(57)【要約】 【課題】骨材の量が多いために水浸骨材計量法を用いて全量を計量することができない場合であっても、骨材及び水の質量を十分な精度で計測する。【解決手段】本発明に係る骨材及び水の計量装置１は、計量槽本体２及びその底部開口を水密性を保持した状態にて開閉自在に閉じることが可能な一対の底蓋３ａ，３ｂからなる計量槽４と、該計量槽の質量を計測する第１の質量計測手段としてのロードセル５と、計量槽４内に形成された水浸骨材収容スペースとしての水浸細骨材収容スペース６に収容された水浸細骨材の容積を計測する容積計測手段としての超音波センサー７とを備え、計量槽４は、３つのロードセル５で架台１０に三点支持の安定状態にて吊持してあるとともに、超音波センサー７についても架台１０に吊持してある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計量槽本体及びその底部開口を水密性を保持した状態にて閉じることが可能な開閉自在の底蓋からなる計量槽と、該計量槽内に投入された骨材及び水の質量を計測する第１の質量計測手段と、前記計量槽内に形成された水浸骨材収容スペースに収容された水浸骨材の容積を計測する容積計測手段と、前記水浸骨材収容スペースに供給される水を貯留する水槽と、該水槽内の水の質量を計測する第２の質量計測手段とを備えた骨材及び水の計量装置であって、前記計量槽本体を単一のボックス体で構成するとともに該ボックス体内に下端が前記ボックス体の底部開口と同一高さとなるように所定の間仕切り体を設け、該間仕切り体で仕切られた一方の側に拡がる空間を前記水浸骨材収容スペースとしたことを特徴とする骨材及び水の計量装置。
【請求項２】
前記間仕切り体で仕切られた２つの空間の底部開口を個別に開閉するように前記底蓋を一対の底蓋で構成した請求項１記載の骨材及び水の計量装置。
【請求項３】
前記間仕切り体を所定の厚みに形成するとともに該間仕切り体で仕切られた２つの空間の各底部開口を前記各底蓋で閉じるように構成した請求項２記載の骨材及び水の計量装置。
【請求項４】
計量槽本体及びその底部開口を水密性を保持した状態にて閉じることが可能な開閉自在の底蓋からなる計量槽と、該計量槽内に投入された骨材及び水の質量を計測する第１の質量計測手段と、前記計量槽内に形成された水浸骨材収容スペースに収容された水浸骨材の容積を計測する容積計測手段と、前記水浸骨材収容スペースに供給される水を貯留する水槽と、該水槽内の水の質量を計測する第２の質量計測手段とを備えた骨材及び水の計量装置であって、前記計量槽本体を、所定のボックス体と該ボックス体から下方に向けて二股分岐するように前記ボックス体に連通接続された２つの分岐ボックス体とで構成し、該２つの分岐ボックス体のうち、一方の内部空間を前記水浸骨材収容スペースとするとともに、前記底蓋を一対の底蓋とし、該各底蓋で前記２つの分岐ボックス体の各底部開口をそれぞれ閉じるように構成したことを特徴とする骨材及び水の計量装置。
【請求項５】
平板で構成されたガイド体を前記計量槽内で水平軸線廻りに回動自在となるように前記計量槽本体の頂部開口に取り付けて該ガイド体を回動方向に駆動する回動機構を前記ガイド体に連結設置するとともに、前記回動機構を、前記ガイド体が前記計量槽本体の内面に沿った退避位置と投入された骨材及び水が前記水浸骨材収容スペースに誘導される斜めガイド位置とにそれぞれ保持されるように構成した請求項１又は請求項４記載の骨材及び水の計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面水の状態が異なる骨材及び水を計量する骨材及び水の計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モルタルやコンクリートを現場配合する際、水量がモルタル強度等に大きな影響を及ぼすため、練混ぜ時に十分管理する必要があるが、配合材料である骨材、特に細骨材は、その貯蔵状況や気候条件等によって含水状態が異なり、湿潤状態の細骨材を用いるとモルタル中の水量が細骨材の表面水の量だけ増加し、乾燥状態の細骨材を用いるとモルタル中の水量は有効吸水量だけ減少する。
【０００３】
そのため、骨材の乾湿程度に応じて練混ぜ時の水量を補正し示方配合通りのモルタル等を製造することが、それらの品質を維持する上できわめて重要な事項となる。
【０００４】
ここで、湿潤状態における表面水の水量（骨材の表面に付着している水量）を表乾状態（表面乾燥飽水状態）の骨材の質量で除した比率を表面水率と呼んでいるが、貯蔵されている骨材は一般に濡れていることが多いため、かかる表面水率を骨材の乾湿程度の指標として予め測定し、その測定値に基づいて練混ぜ水量を調整するのが一般的である。
【０００５】
そして、このような表面水率の測定は、従来、骨材が貯蔵されたストックビンと呼ばれる貯蔵容器から少量の試料を採取してその質量及び絶乾状態での質量を計測し、次いで、これらの計測値と予め測定された表乾状態の吸水率とを用いて算出していた。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０８４９２１号公報
【特許文献２】特開昭５９−０７７３３９号公報
【特許文献３】特開２０００−２０２８２４号公報
【特許文献４】特開平０７−２９２６１１号公報
