(57)【要約】 【課題】  本発明は、充填装置および充填方法に関し、深孔の先端側から材料を充填しつつ内部の空気を外部に逃がすことを実現することにより、信頼性高くかつ高品質な深孔内への材料の充填が可能な充填装置および充填方法を提供することを目的とする。【解決手段】  構造物に形成されている深孔内に材料を充填する充填装置であって、深孔内に挿入可能で両端部が開口する外装管１１と、この外装管１１内に挿入可能な内装棒１２とを備え、外装管１１の内面および内装棒１２の外面の縦断面形状を相似形状に形成するとともに互いの間に形成される隙間を少なく形成した。この外装管１１には、先端部１１ａから基端部１１ｂ側に延在して内部空間を外部に開放するスリット１１ｃを形成してもよい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に形成されている深孔内に材料を充填する充填装置であって、
深孔内に挿入可能な縦断面形状に形成されるとともに該深孔の挿入口側から充填位置付近まで届く長さに形成されて両端部が連通する管状部材と、該管状部材内に挿入可能な縦断面形状に形成されるとともに該管状部材の挿入口側から離隔する先端部付近まで届く長さに形成されて当該先端部が管状部材の内部空間を閉止する突押部材とを備え、
管状部材の内面および突押部材の外面の縦断面形状を相似形状に形成するとともに互いの間に形成される隙間を少なく形成したことを特徴とする充填装置。
【請求項２】
前記管状部材の先端部から挿入口側に延在して、内部空間を外部に開放するスリットを形成したことを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
上記請求項１または２に記載の充填装置を準備して、深孔内に充填する材料を管状部材内に詰めた後に、該管状部材を深孔内に挿入口から挿入して先端部を材料の充填位置の先端付近に位置させ、次いで、突押部材の先端部を管状部材の挿入口内に挿入し、この後に、突押部材を管状部材内に挿入して充填材料を突き押しつつ該管状部材を深孔内から引き抜いて、該深孔内に充填材料を充填することを特徴とする充填方法。
【請求項４】
前記突押部材を把持して管状部材内に挿入し充填材料を突き押す際に、該充填材料の変化に応じて突き押す力の強弱を調整することを特徴とする請求項３に記載の充填方法。
【請求項５】
鉄筋入りのコンクリート製構造物に形成されて電気防食の陽極とする棒状電極を挿入する前記深孔内に充填材料を充填することを特徴とする請求項３または４に記載の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填装置および充填方法に関し、特に、先端が未開放状態の深孔内に巣を形成してしまうことなく材料を密に充填することのできるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンクリート製構造物内に埋設されている鉄筋が腐食することを防止するために、その鉄筋を陰極として電圧を印加する（電流を流す）電気防食が行われている。この電気防食を行うための陽極は、施行前であれば網状の電極材料などを鉄筋と共にコンクリート内に埋設して電源を接続可能な構造とする（例えば、特許文献１参照）。また、施行後に補強工事を行う場合には、補強用のコンクリート内に電極材料を埋設して電源を接続可能な電気防食用の陽極とする（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
ここで、施工後に電気防食を行う場合には、網状の電極材料などをコンクリート内に埋設することは容易でなく費用も嵩むことから、図６に示すように、コンクリート製の構造物１の側面から、鉄筋２に対して直交する方向に深孔３を穿孔し、その深孔３内に鉄筋２に直交して対向する棒状の電極４を挿入して電源５を接続することも行われている。
【０００４】
この棒状電極４は、誘電体材料を充填した深孔３内に挿し込んで設置するのが一般的であり、このような深孔３内には、セットされているカートリッジ内の材料をノズルから吐出して構造物の孔内に充填する充填装置が用いられる（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−２０８８７号公報
【特許文献２】特開平９−３１７２０３号公報
【特許文献３】実開平５−８４７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の充填装置にあっては、ノズルの先端を深孔３の挿入口から差し込んでカートリッジ内の材料を吐出するだけのものであるので、先端が未開放状態の深孔３の場合には、内部の空気を外部に逃がしつつ材料を充填することは難しい。この深孔３の内部に空気を残留させた状態で材料により空間が閉じられてしまうと、棒状電極４の周囲に巣ができてしまって、効果的な電気防食を行うことができなくなってしまう、という問題があった。
