JP4862802B2 - 曲面パネルの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば建物の外壁隅部に配置するような大型の曲面パネルの製造装置及び製造方法に関する。

従来、建物の外壁隅部に配置するような大型の曲面パネルの製造に際しては、内周面側を開放した浅い箱形の型枠を用いて、この型枠を内周面側が上側となるように設置して、その内周面側からコンクリートを流し込んで硬化させるといった方法が採られている。

ところが、型枠を内周面側が上側となるように設置すると、その両端側がせり上がった状態となるため、型枠に充填したコンクリートは型枠中央付近に流動し易く、このため型枠の内周面側においてコンクリートを広範囲に亘ってコテで均す必要があり、このような手作業によるコテ仕上げのために多くの時間及び労力を要していた。

そこで、例えば特許文献１においては、基台に対して型枠を移動可能に設置し、その型枠を一端側が水平状態となるように配置して、その一端側にコンクリートを流し込んである程度硬化すると、型枠を他端側が水平状態となるように配置して、その他端側にコンクリートを流し込んで一端側のコンクリートと一体化させることで、型枠に充填したコンクリートの型枠中央付近への流動を防止して、上記のようなコテ仕上げを不要とした方法が提案されている。

特開平９−２３９７０８号公報

しかしながら、上記の提案例においても、内周面側を開放した浅い箱形の型枠を用いていることから、型枠の内周面側におけるコンクリートのコテ仕上げを不要とすると、パネル厚が不均一になり、成型後の曲面パネルの寸法精度が悪くなるといった不具合があった。かといって、型枠の内周面側におけるコンクリートのコテ仕上げを行っても、多くの時間及び労力を要するばかりか、手作業によるコテ仕上げでは依然としてパネル厚が不均一になり易く、寸法精度の悪化を解消できるものではなかった。

また、成型後の曲面パネルの脱型に際して、曲面パネルを吊り上げて型枠から取り外すと、曲面パネルの中央付近に応力が集中してクラックが発生し易いといった不具合があった。また、型枠を分解して曲面パネルを取り外すようにすると、それだけ手間がかかって、製造効率が悪くなるといった不具合があった。

そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、大型の曲面パネルを効率良くしかも精度良く製造することができる製造装置及び製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、この発明の製造装置は、湾曲した内外周面２、３を有する曲面パネル１を製造するものであって、曲面パネル成型用の型枠１０と、この型枠１０を設置する基台５０とが設けられ、前記型枠１０は、前記曲面パネル１の外周面２側を成型する外枠材１１と、前記曲面パネル１の内周面３側を成型する内枠材１２とを備え、これら外枠材１１と内枠材１２とを着脱可能に組み合わせることで、開放した一端側から閉塞した他端側へ向かってコンクリートを湾曲方向に沿って流し込むように充填する湾曲状の成型用空間４０が形成され、前記基台５０には、前記内枠材１２を上側にした状態で設置した前記型枠１０を、前記成型用空間４０の一端側を立ち上げ、且つ、他端側を略水平とするコンクリート流入姿勢と、前記成型用空間４０の一端側と他端側を略同じ高さレベルとする脱型姿勢との間で切換可能とする型枠移動手段５２が設けられ、前記脱型姿勢おいて、成型後の曲面パネル１が前記内枠材１２とともに吊り上げ可能とされたことを特徴とする。

具体的に、前記外枠材１１は、前記曲面パネル１の湾曲方向に沿った両側面４、４を成型する一対の立ち上がり面１９、１９を備え、前記内枠材１２は、前記曲面パネル１の湾曲方向に沿った両側面４、４の一方の端部間に位置する側面５を成型する垂れ下がり面２５を備えている。

また、前記外枠材１１に、前記曲面パネル１の外周面２に凹凸模様を形成するための模様形成用マット１７が取り付けられている。

さらに、前記内枠材１２に、前記曲面パネル１に埋設される補強部材８に対して係脱可能とされた係合部材３０・・が設けられている。そして、前記補強部材８は、前記成型用空間４０内へコンクリートを流し込む前に、前記内枠材１２の係合部材３０・・に係合されて前記成型用空間４０内に配置される。

