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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023109549
(43)【公開日】2023-08-08
(54)【発明の名称】混練材料供給装置
(51)【国際特許分類】
   E04G 21/02 20060101AFI20230801BHJP
   B28C 9/04 20060101ALI20230801BHJP
   B28B 13/02 20060101ALI20230801BHJP
【FI】
E04G21/02 101
B28C9/04
B28B13/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022011115
(22)【出願日】2022-01-27
【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】武者 浩透
(72)【発明者】
【氏名】島▲崎▼ 利孝
【テーマコード(参考)】
2E172
4G055
4G056
【Fターム(参考)】
2E172AA05
2E172BA05
2E172BA25
2E172BA27
2E172CA03
2E172CA04
4G055AA01
4G056AA06
4G056CD32
4G056DA01
(57)【要約】
【課題】モバイルプラントの備えるミキサーに対して混練材料を供給することのできる、混練材料供給装置を提供する。
【解決手段】コンクリートプラント200,300の備えるミキサー50に対して、混練材料を搬送して投入する、混練材料供給装置80であり、ミキサー50の近傍の地上に立設して、上方に昇降機84を備え、案内レール85を備えている昇降架台83と、混練材料が収容される収容体81とを有し、昇降機84により、収容体81が案内レール85に沿ってミキサー50の投入口の上方に牽引されて、混練材料がミキサー50に供給される。
【選択図】図20
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリートプラントの備えるミキサーに対して、混練材料を搬送して投入する、混練材料供給装置であって、
前記ミキサーの近傍の地上に立設して、上方に昇降機を備え、案内レールを備えている昇降架台と、
前記混練材料が収容される収容体とを有し、
前記昇降機により、前記収容体が前記案内レールに沿って前記ミキサーの投入口の上方に牽引されて、前記混練材料が前記ミキサーに供給されることを特徴とする、混練材料供給装置。
【請求項2】
二条の前記案内レールがあり、
前記収容体は、両端に車輪を備えた一本の車輪軸と、該収容体に回動自在に取り付けられている回動取っ手とを備え、
前記車輪軸の備える二つの前記車輪がそれぞれ二条の前記案内レールに移動自在に係合し、
前記昇降機から延びるワイヤが前記回動取っ手に取り付けられており、
前記案内レールの上端に前記車輪が移動して停止し、さらに前記回動取っ手のみが前記ワイヤにて上方に牽引されることにより、停止している前記車輪軸を回動中心として前記収容体が回動し、前記混練材料が前記ミキサーに供給されることを特徴とする、請求項1に記載の混練材料供給装置。
【請求項3】
二条の前記案内レールがあり、該案内レールは上方で二方向に枝分かれした二つの分岐レールを備えており、
前記収容体は、両端に車輪を備えた二本の車輪軸と、該収容体に回動自在に取り付けられている回動取っ手とを備え、
二本の前記車輪軸の備える二つの前記車輪がそれぞれ二条の前記案内レールに移動自在に係合し、
前記昇降機から延びるワイヤが前記回動取っ手に取り付けられており、
一方の前記分岐レールに対して、一方の前記車輪軸の備える二つの前記車輪が移動して先行停止し、続いて、他方の前記分岐レールに対して、他方の前記車輪軸の備える二つの前記車輪が移動する過程で、先行停止している前記車輪軸を回動中心として前記収容体が回動し、前記混練材料が前記ミキサーに供給されることを特徴とする、請求項1に記載の混練材料供給装置。
【請求項4】
前記収容体は計量器を備えており、
前記計量器は、
収容される前記混練材料の収容許容量に関する収容許容値を格納し、該混練材料が該収容許容値に達した際に警報を発することを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の混練材料供給装置。
【請求項5】
前記収容体の上方には、開閉蓋が回動自在に設けられており、
前記収容体が前記案内レールを昇降する際には前記開閉蓋は閉じており、
前記収容体が前記ミキサーの前記投入口の上方で回動した際に、前記開閉蓋が自然に開いて前記混練材料が該投入口に供給されることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の混練材料供給装置。
【請求項6】
運搬車両と、
前記運搬車両の荷台の上に搭載されて該運搬車両にて搬送される、コンクリートのプラントユニットと、
搬送時には前記プラントユニットに含まれず、コンクリート製造時には前記プラントユニットの構成要素となるミキサーとを有し、
前記プラントユニットは、骨材貯蔵装置と、粉体貯蔵装置と、混練材料貯蔵装置と、骨材搬送装置と、粉体搬送装置と、混練材料搬送装置と、各装置の駆動制御を実行する制御装置とを少なくとも備えている、コンクリートプラントに適用され、
前記混練材料供給装置における、前記収容体が前記混練材料貯蔵装置であり、前記昇降架台が前記混練材料搬送装置であることを特徴とする、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の混練材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、混練材料供給装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、コンクリートの高性能化と既存構造物の長寿命化や延命化のニーズの高まりから、既存構造物を例えば高性能コンクリートを用いて補修や補強する技術の開発が進んでいる。この既存構造物としては、道路橋における鉄筋コンクリート床版等が挙げられる。
この高性能コンクリートは、市中の生コンプラントで一般に供給されない特殊なコンクリートであり、補修や補強の技術が確立されているとしても、施工現場に対して特殊コンクリートを実際に供給できないといった大きな課題がある。ここで、本明細書において「高性能コンクリート」や「特殊コンクリート」、「高強度コンクリート」、「超高強度コンクリート」とは、例えば、高い圧縮強度、靱性、耐久性を有するコンクリートを意味しており、その一例として、特殊材料(セメントと混和剤を混合したプレミックス粉体、砂、繊維、水、混和剤等を使用した材料)を用いた、超高性能繊維補強コンクリートが挙げられる。
そこで、施工現場まで移動して施工現場にてコンクリートを製造する、移動式のコンクリートプラント(モバイルプラント)が適用される場合があるが、従来のモバイルプラントは通常のコンクリートの製造を対象としていることから、例えば超高強度コンクリート等の特殊コンクリートの製造(練り混ぜ)においては課題が生じ得る。具体的には、モバイルプラントに設置される、繊維材等の混練材料を供給する装置に関する技術が確立していないことである。
