(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート複合材料を上方から充填し、成形物を下方から取り出すように形成され、少なくとも一つの側面に粗構造面を持つ成形物が少なくとも二つ作成されるコンクリート製石工材用の型枠（１０）において、
垂直に配置された複数の側壁（１６，１８，２０，２２）により形成され、複合材料を型枠のキャビティー内へ充填するのに適した上部開口、および、少なくとも二つの成形物を型枠から取出すのに適した下部開口とを備えて構成されたキャビティーと、
前記型枠内のキャビティー内に掛け渡されて垂直に配置され、前記キャビティーを最終生成物である石工材に応じた大きさを備える少なくとも二つのサブキャビティー（１２，１３）に分割すると共に、複合材料の充填および成形時に、各サブキャビティー内に各成形物が均一に形成されるように、複合材料が通り抜けることのできる開口を有する格子から構成される分割部材とを備え、
前記分割部材は、成形物が型枠から取り出される際に型枠内からはずれないように、少なくとも一つの側壁に取り付けられると共に、
成形物を分割部材を挟んで分割し、少なくとも一側面に分割部材の格子により形成された粗構造面（４５）を持つ石工材を少なくとも二つ形成することを特徴とするコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項２】
前記分割部材の格子が、型枠のキャビティーの側壁から側壁まで、および、型枠のキャビティーから形成される各石工材の最大高さに相当する高さ面までの範囲に及んで配置されたことを特徴とする請求項1に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項３】
前記格子が、型枠の少なくとも一つの側壁に直接取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項４】
前記格子が、型枠の側壁の少なくとも一つに取り付けられたサポート部材（３３，３５）に直接取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項５】
前記サポート部材が、型枠の側壁の少なくとも一つにボルト（３９）で固定されていることを特徴とする請求項４に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項６】
前記分割部材の格子がエキスパンドメタルの板から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項７】
前記板が、隆起したエキスパンドメタルであることを特徴とする請求項６に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項８】
前記板が、隆起したエキスパンドメタル格子であることを特徴とする請求項７に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項９】
前記格子は、複数の菱形状の開口部（２５）を有する網（２３）から構成され、エキスパンドメタルを構成する菱形網目の対角線の一方がおおよそ２．０７〜４．１３×１０-2ｍ（０．８１３〜１．６２５インチ）、対角線の長手寸法（ＬＷ）が７．３２〜１２．４０×１０-2ｍ（２．８８〜４．８８インチ）であることを特徴とする請求項８に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項１０】
前記格子は二つの隆起したエキスパンドメタルの板から構成されることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項１１】
前記型枠内に形成された二つのサブキャビティーは、実質上同じ形状および大きさを有していることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項１２】
前記側壁に複数の削部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項１３】
前記格子は、金属製シートに孔を打設したものからなることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項１４】
