過酷な作業となっており、大量の目地材を加熱溶融するため、何時間も前から大きな溶融釜でバーナーで加熱を行っているのが現状である。早朝作業で重労働であるばかりでなく、危険も多い作業で、この種の作業には作業者の確保なども難しい状況となっている。
さらに、施工現場で長時間火力による溶解作業を続けるため、使い果たすエネルギー量も多く、問題となっている二酸化炭素の排出も多い工程である。コンクリートの目地は清掃、乾燥、プライマ−塗布、注入の工程を経て完了するが、以上のように従来の目地の注入作業は従来から多くの問題点を抱えていた。
【０００６】
このような加熱シール材方式に対し、常温シール材方式がある。これは２液反応型のシール材を用い主剤と硬化剤の２液を現場で混合して硬化する前に目地に注入する方式である。この常温シール材にはウレタン系、ポリサルファイド系、シリコーン系などがある。それぞれ主剤、硬化剤の２液からなり、これらを混合して目地に注入すると、１時間〜３時間で硬化してシール部を形成する。
これらの常温シール方式は加熱シール方式と比較して、大量の燃料や機械資材や労力、危険作業などを省力でき、かつ問題視されている二酸化炭素の排出が無い。
常温シール材方式は空港・飛行場の目地シールにはこれを用いることが規定されているが、これからは他のコンクリート構造物の目地に於いても期待されるシール方式である。
２液混合器としては、塗料や医薬品の分野などでスタティックミキサなどが知られているが（特許文献１〜３）、建設現場で簡易に使用できるものは知られていない。
【０００７】
常温シール材方式で２液混合型のシール材を現場で目地に注入するには施工の延長が短い場合や目地が垂直面である場合などにはコーキングガンという手動や電動の注入ガンで注入するが、施工する目地の延長が長い場合や広いコンクリート舗装の水平目地などは、このような手間の掛かる方法では注入出来ないため、ポンプ圧送で注入する機械を用いる。ポンプ圧送の注入機械には、シール材の主剤と硬化剤を予め混合し撹拌しておいて、これをポンプ圧入する場合と主剤と硬化剤のふたつのタンクを設けてこれらからパイプで材料を送り、これらのパイプの先を混合器に導いて混合器で撹拌混合されたシール材を目地に注入する場合との二つがある。
この混合器の例としては三角錐状の筒の中に隔壁を何段にも設け、この隔壁で分断された材料が次の隔壁でさらに分断され、分断されたもの同士が次の隔壁で混ざり合うという作業を連続して続けることで２液が均一に混合されるものもある。
本発明はこの混合器に係わるものである。
【特許文献１】特開平１０−３１４５６６号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１０７号公報
【特許文献１】特開２００１−３１０１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は広い面積のコンクリート舗装の目地のシールを行う場合のような規模が大きく延長距離が長い目地のシールを行う場合に有効な常温式目地シール材の注入機械用の混合器を提供する。この混合器が解決しようとする従来の課題は次の通りである。
（１）主剤と硬化剤の２液の混合が確実であること。
（２）混合器部をシール材料が通過しながら撹拌されるときの撹拌抵抗が少なく、ポンプ圧送の圧力が過大にならないこと。
（３）目地シールの速度に関係するため、十分な流量が約束できること。
（４）反応硬化型のシール材が中に入るので、使用後には洗浄が容易であること。
（５）経済的であること。
本発明はこれらの課題を全て解決できるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の混合器は広い面積のコンクリート舗装、例えば空港、基地などの飛行場内のコンクリート舗装、港湾、岸壁などのコンクリート舗装、工場・広場などのコンクリート舗装で常温シール材を目地注入する場合などに適するものであり、混合撹拌が確実で、かつ
注入の速度を上げることが可能なものである。
本発明の混合器は、円筒体と該円筒体内に装入される回転シャフトとからなり、円筒体がその外周面から内側の回転シャフトに向けて円筒体の周方向と長さ方向に適当な間隔でそれぞれ適数個のボルトを装着してなり、回転シャフトがその外周にシャフトの周方向に適当な間隔で切欠きを有する円盤を有し、且つ、この形状の円盤をシャフトの長さ方向に前記円筒体のボルトと前後する位置関係で適数個備えており、回転シャフトを回転させることによって円筒体の一端から送入された混合すべき材料が他端から混合排出されるように構成したことを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の円筒体と回転シャフトは、好ましくはステンレススチール等の金属製であるが、混合すべき材料によってはプラスチック製、セラミック製又は金属とこれらの材質とからなるものであっても良い。例えば、金属製円筒体の内面をプラスチックまたはセラミックでライニングした複合円筒体などが挙げられる。
