JP4889402B2 - コンクリートブロック成型型枠 - Google Patents

Description

本発明は、即時脱型方式によるコンクリートブロック成型型枠に関するものである。

従来の即時脱型方式によるコンクリートブロック成型型枠には、例えば、図８（ａ）（ｂ）に示すように、回転軸Ａが左右両側に一本ずつ設けられた外枠Ｂと、その内側に固定される内張りＣを備え、内張りＣは外枠Ｂに固定される内枠Ｄとその内部にセットされる中子Ｅを備えたものがある。

前記回転軸Ａは軸の周方向一部に偏芯錘Ｆが取付けられ、外枠Ｂの外側に軸受Ｇによって回転自在に取付けられている。回転軸ＡのプーリーＨはＶベルトＩによりモーターＪに連結されて、モーターＪの回転で回転軸Ａが回転するようにしてある。モーターＪには誘導電動機が用いられている。

図８（ａ）（ｂ）のコンクリートブロック成型型枠では、モーターＪによって外枠Ｂの左右両側の回転軸Ａを互いに逆回転させると、引き込み現象によって左右の位相（回転軸Ａの偏芯錘Ｆ）が上下方向では同方向に揃い、左右方向では対称（逆方向）となるため左右方向の振動は相殺され上下方向のみの振動が発生する。このコンクリートブロック成型型枠では前記上下振動と上方からのプレスによって内枠Ｄ内に注入（充填）したコンクリートが締め固められ、所定のブロックが成型される。

前記コンクリートブロック成型型枠は次のような課題がある。
（１）成型するブロックの種類（形状やサイズ）ごとに最適な振幅、振動数が存在するため、成型するブロックの種類を変える度に偏芯錘の大きさ、数、回転軸のプーリーとモーターのプーリーのプーリー比などを変更する必要があり、その変更に手間と時間が掛かり作業効率が悪くなる。特に、新製品開発に伴うブロックの試作においては、最適成型条件を試行錯誤して探し出す必要があるため、上記変更や調整に手間と時間が掛かり、新製品開発の遅れに直結し、営業戦略上も非常に不利となる。
（２）成型するブロックの種類（サイズ）ごとに内張りを変える必要があり、その交換に手間と時間が掛かり、作業効率が悪くなる。
（３）前記偏芯錘の大きさ、数、プーリー比、内張りなどを成型するブロック毎の最適成型条件に予めセットしておくためには、成型するブロック毎に前記条件を変更すればよいが、その作業、特に、内張りの交換は手間が掛かって大変であるため、成型するブロック毎の最適成型条件を予めセットしてある外枠を各種類ごとに多数用意しているのが現状である。このため、成型するブロックの種類だけ型枠が必要となり、イニシャルコストが増大し、その後のメンテナンス費用も嵩む。
（４）コンクリート材料、練り加減などによっては最適成型条件の幅が狭いため、予め、成型型枠を最適成型条件にセットしておいても、そのままでは高品質のブロックが得られない場合がある。このため微調整が必要になり、その調整に手間が掛かる。

本発明は外枠への内張りの交換（付け替え）を容易にし、外枠の振幅及び振動数の変更を容易にして、外枠を各種コンクリートブロックの成型に共用できるようにし、外枠数を減らすことにより、前記の各種課題を解決できるコンクリートブロック成型型枠を提供するものである。

本件出願のコンクリートブロック成型型枠は、請求項１記載のように、軸の周方向一部に偏芯錘が取付けられた回転軸の回転によって振動する外枠と、その外枠の内側にセットされる内張りを備え、内張り内にコンクリートを充填することによりコンクリートブロックを成型できるコンクリートブロック成型型枠において、前記内張りを取付枠に装備して内枠組立体とすることができ、この内枠組立体は前記外枠に脱着可能であり、前記外枠は、外枠本体を備え、外枠本体は上下両面開口の内側空間を備え、その内側空間内に前記内枠組立体をセットして固定可能であり、前記外枠本体の左右両端側に回転軸が二本を上下一対にして合計四本設けられ、前記左右のいずれか一端側に設けられた上下の回転軸は縦方向の同一軸線上に配置され、前記左右の他端側に設けられた上下の回転軸は縦方向の同一軸線上に配置され、前記各回転軸は、外枠本体に回転自在に取り付けられ、前記各回転軸の外周面の一部に偏芯錘が設けられ、夫々の回転軸はタイミングプーリーを備え、それらタイミングプーリーが個別のタイミングベルトで個別のサーボモーターと連結されて、夫々の回転軸が夫々のサーボモーターにより個別に回転制御され、前記サーボモーターの回転制御により、前記四本の回転軸の偏芯錘が上下方向に重心移動する向きになると前記外枠が上下振動し、前記上下方向の重心移動が相殺される向きになると前記外枠の上下振動が最小又は零となり、前記四本の回転軸の偏芯錘が左右方向に重心移動する向きになると前記外枠が左右振動し、前記左右方向の重心移動が相殺される向きになると前記外枠の左右振動が最小又は零となるようにしたものである。

