JP3081160B2 - 略球体ブロック製造方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、略球体ブロック製
造方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自然石（玉石）は安価で最も身近
な建設資材として今日まで重要な役割を果して来た。更
に最近では自然景観指向が強まるなかで各種の公共事業
に自然石を用いる工法が盛んに採用されつつある。しか
しながら、球形をした自然石は既に枯渇状態にあり、ま
た環境保全の面からも自然玉石に依存することは困難な
状況となってきた。そこで、直径１００ｍｍ〜５００ｍ
ｍ程度の球形をなすコンクリートブロックを効率よく量
産する製造設備を開発し、これによって生産されるコン
クリート玉石を自然玉石の代替品として低コストで供給
することができれば、旧来の自然玉石利用による生態系
保護工法が、自然産物の乱獲による環境破壊を抑制しな
がら推進できる手段として極めて効果的である。

【０００３】従来、球形ブロックを量産しようとする試
みは極めて少なく、したがって、球体ブロック製造装置
も殆ど存在しない。過去の経験から一般的な装置を用い
て、球形ブロックの成型を試みその機能確認を行った。
図１０はその概略図である。この装置は、振動台３１の
上に下半球型枠３２と中間の余盛型枠３３を装着し、更
に加圧装置を備えた上半球型枠３４で構成されるもので
ある。

【０００４】まず、図１１に示すように、下半球型枠３
２と中間余盛型枠３３をセットした状態の中に、計量し
たコンクリート材料Ａを投入し、上半球型枠３４に加圧
をかけることと振動台３１の振動とを併用しながら球形
ブロックＢに成型している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来装置を用い
て成型した結果、以下のような問題点が確認された。

【０００６】従来装置では正しい球形のブロックを成型
することは困難であった。まず、振動を受けるコンクリ
ート材料の上面には平坦になろうとする自然作用が働
き、加圧側上半球の頂部に欠円ｂが生じた（図１２）。
このことは、振動締め固め効果が加圧による成型能力よ
り大きいことを意味している。

【０００７】上記の問題解消対策として、振動を微小に
押え、加圧力を増大して成型を試みた（振動＜加圧
力）。その結果、コンクリート中の粗骨材に割裂破砕現
象が起きた。これは、強力な外部圧力によって相互の粗
骨材間に過大の圧縮応力が生じ粗骨材が割裂したもので
ある。この方法によれば、球形ブロックの品質面に欠陥
が生ずることが確認された。又、この方法によれば、成
型所要時間も著しく増大し生産性の面で実用性に欠ける
ことが確認された。

【０００８】そこで、本発明は、例えばコンクリート材
料、主としてポーラスコンクリート材料を用いた正しい
球形で良質な球形ブロックを製造する場合に有効であ
り、かつ比較的小径の球形ブロック（直径１５〜２５ｃ
ｍ）まで広範囲な成型能力を有する略球体ブロック製造
方法及び装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図の如く、機枠１と、縦長の筒形本体筒２と、該
本体筒２のほぼ中心を前記機枠１に揺動自在に支持する
水平方向の揺動中心軸Ｃと、前記本体筒２にその縦中心
線方向に摺動自在に内嵌された半球キャップ形移動型３
と、該移動型３の中心孔３ａを貫通し基端部４ａを前記
本体筒２に遊動自在に吊る下げられた第１ピンＰ１と、
前記移動型３に対向する半球キャップ形とされ、かつ本
体筒２の先端部に着脱自在に取り付けられ、かつ第１ピ
ンＰ１の先端４ｂと嵌合する一部５ａを有する着脱型５
と、前記移動型３を所定量往復移動させる加圧シリンダ
ー７と、前記本体筒２の一部に前記移動型３の移動範囲
に開口された材料投入口８と、前記本体筒２に装着され
た振動モータ９と、前記本体筒２を揺動中心軸Ｃの周り
に揺動させるために本体筒２と機枠１の間に設けられた
揺動手段１１と、を具えている。

【００１０】上記課題解決手段において、本体筒２の下
部に着脱型５を装着し、次に振動モータを作動して本体
筒２を振動しながら材料投入口８にブロック材料を所定
量投入し、次に加圧シリンダーを作動して移動型３が着
脱型５に近接するまで移動し、次に水平方向の揺動中心
軸Ｃの周りに反転揺動して本体筒２を正立姿勢２Ａから
逆立姿勢２Ｂとし、次にまた反転して本体筒２を正立姿
勢２Ａとし、加圧シリンダーを加圧停止しかつ振動モー
タを停止し、次に着脱型５と略球形ブロックＤを取り外
す。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。まず、図１〜８に基づいて実施例の略
球体ブロック製造装置を説明する。