円筒体の内径は回転シャフトの外径よりも大きく、回転シャフトが装入された円筒体内に混合すべき材料が送入され、排出され得る寸法とする。
円筒体には、その外側から円筒体内に装入された回転シャフトに向かってボルトを装着し、これを円筒体の長さ方向に適当な間隔で、例えば１０個〜２０個、又はそれ以上の個数を一列に並べ、この列を円筒体の周方向に適当な間隔を設けて装着する。
回転シャフトの外周面には、その周面に沿った円盤が回転シャフトの長さ方向に適当数、好ましくは円筒体のボルトの数に対応させた数で設けられる。円盤は、回転シャフトの周方向に適当な間隔で切欠き部が設けられた形状とする。例えば船のスクリューのような形状としても良い。
【００１１】
本発明の混合器は、上記のように、例えば円筒体を輪切りしたときの円形断面の四方の位置に邪魔板代わりのボルトを設け、このような位置関係のボルトを円筒体の長さ方向に適当な間隔で多数配列し装着したボルト付き円筒体と、この円筒体の中に入る大きさの円盤を前記ボルトの数とほぼ同じ枚数でシャフトの長さ方向に並行に並べた形状で、円盤の０度、９０度、１８０度、２７０度の所に切り欠きを設けたものを連結した構造からなる金属製回転シャフトを組み合わせた構造からなるものである。
この回転シャフトが邪魔板（ボルト）付き円筒体の中で高速で回転するとき、円筒体の一端から送り込んだ主剤と硬化剤の２液からなる土木建築工事用シール材等を均一に混合して他端から排出させることができる。
【００１２】
円筒体、ボルトおよび円盤付きの回転シャフトのそれぞれもしくは一部がプラスチック製であってもよい。円筒体へのボルトの装着は、ボルトをネジ付きボルトとして、混合すべき材料等に応じて円筒体内への挿入深さを調整するようにネジ込み式としても良く、また、ネジ無しのリベットとし、これを叩き込み又は溶接で取り付けるようにしても良い。ボルトの太さ（径）については、円筒体の大きさによって任意に選択される。
回転シャフトの円盤に設ける切欠きは、ボルトを装着した円筒体内にシャフトが挿入できる大きさとし、ボルトの装着位置と切欠きの位置が一致するように設けるのが好ましいが、これに限定されるものではない。
切欠きの数は例えば、円筒体の円形断面（横断面）に配置されるボルトと円盤の切欠きの数が３個、もしくは５個から８個であることが好ましい。
以下に本発明の詳細を実施例にて説明する。
【実施例】
【００１３】
実施例１
本発明の混合器は回転シャフト１と内部に回転シャフト１を装入するための円筒体２とを主要部材として構成されており、図１は回転シャフト１、図２は円筒体２を示す図であ
る。
図１に示すように、回転シャフト１はシャフト１１とその外周面に適当な間隔を設けて円盤３が並列して設けられており、この円盤３は周方向に適当な間隔で切欠き部３１が設けられている。図１（Ａ）では、円盤３の四方に切欠き部３１が作られているが、これは３方向でも５方向でも良い。
図２は円筒体２の一例を示す図で、本例の場合、図２（Ａ）に示すように円筒体２の外側から内側に向かってボルト４が４本ネジ込まれていて、このボルト４は図２（Ｂ）に示すように円筒体２の長さ方向に一列に装着されている。このボルト４は、図１の回転シャフトの円盤３の切欠き部３１を丁度すり抜ける大きさの径のものであり、回転シャフト１に設けた円盤３の切欠き部３１の位置と対応している。
回転シャフト１は円筒体２の中に挿入するが、そのときの円筒体のボルト４と回転シャフトの円盤３との位置関係の状態を模式的に表した図が図３である。なお、図３（Ａ）では円筒体２は省略してある。図３（Ｂ）は円筒体２を含めた断面図である。このようにボルト４と円盤の切欠き部３１との位置を合わせて差し込めば簡単に両者を組み合わせることができる。
【００１４】
円筒体２に回転シャフト１を通したあと、先端にノズル５と根元に台座６を付ける。これらを全て組み合わせた図が図４である。台座６は円筒体２に嵌合又は螺着するように構成され、また、回転シャフト１の基端部が台座６から突出し図示しない駆動装置に連結できるようになっている。また、台座６には図５（Ａ）に示すように、２液混合シール材の主剤と硬化剤を送り込むための流入口７ａ、７ｂが設けてある。図５（Ｂ）は台座の側面図である。
図４に従って本発明の混合機の撹拌機構を説明する。
２液混合シール材の主剤と硬化剤は、図示しない別途設けたそれぞれの材料のタンクからそれぞれのパイプで送り出す。ポンプで送られる主剤、硬化剤の２液は減速器などを設けて圧送流量を調節し、そのシール材に決められた混合比率で混合器に送り込まれるようにする。一般には主剤：硬化剤とが容量比で１：１になるようにすることが多い。
【００１５】
回転シャフト１の一端は駆動装置に連結し、使用時には常時回転するようにする。
