JP5142663B2 - 型成形板の成形装置および型成形板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、型成形板の成形装置および型成形板の製造方法に関し、詳しくは、板面に多数の凹部を形成するとともに、それらの凹部の開口縁に内方に張り出すフランジを有する型成形板の成形装置および該型成形板の製造方法に関し、特には、軽量かつ高強度のコンクリート板の成形に適した型成形板の成形装置および型成形板の製造方法に関するものである。

型成形板、即ち、成形型枠を使用して成形される板体として、板体の板面に、亀甲形状のリブを隆設して、六角形の凹部を多数形成したコンクリート板（例えば、特許文献１），成形圧縮外皮構造繊維板（例えば、特許文献２）等がある。

特許文献１のコンクリート板は、上記凹部に対応する形状の突起を成形型枠の底面に多数立設させ、その型枠内にコンクリートスラリーを流し込み、養生することによって成形される。

また、特許文献２の成形圧縮外皮構造繊維板は、先ず、例えば木材繊維、再生紙，再生木材製品等から得られる天然繊維、あるいは、種々のプラスチック，ファイバーグラス等の合成繊維および鉱物繊維を含む非セルロース材料からなる原料を水分濃度９９％程度の繊維含有スラリーとする。続いて、該繊維含有スラリーを、多数のエラストマーパッドが幾何学的に配置固定された成形型枠上に流し込み、型枠の下面からの吸引及び／又は型枠の上・下面からの簡易なプレス（プリプレス）により脱水し、スラリーを水分濃度５０％程度の脱水ケーキとする。その後、成形型枠をホットプレスに搬送し、加熱下において型枠に対して垂直方向の圧力を加えることにより脱水ケーキを加熱圧縮成形することによって得られる。

そして、上記した型成形板は、例えば、外壁材として使用され、凹部が形成されている面を構築基材等に接着，釘着等によって設置され、また、床材として使用され、凹部が形成されている面を床基材上に接着，釘着等によって設置される。

特開昭６０−１６２６０１号公報 特開平９−１９５４４０号公報

ところで、特許文献１に開示された技術では、脱型を容易にするために、型枠の突起に抜き勾配を施さなくてはならないため、形成されるコンクリート板の亀甲形状のリブは、その基部に対して先端部の厚みが薄くなっており、軽量化を図るべく凹部の容積を大きくするには限界があった。また、形成される凹部の開口縁に内方に延びるフランジを形成すことはできないものであった。

また、特許文献２に開示された技術では、繊維含有スラリーを成形型枠に流し込み、それを圧縮することによってエラストマーパッドを軸に対して半径方向外方へ膨出させ、それによって開口縁に内方に延びるフランジを形成するようにしているが、この技術をコンクリート板の成形に採用した場合には、成形型枠内にコンクリートスラリーを流し込み、上方から圧縮した場合には、エラストマーパッド上のスラリーはそこに留まることなく全て流れ出てしまい、連続した平板が形成させることなく、貫通した穴を有する板材が形成されてしまう。

なお、特許文献２には、図１０に、エラストマーパッドとして、膨張性を有する柔軟な膜（１２Ａ）を使用し、そのチューブ内に加圧流体を供給して所望の形状を形成する技術が開示されているが、加圧流体が空気の場合には、形状を維持することが難しく、加圧流体が非圧縮性である液体の場合には、所望とする形状に膨張した状態を維持するためには、流体の圧送手段および排出手段を必要とし、さらに、型成形素材によって加圧されている間、柔軟な膜（１２Ａ）内から流体の流出をロックするバルブ等が必要となり、装置および制御が複雑になってしまう。

本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑み成されたものであって、コンクリート等の非圧縮体スラリーを成形型枠に流し込んで成形する型成形板であっても、一方の板面に連続した平板を有し、他方の板面には複数の凹部を有し、かつ該凹部の開口縁に内方に張り出すフランジを有する型成形板を容易に形成することができる、型成形板の成形装置および型成形板の製造方法を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、請求項１の型成形板の成形装置は、一方の板面に連続し
た平板を有し、他方の板面には複数の凹部を有し、かつ該凹部の開口縁に内方に張り出す
フランジを有するコンクリート板を成形する型成形板の成形装置であって、底板および該
底板を囲うように前記底板から立設された側板とを有する成形型枠と、中空で、前記成形
型枠に打設されるコンクリートスラリーに対して所望の形状を維持する硬度を有し、底板
に所定間隔で多数配置されたエラストマーパッドと、それらのエラストマーパッドを、そ
の軸芯に対して半径方向内方へ弾性変形させる変形手段とを備えたことを特徴とする。

