(57)【要約】【課題】高い安全性を保ちながら、製造時における鋼管杭体の曲がりや不安定な動作を防止し、真円度の高い安定した製品を成形可能な装置を提供すること。【解決手段】鋼管杭体内の固化性流体を柱状に遠心成形する成形装置において、回転中の鋼管杭体を押圧することにより振動を抑制する振動抑制機構を備える。振動抑制機構としては、鋼管杭体１を挟んで対向して設けられる１対の従動ベルト体６２と、それを走行自在に巻回する上下１組の従動ベルト用プーリ６０・６１とから成り、従動ベルト体が、鋼管杭体に接しながら走行することで、鋼管杭体を押圧する機構がある。【選択図】  図７
2004255611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固化過程にある固化性流体が内部に充填された略円筒形の鋼管杭体を、可撓性を有するベルト状部材で支持し、そのベルト状部材を走行させて鋼管杭体に回転を与えることで、鋼管杭体内の固化性流体を柱状に遠心成形する成形装置において、
回転中の鋼管杭体を押圧することにより振動を抑制する振動抑制機構を備えた
ことを特徴とする柱状製品の成形装置。
【請求項２】
前記成形装置において、
前記ベルト状部材を走行させる少なくとも２つのプーリから成り、
前記鋼管杭体を支持する少なくとも１対の該プーリが、
鋼管杭体の外周面を側方から押圧することで該鋼管杭体の振動を抑制する振動抑制機構を備えた
請求項１に記載の柱状製品の成形装置。
【請求項３】
前記振動抑制機構が、
前記鋼管杭体に伴って回転可能であって、
該鋼管杭体を略鉛直下方に押圧する少なくとも１個のローラで構成される
請求項１に記載の柱状製品の成形装置。
【請求項４】
前記振動抑制機構が、
前記鋼管杭体を挟んで対向して設けられる１対の従動ベルト体と、
該各従動ベルト体を走行自在に巻回する上下１組の従動ベルト用プーリと
から成り、
該従動ベルト体が、該鋼管杭体の外周面両側部に接しながら走行することで、鋼管杭体を押圧可能にした
請求項１に記載の柱状製品の成形装置。
【請求項５】
前記振動抑制機構が、
前記鋼管杭体の両端部をその回転軸方向から押圧する
回転自在な板状体により構成される
請求項１に記載の柱状製品の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト式遠心製柱機など、柱状の製品を成形する装置に関する。特に成形時の振動を抑制する技術に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来からコンクリート等の固化性流体からコンクリート管やコンクリートパイル等の柱状製品を成形する方法として、遠心成形による製造方法が用いられている。
遠心成形の方法としては、円筒形の鋼管杭体を走行するベルト状部材の上に載せて型枠を回転させるベルト式がある。
この製造方法を用いた従来の技術としては、特許文献１及び特許文献２に開示される方法などが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４００２６号公報
【特許文献２】特開２００２−２４００２７号公報
【０００４】
ここで述べられているように、従来のベルト式遠心製柱機では高速で遠心製柱する際、型枠の横振れが発生しやすく、型枠がベルト状部材から離脱する危険性が高くなるのに対し、型枠の飛び出しを防ぎ、安全性の高い製造を行う、ベルト状部材による型枠の支持方法の創出が望まれている。
【０００５】
特許文献１における方法では、ベルト状部材の速度を測定し、その各速度を鋼管杭体が回転中に軸方向へ移動しない値に調整する技術を開示している。また、特許文献２における方法では、ベルト状部材を回転させる好適なプーリの位置を創出し、ベルト状部材を高速で走行させることを可能にして高品質な柱状製品を製造できる技術を開示している。
【０００６】
これらの技術によって、回転する鋼管杭体は上下方向にベルト状部材で支持され、従来不可能であった柱状製品の製造方法を提供することができるが、回転中に水平方向に支持することがないため、該方向には動いてしまう問題がある。
すなわち、水平方向に鋼管杭体が自由に動くと、鋼管杭体自体の曲げ固有振動数が動作範囲内にあるときに共振して、鋼管杭体が曲がってしまう恐れがある。また、共振した結果、製造時に不安定な動作を誘引してしまう恐れがある。
