(57)【要約】【課題】  円筒形の遠心母型内にコンクリート製品成型用内型枠を取付けてコンクリート製品を遠心成型するに当り、単層又は多層構造のコンクリート製品を遠心力成型により容易に製造することができるようにした。【解決手段】  遠心母型１０内に、遠心母型１０と同心にほぼ同期回転する供給装置３０を設け、供給口３２の回転速度及びコンクリート供給量を内型枠１１の配列に合わせて制御しつつ、コンクリートを内型枠１１内に投入して遠心成型コンクリート製品を製造する。このとき異種のコンクリートを順次内型枠１１内に投入し、多層構造のコンクリート製品を製造することができる。【選択図】        図１
2005186443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の遠心母型内にコンクリート製品成型用内型枠を取付けてコンクリート製品を遠心成型するに当り、遠心母型と同心にほぼ同期回転しコンクリートを内型枠内に供給する供給装置の供給口を該遠心母型内に挿入し、該供給口の回転速度及びコンクリート供給量を遠心母型内の大きさ、内型枠の配列及び移動に合わせて制御しつつコンクリートを内型枠内に投入することを特徴とする遠心成型コンクリート製品の製造方法。
【請求項２】
異種のコンクリートを順次内型枠内に投入し、多層構造のコンクリート製品を製造することを特徴とする請求項１記載の遠心成型コンクリート製品の製造方法。
【請求項３】
コンクリート製品成型用内型枠を内部に取付けた遠心母型と、該遠心母型内に位置し、該遠心母型と同心に供給口が回転するコンクリート供給装置と、該供給装置からの供給量を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする遠心成型コンクリート製品の製造装置。
【請求項４】
前記制御装置は、遠心母型の回転速度と供給装置の供給口の回転速度に微小速度差を付与すると共に、供給口のゲートの開閉を制御し、各内型枠内に供給するコンクリート供給量を制御する制御装置であることを特徴とする請求項３記載の遠心成型コンクリート製品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトンネル覆工用のセグメント等のような遠心成型コンクリート製品の製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒形の遠心母型内にセグメント等のコンクリート製品を形成する内型枠を取付けて、この内型枠内にコンクリートを打設してコンクリート製品を製造するコンクリート製品の遠心力成型では、継手設置および型枠組払いの関係上、内型枠相互間に隙間を設けることが必要であった。このような遠心成型枠ではコンクリート等の材料を遠心母型の回転中に内型枠のみに投入する技術が無く、偏肉厚になると言う問題がある。
【０００３】
例えば図９に示すように、遠心母型１００内に内型枠１１０を配設し、遠心母型１００を駆動ローラ１０１によって矢印１０２、１０３方向に回転させ、コンクリート供給装置１１５からコンクリート１１６を供給すると、内型枠１１０の配列、寸法等の差、内型枠外の供給不要な部分への堆積、及び回転方向と反回転方向での厚さの変化等により、製品厚さが不揃いとなり、適切な製品を得ることが出来ない。また異種材料１２０、１２１の積層製品を適正に製造することは出来ない。
【０００４】
従って、やむを得ず、内型枠内に事前にコンクリートを充填し、上蓋を施した内型枠を遠心母型内に取付け、遠心母型を回転させて遠心締め固めし、均一厚さのコンクリート製品製品を得ていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図１０はこの問題に対処するために、上蓋１３０を備えた内型枠によって異種材料１２０、１２１の積層製品を製造する工程を示したものである。まず、図１０（ａ）に示すように、内型枠内に第１の材料１２０を充填し、上蓋１３０を矢印１３１で示すように閉じ、この内型枠を図１０（ｂ）に示すように遠心母型１００内に装着し、矢印１０３で示す回転を与えて遠心締め固めを行う。次いで遠心母型１００の回転を止め、図１０（ｃ）に示すように、内型枠の上蓋１３０を外し、内型枠内に第２の材料１２１を供給し、上蓋１３０を矢印１３１で示すように押し付ける。図１０（ｄ）に示すように、再び遠心母型１００を矢印１０３の方向に回転して遠心成形する。このような手段は、製造手間が莫大で、採算性が乏しい。