円筒体２に取り付けたボルト４とシャフト１１に付けた切欠き付きの円盤３とが互いに交互になるように配置してあり、円盤３はボルト４とボルト４の間で回転する。
流入口７ａ、７ｂから送り込まれた主剤と硬化剤はポンプの圧力によって円筒体２内をとおり、ノズル５の先端まで移動してゆくが、その際、円盤３の切欠き部３１を通った材料は切欠き部３１の直後のボルト４によって円盤３の回転方向に沿っての移動が抑制されるが、一つの切欠き部３１を通ってきた主剤ともう一つの切欠き部３１を通ってきた硬化剤とがぶつかり合うことになる。
一つの円盤３の切欠き部３１を通った材料は次の切欠き部３１を抜けて先に進むが、上記のようにして主剤と硬化剤とのぶつかり合いを何回も行いながら円筒体２の先端部へ進むこととなる。このようにひとつの材料の流れがボルトに邪魔をされて他の流れとぶつかることを連続して行うことで主剤と硬化剤の２液は十分に撹拌混合される。なお、図中の３ａは台座６からの主剤と硬化剤を混合部へ分配送入するための配送用円盤である。
このようにして混合される混合器（ミキシングノズル）でシール材の適用を確認するために試験を行った。ここではコンクリート水平目地のシールに用いられる一般的な材料としてウレタン系の２液反応型シール材を用いた。
混合器としてはボルト（径  ６ｍｍ）と切欠き付きの円盤（厚さ  ８ｍｍ）の数がそれぞれ１３個のもので、円筒部の内径が５０ｍｍ、シャフトの外径１６ｍｍ、毎分当たりの主剤と硬化剤の合計容量が６００ｍＬの流量で撹拌混合された２液シール材の硬化物を得た。
【００１６】
実施例２
主剤と硬化剤の流量が大きい程、撹拌効率を上昇させなければならないが、このときボルトと切欠き付きの円盤の数を増やし、円筒体の長さを長くすることで撹拌効率を上げることができる。実施例１と同様にウレタン系の２液反応型シール材を用いて、ボルトと切欠き付きの円盤の数が２０個のもので、円筒部の内径が５０ｍｍ、毎分当たりの主剤と硬化剤の合計容量が１２００ｍＬの流量で２液シール材の硬化物を得た。
【００１７】
比較例
同じくウレタン系の２液反応型シール材の主剤と硬化剤を同量缶に取り、プロペラ付きの撹拌ドリルでこれを３分間にわたり十分に混合撹拌した。
これにより２液シール材の硬化物を得た。
【００１８】
これらの２液シール材について主要な物性を測定することができる試験項目を選択して試験を行った。この結果を表１に示す。
【表１】
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【００１９】
これらの試験項目はシール材として一般的な試験項目であるが、実施例１、実施例２、および比較例のいずれも物性的に大差無い結果が得られた。
実施例１では混合機に取り付けるボルトと切り欠き付きの円盤の数が１３個であるが、流量が６００ｍＬ／minと少ない。これに対して実施例２は流量が１２００ｍL／minと倍になっているが、混合機に取り付けるボルトと切り欠き付きの円盤の数を２０個としているので、撹拌効率が上がり、所定のシール材物性が得られる。
【００２０】
以上により、本発明は次のような効果をもたらす。
１．広い面積のコンクリート舗装は従来より加熱式シール材が用いられていたが、現場で材料を長時間、直火加熱するため、火災の危険性を有し、また、臭気、騒音の問題もある。さらに二酸化炭素の発生源となり、消費するエネルギーも大きい。これに対して本発明が寄与する常温式２液反応型シール材の場合、このような問題が解決される。
２．複雑な混合機構を必要とせず、比較的簡単な装置で確実な撹拌混合が可能である。
３．容易に分解が可能であり、洗浄も簡単にできるため、施工現場で用いる装置として優れている。
４．撹拌を行うときの抵抗が少なく、ポンプ圧送の圧力をさほど必要としないことと合わせ、流量が多い場合も撹拌部の数を増やすことによって確実な撹拌混合が可能である。
５．ボルトのネジ込み量を調整することで容易に混合度合や混合速度を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の混合器の回転シャフトの一例を示す図である。
【図２】本発明の混合器の円筒体の一例を示す図である。
【図３】回転シャフトの円盤と円筒体のボルトの位置関係を示す斜視図を示す
【図４】本発明の混合器の一例を示す一部欠損側面図である。
【図５】台座を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１：回転シャフト
２：円筒体
３：切欠きの付いた円盤
４：ボルト
５：注入ノズル
６：台座
７：主剤と硬化剤の流入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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