前記格子は、一端部と他端部を有し、前記格子は一端から他端までが一直線上に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項１５】
前記分割部材が二つの隆起したエキスパンドメタルを重ねて構成されることを特徴とする請求項１、２、または１４のいずれか一項に記載のコンクリート製石工材用の型枠。
【請求項１６】
複合材料を充填するための上部開口部と、少なくとも一つの側面に粗構造面（４５）を持つ成形物を、複数取り出すための下部開口部とを備える型枠（１０）と、取り出し補助機構（４０）からなる型枠機構において、
ａ）  前記型枠（１０）は複数の側壁（１６，１８，２０，２２）から形成され、その上部および下部に開口部を備えるキャビティーを有し、
ｂ）前記側壁の二つに接して垂直に、かつ、成形物が型枠から取り出される際に、型枠から外れないように少なくとも前記側壁の一つに固定された状態で、型枠の前記キャビティーを、それぞれ上部開口および下部開口を有する二つのサブキャビティー（１２，１３）に区分するように、格子（２４）を備える分割部材を配置し、
ｃ）前記取り出し補助機構は、それぞれ対応するサブキャビティー内を下から上へ、および、上から下へ慴動自在になるような、大きさ、形状を有する取り出し補助板（４０ａ，４０ｂ）を含む
ことを特徴とする型枠機構（１０，４０）。
【請求項１７】
前記二つのサブキャビティーが、ほぼ同じ形状、大きさであることを特徴とする請求項１６に記載の型枠機構。
【請求項１８】
前記格子が隆起したエキスパンドメタルの板から成ることを特徴とする請求項１６に記載の型枠機構。
【請求項１９】
前記取り出し補助板と、側壁と、分割部材との隙間が、おおよそ１．５９×１０-3ｍであることを特徴とする請求項１６に記載の型枠機構。
【請求項２０】
前記分割部材が二つの隆起したエキスパンドメタルを重ねて構成されることを特徴とする請求項１６に記載の型枠機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、掘削機のような器具を使うことなく、粗構造の側面を持つ石工材やブロックを数多く作るための型枠であって、自己洗浄作用のある型枠に関するものである。より詳細には、装飾を施した建築用ブロック、舗装道路の敷石、庭園用ブロック、伝統的外壁材などの各種成形材を作るための種々の型枠において用いられるものである。
【０００２】
（背景技術）
一般に、石工材の生産は、上下に開口を持つ型枠をパレット上に据え置く工程と、型枠に適当な複合材料（一般に、セメントや、骨材からなる物質）を充填する工程と、型枠および／またはパレットを振動させると共に、型枠の上方から充填された複合材料を圧縮ヘッドで押圧して、型枠内に複合材を収納させるとともに、複合材料を密に詰める工程と、成形された複合材料（成形物）をパレットに乗せたままの状態で型枠から外す工程と、成形物を硬化させて、石工材とする工程とから構成されている。
【０００３】
石工材の表面に装飾を施すために、硬化させた石工材の表面の一部を削る粗削工程を設けることは、現在では一般的となっている。この粗削工程では、不均一な構造や、外観を持つ石工材を作り出すが、それと同時に、壊れてしまう石工材もある。この粗削工程において得られた表面形状は、「粗面」、「ロックフェイス」と呼ばれ、産業的に好まれているものである。
【０００４】
しかし、硬化後の石工材の表面を粗らす粗削工程を設けることは、現在の石工材の製造工程に、さらなる工程及び設備を追加しなければならない。そのため、この粗削工程の追加に伴うコスト増をさけるために、粗削工程を経ることなく、石工材の表面に粗構造面を得ることができる、新たな型枠が種々検討されてきた。
【０００５】
たとえば、米国特許第３９８１９５３号には、最終生成物（石工材）に線模様を形成するための複数の模様部材が、造型機の圧縮ヘッドの下側に圧縮ヘッドに対して平行になるように配置されたフレームに、フレームに対して水平になるように吊された型枠が記載されている。また、その中には、前記模様部材に対して垂直方向に小さなロッドを多数設けた他の模様部材も記載されている。
【０００６】