【００１２】この装置は、上板１ａ付きの機枠１と、縦
長の円筒形本体筒２と、該本体筒２のほぼ中心を前記機
枠１に揺動自在に支持する水平方向の揺動中心軸Ｃと、
前記本体筒２にその縦中心線方向に摺動自在に内嵌され
た半球キャップ形移動型３と、該移動型３の中心孔３ａ
を５ｍｍの隙を有して貫通し球形基端部４ａを前記本体
筒２に遊動自在に吊る下げられた第１ピンＰ１（下が細
くなる僅かなテーパーを有している）と、前記移動型３
に対向する半球キャップ形とされ本体筒２の先端部に着
脱自在に取り付けられかつ第１ピンＰ１の先端４ｂと嵌
合するテーパー孔５ａ（第１ピンＰ１の横揺れ防止孔）
と第２ピン用のピン孔５ｂを有する着脱型５とを具えて
いる。

【００１３】そして、前記第１ピンＰ１と直角でかつ互
いにも直角をなしかつ互いにいずれに対しても干渉する
ことなしに前記着脱型５を本体筒２に着脱可能に取り付
けるクランプ手段兼用の第２ピンＰ２及び第３ピンＰ３
と、第２ピンＰ２用で本体筒２の先端受環６と、第３ピ
ンＰ３用で本体筒２の第３ピン孔２ｃとを具えている。

【００１４】さらに、前記移動型３を所定量往復移動さ
せる加圧手段として本体筒２底部と移動型３の間に装着
された加圧シリンダー７と、前記本体筒２の一部に前記
移動型３の移動範囲に開口されたホッパー形材料投入口
８と、前記本体筒２を振動させるよう装着された振動手
段としての振動モーター９と、前記着脱型５を着脱する
ために往復移動する着脱皿１０ａを有する着脱手段とし
ての着脱シリンダー１０と、前記本体筒２を揺動中心軸
Ｃの周りに揺動させるために本体筒２と機枠１の間に設
けられた揺動手段１１と、前記第２ピンＰ２と第３ピン
Ｐ３をそれぞれ着脱するよう機枠１に装着された先端係
合片１２ａ，１２ｂ付ピンシリンダー１２Ａ，１２Ｂ
と、前記ピンシリンダー１２Ａ，１２Ｂを支軸１２ｃ，
１２ｄの周りに起伏するために機枠１の下部に装着され
た起伏シリンダー１３Ａ，１３Ｂと、前記揺動中心軸Ｃ
を支持する上板１ａと機枠１の上部間に介装された防振
ゴム手段１４とを具えている。

【００１５】前記揺動手段１１は、本体筒２をその移動
型３が下位の正立姿勢２Ａと、移動型３が上位の逆立姿
勢２と、正立姿勢２Ａと逆立姿勢２Ｂの中間姿勢である
傾斜姿勢２Ｃとの間に揺動させるためのものであり、正
逆回転及び速度調整が可能なモーター１１ａ、中心軸Ｃ
に固定されたスプロケット１１ｂと、両者を連結する１
１ｃから構成されている。

【００１６】また、前記加圧シリンダー７の圧力は、
０．５トン〜１．５トンが適当である。実験の結果、移
動型３に加える圧力は、２トン未満とする必要がある。
２トンを越えると「振動占め固め効果＜加圧力」となっ
て、粗骨材の破砕現象が起きる傾向が見られる。そこ
で、加圧シリンダー７として、エアー圧４．５Ｋｇ／平
方ｃｍ、内径８０ｍｍのエアーシリンダー（ストローク
４５０ｍｍ）を２本使用すると、移動型３の加圧力はお
およそ４５０Ｋｇとなる。また、球形ブロックＤを成型
するコンクリートがポーラスコンクリートのように特殊
な配合の場合（４５０Ｋｇ程度）と、普通性状のコンク
リートの場合（１トン程度）、又は成型直径寸法（２０
０〜５００ｍｍ）などの条件により、加圧力を調整する
必要がある。したがって、加圧シリンダー７は、０．４
〜１．５トンの範囲で加圧力のコントロールが可能な機
能を備えたエアーシリンダー又は油圧シリンダーとな
る。