特に、鋼管杭体自体の曲げ固有振動数は、鋼管剛性と長さにより決まるため、鋼管厚が薄く長いものは、動作範囲内に固有振動数が入ることが多く、好ましくない。従って、安全性の配慮から、鋼管厚が薄く長い鋼管杭体を用いて生産することには制限を設けざるを得ない問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、その目的は、高い安全性を保ちながら、製造時における鋼管杭体の曲がりや不安定な動作を防止し、真円度の高い安定した製品を成形可能な装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による柱状製品の成形装置には次の特徴を備える。
すなわち、請求項１に係る発明では、固化過程にある固化性流体が内部に充填された略円筒形の鋼管杭体を、可撓性を有するベルト状部材で支持し、そのベルト状部材を走行させて鋼管杭体に回転を与えることで、鋼管杭体内の固化性流体を柱状に遠心成形する成形装置において、回転中の鋼管杭体を押圧することにより振動を抑制する振動抑制機構を備えた柱状製品の成形装置を提供する。
【０００９】
また、請求項２に係る発明では、前記請求項１の成形装置において、ベルト状部材を走行させる少なくとも２つのプーリから成り、鋼管杭体を支持する少なくとも１対の該プーリが、鋼管杭体の外周面を側方から押圧することで該鋼管杭体の振動を抑制する振動抑制機構を備えた柱状製品の成形装置を提供する。
【００１０】
請求項３に係る発明では、請求項１の成形装置における振動抑制機構が、鋼管杭体に伴って回転可能であって、該鋼管杭体を略鉛直下方に押圧する少なくとも１個のローラで構成される柱状製品の成形装置を提供する。
【００１１】
さらに、請求項４に係る発明では、請求項１の成形装置における振動抑制機構が、鋼管杭体を挟んで対向して設けられる１対の従動ベルト体と、該各従動ベルト体を走行自在に巻回する上下１組の従動ベルト用プーリとから成り、その従動ベルト体が、該管杭体の外周面両側部に接しながら走行することで、鋼管杭体を押圧可能にした構成を提供する。
【００１２】
請求項５に係る発明の振動抑制機構は、鋼管杭体の両端部をその回転軸方向から押圧する回転自在な板状体により構成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。
図１及び２は、従来の柱状製品の成形装置の要部を示す平面図及び側面断面図である。本発明はこのような柱状製品の成形装置に振動抑制機構を備える技術であり、まずこれらの図により動作を説述する。
製品の材料となるコンクリートは、略円筒形の鋼管から成る型枠（１）の内部に充填されて、成形装置に設置される。充填時のコンクリートは流動性を有するが、既に固化過程にあって、本装置で遠心成形により最終製品形状となり、ハンドリングが可能な強度に達するものである。最終強度には、予備養生及び本養生を経て、或いは一定時間の自然養生を経て達する。
【００１４】
型枠（１）は、環状のエンドレスベルトなど、可撓性を有する複数のベルト状部材（２０）（２０）……の上に載せられて支持される。そのベルト状部材（２０）を、次のような手段によって走行させることで、型枠（１）に回転を与えて、その内部のコンクリートを柱状に遠心成形する。
【００１５】
原動機（１０）からの駆動力は、略水平に設置された長い伝動軸（１１）に伝えられる。そして、伝動軸（１１）の軸方向に沿って複数並設されたギヤボックス（２２）を介して、駆動軸（２３）へ導かれる。ギヤボックス（２２）は、架台（２１）の一端に固定され、他端には、従動軸（２５）を軸支する支持部材（２７）が設けられている。
ベルト状部材（２０）は、駆動軸（２３）に嵌着された駆動プーリ（２４）と、従動軸（２５）に嵌着された従動プーリ（２６）との間に架設される。
なお、（２８）の端部押さえローラは、ベルト状部材（２０）の上を型枠（１）の軸方向に移動していった型枠（１）の移動を停止させる安全装置であって、その詳細は特許文献３などに開示されている。
【００１６】
【特許文献３】実開昭６２−１６８４７号公報
【００１７】
本発明の第１の実施形態では、このような成形装置に、図３の側面断面図、図４の斜視説明図で示す振動抑制機構として押圧ローラ（３０）（３０）を設けることができる。
