JP6207830B2

JP6207830B2 - 骨材計量装置及びこれを備えた生コンクリート製造装置

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Publication number: JP6207830B2
Application number: JP2012254666A
Authority: JP
Inventors: 太志 ▲柳▼下; 英之上山; 義今井
Original assignee: 光洋機械産業株式会社
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2032-11-02
Also published as: JP2014091326A

Description

本発明は、バッチャプラント等の生コンクリート製造装置において、骨材貯蔵ビンから排出される骨材を計量するための骨材計量装置に関するものである。

従来、バッチャプラント等の生コンクリート製造装置においては、粗骨材としての砂利、細骨材としての砂、セメント、水及び混和剤等の各材料を混練することにより生コンクリートを製造している（例えば特許文献１参照）。

生コンクリートを製造する際には、生コンクリートの打設時における作業性を向上させるために、及び生コンクリートの硬化後において所望の強度を有するように、各材料の配合比を適切に設定して混練することが必要である。そのためには、生コンクリートを製造する過程において、各材料を精度よく計量することが重要となる。

上記各材料のうち例えば砂利について説明すると、バッチャプラントでは、図１０に示すように、砂利は砂利貯蔵ビン４０に貯蔵される。砂利貯蔵ビン４０の下端には排出口（図略）が形成されており、砂利貯蔵ビン４０の下部には、排出口を開閉するための計量ゲート４１が設けられている。砂利貯蔵ビン４０の下方には、砂利の重量を計量するための計量ホッパ４２が配置されている。

計量ホッパ４２には、重量計としてのロードセル４３が設けられている。計量ホッパ４２では、予め設定された目標とする計量値（以下、「目標計量値」という）になるように、砂利貯蔵ビン４０から排出された砂利が計量される。

計量ホッパ４２の下端には排出口（図略）が形成されており、計量ホッパ４２の下部には、排出口を開閉するための開閉ゲート４４が設けられている。計量ホッパ４２の下方には、砂利及び他の材料を混練するためのミキサ４５が配置されている。

計量ゲート４１は、砂利貯蔵ビン４０から吊下げ支持され、例えば図略のピストンロッドを有するアクチュエータ（シリンダ）によって開閉動作される。計量ゲート４１における開閉は、例えばシーケンサを含む制御盤４６からの指令により行われる。

具体的には、従来の計量ゲート４１では、以下に示す開閉動作が行われる。すなわち、計量ゲート４１は、計量ホッパ４２において計量が開始される際、全閉の状態から全開の状態に移行される。この全開の状態では、砂利貯蔵ビン４０から砂利が計量ホッパ４２に大量に排出され、ロードセル４３によって計量が行われる。

この場合、精度よく計量を行うには、ロードセル４３による計量値が目標計量値に到達するまで、計量ゲート４１の開状態を維持し、計量値が目標計量値に到達したと同時に計量ゲート４１を閉状態に移行することが必要とされる。ところが、計量ゲート４１が全開の状態で骨材が計量ホッパ４２に大量に排出されているときに、計量値が目標計量値に一致するようなタイミングで計量ゲート４１を全閉の状態にすることは非常に困難であり、計量ゲート４１を全閉の状態にしても計量誤差が大きいといった問題点があった。

そこで、従来の計量方法においては、一旦粗計量を行いその後、微計量を行うようにしている。すなわち、計量値が目標計量値に近づくと、計量ゲート４１を全開の状態から一旦全閉の状態にして砂利の排出を一時的に止める。その後、微計量として計量ゲート４１を全開の状態及び全閉の状態を交互に複数回繰り返すといった、いわゆるジョギング動作を行うよう制御していた。

このジョギング動作では、計量開始時に全開の状態にしたときに比べ砂利の排出量が少なくなるので、計量誤差をより小さくすることができる。また、ジョギング動作時には、計量ホッパ４２に与える衝撃を緩和することができるといった利点を有する。

しかしながら、このジョギング動作では、計量ゲート４１の開閉動作を一度だけ行ったときの砂利の排出量はほぼ一定であるため、この一定量より少ない精度で計量することは不可能である。そのため、計量精度の点で問題がある。また、ジョギング動作では、計量ゲート４１を閉じたり開いたりする動作を繰り返すので、計量に時間を要するといった問題点もある。