【0003】
ここで、特許文献1には、工事の進捗状況に合わせて安定した生コン供給を可能にした、生コンの製造システムが提案されている。この製造システムは、少なくとも原料の貯蔵工程、供給工程及び混練工程等から構成される一連の生コン製造システムにおいて、システムに必要な全ての工程が移動できるように、各工程に必要なそれぞれの設備をそれぞれの車両に搭載している。ここで、各工程に必要な設備を搭載した車両とは、車両に計量器を有した生コン原料供給装置とこれに連結された混練装置及び操作盤を設けたミキシングミキサー車、セメント貯蔵用のサイロを車両に設けたセメントサイロ車、貯水タンクを車両に設けた水タンクローリー車、及びコンベアを車両に設けたコンベア車である。
【0004】
一方、特許文献2には、騒音の問題を解消した移動式バッチャープラントが提案されている。この移動式バッチャープラントは、予め配合された粉体材料を貯蔵する粉体貯蔵装置、骨材を貯蔵する骨材貯蔵装置、水を貯蔵する水貯蔵装置、粉体材料と骨材と水を混合するミキシング装置、粉体搬送装置、骨材搬送装置、水供給装置、各装置の動作を制御する制御装置、各装置のうちの少なくとも一つを支持して車両に搭載可能に形成された支持構造、各装置及び支持構造のうちの少なくとも一つから発生する騒音を低減する騒音低減機構とを備えている。ここで、各装置は、中型トラックの荷台上に設置されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平7-52141号公報
【特許文献2】特開2020-142400号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載の生コンの製造システム、特許文献2に記載の移動式バッチャープラントともに、モバイルプラントの備えるミキサーに対して、骨材やセメント等の他に繊維材等の混練材料を加えて練り混ぜて特殊コンクリート等を製造することを想定しておらず、従って、モバイルプラントの備えるミキサーに対して混練材料を供給する手段に関する開示はない。
【0007】
本発明は、モバイルプラントの備えるミキサーに対して混練材料を供給することのできる、混練材料供給装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記目的を達成すべく、本発明による混練材料供給装置の一態様は、
コンクリートプラントの備えるミキサーに対して、混練材料を搬送して投入する、混練材料供給装置であって、
前記ミキサーの近傍の地上に立設して、上方に昇降機を備え、案内レールを備えている昇降架台と、
前記混練材料が収容される収容体とを有し、
前記昇降機により、前記収容体が前記案内レールに沿って前記ミキサーの投入口の上方に牽引されて、前記混練材料が前記ミキサーに供給されることを特徴とする。
【0009】
本態様によれば、ミキサーの近傍の地上に立設して、上方に昇降機を備え、案内レールを備えている昇降架台の当該案内レールに沿って、混練材料が収容されるバケット等の収容体がミキサーの投入口の上方に牽引され、混練材料がミキサーに供給されることにより、モバイルプラントの備えるミキサーに対して混練材料を供給することが可能になる。
【0010】
また、本発明による混練材料供給装置の他の態様において、
二条の前記案内レールがあり、
前記収容体は、両端に車輪を備えた一本の車輪軸と、該収容体に回動自在に取り付けられている回動取っ手とを備え、
前記車輪軸の備える二つの前記車輪がそれぞれ二条の前記案内レールに移動自在に係合し、
前記昇降機から延びるワイヤが前記回動取っ手に取り付けられており、
前記案内レールの上端に前記車輪が移動して停止し、さらに前記回動取っ手のみが前記ワイヤにて上方に牽引されることにより、停止している前記車輪軸を回動中心として前記収容体が回動し、前記混練材料が前記ミキサーに供給されることを特徴とする。
【0011】
本態様によれば、両端に車輪を備えた一本の車輪軸と回動自在な回動取っ手を収容体が備え、二条の案内レールに対して各車輪が移動自在に係合し、昇降機から延びて回動取っ手に取り付けられているワイヤが牽引された際に、案内レールの上端に停止している車輪軸を回動中心として収容体が回動することにより、混練材料をミキサーに対してスムーズかつ確実に供給することができる。
【0012】
また、本発明による混練材料供給装置の他の態様において、
二条の前記案内レールがあり、該案内レールは上方で二方向に枝分かれした二つの分岐レールを備えており、
前記収容体は、両端に車輪を備えた二本の車輪軸と、該収容体に回動自在に取り付けられている回動取っ手とを備え、
二本の前記車輪軸の備える二つの前記車輪がそれぞれ二条の前記案内レールに移動自在に係合し、
前記昇降機から延びるワイヤが前記回動取っ手に取り付けられており、
一方の前記分岐レールに対して、一方の前記車輪軸の備える二つの前記車輪が移動して先行停止し、続いて、他方の前記分岐レールに対して、他方の前記車輪軸の備える二つの前記車輪が移動する過程で、先行停止している前記車輪軸を回動中心として前記収容体が回動し、前記混練材料が前記ミキサーに供給されることを特徴とする。
【0013】
本態様によれば、両端に車輪を備えた二本の車輪軸と回動自在な回動取っ手を収容体が備え、上方に枝分かれした二つの分岐レールを備えている二条の案内レールに対して各車輪が移動自在に係合し、昇降機から延びて回動取っ手に取り付けられているワイヤが牽引された際に、一方の分岐レールに一方の車輪軸の備える車輪が移動して先行停止し、他方の分岐レールに対して他方の車輪軸の備える二つの車輪が移動する過程で、先行停止した一方の車輪軸を回動中心として収容体が回動することにより、混練材料をミキサーに対してスムーズかつ確実に供給することができる。
【0014】
また、本発明による混練材料供給装置の他の態様において、
前記収容体は計量器を備えており、
前記計量器は、
収容される前記混練材料の収容許容量に関する収容許容値を格納し、該混練材料が該収容許容値に達した際に警報を発することを特徴とする。
【0015】
本態様によれば、収容体が計量器を備え、計量器が混練材料の収容許容量に関する収容許容値を格納し、混練材料が収容許容値に達した際に警報を発することにより、例えば一バッチ分の混練材料を確実に計量してミキサーに供給することができる。
【0016】
また、本発明による混練材料供給装置の他の態様において、
前記収容体の上方には、開閉蓋が回動自在に設けられており、
前記収容体が前記案内レールを昇降する際には前記開閉蓋は閉じており、
前記収容体が前記ミキサーの前記投入口の上方で回動した際に、前記開閉蓋が自然に開いて前記混練材料が該投入口に供給されることを特徴とする。
【0017】
本態様によれば、収容体の上方に開閉蓋が回動自在に設けられていることにより、収容体からミキサーへ混練材料を投入する時だけ開閉蓋が開くことから、収容体内にある混練材料が雨水等に晒される恐れを解消できる。
【0018】
また、本発明による混練材料供給装置の他の態様は、
運搬車両と、
前記運搬車両の荷台の上に搭載されて該運搬車両にて搬送される、コンクリートのプラントユニットと、