さらにまた、前記型枠移動手段５２は、前記外枠材１１に形成された湾曲状のレール１５・・を支持する支持ローラ５３、５４、５５からなる。

この発明の製造方法は、上記の製造装置を用いて、前記基台５０に設置した前記型枠１０をコンクリート流入姿勢として、その成型用空間４０の開放した一端側からコンクリートを流し込んで前記成型用空間４０内にコンクリートを充填し、コンクリートの硬化後に前記型枠１０を脱型姿勢として、成型後の曲面パネル１を前記内枠材１２とともに吊り上げて脱型することを特徴とする。

この発明の製造装置を用いて、外枠材と内枠材とを組み合わせてなる型枠をコンクリート流入姿勢として、成型用空間の開放した一端側からコンクリートを流し込むことで、成型用空間内の隅々まできっちりとコンクリートを充填することができ、内周面側を開放した型枠を用いるときのような内周面側における広範囲に亘ってのコテ仕上げを不要として製造効率を高めながらも、成型後の曲面パネルのパネル厚を均一にして寸法精度を高めることができる。

しかも、型枠を脱型姿勢として、成型後の曲面パネルを脱型治具として機能させた内枠材とともに吊り上げて脱型することで、吊り上げの際に作用する応力を内枠材によって負担させて、クラックを生じさせることなく曲面パネルを簡単に脱型することができる。さらに、外枠材に模様形成用マットを取り付けて、曲面パネルの外周面に凹凸模様を形成する場合であっても、模様形成用マットの引っ掛かりを少なくして曲面パネルをスムーズに脱型することができる。

また、一対の立ち上がり面を備えた外枠材、及び、垂れ下がり面を備えた内枠材を組み合わせることで、一端側のみが開放した成型用空間を有する型枠とすることができ、これによりコテ仕上げを必要する箇所をほとんどなくして、製造効率をより一層高めることができる。

さらにまた、曲面パネルに埋設される補強部材を利用して、この補強部材に内枠材の係合部材を係合させることで、曲面パネルに欠けや割れを生じさせることなく、脱型に際しての内枠材と曲面パネルとの一体化を図ることができる。

しかも、成型用空間内へコンクリートを流し込む前に、予め内枠材の係合部材に補強部材を係合させておくことで、内枠材と曲面パネルとの一体化だけでなく、成型用空間内における補強部材の位置決めにも係合部材を活用することができ、部材の有効利用を図ることができる。

また、型枠の外枠材に形成された湾曲状のレールを、基台側の支持ローラによって支持することで、重い重量の型枠の姿勢切り換えを簡単且つスムーズに行うことができ、作業性の向上を図ることができる。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の一実施形態に係る製造装置は、建物の外壁隅部に配置するコンクリート製の大型曲面パネル１を製造するためのものある。

曲面パネル１は、図７に示すように、湾曲した内外周面２、３を有しており、外周面２には凹凸模様が形成されている。また、曲面パネル１には、メッシュ筋６(図３参照)に一対のリップ付き溝形鋼７、７を溶接してなる補強部材８が埋設されている。具体的には、溝形鋼７、７が曲面パネル１の湾曲方向に沿った両端面４、４間に跨るように、且つ、溝形鋼７、７のリップが曲面パネル１の内周面３側において露出するようにして、補強部材８が曲面パネル１に埋設されている。

このような曲面パネル１を製造するための製造装置は、図１に示すように、曲面パネル成型用の湾曲状の型枠１０と、この型枠１０を設置する基台５０とを備えている。

型枠１０は、図１及び図２に示すように、曲面パネル１の外周面２側を成型する鋼製の外枠材１１と、この外枠材１１の上側に着脱可能に組み付けられて、曲面パネル１の内周面３側を成型する鋼製の内枠材１２とから構成されている。