さらに、ジョギング動作では、計量ゲート４１の開閉を繰り返すので、砂利等による衝撃によって計量ゲート４１が激しく磨耗し、計量ゲート４１の劣化速度が早まるといった欠点もある。さらには、ジョギング動作では、計量ゲート４１が全閉の状態になると、砂利の流動が一時的に止まってしまうので、砂利貯蔵ビン４０の内底部において砂利が圧密状態となり、次回の全開の状態では砂利が排出し難くなるといった不具合も生じる。

特開平８−１８３０２１号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、計量精度や計量時間等における問題点を解消し効率よくかつ良好に骨材の計量を行うことのできる骨材計量装置を提供することをその課題とする。また、その骨材計量装置を備えた生コンクリート製造装置を提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供される骨材計量装置は、生コンクリートを生成するための材料となる骨材を貯蔵する貯蔵手段と、前記貯蔵手段の下端排出口を開閉する開閉手段と、前記開閉手段の開閉動作を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記貯蔵手段の下方に設けられ、前記駆動手段によって前記開閉手段が開かれることにより前記貯蔵手段から排出される前記骨材を計量する計量手段と、を備える骨材計量装置であって、前記制御手段は、前記開閉手段を全開の状態にした後、前記計量手段による前記骨材の計量値が予め定める目標計量値に近づいたとき、前記開閉手段を前記全開の状態からこの状態における開口面積より狭い開口面積を有する第１の半開状態に移行させ、その後、前記貯蔵手段からの前記骨材の排出量が所望の想定量を外れるとき、前記開閉手段を前記第１の半開状態からこの状態における開口面積より広い開口面積を有する第２の半開状態に移行させ、その後、前記開閉手段を前記第２の半開状態から前記第１の半開状態の開口面積より狭い開口面積を有する第３の半開状態に移行させるよう前記駆動手段を制御することを特徴としている。

本発明の骨材計量装置において、前記第１の半開状態における前記開閉手段の停止位置を検出するための第１の検出手段と、前記第２の半開状態における前記開閉手段の停止位置を検出するための第２の検出手段と、前記第３の半開状態における前記開閉手段の停止位置を検出するための第３の検出手段とを備え、前記制御手段は、前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段の各出力に基づいて前記駆動手段を制御することにより、前記開閉手段の開閉動作を停止させて前記第１の半開状態、前記第２の半開状態及び前記第３の半開状態にそれぞれ移行させるとよい。

本発明の骨材計量装置において、前記開閉手段は、前記貯蔵手段の下端に開閉自在に設けられた開閉ゲートからなり、前記駆動手段は、長尺状に形成された中空状の本体と、この本体内を進退自在に移動するピストンロッドとを有するアクチュエータからなり、前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段は、それぞれ前記本体の所定位置に取付けられ、前記ピストンロッドの移動位置を検出する検出スイッチであるとよい。

本発明の骨材計量装置において、前記検出スイッチは、前記本体における取付位置が調整可能とされているとよい。

本発明の第２の側面によって提供される生コンクリート製造装置は、本発明の第１の側面によって提供される骨材計量装置を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、開閉手段（例えば計量ゲート）を全開の状態にした後、計量手段による骨材の計量値が目標計量値に近づいたとき、計量ゲートを全開の状態から開口面積の狭い第１の半開状態に移行させる。そのため、全開の状態で大量に排出していた骨材を第１の半開状態において少しずつ排出させることができるので、従来のジョギング動作のように開閉手段を全開の状態と全閉の状態とを繰り返す場合に比べ、計量を精度よく行うことができる。また、全開の状態と全閉の状態を繰り返すことがないので、計量時間を短縮することができる。したがって、骨材の計量を効率よくかつ良好に行うことのできる骨材計量装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る骨材計量装置が適用される生コンクリート製造装置としてのバッチャプラントの概略構成例を示す図である。計量ゲート及びアクチュエータの構成図であり、計量ゲートの全閉状態を示す図である。計量ゲートの全開状態を示す図であり、（ａ）は計量ゲート及びアクチュエータの構成図、（ｂ）は砂利貯蔵ビンの排出口の大きさを示す図である。計量ゲートの半開状態を示す図であり、（ａ）は計量ゲート及びアクチュエータの構成図、（ｂ）は砂利貯蔵ビンの排出口の大きさを示す図である。本発明の第２実施形態に係る計量ゲート及びアクチュエータの構成図であり、計量ゲートの全閉状態を示す図である。計量ゲートの全開状態を示す図であり、（ａ）は計量ゲート及びアクチュエータの構成図、（ｂ）は砂利貯蔵ビンの排出口の大きさを示す図である。計量ゲートの第１の半開状態を示す図であり、（ａ）は計量ゲート及びアクチュエータの構成図、（ｂ）は砂利貯蔵ビンの排出口の大きさを示す図である。計量ゲートの第２の半開状態を示す図であり、（ａ）は計量ゲート及びアクチュエータの構成図、（ｂ）は砂利貯蔵ビンの排出口の大きさを示す図である。計量ゲートの第３の半開状態を示す図であり、（ａ）は計量ゲート及びアクチュエータの構成図、（ｂ）は砂利貯蔵ビンの排出口の大きさを示す図である。従来の骨材計量装置を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る骨材計量装置が適用される生コンクリート製造装置としてのバッチャプラントの概略構成例を示す図である。

