(57)【要約】  主フレームと、フィードドロワと、成形型支持体と、型枠アセンブリ及びヘッドアセンブリとを有するコンクリート製品成形機。フィードドロワは、電気ベルト駆動システムを使用して型枠の上方の位置へ移動させられると共に成形製品の表面品質を改善するための振動ならし板と、コンクリートの移動及び配置を制御する区画されたアジテータと、壁とフィードボックスの床との間のばね式シールシステムと、アジテータの容易且つきれいな取り外し、取り替え及び清掃を行うためにウレタンスリーブを設けた簡単取り外し式アジテータの設計とを有する。コンクリート製品成形機は、型枠底部及びパレット間に制御力を得るために、空気膨張式ばねで型枠のほぼ垂直方向の振動運動を行うためのトルク管及び板ばね支持体を有する。パレットが載ったパレット台に結合されている同相逆回転シャフトを使用して、パレット自体を下方から振動させる。振動パレット台によってパレット内に誘発される振動が型枠に伝達され、その結果、材料の圧密化が行われる。成形工程の後、抜き取り工程で型枠を持ち上げて成形製品を取り出して、硬化又は乾燥を行うことができる。
2008528333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型枠箱の底面を支持するパレットを有する形式の型枠箱を振動させる装置であって、
該装置は振動台を有し、該振動台は、
前記型枠箱の底面を支持する前記パレットのすぐ下の降下位置と、可動板が前記型枠箱の前記底面を支持する前記パレットの下側に衝突すると共に該パレットを上方へ持ち上げる上昇位置との間を垂直方向に往復移動するように動作可能な複数の可動板と、
前記可動板と交互に配置され、且つほぼ前記降下位置に取り付けられている複数の固定バーと、
前記型枠箱をほぼ垂直方向に振動する状態に保持するようになっている振動方向制御装置と、を備え、
前記可動板に衝突されて上方に駆動される前記パレットは、落下して前記固定バーに衝突するようになっている、装置。
【請求項２】
前記振動方向制御装置は、前記振動台と該振動台を取り囲む剛直フレームとの間に取り付けられるようになっている複数のばねを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ばねの各々は、垂直面上で互いに平行な向きであると共にほぼ同様のたわみを示す第１のバー及び第２のバーを有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記型枠箱は、前記可動板の各側に位置する１対の成形型支持体に結合され、且つその全体にまたがり、前記振動方向制御装置は、前記成形型支持体及び該成形型支持体を取り囲む剛直フレーム間に取り付けられるようになっている第２の複数のばねをさらに有する、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
一直線に並べられ、且つ前記成形型支持体内に取り付けられている複数のエアバッグをさらに有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記エアバッグは、所定圧力未満に維持され、それにより、振動工程中の振動力に対する前記成形型支持体の反応を制御できるようにする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
圧縮ビームに取り付けられているヘッドアセンブリを有する成形製品成形機において動作可能であり、前記ヘッドアセンブリは、前記型枠内に形成されている相補的なキャビティ内に受容されるようになっているシューを有し、前記型枠箱を振動させる前記装置は、前記圧縮ビーム及び前記剛直フレーム間に結合されている第３の複数のばねをさらに有する、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記型枠箱を振動させる装置が、成形製品成形機内で動作可能であり、該成形製品成形機は、剛直フレームと、前記型枠が取り付けられてその全体にまたがる前記可動板の各側部に位置する成形型支持体と、圧縮ビームと、該圧縮ビームに取り付けられているヘッドアセンブリと、を有する形式であり、前記振動方向制御装置は、前記成形型支持体及び該成形型支持体を取り囲む剛直フレーム間に取り付けられるようになっている複数のばねと、前記圧縮ビーム及び前記剛直フレーム間を結合した整合する第２の複数のばねとを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記複数のばね及び前記第２の複数のばねの各々は、垂直面上で互いに平行な向きであると共にほぼ同様のたわみを示す第１のバー及び第２のバーを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記各可動板及び前記固定バーの上部に取り付けられている摩耗板をさらに有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
互いに平行に延びる複数のシャフトアセンブリをさらに備え、その各々に釣り合いおもりが取り付けられ、その他のシャフトアセンブリに対して、測定振動を前記シャフトアセンブリに加えるのに十分な位相で回転させられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記測定振動は、前記シャフトアセンブリが前記その他のシャフトアセンブリと同相の位相で回転するときに最大である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記測定振動は、同数の前記シャフトアセンブリが、残りのシャフトアセンブリの位相と逆の位相で回転するときに最小である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置の外周縁の周りに配置されて、前記装置の下面に取り付けられている複数のゴムパッドをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記型枠箱は、前記可動板の各側に位置する１対の成形型支持体に結合され、且つその全体にまたがっており、前記成形型支持体間に結合され、それにより、振動工程中の一方の成形型の移動を他方と同期化するのを助けるトルク管均等化シャフトアセンブリをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記トルク管均等化シャフトアセンブリは、一端部で前記成形型支持体の下側に結合されている垂直部材と、互いに平行に延びて前記垂直部材の他端部に結合されている水平アームと、該水平アーム間に結合されているトルク管とを有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記垂直部材の或る程度のたわみを可能にするために該垂直部材の各々に形成されている逃げ面をさらに有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
移送すべき型枠からずらして取り付けられている移送装置と、
前記移送装置上で、移送すべき前記型枠から離れた後退位置と、移送すべき前記型枠に隣接した準備位置との間を移動可能なキャリッジと、
前記キャリッジに取り付けられて、該キャリッジが前記準備位置にあるとき、移送すべき前記型枠の各側部を中心にして下方に回動するように動作可能である対向ウィングであって、移送すべき前記型枠のそれぞれの側部に位置する相補的な機構に係合するようになっている第１の機構を有する、対向ウィングと、
前記キャリッジ上に位置して、前記型枠が取り付けられている前記アセンブリから前記型枠を離脱させる切り離し装置と
を備える、型枠移送装置。
【請求項１９】
前記準備位置は、移送すべき前記型枠のすぐ上方である、請求項１８に記載の型枠移送装置。
【請求項２０】
前記第１の機構は、フックであり、前記相補的な機構は、該フックと係合可能なバーである、請求項１８に記載の型枠移送装置。
【請求項２１】
前記切り離し装置は、自動トルクドライバを有し、該自動トルクドライバが移送すべき前記型枠上の相補的な締結具に整合させて前記対向ウィングに取り付けられて、該ウィングを下方へ回動させるとき、前記相補的な締結具を離脱させるようになっている、請求項１８に記載の型枠移送装置。
【請求項２２】
前記自動トルクドライバの各々は、取り外し時に前記相補的な締結具を保持し、且つ交換型枠用に該締結具を使用するようになっている磁気ホルダを有する、請求項２１に記載の型枠移送装置。
【請求項２３】
移送すべき前記型枠を載置する空のパレット台と、交換型枠を載置する第２のパレット台とをさらに備え、前記空のパレット台及び前記第２のパレット台は、前記移送装置の下方に位置付けられる、請求項１８に記載の型枠移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の背景］
［発明の分野］
