JP7373961B2 - Reinforced concrete column manufacturing equipment and manufacturing method - Google Patents
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Description
RC造柱などの補強コンクリート柱の製造装置および製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing reinforced concrete columns such as RC columns.
ビルディングなどの建築物では、鉄筋コンクリート造の柱(RC造柱)や、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱(SRC造柱)、鉄骨造の柱(S造柱)など、鋼材が埋め込まれているコンクリート製の柱(本明細書では補強コンクリート柱ともいう)が用いられている。 In structures such as buildings, concrete columns with embedded steel such as reinforced concrete columns (RC columns), steel reinforced concrete columns (SRC columns), and steel frame columns (S columns) (also referred to herein as reinforced concrete columns) are used.
補強コンクリート柱は、各階層に対応した所定の長さ(例えば4~5m)に形成されていて、これらを縦方向に連結することで、求める高さまで延長していく。補強コンクリート柱は、在来工法やプレキャスト工法などで製造されている(例えば、特許文献1参照)。 Reinforced concrete columns are formed to a predetermined length (for example, 4 to 5 meters) corresponding to each floor, and are extended to the desired height by connecting them vertically. Reinforced concrete columns are manufactured using conventional construction methods, precast construction methods, and the like (for example, see Patent Document 1).
在来工法の場合、建設現場で、施工箇所に鉄筋や鉄骨を組み付ける。その後、コンパネなどの型枠でその周囲を覆い、その中にコンクリートを打設することで、補強コンクリート柱を形成する(いわゆる型枠支保工)。プレキャスト工法の場合、建設現場とは異なる場所で、事前に、鉄筋などとコンクリートの外郭部分とからなる中空の柱材を形成する。そして、その中空の柱材を施工箇所に組み付け、その中にコンクリートを打設することで、補強コンクリート柱を形成する。 In the case of conventional construction methods, reinforcing bars and steel frames are assembled at the construction site at the construction site. After that, the surrounding area is covered with a formwork such as a control panel, and concrete is poured into it to form a reinforced concrete column (so-called formwork support). In the case of the precast construction method, hollow pillars made of reinforcing bars and concrete shells are formed in advance at a location different from the construction site. Then, by assembling the hollow pillar material at the construction site and pouring concrete into it, a reinforced concrete pillar is formed.
これらいずれの工法においても、補強コンクリート柱の製造時には、コンクリートを成形するために型枠を用いるので、その設置や回収に手間がかかる。 In any of these construction methods, when manufacturing reinforced concrete columns, formwork is used to shape the concrete, which requires time and effort to install and recover.
それに対し、近年では、3次元プリンタの技術を建設に利用することが試みられている(特許文献2,3)。特許文献2や特許文献3には、ロボットアームでノズルを支持した装置が開示されている。その装置を用いることで、型枠を用いなくても、柱状構造物の製造が可能になる。
In contrast, in recent years, attempts have been made to utilize three-dimensional printer technology for construction (
具体的には、ノズルからモルタルなどを押し出しながら、ロボットアームで、柱状構造物の外郭線に沿って、繰り返しそのノズルを移動させていく。そうして、モルタルを所定の高さまで積層することで、中空の柱状構造物を形成する。特許文献2では、更にその後、その柱状構造物の中にコンクリートを打設することで、中実の柱状構造物を形成している。
Specifically, a robot arm repeatedly moves the nozzle along the outline of the columnar structure while pushing out mortar and other materials from the nozzle. Then, by stacking the mortar to a predetermined height, a hollow columnar structure is formed. In
特許文献2や特許文献3で形成される中空や中実の柱状構造物には、鉄筋などの鋼材は埋め込まれていないので、補強コンクリート柱のような強度は無い。従って、そのままではビルディングなどの柱には使用できない。
The hollow or solid columnar structures formed in
鋼材を用いることにより、特許文献2や特許文献3の装置で補強コンクリート柱を製造することが考えられる。
By using steel materials, it is possible to manufacture reinforced concrete columns with the apparatus of
ところが、補強コンクリート柱を製造する場合、所定の長さの鉄筋や鉄骨で構成された骨組みの周囲に、中空の柱状構造物を形成しなければならない。そのためには、ノズルをその骨組みの外周側で周回させながらモルタルを積層していく必要がある。特に、RC造柱の場合、適切なかぶり厚さを確保するために、鉄筋を補強コンクリート柱の外面の近傍(数cm程度)に位置させる必要があり、鉄筋に沿うようにノズルを移動させなければならない。 However, when manufacturing reinforced concrete columns, a hollow columnar structure must be formed around a frame made of reinforcing bars or steel frames of a predetermined length. To do this, it is necessary to layer the mortar while rotating the nozzle around the outer circumference of the framework. In particular, in the case of RC columns, in order to ensure an appropriate cover thickness, the reinforcing bars must be located close to the outer surface of the reinforced concrete column (about a few centimeters), and the nozzle must be moved along the reinforcing bars. Must be.