このバッチャプラント１は、生コンクリートを製造するための装置であり、生コンクリートの構成材料である砂利（粗骨材）、砂（細骨材）、セメント、水及び混和剤等を混練して製造するものである。バッチャプラント１は、これら複数の材料に応じて貯蔵ビン及び貯蔵槽を有している。具体的には、バッチャプラント１は、図１に示すように、セメントを貯蔵するセメント貯蔵ビン２、砂を貯蔵する砂貯蔵ビン３、砂利を貯蔵する砂利貯蔵ビン４、水を貯蔵する水貯蔵槽５、及び混和剤を貯蔵する混和剤貯蔵槽６を有している。

セメント貯蔵ビン２、砂貯蔵ビン３及び砂利貯蔵ビン４の下端には、各材料を下方に排出するための計量ゲート７，８，９がそれぞれ設けられている。計量ゲートの詳細については後述する。

各貯蔵ビン２，３，４の下方には、それらから排出される材料を計量するための計量ホッパ１０，１１，１２がそれぞれ設けられている。各計量ホッパ１０，１１，１２には、計量ホッパ１０，１１，１２内の材料を計量する重量計としてのロードセル１３，１４，１５がそれぞれ設けられている。

各貯蔵ビン２，３，４に貯蔵されたセメント、砂及び砂利は、各計量ゲート７，８，９がそれぞれ開状態になることにより、各計量ホッパ１０，１１，１２に排出される。各計量ホッパ１０，１１，１２では、排出されたセメント、砂及び砂利が各ロードセル１３，１４，１５によってそれぞれ計量される。各ロードセル１３，１４，１５による計量値が目標計量値になれば、計量ゲート７，８，９がそれぞれ閉状態になる。

計量ホッパ１０，１１，１２の下端には、各材料を下方に排出するための開閉ゲート１６，１７，１８がそれぞれ設けられており、それらの下方には、各計量ホッパ１０，１１，１２から排出される各原料を集約するための原料シュート１９が設けられている。

一方、水貯蔵槽５には、流量調整弁２０を介して水計量ホッパ２１が接続されており、水貯蔵槽５に貯蔵された水は、流量調整弁２０によりその流出が調整され、水計量ホッパ２１に所定量の水が一時的に貯留される。また、混和剤貯蔵槽６には、流量計２２及び図略のポンプ等を介して混和剤計量ホッパ２３が接続されており、混和剤貯蔵槽６に貯蔵された混和剤は、流量計２２やポンプ等によりその流出が許可され、混和剤計量ホッパ２３に所定量の混和剤が一時的に貯留される。

そして、原料シュート１９、水計量ホッパ２１及び混和剤計量ホッパ２３の下流側には、これらから排出される材料を混練するミキサ２４が設けられている。すなわち、ミキサ２４には、原料シュート１９からセメント、砂利及び砂が投入されるとき、水計量ホッパ２１から排出される所定量の水、及び混和剤計量ホッパ２３から排出される所定量の混和剤が混入される。

本実施形態に係る骨材計量装置は、粗骨材としての砂利の計量、及び細骨材としての砂の計量にそれぞれ適用されるものである。以下、説明の便宜上、砂利の計量における骨材計量装置について説明するが、砂の計量における骨材計量装置も同様の構成とされている。

