(57)【要約】【課題】  硬化した流動コンクリートを成形用型から容易に外せるようにする。【解決手段】  内枠１と外枠２とを備えた成形用型に流動コンクリートを注入し、流動コンクリート硬化後に成形用型を外す中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、コンクリートの被成形物１０と内枠１とを剥離させると共に内枠１を移動させる剥離移動手段３を備え、内枠１は、初期形状と温度付与による内枠１の形状変化の脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、初期形状から脱型時形状への形状変化の際、内枠１にひずみエネルギーを蓄積するための内枠スリット１２を有するエネルギー蓄積構造を備え、剥離移動手段３は、温度付与で内枠１を初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金スプリング４と、内枠１自身に蓄積されたひずみエネルギーによって、内枠１が初期形状に復元することを可能ならしめる内枠締付具５とを備えて構成される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外枠と内枠とを備えた成形用型枠に流動コンクリートを注入し、流動コンクリートが硬化した後に成形用型枠を外してコンクリートの被成形物を製造する中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、
内枠と係合し、コンクリートの被成形物と内枠とを剥離させると共に被成形物から内枠を移動させる剥離移動手段を備え、
内枠は、流動コンクリート注入時の初期形状と流動コンクリート硬化後の温度付与による内枠の形状変化の脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、該初期形状から脱型時形状への形状変化の際、内枠にひずみエネルギーを蓄積するためのスリットを有するエネルギー蓄積構造を備え、
剥離移動手段は、
外部からの温度付与で内枠を前記初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金部材と、
形状記憶合金部材を保持すると共に、内枠に形成された係合部材と係合し、内枠の脱型が終了した後、前記内枠の該初期形状から脱型時形状への形状変化の際の型材質自身に蓄積されたひずみエネルギーによって、内枠が初期形状に復元することを可能ならしめる保持係合手段とを備え、
形状記憶合金部材への温度付与前と温度付与後とで内枠の初期形状と脱型時形状との可逆的型変形によって、成形用型枠の形状を変化させ、コンクリートの被成形物を製造することが可能なようにしたことを特徴とする中空部をもつコンクリート製品の成形用型。
【請求項２】
外枠と内枠とを備えた成形用型枠に流動コンクリートを注入し、流動コンクリートが硬化した後に成形用型枠を外してコンクリートの被成形物を製造する中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、
内枠と係合し、コンクリートの被成形物と内枠とを剥離させると共に被成形物から内枠を移動させる剥離移動手段を備え、
内枠は、流動コンクリート注入時の初期形状と流動コンクリート硬化後の温度付与による内枠の形状変化の脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、該初期形状から脱型時形状への形状変化の際、内枠にひずみエネルギーを蓄積するためのスリット及び該スリットに装填された軟質弾性体を有するエネルギー蓄積構造を備え、
剥離移動手段は、
外部からの温度付与で内枠を前記初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金部材と、
形状記憶合金部材を保持すると共に、内枠に形成された係合部材と係合し、内枠の脱型が終了した後、前記内枠の該初期形状から脱型時形状への形状変化の際の前記軟質弾性体に蓄積されたひずみエネルギーによって、内枠が初期形状に復元することを可能ならしめる保持係合手段とを備え、
形状記憶合金部材への温度付与前と温度付与後とで内枠の初期形状と脱型時形状との可逆的型変形によって、成形用型枠の形状を変化させ、コンクリートの被成形物を製造することが可能なようにしたことを特徴とする中空部をもつコンクリート製品の成形用型。
【請求項３】
外枠と内枠とを備えた成形用型枠に流動コンクリートを注入し、流動コンクリートが硬化した後に成形用型枠を外してコンクリートの被成形物を製造する中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、
内枠と係合し、コンクリートの被成形物と内枠とを剥離させると共に被成形物から内枠を移動させる剥離移動手段を備え、
内枠は、流動コンクリート注入時の初期形状と流動コンクリート硬化後の温度付与による内枠の形状変化の脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、該初期形状から脱型時形状への形状変化の際、内枠にひずみエネルギーを蓄積するための複数の内枠構成部材及び内枠を形成する内枠構成部材の内枠の各結合部分にそれぞれ配設された軟質弾性体を有するエネルギー蓄積構造を備え、
剥離移動手段は、
外部からの温度付与で内枠を前記初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金部材と、
形状記憶合金部材を保持すると共に、内枠に形成された係合部材と係合し、内枠の脱型が終了した後、前記内枠の該初期形状から脱型時形状への形状変化の際の前記内枠構成部材の各結合部にそれぞれ配設された軟質弾性体に蓄積のひずみエネルギーによって、内枠が初期形状に復元することを可能ならしめる保持係合手段とを備え、
形状記憶合金部材への温度付与前と温度付与後とで内枠の初期形状と脱型時形状との可逆的型変形によって、成形用型枠の形状を変化させ、コンクリートの被成形物を製造することが可能なようにしたことを特徴とする中空部をもつコンクリート製品の成形用型。
【請求項４】
前記軟質弾性体は、汎用ゴム、シリコーンゴムを含む均質軟質弾性体、該均質軟質弾性体の間に薄板金属、網状金属または汎用プラスチック、強化プラスチック、繊維、織物の硬質弾性体が層状に複合された層状軟質弾性体、又はスポンジゴムを含む発泡軟質弾性体が用いられてなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の中空部をもつコンクリート製品の成形用型。
【請求項５】
外枠と内枠とを備えた成形用型枠に流動コンクリートを注入し、流動コンクリートが硬化した後に成形用型枠を外してコンクリートの被成形物を製造する中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、
内枠および外枠と係合し、コンクリートの被成形物と内枠および外枠の各接触面とを剥離させると共に被成形物を内枠および外枠から移動させる剥離移動手段を備え、
剥離移動手段は、
外部からの温度付与で、内枠と外枠とで形成される空間の底部に可動自在に配設された可動リング板を移動させるため、押出し具を介し可動リング板を移動させる押出し具駆動用軟質弾性体にひずみを惹起させひずみエネルギーを蓄積させることにより、内枠および外枠と可動リング板とで形成される空間を初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金部材と、
両端末の片方がそれぞれ当接した形態で該形状記憶合金部材を内包する少なくとも２つの端末用合金保持具と、
該２つの端末用合金保持具の間に配置されるとともに形状記憶合金部材によって串ざし状に貫通されてなり、形状記憶合金部材の伸長により２つの端末用合金保持具間が伸張することで前記押出し具駆動用軟質弾性体を圧縮変形させ、該押出し具駆動用軟質弾性体に圧縮変形対応のひずみエネルギーを蓄積させる軟質弾性体と、
内枠および外枠に係合するとともに、流動コンクリート注入時の内枠および外枠と可動リング板とで形成される空間の初期形状と流動コンクリート硬化後の温度付与による形状変化した脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、前記形状記憶合金部材の形状変化で前記押出し具駆動用軟質弾性体にひずみエネルギーが蓄積され、かつ形状記憶合金部材の温度変化に基づき、押出し具駆動用軟質弾性体に蓄積されたひずみエネルギーによって、内枠および外枠と可動リング板とで形成される空間を元の形状の初期形状に復元させることを可能ならしめるエネルギー蓄積構造を備え、
形状記憶合金部材への温度付与前と温度付与後および外部からの形状記憶合金部材の強制圧縮とで内枠および外枠と可動リング板とで形成される空間の初期形状と脱型時形状との可逆的型変形によって、成形用型枠の形状を変化させ、コンクリートの被成形物を製造することが可能なようにしたことを特徴とする中空部をもつコンクリート製品の成形用型。
【請求項６】
外枠と内枠とを備えた成形用型枠に流動コンクリートを注入し、流動コンクリートが硬化した後に成形用型枠を外してコンクリートの被成形物を製造する中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、
内枠と係合し、コンクリートの被成形物と内枠とを剥離させると共に被成形物から内枠を移動させる剥離移動手段を備え、
剥離移動手段は、
外部からの温度付与で、内枠にひずみを惹起させひずみエネルギーを蓄積させることにより、内枠を初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金部材と、両端末の片方がそれぞれ当接した形態で該形状記憶合金部材を内包する少なくとも２つの形状記憶合金保持具と、２つの形状記憶合金保持具の間に配置されるとともに形状記憶合金部材によって串ざし状に貫通されてなり、２つの形状記憶合金保持具間が圧縮されたとき形状記憶合金部材とともに圧縮されて圧縮変形エネルギーを蓄積する軟質弾性体とを備えた形状記憶合金ユニットと、
内枠と係合するとともに、流動コンクリート注入時の初期形状と流動コンクリート硬化後の温度付与による内枠の形状変化の脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、前記形状記憶合金ユニットの形状変化で内枠自身にひずみエネルギーが蓄積され、かつ形状記憶合金部材の温度変化に基づき、内枠自身に蓄積されたひずみエネルギーによって、内枠が初期形状に復元することを可能ならしめるエネルギー蓄積構造とを備え、
形状記憶合金部材への温度付与前と温度付与後および外部からの形状記憶合金ユニットの強制圧縮とで内枠の初期形状と脱型時形状との可逆的型変形によって、成形用型枠の形状を変化させ、コンクリートの被成形物を製造することが可能なようにしたことを特徴とする中空部をもつコンクリート製品の成形用型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空部をもつコンクリート製品の成形工程が完了した後に使用した成形型、特に内型をコンクリート製品から容易に分離・除外（以下「脱型」という）でき、次のコンクリート製品の製造に備え、その成形型を初期の形状、寸法に回復が容易に行われるようにした成形用型に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空部をもつコンクリート製品のその成形を終えた型を脱型しようとするとき、型または型部品を取り出すスペースのある外型は比較的容易に脱型することが出来るが、取り出すスペースがないか、あっても極めて限定されたスペースしかない内型（中子ともいう）の場合はその脱型が極めて困難である。
【０００３】
従来、中空部をもつコンクリート製品を成形する場合の成形用型は金型、木型、プラスチック型、ＦＲＰ型等がある。その中心をなす金型は鉄鋼製が主体であるが、成形完了後、製品は硬化、収縮するためその脱型が極めて困難となる。そのため従来の例えば、金型はいわゆる割型と呼ばれる多数の部材からなる型であり、これら多数の部材を連結するカムやリンク機構およびボルト・ ナット等の締結部品からなる複雑な構造となっている。その上、少しでも脱型を容易にさせようとして離型剤を塗布したりしている。
【０００４】
