JP2004255612A - コンクリート柱状製品の成形装置及び延長冶具 - Google Patents

Abstract

【課題】多様なコンクリート柱状製品の製造が、低コストかつ高効率な作業で行えるようにしたコンクリート柱状製品の成形装置及び延長冶具を提供すること。
【解決手段】型枠２内で鉄筋籠３を軸方向に緊張させながら遠心成形するコンクリート柱状製品の成形装置１を、型枠２と、型枠内に嵌装する延長冶具４と、テンションロッド機構５とから構成する。延長冶具４は型枠の内径よりも若干小さな外径の略円筒状体で、鉄筋籠端部１４に付設した可動円盤体３０と連結可能であると共に、互いに縦列連結も可能である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型枠内で鉄筋籠を軸方向に緊張させながら遠心成形するプレストレストコンクリートパイル等のコンクリート柱状製品の成形装置及び、成形装置で用いる延長冶具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート柱状製品の１つであるプレテンション方式遠心力プレストレストコンクリートパイル（ＰＨＣパイル）は、成形時に型枠内でＰＣ鋼棒の鉄筋籠を軸方向に緊張させることにより、コンクリートに絶えず圧縮力を与え、軸方向に大きな耐力を有する製品にしたものである。
【０００３】
このようにプレストレストを与えたコンクリートパイル等の製造においては、型枠内にＰＣ鋼棒の鉄筋籠を挿入した上で生コンクリートを注入し、鉄筋籠の端部に付設した可動円盤体とテンションロッド機構とを固定してする。このとき生コンクリートは型枠の一端と、可動円盤体との間の空間内に充填された状態になる。テンションロッド機構の他端は型枠の他端と接続され、テンションロッド機構が引張力を与えることで、鉄筋籠は軸方向に緊張する。
型枠の外周には駆動するタイヤを設けて、該タイヤの回転により型枠に回転を与え、内部の生コンクリートは遠心力によって遠心成形される。
コンクリートが固化し、型枠から脱型する際に、テンションロッド機構による引張を解除することで、プレストレストが生じ、ＰＨＣパイル等が製造できる。
【０００４】
従来製造するパイル長さが複数の種類ある場合には、そのパイルに合った長さの型枠を用意するか、テンションロッド機構の長さを延長することで、全長の長い型枠を兼用している。
しかし、テンションロッド機構の長さの延長には限度があり、多様な製品の製造には複数の型枠を用意することが必要である。このためのコストや、型枠の交換に要する時間など、製造効率の低下が問題となっていた。
【０００５】
この問題に対応する１つの方法として、特許文献１に記載されたコンクリートパイル等の製造装置が知られている。
【０００６】
【特許文献１】特許第２６８１２０６号
【０００７】
本装置によると、パイル等の遠心成形用型枠内の一方の端部に、型枠軸方向に伸縮可能でかつ所定の長さに調整可能な緊張ロッド装置を設け、該緊張ロッド装置を介して、型枠内の鉄筋籠に緊張力を与えるように構成したコンクリートパイル等の製造装置が開示されている。緊張ロッド装置は、長さ調整部分が、テレスコピック状に伸縮可能に嵌装構成した多重ケースからなる構成である。
【０００８】
本装置では、製造するパイルの長さに応じて緊張ロッド装置自体の長さを伸縮させて調整することで、１つの型枠により多様な製品製造が可能としている。この点、確かに多くの種類のパイルを製造することが可能になったが、上記緊張ロッド装置の構成は、テレスコピック状に伸縮するために、収縮時には型枠内の一部で荷重が大きくなる一方、延伸した場合には型枠内の多くの部分が生コンクリートの充填部分よりも軽くなり、型枠全体の重量バランスが悪くなる問題がある。
【０００９】