砂利貯蔵ビン４の下端には、図２に示すように、平面視で略矩形状の排出口２６が形成されており、排出口２６は、図２における奥行き方向に延びた開口とされている。

計量ゲート９は、図２に示すように、砂利貯蔵ビン４の排出口２６を開閉すべく、砂利貯蔵ビン４の下部の所定位置を支点にして回動自在に吊り下げ支持されている。すなわち、計量ゲート９は、砂利貯蔵ビン４の側方方向に延びた支持部材２７によって支持されたアクチュエータ（シリンダ）２８によって回動され、上記排出口２６を開閉する。

アクチュエータ２８は、長尺状に形成されその基端が支持部材２７に回動自在に支持された中空状のアクチュエータ本体２９と、アクチュエータ本体２９内を摺動してアクチュエータ本体２９に対して進退自在に設けられたピストンロッド３０とによって構成されている。ピストンロッド３０は、その先端が計量ゲート９の下部に回動自在に支持されている。アクチュエータ本体２９の周側面の所定位置には、近接スイッチ３１が取付けられている。

計量ゲート９は、図２に示すように、ピストンロッド３０がアクチュエータ本体２９から最も進出した状態のとき、砂利貯蔵ビン４の排出口２６が最も閉じた状態（以下「全閉状態」という）に維持する。また、計量ゲート９は、図３（ａ）に示すように、ピストンロッド３０がアクチュエータ本体２９内に最も退入した状態のとき、上記排出口２６が最も開いた状態（以下「全開状態」という）に維持する。さらに、計量ゲート９は、図４（ａ）に示すように、ピストンロッド３０がアクチュエータ本体２９の途中まで進出した状態のとき、上記排出口２６が途中まで開いた状態（以下「半開状態」という）に維持する。

近接スイッチ３１は、アクチュエータ本体２９におけるピストンロッド３０の移動位置を検出するものである。すなわち、ピストンロッド３０の基端近傍には、被検出用のマグネット（図略）が嵌装されており、アクチュエータ本体２９内を摺動するピストンロッド３０の基端が近接スイッチ３１の取付位置を通過したとき、近接スイッチ３１は、検出信号を後述する制御盤３２に出力する。制御盤３２は、この検出信号に基づいてピストンロッド３０を停止させる。なお、近接スイッチ３１の被検出用の部材としては、上記マグネットに限るものではない。

ピストンロッド３０がアクチュエータ本体２９内で停止すると、計量ゲート９の開閉動作も停止する。この計量ゲート９が停止される位置は、上記した計量ゲート９が半開状態となる位置とされている。すなわち、近接スイッチ３１は、ピストンロッド３０の移動位置を検出するとともに、制御部３２が計量ゲート９の停止位置、すなわち計量ゲート９の半開状態を検出するために用いられるものである。

したがって、アクチュエータ本体２９の周側面における近接スイッチ３１の設置位置によって、計量ゲート９の停止位置が規定され、すなわち計量ゲート９の半開状態における開口面積が規定されることになる。

計量ゲート９の半開状態における開口面積は、その開口の奥行き方向（縦方向）の長さと幅方向（横方向）の長さとの比率が１：０．１５〜１：０．３の範囲のとき、後述するように砂利を微量排出させる上で最適であることが、出願人による実験により明らかになっている。以下、奥行き方向の長さと幅方向の長さとの比率のことを「縦横比率」という。

本実施形態では、計量ゲート９が全開状態のとき、その開口は、図３（ｂ）に示すように、縦横比率が１：０．６といった面積Ｓ_０とされ、計量ゲート９が半開状態のとき、図４（ｂ）に示すように、縦横比率が１：０．２といった面積Ｓ_１とされている。

なお、計量ゲート９が半開状態のときの縦横比率は、上記数値に限るものではなく、例えば縦横比率が１：０．１５〜１：０．３の最適範囲のほぼ中央値である１：０．２２５といった値でもよい。

また、近接スイッチ３１は、アクチュエータ本体２９の周側面に対して所定の取付部材を介して例えばビス止めされており、アクチュエータ本体２９の長手方向に沿ってその取付位置を調整可能とされている。したがって、近接スイッチ３１は、上記したように計量ゲート９の半開状態を検出するために用いられるため、この取付位置を調整することにより、半開状態における開口面積を変更することができる。

なお、本実施形態では、計量ゲート９の半開状態を検出するために近接スイッチ３１を用いたが、これに限るものではなく、例えば計量ゲート９側に設けられる外付けスイッチ等でもよい。