搬送時には前記プラントユニットに含まれず、コンクリート製造時には前記プラントユニットの構成要素となるミキサーとを有し、
前記プラントユニットは、骨材貯蔵装置と、粉体貯蔵装置と、混練材料貯蔵装置と、骨材搬送装置と、粉体搬送装置と、混練材料搬送装置と、各装置の駆動制御を実行する制御装置とを少なくとも備えている、コンクリートプラントに適用され、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の混練材料供給装置における、前記収容体が前記混練材料貯蔵装置であり、前記昇降架台が前記混練材料搬送装置であることを特徴とする。
【0019】
本態様によれば、外付けの混練材料供給装置がモバイルプラントに設置されることにより、ミキサーに対して混練材料を供給可能なモバイルプラントを実現できる。
【発明の効果】
【0020】
本発明の混練材料供給装置によれば、モバイルプラントの備えるミキサーに対して混練材料を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
図1】第1の例に係るコンクリートプラントである、車載型のコンクリートプラントの公道走行時の状態を示す斜視図である。
図2】運搬車両の荷台上で、プラントユニットが後方へスライドしている状況を示す斜視図である。
図3】ミキサー架台のレール上で、ミキサーがミキシング位置まで牽引されている状況を説明する図である。
図4】ミキサーに取り付けられているスライド治具の一例を拡大した図である。
図5】ミキサーがミキシング位置においてレールに固定されている状態を示す図である。
図6】車載型のコンクリートプラントのコンクリート製造時の状態を示す斜視図である。
図7】ミキサー架台が支持脚の一例により支持されている状態を示す図である。
図8】ミキサー架台が支持脚の他の例により支持されている状態を示す図である。
図9】車載型のコンクリートプラントを構成するプラントユニットの各構成要素を模式的に示すブロック図である。
図10】第2の例に係るコンクリートプラントの一例である、定置型のコンクリートプラントが、アウトリガーを張り出して自立している状態を示す斜視図である。
図11】運搬車両が退避して、定置型のコンクリートプラントが形成されている状態を示す斜視図である。
図12】定置型のコンクリートプラントにおいて、外付け繊維貯蔵装置と外付け繊維搬送装置が設置されている状態を示す斜視図である。
図13】第3の例に係るコンクリートプラントの一例である、定置型のコンクリートプラントを示す斜視図である。
図14】定置型のコンクリートプラントを構成するプラントユニットの各構成要素を模式的に示すブロック図である。
図15】制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
図16】制御装置の機能構成の一例を示す図である。
図17】制御装置の制御フローの一例を示すフローチャートである。
図18A】制御装置の設計操作画面における選択画面の一例を示す図である。
図18B】制御装置の設計操作画面における主画面の一例を示す図である。
図18C】制御装置の設計操作画面における混練タイマ設定面の一例を示す図である。
図18D】制御装置の設計操作画面における操作画面の一例を示す図である。
図19】制御装置の表示画面における、ミキサー負荷値の時系列データと管理基準値の一例を示す図である。
図20】実施形態に係る混練材料供給装置の一例を示す斜視図である。
図21】実施形態に係る混練材料供給装置を構成する安全策の内部に、繊維貯蔵装置である収容体が収容されている状況を示す図である。
図22図20に続いて、収容体が上方に移動し、ミキサーの上方で収容体が回動している状況を示す図である。
図23図22に続いて、収容体がさらに回動して混練材料をミキサーに投入している状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、各例に係るコンクリートプラントと、実施形態に係る混練材料供給装置について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。
【0023】
[第1の例に係るコンクリートプラント]
はじめに、図1乃至図9を参照して、第1の例に係るコンクリートプラントの一例について説明する。ここで、図1は、第1の例に係るコンクリートプラントの一例である、車載型のコンクリートプラントの公道走行時の状態を示す斜視図である。また、図2は、運搬車両の荷台上で、プラントユニットが後方へスライドしている状況を示す斜視図であり、図3は、ミキサー架台のレール上で、ミキサーがミキシング位置まで牽引されている状況を説明する図である。また、図4は、ミキサーに取り付けられているスライド治具の一例を拡大した図であり、図5は、ミキサーがミキシング位置においてレールに固定されている状態を示す図である。さらに、図6は、車載型のコンクリートプラントのコンクリート製造時の状態を示す斜視図であり、図9は、車載型のコンクリートプラントを構成するプラントユニットの各構成要素を模式的に示すブロック図である。
【0024】
尚、各例に係るコンクリートプラントはいずれも、各装置を駆動制御する制御装置を備えているが、制御装置のハードウェア構成や機能構成に関する説明は、第3の例に係るコンクリートプラントの項で説明する。また、図示例の車載型のコンクリートプラントは、繊維貯蔵装置や繊維搬送装置を具備しない形態として説明するが、車載型のコンクリートプラントがこれらの装置を備えていてもよい。
【0025】
図1に示すコンクリートプラント100は、運搬車両10の荷台11の上にプラントユニット20が搭載された状態で施工現場に移動し、施工現場において、荷台11上にプラントユニット20が搭載された状態でコンクリートを製造する、車載型のコンクリートプラントである。
【0026】
ここで、図示例の車載型のコンクリートプラント100や、以下で説明する定置型のコンクリートプラント200,300が適用される施工現場及び施工対象は、高速道路の道路橋のRC床版や、橋梁で張出し施工される橋桁上部工、建設中の高層ビルの中層階や高層階のRC躯体、山岳トンネルにおける切羽面や側面への覆工コンクリート、大型ボックスカルバート工事における地下部のRC躯体等が挙げられる。
【0027】
運搬車両10は、例えば10トントラック(大型トラック)であり、荷台11の上にプラントユニット20が搭載され、乗員が搭乗した状態で全重量が20トン以下に設定されている。従って、車載型のコンクリートプラント100は、公道走行に際して特車申請を不要とした総重量を有しているコンクリートプラントである。
【0028】
ここで、「特車」とは、特殊車両通行許可制度に該当する特殊な車両のことであり、「特車申請を不要」とは、特殊車両通行許可制度を適用せずに走行できることを意味している。この特車申請に関しては、指定道路以外では20トンを超える場合に申請が必要になり、プラントユニット20の最大重量が9トン程度である場合に、運搬車両10が10トントラックであることにより、申請が不要になる。尚、厳密にはその他、運搬車両10の幅制限(2.5m)や荷台11にプラントユニット20を搭載した状態での高さ制限(3.8m(指定道路4.1m))、運搬車両10の長さ制限(12m)等をさらに満たすことにより、申請が不要になる。