さらに、本緊張ロッド装置のように伸縮する構成にした場合、長い延伸を行うことが構造上難しかったり、延伸時の強度が保ちにくい問題がある。特に、強度が弱くなると、遠心成形中に振動が発生して真円度の高い製品製造が行えない恐れがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、その目的は、多様なコンクリート柱状製品の製造が、低コストかつ高効率な作業で行えるようにしたコンクリート柱状製品の成形装置及び延長冶具を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるコンクリート柱状製品の成形装置には次の特徴を備える。
すなわち、請求項１に係る発明では、型枠内で鉄筋籠を軸方向に緊張させながら遠心成形するコンクリート柱状製品の成形装置を提供する。本装置は、コンクリート柱状製品を成形する型枠と、単数又は複数の延長冶具とを備える。
延長冶具は、型枠の内径よりも若干小さな外径の略円筒状体であって、型枠内に嵌装し、鉄筋籠端部に付設した可動円盤体と連結可能であると共に、互いに縦列連結も可能な所定の長さを有する構成である。
そして、延長冶具の開放端部に連結する伸縮可能なテンションロッド機構とを備え、このテンションロッド機構により鉄筋籠を緊張して成形を行う。
【００１２】
また、請求項２に係る発明では、型枠内で鉄筋籠を軸方向に緊張させながら遠心成形するコンクリート柱状製品の成形装置で用いる延長冶具を提供することができる。
本延長冶具が、嵌装する型枠の内径よりも若干小さな外径の略円筒状体であって、その端部には鉄筋籠端部に付設した可動円盤体又は、他の同延長冶具又は、テンションロッド機構のいずれとも連結可能な連結部を備える。
【００１３】
請求項３に係る発明は、上記請求項２の延長冶具の連結部に係る技術である。これによると、連結部の位置する延長冶具端部外周部に係合部を設ける。また、可動円盤体又は、他の同延長冶具又は、テンションロッド機構にも係合部を設け、両係合部をカップリング部材に係合させて連結することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明では、請求項２又は３の延長冶具外周部に、型枠の内周面上で転動可能な車輪を配設した延長冶具を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。
図１は本発明によるコンクリート柱状製品の成型装置（１）の縦断面図である。本装置（１）は円筒形の型枠（２）の内部に、ＰＣ鋼棒の鉄筋籠（３）と、本発明に係る延長冶具（４）と、テンションロッド機構（５）と、型枠（２）に回転を与える遠心タイヤ（６）とから構成される。
型枠（２）は上下にそれぞれ半円筒形の部材から構成され、遠心成形前に型枠内に鉄筋籠（３）や延長冶具（４）などを嵌装する際には上部型枠を外した状態で行い、嵌装後、生コンクリートを注入した上で上部型枠を下部型枠に装着する。
【００１６】
鉄筋籠（３）は、軸方向に例えば１０本の主鉄筋（３ａ）を断面円形になるよう張架し、その外周にフープ筋（３ｂ）を懸架して籠状に形成している。主鉄筋（３ａ）の両端部は先端を台形状にヘッダー加工され、後述の固定に用いるようになっている。
これらの鉄筋には高剛性のＰＣ鋼棒を用いる。遠心成形すると、この鉄筋の周辺でコンクリートが固化し、コンクリート柱状製品が成形される。
【００１７】
型枠（２）の鉄筋籠（３）の端部（１０）は、主筋（３ａ）先端を嵌め込んで鉄筋籠（３）と固定された端部金具（１２）と、その端部金具（１２）にボルト（１３）連結した固定板（１１）が固定されている。
端部金具（１２）は、端板部（１２ａ）と側板部（１２ｂ）とから構成される。端板部（１２ａ）は図２に示すように円環状の板体であって、８の字型の貫通孔（２０）（２０）・・が開口している。貫通孔（２０）は２つの孔部（２０ａ）（２０ｂ）とから形成され、主鉄筋（３ａ）を嵌め込む（２０ｂ）と固定板（１１）をボルト（１３）固定するためのネジ固定が施された（２０ａ）から成っている。側板部（１２ｂ）は、端板部（１２ａ）の外周に一体的に形成されて型枠（２）の内面と対向するような円筒形を成している。
このように各貫通孔（２０）の位置はボルト（１３）や主鉄筋（３ａ）の位置に合わせて配置され、主鉄筋（３ａ）を全て嵌め込み、固定板（１１）をボルト（１３）固定することで、鉄筋籠（３）が端部（１０）に固定される。
【００１８】