本発明は、包括的にはコンクリート製品成形機に関し、より詳しくはさまざまな高品質製品を高速製造するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来技術の説明］
コンクリート製品を型枠箱内で形成する従来の成形機は、固定フレーム、上部圧縮ビーム及び下部ストリッパビームを備える製品成形セクションを有する。型枠箱は、圧縮ビームに取り付けられているヘッドアセンブリと、フレームに取り付けられてフィードドロワ（feed drawer：供給引出し機）からコンクリート材料を受け取る型枠アセンブリとを有する。そのようなシステムの一例が、米国特許第５，８０７，５９１号に示され、これは、本出願の譲受人に共通して譲渡されている改良型コンクリート製品成形機（ＣＰＭ）を記載し、且つすべての目的のために参照によって本明細書に援用される。
【０００３】
使用の際に、フィードドロワが、コンクリート材料を型枠アセンブリの上部の上方に移動させて、材料を型枠アセンブリの特定形状のキャビティ内に定量供給する。フィードドロワは通常、コンクリートを型枠内に落下させる前にコンクリートをばらばらにしてそのコンシステンシーを改善するように働くアジテータアセンブリをフィードドロワ内に有する。コンクリート材料が定量供給されるとき、振動システムが型枠アセンブリを振動させ、それにより、コンクリート材料を型枠アセンブリのキャビティ内に均等に拡散させ、それにより、より均質のコンクリート製品を製造することができる。フィードドロワを型枠アセンブリの上方の作動位置へ移動させるとき、フィードドロワの前方に取り付けられているワイパアセンブリが、余分なコンクリートをシューから掻き取る働きをする。
【０００４】
コンクリートが型枠キャビティ内に定量供給された後、フィードドロワは型枠アセンブリの上部の上方から後退する。型枠キャビティを満たした後にフィードドロワを後退させるとき、フィードドロワの前部に個別にボルト留めされたスプレッダが、型枠の上部から余分なコンクリートを掻き落とす。次に、圧縮ビームが降下して、シューをヘッドアセンブリから型枠アセンブリの対応のキャビティ内へ押し込む。振動工程中、シューはコンクリート材料を圧縮する。圧縮が完了した後、ヘッドアセンブリがキャビティ内にさらに突き進んで成形材料に当たるとき、ストリッパビームが降下する。これにより、成形されたコンクリート製品が、型枠アセンブリの底部からパレット上に出てきて、硬化のために運び去られ、新しいパレットが型枠アセンブリの下側の下方の所定位置へ移動する。
【０００５】
これらの従来のコンクリート製品成形機には幾つかの欠点が確認されている。第１に、新しい製品形状を成形機内で製造できるように型枠アセンブリ及び対応のシューアセンブリを変更するには、従来から非常に時間が掛かっていた。したがって、製造効率が低下する。第２に、従来の振動システムは、わずかに水平方向の振動力を与え、これにより、挿入時にシューが型枠キャビティの内部に衝突することが知られている。その結果、これらの部品の摩耗が増加し、早期且つ出費がかさむ取り替えが必要になる。第３に、コンクリート材料をフィードボックスから型枠キャビティへ移動させる工程は、非常に面倒な手順である。頻繁に清掃する必要があるため、やはり効率及び製品品質が低下する。
【０００６】
最後になるが、従来技術のコンクリート製品成形機は従来より、油圧システムを使用して製造されてきており、これは雑音が多く、エネルギー効率が低く、高い維持費が必要であり、面倒であると共にホース及び管が成形機内及びその周囲を通っているために扱いにくい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、さまざまな高品質製品を製造するように効率的に適応し、エネルギ効率が高く、油漏れの露出及び汚染を回避し、最小限の維持費でよいと共に保守が容易である高生産性のコンクリート製品成形機が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［発明の概要］
本発明の態様に従って構成されるコンクリート製品成形機は、改良された装置をもたらすためにそれぞれを一緒に、又は部分的に実行することができる幾つかの新規な機構を有する。
【０００９】
本装置は、型枠シューと型枠キャビティの内部との衝突を減少させるために振動をほぼ垂直方向に維持するための新規な手段と共に、パレット台を直接的に振動させる手段を有する。振動方向制御手段は、成形型支持体を主フレームに結合する板ばね様の平行バーの対と、成形型支持体を互いに結合するトーションバーとを有する。成形型支持体内に取り付けられて振動する型枠箱用の衝撃吸収体として作用する空気ばねを必要に応じて膨張させ、それにより、衝撃吸収手段の剛性を制御する。
【００１０】
シューを有する型枠ヘッドアセンブリ及び型枠からなる型枠アセンブリは、ヘッドアセンブリの各側に位置するバーに係合するフックを各端部に有する２つの回動ウィングを有するキャリッジを特徴とする自動型枠移送機構を使用して、コンクリート製品成形機外で変更される。ヘッドアセンブリ及び型枠は、自動的に締結が外されて持ち上げられて、成形型支持体から外され、プログラムされた制御下で型枠ステージング場所の上へ移送される。別の型枠アセンブリを自動的に移動させて、同様にして装置内に挿入することもできる。成形型支持体に対する型枠の係脱は、成形型支持体を貫通して突出するボルトに対してナットをねじ付けたり外したりする自動トルクドライバを使用して行われる。圧縮ビームヘッドアセンブリに対する型枠ヘッドアセンブリの係合は、ヘッドアセンブリ内のキー溝設計及び圧縮ビームに取り付けられている対応の空気圧パックアセンブリを使用し、それにより、型枠が成形機内で適当に位置付けられるときにヘッドアセンブリが噛み合い係合（positive engage）できるようにすることにより、達成される。自動ナットドライバは、ナットと整合する回転ソケット内に位置する磁石を有し、それにより、成形型支持体ボルトから外されたとき、離脱したナットはソケット内に保持されて、それにより、別のヘッドアセンブリの係合に再利用される。
【００１１】
さらなる新規な特徴は、フィードドロワの底板と型枠の縁部との間に空気流を発生させ、それにより、材料がこれらの２部材間の隙間に落下することを防止するために、空気ナイフを使用することである。型枠箱とフィードドロワとの間の接合面とほぼ同じ長さを有するスロットに空気が加圧状態で押し進められる。この空気の流れは上向きの空気流を生じ、その結果、隙間が塞がれて、型枠とフィードドロワの底板との間の開口を通って落下する材料が大幅に減少する。
【００１２】
製品を圧密化するために使用される振動機構は、パレット台の下側に互いに平行に延びる４本のシャフトを有する。各シャフトにはオフセンタおもりが取り付けられている。２本の外側シャフトは互いに逆回転し、且つ互いに同相であり、２本の内側シャフトは互いに逆回転し、且つ互いに同相である。位相差がゼロであるとき、最大振動が発生する。内側セット及び外側セット間の位相差が１８０度であるとき、振動がない。したがって、シャフトの回転速度を変化させるよりむしろ、おもりを調整するだけで、振動を制御することができる。好適な実施の形態では、新しい位相にシフトするために、それらの２本のシャフトの回転の瞬間的な高速化又は低速化のいずれか一方により、２つのおもりだけで位相が変化される。
【００１３】
振動機構は、パレットが載っている一連の垂直バーに結合されている。パレット台の下側に取り付けられている回転釣り合いおもりから与えられる振動力は、パレット及び型枠箱フレーム内へ上向きに衝突することによって振動力をパレットを介して型枠箱内に伝達する。そのとき、上述したような板ばねの平行バー及びトーションバーの作用によって、型枠箱はほぼ垂直方向に振動する。これは、材料密度を高め、且つコンクリート内の空隙をなくすために型枠箱を振動させ、パレットの底部が載置されるパレット台よりむしろ、型枠が載置される成形型支持体を振動させるようにした従来方法とは逆のものである。
【００１４】
コンクリート材料を型枠に運搬するフィードドロワは、電気駆動部が動作させるベルトシステムを使用して水平に移動させられる。ベルトは、成形歯を有し、これらは、ベルト駆動シーブ上に相補的に形成されている歯と噛み合う。フィードドロワをベルト駆動部に取り付けるために、フィードドロワは１組のクランプを有する。ベルト駆動部は、フィードドロワをトラックに沿って水平に、型枠アセンブリに接離するように移動させる。
【００１５】
本装置の別の新規な特徴は、余分なコンクリートをぬぐい去るために、その時点で満たされている型枠の上部の上方を引きずる振動ならし板（vibrating strike-off plate）を使用することである。ならし板の各端部に１つずつ設けた１組の振動体が、フィードドロワの戻りサイクル中に始動されて動作する。ならし板のこの振動運動は、スクリードのように作用して、型枠の上部に残された材料の皮むき（scalping）を最小限に抑えるのを助ける。