そのためには、骨組みを中心にしてロボットアームを大きく旋回させながら、ノズルの吐出口が適切な位置で適切な方向に向くように、ロボットアームでノズルを姿勢制御し、更に、骨組みの下端から上端まで、ロボットアームを上昇させていく必要がある。従って、その制御は極めて複雑なものとなる。 To do this, the robot arm must make a large turn around the skeleton, and control the nozzle's posture so that the nozzle discharge port faces in the appropriate position and in the appropriate direction. It is necessary to raise the robot arm until Therefore, its control becomes extremely complicated.
更にロボットアームの場合、その構造上、骨組みの反対側にアームが届き難いため、そこでの移動が制限される。骨組みの反対側でもノズルを適切に移動できるようにすると、ロボットアームは巨大なものになってしまう。このように、特許文献2や特許文献3の装置で補強コンクリート柱を製造するには、問題が多く、実用化は難しい。
Furthermore, in the case of a robot arm, its structure makes it difficult for the arm to reach the opposite side of the skeleton, which limits its movement there. If the nozzle could be moved properly on the other side of the skeleton, the robot arm would be huge. As described above, there are many problems in manufacturing reinforced concrete columns using the apparatus of
そこで開示する技術の目的は、型枠を用い無くても、RC造柱などの補強コンクリート柱が製造できる製造装置および製造方法を、実用化できるレベルで提供することにある。 The purpose of the technology disclosed therein is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method that can manufacture reinforced concrete columns such as RC columns without using formwork, at a level that can be put into practical use.
開示する技術の一つは、鋼材が埋め込まれている補強コンクリート柱の製造装置に関する。前記製造装置は、セメント系材料に加水して形成された成形材料を吐出する吐出装置と、前記吐出装置に前記成形材料を供給する材料供給機構と、前記吐出装置を水平方向および垂直方向の各々に変位させる三次元移動機構と、前記吐出装置、材料供給機構、および前記三次元移動機構の各々を制御する制御装置と、を備える。 One of the disclosed techniques relates to an apparatus for manufacturing reinforced concrete columns in which steel is embedded. The manufacturing apparatus includes a discharge device that discharges a molding material formed by adding water to a cement-based material, a material supply mechanism that supplies the molding material to the discharge device, and a material supply mechanism that supplies the molding material to the discharge device in a horizontal direction and a vertical direction. and a control device that controls each of the discharge device, the material supply mechanism, and the three-dimensional movement mechanism.
前記吐出装置は、前記材料供給機構から前記成形材料を導入する材料導入部と、前記材料導入部に旋回可能な状態で支持されていて、先端に開口する吐出口から前記成形材料を吐出するノズル部と、を有している。そして、前記制御装置が、前記吐出装置に前記成形材料が供給されるように、前記材料供給機構を制御するのと同時に、前記吐出装置が前記鋼材の外方を周回しながら上昇するように、前記三次元移動機構を制御するとともに、前記ノズル部が旋回して前記吐出口が前記鋼材に沿って周回するように、前記吐出装置を制御することにより、前記補強コンクリート柱の外郭部分を形成する。 The discharge device includes a material introduction section that introduces the molding material from the material supply mechanism, and a nozzle that is rotatably supported by the material introduction section and discharges the molding material from a discharge port that is open at its tip. It has a section and. The control device controls the material supply mechanism so that the molding material is supplied to the discharge device, and at the same time, the discharge device ascends while going around the outside of the steel material. An outer shell portion of the reinforced concrete column is formed by controlling the three-dimensional movement mechanism and controlling the discharge device so that the nozzle portion rotates and the discharge port circulates along the steel material. .
この補強コンクリート柱の製造装置によれば、比較的簡単な構造および制御でもって、鋼材の外方から、適切に補強コンクリート柱の外郭部分を形成することができるので、型枠を用い無くても、RC造柱などの補強コンクリート柱が製造できるようになる。 According to this reinforced concrete column manufacturing apparatus, the outer shell of the reinforced concrete column can be appropriately formed from the outside of the steel material with a relatively simple structure and control, so there is no need to use formwork. , reinforced concrete columns such as RC columns can be manufactured.