鉄筋籠（３）の端部（１４）は図３の拡大縦断面図のように、可動円盤体（３０）が接続される。
可動円盤体（３０）は、主筋（３ａ）先端を嵌め込んで鉄筋籠（３）と固定された端部金具（３１）と、該端部金具（３１）とボルト（３２）で固定される可動板（３３）とから成る。
【００１９】
可動板（３３）は略円盤体であって、ボルト（３２）が貫通するボルト孔（３４）が端板部（３１ａ）の貫通孔に合わせて開口している。
そして、外周には直径が異なる段差が設けられており、端部金具（３１）側の小径部（３５ａ）と、大径部（３５ｂ）から成る。
この段差を用いて、本発明で延長冶具（４）やテンションロッド機構（５）と連結するためのカップリング（１５）を係合させる。
【００２０】
図４には本発明に係る延長冶具（４）の斜視図を、図５には同断面図を、図６には図５における切断線（Ａ）における縦断面図を示す。
本延長冶具（４）は金属製円筒状体であり、筒部（４０）と略円盤状の各端部（４１）（４２）とで形成されている。延長冶具（４）の直径は型枠（２）の直径よりも若干量だけ小さくなっており、後述するように外周面の数カ所のみで型枠（２）の内周面と接するようになっている。
【００２１】
筒部（４０）の上面には２カ所に吊り下げ金具（４３）（４３）が付設されている。釣り下げ金具（４３）はクレーンなどからワイヤを吊し、そのワイヤが引っかけられるように湾曲して筒部（４０）から突出している。釣り下げ金具（４３）を付設するための開口部（４４）は板体（４５）が溶接固定されて封鎖されている。
【００２２】
また、同じく筒部の上面で軸方向中央には型枠（２）の内周面と接触する２つの凸部（４６）（４６）を配設している。図５のように該凸部（４６）（４６）は筒部の鉛直中心線より３０度それぞれ傾斜した位置に設けられており、本延長冶具（４）の上面側はこの２点のみで型枠と接するようになっている。この傾斜角度は一例であって、型枠内周面の曲率半径や作業性により１５度〜４５度の範囲で適正な傾斜角度を選択できる。また、この凸部の材質は樹脂などを使用すると型枠内面との接触や摺動状態も良くなる。
【００２３】
さらに、筒部（４０）の下面には軸方向両端近傍にそれぞれ２個の車輪（４７）（４７）（４７）（４７）が付設されている。各車輪（４７）・・は筒部（４０）下面の開口部（４８）・・内に溶接固定される固定板（４９）・・に固設されたキャスターであり、その車輪が型枠（２）の内周面を転動可能になっている。
図５のように、車輪（４７）も筒部の鉛直中心線より３０度それぞれ傾斜した位置に設けられている。この傾斜角度についても、上記同様１５度〜４５度の範囲で適正な傾斜角度を選択できる。
【００２４】
以上の筒部（４０）の構成によって、本延長冶具（４）は４個の車輪（４７）・・にて型枠（２）内を転動するため、下部型枠に延長冶具を嵌装する際には容易に位置決めを行えると共に、上部型枠を装着して遠心成形する際には４個の車輪（４７）と２個の凸部（４６）によって安定することができる。
【００２５】
延長冶具（４）の端部（４１）（４２）は同一の形状であり、上述の可動板（３３）と同様に外周に段差部を有している。
すなわち、端部を封する円盤（５０）と、その外周に付設される段差部材（５１）で構成され、段差部材（５１）によって最端部は大径部（５１ａ）を、内側には小径部（５１ｂ）が形成される。この大径部（５１ａ）及び小径部（５１ｂ）の直径はそれぞれ前記可動板（３３）の大径部（３５ｂ）及び小径部（３５ａ）と同一である。
【００２６】
延長冶具（４）の構成は以上の通りであり、図１に示すように、可動板（３３）の段差部と、延長冶具端部（４１）の段差部を前記カップリング（１５）を用いて連結する。このとき、下部カップリングは予め係合させておき、延長冶具を嵌装した後に、上部カップリングを係合する。
この連結部構造によって、可動円盤体（３０）と延長冶具（４）が連結される。
【００２７】
最後に、テンションロッド機構の構造を図７に示す縦断面図を用いて説述する。
型枠（２）のテンションロッド機構側の端部（１７）には円盤状の反力板（７０）が固設されており、該反力板の外側面にテンションロッド（７２）とネジ連結されたナット（７１）が配してある。