この発明の内容によると、型枠内に複合材料を充填した後に、圧縮ヘッドを型枠内部に降下させ、複合材料中に模様部材を挿入する。そして、型枠を外すために圧縮ヘッドを引き上げると、圧縮ヘッドと模様部材との間の複合材料は、圧縮ヘッドと模様部材との間に保持された状態で圧縮ヘッド共に引き上げられる。その結果、型枠内の複合材料の上部（圧縮ヘッドと模様部材との間の複合材料）が引き剥がされ、模様部材の配列模様が、剥離面である複合材料（成形物）の上面に残される。この一連の操作により、模様部材による残痕である粗構造が、石工材の表面に形成されることになる。
【０００７】
このような粗構造を形成する方法は他にも多く存在する。しかし粗構造を持たせたい面は、成形物の上面ではなく、むしろ側面である。前記米国特許第３９８１９５３には、次のような方法も記載されている。最初に、模様部材が配列した状態で備えられているフレームを、型枠の一側面に対して平行に、かつ、型枠の開口面に対して垂直に挿入する。そして、そこに複合材料を充填し、振動を与える。型枠内に成形された複合材料（以降、成形物と呼ぶ）を型枠から取りだすために、フレームを型枠から引き上げると、成形物が、模様部材が配列しているフレーム内に保持された状態で、フレームと一緒に型枠から取り出される。その後、フレームと模様部材とを成形物の上面から取り除こうとすると、同時にその一部（フレームと模様部材とに保持された部分）が成形物から引き剥がされ、成形物の上面に粗構造を持つ線模様を形成する。
【０００８】
しかし、この米国特許第３９８１９５３号にかかる方法を用いて、石工材の垂直面（側面）に粗構造を形成する方法は、構造を持たせる面が石工材の上面、側面であるに関わらず、装置を使用した後に模様部材とフレームとの間に挟まった複合材料を取り除かなければならないので、作業性が悪く、実用的なものではないという欠点があった。
【０００９】
また、米国特許第３９４０２２９号には、成形物の垂直面（型枠と接する面）に粗構造を持たせる方法が記載されている。そこでは、型枠の側壁の下部に、型枠の内方に向けて小さな縁が設けられた型枠が用いられている。この型枠に複合材料を充填し、型枠から成形物を取り出す際に、この縁は成形物を一時的に型枠内に保持するように働く。最終的に、成形物は引っ張られたり、型枠に振動を与えたりして型枠から取り出されが、その際、前記縁は石工材の側壁となる成形物の一部をはぎ取りながら、垂直方向に移動することになる。したがって、不均一な粗構造が石工材の側面に形成される。
【００１０】
この発明と同様のものは、米国特許出願第８７４８４９８号（１９９６年１１月８日）にも記載されている。
しかし、これら米国特許第３９４０２２９号、および、特許出願第０８７４８４９８号の方法では、型枠を取り外す際に、少量の複合材が型枠の壁内（縁の周りなど）に付着して残ってしまう。よって、これらの方法では、粗構造を持つコンクリート製の石工材を作り出すことはできるが、型枠内に付着した複合材料により縁が埋もれてしまうので、形成される表面構造が「覆瓦」状になってしまうという欠点を有している。
【００１１】
表面に粗構造を形成するための他の型枠の例として、米国特許第５０７８９４０号、および、第５２１７６３０号に記載されているものが挙げられる。これらの発明は、型枠の側壁の下部に縁を設ける点については、米国特許第３９４０２２９号に類似している。しかし、この縁に加えて縁の上部に当たる側壁上に複数の突起と、その突起の上面に内壁を形成するように設けた開補強網とを備えた構成が記載されている。
【００１２】
これらの型枠の使用方法は以下の通りである。まず、この型枠に複合材料を充填し、型枠を振動させて、網、壁、そして、突起の周りまで、完全に複合材料を充填させる。そして、型枠から成形物を取り出すが、このとき、型枠内の縁、網、突起の組み合わせにより、型枠内に詰め込まれた大量の複合材料が型枠内に保持されているので、型枠内に充填された複合材料からこの保持されている部分が引き剥がされる。よって、型枠から取り出された成形物に粗構造が形成される。なお、この補強網と、突起の組み合わせに類似したものが前記米国特許第３９８１９５３号に記載されている。
【００１３】
