JP6442358B2 - ブロック製造方法及びブロック製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、家屋の外壁、家屋の周囲の塀、法面保護用の土留擁壁、道路の舗装面などを形成するためのコンクリートブロック製品を成形するためのブロック製造方法及びブロック製造装置に関する。

従来、壁、塀などを作る際に、コンクリートブロックを使用している。これらコンクリートブロックの上下面が平坦であると、これらを積み上げて固定するには、各コンクリートブロック間に目地用生コンクリートを置いて順次に積み上げる必要がある。これらの作業にはかなりの熟練を要するが、ブロックの組積工は高齢化し、熟練工は少なくなってきている。

また、各コンクリートブロックを繋ぐには生コンクリートを多く使用しなければならないためコスト増となる。近年ではコストダウンを厳しく要求されて、ブロックの組積作業のスピードアップ、効率化がますます要望されている。施工現場がコンクリートモルタルで汚れることもブロックが使用されなくなる大きな要因となっている。
そこで、熟練を要することなくコンクリートブロックを確実、且つ容易に組積作業をすることを可能にするためにコンクリートブロックにガイドをつけることが行なわれている。

特許文献１に記載のコンクリートブロックは、図１０に示すように、矩形立方体形状の前板部２と後板部３とが複数の架橋部４によって連結されており、上記各架橋部４の間に縦孔５が形成されている。コンクリートブロック１の上方部には前板部２及び後板部３の上面６より前記各架橋部４の上方部に連設して凸部７が突出するように形成されており、凸部７は、その下部直状部７ａと上部テーパ部７ｂとからなっている。
また、前記各架橋部４の下部には、凸部７に対応する下部位置に前記凸部７に嵌合する凹所８が適数箇所に形成されている。従って、各コンクリートブロック１の積み上げ作業の際には、一つのコンクリートブロック１の凸部７に案内されて他のコンクリートブロック１の下部凹所８が案内されることになる。

また、従来、塀などに用いられるコンクリートブロックとしては図１１に示すような空洞部６６と貫通孔６７とを設けたブロック６０（横筋ブロック）が用いられている。この貫通孔６７は、ブロック施工時に横方向の鉄筋（横筋）を敷設し、回りをコンクリートで被覆するための空間である。
このブロックは図１２に示すようなブロック製造装置を使用し、図１３に示す横筋棒２５を貫通孔６７を形成するための中子として用いて製造されている。

このブロック製造装置を用いるブロック製造方法については後で詳述するが、横筋棒２５は横筋シリンダ２６に取付けられており、この横筋シリンダ２６を駆動して横筋棒２５をモールドから引き抜く工程を必要とする。このため、ブロック下面の凹部としては横筋棒２５を引き抜く方向の一方向に伸びる凹部（貫通孔６７）しか設けることができなかった。

しかしながら、一方向、例えば左右にだけ互いにロックされたブロックでは、ブロックに前後の力が働くとブロックが互いにずれてしまい、ブロックの組積壁は弱くて危険なものになってしまう。これに対し、ブロックが多方向に向かう凹凸を有していれば、互いが前後左右にロックでき、ブロックがずれることがない組積壁を作ることが可能になる。

特許文献２には、二方向に凹凸を設けることを可能にしたブロック製造装置が記載されている。しかしながら、特許文献２に記載のブロック製造装置は横筋棒から凹部形成部材を出没させるための駆動機構が必要であり装置的には簡便なものではなく、ブロック底部に形成することができる凹凸の形状も限定されていた。

そこで、当業界では、モルタルを使用せずにコンクリートブロックをお互いに固定するブロック（これを空積みブロック、という）を、もっとも普及しているプレーンパレット（平らな鉄板）の上にブロックを製造するブロックマシンで製造できるようになることが期待されている。

