(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の開口部を塞ぐ栓であって、
固定部と、括れ部と、頭部を備え、
前記固定部は先側に、前記頭部は後側に、前記括れ部は前記固定部と前記頭部との間に位置し、
前記固定部及び前記括れ部は、前記開口部に挿入され、
前記頭部は、前記固定部及び前記括れ部が前記開口部に挿入された状態で型枠により押圧され、
前記頭部の断面形状は、一部又は全部が、前記開口部の形状よりも大きく、
前記固定部は、後側に固定後部を含み、
前記固定後部の形状は、前記固定後部よりも先側の形状よりも大きく、かつ、前記開口部の形状よりも大きく、
前記固定後部よりも先側の形状は、先側が小さく、後側が大きく、
前記括れ部は、断面外周形状が前記開口部の形状よりも小さい、栓。
【請求項２】
前記頭部において、
先側の断面外周形状は、前記管の開口部の外周形状と略一致し、
後側の断面外周形状は、先側の断面外周形状よりも大きい、請求項１記載の栓。
【請求項３】
前記固定部の一部、前記括れ部及び前記頭部は、連続した中空構造である、請求項１又は２に記載の栓。
【請求項４】
前記頭部の中空構造において、
後側の一部では、先側の断面形状が小さくて後側の断面形状が大きく、
残部では、断面形状が一定、又は、先側の断面形状が大きくて後側の断面形状が小さい、請求項３記載の栓。
【請求項５】
型枠と、管と、前記管の開口部に取り付けられる栓を備える栓取付構造であって、
前記栓は、固定部と、括れ部と、頭部を備え、
前記固定部は先側に、前記頭部は後側に、前記括れ部は前記固定部と前記頭部との間に位置し、
前記頭部の断面形状は、一部又は全部が、前記開口部の形状よりも大きく、
前記固定部は、後側に固定後部を含み、
前記固定後部の後側の形状は、前記固定後部よりも先側の形状よりも大きく、かつ、前記開口部の形状よりも大きく、
前記固定後部よりも先側の形状は、先側が小さく、後側が大きく、
前記括れ部は、断面外周形状が前記開口部の形状よりも小さく、
前記栓は、前記固定部及び前記括れ部が前記開口部に挿入された状態で、前記頭部が前記型枠により押圧される、栓取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、栓及び栓取付構造に関し、特に、コンクリート成形等において管の開口部を塞ぐ栓等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、出願人は、例えばグラウトなどを注入するための塩ビパイプなどの注入口に対して、ノロ侵入防止と製品断面の成形を行うために、棒状発泡ポリエチレンを詰めている。
【０００３】
図５及び図６は、従来の棒状発泡ポリエチレンを使用した場合の実験結果を示す図である。塩ビパイプに棒状発泡ポリエチレンを詰める作業は、まず、塩ビパイプに棒状発泡ポリエチレンを挿入し（図５（ａ）参照）、４０ｍｍほどねじ込んで（図５（ｂ）参照）、パイプ端部から５ｍｍ程度をカッターで切断する（図５（ｃ）及び（ｄ）参照）。
【０００４】
図６（ａ）にあるように、塩ビパイプ１０１の開口部に挿入された棒状発泡ポリエチレン１０３は、型枠１０５により押圧される。パイプ端部から外に出ている部分は、型枠１０５により押圧されて、パイプ端部でパイプ外径よりも広がった状態になる。その結果、図６（ｂ）にあるように、パイプ端部におけるコンクリート形状１０７が歪になる。図６（ｃ）は、棒状発泡ポリエチレンを使用した場合のグラウト注入口の周辺の拡大図である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図５の作業は、かなりの労力を要し、熟練作業者が行う必要がある。さらに、塩ビパイプに詰める長さを一定にするために切断寸法を管理することを要する。また、カッターを使用して棒状発泡ポリエチレンを切断すると、カッターの油分が棒状発泡ポリエチレンに取られて、切れ味が早くに落ちて作業性が悪くなる。さらに、手を切るなどの安全性を害する可能性もあった。さらに、棒状発泡ポリエチレンは使い捨てであった。
【０００６】
さらに、棒状発泡ポリエチレンは、時間が経過するにつれて反発力が弱くなり、取り付け作業後に注入口から棒状発泡ポリエチレンが抜けやすくなる。そのため、打設作業時にバイブレーターの振動によって棒状発泡ポリエチレンが抜け、機械式継手内に生コンが侵入するなどの危険性があり、最悪の場合には廃盤に至るまでのリスクが存在した。