【特許文献５】実公昭４３−００８２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような測定方法では、わずかな試料から全体の表面水率を推測しているにすぎないため、精度の面でどうしても限界がある一方、絶乾状態の質量を計測するには加熱炉等による加熱作業が必要となるため、実際に使用する量に近い量を採取してこれを試料とすることは、経済性や時間の面で非現実的である。
【０００８】
また、このような問題を補うべく、練混ぜ状況をオペレータが目視で確認したり、ミキサの負荷電流を参考にすることによって練混ぜ水量の調整を行うといった方法を採用することがあるが、かかる方法自体が精度の低いものであり、結局、強度面で２０％近い大きな安全率を見込まざるを得なくなり、不経済な配合となるという問題も生じる。
【０００９】
かかる問題を解決すべく、本出願人は、水浸骨材による計量方法を開発した。かかる水浸骨材計量法によれば、骨材の表面水率がわからずとも、骨材の表面水が反映された状態で水と表乾状態の骨材の各質量を精度よく求めることができる。
【００１０】
しかしながら、法面施工に用いられる吹付けモルタルなどでは、骨材の量が多いため、充填率を高くしても該骨材を水浸させることができず、上述した水浸骨材計量法を採用することができないという問題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、骨材の量が多いために水浸骨材計量法を用いて計量することができない吹付けモルタルのような場合であっても、骨材及び水の質量を十分な精度で計測することが可能な骨材及び水の計量装置を提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る骨材及び水の計量装置は請求項１に記載したように、計量槽本体及びその底部開口を水密性を保持した状態にて閉じることが可能な開閉自在の底蓋からなる計量槽と、該計量槽内に投入された骨材及び水の質量を計測する第１の質量計測手段と、前記計量槽内に形成された水浸骨材収容スペースに収容された水浸骨材の容積を計測する容積計測手段と、前記水浸骨材収容スペースに供給される水を貯留する水槽と、該水槽内の水の質量を計測する第２の質量計測手段とを備えた骨材及び水の計量装置であって、前記計量槽本体を単一のボックス体で構成するとともに該ボックス体内に下端が前記ボックス体の底部開口と同一高さとなるように所定の間仕切り体を設け、該間仕切り体で仕切られた一方の側に拡がる空間を前記水浸骨材収容スペースとしたものである。
【００１３】
また、本発明に係る骨材及び水の計量装置は、前記間仕切り体で仕切られた２つの空間の底部開口を個別に開閉するように前記底蓋を一対の底蓋で構成したものである。
【００１４】
また、本発明に係る骨材及び水の計量装置は、前記間仕切り体を所定の厚みに形成するとともに該間仕切り体で仕切られた２つの空間の各底部開口を前記各底蓋で閉じるように構成したものである。
【００１５】
また、本発明に係る骨材及び水の計量装置は請求項４に記載したように、計量槽本体及びその底部開口を水密性を保持した状態にて閉じることが可能な開閉自在の底蓋からなる計量槽と、該計量槽内に投入された骨材及び水の質量を計測する第１の質量計測手段と、前記計量槽内に形成された水浸骨材収容スペースに収容された水浸骨材の容積を計測する容積計測手段と、前記水浸骨材収容スペースに供給される水を貯留する水槽と、該水槽内の水の質量を計測する第２の質量計測手段とを備えた骨材及び水の計量装置であって、前記計量槽本体を、所定のボックス体と該ボックス体から下方に向けて二股分岐するように前記ボックス体に連通接続された２つの分岐ボックス体とで構成し、該２つの分岐ボックス体のうち、一方の内部空間を前記水浸骨材収容スペースとするとともに、前記底蓋を一対の底蓋とし、該各底蓋で前記２つの分岐ボックス体の各底部開口をそれぞれ閉じるように構成したものである。
【００１６】
また、本発明に係る骨材及び水の計量装置は、計量槽本体及びその底部開口を水密性を保持した状態にて閉じることが可能な開閉自在の底蓋からなる計量槽と、該計量槽内に投入された骨材及び水の質量を計測する第１の質量計測手段と、前記計量槽内に形成された水浸骨材収容スペースに収容された水浸骨材の容積を計測する容積計測手段と、前記水浸骨材収容スペースに供給される水を貯留する水槽と、該水槽内の水の質量を計測する第２の質量計測手段とを備えた骨材及び水の計量装置であって、平板で構成されたガイド体を前記計量槽内で水平軸線廻りに回動自在となるように前記計量槽本体の頂部開口に取り付けて該ガイド体を回動方向に駆動する回動機構を前記ガイド体に連結設置するとともに、前記回動機構を、前記ガイド体が前記計量槽本体の内面に沿った退避位置と投入された骨材及び水が前記水浸骨材収容スペースに誘導される斜めガイド位置とにそれぞれ保持されるように構成したものである。
【００１７】
本発明に係る骨材及び水の計量装置においては、計量槽内に水浸骨材収容スペースが形成されており、まず、計量対象となる水及び骨材の一部を該水浸骨材収容スペースに投入して水浸骨材とし、該水浸骨材の質量及び容積を第１の質量計測手段及び容積計測手段を用いてそれぞれ計測する。水を投入するにあたっては、水槽に貯留された水を第２の質量計測手段で予め計測しておき、該計測値と上述の計測値とを用いて骨材の表面水率を算出する。
【００１８】
次に、残りの骨材及び必要に応じて不足する水を計量槽に追加投入し、該骨材を水浸骨材とともに計量する。
【００１９】