特開平１１−１８１９１５号公報 実開平３−５７００７号公報

本発明は、ブロックの底面に種々の形状の凹凸部を形成することを可能とするブロック製造方法及びブロック製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためにブロック製造装置において以下の構成を採用した。
（１）モールド内にブロック底面を成形するための底型枠を挿入する工程と、
モールド上部開口からブロック材料を落とし込む工程と、
前記ブロック材料を加圧振動させて締固めてブロック材料を成形する工程と、
成形されたブロックと前記底型枠とを分離する工程と、
前記底型枠を前記モールドから引き抜く工程と、
前記モールドからブロックを取り出す工程と、をこの順に有するブロック製造方法であって、
前記底型枠として、パレット表面をスライドすることが可能な下面を有し、上面に任意の一方向又は任意の複数の方向に向かう凸部を有する底型枠を用い、
前記の成形されたブロックと前記底型枠とを分離する工程が、成形されたブロックを保持しているモールドをブロックと一体的に上方に移動させることにより、底型枠をブロックから分離させる工程であることを特徴とするブロック製造方法。
（２）モールドと、
前記モールド下方に配置されるパレットと
前記モールド内に挿入・引き抜き可能な、ブロック底面を成形するための底型枠であって、前記パレット表面をスライド可能な下面を有し、上面に任意の一方向又は任意の複数の向に向かう凸部を有する底型枠と、
前記底型枠をモールド内に挿入し引き抜く底型枠移動装置と、
前記モールド上部開口からブロック材料を落とし込む給材箱と、
前記モールド内に落とし込んだ前記ブロック材料を上方から押圧する加圧装置と、
前記モールドを加圧振動させてモールド内の前記ブロック材料を締固める振動装置と、
前記モールドを上下動させるためのモールド昇降装置と、
を備えたことを特徴とするブロック製造装置。

本発明のブロック製造方法及びブロック製造装置を用いることによりブロックの底面に種々の形状の凹凸部を形成することができる。

本発明のブロック製造装置の実施形態の一例を示す図である。 本発明における底型枠の実施形態の一例を示す図である。 本発明の実施形態のブロック製造装置で成形されたブロックの一例を示す図である。 本発明における底型枠の実施形態の一例を示す図である。 本発明の実施形態のブロック製造方法の成形工程を説明する図である。 本発明の実施形態のブロック製造方法の成形工程を説明する図である。 本発明の実施形態のブロック製造方法の成形工程を説明する図である。 本発明の実施形態のブロック製造方法の成形工程を説明する図である。 本発明の実施形態のブロック製造装置で成形された擁壁ブロックの一例を示す図である。 本発明の実施形態のブロック製造装置で成形された敷石ブロックの一例を示す図である。 本発明の実施形態のブロック製造装置で成形された敷石ブロックの一例を示す図である。 従来のブロックを示す図である。 従来の横筋ブロックを示す図である。 従来の横筋ブロックを製造するブロック製造装置の一例を示す図である。 横筋棒及び横筋シリンダを示す図である。

本発明のブロック製造装置について以下説明するが、本発明のブロック製造装置と従来のブロック製造装置との差異を明確にするために、まず、図１２及び図１３に示された従来のブロック製造装置によるブロック製造工程について説明する。
図１２に示されたブロック製造装置においては、貫通孔６７を形成するための部品（中子）として図１３に示すような横筋棒２５を使用する。この横筋棒２５はピストンロッド２７を介して横筋シリンダ２６に連結されている。そして、成形時に横筋シリンダ２６によって横筋棒２５をモールド２３内に水平に挿入し、脱型時に横筋シリンダ２６によって横筋棒２５をモールド２３から引き抜く。
なお、図１３Ａは横筋棒２５及び横筋シリンダ２６の平面図であり、図１３Ｂは横筋棒２５及び横筋シリンダ２６の側面図である。

その成形工程を図１２に基づいて説明すると以下の通りである。
（工程ａ）
振動テーブル４０の上に成形パレット３３が載置され、モールド２３を上下動させるモールド昇降シリンダ５０によって、成形パレット３３の上に、モールド２３を下降させる。

（工程ｂ）
横筋シリンダ２６によって、横筋棒２５を押し出して、モールド２３の側壁に設けられた挿通孔２４から、横筋棒２５をモールド２３内に挿入する。

（工程ｃ）
給材箱１０を給材シリンダ１３によってモールド２３上に押し出し、振動機４１を稼動させて振動テーブル４０上のモールド２３を振動させて給材箱１０からモールド２３内へのブロック材料１５の落下を加速させ、所定の時間が経過したとき給材箱１０を後退させる。