【０００７】
さらに、図６（ａ）のパイプ端部での棒状発泡ポリエチレンの形状にあるように、コンクリートが流れにくくなる。さらに、グラウト注入口には、周囲に不均一に跡が存在し、ヌスミ面積は大きなものとなっていた。
【０００８】
そこで、本願発明は、コンクリート成形などをする場合に、グラウト注入口などの管の開口部に取り付けることに適した栓等を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の第１の観点は、管の開口部を塞ぐ栓であって、固定部と、括れ部と、頭部を備え、前記固定部は先側に、前記頭部は後側に、前記括れ部は前記固定部と前記頭部との間に位置し、前記固定部及び前記括れ部は、前記開口部に挿入され、前記頭部は、前記固定部及び前記括れ部が前記開口部に挿入された状態で型枠により押圧され、前記頭部は、一部又は全部が、前記開口部の形状よりも大きく、前記固定部は、一部又は全部が、前記開口部の形状よりも大きく、前記括れ部は、前記固定部と前記頭部との間の一部又は全部であって、断面外周形状が前記開口部の形状よりも小さい。
【００１０】
本願発明の第２の観点は、第１の観点の栓であって、前記頭部において、先側の断面外周形状が最も小さく、後側の断面形状が最も大きい。
【００１１】
本願発明の第３の観点は、第２の観点の栓であって、前記頭部において、先側の断面外周形状は、前記管の開口部の外周形状と略一致する。
【００１２】
本願発明の第４の観点は、第１から第３のいずれかの観点の栓であって、前記固定部の一部、前記括れ部及び前記挿入部は、連続した中空構造である。
【００１３】
本願発明の第５の観点は、第４の観点の栓であって、前記固定部において、最も断面外周形状が大きい部分は、前記連続した中空構造である部分に存在する。
【００１４】
本願発明の第６の観点は、第４又は第５の観点の栓であって、前記頭部の中空構造において、後側の一部では、先側の断面形状が小さくて後側の断面形状が大きく、後側の残部では、断面形状が一定、又は、先側の断面形状が大きくて後側の断面形状が小さい。
【００１５】
本願発明の第７の観点は、型枠と、管と、前記管の開口部に取り付けられる栓を備える栓取付構造であって、前記栓は、固定部と、括れ部と、頭部を備え、前記固定部は先側に、前記頭部は後側に、前記括れ部は前記固定部と前記頭部との間に位置し、前記頭部は、一部又は全部が、前記開口部の形状よりも大きく、前記固定部は、一部又は全部が、前記開口部の形状よりも大きく、前記括れ部は、前記固定部と前記頭部との間の一部又は全部であって、断面外周形状が前記開口部の形状よりも小さく、前記栓は、前記固定部及び前記括れ部が前記開口部に挿入された状態で、前記頭部が型枠により押圧される。
【００１６】
なお、本願発明を、管の開口部に栓を取り付ける栓取付方法として捉えてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明の各観点によれば、栓により管の開口部を塞ぐため、棒状発泡ポリエチレンを切断するなどの作業が不要となる。特に、本願発明は、固定部と頭部との間にある括れ部が、開口部の形状よりも小さな断面外周形状である。開口部を塞いだ状態で抜け方向に働く力を抑制することができ、抜けにくくなる。
【００１８】
さらに、本願発明の第２の観点によれば、頭部がコンクリートなどに接着する接着面を小さくして、ヌスミ面積を少なくでき、現場での後埋め材料を減らすことができる。さらに、本願発明の第３の観点によれば、管と栓の外面が連続するため、管の外でのコンクリートなどの移動を阻害しない。
【００１９】
さらに、本願発明の第４の観点によれば、例えば、中空構造に器具を挿入して、固定部で力を作用させて取り外すことなどの作業を容易に実現することができる。さらに、本願発明の第５の観点にあるように、固定部の最大断面外周形状がある部分を、中空構造の先端よりも頭部側とすることにより、開口部に挿入しやすく、かつ、取り外しやすくすることができる。さらに、本願発明の第６の観点にあるように、頭部に存在する支点と、固定部に存在する作用点を利用して、取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願発明の実施の形態に係る栓の構成の一例を示す第１図である。
【図２】本願発明の実施の形態に係る栓の構成の一例を示す第２図である。