また、従来公知技術として、中空部をもつコンクリート製品の成形工程が完了した後に使用した型、特に内型（中子）を製品から脱型する作業を容易にすることが可能な成形用型として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。すなわち、中空コンクリート製品製造時に用いる中子を製品寸法より数％小さく形状記憶された鉄系形状記憶合金で形成し、その内側に２〜５ｋｇ／ｍｍ2 の水圧をかけて製品寸法まで拡張させて中子とし、コンクリート注型を行い、コンクリートの凝固後、１００°Ｃ以上好ましくは２００°Ｃ以上に加熱して形状回復させてコンクリートと中子の間に数％の間隙を生じせしめて脱型するようにしたものである。
【特許文献１】特開平９−１９３１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術は、成形用型を構成するために多数の部品とそれら部品を結合するための多くのボルト・ ナットやカム、リンク等の各種部品からなる極めて複雑な構造である上に、各種の離型剤の使用を試みてはいるが満足すべき結果が得られていないのが現状である。すなわち脱型の困難さは作業能率の低下と製品の品質・性能の低下を招き、構成部品点数の多さは型価格の上昇を招いている。
【０００６】
また公知技術としての特許文献１に記載されたものでは、（１）当該内枠は中子として使用される前に内圧をかけた拡張処理が必要とされ、しかもこの処理が毎回必要であること。このことは作業能率の著しい低下を招き、生産性向上と製品コスト低減の目的に反する。（２）中子が内圧をかけられて拡張させられた後、内圧を除去されたときにどの程度の寸法に落ち着くか不明なことで、このことは寸法精度の低下を招き製品品質向上と製品性能向上の目的に反する。（３）中子全体を鉄系形状記憶合金で形成しなければならないとされているが、このことは曲面加工、深絞り加工、溶接加工等の形状記憶合金には不適とされる各種加工が必要となる上に、必要な寸法仕様の素材入手が困難であるか、または特注品として入手可能としても極めて高価なものとなってしまう。特にコントリート製品が大きくなると、中子全体を鉄系形状記憶合金で形成しなければならない構造であるので、高価なものとなってしまう。（４）中子の形状回復に１００°Ｃ以上好ましくは２００°Ｃ以上の高温が必要なこと。これでは製品コンクリートの内側のみを加熱することになるので、不均一加熱による製品コンクリートのクラックが発生してしまう。因みに、該特許文献１の段落〔０００３〕には「コンクリートと鉄鋼とは、線膨張係数がほぼ同じである……。」と記述されているので、コンクリートの熱膨張率は無視できるほど小さくなく、不均一加熱によるクラック発生が避けられない。（５）実用レベルの作業能率を得るためには高周波誘導加熱が必要なこと。このことは型構成の大掛かり化を招き、型価格の低減と簡易化の目的に反する。
【０００７】
本発明は、以上のような状況に鑑みて、従来技術が抱えている問題点を解決したものであり、型を構成する部品点数低減による型価格低減と共に、脱型作業の効率化を図り、よって製品の低価格化を実現することができる中空部をもつコンクリート製品の成形用型を提供することを目的としている。
【０００８】
本発明はこれら極めて限定されたスペースであっても内型の脱型にも極めて有効な手法を提供するものであり、その原理は成形時寸法（製品寸法）と脱型時寸法に必要量の寸法差を生じさせることである。すなわち、内型の場合、脱型時の型寸法は成形時の型寸法よりも小さくなるように変化させればよい。
【０００９】
脱型時に必要とされるこのような型寸法の変化をＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金の形状復元力を利用して発現させると共に、脱型が終了した後、型を元の形状・寸法に戻すのに、型材自身に蓄えられたひずみエネルギー、または型材自身と型に形成されたスリットに充填される軟質弾性体に蓄えられたひずみエネルギー、ならびに複数に分割される型の結合部に配設される軟質弾性体に蓄えられたひずみエネルギーを使うことによって、Ｔｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金に温度変化を与えるだけで可逆的形状・寸法変化を発現することが可能な機能を具備した中空部をもつコンクリート成形用型を提供するのが本願発明の目的であり、特徴である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、本願発明は、Ｔｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金に温度変化を与えるだけで脱型時形状と初期形状との間で可逆的な形状変化が可能な、従って温度変化を与える以外の人為的操作が不要な、極めて高性能・高機能な中空部をもつコンクリート製品の成形用型である。その手段の概略は、型本体の一部に切込み（スリット）を設け、そのスリットに型本体の材質よりはるかに軟質な弾性体を装填する構成か、何も装填しない場合はそのスリットを薄板スリーブまたはテープ等で覆う構成とする。または型を複数部分に分割してその結合部分には軟質弾性体を介在させた構成とする。そして型を脱型時形状と初期形状との間で可逆的に変形させる手段としては、Ｔｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金の温度変化による相変態に伴う弾性率変化によって生じる形状回復力、および型または型構成材としての軟質弾性体に蓄えられるひずみエネルギーを利用する。
【００１１】
すなわち、Ｔｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金はオーステナイト状態（以下「高温状態」という）とマルテンサイト状態（以下「低温状態」という）とでその弾性率（ヤング率またはせん断係数）が著しく変化するが、通常、前者は後者の３〜１０倍であり、この相違に着眼したものである。
【００１２】
例えば、高温状態の弾性率が低温状態の弾性率の５倍であるようなＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金部材を有するような型枠、すなわち成型用型において、該Ｔｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金部材の形状変化が該成型用型の形状変化に連動するような構造となっているとき、低温状態では所要の形状、つまり流動コンクリート注型状態の形状になっているときに、該成型用型に対する流動コンクリートの注型およびその硬化工程が完了した後、該Ｔｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金部材が高温状態に温度変化を受けると、予め記憶されている形状に回復しようとするが、このとき上述の如く弾性率も５倍に変化し、したがって、低温時に働いていた力の５倍の力で形状回復しようとするから、内枠材質または型構成材としての軟質弾性体を変形させると共に、該内枠材質または該軟質弾性体にはその変形量に応じたひずみエネルギーが蓄えられる。
【００１３】
ただし、許容変形量はいずれも弾性限度内であり、内枠材料は通常鋼鉄製であるからその弾性限度は、該軟質弾性体の弾性限度よりははるかに小さい。この状態で脱型することによって、１回の成形工程が完了する。
【００１４】
次に、該Ｔｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金部材が低温状態まで冷却されると、弾性率も元の値（高温時の１/ ５倍）に低下するから該型材質または該軟質弾性体の弾性復元力（変形させられる前の形に戻ろうとする力）に負けて該型材質または該軟質弾性体の元の形状（低温時の形状）に戻される。該弾性復元力を発生させるために該型材質または該軟質弾性体に蓄えられたひずみエネルギーが使われる。
【００１５】
なお、マルテンサイト相からオーステナイト相への変態温度は逆変態温度と呼ばれ、逆変態温度は熱処理の温度と時間とによって調節可能である。
【００１６】
そこで、本発明の中空部をもつコンクリート製品の成形用型は、
外枠と内枠とを備えた成形用型枠に流動コンクリートを注入し、流動コンクリートが硬化した後に成形用型枠を外してコンクリートの被成形物を製造する中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、
内枠と係合し、コンクリートの被成形物と内枠とを剥離させると共に被成形物から内枠を移動させる剥離移動手段を備え、
内枠は、流動コンクリート注入時の初期形状と流動コンクリート硬化後の温度付与による内枠の形状変化による脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、該初期形状から脱型時形状への形状変化の際、内枠にひずみエネルギーを蓄積するためのスリットを有するエネルギー蓄積構造を備え、
剥離移動手段は、
外部からの温度付与で内枠を前記初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金部材と、
形状記憶合金部材を保持すると共に、内枠に形成された係合部材と係合し、内枠の脱型が終了した後、前記内枠の該初期形状から脱型時形状への形状変化の際の型材質自身に蓄積されたひずみエネルギーによって、内枠が初期形状に復元することを可能ならしめる保持係合手段とを備え、
形状記憶合金部材への温度付与前と温度付与後とで内枠の初期形状と脱型時形状との可逆的型変形によって、成形用型枠の形状を変化させ、コンクリートの被成形物を製造することが可能なようにしたことを特徴としている。
【００１７】
また本発明の中空部をもつコンクリート製品の成形用型は、
外枠と内枠とを備えた成形用型枠に流動コンクリートを注入し、流動コンクリートが硬化した後に成形用型枠を外してコンクリートの被成形物を製造する中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、
内枠と係合し、コンクリートの被成形物と内枠とを剥離させると共に被成形物から内枠を移動させる剥離移動手段を備え、
内枠は、流動コンクリート注入時の初期形状と流動コンクリート硬化後の温度付与による内枠の形状変化の脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、該初期形状から脱型時形状への形状変化の際、内枠にひずみエネルギーを蓄積するためのスリット及び該スリットに装填された軟質弾性体を有するエネルギー蓄積構造を備え、
剥離移動手段は、
外部からの温度付与で内枠を前記初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金部材と、
形状記憶合金部材を保持すると共に、内枠に形成された係合部材と係合し、内枠の脱型が終了した後、前記内枠の該初期形状から脱型時形状への形状変化の際の前記軟質弾性体に蓄積されたひずみエネルギーによって、内枠が初期形状に復元することを可能ならしめる保持係合手段とを備え、
形状記憶合金部材への温度付与前と温度付与後とで内枠の初期形状と脱型時形状との可逆的型変形によって、成形用型枠の形状を変化させ、コンクリートの被成形物を製造することを可能なようにしたことを特徴としている。
【００１８】
また本発明の中空部をもつコンクリート製品の成形用型は、
外枠と内枠とを備えた成形用型枠に流動コンクリートを注入し、流動コンクリートが硬化した後に成形用型枠を外してコンクリートの被成形物を製造する中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、
内枠と係合し、コンクリートの被成形物と内枠とを剥離させると共に被成形物から内枠を移動させる剥離移動手段を備え、
内枠は、流動コンクリート注入時の初期形状と流動コンクリート硬化後の温度付与による内枠の形状変化の脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、該初期形状から脱型時形状への形状変化の際、内枠にひずみエネルギーを蓄積するための複数の内枠構成部材及び内枠を形成する内枠構成部材の内枠の各結合部分にそれぞれ配設された軟質弾性体を有するエネルギー蓄積構造を備え、
剥離移動手段は、
外部からの温度付与で内枠を前記初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金部材と、
形状記憶合金部材を保持すると共に、内枠に形成された係合部材と係合し、内枠の脱型が終了した後、前記内枠の該初期形状から脱型時形状への形状変化の際の前記内枠構成部材の各結合部にそれぞれ配設された軟質弾性体に蓄積のひずみエネルギーによって、内枠が初期形状に復元することを可能ならしめる保持係合手段とを備え、