（工程ｄ）
加圧装置であるプレスシリンダ２０に連設された押型２２をモールド２３内のブロック材料１５を加圧するように下降させ、モールド２３に振動機４１によって振動を加えながら、押型２２でブロック材料１５が所定の高さになるまで押し固め、ブロックが所定の高さになったとき、振動を停止する。

（工程ｅ）
横筋シリンダ２６によって横筋棒２５をモールド２３から引き抜く。

（工程ｆ）
押型２２でモールド２３内のブロック上面を押しつけた状態で固定し、モールド昇降シリンダ５０でモールド２３を押し上げ、押型２２で上面を押さえられたブロックをモールド２３から脱型してパレット３３上に載置する。

（工程ｇ）
押型２２を給材箱１０がモールド２３上に押し出されるときに押型２２にぶつからない高さまでプレスシリンダ２０により引き上げる。

（工程ｈ）
振動テーブル４０上のブロックを載置した成形パレット３３を、ブロックと共にパレット押し出し装置でブロック製造装置１の前方に押し出し、同時に次の成形サイクルに使用する成形パレット３３を振動テーブル上に押し出す。

上記のように、従来技術では、横筋棒２５を横筋シリンダ２６によってモールド２３から引き出す工程ｅを有するため、ブロック下面の凹凸は横筋棒２５を引き抜く方向の一方向にしかつけられなかった。

次に、本発明のブロック製造装置の実施形態の例を挙げて以下、本発明を説明する。
以下の態様はあくまで例示であって、本発明を限定するものではない。

［実施形態１］
図１に、本発明の実施形態１に係るブロック製造装置の概念図を示す。
ブロック製造装置１は、ブロックを成形するモールド２３と、モールド２３内のブロック材料１５を押圧して所定の寸法に締固め成形する押型２２を取付けた加圧装置としてのプレスシリンダ２０と、モールド２３内にブロック材料１５を供給する給材箱１０を備えた給材箱装置１１と、適量のブロック材料１５を給材箱１０内に落下させて供給するホッパー１２と、該給材箱１０をモールド２３に対して前進後退自在とする給材シリンダ１３とを備えている。

前記モールド２３は上面及び底面が開口されており、内部が区画壁で区画されて２つの成形室が設けられている。夫々の成形室の前壁２３１には挿通孔２４が開口している。
挿通孔２４は底型枠３０を出入りさせるためのものである。

プレスシリンダ２０は架台２によって支持されている。また、モールド２３の下方には振動機４１によって振動される振動テーブル４０が配置されている。給材箱１０からブロック材料１５を充填されたモールド２３はモールド昇降シリンダ５０によってパレット３３を介して振動テーブル４０上に載置される。
ブロックを成形する際にはパレット３３とモールド２３との間に底型枠３０が配置される。
底型枠３０は底型枠シリンダ３１によってモールド２３に向かって前進後退自在となっている。

本実施形態１において用いる底型枠３０の構造を図２に基づいて説明する。
底型枠３０は、底板３０３と横筋溝成形用凸型部３０１と嵌合凹部成形用凸型部３０２とを有している。
図２に示すように、嵌合凹部成形用凸型部３０２はスライド方向と垂直な方向に伸びている。このため、成形後にそのままモールド２３から底型枠３０をスライドさせて引き抜くことはできない。本実施形態１においては、成形後にモールド昇降シリンダ５０によってモールド２３を、底板３０３とモールド２３の下端との距離が嵌合凹部成形用凸型部３０２の高さｈを超えるまで上昇させることによって底型枠３０をブロック底面から脱型し、次いで、底型枠３０を底型枠シリンダ３１によってパレット３３上をスライドさせてモールド２３から引き抜く。この工程については後述する。

次に、上記底型枠３０を備えたブロック製造装置１によって成形されるブロックの形状を図３に基づいて説明する。
図３Ａはブロックの斜視図であり、図３Ｂは平面図、図３Ｃは正面図、図３Ｄは側面図、図３Ｅは底面図である。
図３Ａに示すようにブロック６０は側面部６１、６２、凸部６３、嵌合凸部６４、嵌合凹部６５、空洞部６６、貫通孔（横筋溝）６７、仕切壁６８とから構成されている。
ブロック６０を積み重ねたとき、凸部６３は貫通孔６７内に収容されてＹ方向の動きをロックする。また、嵌合凸部６４は嵌合凹部６５と嵌合することによりＸ方向の動きをロックする。すなわち、ブロック６０は前後左右にロックされる。