【００１６】
さらに別の新規な特徴は、可動フィードドロワと、それが載る固定板との間に形成されるばね作動式シールを使用することである。フィードドロワの側部及び後部に位置する１組のシールバーは、フィードボックス内にコンクリート材料を収容するためにフィードボックスとフィードドロワの底板との間のシールとして作用する。これらの取り替え可能なバーは、一連のばねが圧力を加えてシールバーをフィードドロワの底板に押し付けることができるようにして取り付けられる。このばね運動により、バーは、摩耗が発生したときでも、底部に押し付けられたままである。
【００１７】
フィードドロワ内に回転アジテータが設けられており、それらの端部でフィードドロワの側部上の駆動機構に取り付けられている。アジテータは、コンクリート材料を混合し、それによって材料が固化しないようにすると共に、材料を所望の方向に（たとえば、フィードドロワが型枠キャビティの上部の上方を移動するときに型枠箱の方へ）押し進めることもできるロッド又はパドルを有する。アジテータの各端部は、矩形断面を有しており、駆動機構内に設計された相補的なスロット内に受け取られる。そして、各端部の上方にスリーブが嵌め付けられて、駆動機構内のスロットの上方に位置付けられ、それにより、アジテータをフィードボックス内に維持することができる。駆動機構は、フィードボックスの外に位置する電気モータによって駆動される。したがって、アジテータの設置及び取り外しが容易であろう。アジテータシャフトは、使用中にコンクリートがアジテータ上に蓄積するのを防止するのを助ける、やはり新規な設計のウレタンスリーブで被覆される。
【００１８】
本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点は、添付図面を参照しながら進める本発明の好適な実施形態の以下の詳細な説明からさらに容易に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［詳細な説明］
本発明の新規な特徴は、空気ばね成形型支持体と、成形型支持体、パレット台及び型枠ヘッド板の平行なバー配列と、自動型枠及び型枠ヘッド設置と、構成部品の正確な位置付け並びに保持ナットの取り付け及び取り外しのためにサーボモータを用いる電気駆動モータを使用する動作と、成形型支持体のトーションバーインターフェース連結と、型枠ヘッド取り付け用のキー溝と、油圧ポンプがないことによる騒音の減少と、電気モータの円滑な動作と、振動システム用の油霧潤滑と、型枠及びフィードドロワ間をシールするための積極的な空気流と、フィードベルト駆動部と、回転アジテータと、振動ならし板と、取り外し及び取り替えを容易にするように構成されたアジテータと、ばね調節可能なフィードドロワ側部シールと、ばね制御式後部シールとを含む。
【００２０】
図１は、本発明の好適な実施形態に従ってコンクリートから形成されている、敷石、擁壁部材及びブロック等の成形製品を形成するための大型パレット機１００の全体的な構成要素を示す。本発明は、成形製品を形成するために使用される材料としてコンクリートを参照するが、当業者であれば、本発明の精神から逸脱することなく他の材料を使用することができることは、理解できるであろう。
【００２１】
パレット機１００は、製品を型枠内で形成する中央セクション１０２を有する。パレット機１００は、中央セクション１０２内の型枠に送出する前の供給材料（たとえば、コンクリート）を維持する１つ又は複数のフィードドロワ１０４、１０６をさらに有する。フィードドロワ１０４は主フィードドロワと呼ばれ、フィードドロワ１０６は補助フィードドロワと呼ばれる。さらに説明するように、主フィードドロワ１０４は、右方向に移動してコンクリートを中央セクション内へ降ろす。成形製品の上部露出面の色及び／又は表面模様が審美的に重要である一定形式の敷石製品では一般的であるように、成形製品が着色キャップを有する場合、代替の混合物を補助フィードドロワ１０６内に保持して、主フィードドロワ１０４からの灰色コンクリート混合物の後に中央セクションに供給することができる。中央セクション１０２内に１２インチ高さの型枠を使用する場合、各フィードドロワは一般的に、２０立方フィートの材料を保持するように構成されるであろう。
【００２２】
大型パレット機１００の最後の要素は、ロボットガントリであり、これは、大型パレット機の中央セクション１０２内の異なった型枠を型枠／ヘッド保管台から取り付ける型枠移送システム１０８によって完成される型枠／ヘッド取り替えを特徴とする。当業者であれば、型枠及びヘッドアセンブリは、成形工程の２つの相補部分として一致し、型枠が、成形可能な製品を入れるキャビティを有し、ヘッドアセンブリが、キャビティ内で材料を圧密化するためにキャビティ内に降下されるシューを有することがわかるであろう。したがって、型枠移送システム１０８によって行われるいずれの型枠取り替え動作中も、型枠及びヘッドアセンブリはパレット機１００内を一緒に移動させられる。型枠移送システム１０８に関するさらなる情報については、以下の図９〜図１１を参照しながら開示する。
【００２３】
成形された製品は、フィードドロワ１０４、フィードドロワ１０６及び型枠移送システム１０８から下流方向に送り出されるように図示されている。しかしながら、製品をいずれの方向にも送り出すことができ、図１に示したように制限されないことを理解されたい。
【００２４】
図２は、本発明の好適な実施形態に従って構成された大型パレット機１００の中央セクション１０２の斜視図を示す。わかりやすくするために、中央セクションは、型枠アセンブリ及びヘッドアセンブリを設置していない状態で示されている。当該技術分野では既知の方法に従った一般的な使用では、使用の際に型枠アセンブリがパレット機１００の中央セクション１０２内に位置付けられる。型枠アセンブリは、型枠と、型枠内に形成されている型枠キャビティの各々に嵌る「シュー」を有する相補的なヘッドアセンブリとによって形成される。ヘッドアセンブリは、圧縮ヘッドと呼ばれる頭上垂直移動式構造体に取り付けられ、圧縮ヘッドは、ヘッドアセンブリシューを型枠キャビティ内から取り外し、これにより、キャビティにコンクリートを満たすことができるようにし、次に、シューを降下させて、現在満たされているキャビティ内へ戻し、それにより、型枠キャビティによって画定された密度及び形状でコンクリートを圧縮できるようにする。ストリッパビームが、中央セクション内に取り付けられて、型枠を上方へ移動させて型枠の下方のパレットから分離させ、それにより、成形製品をキャビティ内から取り出してパレット上に載せる、「アップストリッピング」と呼ばれる工程を行うか、又は圧縮ヘッド上のシューと協働してパレット自体を下方へ移動させ、それにより、成形された製品を型枠の底部から押し出す。
【００２５】
中央セクションは、２つの電気モータ対１０９、１１１を有し、その各々は、異なった組のラックピニオンを動作させ、１対はストリッパビーム１１６を上下移動させ、他方対は圧縮ビーム１２８を上下移動させるためのものである。中央セクションの主フレーム１１０は、大型コンクリートパッド内に注入成形された鋼支持フレームにしっかり固着されている。型枠箱を取り付けたストリッパビームフレームは、ガイド１１２、１１４に沿って垂直に移動する。上部アセンブリ１１６は、支柱１１８のような４本の垂直支柱を受け取り、支柱の下端部に成形型支持体１２０、１２２が取り付けられている。ラックピニオン１２４及び反対側のラックピニオン（図示せず）を制御するモータを作動させると、フレーム１１６及びそれに連結された支柱１１８が垂直に移動し、それにより、成形型支持体１２０、１２２を、したがって成形型支持体上に取り付けられている型枠箱を垂直に移動させる。ラックピニオン１２６ａ（及び反対側のラックピニオン１２６ｂ）も同様に、圧縮ビーム１２８を同じようにして移動させる。
【００２６】
成形製品を、特に粘度が高いコンクリート材料製のものを成形する場合のよく知られた問題は、成形製品の成形に使用された材料内の空隙又は空気ポケット及び不均一な圧密化の存在であって、これらの存在は、製品の乾燥時に製品の構造的保全性を低下させる。仕上げられた成形製品のこれらの不整合性をなくすために、型枠内の材料を均一にすることが望ましい。これを達成するための第１の方法は、振動によって製品を撹拌することによる。本出願と共通して所有される米国特許第５，３９５，２２８号のような従来技術のシステムでは、型枠を取り付けた成形型支持体に振動を与えるために、単一の駆動シャフトが使用される。既存の振動システムについて認識されている１つの欠点は、振動が垂直方向だけでなく、横方向にも発生することである。したがって、型枠キャビティ壁は、圧密化及びストリッピング中に、型枠内に受け取られているシューと衝突し、それにより、装備に不当な摩耗が発生する。したがって、振動運動を主に垂直方向に制限する方法及びシステムが必要とされている。
【００２７】
［型枠振動制御］