すなわち、図４に示すように、回動自在な押圧ローラ（３０）（３０）を、図示しない門型支柱に付設された押圧橋部（３１）に軸支させ、該押圧ローラ（３０）（３０）・押圧橋部（３１）が略鉛直下方に向けて鋼管杭体（１）の外周面を押圧することにより回転中の振動を抑制する。
【００１８】
従来の構成では鋼管杭体（１）がベルト状部材（２０）上に載置される構成であったため、鋼管杭体（１）自体の曲げ固有振動数が、ベルト状部材（２０）の走行速度などの運転条件と合致すると共振し、鋼管杭体（１）が大きく動くことがある、或いは真円度が十分に高められないなどの問題があった。
しかし、本発明の構成によれば、押圧ローラ（３０）（３０）が鋼管杭体（１）の回転中に下方に押圧することにより、振動抑制を図ることができる。
特に鋼管厚が薄く長い鋼管など、共振を起こしやすく従来では製造できなかった柱状製品が、安全に、高い真円度を保ちながら製造できるようになる。
押圧ローラ（３０）（３０）は金属製車輪とし、その外周にゴムを巻き付けることで鋼管杭体（１）と共にスムーズに回転し、損傷の防止を図ることもできる。
【００１９】
本構成の押圧ローラ（３０）（３０）は押圧橋部（３１）と共に上下に移動可能であり、図３に示すように鋼管杭体（１）の径が異なる場合にも作用することができる。
すなわち、（１’）で示す直径の小さな鋼管杭体を用いる場合に、２点鎖線で示す位置に押圧ローラ（３０）（３０）が下降し、該鋼管杭体（１’）の振動を抑制することができる。
【００２０】
１組の押圧ローラ（３０）（３０）は、成形装置において複数箇所設けるのが望ましく、少なくとも鋼管杭体（１）の全長において、その両端近傍と、中央近傍の３箇所に設けるとよい。
また、ベルト状部材（２０）が配置されている付近では、下方に押圧しても鋼管杭体（１）が変形する恐れがないため、押圧ローラ（３０）（３０）はベルト状部材（２０）の位置付近に設けるのが好適である。
【００２１】
図５は様々な長さ（Ａ〜Ｃ）の鋼管杭体（１）において、本発明による振動抑制機構を配置する位置を示した平面説明図である。図中複数設けられたベルト状部材（２０）（２０）（２０）（２０）（２０）の配置位置と、斜線で表す振動抑制機構（５０）（５０）（５０）の位置関係である。
Ａに示す鋼管杭体（１）は、全長が１３〜１５ｍであり、第１ベルト（ａ）の直側方で鋼管杭体（１）の一端部と、第３ベルト（ｃ）・第４ベルト（ｄ）間で第３ベルト（ｃ）の直側方（全長の略中央部）と、第５ベルト（ｅ）の直側方で他端部との計３カ所に設けられている。Ａの鋼管杭体（１）では、例えば第２ベルト（ｂ）及び第４ベルト（ｄ）の直側方にも設けて計５カ所とする構成でもよい。
【００２２】
Ｂに示す鋼管杭体（１）は、全長が１０〜１２ｍであり、第１ベルト（ａ）の直側方で鋼管杭体（１）の一端部と、第２ベルト（ｂ）・第３ベルト（ｃ）間で第２ベルト（ｂ）の直側方（全長の略中央部）と、第４ベルト（ｄ）の直側方で他端部との計３カ所に設けられている。
さらに、Ｃに示す鋼管杭体（１）は、全長が７〜９ｍであり、第１ベルト（ａ）の直側方で鋼管杭体（１）の一端部と、第２ベルト（ｂ）・第３ベルト（ｃ）間で第２ベルト（ｃ）の直側方（全長の略中央部）と、第３ベルト（ｃ）の直側方で他端部との計３カ所に設けられている。
以上の構成により、成形する全長に合わせて適宜振動抑制機構を配置することで、高精度で安全な成形装置を提供することができる。
【００２３】
このような押圧ローラ（３０）は図示のように鋼管杭体（１）の上部左右２箇所設ける構成の他、上部中央に１箇所のみに設ける構成、中央及び左右の３箇所に設ける構成でもよい。これらは鋼管杭体（１）の直径や装置の動作態様に応じて適宜設けることができ、複数の箇所に設ける場合に場所により押圧ローラ（３０）の数を変えてもよい。
【００２４】
本発明による第２の実施形態につき説述する。図６は第２の実施形態の側面断面図、図７は鋼管杭体（１）の軸方向から本装置を見た斜視図である。本形態においても、図２に示した成形装置を基礎として、特に鋼管杭体（１）の振動を抑制して水平方向の移動を防止しうる振動抑制機構を設ける。
【００２５】
本実施形態においては、上下１組の従動ベルト用プーリ（６０）（６１）を、鋼管杭体（１）の両側方に１対設け、該プーリ（６０）（６１）に従動ベルト体（６２）を巻回する。従動ベルト用プーリ（６０）（６１）は、立設された振動抑制機構支持本体（６３）（６３）に１組ずつ回転自在に軸支されている。