外枠材１１は、曲面パネル１の外周面２に対応した曲面板１３を備えている。曲面板１３の下面には、その長手方向(水平方向)に間隔をあけて複数の湾曲状のリブ片１４・・が突設されている。そして、いくつかのリブ片１４・・の先端部には、湾曲状のレール１５が夫々取り付けられている。また、これらリブ片１４・・には、その両端部を張り出させることで、レール１５を挟む一対のストッパー１６、１６が夫々形成されている。曲面板１３の上面には、曲面パネル１の外周面２に凹凸模様を形成するための曲面状の模様形成用マット１７が取り付けられている。また、図２に示すように、曲面板１３の上面の湾曲方向に沿った両端部には、湾曲状の側枠材１８、１８が取り付けられ、これら側枠材１８、１８の互いに対向する内面が、曲面パネル１の湾曲方向に沿った両側面４、４を成型する一対の立ち上がり面１９、１９とされている。

内枠材１２は、曲面パネル１の内周面３に対応した曲面板２１を備えている。曲面板２１の上面には、その長手方向(水平方向)に間隔をあけて複数の湾曲状のリブ片２２・・が突設されている。そして、いくつかのリブ片２２・・には、吊り上げ用のワイヤーロープ６０を引っ掛けるための掛止部材２３、２３が夫々取り付けられている。また、曲面板２１の長手方向(水平方向)に沿った一方の端部には、その端部から垂下した側枠板２４が取り付けられ、この側枠板２４の内面が、曲面パネル１の湾曲方向に沿った両側面４、４の一方の端部間に位置する側面５を成型する垂れ下がり面２５とされている。

また、内枠材１２の曲面板２１には、曲面パネル１に埋設される補強部材８の溝形鋼７、７に対して係脱可能とされた複数の係合部材３０・・が設けられている。

この係合部材３０は、図３に示すように、係止片３１と、この係止片３１を水平回転させる回転機構３２とを備えている。係止片３１は、略長方形状に形成され、その長手方向に沿った端部が溝形鋼７における溝部開口幅よりも長く、短手方向に沿った端部が溝部開口幅よりも短くなっている。回転機構３２は、曲面板２１の上面に固定した土台３３と、この土台３３及び曲面板２１を貫通する回転軸３４と、この回転軸３４の上端に横軸３５周りに回転可能に取り付けられた操作レバー３６とからなる。そして、回転軸３４の下端には、係止片３１が固定されている。操作レバー３６は、根元部がカムとされ、先端部がコ字形に形成されている。

そして、図３に示すように、操作レバー３６を横軸３５周りに回転させて起こし、さらに回転軸３４周りに約９０゜回転させると、係止片３１は押し下げられる。この状態で、溝形鋼７の溝部内に係止片３１が入り込むようにして、溝形鋼７を曲面板２１の下面にあてがいながら、操作レバー３６を回転軸３４周りに約９０゜回転させ、さらに横軸３５周りに回転させて倒すと、係止片３１は約９０゜水平回転した状態で持ち上がって溝形鋼７のリップ下面に当接し、これによって係合部材３０が補強部材８に対して係合して、図４に示すように、補強部材８が内枠材１２の曲面板２１の下面に沿って保持されるようになっている。なお、この係合を解除するには、操作レバー３６を操作して図３に示す状態とすれば良い。

このような型枠１０においては、外枠材１１と内枠材１２とをそれら曲面板１３、２１同士を上下に対向させるようにして組み合わせることで、湾曲状の成型用空間４０が形成される。なお、外枠材１１と内枠材１２との組み付けは、外枠材１１側に取り付けた複数の連結部材３９・・を内枠材１２側に係合することでなされている。

成型用空間４０は、外枠材１１の曲面板１３の上面及び立ち上がり面１９、１９、内枠材１２の曲面板２１の下面及び垂れ下がり面２５によって囲まれた空間であって、その長手方向(水平方向)に沿った一端側のみが開放して、この開放部分がコンクリート流入口４１となっている。

基台５０は、図１に示すように、例えばＨ形鋼を方形枠状に組み付けてなるフレーム５１と、内枠材１２を上側にした状態で設置した型枠１０の姿勢を切り換えるための型枠移動手段５２とを備えている。

型枠移動手段５２は、フレーム５１の上面に取り付けられた第１支持ローラ５３と、この第１支持ローラ５３よりも上方に位置するようにして、フレーム５１の上面に取り付けられた第２支持ローラ５４と、第１及び第２支持ローラ５３、５４よりもさらに上方に位置するようにして、例えばＨ形鋼からなる斜材５６を介してフレーム５１の上面に取り付けられた第３支持ローラ５５とを備えている。なお、これら支持ローラ５３、５４、５５は、型枠１０の長手方向(水平方向)に間隔をあけて複数組み設けられている。