このようにすると、例えばモルタルやコンクリートを製造するにあたり、例えば貧配合であるために水よりも骨材、特に細骨材の方が相対的に多く、細骨材の全量を水浸細骨材として計量できない場合であっても、計測値から算出された表面水率を用いることによって、水浸細骨材として計量できなかった残りの細骨材とその表面水とを十分な精度で計量することが可能となる。
【００２０】
かかる骨材及び水の計量装置を用いて骨材及び水を計量する手順をさらに具体的に説明すると、まず、水槽に貯留された水を給水量ＭIとして第２の質量計測手段で予め計測する。
【００２１】
次に、該水槽内の水を水浸骨材収容スペースに投入する一方、計量される粗骨材や細骨材といった骨材のうち、例えば細骨材の一部を水浸骨材収容スペースに投入して水浸骨材とする。
【００２２】
水浸骨材収容スペースに骨材と水を投入するにあたり、いずれを先行させるかは任意であるが、水を先行投入し、しかる後に骨材を投入するようにすれば、水浸骨材、特に水浸細骨材への気泡混入をかなり抑制することが可能となる。
【００２３】
次に、水浸骨材の全質量Ｍf及び全容積Ｖfを第１の質量計測手段と容積計測手段でそれぞれ計測することにより、表乾状態の骨材の質量Ｍa及び該骨材の表面水をも含んだ状態での水の質量Ｍwを次式を解いて算出する。
【００２４】
Ｍa＋Ｍw＝Ｍf        （１）
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf                  （２）
ここで、ρaは骨材の表乾状態における密度、ρwは水の密度である。
次に、全質量Ｍfと事前に計測しておいた計量槽への給水量ＭIを、次式、
Ｍsw＝Ｍf―ＭI          （３）
に代入して湿潤状態の骨材の質量Ｍawを求め、該Ｍawを、次式、
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa      （４）
に代入することで、骨材の表面水率を求める。
【００２５】
次に、残りの骨材及び必要ならば不足分の水を計量槽に追加投入し、水浸骨材とを合わせた全体の質量を第１の質量計測手段で計測する。不足分の水については、上記したと同様、第２の質量計測手段で予め計測しておく。
【００２６】
ここで、増加した質量は、追加投入した骨材の表乾状態の質量と該骨材の表面水と追加投入した不足分の水とからなり、骨材の表面水率と不足分の水の質量とは既に算出あるいは計測されている。
【００２７】
したがって、増加質量分を表乾状態の骨材の質量と該骨材の表面水を含めた水の質量とに分けることができ、結局、計量槽に投入された全体の骨材及び水の質量を骨材の表面水が正確に反映された状態にて算出することが可能となる。
【００２８】
このように計量槽で骨材及び水を正確に計量したならば、計量槽の底蓋を開いて下方に落下させ、これらを用いて、例えば吹付け用モルタルやフレッシュコンクリートを適宜製造する。
【００２９】
なお、計量槽内面への骨材付着や骨材の締め固め等により水浸骨材あるいは骨材を完全に自由落下させることができない場合には、バイブレータ、ノッカー等の振動付与機器を計量槽の側方に適宜取り付けるようにすればよい。
【００３０】
第１の質量計測手段、第２の質量計測手段は、それぞれ例えばロードセルで構成することができる。なお、第２の質量計測手段は、水の質量を直接計測する場合のみならず、水の容積をいったん計測し、それを質量換算することで水の質量を間接的に計測する場合も含まれるものとし、このような容積計測は、例えば超音波センサーや電極式液面変位センサーで行うことができる。
【００３１】
容積計測手段は、計量槽内の水浸骨材を計測できる限り、いかなる手段で構成してもかまわないが、例えば超音波センサー、電極式液面変位センサー、フロート計等で構成することが考えられる。
【００３２】
計量槽本体は、水浸骨材を収容する水浸骨材収容スペースが形成されている限り、どのような構成とするかは任意であるとともに、底蓋についても計量槽本体の底部開口を水密性を保持した状態にて閉じることが可能でかつ開閉自在になっているのであれば、どのような構成でもかまわない。
【００３３】
例えば、前記計量槽本体を単一のボックス体で構成するとともに該ボックス体内に下端が前記ボックス体の底部開口と同一高さとなるように所定の間仕切り体を設け、該間仕切り体で仕切られた一方の側に拡がる空間を前記水浸骨材収容スペースとすることが考えられる。
【００３４】
この場合、ボックス体の底部開口全体を開閉するように底蓋を構成してもかまわないが、前記間仕切り体で仕切られた２つの空間の底部開口を個別に開閉するように前記底蓋を一対の底蓋で構成した場合には、底蓋の開閉に必要な高さ方向の下方スペースが少なくて済む。
【００３５】
さらに、前記間仕切り体を所定の厚みに形成するとともに該間仕切り体で仕切られた２つの空間の各底部開口を前記各底蓋で閉じるように構成することが考えられる。
【００３６】
かかる構成によれば、各底蓋と該底蓋で閉じられる底部開口との水密性をそれぞれ確保すれば足りるので、底蓋同士の水密性を確保する場合に比べて底蓋の製造精度が緩和され、製作コストを下げることが可能となる。
【００３７】
また、前記計量槽本体を、所定のボックス体と該ボックス体から下方に向けて二股分岐するように前記ボックス体に連通接続された２つの分岐ボックス体とで構成し、該２つの分岐ボックス体のうち、一方の内部空間を前記水浸骨材収容スペースとするとともに、前記底蓋を一対の底蓋とし、該各底蓋で前記２つの分岐ボックス体の各底部開口をそれぞれ閉じるように構成することが考えられる。
【００３８】