そして、通常従動ベルト体（６２）は弛んだ状態で巻回されているが、従動ベルト体（６２）の可撓性により図示のように鋼管杭体（１）の外周面側部に押圧することで緊張し、従動ベルト体（６２）が鋼管杭体（１）と共に走行する。
ここで、振動抑制機構支持本体（６３）において、（６４）（６５）は鋼管杭体（１）と干渉しないように支持本体（６３）の上端及び下端に設けられた凸部であり、該凸部において従動ベルト用プーリの回転軸（６６）（６７）を軸支部（６８）（６９）にて軸支している。
【００２６】
本構成によると、振動抑制機構支持本体（６３）（６３）を鋼管杭体（１）に向けて適切な位置にすることで、従動ベルト体（６２）（６２）から水平方向に押圧することが可能であり、これにより鋼管杭体（１）の曲げ固有振動による共振を抑制することができる。
本構成の振動抑制機構も、第１の実施形態に示したのと同様に、鋼管杭体（１）の両端部及び中央部近傍の３カ所以上設けることが望ましく、図５のような配設箇所でもよい。
【００２７】
さらに、鋼管杭体の直径が小さい場合（１’）においても、左右の従動ベルト用プーリ（６０）（６１）の距離を小さくし、図６における２点鎖線の位置とすることで、適切に振動の抑制を図ることができる。これにより、多様な成形に対応可能な成形装置の提供に寄与する。
特に、鋼管杭体（１）の直径が大きい場合に、鋼管杭体自体の剛性が低いため上記第１の実施形態のように点で鋼管杭体（１）を支持する方法よりも、本実施形態のように、広い接触面積で鋼管杭体（１）を支持する方法は特に好適である。
【００２８】
更に、本発明の第３の実施形態としては、図８に示す鋼管杭体（１）端部（１ａ）を押圧することにより、共振による鋼管杭体（１）の移動を防止し、安定した回転を実現するようにした。
本実施形態は、鋼管杭体（１）の軸方向両端位置に端部芯押圧装置（８０）をそれぞれ設け、鋼管杭体（１）を支持する。端部芯押圧装置（８０）はバネ等の弾性部材（８１）により回転自在な板状体（８２）を鋼管杭体（１）の端部（１ａ）にある端板に押し当てる。押し当て時の板状体（８２）は点線で示されている。
【００２９】
従来鋼管杭体の端部には、端面テーパローラを配設し、鋼管杭体がずれるのを防いでいたが、鋼管杭体振動時（特に共振時）の抑制機能が無いため、共振によっては共振部付近で鋼管杭体の安定回転ができない問題がある。
これを本発明では鋼管杭体の芯を大きな板状体により的確に押圧することで鋼管杭体端部が安定的に支持され、共振による影響を防ぐことができる。
【００３０】
さらに、図９には上記実施例１ないし３と成型装置の構成において多少異なる第４の実施形態の側面断面図を示す。本実施形態は、プーリの駆動構成が異なり、３プーリからなる成形装置である。
本成形装置においては、駆動プーリ（９０）と従動プーリ（９１）と共に、テンションプーリ（９２）を配置している。テンションプーリ（９２）は、ベルト状部材（９３）の伸びを吸収する為に移動可能に配設されており、ベルト状部材（９３）の張力などを調整することができる。
【００３１】
ここで、従来の本成形装置の構成では、図１０に示すように駆動プーリ（１００）と従動プーリ（１０１）及びテンションプーリ（１０２）の３プーリから構成され、駆動プーリ（１００）と従動プーリ（１０１）の間に谷型に懸架されるベルト状部材（１０４）上に載置され、ベルト状部材（１０４）の走行に伴って成形されるように構成している。
このとき、従来は特許文献４などでも開示されるように、駆動プーリ（１００）と従動プーリ（１０１）とは所定の距離を保ちながら回転させるようになっている。
【００３２】
【特許文献４】特開２００２−２４００１４号公報
【００３３】
本発明では、図９のように従動プーリ（９１）を駆動プーリ（９０）側に移動させて鋼管杭体（１）を挟み込むように構成して振動抑制機構を実現している。これにより、駆動プーリ（９０）及び従動プーリ（９１）が回転中の鋼管杭体（１）を水平方向に押圧することで、鋼管杭体（１）の振動を抑制し、水平方向の移動や飛び出しを防止することができる。従動プーリ（９１）の位置は、鋼管杭体（１）の直径に応じて移動することができるので、多用な柱状製品の成形が可能である。