好ましくは、前記三次元移動機構が、前記吐出装置を下端部に支持するとともに前記吐出装置を垂直方向に変位させる縦移動部と、前記縦移動部を支持するとともに前記縦移動部を水平方向に変位させる横移動部と、を有している。 Preferably, the three-dimensional movement mechanism includes a vertical movement section that supports the ejection device at a lower end and displaces the ejection device in a vertical direction, and a vertical movement section that supports the vertical movement section and moves the vertical movement section in a horizontal direction. It has a lateral movement part that causes displacement.
好ましくは、前記横移動部は、固定マストと、前記固定マストの上に縦軸を中心に回転可能な状態で設置された回転マストと、前記回転マストの上部から水平方向に延びるように設置された旋回アームと、を有し、前記縦移動部は、前記旋回アームの先端部に垂直方向に延びるように設置された昇降アームを有し、前記制御装置の制御により、前記回転マストが回転し、前記旋回アームが水平方向にスライドし、前記昇降アームが垂直方向にスライドする。 Preferably, the lateral moving part includes a fixed mast, a rotating mast installed on the fixed mast so as to be rotatable around a vertical axis, and installed so as to extend horizontally from an upper part of the rotating mast. and a rotating arm, the vertical moving unit having an elevating arm installed to extend vertically at the tip of the rotating arm, and under the control of the control device, the rotating mast rotates. , the pivot arm slides horizontally, and the lifting arm slides vertically.
開示する技術の他の1つは、鋼材が埋め込まれている補強コンクリート柱の製造方法に関する。前記鋼材を立てた状態で所定位置に配置する第1工程と、上述したような、前記製造装置を用いて、前記鋼材の周囲に、前記補強コンクリート柱の外郭部分を形成する第2工程と、前記外郭部分の中にコンクリート系材料を打設する第3工程と、を含む。 Another disclosed technique relates to a method of manufacturing a reinforced concrete column in which steel is embedded. a first step of arranging the steel material in a predetermined position in an upright state, and a second step of forming an outer part of the reinforced concrete column around the steel material using the manufacturing device as described above; and a third step of pouring a concrete material into the outer shell portion.
開示する技術によれば、型枠を用い無くても、RC造柱などの補強コンクリート柱が製造できるようになる。 According to the disclosed technology, reinforced concrete columns such as RC columns can be manufactured without using formwork.
以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。 Hereinafter, embodiments of the disclosed technology will be described in detail based on the drawings. However, the following description is essentially just an example, and does not limit the present invention, its applications, or its uses.
<補強コンクリート柱の製造装置の構成>
図1に、本実施形態で開示する補強コンクリート柱の製造装置(柱枠製造装置1)を示す。この柱枠製造装置1は、RC造柱や、SRC造柱、S造柱などの補強コンクリート柱(本実施形態ではRC造柱を例示)の製造過程で用いられる。
<Configuration of reinforced concrete column manufacturing equipment>
FIG. 1 shows a reinforced concrete column manufacturing apparatus (column frame manufacturing apparatus 1) disclosed in this embodiment. This column frame manufacturing apparatus 1 is used in the manufacturing process of reinforced concrete columns such as RC columns, SRC columns, and S columns (RC columns are exemplified in this embodiment).
すなわち、従来であれば、RC造柱を所定形状に成形する際には、コンパネなどの型枠を用いるが、この柱枠製造装置1では、その型枠の代わりに、RC造柱の外郭部分を形成する。従って、この柱枠製造装置1の利用により、型枠の設置や回収の作業が不要になるので、工数削減や工期短縮の効果が得られる。 That is, conventionally, when molding an RC column into a predetermined shape, a formwork such as a control panel is used, but in this column frame manufacturing apparatus 1, the outer part of the RC column is used instead of the formwork. form. Therefore, by using this column frame manufacturing apparatus 1, the work of installing and recovering the formwork becomes unnecessary, so that the effect of reducing the number of man-hours and shortening the construction period can be obtained.
しかも、建築基準法などにおいて要求される強度は、従来と同様に、RC造柱の外郭部分の中にコンクリート系材料を打設することによって形成され、かつ、鋼材が埋め込まれているRC造柱の中核部分によって確保される。従って、この柱枠製造装置1が形成するRC造柱の外郭部分は、型枠と同程度の強度があればよい。 Moreover, the strength required by the Building Standards Act, etc., is the same as in the past, where RC columns are formed by pouring concrete material into the outer shell of the RC columns, and steel is embedded in them. ensured by the core of Therefore, the outer part of the RC column formed by this column frame manufacturing apparatus 1 only needs to have the same strength as the formwork.