かかる構成によれば、各底蓋と該底蓋で閉じられる底部開口との水密性をそれぞれ確保すれば足りるので、底蓋同士の水密性を確保する場合に比べて底蓋の製造精度が緩和され、製作コストを下げることが可能となる。
【００３９】
計量槽は、水浸骨材収容スペースに骨材の一部及び水を投入して水浸骨材を計量し、しかる後、残りの骨材及び不足分の水を投入して計量することができる限り、どのように構成するかは任意であるが、平板で構成されたガイド体を前記計量槽内で水平軸線廻りに回動自在となるように前記計量槽本体の頂部開口に取り付けて該ガイド体を回動方向に駆動する回動機構を前記ガイド体に連結設置するとともに、前記回動機構を、前記ガイド体が前記計量槽本体の内面に沿った退避位置と投入された骨材及び水が前記水浸骨材収容スペースに誘導される斜めガイド位置とにそれぞれ保持されるように構成した場合においては、骨材の一部及び水を最初に計量槽に投入する際、ガイド体が斜めガイド位置に保持されるように回動機構を駆動制御する。
【００４０】
このようにすると、計量槽の上方から投入された骨材の一部及び水は、ガイド体にぶつかり、あるいは滑り落ちるようにして水浸骨材収容スペースに誘導される。
【００４１】
なお、かかる水浸骨材の計量が終了したならば、ガイド体が退避位置に保持されるように回動機構を駆動制御する。
【００４２】
このようにすると、計量槽の上方から投入された残りの骨材及び不足分の水は、ガイド体に制限されることなく、該計量槽内の任意の場所に収容される。
【００４３】
計量槽の容積については任意であって、配合を行う単位すなわち１バッチに必要な全量としてもよいし、何回かに分けて計量するようにしてもよい。
【００４４】
なお、水浸骨材内の空気量をａ（％）とし、前記Ｖfに代えて、Ｖf・（１―ａ／１００）を用いるようにすれば、空気量を考慮したさらに精度の高い計量が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明に係る骨材及び水の計量装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
図１乃至図３は、本実施形態に係る骨材及び水の計量装置を示した図であって、図１は正面図、図２は右側面図、図３は左側面図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る骨材及び水の計量装置１は、計量槽本体２及びその底部開口を水密性を保持した状態にて閉じることが可能な開閉自在の一対の底蓋３ａ，３ｂからなる計量槽４と、該計量槽の質量を計測する第１の質量計測手段としてのロードセル５と、計量槽４内に形成された水浸骨材収容スペースとしての水浸細骨材収容スペース６に収容された水浸細骨材の容積を計測する容積計測手段としての超音波センサー７とを備え、計量槽４は、３つのロードセル５で架台１０に三点支持の安定状態にて吊持してあるとともに、超音波センサー７についても架台１０に吊持してある。
【００４７】
計量槽本体２は、ボックス体８と該ボックス体から下方に向けて二股分岐するようにボックス体８に連通接続された２つの分岐ボックス体９ａ，９ｂとで構成し、該２つの分岐ボックス体のうち、分岐ボックス体９ｂの内部空間を上述した水浸細骨材収容スペース６とするとともに、上述した一対の底蓋３ａ，３ｂで各分岐ボックス体９ａ，９ｂの底部開口をそれぞれ閉じるように構成してある。
【００４８】
計量槽本体２の容積は、例えばセメント５０ｋｇに対応する細骨材と水とを計量することができるようにその容積を設定することが考えられる。
【００４９】
ここで、計量槽本体２の両側面下方には、クランク状リンク材１１ａ，１１ｂをその中央付近にてそれぞれピン接合してあるとともに、該計量槽本体の両側面上方には、エアーシリンダー１２ａ，１２ｂの基端側をそれぞれピン接合してあり、クランク状リンク材１１ａ，１１ｂの一方の各端を底蓋３ａ，３ｂにそれぞれ連結固定するとともに、他方の各端をエアーシリンダー１２ａ，１２ｂの先端側にそれぞれピン接合してあり、かかるエアーシリンダー１２ａ，１２ｂを作動させることによって、一対の底蓋３ａ，３ｂを開閉することができるようになっている。
【００５０】
ここで、クランク状リンク材１１ａ，１１ｂにエア吹付けノズルを取り付けておき、一対の底蓋３ａ，３ｂを開いたとき、該エア吹付けノズルから噴出されるエアで該底蓋の内面側に付着した細骨材を吹き飛ばすように構成しておくのが望ましい。かかる構成によれば、底蓋３ａ，３ｂと計量槽本体２の底部開口との間に細骨材が挟まることで水密性が低下するのを未然に防止することが可能となる。
【００５１】
計量槽本体２のボックス体８内には、図１でよくわかるように平板で構成されたガイド体２１を水平軸線廻りに回動自在となるように該計量槽本体の頂部開口に取り付けてあり、計量槽本体２の正面側には、ガイド体２１を回動方向に駆動する回動機構としてのエアーシリンダー２２をガイド体２１に連結してある。
【００５２】
ここで、エアーシリンダー２２は、ガイド体２１が計量槽本体２の内面に沿った退避位置と、投入された細骨材及び水が水浸細骨材収容スペース６に誘導される斜めガイド位置とにそれぞれ保持されるように構成してある。
【００５３】
一方、本実施形態に係る骨材及び水の計量装置１は図４で詳細に示すように、架台１０に昇降自在に設置された水槽支持フレーム３１と、該水槽支持フレームの頂部近傍に第２の質量計測手段としてのロードセル３２を介して吊持された水槽３３と、架台１０に設置されたチェーン式昇降機構３４とを備え、水槽３３は、水浸細骨材収容スペース６に供給される水を貯留するようになっている。