【０００６】
従って、このような従来のコンクリート製品の遠心力成型では、手間がかかると共に、作業工程上、異質の配合材を多層に形成する多層成型品を製造するには極めて非能率であり、現実的にはこのような成型品を製造することは非常に困難であった。
【特許文献１】特開平７−２０５１２４号公報（第２−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑み、単層又は多層構造のコンクリート製品を、遠心力成型により容易に製造することができるようにした遠心成型コンクリート製品製造方法及び装置を開発し、これを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、円筒形の遠心母型内にコンクリート製品成型用内型枠を取付けてコンクリート製品を遠心成型するに当り、遠心母型と同心にほぼ同期回転しコンクリートを内型枠内に供給する供給装置を該遠心母型内に設け、該供給装置の回転速度及び開閉ゲートの開閉を遠心母型内の内型枠の大きさ、配列及び移動に合わせて制御しつつコンクリートを内型枠内に投入することを特徴とする遠心成型コンクリート製品の製造方法である。ここで遠心母型とは、内容物に遠心力を付与する回転円筒である。上記本発明方法において、異種のコンクリートを順次内型枠内に投入し、多層構造のコンクリート製品を製造することとすれば、異種コンクリートが一体となった多層構造の製品を容易に製造することができ、好適である。
【０００９】
本発明では遠心母型の回転速度より少し増速もしくは減速して型枠と同心円軸で回転する供給装置の供給口の動作を制御して遠心成型コンクリート製品を適切に製造することができる。
【００１０】
本発明は、コンクリート供給装置の供給口が遠心母型と極僅かな相対速度を有する状態に制御し、遠心力場内で内型枠内にコンクリートを供給するので、内型枠の大小や配列の如何にかわらず、内型枠の隅々までコンクリートの投入を容易に制御することができる。また、遠心母型の回転を止めたり、供給装置を交換することなく、多種類の任意のコンクリートを任意の量だけ投入することができる画期的な製造方法である。
【００１１】
上記本発明方法を好適に実施することができる本発明の装置は、コンクリート製品成型用内型枠を内部に取付けた遠心母型と、該遠心母型内に位置し、該遠心母型と同心に回転するコンクリート供給装置と、該供給装置からの供給量を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする遠心成型コンクリート製品の製造装置である。
【００１２】
上記遠心成型コンクリート製品の製造装置において、前記制御装置は、遠心母型の回転速度と供給装置の回転速度に微小速度差を付与すると共に、供給装置の供給口のゲートの開閉を制御し、各内型枠内に供給するコンクリート供給量を制御する制御装置を備えた遠心成型コンクリート製品の製造装置とすると好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、遠心成型により、単層又は多層構造の高強度、高精度のコンクリート製品を容易に製造することができるようになり、寄与するところが大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施例の遠心成型コンクリート製品の製造装置を示す正面図である。
【００１６】
本発明の遠心成型コンクリート製品の製造装置１は、遠心母型１０内に複数の内型枠１１を取り付け固定し、内型枠１１にコンクリートを供給し、遠心母型１０を回転してコンクリートに遠心力を付与して、セグメント等を製造する形式のものである。コンクリートを混練する供給装置３０は、供給口３２を備え、遠心母型１０の内部に取付けられた内型枠１１内に混練されたコンクリートを供給する。
【００１７】