【0029】
図1に示す公道走行時の車載型のコンクリートプラント100を構成するプラントユニット20は、最上面に作業ステージ22を備え、後方にミキサー架台25を備えたフレーム架構21を有する。
【0030】
フレーム架構21の内部には、図9に示すように、粗骨材貯蔵装置31A(骨材貯蔵装置の一例)、細骨材貯蔵装置31B(骨材貯蔵装置の一例)、ベルトコンベアである粗骨材搬送装置34A(骨材搬送装置の一例)及び細骨材搬送装置34B(骨材搬送装置の一例)、粉体貯蔵装置35、スクリューコンベアである粉体搬送装置38、水タンク41、添加剤タンク45、各装置を制御する制御装置60等が格納されている。
【0031】
作業ステージ22には、粗骨材投入口32A(骨材投入口の一例)、細骨材投入口32B(骨材投入口の一例)、及び粉体投入口36が開設されており、各投入口には開閉蓋が設置され、材料投入時以外は開閉蓋にて閉塞されるようになっている。
【0032】
そして、公道走行時の車載型のコンクリートプラント100を構成するプラントユニット20にはミキサーが含まれておらず、図3等に示すミキサー50は不図示の別の運搬車両により施工現場に搬送され、施工現場においてミキサー架台25に設置されることにより、プラントユニット20の構成要素となるように構成されている。
【0033】
図2に示すように、運搬車両10が施工現場に到着した後、車載型のコンクリートプラント100はコンクリート製造用の姿勢に変更される。運搬車両10の荷台11の上には、プラントユニット20を構成するフレーム架構21がスライド自在に搭載されており、プラントユニット20が後方へX1方向にスライドした際に、フレーム架構21の後方にあるミキサー架台25が荷台11の後方に張り出し、ミキサー50の支持姿勢を形成する。
【0034】
荷台11の前方には、コンクリート製造の際に各装置に電力を供給する発電機18が搭載されており、運搬車両10の公道走行時には、フレーム架構21の内部に発電機18が収容されている。そして、図2に示すように施工現場においてプラントユニット20が後方へスライドした際に、荷台11上にある発電機18が外部へ露出し、使用可能な状態とされる。
【0035】
ここで、図示を省略するが、荷台11の上でフレーム架構21がスライドせず、運搬車両10の公道走行時にはミキサー架台が荷台11に収容されていて、施工現場において、ミキサー架台が収容姿勢から回動もしくはスライドすることにより、荷台11の後方に張り出すように構成されていてもよい。
【0036】
作業ステージ22の周囲には手摺り23が昇降自在もしくは取り付け自在に設けられており、図2に示すように、コンクリートの製造に際して作業ステージ22の周囲に手摺り23が設置される。例えば、不図示のシリンダ機構等のアクチュエータにより、手摺り23が上方に張り出す形態や、作業員が手動で手摺り23を設置する形態等が挙げられる。
【0037】
車載型のコンクリートプラント100では、作業ステージ22にいる作業員が、各投入口を介して例えば一バッチ分の粗骨材や細骨材、セメント(粉体)を投入する。この材料投入作業をはじめとする各種作業の際に、作業ステージ22の周囲が手摺り23で包囲されていることにより、作業安全性が保証される。
【0038】
また、運搬車両10の公道走行時には、図1に示すように手摺り23が上方に張り出していないことから、手摺り23の上方への張り出しによって特車申請の高さ制限を超過する恐れを解消することができ、作業ステージ22の高さを高さ制限の限界まで設定することが可能になる。
【0039】
ミキサー架台25が荷台11の後方に張り出した後、図3に示すように、別の運搬車両にて施工現場に搬送されてきたミキサー50を、クレーン等の重機によってワイヤWを介して吊り上げ、荷台11の後方へ張り出しているミキサー架台25の上へX2方向に吊り下ろす。
【0040】
ミキサー架台25の上には、H形鋼等により形成される二条のレール26が設置されている。一方、ミキサー50の下面における各レール26に対応する位置には、エンドレスコロ55(スライド治具の一例)が取り付けられている。
【0041】
図4に示すように、エンドレスコロ55は、鋼製の治具本体55aの内部に、複数の鋼製のコロ55bが無端状に接続された状態で設置されており、各コロ55bが自転しつつ全体として公転することにより、摩擦抵抗を軽減しながら上載物を移動させる治具である。ここで、スライド治具としては、エンドレスコロ55以外の摩擦抵抗を低減可能な部材である、テフロン(登録商標)素材のシート等が適用されてもよい。
【0042】
エンドレスコロ55の側面には、エンドレスコロ55がレール26から係脱するのを防止する脱落防止手段56が設けられている。
【0043】
図3に戻り、フレーム架構21の任意箇所にレバーブロック(登録商標)Lを設置し、レバーブロックLから延びるチェーンCをミキサー50に取り付け、レバーブロックLにてミキサー50を荷台側であるX3方向に引き込むことにより、ミキサー50がレール26に沿って所定のミキシング位置まで移動される。
【0044】
図5に示すように、レール26上においてミキサー50がミキシング位置まで移動された後、ストッパー57をレール26に固定することにより、エンドレスコロ55が移動不可とされ、ミキサー50のミキシング位置における設置が完了する。
【0045】
図9に示すように、ミキサー50の天端面には、粗骨材搬送装置34Aから供給される粗骨材を受け入れる受け入れ口52a、細骨材搬送装置34Bから供給される細骨材を受け入れる受け入れ口52b、粉体搬送装置38から供給されるセメントを受け入れる受け入れ口52c、水タンク41に通じる供給管42から供給される水を受け入れる受け入れ口52e、添加剤タンク45に通じる供給管47から供給される添加剤を受け入れる受け入れ口52fが設けられている。また、その他、混練材料を受け入れる受け入れ口やエア抜き開口や、ミキサー50内の練り混ぜ状況を撮像するカメラ、撮像時にミキサー50内を照らす照明設備等がミキサー50の天端面に設置されている。
【0046】
ミキサー50がミキシング位置に設置された際には、各材料がミキサー50の対応する受け入れ口に受け入れできる位置に位置合わせされ、コンクリート製造可能なプラントユニット20が形成される。
【0047】
図6は、施工現場において、ミキサー50がプラントユニット20の構成要素となり、コンクリート製造可能な状態となっている、車載型のコンクリートプラント100を示している。ここで、図6及び図7に示すように、後方へ張り出しているミキサー架台25の下方には、複数(図示例は二つ)の支持脚27が設置され、ミキサー架台25の片持ち状態を解消して、ミキサー50を安定的に支持できる状態となっている。
【0048】
尚、図7に示すように、ミキサー50の後方には、下方に設けられている不図示の吐出口から吐出されるコンクリートが側方へ飛散するのを防止する、飛び跳ね防止カバー58が取り付けられている。ミキサー50の吐出口から吐出されたコンクリートは、ホイールローダを近接させて受け取られたり、収容体を設置して受け取られる等、様々な受け取り形態にて受け取られるが、飛び跳ね防止カバー58が受け取りの邪魔になる場合は適宜取り外されるようになっている。