【００１７】また、前記振動モータ９は２００Ｖ、２５
０Ｗ、振動数３，４５０ＶＰＭ，遠心力３６０ｋｇｆが
適している。これも、前記と同様、成型条件により可変
装置（インバーター振動機）を取り付けるのが望まし
い。例えば、振動モータ９は２００Ｖ、５５０Ｗ、最大
振動数３，４５０ＶＰＭ 遠心力８００ｋｇｆ程度まで
コントロールが可能なインバータ制御方式である。

【００１８】前記揺動手段１１は、タイマー設定による
振動減速モータ１１ａにより正逆回転制御で本体筒２を
反転させる。前記防振ゴム手段１４は、座板の直径７５
ｍｍ，ゴム直径６５ｍｍ，標準荷重２３０ｋｇ，ばね定
数４４０ｋｇ／ｃｍのものを使用する。

【００１９】次に、球体ブロック製造方法を説明する。
まず、正立姿勢２Ａに固定された本体筒２の開放してい
る下部に着脱型５を装着する。すなわち，着脱シリンダ
ー１０を上昇させて、その着脱皿１０ａ上の着脱型５を
本体筒２の下部に嵌合し、第１ピンＰ１のとがった先端
４ｂに着脱型５のテーパー孔５ａを嵌合し、本体筒２の
先端受環６に、ピンシリンダー１２Ａに係合した第２ピ
ンＰ２を嵌入し、かつ本体筒２のピン孔２ｃにピンシリ
ンダー１２Ｂに係合した第３ピンＰ３を嵌入し、着脱シ
リンダー１０を下降する。

【００２０】次に、図８のように、揺動手段１１を作動
して本体筒２を傾斜姿勢２Ｃにし、３秒待機し、振動モ
ータ９を作動しながら材料投入口８にポーラスコンクリ
ート材料を所定量投入し（５秒）、次に、加圧シリンダ
ー７を作動して移動型３を着脱型５に近接させる移動を
開始すると同時に揺動手段１１により本体筒２を正立姿
勢２Ａにする（５秒）。次に正立姿勢２Ａで３〜５秒待
機して移動型３を着脱型５に当て、次に、揺動手段１１
により反転作動して本体筒２を逆立姿勢２Ｂとし（７〜
８秒）、その逆立姿勢２Ｂで３〜５秒待機し、次にまた
反転して本体筒２を正立姿勢２Ａとし（７〜８秒）その
正立姿勢２Ａで振動を保持し（３秒）、それまで継続し
ていた加圧シリンダー７の加圧と振動モータ９の作動を
同時に停止し、加圧シリンダー７により移動型３を着脱
型５から離間し、同時に着脱シリンダー１０を上昇させ
てその着脱皿１０ａを着脱型５に当接させ（２秒）、起
伏シリンダー１３Ａ，１３Ｂを作動してピンシリンダー
１２Ａ，１２Ｂを水平姿勢にすると同時にそのピストン
ロッドを伸長して先端係合片１２ａ，１２ｂをそれぞれ
第２ピンＰ２と第３ピンＰ３の頭部に係合してからピス
トンロッドを短縮することにより第２ピンＰ２と第３ピ
ンＰ３を球形ブロックＤから抜出し（２秒）、次ぎに着
脱シリンダー１０を下降させると、着脱型５と球形ブロ
ックＤが一体的に下降して、その自重により球形ブロッ
クＤは、第１ピンＰ１から抜き出し（２秒）、球形ブロ
ックＤを球体ブロック製造装置から取り出す。以下上記
の作動を繰り返し多数の球形ブロックＤを製造する。

【００２１】このブロックＤは、河川護岸ブロック、ま
たは、渓谷等に設ける土砂流失防止堤や、涌き水の多い
地形に用いる土留擁壁、さらに、水中に沈めることによ
って、魚巣、魚礁、藻礁として使用できる多孔質ブロッ
クＤであり、本願出願人は、特願平８ー１５７９２６号
で、このブロックとその構築物をすでに提案した。