本発明では、図２に全体的に振動制御アセンブリ１２５として示されている新規な振動機構、及び図２に全体的に１５０で示されている振動方向制御装置を使用して、振動を制御する。これらの要素については、それぞれ図５〜図６及び図７を参照しながら、さらに詳細に示す。振動制御は、パレット機１００の３つの主要な機構、すなわち振動台１２５、型枠を載置する支持体１２０、１２２、及びヘッドアセンブリのシューを取り付ける圧縮ビーム１２８に関して重要である。本発明の好適な実施形態において、以下の説明を参照しながらさらに理解される理由のために、これらの要素の各々は、成形型支持体を垂直運動だけに制限する、ばね１３０、１３２のような４対のばねを備える。
【００２８】
図３には、本発明の大型パレット機用に使用することができる振動制御システムが全体的に４０で示されている。システム４０は、商品名「EcoDrive(エコドライブ)」で販売されているデジタルサーボコントローラ４２、４４、４６、４８を有する。各デジタルサーボコントローラは、それぞれ非同期電気モータ５０、５２、５４、５６に作動接続されている。プログラマブルロジックコントローラ５８が、市販のシリアル通信リンク、本例では商品名「Profibus（プロフィバス）」で販売されているリンクを介してサーボコントローラの各々に作動接続されている。また、Profibus（プロフィバス）リンクは、別の市販のシリアル通信リンク６２とも通信し、このリンクは商品名「EcoX（エコエックス）」で販売されている。
【００２９】
４つのモータ５０、５２、５４、５６の各々は、仮想マスター軸ジェネレータ（ＶＭＡＧ）６４のスレーブとして働き、これは、各EcoDrive（エコドライブ）コントローラ４２、４４、４６、４８に含まれるソフトウェアで実行される。しかしながら、本実施形態では、たまたまコントローラ４２内に存在する１つのＶＭＡＧ６４だけが、すべてのモータの制御に使用される。各モータは、モータ位置を関連のコントローラにフィードバックする従来のエンコーダ（図示せず）を有する。わかるように、４つのモータの各々は、バス６０、６２を介して到着するデジタル情報に応答して、モータシャフトエンコーダからその関連の駆動部への局部フィードバックによって制御される。
【００３０】
作用を説明すると、ＰＬＣ５８は、既知のようにして、ＰＬＣ上のコントロール（図示せず）を使用して、使用者が、以下のモータパラメータ、すなわち速度設定点、加速度、減速度、及び時には位相と呼ばれる位置設定点を調節することができるようにプログラムされるであろう。この情報は、Profibus６０及びEcoXバス６２を介してＶＭＡＧ６４に送られるデータに与えられる。位置情報、従って速度情報は、ＶＭＡＧ６４によってEcoXバス６２で毎秒１０００回、４つのコントローラの各々に送られる。これは、各モータの速度及び位相を同期化する。
【００３１】
ＰＬＣ５８を使用するオペレータは、位相ずれ入力を生成し、これはProfibusバス６０でモータの２つに送られる。モータの２つの速度を瞬間的に低速にすることにより、位相を所望量だけずらし、これらのモータはその後、EcoXバスで位置信号に再同期化される。一連の作動モードの簡単な説明が、システム４０によって生じるモータ制御の説明を助けるであろう。
【００３２】
第１に、ＰＬＣ５８は、EcoXバスを介してすべての駆動部４２、４４、４６、４８にＨＯＭＥコマンドを送る。２つのモータは０度がホームであり、２つは１８０度がホームである。ＰＬＣは次に、バス６０、６２を介してＶＭＡＧ６４に基準速度設定点を送る。４つのモータすべてが振動を伴わないで加速する（２組がそれぞれ１８０度の位相ずれで逆回転するモータを含むからである）。これは、上述したように、バス６２で配送された速度／位相情報に応答する。モータの特定の加速／減速動作の時間及び度合いを画定する記憶速度／位置ランプに応じて、モータの加速及び減速が起きるであろう。
【００３３】
ＰＬＣ５８内の事前プログラムされた制御に応答して、ＰＬＣはバス６０を介してEcoDriveの２つに中間振動ずれ情報を送る。このずれ情報により、各逆回転対内の一方のモータが一時的に低速になり、これにより、モータ対の回転位相がシフトし、位相シフトの度合いに比例した振動が導入される。モータは、それらの位相シフト関係にありながらも、バス６２で速度／位相情報に再同期する。
【００３４】
次に、ＰＬＣ５８は、バス６０を介してＶＭＡＧ６４に高速設定点を送り、続いてバス６０を介してモータの２つに高振動位相ずれを送る。これらのコマンドは、基準速度及び中間振動ずれ情報に関連して説明したのと同様にして、生成されて送られる。
【００３５】
その後、ＰＬＣ５８は、振動位相ずれコマンドをまったく送らず、これにより、モータを１８０度位相関係に戻して、振動をなくす。さまざまな振動数及び振動の大きさに対して、さらなる加速、減速及び位相ずれを必要に応じて与えることができる。当業者であれば、上記のように振動システム４０を実現することができる。
【００３６】
図４Ａ〜図４Ｃは、図３の振動制御システムによって制御された釣り合いおもりの移送調整を示す。４本のシャフト１３６ａ〜１３６ｄの各々の速度及び位相を含む回転特性は、図３を参照しながら上述したように、それぞれのモータ５０、５２、５４、５６及びコントローラ４２、４４、４６、４８によって制御される。
【００３７】
図５は、本発明の好適な実施例に従って構成されたパレット台振動システム１３４を示す。パレット台振動システム１３４は、中央セクション１０２から取り外して示されているが、後述するように、通常は図２に示すように成形型支持体１２０、１２２間、且つ後述するように振動制御アセンブリ１２５の固定台の下方に設置されている。
【００３８】
パレット台振動システム１３４は、４つのモータを有し、それらは、２８００〜３０００ｒｐｍのほぼ一定速度で動く対応のシャフトアセンブリ１３６ａ〜１３６ｄを備え、その各々にはオフセンタおもりが取り付けられている。好適な実施形態では、２本の外側シャフト１３６ａ及び１３６ｄは互いに逆回転し、互いに同相であり、２本の内側シャフト１３６ｂ及び１３６ｃは互いに逆回転し、且つ互いに同相である。図６は、モータをパレット台振動システム１３４内に取り付けるフレームアセンブリ１４６内から分解したこれらのモータの１つ（シャフトアセンブリ１３６ａを有するモータ５０）を示す。これらの回転シャフト１３６ａ〜１３６ｄ間の位相差が、図４Ａに示すようにゼロであるとき、最大振動が発生する。図４Ｂに示すように、内側セット及び外側セット間の位相差が１８０度であるとき、振動がない。すべての振動は、振動数、すなわち回転速度の変化よりむしろ、おもりの相の調整によって厳密に制御されるであろう。図４Ｃに示すように、内側の２つのおもりを外側の２つのおもりに対して６０〜１２０度の位相にすることにより、中間レベルの振幅を生じることができるであろう。本実施形態では、位相は内側の２つのおもりだけで、回転の瞬間的な高速化又は低速化のいずれかを行い、それによって新しい位相にシフトすることによって変更される。この位相シフトは、振動の高速化及び低速化よりも迅速に達成されることができ、これにより、振幅の迅速な変化が可能であり、したがって製品を移動させ続けることができる。
【００３９】
製品を型枠から抜き取るとき、振動がゼロであることが望ましい。ゼロ振動を達成するには、おもり及びシャフトの厳格な位相制御及び狭い機械的許容範囲の両方が必要である。図５及び図６に示すように、パレット台は、振動工程を滑らかにするゴムパッド１３８に載置される。振動を厳格に垂直方向に維持するために、台は、パレット台の４隅の各々に取り付けられている平行な板ばね１４０（図２）によって所定位置に保持される。
【００４０】
型枠の振動は、型枠を取り付けた取り付け部（棚１２０、１２２等）を振動させるよりむしろ、型枠を下方から振動させることによって達成される。好適な実施形態では、振動アセンブリは一般的に、固定台及び協働振動台から形成される。図２に戻ると、固定台は、間隔を置いて固定台フレームにまたがる複数の固定バー１４２を有する。振動台は、固定台の下方に取り付けられて、可動板１４４と呼ばれる同様の細長い機構を有し、これらは、固定バー１４２の間の隙間を通って上向きに突出している。したがって、可動板１４４は固定バー１４２と交互に配置されている。
【００４１】
すなわち、図２に示すように、固定バー１４２は、固定フレームの一部としてパレット台の上部に位置付けられて、成形工程中にパレットを支持する。振動パレット台１３４の上部に取り付けられている可動板１４４によって形成されている衝突バーは、振動サイクル中に垂直に移動して、パレットの底部に衝突する。横に立てて配置された固定バー１４２は、やはり横に立てて配置された可動板１４４（たとえば、図５の板１４４を参照）と交互に配置され、可動板は振動台１３４に連結されている。
【００４２】