図1では、ビルディングなどの各階のフロアFにおいて、その下層の階に形成したRC造柱100に継ぎ足すようにして、そのフロアFの上にRC造柱100を形成する場合を例示している。図1は、フロアFの上に露出した下層の階のRC造柱100の上端に鉄筋101を継ぎ足すことにより、施工するRC造柱100の骨組みが形成されている状態を示している。
FIG. 1 shows an example of a case where an
一般に、RC造柱100は、四隅がアール加工された角柱状に形成される。通常、各階層において形成されるRC造柱100の高さは、3m~5m程度であり、横幅は1m程度である。柱枠製造装置1は、施工するRC造柱100に隣接した所定位置に位置決めされた状態で、フロアFの上に設置される。柱枠製造装置1は、三次元移動機構2、材料供給機構4、吐出装置6、制御装置8などで構成されている。
Generally, the
(三次元移動機構2)
三次元移動機構2は、縦移動部10および横移動部20を有している。縦移動部10は、その下端部に吐出装置6を支持していて、吐出装置6を垂直方向(図1のZ方向)に変位させる。横移動部20は、縦移動部10を支持していて、縦移動部10を水平方向(図1のX方向、およびX方向に直交した紙面に垂直なY方向の成分を含む方向)に変位させる。
(Three-dimensional movement mechanism 2)
The three-
これら縦移動部10および横移動部20が協働しながら作動することで、三次元移動機構2は、RC造柱100の大きさに対応した所定の範囲内で、吐出装置6を水平方向および垂直方向の各々に変位させる。水平方向および垂直方向の各々で吐出装置6の移動が制御できるので、制御の簡素化が図れる。
By operating the
横移動部20は、固定マスト21、回転マスト22、旋回アーム23、マストモータ24、スライドモータ25などで構成されている。固定マスト21および回転マスト22の各々は、円柱状の部材からなる。固定マスト21は、垂直方向に延びるようにして、フロアFの上の所定位置に、ボルトの締結などにより取り外し可能な状態で固定される。
The
回転マスト22は、固定マスト21の上に、ベアリング26などを介して第1縦軸J1(Z方向に延びる軸)を中心に回転可能な状態で設置されている。マストモータ24は、固定マスト21と回転マスト22との間に設置されている。マストモータ24の駆動により、RC造柱100に対応した所定の範囲で、回転マスト22は正逆双方向に回転する。
The
旋回アーム23は、スライドガイド23a、スライダー23bなどで構成されていて、回転マスト22の上部から水平方向に延びるように設置されている。スライドガイド23aは、互いに平行した一対の細長いレール状の部材(レール部材)で構成されている。
The
スライドガイド23aは、その一端が回転マスト22の上部に固定されていて、そこから水平方向に延びている。リブ、ビーム、およびブレースなどにより、片持ち支持されたスライドガイド23aの剛性は強化されている。
The
スライダー23bは、各レール部材に支持された一対の部材からなる。スライダー23bは、スライドガイド23aの先端側にスライド可能な状態で設置されている。スライドモータ25は、スライドガイド23aの上に設置されている。スライドモータ25の駆動により、RC造柱100に対応した所定の範囲r1で、スライダー23bがX方向にスライドする。
The
縦移動部10は、その旋回アーム23の先端部を構成しているスライダー23bの突端部分に、垂直方向に延びるように設置されている。
The vertical moving
縦移動部10は、昇降アーム11、昇降モータ12などで構成されている。昇降アーム11は、支持パイプ11aおよびスライドパイプ11bを有している。支持パイプ11aは、円筒状の部材からなり、スライダー23bの先端部分に、その中心が第2縦軸J2(Z方向に延びる軸)に一致して垂直方向に延びるように固定されている。
The
スライドパイプ11bは、支持パイプ11aよりも小径で長い円筒状の部材からなり、支持パイプ11aの内部に、同軸かつスライド可能な状態で挿通されている。スライドパイプ11bには吐出装置6が設置されており、スライドパイプ11bはまた、材料供給機構4の一部を構成している。昇降モータ12は、スライダー23bの先端部分に設置されており、昇降モータ12の駆動により、RC造柱100に対応した所定の範囲r2で、スライドパイプ11bがZ方向にスライドする。
The
(材料供給機構4)
材料供給機構4は、上述したスライドパイプ11bの他、ホッパー40、送りポンプ41、移送ホース42などで構成されている。この実施形態のホッパー40は、作業員が作業し易いように、フロアFの上に設置されている。ホッパー40には、柱枠製造装置1の材料が投入される。例えば、モルタルや化学薬品などを含むセメント系材料に、適量の水を加えて混練し、適度な粘度に調整した材料(成形材料)が、ホッパー40に投入される。
(Material supply mechanism 4)
The
ホッパー40には、送りポンプ41が併設されている。成形材料は、この送りポンプ41によってホッパー40から送り出される。送りポンプ41の送出口には、移送ホース42の一端が接続されている。移送ホース42の他端は、スライドパイプ11bの上端に接続されている。
A
