【手続補正書】
【提出日】平成19年5月8日(2007.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  流体注入部材の逆止弁機構及びそれを備えた高圧注入プラグ並びに使用方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を圧力を掛けて注入する際に流体の逆流を防止するために設けられる流体注入部材の逆止弁機構であって、
軸方向に形成された縦穴と、該縦穴から円周方向に延び外部に通じる横孔とを有する本体部材と、そして、
前記本体部材の横孔を封止する拡開可能な弾性を有するリング状封止部材と、
を備えて構成されてなる流体注入部材の逆止弁機構。
【請求項２】
請求項１に記載の流体注入部材の逆止弁機構において、
前記リング状封止部材は断面円形のＯリングにより提供されていると共に、前記本体部材の横孔が形成されている位置を含む外周には、当該Ｏリングが嵌合する断面円弧状の溝が形成されてなることを特徴とする流体注入部材の逆止弁機構。
【請求項３】
請求項１に記載の流体注入部材の逆止弁機構において、
前記リング状封止部材は断面四角形のＯリングにより提供されていると共に、前記本体部材の横孔が形成されている位置を含む外周には、当該Ｏリングが嵌合する断面四角形状の溝が形成されてなることを特徴とする流体注入部材の逆止弁機構。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の流体注入部材の逆止弁機構において、
前記本体部材の横孔は、１又は複数個形成されてなることを特徴とする流体注入部材の逆止弁機構。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の流体注入部材の逆止弁機構において、
前記本体部材の外周面には、前記溝の横孔の位置から軸方向に抜ける流体通路が形成されていることを特徴とする流体注入部材の逆止弁機構。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体注入部材の逆止弁機構を備えた高圧注入プラグ。
【請求項７】
請求項６に記載の高圧注入プラグにおいて、
叩き折り可能な溝部を有してなることを特徴とする高圧注入プラグ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体注入部材の逆止弁機構又は高圧注入プラグの使用方法において、
注入する流体が、合成樹脂、強化繊維等のフィラーを含んだ合成樹脂又はセメントペーストであることを特徴とする高圧注入プラグの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、流体を圧力を掛けて注入する際に流体の逆流を防止するために設けられる流体注入部材の逆止弁機構に係り、さらに詳しくは、最小部品点数で安価に製造することができる流体注入部材の逆止弁機構に関する。
【０００２】
【先行技術】
従来の流体注入部材の逆止弁機構をグリースニップルを例として説明する。このグリースニップルは、略筒状をなしたニップル本体と、そのニップル本体に内装される逆止弁用コイルスプリングと、その逆止弁用コイルスプリングによってニップル本体の注入口を塞ぐように付勢される逆止弁としてのスチールボールとを備えて形成されている。
【０００３】
この場合、スチールボールを逆止弁とすると、注入口との接触が線接触となるために、注入口からのグリースの漏洩を完全に防ぐことはできなかった。しかしながら、上記のようなグリースの漏洩は、建設機械や自動車などに使用されるグリースの粘度ではほとんど問題とならず、また、屋外で使用するために設計され、生産されている製品であったことから、少々のグリースの漏洩程度であれば問題とされなかった。そして、ＪＩＳやＩＳＯにおいても、もちろん有害な漏れは認められていないが、多少の漏れは許容されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、かかるニップルの使用範囲が広がり、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂といった硬化（接着）剤・薬液を高圧で注入する部品として用いられるようになってきた。一例としては、コンクリート建造物やトンネルの内壁等の構造物には耐火、耐久性が要求されるが、時間の経過における外環境の変化、例えば、寒暖の差や風雨等の種々の原因により次第に劣化しひび割れが発生することがある。発生したひび割れは補修のみで対処できるときには、ひび割れの中に合成樹脂やセメントペースト等を注入する作業が行なわれる。このような作業に使用される合成樹脂としては、例えば、低粘性エポキシ、ポリウレタン、アクリルアマイド等があり、またセメントペーストとしては、例えば、無機質系ポリマーセメントペースト、有機質系ポリマーセメント等がある。
【０００５】