そして、第１及び第３支持ローラ５３、５５上に、型枠１０における外枠材１１のレール１５が載せられ、このレール１５の側方張出部の上面に第２支持ローラ５４を当接させることで、支持ローラ５３、５４、５５によってレール１５を上下から挟み込むように支持して、基台５０に対して型枠１０がその湾曲方向に沿ってスムーズに移動するようになっている。なお、型枠１０の移動は、型枠１０における外枠材１１のストッパー１６、１６が第１及び第３支持ローラ５３、５５に当接することによって規制され、型枠１０の移動範囲が必要最小限に抑えられている。

これにより、型枠１０は、成型用空間４０のコンクリート流入口４１を有する一端側を立ち上げ、且つ、他端側を略水平とするコンクリート流入姿勢(図５参照)と、成型用空間４０の一端側と他端側を略同じ高さレベルとする脱型姿勢(図６参照)との間で切換可能とされている。なお、型枠１０には図示しないワイヤーが張設されており、このワイヤーを巻き上げたり、緩めたりすることで、型枠１０を自動的に移動させるようになっているが、このようなワイヤーに代えてシリンダー等を用いたり、或いは、手動によって型枠１０を移動させるようにしても良い。

次に、上記構成の製造装置を用いた曲面パネル１の製造方法について説明する。まず、図４に示すように、型枠１０の成型用空間４０内にコンクリートを流し込む前に、予め成型用空間４０内に補強部材８を配置する。この配置に際しては、型枠１０の内枠材１２の係合部材３０・・を補強部材８の溝形鋼７、７に対して係合させて、補強部材８を内枠材１２に保持させている。

次に、図５に示すように、型枠１０をコンクリート流入姿勢として、成型用空間４０のコンクリート流入口４１からコンクリートを流し込む。これにより、コンクリートは、成型用空間４０の立ち上げられた一端側から略水平な他端側へ向かって湾曲方向に沿って流れ込みながら、成型用空間４０内の隅々まで隙間無くきっちりと充填される。このように、外枠材１１と内枠材１２とを組み合わせてなる一端側のみが開放した型枠１０を用いることで、コンクリート充填後には一端側の狭い範囲でのコテ仕上げだけで済み、内周面側を開放した型枠を用いるときのような内周面側の広い範囲でのコテ仕上げが不要となり、しかも成型後の曲面パネル１のパネル厚を均一にして寸法精度を高めることができる。

このようなコンクリートの充填作業が完了すると、ハンドバイブ等によって振動を与えて締め固めを行う。成型用空間４０内のコンクリートが硬化すると、図６に示すように、型枠１０を脱型姿勢として、成型後の曲面パネル１を脱型する。この脱型に際しては、型枠１０の内枠材１２の掛止部材２３・・に、吊り上げ用のワイヤーロープ６０・・を引っ掛けて、成型後の曲面パネル１を内枠材１２とともに上方へ向けて吊り上げるようにしている。型枠１０をコンクリート流入姿勢すなわち起こした状態から脱型姿勢すなわち寝かせた状態に切り換えてから成型後の曲面パネル１を脱型しているのは、型枠１０を起こした状態のまま成型後の曲面パネル１を吊り上げると、曲面パネル１の外周面２に外枠材１１の模様形成用マット１７が引っ掛かり易くなって、曲面パネル１をスムーズに脱型することができず、場合によっては曲面パネル１の外周面の凹凸模様に欠け等が生じるからである。また、成型後の曲面パネル１を内枠材１２とともに脱型しているのは、鋼製の内枠材１２を脱型治具として機能させて、吊り上げの際に作用する応力を内枠材１２によって負担させ、これにより曲面パネル１の中央付近での応力の集中を軽減して、曲面パネル１におけるクラック発生を防止するためのである。

その後、内型枠１２の係合部材３０・・による係合を解除して、内型枠１２と曲面パネル１とを分離することで、図７に示すような補強部材８を埋設した大型の曲面パネル１が得られる。

なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。

この発明の一実施形態に係る曲面パネルの製造装置の側断面図である。 型枠の斜視図である。 係合部材の係合前の状態を示す斜視図である。 型枠の成型用空間内に補強部材を配置したときの製造装置の側断面図である。 型枠をコンクリート流入姿勢として成型用空間内にコンクリートを充填するときの状態を示す製造装置の側断面図である。 型枠を脱型姿勢として成型後の曲面パネルを脱型するときの状態を示す製造装置の側断面図である。 曲面パネルの斜視図である。

符号の説明

１・・曲面パネル、２・・外周面、３・・内周面、４・・湾曲方向に沿った側面、５・・側面、８・・補強部材、１０・・型枠、１１・・外枠材、１２・・内枠材、１５・・レール、１７・・模様形成用マット、１９・・立ち上がり面、２５・・垂れ下がり面、３０・・係合部材、４０・・成型用空間、５０・・基台、５２・・型枠移動手段、５３、５４、５５・・支持ローラ

Claims (7)

1. 湾曲した内外周面（２）（３）を有する曲面パネル（１）の製造装置であって、曲面パネル成型用の型枠（１０）と、この型枠（１０）を設置する基台（５０）とが設けられ、前記型枠（１０）は、前記曲面パネル（１）の外周面（２）側を成型する外枠材（１１）と、前記曲面パネル（１）の内周面（３）側を成型する内枠材（１２）とを備え、これら外枠材（１１）と内枠材（１２）とを着脱可能に組み合わせることで、開放した一端側から閉塞した他端側へ向かってコンクリートを湾曲方向に沿って流し込むように充填する湾曲状の成型用空間（４０）が形成され、前記基台（５０）には、前記内枠材（１２）を上側にした状態で設置した前記型枠（１０）を、前記成型用空間（４０）の一端側を立ち上げ、且つ、他端側を略水平とするコンクリート流入姿勢と、前記成型用空間（４０）の一端側と他端側を略同じ高さレベルとする脱型姿勢との間で切換可能とする型枠移動手段（５２）が設けられ、前記脱型姿勢おいて、成型後の曲面パネル（１）が前記内枠材（１２）とともに吊り上げ可能とされたことを特徴とする曲面パネルの製造装置。
2. 前記外枠材（１１）は、前記曲面パネル（１）の湾曲方向に沿った両側面（４）（４）を成型する一対の立ち上がり面（１９）（１９）を備え、前記内枠材（１２）は、前記曲面パネル（１）の湾曲方向に沿った両側面（４）（４）の一方の端部間に位置する側面（５）を成型する垂れ下がり面（２５）を備えた請求項１記載の曲面パネルの製造装置。
3. 前記外枠材（１１）に、前記曲面パネル（１）の外周面（２）に凹凸模様を形成するための模様形成用マット（１７）が取り付けられた請求項１又は２記載の曲面パネルの製造装置。
4. 前記内枠材（１２）に、前記曲面パネル（１）に埋設される補強部材（８）に対して係脱可能とされた係合部材（３０）・・が設けられた請求項１乃至３のいずれかに記載の曲面パネルの製造装置。
5. 前記補強部材（８）は、前記成型用空間（４０）内へコンクリートを流し込む前に、前記内枠材（１２）の係合部材（３０）・・に係合されて前記成型用空間（４０）内に配置される請求項４記載の曲面パネルの製造装置。
6. 前記型枠移動手段（５２）は、前記外枠材（１１）に形成された湾曲状のレール（１５）・・を支持する支持ローラ（５３）（５４）（５５）からなる請求項１乃至５のいずれかに記載の曲面パネルの製造装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の製造装置を用いて、湾曲した内外周面（２）（３）を有する曲面パネル（１）を製造する製造方法であって、前記基台（５０）に設置した前記型枠（１０）をコンクリート流入姿勢として、その成型用空間（４０）の開放した一端側からコンクリートを流し込んで前記成型用空間（４０）内にコンクリートを充填し、コンクリートの硬化後に前記型枠（１０）を脱型姿勢として、成型後の曲面パネル（１）を前記内枠材（１２）とともに吊り上げて脱型することを特徴とする曲面パネルの製造方法。