移送ホース42の途中には、スライダー23bの上に設置されたバッファータンク43が設置されている。ホッパー40に投入された成形材料は、移送ホース42、バッファータンク43、およびスライドパイプ11bを経由して吐出装置6に供給される。なお、バッファータンク43は必須でない。ホッパー40から移送ホース42およびスライドパイプ11bを経由して吐出装置6に供給してもよい。
A
(吐出装置6)
吐出装置6は、材料導入部60、ノズル部61、およびノズルモータ62などで構成されている。材料導入部60は、スライドパイプ11bの下端部に設置されている。材料導入部60の内部に、スライドパイプ11bから成形材料が導入される。詳細な図示は省略するが、材料導入部60には、成形材料の吐出量を開度によって調整する流量調整バルブ60aや、ロータリージョイント60b、スリップリング60cなどが組み込まれている。材料導入部60の横にはノズルモータ62が併設されている。
(Discharge device 6)
The
ノズル部61は、短寸の短筒部61aと、短筒部61aの一端に連なる長寸の長筒部61bとで構成された略L形状に曲がったパイプ状の部材を有している。短筒部61aは、第2縦軸J2を中心に回転可能な状態で材料導入部60(ロータリージョイント60b)に支持されている。ノズルモータ62の駆動により、長筒部61bは、第2縦軸J2を中心に旋回する。
The
長筒部61bの先端には、ボックス状の吐出部61cが設けられている。吐出部61cの下端部分には、横方向(水平方向)に開口する吐出口61dが形成されている。吐出口61dは、材料導入部60の中心からその半径方向に十分に離れて位置するように構成されている。吐出口61dは、ノズル部61および材料導入部60を介してスライドパイプ11bと連通している。なお、吐出口61dの開口は、進行方向側でなければ横方向に限らず鉛直方向側でも構わない。
A box-shaped discharge portion 61c is provided at the tip of the long
吐出部61cには、吐出口61dを開閉するシャッター機構61eも設置されている。吐出部61cにはまた、吐出口61dの高さを検出する位置センサ61fも設置されている。シャッター機構61eおよび位置センサ61fは、スリップリング60cを介して、制御装置8と電気的に接続されている。
A
(制御装置8)
制御装置8は、CPU、メモリ、インターフェースなどのハードウエアと、ハードウエアに実装された制御プログラムなどのソフトウエアとで構成されていて、柱枠製造装置1を構成している各装置や各機構の作動を総合的に制御する。制御装置8は、モニターや操作ボタンなど、制御装置8との間で入力信号および出力信号を送受信する入出力装置1bとともに操作盤1aに設置されている。
(Control device 8)
The
図2に、制御装置8と、その主な関連装置を示す。制御装置8には、その機能的な構成として、三次元位置制御部80、ノズル旋回制御部81、材料供給制御部82を有している。三次元位置制御部80は、入出力装置1bを通じて入力されるRC造柱100の位置や大きさ、形状などの情報に基づいて、マストモータ24、スライドモータ25、昇降モータ12の駆動を制御する。
FIG. 2 shows the
ノズル旋回制御部81は、三次元位置制御部80から得られる吐出装置6の水平位置およびノズル部61の回転位置などの情報に基づいて、ノズルモータ62の駆動を制御する。材料供給制御部82は、吐出圧や送りポンプ41の出力などの情報に基づいて、送りポンプ41の出力や流量調整バルブ60aの開度を制御する。
The nozzle
<補強コンクリート柱の製造装置の動作>
枠製造装置は、成形材料を吐出するノズル部61を必要に応じて旋回させるとともに、吐出装置6を、鉄筋101の下端部位から鉄筋101の周囲を周回しながら上昇させていく。そうして、鉄筋101の周りにRC造柱100の外郭部分100aを形成する。
<Operation of reinforced concrete column manufacturing equipment>
The frame manufacturing apparatus rotates the
具体的には、制御装置8(三次元位置制御部80、ノズル旋回制御部81)は、その運転が開始されると、三次元移動機構2を制御し、吐出口61dが、鉄筋101の下端近傍の所定の開始位置に位置するように、マストモータ24を制御して回転マスト22を回転させ、スライドモータ25を制御して旋回アーム23をスライドさせ、ノズルモータ62を制御してノズル部61を旋回させる。
Specifically, when the operation is started, the control device 8 (three-dimensional
吐出口61dが開始位置にセットされると、制御装置8(材料供給制御部82)は、シャッター機構61eを制御して吐出口61dを開く。それとともに、吐出装置6に成形材料を供給し、その所定量が所定の速度で吐出されるように、送りポンプ41の出力や流量調整バルブ60aの開度を制御する。
When the
それと同時に、制御装置8(三次元位置制御部80)は、吐出装置6が鉄筋101の外方の所定のコースを周回するように、回転マスト22を回転させたり旋回アーム23をスライドさせたりする。それにより、鉄筋101の周囲には、吐出された成形材料によって堤状の構造物が形成される。
At the same time, the control device 8 (three-dimensional position control section 80) rotates the