上記したロードセル１５、アクチュエータ２８及び近接スイッチ３１には、制御盤３２が接続されている（図１参照）。制御盤３２は、例えばシーケンサを含み、バッチャプラント１の各構成機器を統括的に制御するものであり、本実施形態では、ロードセル１５からの計量値、及び近接スイッチ３１からの検出信号等に基づいて、アクチュエータ２８に対して計量ゲート９を開閉するための動作信号を出力する。

なお、本実施形態では、計量ゲート７，８，９を閉状態にする動作信号を出力してから計量ゲート７，８，９が実際に閉状態になるまでに少量の砂利等が落下するので、上記した目標計量値は、この落下分の砂利等の重量を考慮した値としている。

本実施形態に係る骨材計量装置は、砂利貯蔵ビン４、計量ゲート９、アクチュエータ２８、ロードセル１５を含む計量ホッパ１２、近接スイッチ３１、及びこれらを制御する制御盤３２によって構成される。この場合、砂利貯蔵ビン４は、特許請求範囲の記載の「貯蔵手段」として機能し、計量ゲート９は、特許請求範囲の記載の「開閉手段」として機能し、計量ホッパ１２は、特許請求範囲の記載の「計量手段」として機能し、アクチュエータ２８は、特許請求範囲の記載の「駆動手段」として機能し、制御部３２は、特許請求範囲の記載の「制御手段」として機能し、また、近接スイッチ３１は、特許請求範囲の記載の「第１の検出手段」として機能する。

次に、第１実施形態に係る骨材計量装置の作用について説明する。

制御盤３２は、生コンクリートの製造過程において砂利の計量が開始されると、計量ゲート９が全閉状態（図２参照）から全開状態（図３（ａ）参照）になるようにアクチュエータ２８を動作させる。すなわち、ピストンロッド３０がアクチュエータ本体２９から突出した状態からアクチュエータ本体２９内に退入した状態になるようアクチュエータ２８を動作させる。

なお、近接スイッチ３１は、ピストンロッド３０の退入移動中にその基端近傍のマグネットを検出することになるが、制御盤３２では、計量開始時の全閉状態から全開状態になる過程においては、近接スイッチ３１からの検出信号を無視するようにしている。

計量ゲート９が全開状態になると、その開口は、縦横比率が１：０．６といった最大に広げられた面積Ｓ_０となる（図３（ｂ）参照）。そのため、砂利貯蔵ビン４からは、砂利が大量に排出され（図３（ａ）の矢印Ａ参照）、計量ホッパ１２において計量が実施される。

制御盤３２は、ロードセル１５からの出力信号によって計量ホッパ１２における計量値が目標計量値に近づいたと判別すると、計量ゲート９を全開状態から半開状態（図４（ａ）参照）に移行させる。すなわち、制御盤３２は、計量値が目標計量値に近づくと、ピストンロッド３０をアクチュエータ本体２９内に退入した状態から突出方向に移動させる。この移動中に、近接スイッチ３１がピストンロッド３０のマグネット（図略）を検出すると、制御盤３２は、ピストンロッド３０を停止させる。これにより、計量ゲート９は、このアクチュエータ２８の動作によって図４（ａ）に示す半開状態で停止する。

そのため、この半開状態における開口は、図４（ｂ）に示すように、上記比率が１：０．２といった面積Ｓ_１に狭められ、したがって、全開状態で砂利貯蔵ビン４から砂利が大量に排出されていた状態から、半開状態で微量の砂利が排出される状態になる（図４（ａ）の矢印Ｂ参照）。

次いで、制御盤３２は、ロードセル１５からの出力信号によって計量ホッパ１２における計量値が目標計量値に到達したと判別すると、計量ゲート９を初期の全閉状態に移行させる（図２参照）。すなわち、制御盤３２は、ピストンロッド３０をアクチュエータ本体２９から突出した状態になるよう移動させる。このアクチュエータ２８の動作によって、計量ゲート９は全閉状態となり、砂利貯蔵ビン４から砂利が排出されなくなり、計量は終了される。

このように、本実施形態によれば、計量ゲート９を全開状態にして砂利を大量に排出させ、計量目標値に近づくと、計量ゲート９を微小な開口面積Ｓ_１を有する半開状態にして、砂利を少しずつ排出させる。すなわち、砂利の排出量を計量の途中で段階的に少なくする。そして計量目標値に到達すると、計量ゲート９を全閉状態にし、砂利の排出を止める。