【００５４】
水槽支持フレーム３１は、角形パイプで構成されてなる門形状の非可倒フレーム部３５の２つの頂部にやはり門形状をなす可倒フレーム部３６の２本の脚をそれぞれヒンジ４０を介して接合してあるとともに、可倒フレーム部３６の一方の脚部近傍には可倒操作レバー３７を溶接等で接合してある。なお、可倒フレーム部３６の頂部中央近傍にはブラケット４１を水平方向に張り出し、その先端にロードセル３２を介して水槽３３を吊持してある。
【００５５】
ここで、水槽支持フレーム３１は、４つのアタッチメント３９を介して非可倒フレーム部３５の下端近傍とチェーン式昇降機構３４のチェーン３８とを固定してあり、その荷重を水槽３３の荷重とともにチェーン３８で鉛直支持させるとともに、該チェーンをチェーン操作レバー４２を操作して回転駆動することにより、昇降自在となるように構成してある。そして、かかるチェーン式昇降機構３４で水槽支持フレーム３１を上昇位置まで上昇させ、かかる状態で可倒操作レバー３７を手前に引くことで図４でよくわかるように水槽支持フレーム３１をヒンジ４０の廻りに所定角度だけ倒すことができるようになっている。
【００５６】
このとき、水槽支持フレーム３１を倒すことで、該水槽支持フレームの頂部に吊持されている水槽３３を水平姿勢を保持したまま、その吐出口４３を計量槽４の上部開口に近づけることができるので、倒れ角度θの設定値は、水槽３３の吐出口４３をどの程度計量槽４の上部開口に近づければ、水槽３３内の水を吐出口４３を介して計量槽４内にスムーズに流入させるかどうかを判断基準にして適宜設定すればよく、例えば２０゜〜３０゜に設定することが考えられる。
【００５７】
図５は、水槽支持フレーム３１を上昇位置まで上昇させるとともに、ヒンジ４０の廻りに可倒フレーム部３６を計量槽４の側に倒した様子を示した斜視図であり、同図でわかるように、かかる状態においては水槽３３の吐出口４３は、計量槽本体２の上方に移動していることがわかる。なお、吐出口４３には、周囲への水の飛散を防止するシュート４４を取り付けてある。
【００５８】
さらに、非可倒フレーム部３５の側面及び可倒フレーム部３６の側面には、フラットバーで構成した突起５１を取り付けてあり、図６に示すように、架台１０のアングル５５に取り付けられたローラフォロア５２で突起５１をその正面にて側方支持するとともに、ボルト５４でアングル５５に固定されたカムフォロア５３，５３で突起５１をその両側面にて側方支持してあり、かかるローラフォロア５２及びカムフォロア５３，５３により、水槽支持フレーム３１は、平面内でのがたつきや倒れが未然に防止される。
【００５９】
なお、搬送時において水槽３３が動揺したりロードセル３２が破損したりすることがないよう、ブラケット４５に載せた上で該水槽をブラケット４５に仮固定できるように構成してある。
【００６０】
ブラケット４１には図１及び図２でわかるように、水送り用電磁バルブ４６ａ、水送り微調整用電磁バルブ４６ｂ及び混和剤用電磁バルブ４６ｃを取り付けてあるとともに、それらをそれぞれホース４７ａ、ホース４７ｂ、４７ｃを介して水タンク４８ａ、水タンク４８ａ、混和剤タンク４８ｃに接続してあり、水送り用ポンプ４９ａを駆動制御することによって、水タンク４８ａ内の水を水槽３３内に入れるとともに、混和剤用ポンプ４９ｃを駆動制御することによって、混和剤タンク４８ｃ内の混和剤を水槽３３内に添加することができるようになっている。
【００６１】
また、本実施形態に係る細骨材及び水の計量装置１は図１でよくわかるように、架台１０の頂部に篩２３を取り付けてあるとともに、該篩との干渉を避けるべく、篩２３を取り囲むようにして門形に形成されたベルトコンベヤ支持台６５を架台１０の頂部に設けてあり、篩２３は、ベルトコンベヤ支持台６５に載せられたベルトコンベヤ６４から供給されてきた土砂に混じっている木片やゴミなどを除去できるようになっている。ここで、篩２３は、その傾斜角度をベルトコンベヤ６４の角度に合わせて調整できるように構成してある。
【００６２】
また、本実施形態に係る細骨材及び水の計量装置１は図３でよくわかるように、下方に向かって先細に形成されたボックス体からなるホッパー２４を計量槽４の下方位置に備えてあり、細骨材及び水の計量が終了した後、計量槽４の底蓋３ａ，３ｂを開いて該細骨材及び水を落下させる際、それらの細骨材や水が周囲に飛散することなく、その下方に設置された図示しないベルトコンベヤや混練ミキサー等に落下させることができるようになっている。
【００６３】
ここで、ホッパー２４は、弾性支承２５を介して架台１０に取り付けてあるとともに、その背面にバイブレータ２６を設けてあり、ホッパー２４の内面に付着した土砂を振動で落下させることができるようになっている。また、ホッパー２４内には図１でよくわかるように、数本のピアノ線２７を内部空間に平行に張設してあり、落下してくる土砂が土塊状となるのを防止できるようになっている。
【００６４】
なお、上述した超音波センサー７で水浸細骨材の水位を計測し、その計測値を用いて容積を求めるにあたっては、計量槽４の鉛直姿勢の精度を十分確保する必要があるが、架台１０には、図３に示すように水準器６１を設けてあるとともに、その脚部には、高さ調整自在なジャッキベース６３を取り付けてあり、水準器６１を見ながらジャッキベース６３を操作することにより、計量槽４の鉛直姿勢を確保することができるようになっている。
【００６５】
