JP6664810B2 - 温度センサ付き型枠 - Google Patents

Description

本発明は、打設されたコンクリートに圧力を加え一定形状となるように支持する板体を有する主型枠に、コンクリートの表面温度を計測する温度センサを追加した温度センサ付き型枠に関するものである。

本出願人は、先に特許文献１（特開２０１４−７７２４１号公報）等において、打設されるコンクリートの表面温度を管理し、できあがった建造物の強度を合理的に保証できるシステムを提案した。

特許文献１では、樹脂型枠や金属製型枠のような型枠を主として検討したが、現実には、南洋材を用いるコンクリートパネルも多用されている。

型枠の種類を問わず、温度センサを用いて、打設されるコンクリートの表面温度を計測するには、特許文献１の図８等に示されるように、温度センサをできるだけ打設されるコンクリートの近くに配置することが望ましい。そして、現場においても、このような温度センサ付き型枠が使用され始めている。

しかしながら、現実には、温度センサと打設されるコンクリートとの間に無視できない距離が不可避的に存在する場合がある。

典型的には、主型枠だけでコンクリートを打設せず、主型枠のコンクリート側に化粧型枠を追加し、打設されたコンクリートに凹凸を形成する場合がある。例えば、海岸付近で目につきやすい壁面をコンクリートで構築しようとする場合、壁面に凹凸や溝などを形成し、自然の壁面に近い意匠とするような場合がこれにあたる。

このような場合、主型枠の板体の厚さのみならず、その厚さに化粧型枠の厚さを追加した距離が生ずる。

温度センサと打設されるコンクリートとの間に距離がある場合に、適切にコンクリートの表面温度を計測するための技術は知られていない。
特開２０１４−７７２４１号公報

そこで本発明は、温度センサと打設されるコンクリートとの間に距離がある場合に、適切にコンクリートの表面温度を計測できる温度センサ付き型枠を提供することを目的とする。

第１の発明に係る温度センサ付き型枠は、打設されたコンクリートに圧力を加え一定形状となるように支持する板体を有する主型枠に、打設されたコンクリートの表面温度を計測する温度センサが、打設されたコンクリートから所定距離離れた位置に取り付けられ、板体に板体を厚さ方向に貫通する開口部を開設し、開口部に温度センサを保持するセンサ筐体を嵌合するものである。

第２の発明に係る温度センサ付き型枠は、第１の発明に加え、基端部がセンサ筐体に熱結合されると共に、先端部が基端部から所定距離突出し、打設されたコンクリ−トに当接する伝熱体を有する。

第３の発明に係る温度センサ付き型枠は、第１の発明に加え、温度センサは赤外線温度センサであり、センサ筐体には、開口部に嵌合され、かつ、先端面が打設されたコンクリートに当接するキャップと、キャップの先端面とは反対側に固着される基板と、基板上に固定され、打設されたコンクリートから所定距離離れた位置に位置する赤外線温度センサとが設けられる。

これらの構成により、温度センサと打設されるコンクリートとの間に距離がある場合に、適切にコンクリートの表面温度を計測できる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における主型枠及び付加型枠を示す縦断面図、図２は、同センサ筐体及び伝熱体を示す縦断面図、図３は、図２の一部拡大図である。

実施の形態１は、化粧型枠を付加型枠として、主型枠と連結し、その結果、付加型枠の厚さ分だけ、コンクリートと温度センサとの間の距離が長くなる場合に関する。

図１に示すように、主型枠１０は、打設されるコンクリート３０に圧力を及ぼし、コンクリート３０が一定の形状をなすように支持する中核の部材である。主型枠１０としては、板体１１からコンクリート３０の反対側に突出する起立部１２や補強リブ１３を有する樹脂型枠又は金属製型枠を使用することもできるが、木製のコンクリートパネル及びその補強材の組み合わせを使用してもよい。

実施の形態１では、主型枠１０が直接コンクリート３０に接することはなく、主型枠１０とコンクリート３０との間に、付加型枠２０が介在する。付加型枠２０は、コンクリート３０に接触し、所望の凹凸や溝を形成するための化粧型枠２２を有する。

化粧型枠２２は、通常ゴム、ウレタン等の弾性材あるいは発泡体等で形成されており、それ自体では十分な強度を有しない。そのため、化粧型枠２２には、支持板２１が裏打ちされている。支持板２１は、コンクリートパネル、板金、あるいはその他の高剛性な部材で任意に構成できる。

また、主型枠１０と付加型枠２０とは、密着し全体として十分な強度を保持する必要があるため、連結ボルト２５等の連結具によって、一体化されている。

その結果、図２に示すように、主型枠１０の板体１１の厚さを除いても、支持板２１の厚さＡ及び化粧型枠２２の厚さＢの和だけ、主型枠１０のみを用いる場合に比べ、型枠全体の厚さが大きくなっている。

一方、板体１１のコンクリート３０の反対側の面は、温度センサ４４の出力値を処理する回路（図示せず）を収納するケース４０の取付面１１ａとなっている。取付面１１ａから板体１１を厚さ方向に貫通し、所定断面形状をなす、開口部１１ｂを開設し、開口部１１ｂに温度センサ４４を収納するセンサ筐体４２を嵌合する。

図３に拡大して示すように、センサ筐体４２のコンクリート３０側の端面には、熱伝導性が良好な肉薄の金属板４３が貼り付けられ、金属板４３の内側に、サーミスタ等の温度センサ４４が搭載される。