そして、制御装置8(三次元位置制御部80)は、吐出装置6が骨組みの周りを一周する度に、吐出された成形材料の高さ分だけ上昇するように、昇降アーム11をスライドさせる。このような動作を繰り返すことにより、図3に示すように、成形材料による堤状の構造物を積層し、RC造柱100の外郭部分100aを形成していく。
Then, the control device 8 (three-dimensional position control section 80) slides the lifting
このように、この柱枠製造装置1によれば、旋回アーム23を旋回やスライドさせ、昇降アーム11をスライドさせるだけなので、比較的簡単な制御や構造で、鉄筋101の周囲の任意の位置に吐出装置6を移動できる。
As described above, according to this column frame manufacturing apparatus 1, the pivoting
このとき、位置センサ61fは、吐出口61dから積層した成形材料の上面までの距離を計測し、その計測値を制御装置8に出力する。積層した成形材料は、高くなるほど圧縮されて低くなる傾向がある。制御装置8(三次元位置制御部80)は、位置センサ61fから入力される計測値に基づいて、昇降アーム11のスライド量を補正する。従って、RC造柱100の外郭部分100aを精度高く形成できる。
At this time, the
更に、RC造柱100の場合、その外面の近傍(数cm程度)に鉄筋101を位置させる必要があり、鉄筋101に沿うように、吐出口61dを移動させなければならない。対して、吐出装置6や昇降アーム11は、ある程度横幅があるので、鉄筋101からある程度離れた位置を周回するようにコース取りせざるを得ない。
Furthermore, in the case of the
それに対し、この柱枠製造装置1では、吐出装置6に旋回可能なノズル部61が設けられている。ノズル部61を旋回させることにより、そのノズルの先端に設けられている吐出口61dを、吐出装置6から十分に離れた位置で回動できる。
On the other hand, in this column frame manufacturing apparatus 1, the
従って、図4に示すように、制御装置8(ノズル旋回制御部81)が、ノズル部61を旋回させることで、吐出口61dを鉄筋101に沿って周回させることができる。それにより、昇降アーム11や材料導入部60は、所定のコースに沿って周回させながら、成形材料を、鉄筋101の近傍の適切な位置に連続して吐出することができる。
Therefore, as shown in FIG. 4, the control device 8 (nozzle rotation control section 81) can rotate the
柱枠製造装置1は、鉄筋101の上端近傍の所定の終了位置に達するまで、このような動作を繰り返し実行する。それにより、開始位置から終了位置まで、途切れることなく成形材料を吐出しながら、RC造柱100の外郭部分100aを形成することができる。継ぎ目が形成されないので、継ぎ目に起因した亀裂を防止できる。
The column frame manufacturing apparatus 1 repeatedly performs such operations until reaching a predetermined end position near the upper end of the reinforcing
<補強コンクリート柱の製造方法>
図5に、補強コンクリート柱の製造方法の主な流れを例示する。補強コンクリート柱は、鋼材を立てた状態で所定位置に配置する工程(第1工程S1)、柱枠製造装置1を用いて、鋼材の周囲に、補強コンクリート柱の外郭部分を形成する工程(第2工程S2)、形成した外郭部分の中にコンクリート系材料を打設する工程(第3工程S3)などを経て製造される。
<Method for manufacturing reinforced concrete columns>
FIG. 5 illustrates the main flow of the method for manufacturing reinforced concrete columns. Reinforced concrete columns are manufactured through two steps: a step of placing steel members in a predetermined position in an erected state (first step S1), and a step of forming an outer shell of the reinforced concrete column around the steel members using the column frame manufacturing apparatus 1 (first step S1). It is manufactured through a second step S2), a step of pouring a concrete material into the formed outer shell portion (third step S3), and the like.