本実施形態に係る骨材及び水の計量装置１においては、まず、下降位置でブラケット４５に仮固定されている水槽３３を該ブラケットから取り外し、次いで、チェーン操作レバー４２を廻して水槽支持フレーム３１を上昇させる。上昇中においては、非可倒フレーム部３５及び可倒フレーム部３６の側面に取り付けられた突起５１の正面がローラフォロア５２で側方支持されるとともに、その両側面がカムフォロア５３，５３で側方支持されるため、水槽支持フレーム３１は、鉛直姿勢を保ったまま、チェーン式昇降機構３４によって上昇する。
【００６６】
水槽３３が上昇位置に達したならば、かかる状態で図４で説明したように可倒操作レバー３７を手前に引き、水槽支持フレーム３１をヒンジ４０の廻りに所定角度だけ計量槽４の側に倒す。
【００６７】
次に、水槽３３の吐出口４３のバルブを閉じた状態で該水槽内に水を貯留する。水を貯留するにあたっては、水送り用ポンプ４９ａを駆動制御することによって、水タンク４８ａ内の水を水槽３３内に入れるとともに、混和剤用ポンプ４９ｃを駆動制御することによって、混和剤タンク４８ｃ内の混和剤を水槽３３内に添加すればよい。
【００６８】
なお、場合によっては、水や混和剤の投入作業と水槽支持フレーム３１の倒し作業が逆になってもかまわない。
【００６９】
次に、水槽３３に貯留された水を給水量ＭIとしてロードセル３２で予め計測する。
【００７０】
かかる水の質量計測作業と同時に又は相前後して、エアーシリンダー２２を駆動制御し、計量槽本体２内に設置されたガイド体２１を回動させて図７に示す斜めガイド位置に保持する。
【００７１】
次に、水槽３３の吐出口４３のバルブを開いて該水槽内の水を計量槽本体２内に投入する。
【００７２】
ここで、上述したようにガイド体２１が斜めガイド位置に保持されているため、投入された水は図７に示すように、水浸細骨材収容スペース６にスムーズに誘導される。
【００７３】
次に、ベルトコンベヤ６４で搬送されてきた細骨材のうち、その一部を計量槽本体２内に投入する。この場合においても、ガイド体２１が斜めガイド位置に保持されているため、投入された細骨材は図７に示すように、ガイド体２１に沿ってあるいはそれにぶつかりながら水浸細骨材収容スペース６にスムーズに誘導され、水浸細骨材となる。
【００７４】
水浸細骨材収容スペース６に細骨材と水を投入するにあたり、いずれを先行させるかは任意であるが、上述したように、水を先行投入し、しかる後に細骨材を投入するようにすれば、水浸細骨材への気泡混入をかなり抑制することが可能となる。
【００７５】
次に、水浸細骨材の全質量Ｍf及び全容積Ｖfをロードセル５と超音波センサー７でそれぞれ計測することにより、表乾状態の細骨材の質量Ｍa及び該細骨材の表面水をも含んだ状態での水の質量Ｍwを次式を解いて算出する。
Ｍa＋Ｍw＝Ｍf        （１）
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf                  （２）
ここで、ρaは細骨材の表乾状態における密度、ρwは水の密度である。
次に、全質量Ｍfと事前に計測しておいた計量槽への給水量ＭIを、次式、
Ｍaw＝Ｍf―ＭI          （３）
に代入して湿潤状態の骨材の質量Ｍawを求め、該Ｍawを、次式、
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa      （４）
に代入することで、骨材の表面水率を求める。
【００７６】
次に、エアーシリンダー２２を駆動制御し、計量槽本体２内に設置されたガイド体２１を回動させて図８に示す退避位置に保持し、かかる状態で残りの細骨材及び必要ならば不足分の水を計量槽４に追加投入する。
【００７７】
このようにガイド体２１を退避させれば、残りの細骨材や不足分の水を計量槽４に投入するにあたって何らの支障も生じない。
【００７８】
次に、水浸細骨材とを合わせた全体の質量をロードセル５で計測する。不足分の水については、上記したと同様、ロードセル３２で予め計測しておく。
【００７９】
ここで、増加した質量は、追加投入した細骨材の表乾状態の質量と該細骨材の表面水と追加投入した不足分の水とからなり、細骨材の表面水率と不足分の水の質量とは既に算出あるいは計測されている。
【００８０】
したがって、増加質量分を表乾状態の細骨材の質量と該細骨材の表面水を含めた水の質量とに分けることができ、結局、計量槽４に投入された全体の細骨材及び水の質量を細骨材の表面水が正確に反映された状態にて算出することが可能となる。
【００８１】
このように計量槽４で細骨材及び水を正確に計量したならば、図９に示したように計量槽４の底蓋３ａ，３ｂを開き、該計量槽内の細骨材及び水をホッパー２４を介して下方に落下させる。なお、同図では、底蓋３ａ，３ｂの開閉状態の違いがよくわかるよう、便宜上、底蓋３ｂだけを開いた状態で図示してある。
【００８２】
次に、計量された細骨材及び水を用いて、例えば吹付け用モルタルを適宜製造する。
【００８３】
なお、計量槽４内面への細骨材付着や細骨材の締め固め等により水浸細骨材あるいは細骨材を完全に自由落下させることができない場合には、バイブレータ、ノッカー等の振動付与機器を計量槽４の側面に適宜取り付けるようにすればよい。
【００８４】