しかしながら、センサ筐体４２とコンクリート３０の間には、上記厚さの和（Ａ＋Ｂ）だけの距離がある。そのため、センサ筐体４２が当接する位置に、化粧型枠２２及び支持板２１とを貫通する貫通孔２６を開け、貫通孔２６に伝熱体４１を嵌め込む。これにより、伝熱体４１及び金属板４３を介して、温度センサ４４がコンクリート３０と熱結合されることになる。

実際には、化粧型枠２２及び支持板２１の厚さは、さまざまである。このため、段階別の長さを設定し、長さ毎に伝熱体４１を用意するとよい。さらに、化粧型枠２２及び支持板２１の厚さには、ばらつきがあることも多い。したがって、図３に示すように、誤差を吸収すべく、熱伝導シート４５を、金属板４３と伝熱体４１との間に介装するとよい。

さらに、伝熱体４１及びセンサ筐体４２の周囲に断熱材を配置し、化粧型枠等への放熱を抑制し、温度センサ４４側への熱伝導性を向上させるのが望ましい。

このようにすれば、付加型枠の厚さ分だけ、コンクリートと温度センサとの間の距離が長くなる場合であっても、有効に対応することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１とは異なり、コンクリート３０の表面温度を、非接触で計測する場合に関する。したがって、実施の形態１のように付加型枠がある場合だけでなく、主型枠１０のみでコンクリート３０を支持する場合にも適用できる。一方、実施の形態２においても、温度センサがコンクリート３０の表面から一定距離離れているという点では、実施の形態１と共通する。

図４は、本発明の実施の形態２におけるセンサ筐体及び温度センサを示す縦断面図である。図４に示すように、板体１１の所定位置に板体１１を厚さ方向に貫通する開口部１１ｂが開設され、開口部１１ｂに、センサ筐体５０が嵌合される。センサ筐体５０の図４左側端面は、コンクリート３０に当接する。

センサ筐体５０は、図４に示す状態において、その断面がＣ字状をなす熱伝導性のキャップ５１を有する。キャップ５１の図４右側端面（開口部）には、基板５２が固着されており、基板５２の内側中央部には、赤外線温度センサ５３が搭載されている。さらに、センサ筐体５０の外側には、これを包囲するように断熱材５４が配設される。

図４に示すように、赤外線温度センサ５３からコンクリート３０の右側面までには、一定距離Ｌが開けられることになる。図４の左側が赤外線温度センサ５３の赤外線入射口であり、赤外線温度センサ５３は、センサ筐体５１の内側から発せられる赤外線量を計測する。

センサ筐体５１の内部には、酸化処理等、放射率を向上する処理を施すことが望ましい。しかしながら、放射率のばらつきがなければ、このような処理を省略してもよい。

実施の形態１では、伝熱体４１による熱伝導を前提とするため、放熱の抑制に限界を生じやすい。一方、実施の形態２では、非接触方式による温度計測を行っているため、放熱抑制効果が高いという利点がある。

赤外線温度センサ５３の開口角度は、９０度以上であることが多い。したがって、一般には、赤外線温度センサ５３を熱源であるコンクリート３０にできるだけ近接させる必要がある。これは、言い換えると、赤外線温度センサ５３とコンクリート３０との距離を小さく設定することになる。

しかしながら、実施の形態２のように、センサ筐体５１のキャップ５０を使用すると、上記距離を大きめに設定したとしても、コンクリート３０が発する赤外線の大部分を捉えることができる。言い換えれば、図４の距離Ｌを実態にあうように長めに設定できることになり、支障なく温度計測を行える。

なお、センサ筐体５０の内部は、空洞（つまり空気）としてもよい。一方、同内部に、ポリエチレン樹脂製の部材やポリエチレン樹脂そのものを装填又は充填してもよい。このようにすると、空気中に含まれる水蒸気による誤差や、結露あるいは氷結等による悪影響を回避できる。また、センサ４４、５３が検出した信号は、センサ筐体４２、５０に収納される回路（図示せず）に出力される。

本発明の実施の形態１における主型枠及び付加型枠を示す縦断面図 本発明の実施の形態１におけるセンサ筐体及び伝熱体を示す縦断面図 図２の一部拡大図 本発明の実施の形態２におけるセンサ筐体及び温度センサを示す縦断面図

１０ 主型枠
１１ 板体
１１ａ 取付面
１１ｂ 開口部
１２ 起立部
１３ 補強リブ
２０ 付加型枠
２１ 支持板
２２ 化粧型枠
２５ 連結ボルト
２６ 貫通孔
３０ コンクリート
４０ ケース
４１ 伝熱体
４２、５０ センサ筐体
４３ 金属板
４４ 温度センサ
４５ 熱伝導シート
５１ キャップ
５２ 基板
５３ 赤外線温度センサ
５４ 断熱材

Claims (1)

1. 打設されたコンクリートに圧力を加え一定形状となるように支持する板体を有する主型枠に、前記打設されたコンクリートの表面温度を計測する温度センサが、前記打設されたコンクリートから所定距離離れた位置に取り付けられる温度センサ付き型枠であって、
   前記板体に前記板体を厚さ方向に貫通する開口部を開設し、前記開口部に前記温度センサを内部に収納するセンサ筐体を嵌合し、基端部が前記センサ筐体に熱結合されると共に、先端部が前記基端部から所定距離突出し、前記打設されたコンクリートに当接する伝熱体を有することを特徴とする温度センサ付き型枠。

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