ここで、上記本発明のエラストマーパッドは、シリコンゴム，クロロプレンゴム等の合
成ゴムが使用され、該エラストマーパッドの硬度は、成形型枠にコンクリートスラリーを
打設して、その状態でコンクリートスラリーを硬化させる場合にその圧力によって変形す
ることがない程度の硬度をいう。

また、請求項２の型成形板の成形装置は、上記請求項１の発明において、上記変形手段が、上記エラストマーパッド内に頭部を植設し、端部を上記型枠の底板から外方に貫設させたピンと、それらのピンの端部を係止した操作プレートと、該操作プレートを上記型枠の底板から離反する方向へ移動させる作動機構とを備え、上記作動機構によって上記ピンの頭部を上記型枠の底板方向に移動させて、上記エラストマーパッドをその軸芯から半径方向内方に変形させるようにしたことを特徴とする。

また、請求項３の型成形板の成形装置は、上記請求項２の発明において、上記作動機構が、上記成形型枠の底板と操作プレートとの間に配設したカムと、該カムを作動させるアクチュエータとによって構成されていることを特徴とする。

また、請求項４の型成形板の成形装置は、上記請求項１の発明において、上記エラストマーパッドは、上記底板に植設した筒状心材を覆うように配設され、上記変形手段は、上記筒状心材とエラストマーパッドとの間に画成される中空部から空気を吸引する吸引ポンプを備え、該吸引ポンプによって上記中空部から空気を吸引して、上記エラストマーパッドをその軸芯に対して半径方向内方に変形させるようにしたことを特徴とする。

さらに、請求項５の型成形板の成形装置は、上記請求項４の発明において、上記変形手段は、上記筒状心材の周壁に貫設した複数の流体通路と、上記筒状心材の軸芯に形成した流体通路と、上記成形型枠の底板に形成した流体通路を備え、それらの流体通路を介して上記エラストマーパッドの中空部を上吸引記ポンプに連通させたことを特徴とする。

また、請求項６の型成形板の製造方法は、上記請求項１〜５のいずれかに記載の型成形
板の成形装置を使用し、上記成形型枠内にコンクリートスラリーを打設する工程と、前記
コンクリートスラリーを養生する工程と、前記変形手段によって前記エラストマーパッド
を変形させて、硬化した板体を前記成形型枠から脱型させる工程とを経て、一方の板面に
連続した平板を有し、他方の板面には複数の凹部を有し、かつ該凹部の開口縁に内方に張
り出すフランジを有するコンクリート板を製造することを特徴とする。

ここで、上記本発明の型成形板の製造方法において、上記コンクリートスラリーは、例
えば普通コンクリート、繊維補強高強度コンクリート、レジンコンクリート等のコンクリ
ートスラリーである。

上記した請求項１の型成形板の成形装置によれば、成形型枠にコンクリートスラリーを
打設させ、コンクリートスラリーを養生した後に、変形手段によりエラストマーパッドを
変形させて縮小させ、硬化した板体を成形型枠から脱型させることによって、凹部の開口
縁に内方に張り出すフランジを形成したコンクリート板を容易に得ることができる。
即ち、この型成形板の成形装置によれば、各エラストマーパッドの強度を成形型枠に打
設するコンクリートスラリーにより生じる圧力よりも大きくしているので、コンクリート
スラリーを成形型枠に打設してもエラストマーパッドは変形することなく、したがって、
コンクリート板であっても開口縁に内方に張り出すフランジを有する凹部をもった型成形
板を容易に得ることができる。
このような凹部の開口縁に内方に張り出すフランジを有するコンクリート板は、凹部を
画成するリブがフランジによって補強され、剛性の高い板体となるとともに、該板体を単
独で使用することも可能であるが、二枚以上を貼り合わせて多層の板体とする場合等には
、両者の接着面積を増大させることができるなどの効果がある。