形状記憶合金部材への温度付与前と温度付与後とで内枠の初期形状と脱型時形状との可逆的型変形によって、成形用型枠の形状を変化させ、コンクリートの被成形物を製造することを可能なようにしたことを特徴としている。
【００１９】
そして前記軟質弾性体は、汎用ゴム、シリコーンゴムを含む均質軟質弾性体、該均質軟質弾性体の間に薄板金属、網状金属または汎用プラスチック、強化プラスチック、繊維、織物の硬質弾性体が層状に複合された層状軟質弾性体、又はスポンジゴムを含む発泡軟質弾性体が用いられる。
【００２０】
また本発明の中空部をもつコンクリート製品の成形用型は、
外枠と内枠とを備えた成形用型枠に流動コンクリートを注入し、流動コンクリートが硬化した後に成形用型枠を外してコンクリートの被成形物を製造する中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、
内枠および外枠と係合し、コンクリートの被成形物と内枠および外枠の各接触面とを剥離させると共に被成形物を内枠および外枠から移動させる剥離移動手段を備え、
剥離移動手段は、
外部からの温度付与で、内枠と外枠とで形成される空間の底部に可動自在に配設された可動リング板を移動させるため、押出し具を介し可動リング板を移動させる押出し具駆動用軟質弾性体にひずみを惹起させひずみエネルギーを蓄積させることにより、内枠および外枠と可動リング板とで形成される空間を初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金部材と、
両端末の片方がそれぞれ当接した形態で該形状記憶合金部材を内包する少なくとも２つの端末用合金保持具と、
該２つの端末用合金保持具の間に配置されるとともに形状記憶合金部材によって串ざし状に貫通されてなり、形状記憶合金部材の伸長により２つの端末用合金保持具間が伸張することで前記押出し具駆動用軟質弾性体を圧縮変形させ、該押出し具駆動用軟質弾性体に圧縮変形対応のひずみエネルギーを蓄積させる軟質弾性体と、
内枠および外枠に係合するとともに、流動コンクリート注入時の内枠および外枠と可動リング板とで形成される空間の初期形状と流動コンクリート硬化後の温度付与による形状変化した脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、前記形状記憶合金部材の形状変化で前記押出し具駆動用軟質弾性体にひずみエネルギーが蓄積され、かつ形状記憶合金部材の温度変化に基づき、押出し具駆動用軟質弾性体に蓄積されたひずみエネルギーによって、内枠および外枠と可動リング板とで形成される空間を元の形状の初期形状に復元させることを可能ならしめるエネルギー蓄積構造を備え、
形状記憶合金部材への温度付与前と温度付与後および外部からの形状記憶合金部材の強制圧縮とで内枠および外枠と可動リング板とで形成される空間の初期形状と脱型時形状との可逆的型変形によって、成形用型枠の形状を変化させ、コンクリートの被成形物を製造することが可能なようにしたことを特徴としている。
【００２１】
また本発明の中空部をもつコンクリート製品の成形用型は、
外枠と内枠とを備えた成形用型枠に流動コンクリートを注入し、流動コンクリートが硬化した後に成形用型枠を外してコンクリートの被成形物を製造する中空部をもつコンクリート製品の成形用型において、
内枠と係合し、コンクリートの被成形物と内枠とを剥離させると共に被成形物から内枠を移動させる剥離移動手段を備え、
剥離移動手段は、
外部からの温度付与で、内枠にひずみを惹起させひずみエネルギーを蓄積させることにより、内枠を初期形状から脱型時形状に変化させるＴｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金部材と、両端末の片方がそれぞれ当接した形態で該形状記憶合金部材を内包する少なくとも２つの形状記憶合金保持具と、２つの形状記憶合金保持具の間に配置されるとともに形状記憶合金部材によって串ざし状に貫通されてなり、２つの形状記憶合金保持具間が圧縮されたとき形状記憶合金部材とともに圧縮されて圧縮変形エネルギーを蓄積する軟質弾性体とを備えた形状記憶合金ユニットと、
内枠と係合するとともに、流動コンクリート注入時の初期形状と流動コンクリート硬化後の温度付与による内枠の形状変化の脱型時形状との２態様が可逆的に可能で、前記形状記憶合金ユニットの形状変化で内枠自身にひずみエネルギーが蓄積され、かつ形状記憶合金部材の温度変化に基づき、内枠自身に蓄積されたひずみエネルギーによって、内枠が初期形状に復元することを可能ならしめるエネルギー蓄積構造とを備え、
形状記憶合金部材への温度付与前と温度付与後および外部からの形状記憶合金ユニットの強制圧縮とで内枠の初期形状と脱型時形状との可逆的型変形によって、成形用型枠の形状を変化させ、コンクリートの被成形物を製造することが可能なようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
Ｔｉ- Ｎｉ系の形状記憶合金に温度変化を与えるだけで、脱型時形状と初期形状との間で可逆的な形状変化が可能な、従って温度変化を与える以外の人為的操作が不要な、極めて高性能、高機能な中空部をもつコンクリート製品の成形用型が実現し、コンクリート製品の製造作業が容易となる。
【００２３】
型枠全体に高価な形状記憶合金を用いることを要しないので、そしてその構造も簡単な構成であるので、安価な中空部をもつコンクリート製品の成形用型となる。
【００２４】
型構成材料としての形状記憶合金に温度変化を与えればよく、型枠自身を含めた型全体に対し温度変化させる必要は必ずしもないので、中空部をもつコンクリート製品の寸法を精度良く製造するための成形用型を容易に設計することができ、コンクリート製品の寸法が高精度なものとなる。
【００２５】
型枠自身が形状記憶合金で構成されていないので、形状記憶合金に与える温度変化、特に加熱を付与するのに大掛かりな装置が不要となる利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態を図１〜図２０に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の一実施例円筒用型の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図を示している。
【００２８】
中空円筒状コンクリートを製造する場合の図１、図２において、１は内枠（中子）、２は外枠、３は剥離移動手段、４は形状記憶合金スプリング、５は内枠締付具、６は軟質弾性体、７はスプリング軸、８は外枠密封用金具、９は外枠密封用ボルト、１０は被成形物である。
【００２９】
中空円筒状コンクリートの被成形物１０を製造するに当たり、その外径、内径、長さを決定する内枠１、外枠２は、例えば鋼鉄部材が用いられ、外枠２を構成する円筒のその軸方向に外枠スリット部１１が設けられている。
【００３０】
外枠２は、図１図示の如く、該外枠スリット部１１を中にした形態で外枠密封用金具８が設けられており、外枠密封用金具８に取り付けられている外枠密封用ボルト９をねじ廻しすることにより、該外枠スリット部１１の開閉、特に流動コンクリートの漏洩防止の密封と硬化された被成形物１０の容易な型外しのための開放との役割を可能ならしめるように構成されている。
【００３１】
内枠１の内径面には、その軸心方向に２つの内枠スリット形成部１３が形成されていると共に、この２つの内枠スリット形成部１３の部分の内枠１に図１図示の如く、断面が軟質弾性体６と同じ形状の内枠スリット１２が設けられている。そして内枠１の内部には、該内枠１の長さに応じて複数個の剥離移動手段３が内枠スリット１２に沿い適宜の位置に配設されている。
【００３２】
内枠１に形成された内枠スリット１２には軟質弾性体６が嵌め込まれ、流動コンクリートが内枠１の内部側へ漏洩されないようになっている。該軟質弾性体６の断面は矢印型が用いられているが、この矢印型は、軟質弾性体６が内枠スリット１２から外れないための形状である。
【００３３】
軟質弾性体６のその材質は汎用ゴム、発泡材（スポンジゴムなど）、シリコーンゴム等の均質軟質弾性体を用いる場合と、この均質軟質弾性体の間に、薄板金属、網状金属または汎用プラスチック、強化プラスチック、繊維、織物等の硬質弾性体が層状に複合された層状軟質弾性体を用いる場合とがあり、また、いずれの場合でもその長手方向に垂直な断面は中実であっても中空であってもよい。
【００３４】
ここで用いられる軟質弾性体６は、該軟質弾性体６の形状変形の際に発生するひずみエネルギーを効果的に蓄積すると共に、注入されたコンクリートが内枠１内に侵入することがないように、かつ、脱型時において荷重方向と垂直方向のひずみのためにコンクリートを押付ける作用が発生して脱型の妨げにならないような、すなわち、内枠スリット形成部１３から加わる荷重方向の縦ひずみが大きく、その垂直方向の横ひずみが小さい、いわゆるポアソン比の小さい材質が選ばれる。
【００３５】
剥離移動手段３は内枠１に作用して硬化されたコンクリートの被成形物１０の接触面から内枠１を剥離、すなわち分離させると共に被成形物１０の表面から遠ざける方向への移動を起こさせ、被成形物１０の型外しを容易にせしめるものであり、その動作として内枠１に設けられた上記内枠スリット形成部１３との係合を介して押圧をすることにより、内枠スリット１２に嵌め込まれた軟質弾性体６を圧縮させて、内枠１と被成形物１０との間に隙間を発生させる。
【００３６】
すなわち、該剥離移動手段３は、２つの先端部５ｂを介して内枠スリット形成部１３と係合する内枠締付具５、ねじりコイルばねとして用いられたＴｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の形状記憶合金スプリング４、該形状記憶合金スプリング４を固定する内枠締付具５に取り付けられたスプリング軸７などで構成されている。
【００３７】
形状記憶合金スプリング４の両腕４ａとそれぞれ係合している内枠締付具５の接触部５ａが、形状記憶合金スプリング４の動作に起因して開く方向に作用すると、内枠締付具５の両先端部５ｂは内枠スリット形成部１３の押圧を介して上記軟質弾性体６を圧縮させ、内枠１は前述のコンクリートの被成形物１０の接触面から剥離、すなわち前述の分離と移動とを引起し、内枠１と被成形物１０との間に隙間を発生させるように作用する。
【００３８】
いま、形状記憶合金スプリング４の２本の腕４ａのなす角をα（図１参照）とし、形状記憶処理されるときの２本の腕４ａのなす角をβ（図１には該βは図示されていない）とすると、βは常にαより大きくなるように設定され、かつ、該形状記憶合金スプリング４が低温状態で内枠締付具５とスプリング軸７に組込むことが可能な範囲内でできるだけその差が大きく（β≫α）なるように設定される。
【００３９】
低温状態において、その２本の腕４ａのなす角がαであるような形状記憶合金スプリング４が高温状態に温度変化させられると、該形状記憶合金スプリング４の弾性率が著しく増大すると共に、形状記憶処理された角度（β）に弾性率の増大率に等しい率で増大された力で形状回復しようとするので、該形状記憶合金スプリング４の腕４ａと係合している内枠締付具５の接触部５ａを押し広げ、内枠締付具５はその先端部５ｂを閉じる方向に動作させ、先端部５ｂに係合している、すなわち噛み合わされている２つの内枠スリット形成部１３を閉じる方向に作用させる。その結果、内枠スリット１２が閉じる方向に動作して軟質弾性体６を圧縮変形させる。このとき、内枠１の直径は内枠スリット１２の閉じ量のπ（≒３. １４）分の１だけ小さくなり、その分が被成形物１０と内枠１との間に生ずる隙間となる。
【００４０】
この内枠１と軟質弾性体６の形状変化により、内枠１自身にそして軟質弾性体６にひずみエネルギーが蓄積される。この軟質弾性体６のポアソン比が小さいと、内枠スリット１２の閉じ量、すなわち軟質弾性体６の荷重方向のひずみ量に比較して被成形物１０を押付ける方向への飛出し量（ひずみ量）が小さくなるので、脱型の妨げとなるような作用を防止できる。そして、流動コンクリートの漏洩を防止しつつ大きなひずみエネルギーを軟質弾性体６に蓄積させつつ、被成形物１０と内枠１との隙間生成に大きく寄与することになる。このようにして形状記憶合金スプリング４が高温状態に保たれた状態で脱型が終了する。
【００４１】