【図３】図１及び図２の栓を押圧する型枠の距離が変わったときの状況を示す図である。
【図４】本願発明の栓による実験結果を示す図である。
【図５】従来の棒状発泡ポリエチレンを使用した場合の実験結果を示す第１図である。
【図６】従来の棒状発泡ポリエチレンを使用した場合の実験結果を示す第２図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、この実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２２】
図１及び図２は、本願発明の実施の形態に係る栓の構成の一例を示す。以下では、この栓が、グラウト注入口である塩ビパイプの一端の開口部（本願請求項の「管の開口部」の一例）を塞ぐものを例として具体的に説明する。この栓は、ゴム栓であり、繰り返し使用することができる。塩ビパイプは、鉄筋、鋼棒、器具などで固定される。
【００２３】
図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、本願発明の実施の形態に係る栓の左側面図、正面図、及び、右側面図である。平面図、底面図及び背面図は、正面図と同じである。
【００２４】
図１（ｄ）は、栓１を塩ビパイプ２の一端の開口部（本願発明の「開口部」の一例）に取り付けて、開口部を塞いだ状態を示す。塩ビパイプ２は、中空の円筒状であって、中空部分の長手方向の断面は円形である。
【００２５】
図２を参照して、図１の栓１の構成について、具体的に説明する。
【００２６】
図２（ａ）は、栓１の外周面側の構成を説明するための図である。長手方向（図２（ａ）の水平方向）の断面において、外周部分の形状を「断面外周形状」という。栓１は、回転体であり、長手方向の外周断面形状は円である。
【００２７】
栓１は、固定部３（本願発明の「固定部」の一例）と、括れ部５（本願発明の「括れ部」の一例）と、頭部７（本願発明の「頭部」の一例）を備える。固定部３は先側（図２（ａ）の右側）に、頭部７は後側（図２（ａ）の左側）に、括れ部５は固定部３と頭部７との間に位置する。図１（ｄ）にあるように、固定部３及び括れ部５は開口部に挿入され、塩ビパイプ２の一端を塞ぐ。
【００２８】
固定部３は、開口部に挿入されて、塩ビパイプ２の内壁面を押圧して開口部を塞ぐ。固定部３は、固定先部１１と、固定中間部１３と、固定後部１５を備える。固定先部１１は、先側が小さく、後側が大きいテーパー状である。固定中間部１３は、断面外周形状が一定の径の円形であり、円柱状である。固定後部１５は、先側が小さく、後側が大きいテーパー状である。
【００２９】
例えば、固定部３は、一部が、開口部の径よりも２％ほど拡幅している。具体的には、塩ビパイプ２の開口部の内直径が２２ｍｍである場合に、固定先部１１の先端の直径は１８ｍｍ、固定中間部１３の断面外周形状の直径は２１．５ｍｍ、固定後部１５の後端の断面外周形状の直径は２２．５ｍｍである。
【００３０】
固定部３は、固定先部１１の先側が最も小さく、固定後部１５の後側が最も大きい。そのため、固定部３は、細い固定先部１１から挿入することにより取り付け作業がしやすい。また、固定部３は、後側ほど、強い力で塩ビパイプの内壁面を押圧する。図１（ｄ）にあるように、括れ部５が存在するため、固定後部１５の後端側は、塩ビパイプの端ではなく内部に位置する。固定部３において最後端で最も大きな形状にしても、塩ビパイプの端でなく内部に位置して、安定して塩ビパイプの内壁面を押圧することができる。
【００３１】
頭部７は、長手方向の断面外周形状が塩ビパイプの注入口よりも大きく、塩ビパイプの外側に位置する。頭部７は、頭先部１７と、頭後部１９を備える。頭先部１７は、先側が小さく、後側が大きいテーパー状である。頭後部１９は、断面外周形状が一定の径の円形である。
【００３２】
頭部７は、先側が小さく、後側が大きい形状である。そのため、グラウト注入口の端において密着する接着面を小さくすることができ、ヌスミ面積を小さくして現場での後埋め材料を減らすことができる。
【００３３】
括れ部５は、固定部３と頭部７との間に存在し、断面外周形状が一定の径の円形である。括れ部５は、長手方向の断面外周形状が塩ビパイプ２の注入口の形状よりも小さく、括れ部５と塩ビパイプの内壁面との間に空間が生じる。例えば、塩ビパイプの注入口の内径を２２ｍｍとした場合に、括れ部５の断面外周形状の直径を１９ｍｍとし、固定中間部１３の直径を２１．５ｍｍとして、約８８％として小さいサイズとしてもよい。