遠心母型１０は２個の駆動ローラ１２上に載置されており、モータ１３により矢印１４方向に回転し、内型枠１１内のコンクリートに遠心力を付与する。付与する遠心力の大きさは１．５ｇ〜６ｇ（ｇは重力の加速度）である。さらに好ましくは２．５〜４．５ｇである。この遠心力値を与える回転数で遠心母型１０を回転させ、供給装置３０の供給口３２を遠心母型１０内に前進挿入し、供給口３２を回転させ、その回転速度を遠心母型１０の回転速度にほぼ同調する速度に粗調整する。すなわち遠心母型１０内の内型枠１１上を供給口３２が僅差の相対速度で移動することになる。この相対速度差は±１５ｃｍ／ｓｅｃとすればよく、さらに好ましくは±５ｃｍ／ｓｅｃになるように微調整し、コンクリート供給装置３０から内型枠１１内にコンクリートを供給する。
【００１８】
図２にコンクリート供給装置３０の縦断面図を示した。コンクリート供給装置３０は、コンクリートホッパ３１を備え、このホッパ３１内に撹拌パドル３６を備えている。撹拌パドル３６はモータ３６ａにより回転され、安定したコンクリートをスクリューコンベア３７に供給する。ホッパ３１の下部には１条又は多条のスクリューコンベア３７が設けられている。
【００１９】
図４は１個のホッパ３１と１条のスクリューコンベア３７とからなる装置の横断面図、図３は２個のホッパ３１と２条のスクリューコンベア３７を例示したものである。
【００２０】
スクリューコンベア３７はホッパ３１の下部部分のスクリュー羽根のピッチより送出先側のスクリュー羽根のピッチを大きくし、コンクリートの搬送をスムーズに出来るようにするとよい。このスクリュー羽根のピッチの比は１．１〜１．３が適切である。こうすると、スクリューコンベア３７の最先端から押し出されるコンクリートが締まるのを防止すると共に、細分化したコンクリート流を実現することができる。
【００２１】
スクリューコンベア３７の先端には、モーター３８によって歯車３９を介して回転する供給口３２が設けられている。供給口３２は、回転半径の外向き方向に開口しており、コンクリートを半径方向に外向きに放出する。供給口３２はバランスウエイト３２ａを備えると共に、供給口先端には、作業開始前と作業終了後にアクチュエータ３５によって開閉される開閉ゲート３４（図１参照）を備えている。また供給口３２の内部にスクリューコンベア３７より押し出されたコンクリートを細分断する掻き出し羽根が斜め螺旋状に取り付けられ（図示省略）、コンクリートを投入口３２に向かわせるようになっている。供給口３２の内部では同時に回転による遠心力の作用も受けるのでコンクリートは細分断化された流れとして供給口３２より放射され遠心母型１０内の内型枠１１内に投入される。
【００２２】
内型枠１１は、図１に示すように、異なる周方向寸法を有する複数の型枠を相互間隔をあけて遠心母型１０内に取付けられている。これらの内型枠の大きさ及び配置により、供給装置３０からのコンクリートの投入パターンが決定される。制御装置５０はこのパターンに合わせてスクリューコンベア３７の運転停止を制御する。すなわち図１に示すコンクリート投入区間ａ1  ａ2  ａ3  ａ4  と、コンクリート投入中止区間；ｂ1  ｂ2  ｂ3  ｂ4 の配列条件を制御装置５０に入力し、コンクリート投入パターンを決定しておく。
【００２３】
制御装置５０は遠心母型１０の回転速度とその内半径とコンクリートの粘性とにより、コンクリートの内型枠１１内への流下到達時間に時間差が生ずるので、それを考慮した制御を行う。
【００２４】
コンクリート供給装置３０の下部にはその高さ調整用の昇降機構４０を備えている。これは、コンクリート供給装置３０のスクリューコンベア２７の筒中心と遠心母型１０の中心を一致させる必要があるからである。同時に、供給装置３０の芯ぶれと安定のため、昇降機構４０はレール４１を抱き込む形式でレールを上下に挟む走行車輪４２を備えている。
【００２５】
コンクリート供給量の計測は供給口３２内に、例えば、インパクト流量計等を設け、各内型枠１１への実投入重量を計測する。この流量計からの入力信号に基づき、制御装置５０は設計投入パターンと実際投入量とを比較し、スクリューコンベア３７の回転数制御の補正を行う。
【００２６】
制御装置５０は遠心母型１０の回転駆動モータ１３、内型枠１１の寸法や配列、供給口３２の回転モータ３８、開閉ゲート３４の開閉装置３５からのデータを入力し、制御信号を出力する。