振動台が移動していないとき、固定バー１４２は、型枠及びパレットが載る基部を形成する。上記の回転釣り合いおもりを使用する等して振動台が移動しているとき、可動板１４４は、降下位置及び上昇位置間を移動する。降下位置では、板の上面が固定板１４２とほぼ同一の高さにある。上昇位置では、可動板１４４の上面は固定板の高さより上に上昇し、したがってパレットの下側に衝突する。これがパレット及び型枠を上昇させ、それは次に、上記の振動制御機構によって命令された振動数及び振幅で落下して固定板上に衝突／着地する。この高速移動が衝撃を発生させ、結果的に型枠キャビティ内での材料の圧密化及び製品内に一般的に形成されると思われる空隙及び空洞の除去が行われる。
【００４３】
図６は、振動台を分解図で示す。４つのシャフトアセンブリ１３６の各々が、一連の締結具で板１４８の底部に結合されているフレーム１４６内に取り付けられている。板１４４は、振動台の上部板１４８に一連の締結具で連結されている。板１５２等の摩耗板が、各バー１４４の上部に固定されている。これらの摩耗板は、パレットの底部に衝突し、容易に取り替え可能である。そのようなストリップ板１５２は、固定バー１４２の上部にも取り外し可能に取り付けられることができる。したがって、摩耗すると、バー／板全体よりむしろ、ストリップ板だけを取り替えればよい。４つのモータ（モータ５０等）及び対応の振動シャフトアセンブリは、上部板１４８の底部に締結された振動フレーム１４６内に収容されている。フレーム１４６の設計は、振動台１３４の剛度を高めるガセットを効果的に形成する。
【００４４】
複数のゴムパッド１３８が、振動板１４８の外周縁の周りに配置されている。可動板１４４は、振動板１４８の幅に沿って適当な間隔を置いて連結され、それにより、固定台上の固定バー１４２間に生じる空間を通って上向きに突出するようになっている。振動釣り合いおもりの位相を制御することによって生じる振動の結果、パレット台が垂直に上下移動する。この移動の結果として、型枠が振動する。
【００４５】
別の新しい特徴は、オフセンタおもりを支持するシャフト（たとえばシャフト１３６ａ）の各端部の軸受けを潤滑する油霧潤滑システムである。この潤滑システムにより、油は軸受けを通過して再循環されない。この技法では、非常に少量の油が使用されるだけである。空気が油タンクの上部の上を通過し、それにより、空気流及び局所的減圧が発生し、それが油をタンクの表面から引き上げて、それを霧に変える。次に、空気と微細油粒子との混合物であるこの霧を振動シャフトアセンブリの各軸受け内に注入する。低温空気及び油の混合物は、軸受け用の潤滑油及び冷却材として作用し、軸受けの寿命を延ばすのを助ける。
【００４６】
本発明に従って構成された油霧潤滑装置の利点には幾つかの側面がある。第１に、常に新しい油が軸受けに供給されている。霧状の油が回収されるアセンブリ１３６の底部の重力排出タンクが、空気から凝縮されたほぼスプーン１杯の油を保持する。油は、ホースを通って保持容器へ排出されることができる。このシステムは完全に自動化され、低潤滑油状態の場合に成形機を保護する安全装置を組み込んでいる。これは、少なくとも１日に１回は軸受けに潤滑油を塗布しなければならない可能性のある従来の装置に使用されている手動方法に比べて遜色がない。
【００４７】
型枠箱は通常、成形工程中は支持体１２０、１２２等の成形型支持体に取り付けられている。従来のシステムでは、型枠箱は、ボルト留めによって成形型支持体に堅固に固定されているのではなく、むしろ型枠箱を浮動させることができるエアバッグによって所定位置に保持されている。この技法の既知の欠点は、型枠箱が、垂直方向に加えて横方向にも振動することである。成形サイクル中、型枠シューは、型枠キャビティ内へ進んで、その内部のコンクリートを圧縮する。シューアセンブリと型枠キャビティとの間の間隔は非常に狭い許容範囲にある。型枠が適当に案内されないで、振動サイクル中に横方向に振動することができる場合、これらのシューは型枠キャビティの内側を擦り、結果的にシュー及び型枠自体の両方の早期摩耗を生じる。したがって、型枠振動が垂直移動だけに制限される振動システムを作成する必要がある。
【００４８】
図７は、本発明の好適な実施形態に従った振動方向制御装置１５０を形成するために、成形製品製造機のトルク管アセンブリ１７２と一体化された成形型支持システムを示す。以上に説明したように、型枠箱は、成形型支持体１２０、１２２の各々の間にわたり、成形型支持体から上方に突出する貫通ピン又はボルト１２３等によってそれにしっかり結合されるであろう。
【００４９】
振動方向制御装置１５０は、成形型支持体内に空気ばねを有する。これらの空気ばねは、パレットを押し付ける型枠の圧力を制御するように調節されることができる。各側の成形型支持体は、トーションバー１７２にも連結され、それにより、振動を同期状態に維持できるようにしている。言い換えると、成形型支持体間のこの堅固な連係が、成形型支持体を同期状態に保持し、それにより、両方の成形型支持体、従ってそれらに載る型枠箱が、垂直方向だけに均一に移動できるようにすることができる。
【００５０】
成形型支持体アセンブリ１２０、１２２は、中央セクション１０２の垂直支持フレーム内に受け取られた２本の柱１１８間に支持されている（図２を参照）。平行な上部バー１３０及び下部バー１３２を特徴とする４対の板ばねが、成形型支持体１２０、１２２（図７）を直立位置に堅固に取り付けて、垂直移動だけを可能にしている。これらの板ばねは、本明細書では平行バーとも呼ばれ、バイアスを受けてほぼ同様のたわみを示し、それにより、たわみ移動全体を通して、両端部の取り付け点は同一の垂直面上に維持される。成形型支持体アセンブリ１２０、１２２は、その下側セクション内に一直線に並べられた複数のエアバッグ１５８を有する。エアバッグ１５８は、所定圧力未満に維持され、それにより、充填及び圧密化サイクル中の振動力に対する成形型支持体１２０、１２２の反応を制御することができる。空気圧の調整は、型枠内でどれだけ多くの移動が発生するかに影響し、それにより、型枠内での材料の圧密化に影響を与えるであろう。
【００５１】
新規な第１の特徴では、１対の平行バー１３０、１３２を備えるトーション部材が、装置の主フレーム１１０と型枠箱用の成形型支持体１２０、１２２との間に結合されている。別の対の平行バー１４０（図２）が、装置の主フレームの隅柱１１０と振動台との間に結合されている。装置の各隅に１つずつ、合計で各組が４対設けられている。この配置構成の結果として、型枠の両側部、及び型枠を取り付けた成形型支持体の振動を、厳密に垂直方向に同期させることができる。
【００５２】
図７に戻ると、関連の新規な機構は、トルク管均等化シャフトアセンブリ１６４である。そのようなシャフトは、２つの成形型支持体の下側に、その間にわたして堅固に結合されている。平行バー１３０、１３２は、成形型支持体１２０、１２２を垂直振動状態に保持するようになっているのに対して、トルク管均等化シャフトアセンブリ１６４は、成形型支持体間に結合されて、成形型支持体を同時に垂直振動状態に保持するようになっている。成形型支持体１２０、１２２の下側に結合されている垂直部材（シェーカシャフト）１６６が、装置の前方につながる水平アーム１６８に連結されている。これらのシェーカシャフトには好ましくは、シャフト内でのわずかなたわみを可能にするために逃げ面１７０が形成される。次に、トルク管１７２は、これらの水平アーム１６８の遠位端の間に結合されて、フレームの前方にわたり、また同軸ジャーナル１７４を介してフレームのストリッパビーム１１６（図２）にも結合されている。作用を説明すると、一方の成形型支持体に与えられた振動が、トルク管を介して他方の成形型支持体に伝達され、それにより、他方の成形型支持体に対する成形型支持体の、より同期化された上下移動が行われ、それにより、一方の成形型支持体の移動を他方のものと同期させることにより、垂直移動が改善される（たとえば、従来技術の成形機において振動工程中に発生する傾斜が制限される）。
【００５３】
別の特徴は、圧縮ビーム上の型枠ヘッド板の振動である。ヘッド板を圧縮ビームに結合するためにも、板ばね１６２（図２）が使用される。振動台１３４から成形機の残り部分に、特にヘッドアセンブリ及びそれに結合されているシューに与えられるいずれの振動力も、ほぼ垂直方向に振動し、それによっても、型枠アセンブリのキャビティの内壁に衝突するシューの摩耗量が減少するであろう。これらの平行バーを使用することにより、ヘッド板内で発生するいずれの移動も、厳密に垂直運動にすることができる。移動を垂直方向だけに制限することにより、ヘッドアセンブリのシュー及び型枠キャビティ間の整合性が改善されて、キャビティ及びシュー自体の摩耗量を減少させるであろう。振動源１２９（図９）が、ヘッド板の上側に取り付けられて、製品表面の仕上げを改善するように必要に応じて型枠ヘッドアセンブリを振動させるために使用されることができる。
【００５４】
［型枠取り替え機構］