また、上記した請求項２の型成形板の成形装置によれば、ピンを引き出すことによってエラストマーパッドを変形させるので、エラストマーパッドは、軸芯に対して半径方向内方へ確実に縮小され、養生することにより硬化した型成形板を、エラストマーパッドから容易にかつ確実に離脱させることができる。

また、上記した請求項３の型成形板の成形装置によれば、操作プレートをアクチュエー
タによって作動するカムによって動かすので、ピンの引き出しを確実かつ容易に行なうこ
とができる。

また、上記した請求項４の型成形板の成形装置によれば、筒状心材によってエラストマーパッドの形状が維持されるので、均一な凹部を形成することができ、筒状心材とエラストマーパッドとの間に画成される中空部から空気を吸引排除することによって、エラストマーパッドを軸芯に対して半径方向内方へ確実に縮小させることができ、型成形板をエラストマーパッドから容易にかつ確実に離脱させることができる。

また、上記した請求項５の型成形板の成形装置によれば、筒状心材とエラストマーパッドとの間に画成される中空部の空気を、筒状心材の周壁から吸引することができるので、吸引効率が高くなり、エラストマーパッドの縮小をより迅速かつ確実に行なうことができる。

また、上記した請求項６の型成形板の製造方法によれば、各エラストマーパッドは、硬
度が成形型枠に打設するコンクリートスラリーよりも大きいので、コンクリートスラリー
を成形型枠に打設してもエラストマーパッドは変形することなく、したがって、コンクリ
ート板であっても均一な凹部をもった型成形板を得ることができる。また、エラストマー
パッドを強制的に縮小変形させるので、エラストマーパッドを確実にコンクリート板から
離脱させることができ、凹部の開口縁に内方へ十分に張り出したフランジを有するコンク
リート板を得ることができる。

以下に、上記した本発明に係る型成形板の成形装置および型成形板の製造方法の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

図１乃至図３は、本発明に係る型成形板の成形装置を示したもので、図１は、成形装置
の全体を概念的に示した斜視図、図２は、図１に示す成形型枠にコンクリートスラリーを
打設した状態のエラストマーパッドの断面図、図３は、図１に示す成形型枠からコンクリ
ート板を脱型する際のエラストマーパッドの状態を示した断面図である。

この実施形態の成形装置１は、成形型枠２を備えている。成形型枠２は、図１に示すように、底板３と該底板３を囲うように立設された側板４とによって構成されている。底板３の内面（上面）には、所定間隔をもって複数のエラストマーパッド５が幾何学的に配置されている。

上記エラストマーパッド５は、弾性を有し、成形型枠２に打設するコンクリートスラリ
ーＳの圧力に対して所望の形状を維持する程度の硬度を有するシリコンゴム等によって形
成され、高さ２０ｍｍ程度、一辺の長さが１５ｍｍ程度の略正六角柱の上部５ａと、該上
部５ａと同芯で、高さ５ｍｍ程度、一辺の長さが１０ｍｍ程度の略正六角柱の基部５ｂと
を有し、図２に示すように、内部５ｃが中空に成形されている。

また、上記成形装置１は、エラストマーパッド５を弾性変形させる変形手段６を備えている。この変形手段６は、図２に示すように、エラストマーパッド５に植設されたピン７と、該ピン７の下端を支持する操作プレート８と、該操作プレート８を成形型枠２の底板３に対して離接させるプレート移動機構９とによって構成されている。また、この成形装置１では、図１に示したように、上記操作プレート８が、底板３から下方に立設されたガイドポスト３ａに摺動自在に保持され、スプリング３ｂによって上方に付勢されている。

上記ピン７は、軸７ａの頭部に、その軸芯に対して半径方向に膨出させたフランジ７ｂを有している。そして、軸７ａは、下部がエラストマーパッド５の底面から下方に突出しており、その下部には、雄ねじ部７ｃが形成されている。そして、ピン７のフランジ７ｂは、エラストマーパッド５の天頂部内に埋設されている。