次に、該形状記憶合金スプリング４が再び低温状態に戻されると、該形状記憶合金スプリング４の弾性率も低温状態の値に低下するので、内枠１または軟質弾性体６に蓄えられていたひずみエネルギーが使われて内枠１または軟質弾性体６の形状が元の状態に戻されると共に、該形状記憶合金スプリング４の２本の腕４ａのなす角も低温時の状態の角αに戻される。このように、内枠１の一部、すなわち形状記憶合金スプリング４またはその全部、すなわち該形状記憶合金スプリング４が取り付けられている内枠１の内部全体に温度変化を与えるだけで脱型時の形状と初期形状の間で可逆的な形状変化が可能な、従って温度変化を与える以外の人為的操作が不要な、極めて高性能、高機能な中空部をもつコンクリート製品の成形用型が実現できる。
【００４２】
しかも本発明では、内枠１の全体を高価な形状記憶合金で構成する必要は全くなく、形状記憶合金スプリング４を、内枠１の脱型駆動源として利用し、つまりＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金が有する特性に基づき、安価で済ますことができる内枠１を、てこの原理に基づく増力機構を介し脱型させるという構成を採用している。
【００４３】
因みに、前記の従来技術として公知の特許文献１に記述されている鉄系形状記憶合金の場合は、低温状態と高温状態とではその弾性率に変化がないので、本願発明のような外力操作なしの可逆的形状変化を発現させることは出来ない点で、本願発明は従来技術のものとは課題解決のための技術的思想を大いに異にしている。
【００４４】
このようにして、該成形型の内枠１は、該形状記憶合金スプリング４に用いられている形状記憶合金の相変態を伴うような温度変化を受けることによって、該内枠１の直径が可逆的に増減させられることになるが、その変化量は、内枠締付具５の先端部５ｂの変位量すなわち、内枠スリット形成部１３の変位量の１/ πである。例えば、該内枠１の直径を１ｍｍ変化させたい時は、内枠締付具５の先端部５ｂ、すなわち内枠スリット形成部１３を３. １４ｍｍだけ変化させればよい。例えば、本願発明の一実施例において用いられた形状記憶合金スプリング４の場合、高温時における弾性率は低温時のそれの約５倍程度であるから、高温時における内枠スリット形成部１３の変位量は低温時におけるそれの約５倍となる。
【００４５】
一方、脱型に必要な隙間は被成形物１０の大きさにもよるが、経験上、単位長さ（１ｍ）当たり数ｍｍとされているので、例えば、被成形物１０の長さが１ｍなら、内枠スリット形成部１３の変位量が（２〜３ｍｍ）×３．１４≒６〜９ｍｍあれば、容易に中子、すなわち内枠１を引抜くことができることになる。
【００４６】
以上説明したように本願発明によれば、〔１〕多くのボルト・ ナットやカム、リンク等を必要としないので、構造が簡単で寸法精度と価格で有利、〔２〕少なくとも形状記憶合金スプリング４の部位に温度変化を与えるだけで可逆的形状変化を発現させることができるので、内圧付加による型の拡張処理の必要がない、〔３〕型本体、すなわち内枠１や外枠２はごく汎用の構造用炭素鋼を使用し、形状記憶合金スプリング４に用いられる形状記憶合金の使用量はごく僅かであるので価格的に有利、〔４〕脱型に必要な温度は８０℃程度で十分なので不均一加熱によるクラック発生がない、〔５〕脱型に必要な熱源としては、温湯、蒸気、赤熱灯、通電ヒーター等の簡便手段で十分で、前記従来技術として公知の特許文献１に見られるような高周波誘導加熱等の高価な装置は不要である。
【実施例２】
【００４７】
図３は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例円筒用型の平面図を示している。
【００４８】
図１の場合と同様に、中空円筒状コンクリートを製造する図３において、図１と同じものは同じ符号が付されている。
【００４９】
図３において、内枠１、外枠２、剥離移動手段３、形状記憶合金スプリング４、腕４ａ、内枠締付具５、接触部５ａ、先端部５ｂ、スプリング軸７、外枠密封用金具８、外枠密封用ボルト９、被成形物１０、外枠スリット部１１、内枠スリット形成部１３は図１と同じものであるので、その説明は省略する。
【００５０】
１４はスリーブ、１５は内枠スリット、１６はスリット部、１７はシール材をそれぞれ表している。
【００５１】
内枠１の外周面はスリーブ１４で覆われた構造を有し、一般用語としてのいわゆる中子は見掛け上、本来の内枠１と該スリーブ１４とで構成された二重構造をなしていると考えてよい。また内枠１に設けられている内枠スリット１５には、図１の場合と異なり何も挿入されない構造である。
【００５２】
スリーブ１４は流動コンクリートの静水圧に耐えられる範囲で可能な限り、例えば薄い鋼板で形成される。該スリーブ１４は脱型を容易とするものであり、脱型の際には内枠１と別々に外しても良いし、内枠１と一緒に外しても良い。該スリーブ１４は、図３図示の如くスリット部１６が内枠１の軸心方向に設けられている。
【００５３】
該スリット部１６の空隙はパテその他のシール材１７で埋められる。該シール材１７をスリット部１６に埋めることにより、流動コンクリートがスリット部１６から内枠１とスリーブ１４との僅かな間隙に入り込み硬化したり、被成形物１０の内径寸法の変形や、さらには内枠スリット１５まで到達し、そこから内枠１の内側へ漏洩するのを防止するようになっている。
【００５４】
スリーブ１４の代わりにステンレス、アルミニウム、布等の粘着テープを用いてもよい。この場合、これら代替の粘着テープは内枠１の外周面に直接粘着させる。また、この場合、内枠１の外面全周をこれらのテープで覆う必要はなく、内枠スリット１５を覆う範囲のごく限られた部分であってもよい。
【００５５】
図１の場合と同様に、いま、形状記憶合金スプリング４の２本の腕４ａのなす角をα（図３参照）とし、形状記憶処理されるときの２本の腕４ａのなす角をβ（図３には該βは図示されていない）とすると、βは常にαより大きくなるように設定され、かつ、該形状記憶合金スプリング４が低温状態で内枠締付具５とスプリング軸７に組込むことが可能な範囲内でできるだけその差が大きく（β≫α）なるように設定される。
【００５６】
低温状態において、その２本の腕４ａのなす角がαであるような形状記憶合金スプリング４が高温状態に温度変化させられると、該形状記憶合金スプリング４の弾性率が著しく増大すると共に、形状記憶処理された角度（β）に弾性率の増大率に等しい率で増大された力で形状回復しようとするので、該形状記憶合金スプリング４の腕４ａと係合している内枠締付具５の接触部５ａを押し広げ、内枠締付具５の先端部５ｂを閉じさせ、先端部５ｂに係合している、すなわち噛み合わされている２つの内枠スリット１５を閉じさせる。このとき、図１で説明したのと同様に内枠１の直径は内枠スリット１５の閉じ量のπ（≒３. １４）分の１だけ小さくなり、被成形物１０と内枠１との間にはその分の隙間が生ずる。
【００５７】
すなわち、スリーブ１４が内枠１と一体として変形する場合、上述のこの隙間はすべて被成形物１０とスリーブ１４との間に生じ、スリーブ１４が内枠１と一体として変形しない場合、被成形物１０とスリーブ１４との間に生ずる隙間及び内枠１とスリーブ１４との間に生ずる隙間の合計が全隙間に等しくなる。また、内枠１が変形しているにも拘わらず、スリーブ１４が被成形物１０に密着する場合は、上述の隙間はすべてスリーブ１４と内枠１との間に生じる。そして、上記３者の何れの状態にあるかによって、スリーブ１４は内枠１と一体として外されるか、内枠１とは別々に外されるかが決まる。なお、スリーブ１４の代わりに前記の粘着テープを用いた場合、該粘着テープは内枠１と一体として外される。
【００５８】
以上のように形状記憶合金スプリング４が高温状態に保たれた状態で脱型が終了する。なお、この内枠１の形状変化により、内枠１自身にひずみエネルギーが蓄積されていることはいうまでもない。
【００５９】
次に、該形状記憶合金スプリング４が再び低温状態に戻されると、該形状記憶合金スプリング４の弾性率も低温状態の値に低下するので、内枠１に蓄えられていたひずみエネルギーが使われて内枠１の形状が元の状態に戻されると共に、該形状記憶合金スプリング４の２本の腕４ａのなす角も低温時の状態の角αに戻される。このように、内枠１の一部、すなわち形状記憶合金スプリング４またはその全部、すなわち該形状記憶合金スプリング４が取り付けられている内枠１の内部全体に温度変化を与えるだけで脱型時の形状と初期形状の間で可逆的な形状変化が可能な、従って温度変化を与える以外の人為的操作が不要な、極めて高性能、高機能な中空部をもつコンクリート製品の成形用型が実現できる。
【実施例３】
【００６０】
図４は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例円筒用型の平面図を示している。
【００６１】
図１の場合と同様に、中空円筒状コンクリートを製造する図４において、図１と同じものは同じ符号が付されている。
【００６２】
図４において、内枠（中子）１、外枠２、軟質弾性体６、外枠密封用金具８、外枠密封用ボルト９、被成形物１０、外枠スリット部１１、内枠スリット１２、内枠スリット形成部１３は図１と同じものであるので、その説明は省略する。
【００６３】
２１は剥離移動手段、２２は形状記憶合金スプリング、２３は内枠締付具を表しており、図１の剥離移動手段３、形状記憶合金スプリング４、内枠締付具５にそれぞれ対応したものである。
【００６４】
剥離移動手段２１は内枠１に作用して硬化されたコンクリートの被成形物１０の接触面から内枠１を剥離、すなわち分離させると共に被成形物１０の表面から遠ざける方向に向かう移動を起こさせ、被成形物１０の型外しを容易にせしめるものであり、その動作として上記内枠１に設けられた内枠スリット形成部１３との係合を介し押圧をすることにより、内枠スリット１２に嵌め込まれた軟質弾性体６を圧縮させて内枠１と被成形物１０との間に隙間を発生させる。
【００６５】
すなわち、該剥離移動手段２１は、２つの先端部２３ｂを介して内枠スリット形成部１３と係合する内枠締付具２３、コイルばねとして用いられた２つのＴｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の形状記憶合金スプリング２２、軸２４を中心に開閉自在に揺動する２つの開閉部材２５、内枠締付具２３を開閉自在に揺動させる形態で内枠締付具２３にこの２つの各形状記憶合金スプリング２２を固定する取付けボルト・ナットの締結部材２６などで構成されている。
【００６６】
形状記憶合金スプリング２２の動作に起因して２つの開閉部材２５が閉じる方向（図４図示の状態）に作用すると、内枠締付具２３の両先端部２３ｂは内枠スリット形成部１３の押圧を介して上記軟質弾性体６を圧縮させ、内枠１は前述の剥離と移動を引起し、内枠１と被成形物１０との間に隙間を発生させるように作用する。
【００６７】
すなわち、該コイルばね型の形状記憶合金スプリング２２は「高温伸び型スプリング」として形成されており、つまり、該形状記憶合金スプリング２２が低温時において、型構成部材としてそのコイル部分の長さＬに組込まれるとき、コイル部分の形状記憶処理長さがＬ0 でなされたとすると、Ｌ0 とＬの関係が常にＬ0 ＞Ｌとなるように形状記憶処理されるということを意味する。該形状記憶合金スプリング２２が高温状態におかれると、図1 の場合と同様に、低温状態と高温状態の弾性率比と同じ倍率の力で内枠締付具２３の２つの開閉部材２５を押付けるので、剥離移動手段２１はその力に応じて内枠スリット１２を閉じさせる方向に動作させることになる。
【００６８】
内枠１の被成形物１０からの分離メカニズムおよび内枠１の可逆的形状変化のメカニズムは図１の場合と全く同様であるので、その説明は省略する。また、軟質弾性体６の材質、その特性についても図１と同じであり、その説明も省略する。
【００６９】
なお、図４の剥離移動手段２１において、図３の構造、すなわち内枠１の外周面をスリーブ１４やその他の前述の材料で覆い、軟質弾性体６を使用しない構造とすることも可能である。
【実施例４】
【００７０】
図５は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例底付円筒用型の部分断面図を示している。
【００７１】
底付の中空円筒状コンクリートを製造する図５においても、図１と同じものは同じ符号が付されている。
【００７２】
図５において、内枠（中子）１、外枠２、剥離移動手段３、形状記憶合金スプリング４、内枠締付具５、スプリング軸７、外枠密封用金具８、外枠密封用ボルト９、被成形物１０は図１と同じものであるので、その説明は省略する。