【００２２】すなわち、上記の先願技術は、図９ーＡ，
Ｂ，Ｃの如く、多孔質略球形ブロックＤは、本体２１
と、該本体２１の表面から内部に水や空気を通すために
形成された多数の空隙２２と、該ブロック本体２１の複
数個を第一方向Ｘに連続させるために本体２１の中心部
に形成され僅かにテーパー形成されたた第一貫通孔２３
ａと、該ブロック本体２１の複数個を第二方向Ｙに連続
させるためにブロック本体２１の中心部よりずれて形成
された第二貫通孔２３ｂと、該ブロック本体２１の複数
個を第三方向Ｚに連続させるためにブロック本体２１の
中心部よりずれて形成された第三貫通孔２３ｃとから構
成され、前記第一、第二、第三方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、互い
に交叉することなく直交する方向とされている。

【００２３】そして、ブロック本体２１の複数を第二、
第三方向Ｙ，Ｚに連接し、前記第二貫通孔２３ｂと、第
三貫通孔２３ｃにそれぞれ長ボルト２４ｂ，２４ｃを通
し、該長ボルト２４ｂ，２４ｃの両端をナット２５で締
めて平面的に固定した構築物を、図９ーＤのように河川
の護岸として使用する。

【００２４】また、ブロック本体２１の複数を第一、第
二、第三方向Ｘ，Ｙ，Ｚに連接し、前記第一貫通孔２３
ａと、第二貫通孔２３ｂと、第三貫通孔２３ｃにそれぞ
れ長ボルトを通し、該長ボルトの両端をナットで締めて
立体的に固定した構築物を、河川の護岸や渓谷等の土砂
流失防止堤として使用する。

【００２５】すなわち、図中のＥは、略球形ブロックＤ
の構築物を河川の堤防に設置した後、覆土し、芝等の植
物を植えたものである。同じくＦ，Ｇ、Ｈは、略球形ブ
ロックＤの構築物を、河川の水底、水中、水上に積み上
げて設置することにより、水流を制御したり、水質を浄
化するものである。また、水中生物の棲家（産卵、孵
化、休息、採餌、避難、営巣）としたものである。

【００２６】なお、上記においては、球形ブロックＤ
は、真球のコンクリートブロックとしたが、ブロック
は、例えば、楕円球、これらの球に近い多面体状の略球
体でもよく、コンクリートの代わりに砂利、モルタル、
低発泡プラスチック等を用いてもよい。

【００２７】また、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論であり、本発明で
は、図示しないが、揺動手段１１の代わりに、本体筒に
手動ハンドルを設け、本体筒の揺動を手動にて行っても
良い。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明
は、本体筒の下部に着脱型を装着し、次に振動手段を作
動して本体筒を振動しながら材料投入口にブロック材料
を所定量投入し、次に加圧手段を作動して移動型が着脱
型に近接するまで移動し、次に水平方向の揺動中心軸の
周りに反転揺動して本体筒を正立姿勢から逆立姿勢と
し、次にまた反転して本体筒を正立姿勢とし、加圧手段
を加圧停止しかつ振動手段を停止し、次に着脱型と略球
形ブロックを取り外すことを特徴とする略球体ブロック
製造方法及び装置に関するものである。

【００２９】したがって、本発明では、本体筒を振動さ
せながら、正立姿勢から逆立姿勢とし、次にまた反転し
て本体筒を正立姿勢とするので、球形ブロックに欠円部
分のような品質面に欠陥が生ずることがなく、成型所要
時間も著しく減少でき、ポーラスコンクリート材料を用
いた正しい球形で良質な球形ブロックを製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の略球体ブロック製造装置の一実施例を
示す全体断面図