上記変形手段６では、各エラストマーパッド５のピン７が、成形型枠２の底板３に形成されたピン挿通孔３ｃから下方に延設され、さらに、操作プレート８に形成されたピン挿通孔８ａから下方に延設され、ピン７の下端が、雄ねじ７ｃに螺合させたナット１０によって操作プレート８に係止されている。

上記プレート移動機構９は、図１に示すように、成形型枠２の底板３と操作プレート８との間に設置された操作軸１１と、該操作軸１１に固設されたカム１２と、操作軸１１を回動するアクチュエータ１３とによって構成されている。なお、本実施形態では、複数の軸１１を１つのアクチュエータ１３によって回動させるために、各軸１１の端部にスプロケット１４をそれぞれ固設するとともに、それらのスプロケット１４にチェーン１５を巻き掛けている。

以下に、上記した構成の成形装置１を使用して、本発明に係る型成形板の製造方法を説明する。

図１に示す成形装置１の成形型枠２内に、コンクリートスラリーＳを流し込む。この状
態におけるエラストマーパッド５は、図２に示すように、その硬度および弾性力によって
、上部５ａが膨らんだ状態に維持されている。なお、コンクリートスラリーＳは、例えば
セメントを基材として鋼繊維，有機繊維等の繊維を含有させたものである。

次いで、自然養生または蒸気養生を行なって、コンクリートスラリーＳを硬化させる。

次いで、アクチュエータ１３を作動させ、操作軸１１を回動させてカム１２を立たせることによって、図３に示すように、操作プレート８を成形型枠２の底板３から離反する方向（下方）へ移動させるとともに、ピン７を下方に移動させ、それに伴って、エラストマーパッド５の上部５ａを縮小させる。

この状態で、硬化したコンクリート板Ａを成形型枠２から取り出す。その際に、エラストマーパッド５の上部５ａは、コンクリート板Ａに食い込んでいないので、コンクリート板Ａを成形型枠２から容易に離脱することができる。

コンクリート板Ａを成形型枠２から離脱させた後、アクチュエータ１３を作動させ、操作軸１１を回動させてカム１２を横に寝かせると、エラストマーパッド５の復元力およびスプリング３ｂの付勢力によって、操作プレート８は、成形型枠２の底板３方向（上方）へ移動し、ピン７が上方に移動され、それに伴って、エラストマーパッド５の上部５ａが元の状態に拡径される。

このようにして形成されたコンクリート板Ａは、図４に示すように、一定間隔で凹部Ｂが形成され、それらの凹部Ｂ間にリブＲが形成され、さらに、凹部Ｂの開口縁に内方に張り出すフランジＦが形成されたものとなる。

そして、このようなコンクリート板Ａは、例えば、外壁材として使用され、凹部Ｂが形成されている面を構築基材等に接着，釘着等によって設置され、または、床材として使用され、凹部Ｂが形成されている面を床基材上に接着，釘着等によって設置される。また、２枚のコンクリート板Ａを、それらのコンクリート板Ａの凹部Ｂが互いに向き合うようにして接合して使用される。このような使用に際し、凹部Ｂの開口縁に内方に張り出すフランジＦは、凹部Ｂを画成するリブＲを補強し、コンクリート板Ａの剛性を高めるとともに、部材間の接着面積を増大させる等の効果を奏する。

図５乃至図７は、本発明に係る型成形板の成形装置の第２の実施形態を概念的に示した
もので、図５は成形装置の概念的な斜視図、図６は、図５に示す成形型枠にコンクリート
スラリーを打設した状態のエラストマーパッドの断面図、図７は、図５に示す成形型枠か
らコンクリート板を脱型する際のエラストマーパッドの状態を示した断面図である。

この実施形態の成形装置２０の成形型枠２１は、底板２２と該底板２２を囲うように立設された側板２３とによって構成されている。そして、底板２２の内面（上面）には、所定間隔をもって複数のエラストマーパッド２４が幾何学的に配置されている。