なお、本実施形態をとることにより、テンションプーリ（９２）を用いて、ベルト状部材（９３）には適切なテンションを与えることができると共に、上記振動抑制機構によって、安全で、高い真円度を有する高精度な製造が可能である。
【００３４】
以上、本発明の４つの実施形態につき説述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、また上記実施例を組み合わせて用いることもできる。さらに、本発明による振動抑制機構を実装する成形装置はベルト状部材を用いて鋼管杭体を回転させるいかなる成形装置に適用することも可能である。例えば、上記第１ないし第３の実施形態における成形装置が、図１０に示すような３プーリの成形装置であってもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、次の効果を奏する。
すなわち、請求項１に記載の柱状製品の成形装置は振動抑制機構を備えることができるので、鋼管杭体の振動、特に固有振動数に応じた共振時にも安定して鋼管杭体を回転させることができるため、安全性が高く、高い真円度を有する製品の成形に寄与する。
【００３６】
請求項２に記載の振動抑制機構によれば、ベルト状部材に回転を与えるプーリ間の間隔を規制し、プーリと鋼管杭体との接点において鋼管杭体を水平方向に押圧する。本構成は、新たなローラ等を備える必要がないため実施が容易であり、装置の低コスト化、メンテナンス性の向上にも寄与する。
【００３７】
請求項３に記載の振動抑制機構では、押圧ローラによって鋼管杭体を下方に押圧することができるので、鋼管杭体の飛び出しを完全に抑制し、共振時などの鋼管杭体の大きな移動を防止することができる。安全性が高く高精度な製品の成形が可能な柱状製品の成形装置に寄与する。
【００３８】
請求項４に記載の振動抑制機構によれば、水平方向に鋼管杭体を押圧可能な従動ベルト体により、鋼管杭体を広い接触面積で押圧する構成をとることができる。このため、特に直径の大きな鋼管杭体でも鋼管杭体を変形させることなく、効果的に振動を抑制することができる。
【００３９】
請求項５に記載の振動抑制機構によると、鋼管杭体の端部を回転軸上で支持することができるので、従来の端面テーパーローラを用いる構成に比して振動抑制効果が高く、鋼管杭体の安定した回転が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の柱状製品の成形装置の要部を示す平面図。
【図２】同、側面断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態における成形装置の要部及び振動抑制機構の側面断面図。
【図４】同、斜視説明図。
【図５】本発明の第１及び第２の実施形態における成形装置の要部及び振動抑制機構の平面配置図。
【図６】本発明の第２の実施形態における成形装置の要部及び振動抑制機構の側面断面図。
【図７】同、軸方向から見た斜視図。
【図８】本発明の第３の実施形態における振動抑制機構の正面図。
【図９】本発明の第４の実施形態における成形装置の要部及び振動抑制機構の側面断面図。
【図１０】従来の柱状製品の成形装置の要部を示す側面断面図。
【符号の説明】
１    鋼管杭体
２０    ベルト状部材
２４        駆動プーリ
２６    従動プーリ
６０    従動ベルト用プーリ
６１    従動ベルト用プーリ
６２    従動ベルト体
６３    振動抑制機構支持本体
６４    上部凸部
６５    下部凸部
６６    従動ベルト用プーリの回転軸
６７    従動ベルト用プーリの回転軸
６８    軸支部
６９    軸支部
【図１】
2004255611.tif 000003
【図２】
2004255611.tif 000004
【図３】
2004255611.tif 000005
【図４】
2004255611.tif 000006
【図５】
2004255611.tif 000007
【図６】
2004255611.tif 000008
【図７】
2004255611.tif 000009
【図８】
2004255611.tif 000010
【図９】
2004255611.tif 000011
【図１０】
2004255611.tif 000012