【0049】
ここで、図8に示すように、車輪29を備えた支持脚28がミキサー架台25を支持していてもよい。このように移動自在な支持脚28にてミキサー架台25が支持されていることにより、施工現場にて運搬車両10が低速で移動する際に、ミキサー架台25もミキサー50を支持した状態で運搬車両10の移動に追随して移動することができる。そのため、施工現場において、コンクリート打設場所の変化に応じてコンクリートプラント20を移動させたいといったニーズに対応することが可能になる。
【0050】
次に、図9を参照して、車載型のコンクリートプラント100を構成するプラントユニット20の各構成要素と、制御装置60による各装置の制御内容について説明する。
【0051】
粗骨材貯蔵装置31Aは、断面が下方に向かうにつれて縮径する貯蔵ホッパを有し、この貯蔵ホッパは計量槽となっていて、例えば一バッチ分の粗骨材を計量して貯蔵する。粗骨材貯蔵装置31Aの下方には、ベルトコンベアである粗骨材搬送装置34Aが接続されており、粗骨材搬送装置34AにてY1方向に搬送された粗骨材は、粗骨材搬送装置34Aの下流端で下方へY2方向に落下して、ミキサー50の受け入れ口52aに受け入れられる。受け入れ口52aとミキサー本体51の間には開閉弁53aが設けられており、ミキサー本体51への粗骨材供給時には、開閉弁53aが開いて粗骨材の供給が行われる。
【0052】
細骨材貯蔵装置31Bは、断面が下方に向かうにつれて縮径する貯蔵ホッパを有し、この貯蔵ホッパは計量槽となっていて、例えば一バッチ分の細骨材を計量して貯蔵する。細骨材貯蔵装置31Bの下方には、ベルトコンベアである細骨材搬送装置34Bが接続されており、細骨材搬送装置34BにてY3方向に搬送された細骨材は、細骨材搬送装置34Bの下流端で下方へY4方向に落下して、ミキサー50の受け入れ口52bに受け入れられる。受け入れ口52bとミキサー本体51の間には開閉弁53bが設けられており、ミキサー本体51への細骨材供給時には、開閉弁53bが開いて細骨材の供給が行われる。
【0053】
粉体貯蔵装置35は、断面が下方に向かうにつれて縮径する貯蔵ホッパを有し、この貯蔵ホッパは計量槽となっていて、例えば一バッチ分の粉体(セメント)を計量して貯蔵する。粉体貯蔵装置35の下方には、スクリューコンベアである粉体搬送装置38が接続されており、粉体搬送装置38にてY5方向に搬送された粉体は、粉体搬送装置38の下流端で下方へY6方向に落下して、ミキサー50の受け入れ口52cに受け入れられる。受け入れ口52cとミキサー本体51の間には開閉弁53cが設けられており、ミキサー本体51への粉体供給時には、開閉弁53cが開いて細骨材の供給が行われる。
【0054】
水タンク41は、ホース等の供給管42を介してミキサー50の受け入れ口52eに連通しており、供給管42には、水の供給時に駆動する供給ポンプ43a、流量計43b、及び開閉弁43cが介在し、例えば一バッチ分のコンクリート製造に要する水をミキサー50に供給する際に、開閉弁43cが開き、供給ポンプ43aが駆動して水タンク41から所定量の水がY7方向に供給される。
【0055】
水タンク41には、例えば500L程度(数バッチ分)の水を貯水しておくことができ、水タンク41への給水は、ポンプによる給水や、水道に通じるホースからの給水等により行われる。
【0056】
添加剤タンク45には、凝結遅延剤や減水剤等、製造対象のコンクリートに応じた添加剤が収容されている。添加剤タンク45は、供給管46を介してミキサー50の受け入れ口52fに連通しており、供給管46には、添加剤の供給時に駆動する供給ポンプ47a、流量計47b、及び開閉弁47cが介在し、例えば一バッチ分のコンクリート製造に要する添加剤をミキサー50に供給する際に、開閉弁47cが開き、供給ポンプ47aが駆動して添加剤タンク45から所定量の添加剤がY8方向に供給される。
【0057】
ミキサー50は、ミキサー本体51と、ミキサー本体51に各種材料が投入された際の全体重量及び投入材料重量を計測するロードセル51bと、各種の受け入れ口52a,52b,52c,52e,52f及び対応する開閉弁53a,53b,53c,53e,53fと、ミキサー本体51内にあって投入された各種の材料を混練するブレード51aと、ブレード51aをY10方向に回転させるミキシングモータ54とを有する。
【0058】
制御装置60は、例えばプラントユニット20の内部において操作盤や制御盤として設けられており、コンクリートを製造する際の配合データや、各種材料をミキサー50に投入して混練する際に各装置をシーケンシャルに制御する制御データ等が入力されている。制御装置60による制御により、プラントユニット20による例えば一バッチ分のコンクリートの製造が実行される。
【0059】
ここで、一バッチ分のコンクリート製造の際の一連のフローとして、材料の各貯蔵装置(計量槽)への投入及び計量、ミキサー50への材料の投入、ミキサー50による練り混ぜ、製造されたコンクリートの排出(吐出)があるが、本明細書では、例えば一バッチ分の材料投入を作業員が実行し、他の工程が自動で行われる製造形態を「半自動製造」と称する。一方、例えば二バッチ分や三バッチ分の材料投入がなされた状態で、一バッチずつのコンクリート製造に係る全ての工程が順次自動的に行われる製造形態を「自動製造」と称する。
【0060】
車載型のコンクリートプラント100や以下で説明する定置型のコンクリートプラント200は、作業ステージ22にいる作業員が、各投入口を介して例えば一バッチ分の材料を投入することから、半自動製造によるコンクリートプラントとなる。一方、以下で説明する定置型のコンクリートプラント300は、外付け骨材貯蔵装置や外付け粉体貯蔵装置が増設され、例えば三バッチ分のコンクリート製造を連続的に行うことができるコンクリートプラントであり、二バッチ目や三バッチ目のコンクリート製造が材料投入なく連続的に行われることから、自動製造のコンクリートプラントとなる。
【0061】
上記する配合データとしては、例えば、セメントの種類、骨材の寸法、コンクリートのスランプ、空気量、水セメント比、細骨材率、単位水量、添加剤の量等が含まれる。また、上記する制御データとしては、供給ポンプ43a,47aによる流量、開閉弁53a乃至53f、43c、47cの開閉タイミング、スクリューコンベア38やベルトコンベア34A,34Bによる材料の搬送タイミング、ミキサー50の駆動タイミングと駆動時間等が含まれる。
【0062】
図示する車載型のコンクリートプラント100によれば、運搬車両10の荷台11の上にコンクリートのプラントユニット20が搭載されて搬送される際に、ミキサー50がプラントユニット20に含まれず、コンクリート製造時にミキサー50がプラントユニット20の構成要素となること、すなわち、運搬車両10の搬送時にミキサー50の重量を除外することにより、特車申請不要な車両重量範囲内におけるミキサー50以外のプラントユニット20の重量を可及的に大きくでき、かつ別搬送されるミキサー50の重量も可及的に大きくすることができるため、特車申請を不要にしながら、高い練り混ぜ性能とコンクリート供給量を有するミキサー50を適用でき、コンクリート供給量の高いコンクリートプラントを形成できる。