【００７３】
そして、図５図示のものは、図１図示のものにコンクリートの底を形成すべく、内枠１の上端が外枠２の上端より短く形成され、かつ内枠１の上端面に段差付き突起２７が設けられ、該段差付き突起２７に円板状の底板２８がリング状の底板用弾性シール２９を介して載置される構造となっている。すなわち底板用弾性シール２９は、内枠１に形成の段差付き突起２７と底板２８とを介在するように配設され、成形時と脱型時における内枠１の寸法変化を十分に吸収されるべく、図１で説明の軟質弾性体６と同等の材質のもので作られている。
【００７４】
本発明に係る中空部をもつ有底円筒状コンクリート製品の成形用型にあっては、図５で説明の内枠１の上端面に段差付き突起２７が設けられ、該段差付き突起２７に円板状の底板２８が底板用弾性シール２９を介して載置される構造を、すでに説明の図３、図４のものに適用することもできる。
【００７５】
そして形状記憶合金スプリングを用いて内枠１に設けられた内枠スリット１２、１５を介して該内枠１にひずみエネルギーを蓄積させるものは、図１、図４に図示された内枠締付具５、２３の機構のものに限られるものではなく、内枠締付具５、２３と同様の機能を有するものであれば他の機構のものであっても用いることができる。
【実施例５】
【００７６】
図６は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例角筒用型の平面図、図７は図６のＢ−Ｂ断面図を示している。
【００７７】
中空角筒状コンクリートを製造する図６、図７において、３１は内枠、３２は外枠、３３は剥離移動手段、３４は形状記憶合金スプリング、３５は内枠締付具、３６は軟質弾性体、３７はスプリング軸、３８は外枠密封用金具、３９は外枠密封用ボルト、４０は被成形物、４１はスリーブをそれぞれ表している。
【００７８】
中空角筒状コンクリートの被成形物４０を製造するに当たり、その縦、横、長さを決定する内枠３１、外枠３２は、例えば鋼鉄部材が用いられ、角筒が形成される構造となっている。
【００７９】
外枠３２には、図６図示の如く、２つの外枠密封用金具３８が設けられており、外枠密封用金具３８に取り付けられている外枠密封用ボルト３９をねじ廻しすることにより、該外枠３２が完成された形状で開閉され、特に流動コンクリートの漏洩防止の密封と硬化された被成形物４０の容易な型外しのための開放との役割を可能ならしめるように構成されている。
【００８０】
更に詳細に説明すると、外枠３２は２つの外枠構成部材、すなわち同一形状の左外枠３２ａと右外枠３２ｂとの組み合わせで形成されている。そして、内枠３１は、２つの内枠構成部材、すなわち同一形状の左内枠３１ａと右内枠３１ｂとが、内枠３１の内部を斜めに横断した形態の左内枠３１ａを構成する左内枠対向部材３１ｃと右内枠３１ｂを構成する右内枠対向部材３１ｄとで軟質弾性体３６を挟んで結合した形態で、１つの型を形成する構造が用いられている。該軟質弾性体３６の片方の先端面（図６では傾斜面側）は、内枠３１の外周面を覆うスリーブ４１の内面との間に図６図示の如く空隙Ｇ（該空隙Ｇの存在を明確にするため誇張して描画されている）が設けられる。
【００８１】
内枠３１の外周面を覆うスリーブ４１は、図６図示の如く内枠３１の対角をなす２つの隅で内枠３１の軸方向にそれぞれ切れ目４２が設けられた構造となっていて、切れ目４２の空隙はパテその他のシール材４３で埋められる。
【００８２】
そして実施例２の図３で説明されている場合と同様に、スリーブ４１の代わりに、例えばステンレス、アルミニウム、布等の粘着テープを用いてもよい。この場合、これら粘着テープは内枠３１に直接粘着させる。また、この場合も注入された流動コンクリートが内枠３１の内側に漏れるのを防止する機能を有しておればよいので、内枠３１の外面全周をこれらテープで覆う必要はなく、左内枠対向部材３１ｃと右内枠対向部材３１ｄとの間に配設される軟質弾性体３６を覆う範囲のごく限られた部分であってもよい。さらに、このスリーブ４１を使用しないで軟質弾性体３６を部分的に覆う場合にも、スリーブ４１で内枠３１の外周面を覆う場合と同様、軟質弾性体３６は内枠３１の外周面に貼られたテープとの間に僅かな空隙Ｇを保った状態で配設される。
【００８３】
該空隙Ｇを確保するその理由は、脱型時において軟質弾性体３６が圧縮変形を受けたときポアソン比の影響で圧縮された方向と直角方向であるテープの方向に軟質弾性体３６が膨らんで、被成形物４０を押付けて脱型の妨げになるのを防止するためである。要するに、この空隙Ｇは、軟質弾性体３６が膨らんで伸長したとき、テープに当接するが押圧させることがない寸法に保たれ、脱型の妨げにならないようになっていればよい。この寸法は計算上、又は実験結果に基づいて定められる。なお、スリーブ４１が使用されている場合、該空隙Ｇは、軟質弾性体３６が膨らんで伸長したとき、スリーブ４１に当接するが押圧させることがない寸法となっていることは言うまでもない。
【００８４】
剥離移動手段３３は内枠３１に作用して硬化されたコンクリートの被成形物４０の接触面から内枠３１を剥離、すなわち分離させると共に被成形物４０の表面から遠ざける方向への移動を起こさせ、被成形物４０の型外しを容易にせしめるものであり、その動作として内枠締付具３５の対をなす２つの先端部３５ｂが、左内枠３１ａと右内枠３１ｂ、及び２つの軟質弾性体３６とで形成される前記内枠３１の、左内枠３１ａと右内枠３１ｂとが傾斜して対向する前記左内枠対向部材３１ｃと右内枠対向部材３１ｄとにそれぞれ設けられた楔溝部４７との係合を介し押圧をすることにより、軟質弾性体３６をそれぞれ圧縮させて内枠３１と被成形物４０との間に隙間を発生させる。
【００８５】
左内枠３１ａの左内枠対向部材３１ｃには、図７図示の如く、窓４４が設けられている。右内枠３１ｂの右内枠対向部材３１ｄについても同様にあり、該窓４４に沿って複数の剥離移動手段３３が適宜の間隔で設けられている。４５はベース盤、４６はベースシール部材である。
【００８６】
また、該剥離移動手段３３は、基本的に図１で説明した剥離移動手段３と同様の構造を有し、２つの先端部３５ｂを介して楔溝部４７と係合する内枠締付具３５、ねじりコイルばねとして用いられたＴｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の形状記憶合金スプリング３４、該形状記憶合金スプリング３４を固定する内枠締付具３５に取り付けられたスプリング軸３７などで構成されている。
【００８７】
形状記憶合金スプリング３４の両腕３４ａとそれぞれ係合している内枠締付具３５の接触部３５ａが、形状記憶合金スプリング３４の動作に起因して開く方向に作用すると、該内枠締付具３５の両先端部３５ｂは楔溝部４７の押圧を介して上記軟質弾性体３６を圧縮させ、内枠３１は、前記のコンクリートの被成形物４０の接触面から剥離、すなわち前述の分離と移動とを引起し、内枠３１と被成形物４０との間に隙間を発生させるよう作用する。
【００８８】
この内枠３１と被成形物４０との間に隙間が発生する際、軟質弾性体３６のそれぞれ、そしてこの場合、軟質弾性体３６に比べるとその値は僅かではあるが左内枠３１ａと右内枠３１ｂとのそれぞれにもひずみエネルギーが蓄積されることはいうまでもないが、その量は微小であるので無視しても差し支えないものと考えてもよい。
【００８９】
低温時において製品の仕上がり寸法を考慮した所要の寸法に設定されている内枠３１と外枠３２との間に流動コンクリートが注型され、所定の硬化工程を完了した後、該形状記憶合金スプリング３４が逆変態点温度以上に温度変化を受けると、前記説明の図１の円筒型の場合と同様に、低温状態と高温状態の弾性率比と同じ倍率の力で内枠締付具３５の先端部３５ｂを閉じさせ、左内枠３１ａと右内枠３１ｂの各楔溝部４７の部位に力を及ぼし、軟質弾性体３６を圧縮させて左内枠３１ａと右内枠３１ｂとが互いの距離を縮める。
【００９０】
すなわち、図６図示の如く、内枠３１の左内枠３１ａおよび右内枠３１ｂが型の水平面に対してγの角度で軟質弾性体３６を介して結合されているとき、該軟質弾性体３６がδの圧縮変位を生ずると、水平方向にはδx ＝δｓｉｎγ、垂直方向にはδy ＝δｃｏｓγの変位が生ずる。例えば、水平方向、垂直方向とも１ｍｍの変位を発生させるには、γ＝４５°に製作されているものとすると、該軟質弾性体３６の変位δをδ＝１／ｓｉｎ４５°＝１／ｃｏｓ４５°＝１．４１４ｍｍだけ変位させればよい。
【００９１】
このように、高温状態で脱型を行い、脱型終了後、該形状記憶合金スプリング３４が再び低温状態に戻されると、該形状記憶合金スプリング３４の弾性率も低温状態の値に低下するので軟質弾性体３６の弾性復元力に耐えられなくなると共に、軟質弾性体３６に蓄えられていたひずみエネルギーが使われて該軟質弾性体３６の形状を元の状態に戻し、内枠３１の寸法も元の状態に戻される。
【００９２】
このように人為的操作なしに温度変化のみによって、型を成型時形状と脱型時形状に可逆的に変化させることができるのは、前述の図１ないし図５に示された円筒用型の場合と同様である。そして軟質弾性体３６の材質についても同様であるので、その説明は省略する。
【００９３】
以上の説明では中空角筒状コンクリートの被成形物４０を製造する場合を説明したが、断面が四角形状を円形状に置き換えて、円筒状コンクリートの成形型としても用いることができる。
【実施例６】
【００９４】
図８は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例底付角筒用型の断面図を示している。
【００９５】
図８の底付中空角筒状コンクリートを製造する型枠は、図６、図７で説明の中空角筒状コンクリートを製造する型枠に底を形成するための型枠を設けたものであり、内枠３１、外枠３２、剥離移動手段３３、形状記憶合金スプリング３４、内枠締付具３５、スプリング軸３７、被成形物４０、スリーブ４１など図６、図７と同じ符号のものは、図８において、図６、図７で説明したものと同じと考えてよい。
【００９６】
そして、図８のものは、図６、図７図示のものにコンクリートの底を形成すべく、内枠３１の上端が外枠３２の上端より短く形成され、かつ内枠３１の上端面に段差付き突起４８が設けられ、該段差付き突起４８に長方形の底板４９が底板用弾性シール５０を介して載置される構造となっている。すなわち底板用弾性シール５０は、内枠３１に形成された段差付き突起４８と底板４９とを介在するように配設され、成形時と脱型時における内枠３１の寸法変化を十分に吸収されるべく、図１で説明の軟質弾性体６と同等の材質のもので作られている。
【００９７】
また、図７では説明を省略したが、図７の場合と同様に、ベースシール材４６はスリーブ４１の４辺外周と外枠３２の４辺内周に密着するように形成され、流動コンクリートを注型したときに外部に漏れないように配置される。ベース盤４５には内枠３１と外枠３２とがベースシール材４６を挟んで型全体が一体となるように配置される。
【実施例７】
【００９８】
図９は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例角筒用型の平面図、図１０は図９のＣ−Ｃ断面図を示している。
【００９９】
中空角筒状コンクリートを製造する図９、図１０において、６１は内枠（中子）、６２は外枠、６３は剥離移動手段、６４は形状記憶合金スプリング、６５はスプリング保持具、６６は形状記憶合金スプリングシステム、６７はスプリング軸、６８は外枠密封用金具、６９は外枠密封用ボルト、７０は被成形物をそれぞれ表している。
【０１００】
中空角筒状コンクリートの被成形物７０を製造するに当たり、その縦、横、高さを決定する内枠６１及び外枠６２は、例えば鋼鉄部材が用いられ、２組の対をなす内枠構成体６１ａ、６１ｂで角筒を構成する内枠６１の骨格を形成し、また２つの同じ外枠構成体６２ａ、６２ｂを組合せて角筒の外枠６２を形成する構造となっている。
【０１０１】
外枠６２にはその２隅に、図９図示の如く、外枠密封用金具６８がそれぞれ設けられており、外枠密封用金具６８に取り付けられている外枠密封用ボルト６９をねじ廻しすることにより、外枠６２が形成され、特に流動コンクリートの漏洩防止の密封と硬化コンクリートの被成形物７０の容易な型外しのための開放との役割を可能ならしめるように構成されている。
【０１０２】