ブロック６０と底型枠３０との対応関係を図４に示す
図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ、ブロック６０と底型枠３０の平面図及び側面図である。
図４Ｃは図４Ｂのブロック６０をＸ方向から見た側面図である。

次に図５−１〜図５−３に基づいてブロック成形工程について詳述する。なお、下記の（工程Ａ）〜（工程Ｈ）は図５−１〜図５−３中の符号（Ａ）〜（Ｈ）で示される各工程に対応する。
また、底型枠３０を脱型させる工程に関連する下記（工程Ｆ）及び（工程Ｇ）は本発明の製造方法に特徴的なものであるので（工程Ｆ）及び（工程Ｇ）については図６も参照して説明する。
図６の左側の図は右側の図に示されたブロック製造装置を図示したＸ方向から見た図である。

（工程Ａ）
予め適量のブロック材料１５をホッパー１２より落下させて給材箱１０内に貯留する。

（工程Ｂ）
モールド２３を、モールド昇降シリンダ５０で底型枠３０の凸部（３０１、３０２）がモールド２３に当たらない程度に持ち上げる。次いで、振動テーブル４０の上にモールド２３の後方からパレット３３をパレット押し出し装置（図示せず）によって押し出し、このパレット３３の上に、底型枠シリンダ３１を駆動させてピストンロッド３２を伸ばして底型枠３０を押し出す。

（工程Ｃ）
モールド昇降シリンダ５０によってモールド２３をパレット３３上の底型枠３０上に載置させる。

（工程Ｄ）
給材シリンダ１３を稼働させてピストンロッド１４を伸ばすことによって給材箱１０をモールド２３の上方に移動させ、振動機４１を稼働させて給材箱１０内のブロック材料をモールド２３内に落下させる。
給材箱１０は予め設定された時間だけモールド上にとどまり、その間ブロック材料がモールド２３内に落下して所定量が充填される。

（工程Ｅ）
給材箱１０は給材シリンダ１３よってホッパー１２の下方に後退させられ、そこで、ホッパー１２内のブロック材料１５が給材箱１０内に落下する。
給材箱１０がモールド２３上から後退すると、プレスシリンダ２０のピストンロッド２１が伸長して押型２２が降下し、モールド２３内のブロック材料１５を所定の高さになるまで加圧する。その間、振動機４１は稼動を継続している。
モールド２３内のブロック６０は底型枠３０上に成形されているが、ブロック６０が所定の高さに達すると、押型２２の下降が停止し、ほぼ同時に振動機４１の稼働も停止する。

（工程Ｆ）
図６（Ｆ）に示すように、モールド昇降シリンダ５０によって、ブロック６０がモールド２３内にとどまったままモールド２３を持ち上げると同時に、プレスシリンダ２０がモールド昇降シリンダ５０に同調して押型２２を持ち上げる。この時、押型２２の下面はモールド２３内のブロック６０上面を押し付けた状態を維持しており、この状態で、底型枠３０をモールド２３から抜き出すのに支障のない高さまでモールド２３が持ち上げられる。この時、ブロック６０はブロック６０とモールド２３の内壁面との摩擦力によって落下することなくモールド２３内に保持され、モールド２３内のブロック６０の底面は底型枠３０と分離する。
その後、底型枠シリンダ３１によって底型枠３０はモールド２３から抜き出される。