【０００６】
このような問題は、先端が未開放状態の深孔に限るものではなく、先端が突き抜けている深孔でも挿入口側から材料を押し込んでいくだけなので、材料により空間を閉じてしまって巣ができ易い、という問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、深孔の先端側から材料を充填しつつ内部の空気を外部に逃がすことを実現することにより、信頼性高くかつ高品質な深孔内への材料の充填が可能な充填装置および充填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】
【０００８】
上記課題を解決する充填装置の発明は、構造物に形成されている深孔内に材料を充填する充填装置であって、深孔内に挿入可能な縦断面形状に形成されるとともに該深孔の挿入口側から充填位置付近まで届く長さに形成されて両端部が連通する管状部材と、該管状部材内に挿入可能な縦断面形状に形成されるとともに該管状部材の挿入口側から離隔する先端部付近まで届く長さに形成されて当該先端部が管状部材の内部空間を閉止する突押部材とを備え、管状部材の内面および突押部材の外面の縦断面形状を相似形状に形成するとともに互いの間に形成される隙間を少なく形成したことを特徴とするものである。この充填装置は、前記管状部材の先端部から挿入口側に延在して、内部空間を外部に開放するスリットを形成するのが好ましい。
【０００９】
上記課題を解決する充填方法の発明は、上記発明に係る充填装置を準備して、深孔内に充填する材料を管状部材内に詰めた後に、該管状部材を深孔内に挿入口から挿入して先端部を材料の充填位置の先端付近に位置させ、次いで、突押部材の先端部を管状部材の挿入口内に挿入し、この後に、突押部材を管状部材内に挿入して充填材料を突き押しつつ該管状部材を深孔内から引き抜いて、該深孔内に充填材料を充填することを特徴としている。この充填方法においては、前記突押部材を把持して管状部材内に挿入し充填材料を突き押す際に、該充填材料の変化に応じて突き押す力の強弱を調整するのが好適である。そして、この充填方法は、鉄筋入りのコンクリート製構造物に形成されて電気防食の陽極とする棒状電極を挿入する前記深孔内に充填材料を充填することができる。
【００１０】
この発明では、充填材料を詰めた管状部材が深孔内に挿入されて、さらに、その管状部材の挿入口内に突押部材が挿入された状態で、その突押部材を内装するように管状部材が深孔内から引き抜かれる。このため、管状部材内の充填材料が先端部から押し出されつつ、その管状部材が突押部材に外装された状態になることにより、深孔内に充填材料が残って充填された状態になる。
【００１１】
このとき、管状部材内の充填材料は突押部材で後端側から押すことができるので、周囲の空気を管状部材と深孔との隙間から外部に逃がしつつ、深孔の先端から材料を充填することができ、空気を残留させてしまうことなく、深孔内の先端側から密に材料を充填することができる。
【００１２】
また、突押部材を作業者が手で把持して管状部材内の充填材料を突き押すときには（本発明は作業者が手で把持するばかりではなく、ロボット等を用いてもよいことはいうまでもない）、この充填材料が樹脂系あるいはセメント系などの材質で粘性が経過時間により著しく変化する場合や、作業場所の温度・湿度などの自然環境により粘性の変化する速度が一定でない場合にも、突押部材が押し返される力を感じて（装置を使う場合には、計測すればよい）、その突押部材の突き押す力の強弱を調整することにより、充填材料の深孔内への充填状況を確認しつつ作業を進めることができる。
【００１３】
なお、深孔の先端が未開放の場合には充填材料を強く押し込むことができ、また、開放状態の場合でも先端の充填材料までが移動してしまわない程度の力で押し込めばよい。
【００１４】
ここで、管状部材に先端部から挿入口側に延在するスリットが形成されている場合には、管状部材内に充填材料を容易に詰めることができるのに加えて、先端部からのみでなく、小さな力でそのスリットからも管状部材内の材料を押し出すことができる。
【００１５】