本件出願のコンクリートブロック成型型枠は、請求項２記載のように、前記コンクリートブロック成型型枠において、外枠の一端側に設けられた上側の回転軸の偏心錘と下側の回転軸の偏心錘が、縦方向の同一軸線上に配置され、外枠の他端側に設けられた上側の回転軸の偏心錘と下側の回転軸の偏心錘が、縦方向の同一軸線上に配置されたものとすることもできる。

本件出願の請求項１記載のコンクリートブロック成型型枠は、内張りを取付枠に装備した内枠組立体を外枠に脱着可能としたため、成型するブロックの種類を変更する度に外枠に内枠組立体を手軽に付替えることができ、外枠を各種ブロック成型に共用でき、外枠をブロック別に用意する必要がなく、イニシャルコストも、その後のメンテナンスコストも大幅に削減できる。

本件出願の請求項２記載のコンクリートブロック成型型枠は、外枠の振幅、振動数を容易に可変できるため、成型するブロックの種類ごとの外枠の最適な振幅及び振動数を手軽にしかも正確に設定することができ、最適条件設定に手間がかからず、作業性が大幅に向上する。特に、新製品開発におけるブロック試作時の振動条件の変更、調整を容易且つ迅速に行うことができ、新製品開発にかかる時間が大幅に短縮され、営業戦略上も有利となる。

本件出願の請求項３記載のコンクリートブロック成型型枠は、請求項１と請求項２の構成を兼ね備えているため、前記両者の効果を併せ持った成型型枠となる。

（実施形態１）
本発明のコンクリートブロック成型型枠の実施形態の一例を図１〜図５に基づいて説明する。このコンクリートブロック成型型枠（以下「成型型枠」と記す。）１は、図１に示すような貫通孔１２が開口された空洞コンクリートブロック（以下「ブロック」と記す。）１１を成型するものである。この成型型枠１は図１に示すように、軸の周方向一部に偏芯錘５が取り付けられた回転軸４の回転によって上下振動する外枠２と、その外枠２の内側にセットされる内枠組立体３とを備えてなるものである。

内枠組立体３は図２（ａ）（ｂ）に示すように、コンクリート材料を充填する内枠６と、内枠６の内側にセットされる中子７を備えた内張り８が取付枠９に装備され（組立てられ）ている。

前記内枠６は図２（ａ）に示すように上下両面に貫通開口する箱型に形成されており、仕切り板１０によって二つに区画されて同時に二つのブロック１１を成型可能としてある。内枠６は図２（ａ）（ｂ）に示すように取付枠９の内側に嵌め込み固定できるようにしてある。

前記中子７は図１に示すように成型されるブロック１１に貫通孔１２を成型するものであり、図２（ａ）に示すように角柱状の成型ブロック１３が三本縦向きに均一間隔で並べられ、それら成型ブロック１３の上端部が梁材１３ａによって連結され、内枠６内に差し込まれている。

前記取付枠９は図１、図２（ａ）（ｂ）に示すように上下両面開口の枠体であって、その内側に前記内張り８を差し込んでセットし、取付枠９の周壁１５に内枠６の周壁１４をネジ止めなどの固定手段（図示していない）で固定できるようにしてあり、更に、取付枠９の周枠１６の上面に中子７のブラケット１７を固定するための固定孔１８が開口され、周枠１６の四隅に外枠２へ取付けるための取付け孔１９が開口されている。取付枠９に内枠６及び中子７（内張り８）をセットして固定すると、前記内枠組立体３が形成される。