しかし、これら米国特許第５０７８９４０号、および、第５２１７６３０号の方法では、突起（補強網と組み合わせていてもいなくても）を用いることで、米国特許第３９４０２２９号の場合よりも、大量の複合材料を側壁に保持する。そのため、複合材料は型枠の使用に際して型枠内に継続的に保持されたままになる。これらの発明における型枠には自己洗浄性がないために、型枠の側壁内に複合材料が付着したままになると、型枠の側壁に付着した複合材料を取り除く作業を行わざるを得ない。その作業自体は、石工材の製造毎に行う必要はなく定期的に行えばよく、また、この作業を行うことで、米国特許第３９４０２２９号のような「覆瓦」が形成されないという利点があるのだが、現実問題としてこのような作業に時間を割くことは難しかった。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、粗削工程なしに、石工材の垂直側面に不均一で、粗れた外観面をもち、「覆瓦」面を生じない型枠であって、定期的な洗浄や、メンテナンスをすることなく石工材の製造を行うことができる型枠を提供することである。
【００１５】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の方法に用いられる型枠１０は、側壁１６，１８，２０および２２から構成され、その上面および下面に開口を備えるキャビティーを有する型枠である（図１参照）。そして、この型枠１０は、その一方の開口を塞いで混合材料をその型枠の内部に受け入れるために、板６０上に置かれている（図３）。
また、型枠１０は、分割部材１４により分割されたサブキャビティー１２，１３を備えており、この分割部材１４は、開口部分と非開口部分とを有する格子２４から構成されている。
【００１６】
この格子２４は型枠の側壁に対して垂直に、かつ、型枠の側壁から側壁までおよび、上端から下端までの範囲に及んで配置されているのが好ましい。最終的に石工材となる成形物は型枠のそれぞれのサブキャビティー内において作られるが、その際、成形物の格子２４に接する面全体にわたって、格子２４の形状に応じた粗構造が形成される。もし、成形物の一側面全体にわたって粗構造を持たせることが好ましくないならば、格子２４をサブキャビティー１２，１３とを区分する分割部材１４の一部に設けた構成、具体的には、分割部材１４の一端部や、中央部などに設けた構成とすればよい。
【００１７】
この型枠の側壁の内側部分は、成形物の外側に模様などを施すための削部を構成している。その部分の構成については図１に示していないが、そのような装飾部の構成は、一般的な技術として知られているものである。また、このタイプの型枠に共通する部材であって一般的に知られているサイドバーや受板（ｓｐｉｌｌ  ｐｌａｔｅ）などの部材も同様に図示していない。
【００１８】
図６には、格子として好ましい構成を示してある。この格子の構成材料として好ましいものはエキスパンドメタル格子である。このエキスパンドメタル格子２４は、金属製の鋼板や金属板に切り込みをいれ、それを伸延することで作られる。エキスパンドメタル格子２４の形状としては、開口部２５を備えたダイヤモンド形状を有する網目２３を複数備えた構成がよい。
また、網目２３は、幾分のねじれ、および、ゆがみを有しているが、これはエキスパンドメタルの製造過程に起因するものである。この開口部２５の好ましい大きさは、下表１の通りである。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
エキスパンドメタル格子の上記サイズのもの、および、他のサイズのものは、ＥＸＭＥＴ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｉｎｃ．より入手できる。
ここで、ＥＸＭＥＴより入手できる格子のサイズバリエーションは以下の通りである。
エキスパンドメタル格子の長径（ＳＤＷ）：１．３３〜２．００インチ（約３．３８×１０-2〜５．０８×１０-2ｍ）。
エキスパンドメタル格子の短径（ＬＤＷ）：４〜６インチ（約１０．１６×１０-2〜１５．２４×１０-2ｍ）。
開口部２５の長径（ＳＷＯ）：０．８１３〜１．６２５インチ（約２．０７×１０-2〜４．１３×１０-2ｍ）。
開口部２５の短径（ＬＷＯ）：３．４〜４．８８インチ（約８．６４×１０-2〜１２．４０×１０-2ｍ）。
網目２３の幅：０．２１５〜０．４１０インチ（約５．４６×１０-3〜１．０４×１０-2ｍ）。