（工程Ｇ）
図６（Ｇ）に示すように、モールド２３と押型２２とが同調して下降し、モールド２３がパレット３３の上に載置される。モールド２３内のブロック６０は、モールド２３内に保持されており、押型２２によってパレット３３上に押し付けられた状態になっている。
（工程Ｈ）
押型２２がモールド２３内のブロック６０を押し付けたまま、モールド昇降シリンダ５０がモールド２３を持ち上げると、モールド２３内のブロック６０はパレット３３上にとどまり、モールド２３から抜け出た状態（脱型された状態）になる。
その後、押型２２はわずかに上昇し、ブロック６０がモールド前方に押出されて移動するときにブロック６０の上面の凸部６３及び嵌合凸部６４が押型２２にあたらないようにする。
押型２２が十分上昇したら、ブロック６０が載置されたパレット３３は、パレット押し出し装置によってブロック製造装置前方に設置されたコンベアー上に押し出される。同時に、次の成形サイクル用のパレットが振動テーブル４０上に供給される。
この時、モールド２３はボールド昇降シリンダで底型枠３０の凸部（３０１、３０２）がモールド２３に当たらない程度の高さに保持される。そして上記工程Ｂが開始される。

実施形態１では貫通孔（横筋溝）６７を有するブロックの製造方法及びブロック製造装置について述べた。
本実施形態１のブロック製造装置は従来の横筋棒を用いるブロック製造装置において横筋棒に代えて底型枠を用いることにより従来のブロック製造装置をそのまま使用することができる。

また、上記の説明から分かるように、本発明においては、ブロックを成形した後に底型枠を水平方向にスライドさせてブロックから脱型するという従来の方法を採用せずに、底型枠を脱型する際にモールド昇降シリンダを用いて、ブロックをモールド内に保持したままモールドを上昇させることにより、ブロック底面を底型枠から分離させて脱型するという方法を採用している。
従って、本発明のブロック製造装置を用いることにより、成形品の底面の形状を種々の形状に成形することが可能である。
以下では、ブロック以外の成形品についての実施形態を示す。

［実施形態２］
図７に、本発明の実施形態２に係るブロック製造装置によって成形された法面保護用の擁壁ブロックを示す。
図７Ａは擁壁ブロック７０の斜視図であり、図７Ｂは平面図、図７Ｃは正面図、図７Ｄは側面図、図７Ｅは底面図である。
図７Ａに示すように擁壁ブロック７０は前壁７１、後壁７２及び中梁７３からなる略Ｉ字形を有している。また、擁壁ブロック７０の上面には嵌合凸部７４が離間して設けられ、下面には嵌合凹部７５が離間して設けられている。擁壁ブロック７０を積み上げたとき、嵌合凸部７４と嵌合凹部７５とが嵌合することによりブロック同士が前後左右にロックされる。
この擁壁ブロックは、底板上に嵌合凹部成形用の凸型部を設けた底型枠を用いると共に、前記図６に示したような、内部にブロックを保持したモールドを上昇させて底型枠とブロック底面とを分離するという脱型操作を行うことにより成形することができる。

［実施形態３］
図８に、本発明の実施形態３に係るブロック製造装置によって成形された敷石ブロック８０を示す。
図８Ａは敷石ブロック８０の斜視図であり、図８Ｂは平面図、図８Ｃは正面図、図８Ｄは側面図、図８Ｅは底面図である。
図８Ａに示した敷石ブロック８０は表面８１が平坦で裏面８２には互いに直交する溝８３と溝８４とが形成されている。

敷石ブロックは人や車両が通行する時に、水平方向の応力を受けて位置ずれが起こる。従来、敷石ブロックがずれるのを防ぐために敷石ブロックの裏面に溝を一方向に設けた敷石ブロックは公知である。しかしながら、溝が一方向にのみ設けられていると人や車両が通行したとき、溝の方向と直交する方向の応力に対しては溝が抵抗となってずれが生じにくいが、溝の方向と同一方向の応力に対しては溝が抵抗とならないためにずれが起こる。
図８Ａに示したような直交する溝８３と溝８４とを有する敷石ブロック８０を用いると、いかなる方向から水平方向の応力がかかっても溝８３及び溝８４が抵抗となり、敷石ブロック８０のずれが生じにくくなる。
この敷石ブロック８０を成形するには、底板上に溝成形用の直交する凸型部を設けた底型枠を用いると共に、前記図６に示したような、内部にブロックを保持したモールドを上昇させて底型枠とブロック底面とを分離するという脱型操作を行うことにより成形することができる。