このナット（７１）を回転させることで軸方向にテンションロッド（７２）が移動する。
【００２８】
テンションロッド（７２）の型枠内側端部には、テンション板（７３）が連設されている。テンション板（７３）は図示のように両側に大径部（７３ａ）（７３ａ）と内側に小径部（７３ｂ）の段差のある外周を有する円盤体であり、この大径部及び小径部の直径は可動板（３３）や延長冶具（４）の端部にあるそれと同一である。
【００２９】
テンションロッド機構の構成は以上の通りであり、図１に示すように、延長冶具端部（４１）の段差部とテンション板（７３）の段差部とを前記カップリング（１５）を用いて連結する。このとき、下部カップリング（１５）は予め係合させておき、延長冶具（４）を嵌装した後に、上部カップリング（１６）を係合する。
この連結部構造によって、延長冶具（４）とテンションロッド機構とが連結される。
【００３０】
本構成により、従来のようにテンションロッド機構を大きく延伸したり、成形するコンクリート柱状製品の長さに合わせて型枠を複数用意することなく、延長冶具を嵌装することでテンションロッド機構の長さを抑えながら１個の型枠で多様な製品の成形を行うことができる。
特に、テンションロッドを長くすることは、遠心成形中に振動が発生したり、テンションロッド部の重量が小さいために型枠全体の重量バランスが悪くなったりするため、安定した高精度な製品の成形が行えない場合があった。
【００３１】
これに対し、本発明では成形する柱状製品の長さを変更する場合にも簡単に切り替え作業が行える。図８には例えば全長１５ｍの製品を成形する作業から１２ｍ以下の作業に切り替える時の工程を示す。
ここでは、型枠が１５ｍ用であり、最初の工程では鉄筋籠が直接テンションロッド機構（５）に連結されている。そこで、まず上部型枠を取り除き、上部カップリング（１６）を取り外す。（工程Ｉ）
【００３２】
次いで、型枠内を清掃した後、下部カップリング（１５）を延長冶具（４）の長さにほぼ合うように設置し、鉄筋籠（３）を嵌装する。（工程ＩＩ）
そして、クレーンで延長冶具（４）を吊り下げながらテンションロッド機構（５）を調節して、下部カップリング（１５）に延長冶具を係合させる。（工程ＩＩＩ）
最後に上部カップリング（１６）（１６）を係合した後に上部型枠を閉め、フランジ締結する。
以上のように、本発明によるコンクリート柱状製品の成形装置では容易に延長冶具の脱着を行うことができる。
【００３３】
図９には、例えば異なる長さの成形を行うときの延長冶具の設置方法の説明図を示す。（ａ）は、１５ｍの柱状製品成型時の成形装置の構成であり、延長冶具（４）を用いず、テンションロッド機構（５）が可動板（３３）と直接連結されている。
（ｂ）は、１２ｍの成形時の構成であり、３ｍの延長冶具（４）を１個嵌装している。さらに、（ｃ）は８ｍの成形時の構成であり、テンションロッド（７２）をカプラー（９０）を用いて１ｍ延長すると共に、３ｍの延長冶具（４）を２個連結し、型枠内の８ｍのみが利用できるようになっている。
【００３４】
本発明による延長冶具の大きさは任意に設定することができるが、本実施例では直径が６８５ｍｍ、長さが２９２０ｍｍの円筒形状体を用いた。ここで、テンションロッドは、上述の通りあまり長く延伸させるのは望ましくないので、成形に悪影響を及ぼさない例えば３ｍ以下に抑えると良い。このとき、延長冶具の全長がテンションロッドの最大延伸長さになるので、３ｍ前後に延長冶具の長さを設定すれば、好適な成形装置を実現することができる。
【００３５】
なお、本発明では延長冶具の形状を統一して脱着性の向上を図っているので、多種類の延長冶具を用意することは一般に好ましくないが、例えば３ｍの延長冶具と６ｍの延長冶具を用意して、短い柱状製品の成形時に延長冶具の使用数を減らして嵌装の工程を少なくすることもできる。もちろん、製造される長さが決まっている場合には、それに応じた延長冶具を用意しておいてもよい。
【００３６】