前記外枠２の外枠本体２０は図２（ｂ）に示すように上下両面開口であり、内側空間２４内に前記内枠組立体３をセットして固定可能としてある。外枠本体２０の内側四隅には内枠組立体３の取付枠９の四隅を支持する支持片２５が突設され、各支持片２５にネジ孔２６が形成されており、このネジ孔２６に支持片２５の上に支持された取付枠９の四隅の取付け孔１９をねじ止めでき、このネジを外すことによって内枠組立体３を外枠２から取外して、他の内枠組立体３と交換できるようにしてある。

図１、図２（ｂ）に示すように外枠本体２０の左右両側に回転軸４が二本を上下一対にして合計四本設けられている。各回転軸４は軸受２３を介して回転自在に外枠本体２０に取り付けられており、各回転軸４の軸外周面の一部には偏芯錘５が設けられている。この回転軸４のタイミングプーリー２１と駆動機構（例えば、サーボモーター）２２にはタイミングベルト２７を掛けて、サーボモーター２２の回転で回転軸４を回転させることができるようにしてあり、この回転により外枠２が上下振動するようにしてある。

前記外枠２の上下振動の仕組みは次のようになる。図３に示すように左右の上下一対の回転軸４の偏芯錘５を同じ向き（回転位相）に揃えて、左右の上下一対の回転軸４を互いに逆回転（左の回転軸は左回転、右の回転軸は右回転）回転させると、下向き時（図３ａ）と上向き時（図３ｃ）に左右の回転軸の偏芯錘５の向き（上下方向の重心移動）が同方向に揃って外枠２が上下に振動し、横向き時（図３ｂ、ｄ）では左右の回転軸の偏芯錘５の向き（左右方向の重心移動）が逆向きとなり、偏芯錘５による左右方向の重心移動が相殺されて外枠２の左右振動は殆ど又は全く生じない。なお、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように左右の上下の回転軸４の偏芯錘５を全て同じ回転位相にすると外枠２の振幅は最大となる。

図４に示すように左右の上下の回転軸４の偏芯錘５の回転位相を９０°ずらして、左右の上下一対の回転軸４を互いに逆回転（左の回転軸は左回転、右の回転軸は右回転）させると、左右の上側の回転軸４の偏芯錘５同士が同じ向きとなり、左右の下側の回転軸４の偏芯錘５同士が反対向き（左の偏芯錘５が右向き、右の偏芯錘５が左向き）となり、左右上方の回転軸４の偏芯錘５の上下方向の重心移動により外枠２は上下振動するが、左右下方の回転軸４の偏芯錘５による左右方向の重心移動は相殺されるため外枠２の左右振動は殆ど又は全く生じない。なお、この場合の振幅は、上下の回転軸４の偏芯錘５の合力から、図３（ａ）（ｃ）の場合の上下振動の振幅の約０．７倍となる。

図５に示すように、左右両組の上下の回転軸４を、上下の偏芯錘５の回転位相を１８０°逆にして、上下一組の回転軸４を同方向に回転させ、左右両組の回転軸４同士を逆方向に回転させると、上下一組の偏芯錘５による上下方向の重心移動は相殺され、外枠２の上下振動の振幅は最小（殆ど又は全く生じない）となる。また、この場合も、外枠２の左右振動は殆ど又は全く生じない。

上下一組の回転軸４の偏芯錘５の回転位相は、前記図３〜図５に示すものには限られず、任意の位相差とすることができる。また、回転軸４の偏芯錘５の回転位相は、サーボモーター２２の回転位相を変化させることにより、回転中においても変化させることができる。そのため、成型型枠１の使用中であっても、外枠２の振幅を調節することができる。回転軸４の偏芯錘５の回転位相の変化量は、左側の組と右側の組で同じだけ変化させることが、外枠２をバランスよく振動させる点では好ましい。

また、前記図３〜図５のいずれの場合においても、各サーボモーター２２は汎用のものと同様に回転数及び回転位相を変更できるものであり、四本の回転軸４の偏芯錘５の回転位相を変えて外枠２の振幅を変え、サーボモーター２２の回転数を変えることにより四本の回転軸４の回転数を変えて外枠２の振動数を変えることができるようにしてある。