また、上述した様々な制御、駆動操作、計測あるいは計測に基づく演算については、図３に示した制御盤６２で行う。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態に係る骨材及び水の計量装置１によれば、例えば貧配合であるために水よりも細骨材の方が相対的に多く、細骨材の全量を水浸細骨材として計量できない場合であっても、水浸細骨材の計量で算出された表面水率を用いることによって、水浸細骨材として計量できなかった残りの細骨材とその表面水とを十分な精度で計量することが可能となる。
【００８６】
なお、水浸細骨材で計量された細骨材及び水については、湿潤状態が異なる細骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Ｍwの一部として間接的に算出することができるとともに、細骨材の質量を、表乾状態のときの質量Ｍaとして把握することができるので、細骨材や水の質量を示方配合に合わせることが可能となる。
【００８７】
また、本実施形態に係る骨材及び水の計量装置１によれば、水槽支持フレーム３１を昇降自在に設置し、該水槽支持フレームの頂部近傍に水槽３３をロードセル３２を介して吊持するようにしたので、運搬時には、本実施形態に係る計量装置１の全高を低く抑えることができるとともに、水槽支持フレーム３１に吊持された水槽３３の動揺を防止し、さらにロードセル３２の破損を防止することが可能となる一方、使用時には、水槽３３内の水を計量槽４内にスムーズに自然流入させることができる。
【００８８】
また、本実施形態に係る骨材及び水の計量装置１によれば、架台１０にチェーン式昇降機構３４を備えるとともに、水槽支持フレーム３１を非可倒フレーム部３５と該非可倒フレーム部の頂部にヒンジ接合された可倒フレーム部３６と該可倒フレーム部に接続された可倒操作レバー３７とで構成し、非可倒フレーム部３５をチェーン式昇降機構３４のチェーン３８に鉛直姿勢にて固定するとともに、可倒フレーム部３６の頂部近傍に水槽３３を吊持するようにしたので、可倒フレーム部３６の頂部に吊持された水槽３３は、水平姿勢が保持された状態で架台１０の側方位置から計量槽４の上方に水平移動する。そのため、計量槽４への水の投入をさらにスムーズに行うことが可能となる。
【００８９】
また、本実施形態に係る骨材及び水の計量装置１によれば、一対の底蓋３ａ，３ｂで各分岐ボックス体９ａ，９ｂの底部開口をそれぞれ閉じるように構成したので、底蓋３ａ，３ｂの開閉に必要な高さ方向の下方スペースが少なくて済むとともに、各底蓋と各底部開口との水密性をそれぞれ確保すれば足りることとなり、底蓋同士の水密性を確保する構成に比べて該底蓋の製造精度が緩和され、製作コストを下げることが可能となる。
【００９０】
また、本実施形態に係る骨材及び水の計量装置１によれば、計量槽４の上方から投入された細骨材及び水を、ガイド体２１にぶつけながら、あるいは滑り落ちるようにさせながら水浸細骨材収容スペース６まで確実に誘導することが可能となる。
【００９１】
また、本実施形態に係る骨材及び水の計量装置１によれば、架台１０に水準器６１を設けるとともに、その脚部に高さ調整自在なジャッキベース６３を取り付けたので、水準器６１を見ながらジャッキベース６３を操作することにより、超音波センサー７で水浸細骨材の水位を計測する際、計量槽４の鉛直姿勢の精度を十分確保することが可能となるとともに、チェーン式昇降機構３４を駆動することによる水槽支持フレーム３１の昇降操作をスムーズに行うことが可能となる。
【００９２】
本実施形態では特に言及しなかったが、水浸細骨材内の空気量をａ（％）とし、Ｖfに代えて、Ｖf・（１―ａ／１００）を用いるようにすれば、空気量を考慮したさらに精度の高い計量が可能となる。
【００９３】
また、本実施形態では、骨材を細骨材とするとともにこれを吹付けモルタルの材料とすることを前提として説明したが、本発明はかかる内容に限定されるものではなく、コンクリート材料としての粗骨材を計量する場合にも本発明を適用することができることは言うまでもない。また、本発明は、計量された粗骨材や細骨材を吹付けモルタルや吹付けコンクリートに使用することだけを前提としているわけではなく、あくまで骨材全量を水浸骨材方式で計量できない場合を前提としているのであり、かかる場合であればそれらのすべてに本発明を適用することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、計量槽本体２の底部開口を水密性を保持した状態にて底蓋３ａ，３ｂを自在に開閉する機構としてエアーシリンダー１２ａ，１２ｂを採用したが、かかる底蓋開閉機構はエアーシリンダーに限定されるものではなく、装置の規模が大きくなった場合、油圧アクチュエータを用いることも考えられる。ガイド体２１を回動させる回動機構としてのエアーシリンダー２２についても同様である。
【００９５】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、水浸細骨材収容スペース６内に投入した細骨材が水面から出てしまい水浸細骨材とならないおそれがある場合には、細骨材の投入中又は投入後にバイブレータを降下させ、かかる状態にて該バイブレータを作動させることで、計量槽４内の水浸細骨材収容スペース６内に投入された細骨材をバイブレータの振動によって平坦に均し、該細骨材が水面上に出なくするようにすることができる。なお、水浸細骨材の質量を計量する際には、バイブレータを引き上げ、上昇位置にて次の計量まで退避させておけばよい。
【００９６】
また、本実施形態ではロードセル５、３２を引張型としたが、質量計測手段としてどのようなロードセルを用いるかは任意であり、その個数も任意である。また、本発明に係る質量計測手段は、そもそもこのようなロードセルに限定されるものではない。