さらに、延長冶具の重量を同じ長さの製品の重量と等しくしておくこともできる。生コンクリートの状態の時の重量でも良いし、固化した状態の重量でも良い。これにより、型枠の重量バランス性が向上し、安定した型枠の回転が可能となり、成形されるコンクリート柱状製品の真円度を向上させることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、次の効果を奏する。
すなわち、請求項１に係るコンクリート柱状製品の成形装置によると、多様な長さの成形において、１種類の型枠で行うことができるため、型枠を多くの種類作製する必要や、型枠の交換作業を行う必要がないため、コストを抑制し、作業効率の向上を図ることができる。
【００３８】
請求項２に係る延長冶具によると、一定の長さ以上延伸した時のテンションロッドの振動問題を解決し、安定した型枠の回転が可能になる。これによりコンクリート柱状製品の高品質化及び、製造コストの抑制に寄与することができる。
【００３９】
請求項３に記載の延長冶具では、カップリング部材を連結部に用いることによって、嵌装する際に容易に連結を行うことができる。特に、下部型枠と上部型枠に分割して嵌装を行う構成においては、下部にカップリング部材を設置しておき、延長冶具などを嵌装した上で、上部からカップリング部材を設置できるため、工程上極めて簡便に連結作業が行える。
【００４０】
請求項４に記載の延長冶具は、車輪を備えることにより、軸方向に移動が用意であり、型枠への嵌装作業効率が向上する。また、車輪によって型枠と設置することにより、型枠との摩擦が小さく、テンションロッドによる緊張時や解除時に過分な力を必要とせず、成形作業の作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンクリート柱状製品の成型装置の縦断面図。
【図２】端板の正面図。
【図３】鉄筋籠端部の拡大縦断面図。
【図４】延長冶具の斜視図
【図５】同、断面図。
【図６】切断線（Ａ）における縦断面図。
【図７】テンションロッド機構の構造を示す縦断面図。
【図８】全長１５ｍの製品を成形する作業から１２ｍ以下の作業に切り替える時の工程の説明図。
【図９】異なる長さの成形を行うときの延長冶具の設置方法の説明図。
【符号の説明】
１ コンクリート柱状製品の成形装置
２ 型枠
３ 鉄筋籠
４ 延長冶具
５ テンションロッド機構
６ 遠心タイヤ
１０ 鉄筋籠の端部
１１ 固定板
１２ 端部金具
１３ ボルト
１４ 鉄筋籠の端部
１５ 下部カップリング
１６ 上部カップリング
１７ 延長冶具端部
３０ 可動円盤体
３１ 端部金具

Claims (4)

1. 型枠内で鉄筋籠を軸方向に緊張させながら遠心成形するコンクリート柱状製品の成形装置であって、
   該コンクリート柱状製品を成形する型枠と、
   型枠の内径よりも若干小さな外径の略円筒状体であって、該型枠内に嵌装し、鉄筋籠端部に付設した可動円盤体と連結可能であると共に、互いに縦列連結も可能な所定の長さを有する単数又は複数の延長冶具と、
   該延長冶具の開放端部に連結する伸縮可能なテンションロッド機構と
   を備え、
   該テンションロッド機構により鉄筋籠を緊張して成形を行う
   ことを特徴とするコンクリート柱状製品の成形装置。
2. 型枠内で鉄筋籠を軸方向に緊張させながら遠心成形するコンクリート柱状製品の成形装置で用いる延長冶具であって、
   該延長冶具が、
   嵌装する型枠の内径よりも若干小さな外径の略円筒状体であって、
   その端部には鉄筋籠端部に付設した可動円盤体又は、他の同延長冶具又は、テンションロッド機構のいずれとも連結可能な連結部を備える
   ことを特徴とする延長冶具。
3. 前記延長冶具の連結部が、延長冶具外周部に係合部を設ける構成であって、
   該係合部を、前記可動円盤体又は、他の同延長冶具又は、テンションロッド機構に設けた係合部と共にカップリング部材に係合させて連結する
   請求項２に記載の延長冶具。
4. 前記延長冶具外周部に、
   前記型枠の内周面上で転動可能な車輪を配設した
   請求項２又は３に記載の延長冶具。

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