上記エラストマーパッド２４は、例えば弾性を有し、成形型枠２１に打設するコンクリ
ートスラリーＳの圧力に対して所望の形状を維持する程度の硬度を有するシリコンゴムに
よって形成され、高さ２０ｍｍ程度、一辺の長さが１５ｍｍ程度の略正六角柱の上部２４
ａと、該上部２４ａと同芯で、高さ５ｍｍ程度、一辺の長さが１０ｍｍ程度の略正六角柱
の基部２４ｂとを有し、図６に示すように、内部が中空に成形されている。

また、上記エラストマーパッド２４は、成形型枠２１の底板２２に接着固定された筒状心材２５によって支持されている。この筒状心材２５は、下部に６角形の基盤２５ａを有し、該基盤２５ａの中心部に６角形の筒状部２５ｂが立設されたものである。そして、エラストマーパッド２４は、その基部２４ｂが筒状心材２５の基盤２５ａの外周面に接着固定され、上部２４ａの頂部内面が筒状心材２５の筒状部２５ｂの上部に接着固定されている。

また、成形装置２０は、上記エラストマーパッド２４を弾性変形させる変形手段２６を備えている。この変形手段２６は、筒状心材２５の基盤２５ａの中心に形成された流体通路２５ｃと、筒状心材２５の筒状部２５ｂの周面に貫設された複数の流体通路２５ｄと、成形型枠２１の底板２２に貫設された流体通路２７と、該流体通路２７と筒状心材２５の流体通路２５ｃとを連通する流体通路２８と、流体通路２７の端部に接続された吸引ポンプ２９とによって構成されている。
なお、図５に示す実施形態では、複数の流体通路２７の端部が集合されて一台の吸引ポンプ２９に接続されている。

以下に、上記した構成の成形装置２０を使用して、本発明に係る型成形板の製造方法を説明する。

先ず、図５に示す成形装置２０の成形型枠２１内に、コンクリートスラリーＳを流し込む。この状態におけるエラストマーパッド２４は、その材料の弾性力によって、上部２４ａが膨らんだ状態にある。コンクリートスラリーＳは、例えばセメントを基材として鋼繊維，有機繊維等の繊維を含有させたものである。なお、この場合に、エラストマーパッド２４内に、圧縮空気を供給して、膨らんだ状態にあるエラストマーパッド２４の形状維持を補助してもよい。

次いで、自然養生または蒸気養生を行なって、コンクリートスラリーＳを硬化させる。

次いで、吸引ポンプ２９を作動させて、流体通路２７，２８，２５ｃ，２５ｄを介してエラストマーパッド２４と筒状心材２５とによって画成される中空部３０内の空気を排除する。すると、エラストマーパッド２４は、図７に示すように、その上部２４ａが縮小される。

この状態で、コンクリート板Ａを成形型枠２１から取り出す。その際に、エラストマーパッド２４の上部２４ａが、コンクリート板Ａに食い込んでいないので、コンクリート板Ａを成形型枠２１から容易に離脱することができる。

このようにして形成されたコンクリート板Ａは、やはり図４に示すように、一定間隔で凹部Ｂが形成され、それらの凹部Ｂ間にリブＲが形成され、さらに、凹部Ｂの開口縁に内方に張り出すフランジＦが形成されたものとなる。

そして、このようなコンクリート板Ａは、例えば、外壁材として使用され、凹部Ｂが形成されている面を構築基材等に接着，釘着等によって設置され、または、床材として使用され、凹部Ｂが形成されている面を床基材上に接着，釘着等によって設置される。また、２枚のコンクリート板Ａを、それらのコンクリート板Ａの凹部Ｂが互いに向き合うようにして接合して使用される。

本発明に係る型成形板の成形装置の第１の実施形態を概念的に示した斜視図である。 図１に示す成形装置におけるエラストマーパッドの内部構造を示した断面図で、コンクリートスラリーを打設した状態を示している。 図１に示す成形装置において、コンクリート板を脱型する際のエラストマーパッドの状態を示した断面図である。 本発明に係る型成形板の成形装置によって成形されたコンクリート板を示した部分斜視図である。 本発明に係る型成形板の成形装置の第２の実施形態を概念的に示した斜視図である。 図５に示す成形装置におけるエラストマーパッドの内部構造を示した断面図で、コンクリートスラリーを打設した状態を示している。 図５に示す成形装置において、コンクリート板を脱型する際のエラストマーパッドの状態を示した断面図である。