【００２７】
本発明装置によれば、コンクリート供給量を正確に制御することができるので、コンクリート製品は厚さ方向および幅方向に多種類の材料による積層または、区画製造が可能となる。
【００２８】
コンクリートの投入が完了すれば、通常の遠心力成型法に従い製品の製造を行う。
【００２９】
本発明では、分割タイプの遠心成型品、例えば、トンネルライニング用コンクリート製品、テラゾウ（人工大理石ブロック）、曲面ライナ、縁石、側溝蓋等を容易に製造することができる。
【００３０】
また、図５、図６に示すような異種材料５１、５２の積層製品やサンドイッチ成型品、例えば、コンクリート、レジンコンクリート、繊維入りコンクリート、耐火コンクリート、耐酸コンクリート、防菌コンクリート等の任意の種類の材料を任意寸法に組み合わせた成型品を遠心成型することも可能となった。
【００３１】
さらに、この方式を応用して湾曲したコンクリートの内面側の吸引脱水仕上げ、表面ＶＢ仕上げ、表面ならし仕上げが可能となり、また、内部に昇降ステップ金物を取付けたままのマンホールリング等の遠心成型を実現することができる。
【００３２】
本発明によれば、コンクリートの内型枠内への一定量投入ができるので製品コンクリート製品の厚さが正確となる。また、図７、図８に示すように、例えばセグメント５５の内面、外面、又は中間層に必要な性状の異種材料５３、５４の所要量を正確に配置することができる。これにより製品表面の高強度化、耐熱性の向上、耐摩耗性の向上、軽量化、美観面の形成、着色表面の形成、模様デザインの付加など、加工自由度の向上を図ることができる
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例の遠心成型枠の全体正面図である。
【図２】実施例のコンクリート供給装置の縦断面図である。
【図３】２連のスクリューコンベアの横断面図である。
【図４】１連のスクリューコンベアの横断面図である。
【図５】２層製品（コンクリート製品）の例を示す横断面図である。
【図６】２層製品（コンクリート製品）の例を示す横断面図である。
【図７】周囲に異種材を配設したコンクリート製品の例を示す平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】従来技術の説明図である。
【図１０（ａ）】従来技術の説明図である。
【図１０（ｂ）】従来技術の説明図である。
【図１０（ｃ）】従来技術の説明図である。
【図１０（ｄ）】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    遠心成型コンクリート製品の製造装置
１０    遠心母型
１１    内型枠
１２    駆動ローラ
１３    モータ
１４    矢印
３０    コンクリート供給装置
３１    ホッパ
３２    供給口
３３    矢印
３４    開閉ゲート
３５    アクチュエータ
３６    撹拌パドル
３６ａ、３７ａ    モータ
３７    スクリューコンベア
３８    モーター
３９    歯車装置
４０    昇降機構
４１    レール
４２    走行車輪
５０    制御装置
５１、５２    異種材料
５３、５４    異種材料
５５    セグメント
【図１】
2005186443.tif 000003
【図２】
2005186443.tif 000004
【図３】
2005186443.tif 000005
【図４】
2005186443.tif 000006
【図５】
2005186443.tif 000007
【図６】
2005186443.tif 000008
【図７】
2005186443.tif 000009
【図８】
2005186443.tif 000010
【図９】
2005186443.tif 000011
【図１０（ａ）】
2005186443.tif 000012
【図１０（ｂ）】
2005186443.tif 000013
【図１０（ｃ）】
2005186443.tif 000014
【図１０（ｄ）】
2005186443.tif 000015