網目２３の厚さ：０．１８３〜０．３１２インチ（約４．６５×１０-3〜７．９２×１０-3ｍ）。
深さ：９／１６〜３／４インチ（約１．４３×１０-2〜１．９１×１０-2ｍ）。
格子の面積に占める開口部の割合：４５〜６９％。
単位面積あたりの重さ：３〜７ポンド（約１．３６〜３．１８Ｋｇ）である。
【００２１】
本発明では、一般的なエキスパンドメタル格子を使用することができる。エキスパンドメタル格子に用いる金属パネルは、本発明の使用条件に十分耐えうる耐久力があるものであれば特に限定されるものではない。よって、従来用いられている格子よりも、重くても、軽くても良く、また、格子の模様も異なるものであってもよい。また、二つのエキスパンドメタルの背面同士を組み合わせて格子を形成したものであっても良い。また、エキスパンドメタルの板と、金属パネルとを組み合わせた格子として、型枠の各サブキャビティーに形成される成形物のうち、一方の成形物のみに粗構造を持つ側面が形成されるように構成しても良い。
【００２２】
格子を形成する材料としては、本発明の使用条件に耐えうる耐久力がある材料であれば、様々な物質が使用可能であるが、好ましくは炭素鋼が良い。また、格子は、複数の切り込みを入れた金属板を広げて作られたエキスパンドメタルに限定されるものではなく、たとえば、金属シートに穴を打抜したり、ドリルで穴を穿孔したり、炎で穴を空けたり、個々の網同士をねじり合せたり、溶接したりして形成しても良い。
【００２３】
また、格子を構成する材料の選定の場合と同様に、格子の型枠への配置は、本発明の使用条件に耐えうる十分な耐久力を備えるようにされるべきである。この場合、より好ましい具体例としては、格子２４が型枠１０の側壁に溶接されている構成が挙げられる。しかし、もし可能ならば、型枠の側壁に、溶接、ボトル留め、または、他の適当な方法により貼付されているサポート部材（図８、３３、３５）に張付けるのがよい。
【００２４】
型枠は取り出し補助板と連動して働くように構成されている。図２から図４に示すように、取り出し補助板４０は、型枠の各サブキャビティー１２，１３に、対応する取り出し補助板４０ａ，４０ｂから構成される。この取り出し補助板４０ａ，４０ｂは、型枠内に形成されたサブキャビティー１２，１３の上部の形状、および大きさにあわせて作られている。この取り出し補助板の大きさは、型枠と側壁および格子２４との隙間が１／１６インチ（約１．５９×１０-3ｍ）になるような大きさが好ましい。この隙間の大きさは、取り出し補助板４０ａ，４０ｂが型枠１０のサブキャビティー内を下方に向かって慴動する際に、成形物を型枠から押出することができる大きさである。しかし、この隙間の大きさは、成形物にバリが生じることのないように、成形物の取り出しの際に、成形物である混合材料が取り出し補助用板と側壁との隙間から、漏出しない大きさが好ましい。
【００２５】
本発明の方法を用いるために、図３に示すように、パレット６０を型枠１０の下側に配置する。なお、このパレット６０は、木、プラスチックまたは、金属製である。この型枠の上部に位置する開口から、複合材料５０を所定の充填位置６２まで充填する。この複合材料５０は、一般に骨材、セメント、水から構成され、成形物の用途に応じて、たとえば、顔料、可塑剤、そして他の充填材など他の材料を含有してもよい。
【００２６】
型枠１０、および／または、パレット６０を所定時間振動させて、型枠１０内への複合材料５０の充填を補助する。充填完了後、取り出し補助板4０ａ，４０ｂを型枠１０の内方に慴動させて複合材料５０を押圧する。さらに、取り出し補助板4０ａ，４０ｂの押圧に連動して振動を与え、複合材料５０を目的の密度及び所定の充填高さまで詰め込む。なお、ここで、所定の充填高さとは、硬化後の成形物（石工材）の持つべき高さをいう。
【００２７】
この後、取り出し補助板４０ａ，４０ｂと、パレット６０に対して、型枠１０を相対的に動かして、成形物をパレット６０に乗せたままの状態で型枠から取り出す（図４）  なお、複合材料５０の型枠への充填時間や、型枠，パレット，取り出し補助板の振動時間、取り出し補助板の押圧量は、特定の機械、特定の方法を用いて行う。この方法に用いられる一般的な機械であるＢｅｓｓｅｒ  Ｖ３  １２  ｂｌｏｃｋ  ｍａｃｈｉｎｅの設定値は以下の通りである。振動時間は、１．７５秒、取り出し板にかける圧力は、１／８インチ（約３．１８×１０-3ｍ）のスプリングギャップ、充填された複合材料に振動・圧力を与える時間は、２秒で行った。