つまり、内枠６１は、４つの隅、すなわち角において軟質弾性体７１をそれぞれ介在させ、接着または外力予圧（低温状態における形状記憶合金スプリングシステム６６の引張り力）によって、図９図示の如く四角の角筒状に形成される。また、内枠６１の各４辺、すなわち各２つの内枠構成体６１ａ、６１ｂには形状記憶合金スプリングシステム６６からの荷重伝達を行なうための荷重伝達ねじ７２がそれぞれ植設されており、該荷重伝達ねじ７２は荷重伝達ロッド７３の一端を回転自由に結合した構造となっている。該荷重伝達ロッド７３の他端は該形状記憶合金スプリングシステム６６のスプリング保持具６５に植設された該荷重伝達ねじ７４に回転自由に結合された構造となっている。
【０１０３】
なお、形状記憶合金スプリングシステム６６を構成するスプリング保持具６５の内部には、図１で説明したＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金スプリング４と同様の形状記憶合金スプリング６４がスプリング軸６７に組み込まれており、該スプリング軸６７はスプリング保持具６５に取り付けられている。
【０１０４】
図９では、内枠６１に対して対応する各内枠構成体６１ａ、６１ｂに１つの剥離移動手段６３が配設されているが、製造される角筒状コンクリートの大きさ、その長さに応じ、つまり内枠６１の大きさ、その長さに応じ適宜の間隔で剥離移動手段６３が配設されることはいうまでもない。
【０１０５】
内枠６１の四隅に用いられる軟質弾性体７１は、図１で説明した軟質弾性体６の材質と同様なものが用いられ、そのポアソン比が小さいものが選ばれる。
【０１０６】
以上のように構成されている中空角筒状コンクリートを製造する図９、図１０において、低温状態において流動コンクリートが内枠６１と外枠６２との間に注型されて、流動コンクリートが硬化完了した後、図示されていない手段で該形状記憶合金スプリング６４がその逆変態点温度以上に温度変化させられると、該形状記憶合金スプリング６４はマルテンサイト相からオーステナイト相に変態すると共にその弾性率も前述のように５倍程度大きくなる。このとき、スプリング保持具６５に植設された該荷重伝達ねじ７４の植設部片７５（図９参照）が相互に閉じるように構成されているので、内枠６１の２組の対をなす各内枠構成体６１ａ、６１ｂは、低温時の力の５倍程度大きな力で硬化済みコンクリートの被成形物７０の接触面から剥離、すなわち分離し、コンクリート表面から遠ざかる移動方向に引っ張られ脱型する。
【０１０７】
このとき内枠６１の各内枠構成体６１ａ、６１ｂはその中心に向けて平行移動するので、軟質弾性体７１が圧縮され、該軟質弾性体７１にひずみエネルギーが蓄積される。
【０１０８】
また、図１１の内枠６１の四隅に配設された軟質弾性体７１の拡大図において、互いに直交する内枠６１の２辺の内枠構成体６１ａ、６１ｂが、硬化済みコンクリートから遠ざかる方向（x ，ｙ方向とする）に引っ張られた結果、それぞれの方向にs だけ移動したものとすると、かつ、軟質弾性体７１が同図図示の如く、横ｂ×縦ｈの矩形断面とし、その構成体の各辺の方向（Ｘ，Ｙ方向）がｘ，ｙ方向とθの角度をなすとき、該軟質弾性体７１の横方向（Ｘ方向）の変形はδx ＝２ｓ・ ｃｏｓθとなる。したがって該軟質弾性体７１のＸ方向のひずみはεx ＝δx ／ｂ＝２ｓ・ ｃｏｓθ／ｂとなり、ポアソン比をνとすればＹ方向のひずみはεY ＝−νεx ＝−２νｓ・ ｃｏｓθ／ｂとなる。このときＹ方向の変形はδY ＝ｈεY ＝−２ｈνｓ・ ｃｏｓθ／ｂとなる。また、この場合εx は圧縮ひずみで、εY は符号が反対であるから、εY は伸びひずみであり、δY も伸び変形である。したがって、内枠６１の２辺の内枠構成体６１ａ、６１ｂが硬化済みコンクリートから遠ざかる方向にｓだけ移動することによって、該軟質弾性体７１が硬化済みコンクリートを押しつけるように働く変形はδc ＝δY ／２＝−ｈνｓ・ ｃｏｓθ／ｂとなる。
【０１０９】
いま例えば、θ＝４５°、ｈ／ｂ＝１とし、該軟質弾性体７１のポアソン比をｉ＝０．２５〜０．３とすると、δc ＝−０．１８ｓ〜−０．２１ｓとなる。
【０１１０】
一方、このとき該軟質弾性体７１が硬化済みコンクリートから遠ざかる方向に移動する量はｍ＝ｓ・ ｓｉｎθ＝０．７１ｓとなり、該軟質弾性体７１と硬化済みコンクリートとの間に生ずる隙間はｋ＝ｍ＋δc ＝０．５３ｓ〜０．５ｓとなって、軟質弾性体７１が圧縮変形を受けた場合、圧縮された方向と直角方向に膨らむにも拘わらず、軟質弾性体７１と被成形物７０との間には内枠移動量ｓの０．５３倍から０．５倍の空隙が確保され、該軟質弾性体７１の圧縮変形によって生ずる該空隙と直角方向の膨らみ（伸び変形）は脱型の支障にならない。
【０１１１】
このようにして脱型が完了した後、該形状記憶合金スプリング６４が元の状態（低温状態）に冷却されると、該形状記憶合金スプリング６４の弾性率も元の値に戻り、引っ張り力も低温状態での引っ張り力に戻るので、該軟質弾性体７１に蓄えられたひずみエネルギーによる弾性復元力によって押し戻されて内枠６１の型形状は元の状態（低温状態）に戻る。
【０１１２】
このようにして、内枠６１の一部、すなわち形状記憶合金スプリング６４または全部、すなわち該形状記憶合金スプリング６４が取り付けられている内枠６１の内部全体に温度変化を与えるだけで脱型時形状と初期形状の間で可逆的な形状変化が可能な、従って温度変化を与える以外の人為的操作が不要な、極めて高性能、高機能な中空部をもつコンクリート製品の成形用型が実現できる。
【実施例８】
【０１１３】
図１２は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例底付角筒用型の断面図を示している。
【０１１４】
図１２の底付中空角筒状コンクリートを製造する型枠は、図９、図１０で説明の中空角筒状コンクリートを製造する型枠に底を形成するための型枠を設けたものであり、内枠（中子）６１、外枠６２、剥離移動手段６３、形状記憶合金スプリングシステム６６、被成形物７０などは、図９、図１０で説明したものと同じと考えてよい。
【０１１５】
そして、図１２のものは、図９、図１０図示のものにコンクリートの底を形成すべく、内枠６１の上端が外枠６２の上端より短く形成され、かつ内枠６１の上端面に段差付き突起７８が設けられ、該段差付き突起７８に長方形状の底板７９が長方形枠形状の底板用弾性シール８０を介して載置される構造となっている。すなわち底板用弾性シール８０は、内枠６１に形成された段差付き突起７８と底板７９とを介在するように配設され、成形時と脱型時における内枠６１の寸法変化を十分に吸収されるべく、図１で説明の軟質弾性体６と同等の材質のもので作られている。
【０１１６】
また、ベースシール材７６は内枠６１の４辺外周と外枠６２の４辺内周に密着するように形成され、流動コンクリートを注型したときに外部に漏れないように配置される。ベース盤７７には内枠６１と外枠６２とがベースシール材７６を挟んで型全体が一体となるように配置される。
【実施例９】
【０１１７】
図１３は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例角筒用型の平面図、図１４は図１３のＤ−Ｄ断面図を示している。
【０１１８】
中空角筒状コンクリートを製造する図１３、図１４において、６１は内枠（中子）、６２は外枠、６４は形状記憶合金スプリング、６５はスプリング保持具、６６は形状記憶合金スプリングシステム、６７はスプリング軸、６８は外枠密封用金具、６９は外枠密封用ボルト、７０は被成形物をそれぞれ表し、図９、図１０のものと同一である。
【０１１９】
そして剥離移動手段８３は、内枠６１の内部に設けられた荷重支持枠８４、内枠６１を構成する内枠構成体６１ａ、６１ｂにそれぞれ対応して該荷重支持枠８４に取り付けられた４つの形状記憶合金スプリングシステム６６、一方が該該荷重支持枠８４に固定され、他方が対向する内枠構成体６１ａ、６１ｂにそれぞれ固定された４つの荷重伝達ロッド８５などから構成されている。なお荷重支持枠８４には、荷重伝達ロッド８５毎に該荷重伝達ロッド８５がゆるく貫通するための穴が穿設されている。
【０１２０】
内枠６１は、４つの隅、すなわち角において軟質弾性体７１をそれぞれ介在させ、接着または外力予圧（低温状態における形状記憶合金スプリングシステム６６の押圧力）によって、図１３図示の如く断面が略四角の角筒状に形成されている。
【０１２１】
なお、形状記憶合金スプリングシステム６６を構成するスプリング保持具６５の内部には、図１で説明したＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金スプリング４と同様の形状記憶合金スプリング６４がスプリング軸６７に組み込まれており、該スプリング軸６７はスプリング保持具６５に取り付けられている。
【０１２２】
内枠６１の四隅に用いられる軟質弾性体７１は、図１で説明した軟質弾性体６の材質と同様なものが用いられ、そのポアソン比が小さいものが選ばれる。
【０１２３】
低温状態において流動コンクリートが内枠６１と外枠６２の間に注型され、コンクリート硬化終了後、図示されていない手段によって温度付与され、形状記憶合金スプリング６４がその逆変態点温度以上に加温されると、マルテンサイト相からオーステナイト相に変態すると共に弾性率も前述のように５倍程度大きくなる。このとき、スプリング保持具６５の対をなす荷重伝達ロッド貫通辺部８６（図１４参照）は互いに開く方向に動作するので、内枠６１の各内枠構成体６１ａ、６１ｂは低温時の力の５倍程度の大きな力で硬化済みコンクリートの被成形物７０の接触面から剥離、すなわち分離し、コンクリート表面から遠ざかる移動方向に引っ張られ脱型する。
【０１２４】
このとき内枠６１の各内枠構成体６１ａ、６１ｂはその中心に向けて平行移動するので、軟質弾性体７１が圧縮され、該軟質弾性体７１にひずみエネルギーが蓄積される。
【０１２５】
このようにして脱型が完了した後、該形状記憶合金スプリング６４が元の状態（低温状態）に冷却されると、該形状記憶合金スプリング６４の弾性率も元の値に戻り、引っ張り力も低温状態での引っ張り力に戻るので、該軟質弾性体７１に蓄えられたひずみエネルギーによる弾性復元力に押し戻されて内枠６１の型形状は元の状態（低温状態）に戻る。
【実施例１０】
【０１２６】
図１５は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例底付角筒用型の断面図を示している。
【０１２７】
図１５の底付中空角筒状コンクリートを製造する型枠は、図１３、図１４で説明の中空角筒状コンクリートを製造する型枠に底を形成するための型枠を設けたものであり、内枠（中子）６１、外枠６２、形状記憶合金スプリングシステム６６、被成形物７０、軟質弾性体７１、剥離移動手段８３、荷重伝達ロッド８５などは図１３、図１４で説明したものと同じと考えてよい。
【０１２８】
そして、図１５のものは、図１３、図１４図示のものにコンクリートの底を形成すべく、内枠６１の上端が外枠６２より短く形成され、かつ内枠６１の上端面に段差付き突起７８が設けられ、該段差付き突起７８に長方形状の底板７９が長方形枠形状の底板用弾性シール８０を介して載置される構造となっている。すなわち底板用弾性シール８０は、内枠６１に形成された段差付き突起７８と底板７９とを介在するように配設され、成形時と脱型時における内枠６１の寸法変化を十分に吸収されるべく、図１で説明の軟質弾性体６と同等の材質のもので作られている。
【０１２９】
また、ベースシール材８１は内枠６１の４辺外周と外枠６２の４辺内周に密着するように形成され、流動コンクリートを注型したときに外部に漏れないように配置される。ベース盤８２には内枠６１と外枠６２とがベースシール材８１を挟んで型全体が一体となるように配置される。
【実施例１１】
【０１３０】
図１６は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例角筒用型の平面図を示している。
【０１３１】
中空角筒状コンクリートを製造する図１６のものは、剥離移動手段８３が前述の図１３のものにおける形状記憶合金スプリングシステム６６に換え、コイルばねとしてＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金スプリング８７を用いており、荷重支持枠８４に穿設されている穴をゆるく貫通した固定用ボルト８８で該形状記憶合金スプリング８７を内枠６１の対向辺、すなわち内枠構成体６１ａ、６１ｂに取り付けた構造としたものである。
【０１３２】
該形状記憶合金コイルスプリング８７は高温時に伸長するように形成される以外、脱型のメカニズムは前述の図１３で説明されたものと同じである。
【０１３３】