従来の計量方法では、計量目標値に近づくと計量ゲート４１を一旦閉じ、計量ゲート４１の開閉を繰り返すジョギング動作が行われており、計量ゲート４１の開閉動作を一度だけ行ったときの砂利の排出量がほぼ一定量となっていたために、この一定量より少ない精度で計量することはできなかった。

しかしながら、本実施形態によれば、計量の途中で計量ゲート９を一旦半開状態にし、排出口２６の開口面積を狭めて砂利を少しずつ排出させ、少しずつ排出させていた状態から全閉状態にしてその排出を止めるので、砂利の計量を精度よく行うことができる。

また、本実施形態では、計量ゲート９の開閉を繰り返すジョギング動作を行わず、計量中に計量ゲート９を半開状態にするので、計量中は計量ゲート９が閉じられることがなく、砂利は常時排出される。すなわち、砂利の流動を止めることがないので、計量時間を短縮することができる。また、砂利を排出する際に計量ゲート９に砂利が衝突して騒音が生じることや、砂利が飛散することを可及的に抑えることができる。

また、従来のジョギング動作に比べ計量ゲート９の開閉動作の回数を大幅に減らすことができるので、砂利が排出されたときの計量ゲート９における衝撃が生じる回数を大幅に減らすことができる。そのため、計量ゲート９が激しく磨耗することを抑制することができ、計量ゲート９やその開閉を駆動するアクチュエータ２８等の耐久性を向上させることができる。

さらに、近接スイッチ３１は、ビス止めされているため、その取付位置を容易に調整することができるので、砂利が排出される開口の縦横比率を最適範囲内で自由に調整することができる。そのため、例えば計量する砂利の種類や骨材の粒径が変更されたとしても、その砂利に応じた近接スイッチ３１の設置位置を最適な開口面積となる位置に変更することができる。これにより、例えば砂利の種類等に応じて異なる形状の計量ゲートを用いる必要がなく、近接スイッチ３１も一つで済むことから、部品コストの低減化を図ることができる。

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態に係る計量ゲート９及びアクチュエータ２８の構成図であり、計量ゲート９の全閉状態を示す図である。この第２実施形態では、近接スイッチが複数設けられている点、及び制御盤３２が複数の近接スイッチの出力に基づいて計量ゲート９の半開状態における開口面積を調整する点で上記第１実施形態と異なる。この第２実施形態では、複数の近接スイッチが設けられることにより、砂利が排出される開口の面積が微妙に調整されることに特徴がある。その他の構成については、第１実施形態の構成と略同様である。

第２実施形態の骨材計量装置では、図５に示すように、アクチュエータ本体２９の周側面に第１ないし第３近接スイッチ３３，３４，３５が取付けられている。

第１近接スイッチ３３は、アクチュエータ本体２９の周側面のほぼ中央位置に配置されている。第１近接スイッチ３３は、第１実施形態の近接スイッチ３１と同様に、計量ゲート９の半開状態を検出するために用いられる。この半開状態における開口は、その縦横比率が１：０．２とされた面積Ｓ_１（図７（ｂ）参照）とされる（以下、第２実施形態において、この半開状態を「第１の半開状態」という。）。

第２近接スイッチ３４は、アクチュエータ本体２９の中央であって第１近接スイッチ３３の設置位置よりアクチュエータ本体２９のやや基端寄りに配置されている。第２近接スイッチ３４は、第１の半開状態における開口よりやや広い半開状態を検出するために用いられる（以下、この半開状態を「第２の半開状態」という。）。この第２の半開状態における開口は、その縦横比率が１：０．３とされた面積Ｓ_２（図８（ｂ）参照）とされる。

第３近接スイッチ３５は、アクチュエータ本体２９の中央であって第１近接スイッチ３３の設置位置よりアクチュエータ本体２９のやや先端寄りに配置されている。第３近接スイッチ３５は、第１の半開状態における開口よりやや狭い半開状態を検出するために用いられる（以下、この半開状態を「第３の半開状態」という。）。この第３の半開状態における開口は、その縦横比率が１：０.１５とされた面積Ｓ_３（図９（ｂ）参照）とされる。