【0063】
例えば、従来のモバイルプラントのミキサーが一般に250Lの容量であり、最大でも500Lの容量であるのに対して、車載型のコンクリートプラント100の備えるミキサー50は750L程度の容量を実現できる。さらに、ミキシングモータ54には、ミキサーに高負荷を与える粘性の高いUFCやUHPFRC等の特殊コンクリートの製造を可能とするべく、従来のモータの1.5倍以上の性能を有するミキシングモータを適用できる。
【0064】
このようなミキサー50を適用することにより、普通コンクリートの練り混ぜ性能としては、3乃至4m/h程度を実現でき、特殊コンクリートの練り混ぜ性能としては、2乃至3m/h程度を実現できる。
【0065】
また、一台の運搬車両10の荷台11の上にコンクリートのプラントユニット20が搭載されていることから、現地において、複数台の車両やプラントユニットが広い占有面積を占めといった恐れがなく、例えば道路橋の床版補修施工等においては、道路を供用しながらの補修施工を実現できるため、狭隘な施工現場や、コンクリート製造場所が随時変化する施工現場、比較的短時間にコンクリート打設が行われる施工現場等において、車載型のコンクリートプラント100は好適となる。
【0066】
[第2の例に係るコンクリートプラント]
次に、図10乃至図12を参照して、第2の例に係るコンクリートプラントの一例について説明する。ここで、図10は、第2の例に係るコンクリートプラントの一例である、定置型のコンクリートプラントが、アウトリガーを張り出して自立している状態を示す斜視図である。また、図11は、運搬車両が退避して、定置型のコンクリートプラントが形成されている状態を示す斜視図であり、図12は、定置型のコンクリートプラントにおいて、外付け繊維貯蔵装置と外付け繊維搬送装置が設置されている状態を示す斜視図である。ここで、図示する定置型のコンクリートプラントは外付け骨材貯蔵装置と外付け粉体貯蔵装置を構成要素として備えているが、以下の第3の例に係るコンクリートプラントも同様に備えていることから、定置型のコンクリートプラントの構成要素を模式的に示すブロック図を参照した説明は、以下の第3の例に係るコンクリートプラントにおいて行うものとする。
【0067】
図11及び図12に示す定置型のコンクリートプラント200は、運搬車両10の荷台11の上に搭載され、施工現場に搬送されてきたプラントユニット20が路面R上に自立し、運搬車両10が退避することによってコンクリート製造時の姿勢が形成される定置型のコンクリートプラントである。
【0068】
図10に示すように、運搬車両10が荷台11の上にプラントユニット20を搭載して施工現場に到着した後、プラントユニット20のフレーム架構21の側方から複数のアウトリガー15を張り出し、アウトリガー15の備える油圧ジャッキ等のジャッキ16にてプラントユニット20をジャッキアップする。ここで、フレーム架構21からのアウトリガー15の張り出しは、フレーム架構21に装備されている不図示のシリンダ機構等によってアウトリガー15を側方に自動的に張り出す形態や、作業員が手動にてアウトリガー15を取り付ける形態がある。
【0069】
複数のジャッキ16がプラントユニット20をジャッキアップすることにより、プラントユニット20は、路面R上に自立する。
【0070】
自立したプラントユニット20では、ミキサー架台25が既にミキサー設置可能な状態となっており、ミキサー架台25に対して既に説明した方法によりミキサー50が設置される。
【0071】
その後、図10及び図11に示すように、運搬車両10がX5方向に退避することにより、運搬時のプラントユニット20の構成が維持された、定置型のコンクリートプラント200が形成される。
【0072】
定置型のコンクリートプラント200は、運搬時のプラントユニット20の構成が維持された状態でコンクリート製造が行われてもよいが、図示例では、図12に示すように、運搬時のプラントユニット20に対して外付けの混練材料供給装置80が設置されることにより、UFCやUHPFRCといった超高強度繊維補強コンクリートの製造を可能にしたプラントユニット20Aを含むコンクリートプラントとなっている。
【0073】
混練材料供給装置80の構成は以下で詳説するが、混練材料供給装置80は、ミキサー50に対して混練材料を供給するべく、ミキサー50の近傍の路面R上に立設して、上方に昇降機を備え、案内レール85を備えている昇降架台83(混練材料搬送装置の一例)と、混練材料が収容される収容体81(混練材料貯蔵装置の一例)とを有する。
【0074】
昇降機により、収容体81が案内レール85に沿ってミキサー50の投入口の上方に牽引され、収容体81が回動することにより、ミキサー50に対して混練材料が供給されるようになっている。
【0075】
定置型のコンクリートプラント200によれば、施工現場において、運搬車両10を占有することがなく、従ってコンクリートの打設期間は、退避した運搬車両10を別用途に適用することが可能になる。
【0076】
また、図10及び図11に示すように、運搬時のプラントユニット20の構成が維持されている形態では、プラントユニット20の占有面積を車載型のコンクリートプラント100と同程度の小面積にできることから、車載型のコンクリートプラント100と同様に狭隘な施工現場や、車載型のコンクリートプラント100よりもコンクリート打設時間が長い施工現場等に好適となる。
【0077】
そして、図12に示すように、外付けの混練材料供給装置80が設置されたプラントユニット20Aが形成されることにより、超高強度繊維補強コンクリート等の製造が可能になる。
【0078】
占有面積に関しては、車載型のコンクリートプラント100が2.5m幅の一車線に納まるように設計されている場合に、自立した定置型のコンクリートプラント200に機能拡張した際は、アウトリガー15の張り出し等によって例えば5m幅の二車線を占有することになり、外付けの混練材料供給装置80等を設置する形態では、例えば路側帯を活用して6m幅程度を占有することになる。
【0079】
[第3の例に係るコンクリートプラント]
次に、図13及び図14を参照して、第3の例に係るコンクリートプラントの一例について説明する。ここで、図13は、第3の例に係るコンクリートプラントの一例である、定置型のコンクリートプラントを示す斜視図であり、図14は、定置型のコンクリートプラントを構成するプラントユニットの各構成要素を模式的に示すブロック図である。
【0080】
図13に示す定置型のコンクリートプラント300は、コンクリートプラント200のプラントユニット20Aに対して、さらに、外付け骨材貯蔵装置71A,71Bや外付け粉体貯蔵装置75が設置され、骨材貯蔵量と粉体貯蔵量が増大された定置型のコンクリートプラントである。
【0081】
骨材貯蔵量と粉体貯蔵量が増大されることにより、例えば、車載型のコンクリートプラント100や定置型のコンクリートプラント200が一バッチ分のコンクリートを製造する、半自動製造のコンクリートプラントであるのに対して、定置型のコンクリートプラント300は、例えば二バッチ分や三バッチ分のコンクリートを連続的に製造する、自動製造のコンクリートプラントとなっている。尤も、定置型のコンクリートプラント300では、自動製造と半自動製造が選択できるようになっており、半自動製造が選択されてもよい。