【図２】同じく逆立姿勢の断面図

【図３】同じく本体筒の斜視図

【図４ーＡ】同じく着脱型装着状態の本体筒、移動型、
着脱型の断面図

【図４ーＢ】同じく着脱型の離型状態の本体筒、移動
型、着脱型の断面図

【図５】同じく第１ピン、着脱型の拡大断面図

【図６】同じく第１ピン、第２ピン、第３ピンとピンシ
リンダーの平面図

【図７】同じく第２ピンとピンシリンダーの側面図

【図８】同じく成型工程を示す図

【図９ーＡ】同じく球形ブロックの斜視図

【図９ーＢ】同じく球形ブロックの正面図

【図９ーＣ】同じく球形ブロックの構築物の平面図

【図９ーＤ】同じく球形ブロック構築物の使用状態説明
図

【図１０】従来の球体ブロック製造装置のコンクリート
材料投入状態断面図

【図１１】同じく加圧振動状態断面図

【図１２】同じく球形ブロックの正面図

【符号の説明】

Ｄ 球形ブロック Ｐ１ 第１ピン Ｐ２ 第２ピン Ｐ３ 第３ピン Ｃ 揺動中心軸 １ 機枠 ２ 本体筒 ３ 移動型 ３ａ 移動型の中心孔 ４ａ 基端部 ５ 着脱型 ７ 加圧シリンダー ８ 材料投入口 ９ 振動モータ １０ 着脱シリンダー １１ 揺動手段 １２Ａ，１２Ｂ ピンシリンダー

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体筒の下部に着脱型を装着し、次に振
   動手段を作動して本体筒を振動しながら材料投入口にブ
   ロック材料を所定量投入し、次に加圧手段を作動して移
   動型が着脱型に近接するまで移動し、次に水平方向の揺
   動中心軸の周りに反転揺動して本体筒を正立姿勢から逆
   立姿勢とし、次にまた反転して本体筒を正立姿勢とし、
   加圧手段を加圧停止しかつ振動手段を停止し、次に着脱
   型と略球形ブロックを取り外すことを特徴とする略球体
   ブロック製造方法。
2. 【請求項２】 本体筒の下部に着脱型を装着すると同時
   に、第１ピンの先端に着脱型の一部を嵌合し、次に振動
   手段を作動して本体筒を振動しながら材料投入口にブロ
   ック材料を所定量投入し、次に加圧手段を作動して移動
   型が着脱型に近接するまで移動し、次に水平方向の揺動
   中心軸の周りに反転揺動して本体筒を正立姿勢から逆立
   姿勢とし、次にまた反転して本体筒を正立姿勢とし、加
   圧手段を加圧停止しかつ振動手段を停止し、次に着脱型
   と略球形ブロックを取り外すことを特徴とする略球体ブ
   ロック製造方法。
3. 【請求項３】 着脱シリンダーを上昇させて、その着脱
   皿上の着脱型を本体筒の下部に装着すると同時に、第１
   ピンの先端に着脱型の一部を嵌合し、着脱シリンダーを
   下降させ、次に振動モータを作動して傾斜姿勢の本体筒
   を振動しながら材料投入口にブロック材料を所定量投入
   し、次に加圧シリンダーを作動して移動型が着脱型に近
   接するまで移動し、次に水平方向の揺動中心軸の周りに
   反転揺動して本体筒を正立姿勢から逆立姿勢とし、次に
   また反転して本体筒を正立姿勢とし、加圧シリンダーを
   加圧停止しかつ振動モータを停止し、次に着脱シリンダ
   ーを上昇させてその着脱皿を着脱型に当接させ、次に着
   脱シリンダーを下降させて、着脱型と略球形ブロックを
   一体的に下降して、その自重により略球形ブロックは第
   １ピンから抜き出すことを特徴とする略球体ブロック製
   造方法。
4. 【請求項４】 機枠１と、 縦長の筒形本体筒２と、 該本体筒２のほぼ中心を前記機枠１に揺動自在に支持す
   る水平方向の揺動中心軸Ｃと、 前記本体筒２にその縦中心線方向に摺動自在に内嵌され
   たキャップ形移動型３と、 該移動型３の中心孔３ａを貫通し基端部４ａを前記本体
   筒２に遊動自在に吊る下げられた第１ピンＰ１と、 前記移動型３に対向するキャップ形とされ、かつ本体筒
   ２の先端部に着脱自在に取り付けられ、かつ第１ピンＰ
   １の先端４ｂと嵌合する一部５ａを有する着脱型５と、 前記移動型３を所定量往復移動させる加圧シリンダー７
   と、 前記本体筒２の一部に前記移動型３の移動範囲に開口さ
   れた材料投入口８と、 前記本体筒２に装着された振動モータ９と、 前記本体筒２を揺動中心軸Ｃの周りに揺動させるために
   本体筒２と機枠１の間に設けられた揺動手段１１と、を
   具えていることを特徴とする略球体ブロック製造装置。
5. 【請求項５】 着脱型５を着脱するために上下方向に往
   復移動する着脱皿１０ａを有する着脱シリンダー１０を
   具えていることを特徴とする請求項４記載の略球体ブロ
   ック製造装置。