符号の説明

１ 成形装置
２ 成形型枠
３ 底板
３ａ ガイドポスト
３ｂ スプリング
３ｃ ピン挿通孔
４ 側板
５ エラストマーパッド
５ａ 上部
５ｂ 基部
６ 変形手段
７ ピン
７ａ 軸
７ｂ フランジ
７ｃ 雄ねじ
８ 操作プレート
８ａ ピン挿通孔
９ プレート移動機構
１０ ナット
１１ 操作軸
１２ カム
１３ アクチュエータ
１４ スプロケット
１５ チェーン
２０ 成形装置
２１ 成形型枠
２２ 底板
２３ 側板
２４ エラストマーパッド
２４ａ 上部
２４ｂ 下部
２５ 筒状心材
２５ａ 基盤
２５ｂ 筒状部
２５ｃ，２５ｄ 流体通路
２６ 変形手段
２７，２８ 流体通路
２９ 吸引ポンプ
３０ 中空部
Ａ コンクリート板（型成形板）
Ｂ 凹部
Ｆ フランジ
Ｒ リブ
Ｓ コンクリートスラリー

Claims (6)

1. 一方の板面に連続した平板を有し、他方の板面には複数の凹部を有し、かつ該凹部の開
   口縁に内方に張り出すフランジを有するコンクリート板を成形する型成形板の成形装置で
   あって、底板および該底板を囲うように前記底板から立設された側板とを有する成形型枠
   と、中空で、前記成形型枠に打設されるコンクリートスラリーに対して所望の形状を維持
   する硬度を有し、底板に所定間隔で多数配置されたエラストマーパッドと、それらのエラ
   ストマーパッドを、その軸芯に対して半径方向内方へ弾性変形させる変形手段とを備えた
   ことを特徴とする、型成形板の成形装置。
2. 前記変形手段は、前記エラストマーパッド内に頭部を植設し、端部を前記型枠の底板か
   ら外方に貫設させたピンと、それらのピンの端部を係止した操作プレートと、該操作プレ
   ートを前記型枠の底板から離反する方向へ移動させる作動機構とを備え、前記作動機構に
   よって前記ピンの頭部を前記型枠の底板方向に移動させて、前記エラストマーパッドをそ
   の軸芯に対して半径方向内方に変形させるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載
   の型成形板の成形装置。
3. 前記作動機構は、前記成形型枠の底板と操作プレートとの間に配設したカムと、該カム
   を作動させるアクチュエータとによって構成されていることを特徴とする、請求項２に記
   載の型成形板の成形装置。
4. 前記エラストマーパッドは、前記底板に植設した筒状心材を覆うように配設され、前記
   変形手段は、前記筒状心材とエラストマーパッドとの間に画成される中空部から空気を吸
   引する吸引ポンプを備え、該吸引ポンプによって前記中空部から空気を吸引して、前記エ
   ラストマーパッドをその軸芯に対して半径方向内方に変形させるようにしたことを特徴と
   する、請求項１に記載の型成形板の成形装置。
5. 前記変形手段は、前記筒状心材の周壁に貫設した複数の流体通路と、前記筒状心材の軸
   芯に形成した流体通路と、前記成形型枠の底板に形成した流体通路を備え、それらの流体
   通路を介して前記エラストマーパッドの中空部を前記吸引ポンプに連通させたことを特徴
   とする、請求項４に記載の型成形板の成形装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の型成形板の成形装置を使用し、前記成形型枠内にコン
   クリートスラリーを打設する工程と、前記コンクリートスラリーを養生する工程と、前記
   変形手段によって前記エラストマーパッドを変形させて、硬化した板体を前記成形型枠か
   ら脱型させる工程とを経て、一方の板面に連続した平板を有し、他方の板面には複数の凹
   部を有し、かつ該凹部の開口縁に内方に張り出すフランジを有するコンクリート板を製造
   することを特徴とする、型成形板の製造方法。

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