（使用例）
図１に示す成型型枠１を用いてブロック１１を成型する例を、以下に図６、図７に基づいて説明する。
（１）予め、成型するブロック用の内張り８を取付枠９に装備して内枠組立体３を形成し、外枠２に固定しておく（図１参照。）。
（２）図６（ａ）に示すように、成型型枠１の下方に備えられた板状のパレット３０を、脱型シリンダ３１によって下から押し付けて、成型型枠１の下面開放部を閉塞する。なお、図６（ａ）に示すように、パレット３０の下側には、防振ゴム３２を介してパレットレシーバー３３が備えられている。
（３）成型型枠１の下面開放部をパレット３０で閉塞した状態で、図６（ａ）に示すように、内枠６内にコンクリート材料３４を流し込む。
（４）内枠６内にコンクリート材料３４を流し込んだら、各サーボモーター２２を作動させて、成型型枠１を上下振動させて、コンクリート材料３４の流動性を向上させて、自重でコンクリート材料３４をある程度詰める。このとき、成型型枠１の下面に押し付けられたパレット３０は、防振ゴム３２を介して押し付けられているため、成型型枠１の上下振動中も成型型枠１の下面から離れることはない。
（５）ある程度コンクリート材料３４が詰まったら、図６（ｂ）に示すように、成型型枠１の上方に設けられたプレス型３５をプレスシリンダ３６によって下方へ押し下げて、プレス型３５によって内枠６内のコンクリート材料３４を上から押圧すると同時に上下振動を加えて、内枠６内のコンクリート材料３４が所定高さになるまで締め固める。
（６）コンクリート材料３４を所望の高さまで締め固めたら、各サーボモーター２２を操作して、図５に示すように、左右両組の上下の回転軸４を、上下の偏芯錘５の回転位相を１８０°逆にして、成型型枠１の上下振動を発生させないようにする。
（７）図７（ａ）に示すように、脱型シリンダ３１及びプレスシリンダ３６によってパレット３０とプレス型３５を同時に下降させ、成型型枠１を、成型型枠１の下方に設けられた型枠支持材３７上に着地させる。
（８）更に脱型シリンダ３１及びプレスシリンダ３６によってパレット３０とプレス型３５を下降させると、図７（ａ）に示すように、締め固められたコンクリート材料３４（ブロック１１）が、パレット３０とプレス型３５に挟まれるようにして成型型枠１から抜ける。
（９）脱型が完了すると、図７（ｂ）に示すように、パレット３０上に中子部分が貫通孔１２となるブロック１１が乗った状態となる。
（１０）その状態で専用の養生室に搬送し、硬化させてブロック１１を製品として完成させる。
同じ型のブロック１１を連続して成型するには、（２）〜（１０）の工程を繰り返して行う。

異なる形状のブロックを成型する場合には、内枠組立体３を取付枠９ごと外枠本体２０から取外して、所望のブロック用の内張り８を取付枠９に装備して、外枠２に固定すればよい。

成型型枠１の振幅、振動数の変更は、サーボモーター２２の回転位相、回転数を変更することで適宜行うことができる。従って、成型中であっても、最適成型条件となるように微調整を行うことも可能である。

（実施形態２）
本発明の成型型枠１は、前記のような貫通孔１２のあるブロック１１を成型するものには限られず、孔のないブロックを成型するものとすることもできる。その場合、中子７のない内張り８を用いて、成型されるブロックに貫通孔が形成されないようにする。

（その他の実施形態）
本発明の成型型枠１では、外枠２の振幅や振動数を変更するために、タイミングプーリー２１を交換したり、偏芯錘５の大きさや数を変更したりすることもできる。これらの変更は、外枠２の振幅や振動数を大幅に変更する場合等に特に有効である。

タイミングプーリー２１及びタイミングベルト２７に代えて、歯が形成されていないプーリー及びＶベルトを用いることもできる。もっとも、その場合は、プーリー及びＶベルトは、滑りによって回転軸の回転位相がずれないようにしておくことが望ましい。

本発明の型枠は、前記空洞コンクリートブロックの成型に限らず、舗装用コンクリートブロックや即時脱型可能なＵ字溝、側溝板等のコンクリート二次製品の成型にも応用することができる。