かかる樹脂の中には、機械的強度を増すために強化繊維を混入しているものがある。かかる繊維は、内部のコイルスプリングに引っ掛かり、スプリングがその機能を果たせないようにしてしまったり、ニップル本体の注出口とボールとの間に挟まって許容できない程の樹脂を逆流させたりする。さらに、地下トンネルや山岳地帯のトンネルでのコンクリート面補修では、５０Ｍｐａやそれ以上といった圧力で使用する場合がある。その場合、注入圧力により逆止弁用コイルスプリングが座屈してしまい、復元しなくなる現象が起こり、薬液の逆噴射により作業員を怪我をさせる等の原因となっていた。
【０００６】
また、コンクリート面の補修では、ニップル本体は補修面内に埋設してしまう関係から膨大な量の逆止弁付きニップルを消費することとなる。そこで、より安価で且つ性能に問題のない流体注入部材の逆止弁機構の開発が要望されていた。
さらに、ニップルの使用範囲が広がるにつれて、より小さなタイプの逆止弁付きニップルの需要が高まっているが、従来の逆止弁機構のままではサイズを小さくするのには限界があった。
そこで、本発明が解決すべき課題は、より安価で且つ高圧使用時にも性能に問題のない流体注入部材の逆止弁機構を提供することである。
本発明が解決すべき課題は、また、逆止弁の小型化にも対応可能な流体注入部材の逆止弁機構を提供することにある。
本発明が解決すべき課題は、さらに、強化繊維等のフィラーが含まれているものでもほぼ完全に封止することができる流体注入部材の逆止弁機構を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、流体を圧力を掛けて注入する際に流体の逆流を防止するために設けられる流体注入部材の逆止弁機構であって、軸方向に形成された縦穴と、該縦穴から円周方向に延び外部に通じる横孔とを有する本体部材と、そして、本体部材の横孔を封止する拡開可能な弾性を有するリング状封止部材とを備えて構成されてなる流体注入部材の逆止弁機構を提供する。
【０００８】
本発明の流体注入部材の逆止弁機構は、基本的に、２つの部材のみで構成される。加えて、本体部材は、縦穴と横孔とを加工すれば良いだけであり、他方は、リング状封止部材を用いるだけで足りるため、構造が極めて単純で且つ安価に製造することができ、また、リング状封止部材の弾性により横孔を任意の強さで封止することができる。よって、高圧で使用したとしても性能上全く問題がない。さらに、本体部材とリング状封止部材とは、容易に面接触による封止とすることができ且つ本体部材内に引っ掛かる部材が存在しないことから、強化繊維等のフィラーが含まれている場合もほぼ完全に封止することができる。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の流体注入部材の逆止弁機構において、リング状封止部材は断面円形のＯリングにより提供されていると共に、本体部材の横孔が形成されている位置を含む外周には、当該Ｏリングが嵌合する断面円弧状の溝が形成されてなることを特徴とする。最も単純な形状のＯリングを使用することから、製造コストは極限まで低下する。また、本体部材への溝の加工も当該Ｏリングと補合する円弧状の溝であるため切削加工によっても、あるいは、鍛造によっても容易且つ安価に製造することができる。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の流体注入部材の逆止弁機構において、リング状封止部材は断面四角形のＯリングにより提供されていると共に、本体部材の横孔が形成されている位置を含む外周には、当該Ｏリングが嵌合する断面四角形状の溝が形成されてなることを特徴とする。断面円形の代わりに、断面四角形のＯリングとすることもできる。本体部材とリング状封止部材との接触面積をより広範囲とし封止を完全なものとすることができる。
【００１１】
請求項４に記載の本発明は、請求項２又は３に記載の流体注入部材の逆止弁機構において、本体部材の横孔が、１又は複数個形成されてなることを特徴とする。横孔の数は、Ｏリングが全ての横孔を塞ぐことができる限り幾つでも良い。なお、Ｏリングの切れ目は、横孔の形成されていない位置に配置される。
【００１２】
請求項５に記載の本発明は、請求項２又は３に記載の流体注入部材の逆止弁機構において、本体部材の外周面には、溝の横孔の位置から軸方向に抜ける流体通路が形成されていることを特徴とする。排出する流体の圧力でＯリングは拡開し本体部材から流出する。その際、本体部材の外周面に、溝の横孔の位置から軸方向に抜ける流体通路が形成されている場合には、この流体通路に沿って流体がスムーズに流れる。流体損失が少なくてすむことから、対象部位への流体の注入を確実に行うことができる。
【００１３】