【0082】
外付け粗骨材貯蔵装置71A(外付け骨材貯蔵装置の一例)と粗骨材投入口32Aがベルトコンベアである外付け粗骨材搬送装置74Aにより繋がれ、外付け細骨材貯蔵装置71B(外付け骨材貯蔵装置の一例)と細骨材投入口32Bがベルトコンベアである外付け細骨材搬送装置74Bにより繋がれ、外付け粉体貯蔵装置75と粉体投入口36がスクリューコンベアである外付け粉体搬送装置78により繋がれる。また、混練材料供給装置80を構成する混練材料貯蔵装置81の混練材料投入位置の下方には、ミキサー50の受け入れ口52d(図14参照)が位置合わせされている。
【0083】
図示する外付け粗骨材搬送装置74Aや外付け細骨材搬送装置74Bはいずれも、ベルトコンベアの周囲がカバー体で包囲されており、搬送時の粗骨材や細骨材の飛散が防止されるようになっている。同様に、外付け粉体搬送装置78も、スクリューコンベアの周囲がカバー体で包囲されており、搬送時のセメントの飛散が防止されるようになっている。尚、図13では、外付け粗骨材搬送装置74Aと外付け細骨材搬送装置74B、及び外付け粉体搬送装置78の傾斜勾配がそれぞれ異なっているが、各搬送装置の傾斜勾配は、対応する外付け貯蔵装置の設置位置や作業ステージ22における対応する投入口の設置位置等に応じて適宜変更される。また、このように各搬送装置を傾斜勾配とすることで、コンクリートプラント全体の占有面積を可及的に小さくすることができ、平面的に機能拡張された定置型のコンクリートプラント300を狭隘な施工現場に適用することが可能になる。
【0084】
図14に示すように、外付け粗骨材貯蔵装置71Aは、断面が下方に向かうにつれて縮径する貯蔵ホッパを有し、この貯蔵ホッパは計量槽となっていて、例えば一バッチ分もしくは二バッチ分の粗骨材を計量して貯蔵する。外付け粗骨材貯蔵装置71Aの下方には、外付け粗骨材搬送装置74Aが接続されており、外付け粗骨材搬送装置74AにてY11方向に搬送された粗骨材は、外付け粗骨材搬送装置74Aの下流端で下方へY12方向に落下して、作業ステージ22の粗骨材投入口32Aを介して粗骨材貯蔵装置31Aに供給される。
【0085】
外付け細骨材貯蔵装置71Bは、断面が下方に向かうにつれて縮径する貯蔵ホッパを有し、この貯蔵ホッパは計量槽となっていて、例えば一バッチ分もしくは二バッチ分の細骨材を計量して貯蔵する。外付け細骨材貯蔵装置71Bの下方には、外付け細骨材搬送装置74Bが接続されており、外付け細骨材搬送装置74BにてY13方向に搬送された細骨材は、外付け細骨材搬送装置74Bの下流端で下方へY14方向に落下して、作業ステージ22の細骨材投入口32Bを介して細骨材貯蔵装置31Bに供給される。
【0086】
外付け粉体貯蔵装置75は、断面が下方に向かうにつれて縮径する貯蔵ホッパを有し、この貯蔵ホッパは計量槽となっていて、例えば一バッチ分もしくは二バッチ分の粉体(セメント)を計量して貯蔵する。外付け粉体貯蔵装置75の下方には、外付け粉体搬送装置78が接続されており、外付け粉体搬送装置78にてY15方向に搬送されたセメントは、外付け粉体搬送装置78の下流端で下方へY16方向に落下して、作業ステージ22の粉体投入口36を介して粉体貯蔵装置35に供給される。
【0087】
外付けの混練材料供給装置80は、ミキサー50の近傍の路上に立設して、上方に昇降機84を備え、案内レール85を備えている昇降架台83と、混練材料が収容される収容体81を有し、昇降機84により、収容体81が案内レール85に沿ってミキサー50の投入口の上方へY17方向に牽引され、収容体81が回動することにより、混練材料がY18方向に落下して、ミキサー50の受け入れ口52dに受け入れられる。受け入れ口52dとミキサー本体51の間には開閉弁53dが設けられており、ミキサー本体51への混練材料供給時には、開閉弁53dが開いて混練材料の供給が行われる。
【0088】
定置型のコンクリートプラント300によれば、運搬時のプラントユニット20の構成が維持された定置型のコンクリートプラント200よりも、さらに機能が拡張されたプラントユニット20Bを有し、より多くのコンクリートを自動製造可能なコンクリートプラントとなる。このようにコンクリート製造量が増大され、自動製造可能な定置型のコンクリートプラントは、コンクリートの練り混ぜに要する作業員の数を低減することができ、コンクリート打設期間が比較的長い施工現場に好適である。定置型のコンクリートプラント300の普通コンクリートの練り混ぜ性能としては、10m/h程度を実現でき、特殊コンクリートの練り混ぜ性能としては、3m/h以上を実現できる。
【0089】
ここで、混練材料には、繊維材や混和材(粗骨材、細骨材、粉体)が含まれる。繊維材には、コンクリートに練り混ぜ可能な全ての素材が含まれ、例えば、金属繊維(鋼繊維、ステンレス繊維)、非金属繊維(アラミド繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、炭素繊維、バサルト繊維)等が含まれる。また、混和材にもコンクリートに練り混ぜ可能な全ての素材が含まれ、例えば、特殊骨材やスラグ、再生骨材、石灰石、炭酸カルシウム等が含まれる。
【0090】
<制御装置について>
次に、図15乃至図19を参照して、各例に係るコンクリートプラントの備える制御装置の具体的な構成と制御内容の一例について説明する。ここで、図15は、制御装置のハードウェア構成の一例を示す図であり、図16は、制御装置の機能構成の一例を示す図である。また、図17は、制御装置の制御フローの一例を示すフローチャートである。
【0091】
図15に示すように、制御装置60は、パーソナルコンピュータ(PC:Personal Computer)やPLC(Programmable Logic Controller)等の情報処理装置により構成され、プラントユニット20,20A,20Bを形成するフレーム架構21の内部に制御盤や操作盤として設けられている。
【0092】
制御装置60を構成する情報処理装置は、接続バス66により相互に接続されているCPU(Central Processing Unit)61、主記憶装置62、補助記憶装置63、入出力IF(interface)64、及び通信IF65を備えている。主記憶装置62と補助記憶装置63は、コンピュータが読み取り可能な記録媒体である。尚、上記の構成要素はそれぞれ個別に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。
【0093】
CPU61は、MPU(Microprocessor)やプロセッサとも呼ばれ、CPU61は、単一のプロセッサであってもよいし、マルチプロセッサであってもよい。CPU61は、コンピュータからなる制御装置60の全体の制御を行う中央演算処理装置である。CPU61は、例えば、補助記憶装置63に記憶されたプログラムを主記憶装置62の作業領域にて実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことにより、所定の目的に合致した機能を提供する。