また、例えば、電気防食用の棒状電極を挿入する深孔の場合には、電気防食用材料を充填した深孔内にその棒状電極を差し込めば良く、また、差込作業が負担になる場合などには、管状部材内に棒状電極をセットした状態でその頭部が露出するように充填材料を詰めて、突押部材がその棒状電極の頭部を覆いつつ周囲の充填材料を突き押しするようにすることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明によれば、充填材料を管状部材内に詰めて深孔内に挿入し、その管状部材内の充填材料を突押部材により押し出しつつ、その管状部材を突押部材に外装するように引き抜くという簡易な作業で、空気が充填材料内に残留して巣になってしまうことなく、充填材料を深孔内に先端側から密に充填することができる。このときには、充填材料の変化を感じて突き押す力の強弱調整をすることにより、深孔内への充填状況を確認しながら充填材料を蜜に充填することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は本発明に係る充填装置および充填方法の一実施形態を示す図である。なお、本実施形態では、従来技術の説明で用いた構造物１の深孔３内に材料を充填する場合を一例として説明する。
【００１８】
まず、充填装置の構成を説明する。図１において、充填装置は、外装管（管状部材）１１と内装棒（突押部材）１２とを一組にして使用するものであり、上述の従来技術と同様に、図２に示すような構造物１に形成されている深孔３内に充填材料を充填する際に利用することができる。
【００１９】
外装管１１は、両端部が開口する管（筒）状に形成されており、構造物１の深孔３内に隙間を少なく挿入することのできる外径（外形）に形成されているとともに、内部に内装棒１２を挿入（内装）して外装状態にすることができる内径（内形）を有している。この外装管１１は、構造物１を穿孔して先端側（充填位置）を未開放状態に形成されている深孔３の深さよりも長尺な長さＬ１に形成されている。これにより、外装管１１は、先端部１１ａを深孔３の先端に突き当てた状態で基端部（挿入口）１１ｂ側を外部に露出させることができ、その基端部１１ｂを把持して引き抜くことができる。なお、外装管１１は、基端部１１ｂ側にグリップを取り付けて把持し易くしてもよい。
【００２０】
また、この外装管１１は、先端部１１ａから基端部１１ｂの手前まで延在して内部空間を外面側外方に開放するスリット１１ｃが形成されており、このスリット１１ｃは深孔３よりも短めの長さＬ２に設定されている。これにより、外装管１１は、内部空間内に充填材料などを詰めたり、押し出すことを容易にしている。
【００２１】
内装棒１２は、両端部が端面となる円柱棒状に形成されており、外装管１１内に隙間を少なく挿入して内部空間を略閉止することのできる外径に形成（外面が外装管１１の内面と相似形状かつ同等の径に形成）されている。この内装棒１２は、外装管１１よりも長尺な長さＬ３に形成されている。これにより、内装棒１２は、外装管１１の基端部１１ｂ側の開口を挿入口として内部に挿入して内装させることができ、この状態で、先端部１２ａを深孔３の先端に突き当てても後端部１２ｂを把持可能にその外装管１１の基端部１１ｂから突出させることができるとともに、外装管１１の先端部１１ａ側の開口から先端部１２ａを突出させることもできる。なお、内装棒１２も、後端部１２ｂ側にグリップを取り付けて把持し易くしてもよい。
【００２２】
次に、この充填装置を利用しての充填方法を図３および図４に示す工程図を用いて説明する。なお、ここでは、図２に示す構造物１が、例えば、橋梁などのコンクリート製の構造物１であって、その内部の鉄筋に電気防食を施すために、その電気防食用の陽極とするチタンロッド（棒状電極）を挿し込むために穿孔した深孔３内に、カーボングラファイトなどのバックフィル（充填材料）を充填する場合を説明する。
【００２３】
まず、外装管１１と内装棒１２を準備して、図３（ａ）に示すように、その外装管１１のスリット１１ｃからバックフィル１３を内部に詰めた後に、図３（ｂ）に示すように、外装管１１を先端部１１ａから深孔３内に挿入して、その先端部１１ａを深孔３の先端に突き当てる。
【００２４】
次いで、図３（ｃ）に示すように、外装管１１の基端部１１ｂ側の開口に、内装棒１２を把持してその先端部１２ａを挿入し、外装管１１内のバックフィル１３を後端側から深孔３内に突き押す。このとき、バックフィル１３は、外装管１１の先端部１１ａ側では深孔３の先端に密に押し付けられるとともに、外装管１１のスリット１１ｃから深孔３の対面する内面に密に押し付けられる。また、バックフィル１３が深孔３内にはみ出ることにより小さくされた空間内の空気は、外装管１１の外面と深孔３の内面との間の隙間から外部に流出する。
【００２５】