【００３４】
例えば、栓１を塩ビパイプ２の開口部に挿入すると、固定後部１５の後端の外周部分が後側に変形することが予測される。しかしながら、その変形は、括れ部５と塩ビパイプの内壁面との間に生じた空間にて生じることが期待される。実際、発明者らの実験によれば、括れ部５に対応する部分がないときには、抜け方向（後側）に働く力により栓の収まりが悪かった。括れ部５を設けることにより、注入口を塞いだ状態で抜け方向に働く力を抑制することができた。
【００３５】
なお、本願発明では、括れ部５は、固定部３と頭部７との間の一部に存在してもよい。また、直線的なテーパー形状や円柱などに限定されず、曲線的に徐々に大きくなったり、小さくなったりする形状であってもよい。また、固定部３では、最後端で最も大きい形状でなくてもよい。
【００３６】
図２（ｂ）は、栓１の内部の中空構造を説明するための図である。栓１の後側には、中空部２１が凹設されている。栓１において、頭部７、括れ部５及び固定後部１５は、中空構造である。固定中間部１３は、後側の一部が空中構造であり、先側の残部が中空構造でない。固定先部１１は、中空構造でない。中空部２１は、頭部７、括れ部５、固定後部１５、及び、固定中間部１３の後側の一部において、内部に形成された連続する中空の部分である。中空部２１は、回転体であり、長手方向の断面形状は円である。
【００３７】
図２（ｂ）を参照して、中空部２１は、中空先部２３と、中空後部２５を備える。中空先部２３は、断面形状が一定の径の円形である。中空後部２５は、先端側が小さく、後端側が大きいテーパー状のものである。例えば、グラウト注入口の内径を２２ｍｍとした場合に、中空先部２３は、断面形状の直径が１０ｍｍであり、長さが２４ｍｍである。中空後部２５は、後側の直径が３０ｍｍであり、長さが３．５ｍｍ（うち、後側は０．５ｍｍの円柱状）である。
【００３８】
中空先部２３と中空後部２５は、頭部７において接続する。
【００３９】
図２（ｃ）は、栓１により管の開口部を塞いだ状態で、型枠３１を利用してコンクリート成形をする場合の一例を示す。栓１は、塩ビパイプ２の開口部を塞いだ状態で、型枠３１により押圧される。頭部７は、ザグリ構造とすることにより、型枠への密着性を高めることができる。実際、型枠に対して、栓１が多少傾斜した状態でも、密着させることができ、塩ビパイプの注入口から型枠までの間隔が２〜３ｍｍ程度前後する状態であっても、ザグリ形状の効果によりつぶれながら外方向に働く応力によりフィットさせることができる。
【００４０】
さらに、頭先部１７の先側は、塩ビパイプ２の開口部の外周とほぼ一致する。ここで、「ほぼ一致する」とは、塞いだ状態で、頭先部１７と塩ビパイプ２の開口部の外周が接する部分３３とが、外側でのコンクリートの動きを実質的に阻害しない範囲で一致することを意味する。そのため、塩ビパイプの開口部において、周囲に存在する後は均一になり、ヌスミ面積を小さなものとすることができる。
【００４１】
図２（ｄ）は、栓１によりグラウト注入口を塞いだ状態で、中空部２１において器具３１を利用して取り外す作業の一例を説明するための図である。
【００４２】
器具３１は、中空先部２３の断面形状の円の径よりも細い棒状のものである。先端が鉤状となり、引っ掛けて作業することができる。作業者は、器具３１の先端を中空部２１に入れ、先端部３５において後側に力をかけて、栓１を取り外すことができる。固定部３において、最も強くグラウト注入口の内壁面を押圧するのは、固定後部１５の最後端３９である。中空部２１の先側３７は、固定後部１５の最後端３９よりも先側に位置する。そのため、作業者は、器具３１の先端部３５を、固定後部１５の最後端３９よりも先側に位置させて、固定後部１５の最後端３９に対して、器具３１の先端部３５により後側に力をかけて取り外すことができる。
【００４３】
さらに、中空部２１において、中空後部２５は後側が大きく先側が小さいテーパー状であり、中空先部２３は一定の径の円柱状である。中空後部２５と中空先部２３が接続する接続部３３は、頭部７に存在する。作業者が、接続部３３を利用して、これを支点とし、器具３１の先端部３５を作用点として力を加えることができる。この場合、支点は頭部７に位置し、作用点は固定部３に位置する。括れ部５が存在することにより、頭部７と固定部３は、ある程度独立に移動することができる。接続部３３にかかる力は、頭先部１７の接着面が抜き勾配形状であるために、容易に取り外しができる。作業者は、器具３１の先端部３５による力と接続部３３にかかる力とにより、効率よく、栓１を取り外すことができる。