異なった形状の成形製品を製造するために（たとえば、矩形ブロックから六角形ブロックに変更するために）成形製品製造機１００を再構成するには、現在はめ込まれている型枠アセンブリを新しい型枠アセンブリと取り替える必要がある。新しい型枠アセンブリは、所望のブロックのタイプに一致する異なった形状のキャビティ、及びヘッドアセンブリに取り付けられてキャビティ内にはまる対応のシューを有するであろう。いずれのダウン時間も装置の生産効率に割り込むので、自動化をさらに進めるか、他の方法で成形型取り替え工程を容易にする機構が望まれる。図８〜図１２に示すアセンブリを特徴とする１つのそのような新規の成形型取り替え機構を、本発明の好適な実施形態を参照しながら以下に説明する。
【００５５】
図８及び図９は、新規なヘッドクランプアセンブリ１８１を組み込んだ、圧縮ビームアセンブリ１２８及び取り付けられている振動システム１２９を示す。結合システムは、図８には分解図で示され、ヘッドアセンブリの上部板１８３に係合する。一般的に、圧縮ビームアセンブリは、ヘッドアセンブリ上まで降下し、ヘッドクランプアセンブリ１８１は、後述するように動作して、ヘッドアセンブリを（上部板１８３を介して）圧縮ビーム１２８と結合させるであろう。したがって、ヘッドアセンブリは、必要に応じて型枠キャビティから持ち上げられ、且つその内部に突き込まれ、それにより、当該技術では既知のようにして成形製品を形成することができる。
【００５６】
ヘッドクランプアセンブリ１８１は、圧縮ヘッド１２８の上部キャビティ内に位置付けられる。ヘッドクランプアセンブリは、アーム１８５等の４組のアームを有する。アーム１８５は組にして取り付けられ、一方の組はアセンブリ１８１の右側に、他方は左側に取り付けられる。アーム組は、ピストン１８７又は空気圧手段（たとえば、エアバッグ）を介して互いに対して移動可能であり、それにより、アセンブリ１８１は拡張位置又は圧縮位置にあることができる。さらに、各アームは１組のピン１８９を有し、各端部にパック１７７が取り付けられている。
【００５７】
型枠ヘッドアセンブリは、空気ばね及びキー溝構造を介して圧縮ビーム１２８に連結され、これにより、中央セクションに対する型枠の自動設置及び取り出しが可能になる。ピストン又は空気圧手段１８７は、型枠ヘッドアセンブリが所定位置に入ると、ヘッドクランプアセンブリを側方へ移動させるように位置付けられている。すなわち、ヘッドクランプアセンブリ１８１が、図８に示すように拡張位置にあるとき、パック１７７が、ヘッドアセンブリの上部板１８３上に位置する相補的なキー溝構造体１９１と整合する。パック１７７がキー溝１９１内へ下向きに移動すると、ピストン又は空気圧手段１８７が作動してクランプ１８１の横寸法を縮め、これにより、ピン１８９をヘッドアセンブリ上部板１８３のスロット１９３に沿って中心の方へ移動させる。次に、クランプアセンブリ１８１上のエアバッグ１７６を膨張させ、それにより、パック１７７を上方に移動させて上部板１８３の下側に当てて、上部板を、従ってヘッドアセンブリを圧縮ビームと滑合させる。すなわち、この側方移動は、ヘッドクランプパック１７７を、型枠ヘッドの上部内のキー溝に整合するのに適切な位置に並べて、ヘッドアセンブリを圧縮ビームに固定する。次に、空気ばね１７６を作動させて、パックを引き上げると共に、ヘッドアセンブリを上方へ移動させてヘッド板に当てて、装置の作動に適した位置に入れる。これらの空気ばねは、型枠ヘッドアセンブリを取り外して取り替える時まで、起動状態に留まる。図９は、圧縮ビーム１２８を、ヘッドクランプアセンブリ１８１を介してヘッドアセンブリ（上部板１８３）に係合している位置に示す。
【００５８】
上記ヘッドクランプアセンブリは、ヘッドアセンブリをコンクリート製品成形機１００の圧縮ビームと結合させる自動化された方法を示す。上記の逆にすれば、ヘッドアセンブリを（上部板１８３を介して）圧縮ヘッド１２８から離脱させることができるであろう。すなわち、ヘッドアセンブリを降下させて型枠アセンブリの整合キャビティ内へ戻してから、解放する。次に、圧縮ビームが上方に移動して上昇位置に入り、それにより、型枠取り替えキャリッジが、後述するように型枠アセンブリ（たとえば、型枠及びヘッドアセンブリ）上で動作することができ、それにより、成形機の外からそれを移動させて異なった形状の別のものに取り替えることができる。
【００５９】
ラックピニオン１２４、１２６ａ、１２６ｂ（図２）を特徴とする電気駆動部により、圧縮ビーム、型枠トロリーキャリッジフレーム、型枠箱及びヘッドアセンブリをフレーム構造１１０内で必要に応じて相対垂直移動させることができる。
【００６０】
安全方策として、ヘッドクランプ上にスイッチが配置され、これは、クランプが締め付け位置外へ移動している場合、オペレータに知らせる。成形機が空気を失う場合、クランプはスイッチから離れ、それにより、成形機を強制的に遮断させる。これが起きた場合、クランプがリセットされ、クランプパックがヘッドアセンブリをヘッド板に当接する位置に戻し、スイッチを入れて成形機が作業を再開できるようにすることができる。
【００６１】
図１０は、本発明の好適な実施形態に従って構成された型枠移送装置１０８を示す概略図である。ヘッドアセンブリ及び型枠箱は、図１１及び図１２に示されて詳細に後述する型枠トロリーキャリッジフレームで、一緒に成形機の中央セクション１０２の内外へ側方へ移動させられる。
【００６２】
型枠移送機構１０８は、１組の頭上レール１７９、該レール１７９に沿って側方に移動するキャリッジ１７８、及び２つ以上の型枠リフトカートアセンブリ２０１、２０２を含めた幾つかの部材を有する。レール１７９は、成形機の中央セクション１０２から側方へ、圧縮ビームアセンブリ１２８の下側のレール様機構２０３（図８）まで延在している。すなわち、機構２０３は実質的にレール１７９を延長し、それにより、キャリッジ１７８は、中央セクション１０２の外からレールに沿って、また中央セクション内の機構２０３に沿って型枠アセンブリ１８８の真上に移動することができる。キャリッジ１７８は、後述するように、型枠アセンブリ１８８に係合してそれを空のリフトカートアセンブリ２０２上に解放し、また他方の型枠アセンブリを取り上げるために他方のアセンブリ２０１へ移動する（又はその逆）。アセンブリ２０２は、ケーブル引張りモータ２０７を介して床取り付けレール２０５に沿って進み、それにより、リフトカートアセンブリを邪魔にならない位置へ、又はレール１７９のすぐ下の係合位置へ移動させることができる。
【００６３】
図１１は、本発明の好適な実施形態に従って構成された型枠トロリーキャリッジ１７８を示す。キャリッジ１７８は、型枠を成形型支持体１２０、１２２（図２）に締結させるために使用されるナットを保持するための磁石を内部に有するレンチソケット１８０を備える。
【００６４】
型枠トロリーキャリッジ１７８は、１対の対向する回動アーム１８２、１８４（図１１）を備え、その各々は、ドライバ１８０のような自動ナットドライバを有している。各ウィング上の型枠キャリヤ部材１８６が、型枠キャリヤ上の第１の機構が型枠箱上の相補的な機構に係合する等により、型枠箱１８８に係合する。好適な実施形態では、図１１に示すように、アーム１８２内に形成されている係合スロット１９０が、型枠箱１８８上のリフトバー１９２を受け取ってそれを支持する。代替実施形態では、第１の機構がピンであり、第２の機構が穴／スロットであり（又はその逆）、それにより、下向きに回動するアームによって型枠を係合させ、それが載置されている成形型支持体から離脱させることができる。
【００６５】
図１２に型枠トロリーキャリッジ１７８によって図示された型枠移送システムは、以下のように動作する。箱１８８等の型枠箱を上に載せて、ボルト１２３等によって成形型支持体１２０、１２２にボルト留めする。型枠ヘッドアセンブリを取り付けた圧縮ヘッド１２８を、この時に空である型枠内へ降下させて、上述したキー溝を有する空気クランプシステムによって解放する。次に、ヘッドアセンブリが取り付けられていない圧縮ビームをラックピニオンによって、型枠トロリーキャリッジ１７８を受け取ることができる所定位置まで上昇させる。次に、型枠トロリーキャリッジ１７８をレールシステム１７９（図１０）で、それが圧縮ビーム１２８（図１１）上に適切に位置決めされるまで、側方に移動させる。次に、型枠トロリーキャリッジを取り付けた圧縮ビームを、キャリッジアーム１８２、１８４が下方へ揺動して型枠箱１８８に取り付けられることができる位置まで降下させる。次に、各揺動アーム上に配置された自動トルクドライバ１８０がナットを取り外して、型枠箱１８８を成形型支持体１２０、１２２（図２）から離脱させる。ドライバ１８０上のソケット１８４は、特定ナットに合わせた寸法である。ドライバ１８０に結合されているフィードバック装置（図示せず）が、ナットに加えられる力を測定し、ＰＬＣによって調整されて、ナットの取り付け及び取り外し工程中に問題（たとえば、ボルトの折れ）があるかどうかを判定することができる。型枠トロリーキャリッジアーム１８２、１８４（特に型枠キャリヤ１８６）が、型枠箱の係合バー１９２に係合する。圧縮ビームは、型枠トロリーキャリッジをフレーム１１０（図２）の外へ出すことができる適当な高さまで上昇する。次に、型枠トロリーキャリッジは、フレーム１１０からレールシステム１７９（図１０）上へ移動し、キャリッジが型枠リフトカートアセンブリ２０１（図１０）の上方の所定位置に入るまで、続く。所定位置に入ると、リフトカート台２０１（図１０）は、キャリッジアーム１８２、１８４を上昇させることによって型枠アセンブリを解放することができる高さまで上昇する。キャリッジアームが水平位置まで上昇してから、キャリッジを可動リフトカートアセンブリ２０２（図１０）の上方の位置へ移動させる。可動リフトカートアセンブリ２０２には、装置内に設置すべき新しい型枠／ヘッドアセンブリが予め取り付けられている。可動リフトカートアセンブリを、それを型枠キャリッジの下に置く位置へ移動させる。可動リフト台を上昇させ、それにより、キャリッジアームを下降させて新しい型枠／ヘッドアセンブリに取り付けることができるようにする。次に、この新しい型枠／ヘッドアセンブリを中央セクション内へ移送し、逆のやり方で設置する。