［実施形態４］
図９に、本発明の実施形態４に係るブロック製造装置によって成形された敷石ブロック９０を示す。
図９Ａは敷石ブロック９０の斜視図であり、図９Ｂは平面図、図９Ｃは正面図、図９Ｄは底面図である。
図９Ａに示した敷石ブロック９０は表面９１が平坦で裏面９２の中央部に半球状溝９３が設けられ、その外周部には半リング状溝９４が設けられている。
図９Ａに示したような半球状溝９３及び半リング状溝９４を設けることによって、いかなる方向から水平方向の応力がかかっても溝（９３、９４）が抵抗となり、敷石ブロック９０のずれが生じにくくなる。
この敷石ブロック９０を成形するには、底板上に溝成形用の直交する凸型部を設けた底型枠を用いると共に、前記図６に示したような、内部にブロックを保持したモールドを上昇させて底型枠とブロック底面とを分離するという脱型操作を行うことにより成形することができる。

（図１〜１０、１２、１３）
１ ブロック製造装置
２ 架台
１０ 給材箱
１１ 給材箱装置
１２ ホッパー
１３ 給材シリンダ
１４ ピストンロッド
１５ ブロック材料
２０ プレスシリンダ
２１ ピストンロッド
２２ 押型
２３ モールド
２３１ 前壁
２３２ 後壁
２４ 挿通孔
２５ 横筋棒
２６ 横筋シリンダ
２７ ピストンロッド
３０ 底型枠
３０１ 横筋溝成形用凸型部
３０２ 嵌合凹部成形用凸型部
３０３ 底板
３１ 底型枠シリンダ
３２ ピストンロッド
３３ パレット、成形パレット
４０ 振動テーブル
４１ 振動機
５０ モールド昇降シリンダ
５１ ピストンロッド
６０ ブロック
６１、６２ ブロック側面
６３ 凸部
６４ 嵌合凸部
６５ 嵌合凹部
６６ 空洞部
６７ 貫通孔
６８ 仕切壁
７０ 擁壁ブロック
７１ 前壁
７２ 後壁
７３ 中梁
７４ 嵌合凸部
７５ 嵌合凹部
８０ 敷石ブロック
８１ 表面
８２ 裏面
８３ 縦溝
８４ 横溝
９０ 敷石ブロック
９１ 表面
９２ 裏面
９３ 半球状溝
９４ 半リング状溝
（図１１）
１ 縦孔コンクリートブロック１
２ 前板部
３ 後板部
４ 架橋部
５ 縦孔
６ 上面
７ 凸部
７ａ 下部直状部
７ｂ 上部テーパ部
８ 凹所

Claims (2)

1. モールド内にブロック底面を成形するための底型枠を挿入する工程と、
   モールド上部開口からブロック材料を落とし込む工程と、
   前記ブロック材料を加圧振動させて締固めてブロック材料を成形する工程と、
   成形されたブロックと前記底型枠とを分離する工程と、
   前記底型枠を前記モールドから引き抜く工程と、
   前記モールドからブロックを取り出す工程と、をこの順に有するブロック製造方法であって、
   前記底型枠として、パレット表面をスライドすることが可能な下面を有し、上面に任意の一方向又は任意の複数の方向に向かう凸部を有する底型枠を用い、
   前記の成形されたブロックと前記底型枠とを分離する工程が、成形されたブロックを保持しているモールドをブロックと一体的に上方に移動させることにより、底型枠をブロックから分離させる工程であることを特徴とするブロック製造方法。
2. モールドと、
   前記モールド下方に配置されるパレットと
   前記モールド内に挿入・引き抜き可能な、ブロック底面を成形するための底型枠であって、前記パレット表面をスライド可能な下面を有し、上面に任意の一方向又は任意の複数の向に向かう凸部を有する底型枠と、
   前記底型枠をモールド内に挿入し引き抜く底型枠移動装置と、
   前記モールド上部開口からブロック材料を落とし込む給材箱と、
   前記モールド内に落とし込んだ前記ブロック材料を上方から押圧する加圧装置と、
   前記モールドを加圧振動させてモールド内の前記ブロック材料を締固める振動装置と、
   前記モールドを上下動させるためのモールド昇降装置と、
   を備えたことを特徴とするブロック製造装置。

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