この中空部をもつコンクリート製品の成形用型も底付角筒状コンクリートを製造するときには、コンクリートの底を形成する型枠を図１５の場合と同様な型構造にしておかれる。その構造は図１５の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【０１３４】
そして形状記憶合金スプリングを用いて内枠６１を構成する軟質弾性体にひずみエネルギーを蓄積させるものは、図９ないし図１６に図示された構造のものに限られるものではなく、同様の機能を有するものであれば他の構造のものであっても用いることができる。
【実施例１２】
【０１３５】
図１７は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例製造・組立て時の部分断面図、図１８は図１７における流動コンクリート注入時の部分断面図を示している。
【０１３６】
ここでは中空円筒状コンクリートを製造する成形用型について説明することにする。
【０１３７】
中空円筒状コンクリートを製造する図１７、図１８のものは、成形用型と硬化済みコンクリートの間にせん断力を作用させてその力によって脱型させる機構を備えている。
【０１３８】
図１７において、１０１は円筒状の内枠（中子）、１０２は内枠１０１の外側に配置された円筒状の外枠、１０３は内枠１０１の円筒内部に配設された剥離移動手段をそれぞれ表しており、該剥離移動手段１０３は次のように構成されている。
【０１３９】
丸棒直線状のＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金１１１が、図１７図示の如く押さえボルト１２１の軸方向外周に沿って同心円状に複数層（図１７では３層）になって配置されている。各層の同心円状に配置されている形状記憶合金１１１は、押さえボルト１２１の軸を中心にしたリング状の中間用合金保持具１１２が、押さえボルト１２１の軸を中心にしたリング状の軟質弾性体１１３を介して複数段（図１７では６段）積層されており、その中の中間部の中間用合金保持具１１２と総ての段の軟質弾性体１１３は、同心円状に配置されている形状記憶合金１１１で突き刺された、すなわち貫通された構造となっている。
【０１４０】
形状記憶合金１１１の上端と下端との両端末は、最上段と最下段の両端末用合金保持具１１４ａ、１１４ｂにそれぞれ当接した形で保持されている。そして最上段の端末用合金保持具１１４ａは押え板１１５に、また最下段の端末用合金保持具１１４ｂは内枠１０１の底板部１０１ａを介して上位ベース板１１７にそれぞれ接し、前記各段の同心円状に配置されている総ての形状記憶合金１１１が、該押え板１１５と上位ベース板１１７とで挟持された形で保持されている。
【０１４１】
押え板１１５及び内枠１０１の底板部１０１ａは、押えナット１１６と上位ベース板１１７とで挟まれるように配設されており、上位ベース板１１７と下位ベース板１２０との間には、リング状の中心部軟質弾性体１１８と周辺部軟質弾性体１１９とが設けられている。下位ベース板１２０は押えボルト１２１のボルト頭１２１ａによって支えられる構造となっている。
【０１４２】
なお、剥離移動手段１０３には、さらに、以下に説明の押出しボルト１２５、可動リング板１２６などを含んで構成されている。
【０１４３】
図１７に示される形状記憶合金１１１の長さは、予め形状記憶された長さ（Ｌ0 ）であるとし、この状態において押えナット１１６を廻して形状記憶合金１１１を圧縮する。この圧縮量δ（図１８参照）は結局のところ押えボルト１２１に引張り力が働くことで維持されるが、該押えボルト１２１が相当太く、引張り力による伸びは無視できるほどに小さいので、該圧縮量δは最上段と最下段の両端末用合金保持具１１４ａ、１１４ｂ及び中間用合金保持具１１２が鋼鉄製であることを考慮すると、それらの間に複数枚配置された軟質弾性体１１３の圧縮変形によって吸収されることになる。そのときの状態が図１８に示されている。
【０１４４】
ここで用いられる軟質弾性体１１３は、図１の軟質弾性体６と同様の材質のもの、つまり該軟質弾性体１１３の形状復帰（変形させられた形が元の形にもどること）の際に発生するひずみエネルギーを効果的に蓄積し、かつ、できるだけポアソン比の小さい材質が選ばれる。
【０１４５】
ここで、該形状記憶合金１１１の予め形状記憶された長さを前記の如くＬ0 、該形状記憶合金１１１の圧縮後の長さをＬl とすると、Ｌl ＝Ｌ0 −δとなる。
【０１４６】
さらに詳しく説明すると、この図１８は流動コンクリートが注入される状態、つまり初期状態を示す図である。これに対して脱型時状態は、形状記憶合金１１１が形状記憶された形状、つまり図１７に示される長さに戻ろうとするが、押えボルト１２１で押さえられているために中心部軟質弾性体１１８と周辺部軟質弾性体１１９とを圧縮させ、結果的に押出しボルト１２５が可動リング板１２６を介して被成形物、すなわち硬化後の流動コンクリート１０５を突き上げるという状態である。因みに、図１７は当該型枠が製造・組立てられる時に通過する一工程に過ぎない。
【０１４７】
この図１８で示された初期状態の型枠状態において、流動コンクリートが内枠１０１と外枠１０２などで形成される空間に注入される。
【０１４８】
図１７、図１８を参照して、所定の時間を経過して流動コンクリートの硬化が終了した後、押え板１１５に設けられた注水口１２２から、該形状記憶合金１１１の相変態点温度以上である高温水（通常５０〜８０℃）を、ポンプやその他の装置で連続的に流し込むと、該形状記憶合金１１１に相変態を生じせしめると共に、隣り合う軟質弾性体１１３の層間で形成される通水孔１２３及び上位ベース板１１７に設けられた排水口１２４などを通って型枠外に排出される。
【０１４９】
このとき、該形状記憶合金１１１の高温時における弾性率が、前述の如く低温時のそれの５倍以上としたとき、該形状記憶合金１１１は低温時において前記圧縮量δだけ圧縮された時の５倍以上の力で元の長さ（形状記憶された長さＬ0 ）に戻ろうとして伸びることになるが、 そのときのその長さをＬh とする。そして、その力はすべて押えボルト１２１に対する引張り力として働くが、該押えボルト１２１が相当太い場合には、その伸びは無視できるほどに小さいので、該形状記憶合金１１１の伸びは中心部軟質弾性体１１８および周辺部軟質弾性体１１９をそれぞれ圧縮すると共に、該形状記憶合金１１１の伸びは中心部軟質弾性体１１８および周辺部軟質弾性体１１９にはその圧縮量に応じたひずみエネルギーが蓄積される。と同時に、下位ベース板１２０に固定された押出しボルト１２５が、内枠１０１と外枠１０２とで形成の空間の底部に可動自在に配設された可動リング板１２６を突き上げる。すなわち該可動リング板１２６の突き上げによる移動によって、内枠１０１および外枠１０２と可動リング板１２６とで形成される空間が変化し、コンクリートの被成形物が上方へ移動させられることになる。ここで用いられる中心部軟質弾性体１１８および周辺部軟質弾性体１１９は、図１の軟質弾性体６と同様の材質のもの、つまり、該中心部軟質弾性体１１８および周辺部軟質弾性体１１９の形状復帰（変形させられた形が元の形にもどること）の際に発生するひずみエネルギーを効果的に蓄積し、かつ、できるだけポアソン比の小さい材質が選ばれる。
【０１５０】
このときの可動リング板１２６の突上げ力が、内枠１０１と外枠１０２とで構成の成形用型と硬化済みコンクリート間の密着力に打勝てるように設計されているので、すなわち可動リング板１２６の突上げ力によって、硬化後の流動コンクリート１０５を内枠１０１および外枠１０２の各接触面から剥離、すなわち分離させ、その後はコンクリートが入ったままの状態で型を上下反転させる等、他の手段を用いてコンクリートの脱型が行われる。
【０１５１】
この可動リング板１２６の突上げ力が働くとき、すなわち形状記憶合金１１１が伸びはじめるとき、中心部軟質弾性体１１８と周辺部軟質弾性体１１９には形状変形に基づくひずみエネルギーが蓄積されることは前述のとおりであるが、このとき、剥離移動手段１０３を構成する軟質弾性体１１３に蓄積されていたひずみエネルギーは放出される。
【０１５２】
可動リング板１２６の突上げ力を大きくするには、型製作時の最初の締付け圧縮量δをできるだけ大きくすればよい。ただし、 圧縮量δをあまり大きくすると該形状記憶合金１１１は座屈もしくは形状回復範囲を超えてしまうので、通常は元の長さＬ0 の５％以内にとるのが普通である。
【０１５３】
このようにして、脱型が終了した後、注水口１２２から冷水を流して該形状記憶合金１１１を相変態温度以下の温度まで冷却すると、該形状記憶合金１１１の突っ張り力は高温時の１／５以下となり、前記中心部軟質弾性体１１８と周辺部軟質弾性体１１９に蓄積されたひずみエネルギーが使われて、形状記憶合金１１１は低温時の長さＬl （＝Ｌ0 −δ）に戻る。形状記憶合金１１１の初期長さＬ0 、低温時長さＬl 、高温時長さＬh の関係は、Ｌl ＜Ｌh ＜Ｌ0 の関係となり、 該形状記憶合金１１１は相変態を伴うような温度変化を受けることによって  Ｌl とＬh との間で可逆的形状変化を発現し、その各サイクルで脱型と型の初期形状への復元が行われる。
【０１５４】
つまり、この実施例において、軟質弾性体１１３は単に形状記憶合金１１１の圧縮量δを吸収するのに使用されている。
【０１５５】
以上の説明では中空円筒状コンクリートを製造する成形用型について説明してきたが、中空角筒状コンクリートを製造する成形用型についても同様に適用し得る。
【実施例１３】
【０１５６】
図１９は本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例製造・組立て時の部分断面図、図２０は図１９における流動コンクリート注入時の部分断面図を示している。
【０１５７】
ここでも実施例１２の場合と同様に、中空円筒状コンクリートを製造する成形用型について説明することにする。
【０１５８】
中空円筒状コンクリートを製造する図１９、図２０のものは、内枠の軸方向に引張り荷重を作用させて軸方向に内枠を伸ばすと、内枠の直径方向には縮む現象を利用して内枠の直径を縮小させて脱型させる機構を備えている。
【０１５９】
図１９において、２０１は円筒状の内枠（中子）、２０２は内枠２０１の外側に配置された円筒状の外枠、２２０は内枠２０１の円筒内部に配設された剥離移動手段、２２１は形状記憶合金ユニットをそれぞれ表しており、該剥離移動手段２２０、そして形状記憶合金ユニット２２１は次のように構成されている。
【０１６０】
丸棒直線状のＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金２０３を内包する形状記憶合金ユニット２２１が、図１９図示の如く複数段、例えば図１９図示の如く３段で構成され、押さえボルト２０９の軸方向外周に沿って通水孔２１７を形成した形態で同心円状に複数層、例えば図１９図示の如く３層になって配設されている。各層の同心円状に配置されている複数段の形状記憶合金ユニット２２１のうち、その最上段の形状記憶合金ユニット２２１は上部通水板２０７を介して押え板２０６に、また最下段の形状記憶合金ユニット２２１は下部通水板２０８と内枠２０１の底板部２０１ａとを介してベース板２１０にそれぞれ接し、前記各層の同心円状に配置されている総ての最上段の形状記憶合金ユニット２２１と最下段の形状記憶合金ユニット２２１とそして中間段の形状記憶合金ユニット２２１とが、該押え板２０６とベース板２１０とで挟持された形で保持されている。
【０１６１】
押さえボルト２０９の軸方向外周に沿って同心円状に配設されている各層の形状記憶合金ユニット２２１は、図１９図示の如く押さえボルト２０９の軸方向外周に沿って、各段毎に同心円状に配置された複数本からなる丸棒直線状のＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金２０３と、各形状記憶合金２０３の上端と下端との両端末をそれぞれ当接して保持する鋼鉄製の形状記憶合金保持具２０５と、押さえボルト２０９を中心とする同心円状に配置され、内包の形状記憶合金２０３で突き刺された、すなわち貫通された軟質弾性体２０４で構成されている。
【０１６２】
上部通水板２０７と下部通水板２０８及び内枠２０１の底板部２０１ａは、押え板２０６とベース板２１０とで挟まれており、内枠２０１の上端面部に設けられているフランジ部２０１ｂには、押え板２０６に回転自在に設けられた初期変位付与ボルト２１３ａと螺合する初期変位付与ナット２１３ｂが取り付けられている。初期変位付与ボルト２１３ａをねじ回転させることにより、各形状記憶合金ユニット２２１に内包されている軟質弾性体２０４が圧縮変形し、図２０に図示された締付量δが確保されるような構造となっている。