【００２８】
型枠１０からのブロックの取り出し操作により、成形物の格子２４と接触しながら通過してきた面には、粗構造である表面４５が形成される。（図５ａ、ｂ参照）。図に示すようにな粗構造を持つ二つの成形物が、一連の機械の動作により作成される。これらの成形物は従来公知の技術、たとえば、自然養生、蒸気、オートクレーブ養生、噴霧養生などを利用して養生・硬化され、石工材となる。
なお、得られる成形物がすべて同じものとなるために、型枠の各サブキャビティーの大きさ、および、形状は同じであることが好ましい。しかし、異なる大きさ、形状の成形物を作るために、各サブキャビティーの大きさ、形状を異なるものとしても良い。また、得られたすべての成形物を硬化させないで、再び複合材料としてリサイクルしてもよい。
【００２９】
また、本発明の方法を図７に示すような型枠に用いると、長方形以外の形状を有した成形物を得ることができる。この型枠１０は、側壁１６，１８，２０，２２，２６と、格子２４を備えた分割部材１４により形成されたサブキャビティー１２，１３と、格子２４’を備えた分割部材１４’により形成されたサブキャビティー１２’，１３’とから構成される。
【００３０】
型枠の側壁には、成形物に特徴を持たせるための隔壁１５，１７，１９，２１が設けられ、この隔壁の下部には縁３２が形成されている。この縁３２の、隔壁１５，１７からサブキャビティー内方向への突出高さは、おおよそ０．１８７インチ（約４．７５×１０-3ｍ）が好ましく、また、この縁３２の断面形状は楔形であることが好ましい。この縁３２の長手方向の寸法は、１／４インチ（約６．３５×１０-3ｍ）、短手方向の寸法は１／１６インチ（約１．５９×１０-3ｍ）であることが好ましい。この縁のサブキャビティー内に臨む面の形状は、側壁側に向かって平滑に形成されているのが好ましいが、成形物に異なる表面形状を得るために、凹凸形状や、波形状を有して形成されていてもよい。
【００３１】
縁３２は成形物の側面の複合材料を削り取るための削部であり、型枠の使用時にヒビ割れが生じて、かけたり、壊れたりすることがある。よって、ボルトや、ネジなどを介して側壁に着脱自在に設けられている。しかし、この縁３２は前記隔壁に溶接されていたり、隔壁と一体に形成されていてもよい。図８に示すように、隔壁３３，３５と格子２４は分割部材に含まれるものである。この場合、格子２４は、接合部３９を介して側壁にボルトで固定された隔壁に溶接されている。隔壁上部の縁３４は、本発明の方法を用いて、成形物を作る際に、成形物の表面に粗構造を形成するのを補助する。このような隔壁上部の縁と同様のものは、米国特許出願第０８／７４８４９８号（１９９６年１１月８日）に見ることができる。
【００３２】
上記記載の例およびデータより、本発明の構成の利用、および、発明を利用した成形物の製造を完全に行うことができる。また、この型枠の格子面に沿って、圧縮ヘッドを型枠内において下方向に移動させると、型枠は自己洗浄される。よって、洗浄やメンテナンスのために機械を止めることなしに、この型枠を何回でも製造に使用することができる。
なお、これら具体例は請求項にかかる発明の範囲および、内容から逸脱することなく、発明の内容を具体的に示したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる型枠の斜視図。
【図２】  図１の型枠の線２−２における断面図。
【図３】  図２の型枠に複合材料を加えた断面図、および、取り出し補助板の断面図。
【図４】  取り出し補助板を用いて型枠から成形物を取り出す際の断面図。
【図５】  （ａ）は図１の型枠から取り出された成形物の斜視図、
（ｂ）は本発明にかかる他の型枠より得られた成形物の斜視図。
【図６】  本発明において使用する隆起したエキスパンドメタル格子の拡大図。
【図７】  本発明の異なる形状の型枠の斜視図。
【図８】  図７の型枠の分割部材の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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