【００９７】
また、本実施形態では、昇降自在な水槽支持フレーム３１に水槽３３を吊持するようにしたが、運搬上問題がないのであれば、水槽支持フレームを省略し、水槽３３を架台１０に直接吊持するようにしてもかまわない。
【００９８】
また、本実施形態では、水槽支持フレーム３１を可倒自在としたが、計量槽４への水の供給上、問題がないのであれば、該水槽支持フレームを可倒自在とする必要もない。
【００９９】
また、本実施形態では、計量槽本体２を、ボックス体８と該ボックス体から下方に向けて二股分岐するようにボックス体８に連通接続された２つの分岐ボックス体９ａ，９ｂとで構成し、該２つの分岐ボックス体のうち、一方の内部空間を水浸細骨材収容スペース６とするとともに、底蓋を一対の底蓋３ａ，３ｂとし、該各底蓋で２つの分岐ボックス体９ａ，９ｂの各底部開口をそれぞれ閉じるように構成したが、本発明の計量槽本体は、水浸骨材を収容する水浸骨材収容スペースが形成されている限り、どのような構成とするかは任意であるとともに、底蓋についても計量槽本体の底部開口を水密性を保持した状態にて開閉自在に閉じることができるのであれば、どのような構成でもかまわない。
【０１００】
例えば、計量槽本体を単一のボックス体で構成するとともに該ボックス体内に下端が該ボックス体の底部開口と同一高さとなるように所定の間仕切り体を設け、該間仕切り体で仕切られた一方の側に拡がる空間を水浸骨材収容スペースとすることが考えられる。
【０１０１】
この場合、ボックス体の底部開口全体を開閉するように底蓋を構成してもかまわないが、上述した間仕切り体で仕切られた２つの空間の底部開口を個別に開閉するように前記底蓋を一対の底蓋で構成した場合には、底蓋の開閉に必要な高さ方向の下方スペースが少なくて済む。
【０１０２】
さらに、かかる間仕切り体を所定の厚みに形成するとともに該間仕切り体で仕切られた２つの空間の各底部開口を前記底蓋で閉じるように構成することが考えられる。
【０１０３】
かかる構成によれば、各底蓋と該底蓋で閉じられる底部開口との水密性をそれぞれ確保すれば足りるので、底蓋同士の水密性を確保する場合に比べて底蓋の製造精度が緩和され、製作コストを下げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本実施形態に係る骨材及び水の計量装置を示した正面図。
【図２】本実施形態に係る骨材及び水の計量装置を示した右側面図。
【図３】本実施形態に係る骨材及び水の計量装置を示した左側面図。
【図４】水槽支持フレーム３１と該水槽支持フレームに吊持される水槽３３と水槽支持フレーム３１を昇降させるチェーン式昇降機構３４とを示した図で、(a)は正面図、(b)は右側面図。
【図５】水槽支持フレーム３１のうち、可倒フレーム部３６を計量槽２の側に倒した様子を示した斜視図。
【図６】可倒フレーム部３６の側面に取り付けられた突起５１とローラフォロア５２とカムフォロア５３，５３との相対位置関係を示した部分斜視図。
【図７】本実施形態に係る骨材及び水の計量装置を用いて計量を行う様子を示した図。
【図８】本実施形態に係る骨材及び水の計量装置を用いて計量を行う様子を示した図。
【図９】本実施形態に係る骨材及び水の計量装置を用いて計量を行う様子を示した図。
【符号の説明】
【０１０５】
１                        骨材及び水の計量装置
５                        ロードセル（第１の質量計測手段）
４                        計量槽
２                        計量槽本体
３ａ，３ｂ                底蓋
９ａ，９ｂ                分岐ボックス体
６                       水浸細骨材収容スペース（水浸骨材収容スペース）
７                        超音波センサー（容積計測手段）
８                        ボックス体
２１                      ガイド体
２２                      エアーシリンダー
３１                      水槽支持フレーム
３２                      ロードセル（第２の質量計測手段）
３３                      水槽
３４                      チェーン式昇降機構
３５                      非可倒フレーム部
３６                      可倒フレーム部
３７                      可倒操作レバー
３８                      チェーン
６１                      水準器
６３                      ジャッキベース
【図１】
2008254448.tif 000003
【図２】
2008254448.tif 000004
【図３】
2008254448.tif 000005
【図４】
2008254448.tif 000006
【図５】
2008254448.tif 000007
【図６】
2008254448.tif 000008
【図７】
2008254448.tif 000009
【図８】
2008254448.tif 000010
【図９】
2008254448.tif 000011