制御部３２は、第１ないし第３近接スイッチ３３〜３５の各検出信号に基づいて、計量ゲート９が第１ないし第３の半開状態になるようピストンロッド３０の動作を制御する。

次に、第２実施形態に係る骨材計量装置の作用について説明する。

制御盤３２は、生コンクリートの製造過程において砂利の計量が開始されると、計量ゲート９が全閉状態（図５参照）から全開状態（図６（ａ）参照）になるようにアクチュエータ２８を動作させる。全開状態では、砂利貯蔵ビン４から砂利が大量に排出され（図６（ａ）の矢印Ｃ参照）、計量ホッパ１２では計量が実施される。

制御盤３２は、ロードセル１５からの出力信号によって計量値が目標計量値に近づいたと判別すると、計量ゲート９を全開状態から第１の半開状態（図７（ａ）参照）に移行させる。第１の半開状態における開口の縦横比率は、例えば１：０．２である。これにより、砂利貯蔵ビン４から排出する砂利の量は、全開状態に比べて少なくなる（図７（ａ）の矢印Ｄ参照）。

このとき、砂利の性状又は砂利の粒径等が原因で、砂利が開口を詰まらせたり、極端に砂利の排出量を少なくさせたりすることがある。このような場合、制御部３２は、ロードセル１５からの出力信号によって砂利の排出量が所望の想定量から外れていると判別し、計量ゲート９を第１の半開状態からそれよりやや広い第２の半開状態（図８（ａ）参照）に移行させる。この第２の半開状態における開口の縦横比率は、例えば１：０．３である。なお、砂利の排出量が所望の想定量から外れているか否かの判別は、ロードセル１５からの出力信号に基づいて行うだけでなく、例えば計量時間をも考慮して行われてもよい。

このように、排出口２６の開口面積が第１の半開状態に比べてやや広げられることにより、排出口２６に詰まっていた砂利が砂利貯蔵ビン４から排出されるので（図８（ａ）の矢印Ｅ参照）、スムーズな砂利の排出を行うことができる。

制御部３２は、ロードセル１５からの出力信号によって砂利がスムーズに排出されたと判別したとき、計量ゲート９を第２の半開状態からそれよりやや狭い第３の半開状態（図９（ａ）参照）に移行させる。第３の半開状態における開口の縦横比率は、例えば１：０．１５である。このとき、第２の半開状態において詰まった砂利は取り除かれているので、砂利は良好に排出される（図９（ａ）の矢印Ｆ参照）。なお、この場合、第２の半開状態から再び第１の半開状態に移行させてもよい。

制御盤３２は、ロードセル１５からの出力信号によって計量ホッパ１２における計量値が目標計量値に到達したことを検出すると、計量ゲート９を初期の全閉状態に移行させる（図５参照）。これにより、砂利貯蔵ビン４からの砂利の排出を阻止し、計量を終了させる。

このように、第２実施形態に係る骨材計量装置によれば、砂利の性状等が原因で砂利の排出が阻害されるとき、計量ゲート９を第１の半開状態からそれより広い第２の半開状態に移行させる。すなわち、計量ゲート９を第１の半開状態から開口を微妙に調整させることにより、砂利の性状等が原因で砂利の排出が阻害される場合においても、計量ゲート９の開閉状態を自動で調整して砂利を効率よくかつスムーズに排出することができる。

なお、計量ゲート９の半開状態における調整動作パターンは、種々のパターンを適用することができる。上記実施形態では、第１の半開状態→第２の半開状態→第３の半開状態→全閉状態の順序で計量ゲート９の半開状態が調整されたが、これに限らず、第２の半開状態に移行したとき砂利の排出が良好であると判別したときには、例えば第３の半開状態を省略して、第１の半開状態→第２の半開状態→全閉状態の順序としてもよい。

また、全開状態から第１の半開状態に移行したとき、第１の半開状態における開口が広過ぎて砂利の排出量が全開状態のように多量であると判別したときには、第２の半開状態を省略し、排出量が最も少ない第３の半開状態に移行させてもよい。

あるいは、全開状態から排出量が最も多い第２の半開状態に移行し、その後、砂利の排出量に応じて適当に半開状態を調整してもよいし、全開状態から排出量が最も少ない第３の半開状態に移行し、その後、砂利の排出量に応じて適当に半開状態を調整してもよい。なお、計量ゲート９の半開状態の調整動作パターンは、上記したパターンに限るものではない。

なお、計量ゲート９を半開状態にする方法としては、２つのアクチュエータの基端側を互いに連結して２つのアクチュエータを直線状に構成し、全開状態には２つのアクチュエータを延ばし、半開状態にはいずれかのアクチュエータのみを延ばす方法が考えられる。