請求項６に記載の本発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体注入部材の逆止弁機構を備えた高圧注入プラグを提供する。請求項７に記載の本発明は、請求項６に記載の高圧注入プラグにおいて、叩き折り可能な溝部を有してなることを特徴とする。請求項８に記載の本発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体注入部材の逆止弁機構又は高圧注入プラグの使用方法において、注入する流体が、合成樹脂、強化繊維等のフィラーを含んだ合成樹脂又はセメントペーストであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る流体注入部材の逆止弁機構を図示された実施の形態に基づいて、更に詳しく説明する。図１は、本発明に係る流体注入部材の逆止弁機構を、コンクリート建造物やトンネル等の構造物に発生するひび割れの補修に使用する接着剤高圧注入プラグに応用した一例の下側半分を断面とした正面図である。
【００１５】
接着剤高圧注入プラグ１０は、概略的に、金属製ニップル本体１、ナイロンワッシャ２、ゴムパッキン３、内歯付き座金４、金属製バルブナット本体５、Ｏリング６、そして、ねじパイプ７とを含んでいる。バルブナット本体５及びＯリング６で、本発明に係る流体注入部材の逆止弁機構を構成する。ニップル本体１は、ニップル頭部１ａ及びスパナ等の回転駆動治具と係合する六角ナット部１ｂを有する。六角ナット部１ｂの途中には、溝１ｃが形成されており、ハンマー等でニップル頭部１ａを叩くことにより２つに割ることができる。ニップル本体１は、従来のグリース注入用のニップルと同じように鋼製又は黄銅製とすることができ、その製造技術を用いて簡単に製造することができる。ニップル頭部１ａの外形は、高圧流体を注入する機器、例えば、高圧ポンプの注入用カップリング又はチャック式ノズルと液密に接続し得るようになっている。例えば、図１に示された実施形態では、ニップル頭部１ａの外形は従来周知の球形をなしている。例えば、締め込み二ツプルは高圧注入の標準となつている自動車用グリースニツプルの規格と同様の仕様で製作することができる。
【００１６】
図示された好ましい実施例では、ニップル本体１全体が、断面六角形のナットから構成されている。ニップル本体１のどの部位にスパナを係合させても、ニップル本体１を回転させることができ作業性が良好となる。ナイロンワッシャ２は、軽く回転でき高圧に耐えるデルリン、ナイロン等を用いることができる。ゴムパッキン３としては、耐油性・耐腐食性に富むニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブタジエンスチレンゴム（ＳＢＲ）等を用いるのが好ましい。その外周面には、リング状の突起３ａが３条とバルブナット本体５側の端部に隣接して軸方向の突起３ｂが４条が設けられている。前者は、ニップル本体１をねじパイプ７にねじ込みゴムパッキン３を樽条に膨張させた時のコンクリート壁に穿設した穴壁に接触して抜け難くする(パッキン機能も有する)ためのものである。他方、後者は、ニップル本体１を回転する際、接着剤高圧注入プラグ１０全体が空回りしないようにするためのものである。
【００１７】
バルブナット本体５は、ＳＵＳ等の金属または高強度の樹脂で製造されており、高圧注入に耐えるものとする。バルブナット本体５には、図２に示されているように、一端から軸方向に形成された縦穴５ａと、該縦穴５ａから円周方向に延び外部に通じる横孔５ｂとが設けられている。なお、横孔５ｂは、１以上幾つでも良い。また、バルブナット本体５の横孔５ｂが形成されている位置を含む外周には、断面円形のＯリング６が嵌合する断面円弧状の溝５ｄが形成されている。さらに、バルブナット本体５の他端側の外周面には、溝５ｄの横孔５ｂの位置から軸方向に抜ける流体通路５ｃが形成されている。高圧で縦穴５ａ及び横孔５ｂを通って排出された流体は、Ｏリング６を拡開して流路を形成した後、この流体通路５ｃを通って外部に放出される。
【００１８】
図示された好ましい実施例では、バルブナット本体５の横孔５ｂを封止する拡開可能な弾性を有するリング状封止部材として断面円形Ｏリング６が用いられている。もちろん、他の断面形状のものも用いることができる。例えば、断面が四角形のものや楕円形のもの等である。その場合、Ｏリングが嵌合する溝の形状もそれと呼応して断面四角形状の溝、断面楕円形の溝のように修正が必要である。Ｏリング６は、バルブナット本体５の横孔５ｂが形成されている位置を含む外周に形成された断面円弧状の溝５ｄ内に嵌合してその円弧面と面接触する。これにより、バルブナット本体５とＯリング６との間の封止が簡単な構造であるにもかかわらずほぼ完全に行うことができる。また、線ではなく面で封止するため、流体内に強化繊維等のフィラーが含まれている場合も比較的封止を完全に行うことができる。
【００１９】
なお、ゴムパッキン３をバルブナット本体５の一端の周囲にかぶせ、焼付けにより一体的とすれば、内歯付き座金４を設ける必要性がなくなり、部品点数がそれだけ少なくなる利点がある。次に、本接着剤高圧注入プラグ１０の使用方法について説明する。接着剤高圧注入プラグ１をコンクリート壁面３４にあけた注入口３６に差し込む。接着剤高圧注入プラグ１０のゴムパッキン３の外周面に横方向に突出している軸方向の突起３ｂが注入口３６に接触し、廻り止め作用として働く。ニップル本体１にスパナ、レンチを係合させニップル本体１を締め込み方向に回転させる。これにより、ニップル本体１はねじパイプ７上をバルブナット本体５の方向に移動し、ゴムパッキン３を樽状に膨張させる。これにより、ゴムパッキン３の外表面と注入口３６とは強化に接合し密着する。