【００６６】
フィードドロワアセンブリ
次に、フィードドロワアセンブリの説明に進む。成形製品を形成するために型枠アセンブリ内で使用される材料を収容するフィードドロワが、ホイストシステム内に取り付けられている。ホイストは、ホイストラック部材に沿って昇降することができるカートを備える。フィードドロワ２０２（図１３）が、ホイストのカート内に配置されて、電気モータによって駆動されるベルト駆動部によって底板２０６（図１４）を横切って側方へ移動する。使用時には、カートが型枠の上方の適当な位置に昇降する。フィードボックスを運搬するカートを型枠の方へ側方に移動させるとき、フィードボックス内のコンクリート材料を型枠キャビティの開放上部内へ落下させる。
【００６７】
図１３に戻ると、フィードドロワは、ドロワの側部間にわたる（アジテータ１９４のような）回転アジテータを備え、これらは工具なしで取り替えられることができる、すなわち、ロッククリップを取り外し、アジテータシャフトをアジテータリテーナ２２６にロックしているリテーナスリーブを摺動させることにより、それらをフィードドロワから容易に取り外すことができる。この構造については、図１６でさらに論じる。工具なしで設置されることができる、フィードドロワ用に使用可能なバッフル板２２０も設けられている。バッフルは、フィードドロワ内に位置して、フィードドロワの容積を減少させるように作用し、それにより、フィードドロワが保持できるコンクリート混合物の量を減少させる。その結果、フィードドロワが側方に移動するとき、フィードドロワ内での材料の移動が少なくなる。２組に分割されたアジテータは、サーボモータによって独立的に動力を供給されて、いずれの方向にも無限に制御されることができる。アジテータモータ及び歯車箱からの動力は、２つのチェーン駆動システム２１０（反対側は図示せず）を介してアジテータに伝達される。さらに十分に後述する目的のため、アジテータの速度及び方向がサーボモータによって制御される。
【００６８】
フィードドロワは、ホイストの固定板２０６上に載った４つの壁２０４を有し（図１４）、必要に応じて材料を降ろす開放上部を有する。フィードドロワの開放上部の上方に位置する計量ベルト供給システムが、フィードドロワ装填工程中に測定量のコンクリート材料をフィードドロワ内に降ろす。フィードドロワ壁が固定板を通り過ぎ、それにより、壁内に保持されている材料が、型枠の、現在開放している床を通って型枠箱のキャビティ内へ流れるとき、フィードドロワは定期的に空にされる。必要に応じて、フィードドロワは成形機の成形領域内へ移動して型枠の上方を通る。フィードドロワが前方へ移動するとき、材料がフィードボックス内から型枠キャビティ内へ送り出される。材料は、キャビティ内に積み上げられる。フィードドロワを後退させるとき、前壁の下縁部が満杯のキャビティの表面を横切って引きずられて、それにより、余分な材料のすべてを引きずってホイスト底板２０６上に戻してフィードボックスに入れることによって除去することができる。
【００６９】
従来技術のシステムでは、フィードボックスの可動壁とフィードボックスの床として機能する固定板との間で材料の浸出が時々起きることが観察されている。板は経時的に摩耗し、それにより、壁の底部と板との間に生じる隙間が大きくなり、幾分不均一になる。
【００７０】
本発明は、この確認されている欠点に対処するようになっている機構を示す。図１５Ａ〜図１５Ｅは、フィードボックスアセンブリ用の底板をシールするようになっている本発明の２つの実施形態を示す。
【００７１】
（図１５Ａ及び図１５Ｂに示された）第１の好適な実施形態では、フィードドロワの側部及び後部の両方に使用されたこのシール方法は、フィードボックス２０２に取り付けられているバー２０９であって、金属ストリップの各端部でばね２１１及び２１３によってフィードドロワ底板２０６に押し付けられたバー２０９を組み込んでいる。そのようなバーの上の浮動ストリップ２１５が、通常はフィードボックスとフィードドロワの底板との間に存在する隙間を塞ぐ。バーは、摩耗すると、ばねの力を受けて下方へ移動し、それにより、シールを維持する。この好適な実施形態では、フィードドロワ２０２及び底板２０６間に形成されているシールはばねで作動し、それにより、可動フィードドロワ及びそれが載った固定板との間にシールを形成する。各ばねは、浮動シールストリップ２１５に圧力を加え、その底面が、ばね荷重によるバイアス力を受けて、フィードドロワの底板に押し付けられ、それにより、さもなければフィードドロワ及び板間に形成されているはずであるいずれの開口も塞ぐ。板の表面の凹凸は、シールストリップが調節可能であることによって対処される。
【００７２】
図１５Ｃ〜図１５Ｅに示された別の実施形態では、シールがエアバッグ又はばねによってスクレーパ／バーに押し付けられ、エアバッグ又はばねは、シールを底板２０６に、その摩耗時に押し付ける位置に保持する。好ましくはＵＨＭＷ製の、壁の底部を横切る半可撓性ストリップ２２０が、ブラケット２１７等によってフィードドロワ２０２の外側の壁２０４（好ましくは側壁及び後壁）に取り付けられている。ストリップ２２０は、ＵＨＭＷストリップの長さ全体にわたる位置にある空気管２２２を介して底板２０６に押し付けられる。
【００７３】
図１５Ｄは、低圧状態にある空気管を示し、底板２０６を押し付けるストリップ２２０のバイアス力が幾分減少している。反対に、図１５Ｅは、高圧状態にある空気管を示し、底板２０６を押し付けるストリップ２２０のバイアス力が増加している。好適な実施形態において、空気管は、約５ポンド／平方インチの空気で調整される。図示の代替実施形態では、ストリップ２２０は、Ｉ形断面を有し、チャネル２２４内に差し入れられ、管２２２も一緒に受け取られている。空気を収容している管２２２が拡張すると、バイアス力がストリップの長さに沿って加えられ、ストリップは、摩耗板の不均一な表面をシールするように必要に応じて曲がる。ＵＨＭＷは、それを効果的なシール材にする別の特性も有している、すなわち、コンクリートは、ＵＨＭＷの表面にあまり付着しないことがわかっており、したがって、必要になる清掃が減る。ＵＨＭＷストリップは、摩耗時の取り替えも容易である。
【００７４】
型枠内に残されたコンクリート材料の上面は、圧密化の前に平滑な面を有することが一般的に好ましい。残念ながら、ならし板を使用して余分な材料を除去することにより、表面がちぎり取られて不均一な表面が生じるであろう。表面がちぎり取られる問題に対処するために、フィードドロワは、当該技術分野ではならし板と呼ばれる振動スクレーパバー２０８を有し、これは、フィードドロワの前方下側セクションに配置されている。この板は、電気モータを有する振動手段であって、カムのように不平衡釣り合いおもりを取り付けた振動手段に結合され、それは振動力を板に、特に板の下縁部に与える。フィードドロワを型枠の上方から後退させると、振動スクレーパバーが型枠の上部の上方を引っ張られ、それにより、余分なコンクリート材料を型枠から掻き取ると共に、型枠キャビティ内に保持されているコンクリートの上面を平らにする。スクレーパバーの振動は、コンクリート面及びバー間の粘着力を破壊するように作用し、したがって、より平滑なコンクリート上面が生じる。
【００７５】
ブラシ２１４が、ならし板２０８の上面に固定されて、フィードドロワが型枠の上方を内外へ移動するとき、シューの底部から余分な材料を拭う機能を有する。成形機の成形領域内へレールを延在させないでフィードドロワを支持できるように、フィードドロワは、一連のローラ２１６によって支持される。この機構は、成形機の中央セクションに物理的にアクセスする必要があるときに有利になる。成形機のすべての機能的移動は、好ましくは電気的又は空気圧で行われる。この成形機に油圧部品をまったく使用していないことが好都合である。
【００７６】