次いで、図３（ｄ）に示すように、外装管１１内に内装棒１２を挿入して内部のバックフィル１３を後端側から深孔３内に突き押すことを維持しつつ、その外装管１１を深孔３内から引き抜く。このとき、バックフィル１３は、後退する外装管１１の先端部１１ａ側開口から押し出されて、深孔３内の空気を外部に流出させつつ、深孔３の先端側から連続的に密に充填される。
【００２６】
また、この内装棒１２の突き押し（外装棒１１の引き抜き）時には、バックフィル１３の粘性に応じて、例えば、乾燥するなど固化が進むことにより内装棒１２が押し返される力が強く、バックフィル１３が硬くなりつつあると感じる際には、通常時よりも強く突き押しして深孔３内に蜜に充填させるように、その内装棒１２の突き押し力を調整する。
【００２７】
次いで、図４（ｅ）に示すように、外装管１１を深孔３内から完全に引き抜いて、外装管１１が内装棒１２を完全に内装する状態にし、その深孔３の挿入口から外す。このとき、バックフィル１３は、内部に空気が残留して巣となってしまうことなく、深孔３の先端側から密に充填されている。なお、外装管１１を深孔３の挿入口から外した後に、深孔３内の後端側の表面を必要に応じてならす。
【００２８】
次いで、図４（ｆ）に示すように、電気防食用のチタンロッド４を深孔３内に差し込んでバックフィル１３内に埋め込み、図４（ｇ）に示すように、構造物１内にチタンロッド４を埋設した状態にする。このとき、深孔３内のバックフィル１３は密に充填されているので、周囲に巣なくチタンロッド４を構造物１内に埋設することができる。
【００２９】
この後には、図５に示すように、そのチタンロッド４と鉄筋２とに電源５を接続して、電圧を印加する（電流を流す）電気防食を行う。これにより、チタンロッド４は巣なく埋設されているので、電気防食の効果を有効に得ることができる。
【００３０】
このように本実施形態においては、バックフィル１３を詰めた外装管１１を、深孔３内に挿入し、さらに、内装棒１２を内部に挿入して、そのバックフィル１３の粘性に応じた適当な力で突き押ししつつその深孔３内から引き抜くだけで、空気を内部に残留させて巣にしてしまうことなく、バックフィル１３を深孔３内に密に充填することができる。
【００３１】
したがって、構造物１に穿孔した深孔３内にバックフィル１３などの充填材料を高品質かつ信頼性高く充填することができ、その中に埋設する電気防食用のチタンロッド４などを有効に機能させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。例えば、先端が未開放の深孔に限らずに利用することができ、充填材料を充填すべき位置の先端付近に外装管１１の先端部１１ａを位置させて作業を開始すればよい。
【００３３】
また、スリット１１ｃのある外装管１１に限るものではなく、スリットのない外装管を利用して先端部からのみ充填材料を押し出すようにしてもよい。ただし、この場合には、外装管内に充填材料を詰めるのに手間が掛かるとともに、外装管内から充填材料を押し出す際にも大きな力を要する場合もあるので、本実施形態のように構成する方が有利である。
【００３４】
さらに、深孔内に充填材料を充填した後に部材を埋設する場合に限るものではなく、例えば、チタンロッド４をバックフィル１３内に差し込む作業が大変な場合には、外装管１１内にチタンロッド４をセットした状態でバックフィル１３を詰めてもよく、この場合には、内装棒の先端をチタンロッド４の頭部を覆って外装管１１内のバックフィル１３を突き押しできるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る充填装置の一実施形態を示す図であり、その概略全体構成を示す斜視図である。
【図２】その充填装置を利用する対象物を示す一部縦断面図である。
【図３】本発明に係る充填方法の一実施形態を示す図であり、その工程を示す斜視図および一部縦断面図である。
【図４】その図３に続く工程を示す一部縦断面図である。
【図５】その適用を説明する概念構成図である。
【図６】その従来技術の適用を説明する透視斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    構造物
２    鉄筋
３    深孔
４    チタンロッド
５    電源
１１    外装管
１１ｃ    スリット
１２    内装棒
１３    バックフィル
【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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【図６】
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