しかしながら、この方法では、延ばす方のアクチュエータのストロークは一定であるため、計量ゲート９の半開状態の開口面積も一定となってしまう。そのため、第２実施形態のように半開状態を微調整することができず、しかも、半開状態にするのに２つのアクチュエータが必要なため、部品コストが増大とするといった不都合が生じるが、本実施形態では、そのような不都合を解消することができる。

本発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施形態における砂利計量ビン、計量ゲート、アクチュエータ、計量ホッパ、近接スイッチ、及び制御部等の形態、大きさ、数量及び構造等は、上記実施形態に限るものではなく適宜設計変更可能である。また、上記実施形態において、半開状態における開口の縦横比率における数値は、上記した実施形態で示した数値に限るものではない。

また、上記実施形態では、計量ゲート９を開閉させる機構としてアクチュエータ（シリンダ）が用いられたが、計量ゲート９を開閉させることが可能な機構であれば、これに限るものではない。また、上記実施形態では、計量ホッパ１２における計量値が目標計量値に近づいたことや、砂利の性状又は砂利の粒径等が原因で砂利の排出が阻害されていることの判別は、ロードセル１５の出力によって行われていたが、これに限らず、例えば監視カメラや赤外光によって砂利の流出具合を検出することによって判別するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、セメント、砂利及び砂をそれぞれ別の計量ホッパで計量する構成とされていたが、この構成に限らず、セメント、砂利及び砂を一つの計量ホッパで計量するようにしてもよく、あるいは砂利及び砂が一つの計量ホッパで計量するようにしてもよい。

１バッチャプラント
２セメント貯蔵ビン
３砂利貯蔵ビン
４砂貯蔵ビン
７，８，９計量ゲート
１０，１１，１２計量ホッパ
１３，１４，１５ロードセル
１６，１７，１８開閉ゲート
２４ミキサ
２６排出口
２８アクチュエータ
２９アクチュエータ本体
３０ピストンロッド
３１近接スイッチ
３２制御盤
３３第１近接スイッチ
３４第２近接スイッチ
３５第３近接スイッチ

Claims

生コンクリートを生成するための材料となる骨材を貯蔵する貯蔵手段と、
前記貯蔵手段の下端排出口を開閉する開閉手段と、
前記開閉手段の開閉動作を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記貯蔵手段の下方に設けられ、前記駆動手段によって前記開閉手段が開かれることにより前記貯蔵手段から排出される前記骨材を計量する計量手段と、を備える骨材計量装置であって、
前記制御手段は、
前記開閉手段を全開の状態にした後、前記計量手段による前記骨材の計量値が予め定める目標計量値に近づいたとき、前記開閉手段を前記全開の状態からこの状態における開口面積より狭い開口面積を有する第１の半開状態に移行させ、
その後、前記貯蔵手段からの前記骨材の排出量が所望の想定量を外れるとき、前記開閉手段を前記第１の半開状態からこの状態における開口面積より広い開口面積を有する第２の半開状態に移行させ、
その後、前記開閉手段を前記第２の半開状態から前記第１の半開状態の開口面積より狭い開口面積を有する第３の半開状態に移行させるよう前記駆動手段を制御することを特徴とする、骨材計量装置。
前記第１の半開状態における前記開閉手段の停止位置を検出するための第１の検出手段と、
前記第２の半開状態における前記開閉手段の停止位置を検出するための第２の検出手段と、
前記第３の半開状態における前記開閉手段の停止位置を検出するための第３の検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段の各出力に基づいて前記駆動手段を制御することにより、前記開閉手段の開閉動作を停止させて前記第１の半開状態、前記第２の半開状態及び前記第３の半開状態にそれぞれ移行させる、請求項１に記載の骨材計量装置。
前記開閉手段は、前記貯蔵手段の下端に開閉自在に設けられた開閉ゲートからなり、
前記駆動手段は、長尺状に形成された中空状の本体と、この本体内を進退自在に移動するピストンロッドとを有するアクチュエータからなり、
前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段は、それぞれ前記本体の所定位置に取付けられ、前記ピストンロッドの移動位置を検出する検出スイッチである、請求項２に記載の骨材計量装置。
前記検出スイッチは、
前記本体における取付位置が調整可能とされている、請求項３に記載の骨材計量装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の骨材計量装置を備えたことを特徴とする、生コンクリート製造装置。