本発明のコンクリートブロック成型型枠の実施形態の一例を示す斜視説明図。 （ａ）は、図１に示すコンクリートブロック成型型枠の内枠組立体を示す分解斜視説明図。（ｂ）は、図１に示すコンクリートブロック成型型枠の分解斜視説明図。 図１に示すコンクリートブロック成型型枠の外枠を上下振動させる仕組みの一例を示す説明図。 図１に示すコンクリートブロック成型型枠の外枠を上下振動させる仕組みの他の一例を示す説明図。 図１に示すコンクリートブロック成型型枠の外枠を上下振動しないようにする仕組みの一例を示す説明図。 （ａ）、（ｂ）は、図１に示すコンクリートブロック成型型枠を用いてコンクリートブロックを成型する様子を説明する説明図。（ａ）は給材工程、（ｂ）は締め固め工程を夫々示す。 （ａ）、（ｂ）は、図１に示すコンクリートブロック成型型枠を用いてコンクリートブロックを成型する様子を説明する説明図。（ａ）は脱型工程、（ｂ）は完成したコンクリートブロックを夫々示す。 （ａ）は、従来のコンクリートブロック成型型枠を示す分解斜視説明図。（ｂ）は、（ａ）に示す型枠の斜視説明図。

１ コンクリート成型型枠
２ 外枠
３ 内枠組立体
４ 回転軸
５ 偏芯錘
６ 内枠
７ 中子
８ 内張り
９ 取付枠
１１ コンクリートブロック
１２ 貫通孔
２０ 外枠本体
２１ タイミングプーリー
２２ サーボモーター
２３ 軸受
２４ 内側空間
２５ 支持片
２６ ネジ孔
２７ タイミングベルト
３０ パレット
３１ 脱型シリンダ
３２ 防振ゴム
３３ パレットレシーバー
３４ コンクリート材料
３５ プレス型
３６ プレスシリンダ
３７ 型枠支持材

Claims (2)

1. 軸の周方向一部に偏芯錘が取付けられた回転軸の回転によって振動する外枠と、その外枠の内側にセットされる内張りを備え、内張り内にコンクリートを充填することによりコンクリートブロックを成型できるコンクリートブロック成型型枠において、
   前記内張りを取付枠に装備して内枠組立体とすることができ、この内枠組立体は前記外枠に脱着可能であり、
   前記外枠は、外枠本体を備え、外枠本体は上下両面開口の内側空間を備え、その内側空間内に前記内枠組立体をセットして固定可能であり、
   前記外枠本体の左右両端側に回転軸が二本を上下一対にして合計四本設けられ、
   前記左右のいずれか一端側に設けられた上下の回転軸は縦方向の同一軸線上に配置され、
   前記左右の他端側に設けられた上下の回転軸は縦方向の同一軸線上に配置され、
   前記各回転軸は、外枠本体に回転自在に取り付けられ、
   前記各回転軸の外周面の一部に偏芯錘が設けられ、
   夫々の回転軸はタイミングプーリーを備え、それらタイミングプーリーが個別のタイミングベルトで個別のサーボモーターと連結されて、夫々の回転軸が夫々のサーボモーターにより個別に回転制御され、
   前記サーボモーターの回転制御により、前記四本の回転軸の偏芯錘が上下方向に重心移動する向きになると前記外枠が上下振動し、前記上下方向の重心移動が相殺される向きになると前記外枠の上下振動が最小又は零となり、前記四本の回転軸の偏芯錘が左右方向に重心移動する向きになると前記外枠が左右振動し、前記左右方向の重心移動が相殺される向きになると前記外枠の左右振動が最小又は零となるようにした、
   ことを特徴とするコンクリートブロック成型型枠。
2. 請求項１記載のコンクリートブロック成型型枠において、
   外枠の一端側に設けられた上側の回転軸の偏心錘と下側の回転軸の偏心錘が、縦方向の同一軸線上に配置され、
   外枠の他端側に設けられた上側の回転軸の偏心錘と下側の回転軸の偏心錘が、縦方向の同一軸線上に配置された、
   ことを特徴とするコンクリートブロック成型型枠。

Images