【００４４】
このように、括れ部５及び中空部２１を利用することにより、塩ビパイプに取り付けられた栓を容易に取り外すことができる。
【００４５】
なお、中空先部２３と中空後部２５とは、接続する部分で支点を設けることができればよい。例えば、中空後部２５は、先端側が小さく、後端側が大きなものであってもよい。また、直線的なテーパー形状や円柱状ではなく、曲線的な形状であってもよい。
【００４６】
また、本願発明において、中空部２１は、取り外す際に固定部３に力をかけることができる構成を採用することができる。例えば、フックを引っ掛ける部分を設けるなどの構成を採用してもよい。
【００４７】
図３を参照して、型枠とパイプとの距離が近づいても、栓が塞ぎ続けることができることを説明する。
【００４８】
頭部７の距離をＬとする。図３（ａ）にあるように、パイプ２と型枠３１との間の距離がＬ以下であれば、頭部７は型枠３１と型枠接続部３７で当たり、頭部７はパイプ２と接続部３３で当たる。これにより、コンクリート成形などの作業時に、栓の内部空間、及び、パイプ２の内部に、コンクリートが入り込むことを防止することができる。
【００４９】
例えば、図３（ｂ）にあるように、型枠３１が傾斜したとする。これは、型枠の不正確さや、パイプの取り付け位置の誤差などによって生じ得るものである。パイプ２と型枠３１の距離は、一方はＬであり、他方はＬ−ΔＬであり、距離が異なっている。頭部７の後側は、皿のように、徐々に薄くなっている。図３（ｃ）にあるように、頭部７は、ゴムの可撓性を利用して変形することができ、型枠３１に沿って非等方的に広がる。そのため、パイプ２と型枠３１との距離が近くなったり、型枠３１が傾斜して距離が異なったりしても、コンクリート成形時のコンクリートの入り込みを防ぐことができる。
【００５０】
図５及び図６のように棒状発泡スチロールを使用すると、型枠の傾斜などに十分対応できない可能性がある。例えば、複数のパイプを塞ぐ棒状発泡スチロールにおいて、外に出ている部分の距離がまちまちであり、さらに型枠が傾斜などした場合には、すべてのパイプを塞ぐことができない可能性もあった。本願発明によれば、型枠の傾斜などにも十分対応することができる。
【００５１】
図４は、本願発明の栓による実験結果を示す図である。図４（ａ）は、複数のグラウト注入口である塩ビパイプに栓を取り付けた状態を示す。塩ビパイプは、器具で固定されている。図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態に対して、コンクリートを用いた作業などを行い、栓を取り外した状態を示す。図４（ｃ）は、図４（ｂ）の一つのグラウト注入口の拡大図である。栓の跡はきれいな円形であり、ヌスミ面積は小さい。
【００５２】
本願発明の栓を利用すると、単純に栓を取り付ける作業であるため、作業効率は極めて高い。例えば、２４０か所のグラウト注入口（柱１ＰＳにグラウト注入口が２４か所あり、１日あたり１０ＰＳ製作）に対して作業を行う場合、棒状発泡ポリエチレンを使用すると、作業時間が１か所あたり約２５秒必要であり、合計１時間４０分必要になる。他方、本願発明の栓を利用すると、作業時間は１か所あたり約２秒で、合計８分で行うことができる。さらに、例えばゴム栓とすれば、繰り返し使用することができ、経済的にも有利なものである。さらに、本願発明の栓は、切断作業が不要であるため、切断寸法の管理は必要なく、安全である。
【００５３】
なお、本願発明において、管は、中空円筒状に限られない。例えば、長手方向の断面形状が楕円などのものであってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  栓、２  塩ビパイプ、３  固定部、５  括れ部、７  頭部、１１  固定先部、１３  固定中間部、１５  固定後部、１７  頭先部、１９  頭後部、２１  中空部、２３  中空先部、２５  中空後部、３１  器具、３３  接続部、３５  先端部、３７  中空部先端、３９  固定後部後端
【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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