例えば、建設現場でRC造柱100を製造する場合には、図1に示すように、新たにRC造柱100を形成する箇所に、鉄筋101を立てた状態で配置する。図1では、鉄筋101は1つのみを表示しているが、通常は複数箇所に配置される。そうした後、図1に示すように、これら複数箇所に対応可能な所定位置に、柱枠製造装置1を設置し、その柱枠製造装置1を用いて、複数の鉄筋101の周囲に、RC造柱100の外郭部分100aを形成する。
For example, when manufacturing an
所定時間、養生することによって成形材料を硬化させた後、これらRC造柱100の外郭部分100aの中に、砂利、砂、セメント、添加剤などの混合物に適量の水を加水して作製した材料(コンクリート系材料)を打設する。
After the molding material is cured for a predetermined period of time, a material made by adding an appropriate amount of water to a mixture of gravel, sand, cement, additives, etc. is placed inside the
この製造方法によれば、コンパネなどの型枠の設置や回収が不要なので、工数削減や工期短縮の効果が得られる。 According to this manufacturing method, it is not necessary to install or recover formwork such as a control panel, so it is possible to reduce the number of man-hours and shorten the construction period.
なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、実施形態では、RC造柱を例示したが、対象とする補強コンクリート柱は、RC造柱に限らない。その形状も角柱状に限らない。 Note that the disclosed technology is not limited to the embodiments described above, and includes various other configurations. For example, in the embodiment, RC columns are illustrated, but the target reinforced concrete columns are not limited to RC columns. Its shape is also not limited to a prismatic shape.
横移動部20は、所定の範囲で縦移動部10をXY方向に移動できればよいので、上述したようなトンボクレーン形状に限らず、橋形クレーン形状などであってもよい。縦移動部10も、所定の範囲でZ方向に移動できればよいので、上述したような1本のパイプを昇降する形態に限らず、複数の多段状のパイプを伸縮する形態などであってもよい。
Since the
1 柱枠製造装置
2 三次元移動機構
4 材料供給機構
6 吐出装置
8 制御装置
10 縦移動部
11 昇降アーム
20 横移動部
21 固定マスト
22 回転マスト
23 旋回アーム
40 ホッパー
42 移送ホース
60 材料導入部
61 ノズル部
61d 吐出口
100 RC造柱(補強コンクリート柱)
101 鉄筋(鋼材)
F フロア
J1 第1縦軸
J2 第2縦軸
1 Column
101 Rebar (steel material)
F Floor J1 First vertical axis J2 Second vertical axis
Claims (4)
セメント系材料に加水して形成された成形材料を吐出する吐出装置と、
前記吐出装置に前記成形材料を供給する材料供給機構と、
前記吐出装置を水平方向および垂直方向の各々に変位させる三次元移動機構と、
前記吐出装置、材料供給機構、および前記三次元移動機構の各々を制御する制御装置と、
を備え、
前記吐出装置は、
前記材料供給機構から前記成形材料を導入する材料導入部と、
前記材料導入部に旋回可能な状態で支持されていて、先端に開口する吐出口から前記成形材料を吐出するノズル部と、
を有し、
前記制御装置が、前記吐出装置に前記成形材料が供給されるように、前記材料供給機構を制御するのと同時に、前記吐出装置が前記鋼材の外方を周回しながら上昇するように、前記三次元移動機構を制御するとともに、前記ノズル部が旋回して前記吐出口が前記鋼材に沿って周回するように、前記吐出装置を制御することにより、前記成形材料の構造物を積層していくことで前記補強コンクリート柱の外郭部分を形成する、補強コンクリート柱の製造装置。 A manufacturing device for reinforced concrete columns in which steel is embedded,
a discharge device that discharges a molding material formed by adding water to a cement-based material;
a material supply mechanism that supplies the molding material to the discharge device;
a three-dimensional movement mechanism that displaces the discharge device in each of a horizontal direction and a vertical direction;
a control device that controls each of the discharge device, the material supply mechanism, and the three-dimensional movement mechanism;
Equipped with
The discharge device includes:
a material introduction part that introduces the molding material from the material supply mechanism;
a nozzle part that is rotatably supported by the material introduction part and that discharges the molding material from a discharge port that opens at the tip;
has
The control device controls the material supply mechanism so that the molding material is supplied to the discharge device, and at the same time controls the tertiary material supply mechanism so that the discharge device ascends while going around the outside of the steel material. Laminating the structure of the molding material by controlling the original moving mechanism and controlling the discharge device so that the nozzle part turns and the discharge port goes around the steel material. An apparatus for manufacturing a reinforced concrete column, which forms an outer part of the reinforced concrete column.