【００２０】
接着剤高圧注入プラグ１０の先端であるニップル頭部１ａに、高圧ポンプのノズルを嵌め接着剤や止水剤等を高圧注入する。注入された液はねじパイプ７を通り、バルブナット本体５の縦穴５ａ及び横孔５ｂに至る。バルブナット本体５の横孔５ｂに入ってきた液はＯリング６を拡開させ、さらに、流体通路５ｃを経由して接着剤高圧注入プラグ１０の外に排出される。接着剤高圧注入プラグ１０から出た液はコンクリートの亀裂３４ａに高圧注入される。
【００２１】
充填が終わると高圧ポンプからのノズルを取り外す。取り外すと接着剤高圧注入プラグ１０の内部圧力が下がり、バルブナット本体５の横穴５ｂをＯリング６が大きな弾性力で塞ぐ。薬液の硬化（通常５〜４０時間）を待たず、コンクリートから出ているニップル頭部１ａ及び六角ナット部１ｂの溝１ｃより外側をハンマーで打ち折る。コンクリート表面を平らとなるように表面処理をする。
【００２２】
以上の結果、生産性があがる。高圧注入に対する弊害（漏れ・逆流・接着剤が固まる待ち時間一等）がなくなる。繊維状の補強剤が混入されている材料でも問題がなくすべての薬液に使える。流入抵抗が少ないので、低圧での微妙な注入にも使える。再使用しやすく洗浄が可能である。また、直径の小さなものも容易に製作できる等の全て又は任意のいずれか若しくはそれらの組み合わせの利点を有する。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、流体を圧力を掛けて注入する際に流体の逆流を防止するために設けられる流体注入部材の逆止弁機構において、軸方向に形成された縦穴と、該縦穴から円周方向に延び外部に通じる横孔とを有する本体部材と、そして、本体部材の横孔を封止する拡開可能な弾性を有するリング状封止部材とを備えて構成されてなるため、構造が極めて単純で且つ安価に製造することができる効果を有する。さらに、本体部材とリング状封止部材とは、容易に面接触による封止とすることができ且つ本体部材内に引っ掛かる部材が存在しないことから、強化繊維等のフィラーが含まれている場合もほぼ完全に封止することができる効果を有する。
【００２４】
請求項２に記載の本発明によれば、リング状封止部材は断面円形のＯリングにより提供されていると共に、本体部材の横孔が形成されている位置を含む外周には、当該Ｏリングが嵌合する断面円弧状の溝が形成されているため、製造コストを極限まで低くすることができる効果を有する請求項３に記載の本発明によれば、リング状封止部材は断面四角形のＯリングにより提供されていると共に、本体部材の横孔が形成されている位置を含む外周には、当該Ｏリングが嵌合する断面四角形状の溝が形成されてなるため、本体部材とリング状封止部材との接触面積をより広範囲とし封止を完全なものとすることができる効果を有する。
【００２５】
請求項４に記載の本発明によれば、単純な構成であるにもかかわらず、１又は複数の横孔の全てを確実に塞ぐことができる効果を有する。請求項５に記載の本発明によれば、本体部材の外周面には、溝の横孔の位置から軸方向に抜ける流体通路が形成されているため、本体部材から排出する流体の圧力でＯリングは拡開し、さらに、この流体通路に沿って流体がスムーズに流れることができる効果を有する。請求項６に記載の本発明によれば、前記した効果を奏する高圧注入プラグを提供することができるという効果がある。請求項７に記載の本発明によれば、コンクリート表面を平らにする表面処理の生産性が上がるという効果を有する。請求項８によれば、注入する流体が、合成樹脂、強化繊維等のフィラーを含んだ合成樹脂又はセメントペーストを確実に注入できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体注入部材の逆止弁機構を、コンクリート建造物やトンネル等の構造物に発生するひび割れの補修に使用する接着剤高圧注入プラグに応用した一例の下側半分を断面とした正面図である。
【図２】図1に示されたバルブナット本体の拡大図で、（ａ）はその左側面図、（ｂ）は中央縦断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図1の接着剤高圧注入プラグを用いてコンクリート壁に発生したひび割れを補修する各段階を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１      ニップル本体
１ａ      ニップル頭部
１ｂ      六角ナット部
１ｃ      溝
２      ナイロンワッシャ
３      ゴムパッキン
４      内歯付き座金
５      バルブナット本体
５ａ      縦穴
５ｂ      横孔
５ｃ      流体通路
５ｄ      溝
６      Ｏリング
７      ねじパイプ
１０      接着剤高圧注入プラグ
３４      コンクリート壁面
３６      注入口