【０１６３】
図１９、図２０で示された本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型は、内枠２０１の軸方向、すなわち長手方向（図１９では紙面の上下方向）に引張り荷重を作用させて内枠２０１の長手方向に枠を伸ばすと、内枠２０１の直径方向（図１９では紙面の左右方向）には縮む現象を利用して内枠２０１の直径を小さくさせて脱型させるものである。
【０１６４】
すなわち、図１９において内枠２０１の外周面側はコンクリートに接する面であるのに対し、その内周面側にはすでに説明したとおり、形状記憶合金２０３、形状記憶合金保持具２０５、軟質弾性体２０４を収容する形態の形状記憶合金ユニット２２１が、配設されている。
【０１６５】
また、該内枠２０１の両端面（いわゆる鏡）のうち一端面（図１９では下方鏡部）は、内枠２０１の底板部２０１ａによって閉端面とした構造を有し、他端面（図１９では上方鏡部）は形状記憶合金ユニット２２１の出し入れが可能なように開端面とした構造に形成されている。ただし、下方閉端面には水や温水の排出孔２１１および押えボルト２０９を貫通させるための孔が設けられている。
【０１６６】
前記複数本の形状記憶合金２０３は、その中央部に軟質弾性体２０４を挟んだ形でその上下から形状記憶合金保持具２０５によって挟持されている。このように、複数本の形状記憶合金２０３とその上下２つの形状記憶合金保持具２０５および１つの軟質弾性体２０４で１ユニットを構成しており、これを前述のとおり形状記憶合金ユニット２２１と名付けている。このように形状記憶合金２０３の長さを予め定められた所定の長さ以下にとどめ、複数の形状記憶合金ユニット２２１によって全内枠長に対応させることとした理由は、形状記憶合金２０３が軸圧縮荷重を受けたときに横座屈が起こらない長さ、すなわち臨界長さ以下にするためである。
【０１６７】
図１９のように、複数の形状記憶合金ユニット２２１と上部通水板２０７および下部通水板２０８とを内枠２０１の筒内に装填した状態で、押え板２０６と内枠２０１の上端面部に設けられているフランジ部２０１ｂとの間には密着することなく所要量の空隙δ（図２０参照）が確保されるように形成される。
【０１６８】
この図１９のように、内枠２０１のフランジ部２０１ｂと上部通水板２０７の上に設けられた押え板２０６とを貫通している初期変位付与ボルト２１３ａを、初期変位付与ナット２１３ｂが回転しないようにして締付ける。このとき、内枠２０１と初期変位付与ボルト２１３ａは引っ張られるので多少伸びるが、締付量δ（前述の空隙δと同等）の殆どは形状記憶合金２０３の圧縮変形に変換される。またこの締付量δ、すなわち圧縮量δと同じだけ軟質弾性体２０４も圧縮変形を受ける。このときこの軟質弾性体２０４にはその圧縮変形に応じたひずみエネルギーが蓄積される。
【０１６９】
このときの締付量δは、形状記憶合金２０３の圧縮ひずみが該形状記憶合金２０３の、いわゆる形状回復限ひずみを越えない範囲内で決められる。該締付量δによって形状記憶合金２０３に生ずるひずみが、該形状記憶合金２０３の形状回復限ひずみ以下の条件の下で、押え板２０６と内枠２０１の上端面部に設けられているフランジ部２０１ｂとが密着するように締付けられた状態が前記図２０に示されている。なお、前記形状回復限ひずみは、それぞれの形状記憶合金によって異なる固有の値であるが、Ｔｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金の場合は約５％程度である。
【０１７０】
さらに詳しく説明すると、図２０は流動コンクリートが注入される状態、つまり初期状態を示す図である。これに対して脱型時状態は、図２０のように、押え板２０６と内枠２０１の上端面部に設けられているフランジ部２０１ｂとが密着するべく初期変位付与ボルト２１３ａと初期変位付与ナット２１３ｂによって締め付けられていて、その状態で形状記憶合金ユニット２２１が高温状態におかれた状態である。因みに、図１９は当該型枠が製造・組立てられる時に通過する一工程に過ぎない。
【０１７１】
この図２０で示された初期状態の型枠状態、すなわち前記締付量δの型枠状態（このときの状態が初期形状）において、流動コンクリートが内枠２０１と外枠２０２などで形成される空間に注入される。
【０１７２】
図１９、図２０を参照して、流動コンクリート注入後所定の時間を経過して流動コンクリート２１５の硬化終了後、押え板２０６に設けられた注水孔２１４から、該形状記憶合金２０３の相変態点温度以上である高温水（通常５０〜８０℃）を、ポンプやその他の装置で連続的に流し込むと、該形状記憶合金２０３に相変態を生じせしめると共に、隣り合う形状記憶合金ユニット２２１群で形成される通水孔２１７及びベース板２１０に設けられた排水孔２１１などを通って型枠外に排出される。
【０１７３】
このとき、該形状記憶合金２０３の高温時における弾性率が、前述の如く低温時のそれの５倍以上であれば、該形状記憶合金２０３は低温時において前記圧縮量δだけ圧縮された時の５倍以上の力で元の長さ（図１９に示されるところの予め定められた形状記憶された長さ）に戻ろうとして該形状記憶合金２０３が伸びようとするので、結果的に、内枠２０１にはその軸心方向（長手方向）に低温下での伸びの５倍以上の伸びが生ずる。と同時に、内枠２０１にはそのひずみに応じたひずみエネルギーが蓄積される。つまり内枠２０１には低温下でのひずみの５倍以上の伸びひずみが生ずると共に低温下で蓄積されるひずみエネルギーの５倍以上のひずみエネルギーが蓄積される。
【０１７４】
該形状記憶合金２０３の伸びによって内枠２０１はその軸心方向に伸ばされる、と同時に、内枠２０１の半径方向には軸方向ひずみにポアソン比を乗じた量の圧縮ひずみが生ずる。また、ポアソン比は個々の材料によって異なる固有の値であるが、例えば内枠２０１の材質に鉄鋼を用いているとすると、そのポアソン比は、通常、０. ３である。例えば、長さ１ｍで直径３００ｍｍの鋼製内枠の場合、ポアソン比は０. ３であるから、内枠２０１がその軸心方向に１０ｍｍ伸ばされるとき、内枠２０１の直径方向の縮み量Δｄは、Δｄ＝０．３×１０／１０００×３００ｍｍ＝０．９ｍｍとなる。
【０１７５】
そして、この直径方向の縮み量を脱型に必要な値になるように、押えボルト２０９の軸方向外周に沿って形成される同心円状の形状記憶合金ユニット２２１の層数を定めて設計されていればよい。ただし、脱型に必要な軸方向ひずみがその材料の、いわゆる弾性限ひずみを超えるときは、条件を満たす他の材料を選択するか、許容される範囲で型枠の構成部材寸法を適宜選択しておく。
【０１７６】
このようにして、脱型が可能な隙間を確保した後、初期変位付与ボルト２１３ａに設けられたフック穴にホイストその他のフックを掛けて内枠２０１全体を引き抜くように取り出す。このとき、ベース板２１０にねじ込み固定された押えボルト２０９はガイドの役割も果たしてベース板２１０にそのまま残される。
【０１７７】
また、内枠２０１の先端部、すなわち図１９、図２０図示の内枠２０１の下方部は直径が内枠２０１の上方部より僅かに小さく形成されており、つまりテーパが付けられた構造とされており、直径の収縮が仮になかったとしても脱型が可能となるようになっている。その部分にはスペーサ２１２を配設してコンクリートの外部への浸透を防いでいる。
【０１７８】
脱型が終了した後、形状記憶合金２０３の温度が相変態点温度以下に低下すると弾性率が元に戻るので、内枠２０１をその軸方向に伸ばそうとする力も１/ ５以下となり、前記脱型時において内枠２０１が伸び変形を受けた際に蓄積されたひずみエネルギーが使われて内枠２０１の伸び量も元の状態に戻る。
【０１７９】
すなわち、この実施例では、型寸法を初期状態に戻すエネルギーは内枠２０１の材質それ自身に蓄えられたひずみエネルギーだけである。因みに、軟質弾性体２０４は初期変位δを与えるときに圧縮変形を受けてひずみエネルギーを蓄えるが、このエネルギーは脱型時に内枠２０１が伸びるときに放出するので、つまり高温時に放出する。内枠２０１を元の状態に戻すエネルギーとして使うためには低温時に放出しなければならない構造となっている。
【０１８０】
かくして温度変化を与えるだけで内枠２０１と外枠２０２などで構成される型枠の初期形状と脱型時形状の間で可逆的な形状変化を実現できる。
【０１８１】
以上の説明では中空円筒状コンクリートを製造する成形用型について説明してきたが、中空角筒状コンクリートを製造する成形用型についても同様に適用し得る。
【０１８２】
また軟質弾性体２０４は、図１で説明した軟質弾性体６と同様の材質のものが用いられる。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
中空部をもつコンクリート製品で、特に中空部に精度を要するコンクリート製品の成形用型を安価に、精度良く提供できる。そして該成形用型を使用してコンクリート製品を製造する際の型外し作業が容易となり、コンクリート製品そのものが安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の一実施例円筒用型の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例円筒用型の平面図である。
【図４】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例円筒用型の平面図である。
【図５】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例底付円筒用型の部分断面図である。
【図６】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例角筒用型の平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例底付角筒用型の断面図である。
【図９】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例角筒用型の平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】内枠の軟質弾性体における変形解析説明図である。
【図１２】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例底付角筒用型の断面図である。
【図１３】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例角筒用型の平面図である。
【図１４】図１３のＤ−Ｄ断面図である。
【図１５】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例底付角筒用型の断面図である。
【図１６】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例角筒用型の平面図である。
【図１７】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例製造・組立て時の部分断面図である。
【図１８】図１７における流動コンクリート注入時の部分断面図である。
【図１９】本発明に係る中空部をもつコンクリート製品の成形用型の他の実施例製造・組立て時の部分断面図である。
【図２０】図１９における流動コンクリート注入時の部分断面図である。
【符号の説明】
【０１８５】
１，３１，６１，１０１，２０１  内枠
２，３２，６２，１０２，２０２  外枠
３，２１，３３，６３，８３，１０３，２２０  剥離移動手段
４，３４，６４  形状記憶合金スプリング
６，３６，７１，１１３，２０４  軟質弾性体
１０，４０，７０  被成形物
１２，１５  内枠スリット
１４，４１  スリーブ
２２，８７  形状記憶合金スプリング
２９，５０，８０  底板用弾性シール
６６  形状記憶合金スプリングシステム
１１１，２０３  形状記憶合金
２２１  形状記憶合金ユニット
【図１】
2007007978.tif 000003
【図２】
2007007978.tif 000004
【図３】
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【図４】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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