前記三次元移動機構が、
前記吐出装置を下端部に支持するとともに前記吐出装置を垂直方向に変位させる縦移動部と、
前記縦移動部を支持するとともに前記縦移動部を水平方向に変位させる横移動部と、
を有している、補強コンクリート柱の製造装置。 The reinforced concrete column manufacturing apparatus according to claim 1,
The three-dimensional movement mechanism is
a vertical movement part that supports the discharge device at a lower end and displaces the discharge device in a vertical direction;
a lateral movement section that supports the vertical movement section and displaces the vertical movement section in a horizontal direction;
Reinforced concrete column manufacturing equipment.
セメント系材料に加水して形成された成形材料を吐出する吐出装置と、
前記吐出装置に前記成形材料を供給する材料供給機構と、
前記吐出装置を水平方向および垂直方向の各々に変位させる三次元移動機構と、
前記吐出装置、材料供給機構、および前記三次元移動機構の各々を制御する制御装置と、
を備え、
前記吐出装置は、
前記材料供給機構から前記成形材料を導入する材料導入部と、
前記材料導入部に旋回可能な状態で支持されていて、先端に開口する吐出口から前記成形材料を吐出するノズル部と、
を有し、
前記制御装置が、前記吐出装置に前記成形材料が供給されるように、前記材料供給機構を制御するのと同時に、前記吐出装置が前記鋼材の外方を周回しながら上昇するように、前記三次元移動機構を制御するとともに、前記ノズル部が旋回して前記吐出口が前記鋼材に沿って周回するように、前記吐出装置を制御することにより、前記補強コンクリート柱の外郭部分を形成するように構成されていて、
前記三次元移動機構は、
前記吐出装置を下端部に支持するとともに前記吐出装置を垂直方向に変位させる縦移動部と、
前記縦移動部を支持するとともに前記縦移動部を水平方向に変位させる横移動部と、
を有し、
前記横移動部は、
固定マストと、
前記固定マストの上に縦軸を中心に回転可能な状態で設置された回転マストと、
前記回転マストの上部から水平方向に延びるように設置された旋回アームと、
を有し、
前記縦移動部は、前記旋回アームの先端部に垂直方向に延びるように設置された昇降アームを有し、
前記制御装置の制御により、前記回転マストが回転し、前記旋回アームが水平方向にスライドし、前記昇降アームが垂直方向にスライドする、補強コンクリート柱の製造装置。 A manufacturing device for reinforced concrete columns in which steel is embedded,
a discharge device that discharges a molding material formed by adding water to a cement-based material;
a material supply mechanism that supplies the molding material to the discharge device;
a three-dimensional movement mechanism that displaces the discharge device in each of a horizontal direction and a vertical direction;
a control device that controls each of the discharge device, the material supply mechanism, and the three-dimensional movement mechanism;
Equipped with
The discharge device includes:
a material introduction part that introduces the molding material from the material supply mechanism;
a nozzle part that is rotatably supported by the material introduction part and that discharges the molding material from a discharge port that opens at the tip;
has
The control device controls the material supply mechanism so that the molding material is supplied to the discharge device, and at the same time controls the tertiary material supply mechanism so that the discharge device ascends while going around the outside of the steel material. The outer shell portion of the reinforced concrete column is formed by controlling the original moving mechanism and controlling the discharge device so that the nozzle part turns and the discharge port goes around the steel material. It is configured,
The three-dimensional movement mechanism is
a vertical movement part that supports the discharge device at a lower end and displaces the discharge device in a vertical direction;
a lateral movement section that supports the vertical movement section and displaces the vertical movement section in a horizontal direction;
has
The lateral movement section is
a fixed mast;
a rotating mast installed on the fixed mast so as to be rotatable about a vertical axis;
a swing arm installed to extend horizontally from the top of the rotating mast;
has
The vertical movement unit has a lifting arm installed to extend vertically at the tip of the swing arm,
A reinforced concrete column manufacturing apparatus, wherein the rotating mast rotates, the swing arm slides horizontally, and the elevating arm slides vertically under the control of the control device.
前記鋼材を立てた状態で所定位置に配置する第1工程と、
請求項1~請求項3のいずれかに記載されている前記製造装置を用いて、前記鋼材の周囲に、前記補強コンクリート柱の外郭部分を形成する第2工程と、
前記外郭部分の中にコンクリート系材料を打設する第3工程と、
を含む、補強コンクリート柱の製造方法。 A method for manufacturing a reinforced concrete column in which steel is embedded, the method comprising:
a first step of placing the steel material in a predetermined position in an upright state;
a second step of forming an outer part of the reinforced concrete column around the steel material using the manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3;
a third step of pouring a concrete material into the outer shell portion;
A method for manufacturing reinforced concrete columns, including:
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