図１４〜図１７に最もわかりやすく示されているように、フィードドロワがその底板を横切って離れて型枠の上方を移動するとき、フィードドロワ内の材料が、型枠１９８及びフィードドロワ底板２０６間に形成されている隙間１９７内へ落下することを防止するためのバリヤを与える空気回路装置２００も設けられている。空気は、加圧状態で、エアナイフの本体内の細長い空隙内へ送り出されて、長さ方向に沿って形成されているスロットを通って押し進められる。空気は、加圧状態の薄いシートとして強い力でスロットから放射状に出る。もっぱらガスに使用される、すなわち空気の移動を防止するために使用される従来の空気バリアはあるが、固形材料の移動を防止するものはない。空気回路の起動は、ＰＬＣ又は他の手段を介してフィードドロワの移動に連動し、それにより、フィードドロワが前方へ移動してその後スイッチから離れると、空気回路が起動し、またフィードドロワが後退してスイッチ上へ完全に戻ると、空気回路が消勢される。図１７に最もわかりやすく示すように、空気ナイフによって生じた空気流の作用により、型枠充填サイクル中、フィードドロワ内の材料が型枠及びフィードドロワ底板間の隙間１９７に落下することが阻止される。短時間の動作後、薄い層の乾燥コンクリートがフィードドロワ底板の前方に蓄積して、開口を減少させるように働く。乾燥コンクリートが外れて落下すると、空気流が再び作用して材料を停止させる。
【００７７】
好適な例では、フィードドロワは、２つの区域に編成された６つの回転アジテータ１９４を有する。好適なアジテータ１９４の一例が、図１６に示されており、シャフト２２５を有し、シャフトの回転時にコンクリート材料を混合するフィン及び／又はフィンガ２３０がシャフトに取り付けられている。シャフトは、一端部で駆動アセンブリ２２７に、他端部でアイドラアセンブリ２１８に係合している。一実施形態では、前方の３本のアクチュエータシャフトは、歯車に係合したサーボモータ２１６（図１３）により、同期状態であるが後方の３本のアクチュエータシャフトから独立的に駆動される。さらに後述するさまざまな材料送出効果を生じるために、シャフトはさまざまな速度又はさまざまな位相で回転することができる。
【００７８】
本発明の好適な一実施形態に従って実現される回転アジテータは、それから延出して偽底部と本明細書で呼ぶものを画定する固形フィン２３２（たとえば、図１７）を有する。フィードドロワの底板２０６の上方に製品を支持するために、フィンは水平方向の向きをとることができ、それにより、所定量のコンクリート材料２３４がフィードドロワ底板の上方に持ち上げられる。これにより、落下に先だって、材料を懸垂状態に保持して型枠の前方へ運搬することができる。これを達成するために、フィードドロワの最前方位置のフィンは、水平位置に保持されて偽底部を形成し、それにより、その上部にコンクリート混合物を維持することができ、また次に、フィードドロワが型枠箱の上方の位置をとった後、回転して混合物を落下させる。別の効果は、材料をフィードボックスの前の方へ放り投げるように構成するやり方で前方のアジテータを駆動し、それにより、フィードドロワが型枠箱キャビティの上方を移動してそれを満たすとき、前方が絶え間なく満たされるようにすることである。
【００７９】
図示のアジテータは、駆動部及びアイドラ上の、開放上部２２８（図１６）を有する相補的な矩形スロット内に受け取られる矩形端部２２９を有する。次に、アジテータの端部に嵌め付けられた結合スリーブ２３６をこの矩形スロットの上方へ滑らせて、スリーブを所定位置に保持する小さいばねクリップ２３１で取り付ける。アジテータの着脱には工具をまったく必要としない。取り外しには、ばねクリップを取り外し、スリーブを内方へ滑らせて、それが駆動アセンブリ上に位置しないようにする。スリーブを後方へ滑らせると、アジテータの矩形端部２２９をアジテータのリテーナアセンブリ２１８内の矩形スロット２２６の開放上部２２８から取り外すことができる。
【００８０】
コンクリートは、アジテータ上で乾燥しやすく、清掃の問題を生じる。アジテータは、アジテータへの蓄積を減少させることがわかっているウレタンスリーブで覆われている。回転アジテータが、フィードドロワ内に設けられて、それらの端部で、フィードドロワの側部に取り付けられている駆動機構に取り付けられる。アジテータは、型枠へ送出中のコンクリート材料内で回転するロッド及び／又はパドルを有する。アジテータの回転により、型枠キャビティの充填が改善される。駆動機構は、フィードボックスの後方でフィードドロワ上に配置された電気モータによって駆動される。
【００８１】
中央セクション及びドロワフィードセクションは、好ましくは互いに分離されている。製品を圧密化するために中央セクションを振動させること、及び製品をフィードドロワ内で可能な限り「最もふわふわした」状態に維持するためにフィードドロワを振動から隔離することが望ましい。
【００８２】
型枠の上方で交互する各端部にフィードドロワを設けることができる。これにより、製造するために２つのフィードドロワ全体を必要とする非常に大型の製品を製造することが容易になるか、又は製品の上部に着色キャップを追加することができる。
【００８３】
本設計の別の態様は、モジュール構造である。言い換えると、それは、既存システムのいずれの変更又は廃棄も必要としないで、オプションを容易に追加できるように構成されている。
【００８４】
好適な実施形態で本発明の原理を説明且つ図示してきたが、そのような原理から逸脱しない限り、本発明の配置構成及び詳細を変更することができることは明らかであろう。添付の特許請求の範囲の精神及び範囲に含まれるすべての修正及び変更の権利を主張する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の好適な実施形態に従った、成形（たとえばコンクリート）製品を形成する大型パレット機のブロック図である。
【図２】本発明の好適な実施形態に従って構成された大型パレット機の中央セクションの斜視図である。
【図３】本発明の振動制御システム内に実装される電子機器及び制御システムの概略図である。
【図４Ａ】図４のシステムによって制御される振動シャフト釣り合いおもりの、最大振幅中の関係を示す図である。
【図４Ｂ】図４のシステムによって制御される振動シャフト釣り合いおもりの、最小振幅中の関係を示す図である。
【図４Ｃ】図４のシステムによって制御される振動シャフト釣り合いおもりの、中間レベルの振幅中の関係を示す図である。
【図５】図４Ａ〜図４Ｃのシャフト釣り合いおもりシステムを組み込んだ、図２に示されたパレット振動台の斜視図である。
【図６】図５のパレット台振動システムの分解図である。
【図７】成形型支持体及びトルク管スタビライザバーを組み込むために本発明の好適な実施形態に従って実現された、図２に示されたパレット機の振動制御システムの斜視図である。
【図８】離脱位置に示された本発明の好適な実施形態に従ったヘッドアセンブリ係合構造体の分解斜視図である。
【図９】破線で示されたヘッドアセンブリ板の相補的なキー溝機構に係合した位置にある図８のヘッドアセンブリ係合構造体の（圧縮ヘッドを取り除いた）斜視図である。
【図１０】本発明の好適な実施形態に従って実現され、且つ図２のコンクリート製品製造機の中央セクションと組み合わせて使用される型枠取り替えアセンブリの斜視図である。
【図１１】本発明の好適な実施形態に従って構成された型枠キャリッジアセンブリの、離脱位置における斜視図である。
【図１２】本発明の好適な実施形態に従って構成された型枠キャリッジアセンブリの、係合位置における斜視図である。
【図１３】本発明の特徴に従って実現されたフィードボックスの斜視図である。
【図１４】コンクリートを型枠キャビティに搬送するために使用されている、図１３のフィードボックスを示す図である。
【図１５Ａ】本発明の一実施形態に従って実現された型枠シールストリップを示す図である。
【図１５Ｂ】本発明の一実施形態に従って実現された型枠シールストリップを示す図である。
【図１５Ｃ】本発明の別の実施形態に従って実現された型枠シールストリップを示す図である。
【図１５Ｄ】本発明の別の実施形態に従って実現された型枠シールストリップを示す図である。
【図１５Ｅ】本発明の別の実施形態に従って実現された型枠シールストリップを示す図である。
【図１６】アジテータアセンブリの好適な実施例をリテーナクリップと共に一部分解して示す斜視図である。
【図１７】コンクリートをフィードボックスの床の上方に保持するための第１の位置にアジテータが移動した状態にある、コンクリートを型枠内へ供給するために使用される図１３のフィードボックスの側部断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１６】
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【図１７】
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