【0094】
主記憶装置62は、CPU61が実行するコンピュータプログラムや、CPU61が処理するデータ等を記憶する。主記憶装置62は、例えば、フラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を含む。補助記憶装置63は、各種のプログラム及び各種のデータを読み書き自在に記録媒体に格納し、外部記憶装置とも呼ばれる。補助記憶装置63には、例えば、OS(Operating System)、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。OSは、例えば、通信IF65を介して接続される外部装置等とのデータの受け渡しを行う通信インターフェースプログラムを含む。制御装置60に対する外部装置等には、各貯蔵装置の備える計量槽、各搬送装置を構成するベルトコンベアやスクリューコンベア、水タンク41に通じる供給ポンプ43a、流量計43b、及び開閉弁43c、添加剤タンク45に通じる供給ポンプ47a、流量計47b、及び開閉弁47c、ミキサー50を構成するミキシングモータ54や各開閉弁等が含まれる。
【0095】
補助記憶装置63は、例えば、主記憶装置62を補助する記憶領域として使用され、CPU61が実行するコンピュータプログラムや、CPU61が処理するデータ等を記憶する。補助記憶装置63は、不揮発性半導体メモリ(フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM))を含むシリコンディスク、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)装置、ソリッドステートドライブ装置等である。また、補助記憶装置63として、CDドライブ装置、DVDドライブ装置、BDドライブ装置といった着脱可能な記録媒体の駆動装置が例示され、着脱可能な記録媒体として、CD、DVD、BD、USB(Universal Serial Bus)メモリ、SD(Secure Digital)メモリカード等が例示される。
【0096】
入出力IF64は、制御装置60に接続する機器との間でデータの入出力を行うインターフェイスである。入出力IF64には、例えば、キーボード、タッチパネルやマウス等のポインティングデバイス、マイクロフォン等の入力デバイス等が接続する。制御装置60は、入出力IF64を介して、入力デバイスを操作する操作者からの操作指示等を受け付ける。
【0097】
また、入出力IF64には、例えば、液晶パネル(LCD:Liquid Crystal Display)や有機ELパネル(EL:Electroluminescence)等の表示デバイス、プリンタ、スピーカ等の出力デバイスが接続される。
【0098】
通信IF65は、制御装置60が接続するネットワークとのインターフェイスである。通信IF65は、インターネット等の公衆ネットワーク、携帯電話網等の無線ネットワーク、VPN(Virtual Private Network)等の専用ネットワーク、LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)、赤外線通信等、様々なネットワークを介して、各計量槽や計量計等から計測データを受信する。尚、各データが有線にて通信IF65に送信されてもよい。
【0099】
図16に示すように、制御装置60は、CPU61によるプログラムの実行により、少なくとも、通信部67、制御部67A、判定部67B、表示部68、及び格納部69の各種機能を提供する。ここで、上記処理機能の少なくとも一部が、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)等によって提供されてもよく、同様に、上記処理機能の少なくとも一部が、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、数値演算プロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用LSI(large scale integration)やその他のデジタル回路等であってもよい。
【0100】
通信部67では、各計量槽で計量された例えば一バッチ分の粗骨材や細骨材、セメント、水、及び添加剤に関する計量データや、最終的にミキサー本体51に投入された各種材料の総重量に関するロードセル51bの計量データ等を受信し、格納部69に格納する。
【0101】
格納部69には、例えば一バッチ分の各種材料に関する規定データが格納されており、判定部67Bは、各種材料の計量データが規定データであることを判定し、制御部67Aに対して各種材料の練り混ぜが可能な状態であることを通知する。
【0102】
格納部69にはさらに、ミキサー50による練り混ぜ時における、ミキサー負荷値に関する管理基準値とフロー試験値に関する管理基準値が格納されている。ここで、本明細書における「管理基準値」とは、各種示方書等に基づく厳格な基準値の他、社内基準等に基づいて任意に設定される基準値等も含まれる。この管理基準値に関してはさらに、普通コンクリートの製造においては、骨材とセメントと水(及び添加剤)を練り混ぜる一次練りの際の管理基準値が格納される。一方、UFCやUHPFRCといった超高強度繊維補強コンクリートの製造においては、骨材とセメントと水(及び添加剤)を練り混ぜる一次練りと、一次練りにより製造された一次練り材と混練材料を練り混ぜる二次練りを実行することから、一次練りと二次練りの双方の管理基準値が格納される。
【0103】
判定部67Bによる、練り混ぜ可能な状態である旨の通知を受けた制御部67Aは、粗骨材、細骨材、セメント、水、添加剤を、所定の順序でミキサー本体51に供給するように各搬送装置や供給ポンプをシーケンシャルに駆動し、ミキシングモータ54を駆動して一次練りを実行し、一次練り材を製造する。
【0104】
一次練り材が製造された段階で、判定部67Bは、一次練り材と、格納部69に格納されている一次練り材の管理基準値とを比較し、一次練り材が管理基準値を満たしていない場合は、制御部67Aを介してミキサー50に追加練り制御を実行させ、追加の一次練りを行う。
【0105】
製造対象のコンクリートが普通コンクリートの場合、一次練り材や追加の一次練り材が管理基準値を満たしていると判定部67Bが判定した段階で、普通コンクリートの製造が終了する。
【0106】
一方、製造対象のコンクリートが超高強度繊維補強コンクリート等の場合、一次練り材や追加の一次練り材が管理基準値を満たしていると判定部67Bが判定した後、制御部67Aは、ミキシングモータ54を駆動して一次練り材(もしくは追加の一次練り材)と混練材料を練り混ぜる二次練りを実行し、二次練り材を製造する。
【0107】
二次練り材が製造された段階で、判定部67Bは、二次練り材と、格納部69に格納されている二次練り材の管理基準値とを比較し、二次練り材が管理基準値を満たしていない場合は、制御部67Aを介してミキサー50に追加練り制御を実行させ、追加の二次練りを行う。
【0108】
二次練り材や追加の二次練り材が管理基準値を満たしていると判定部67Bが判定した段階で、超高強度繊維補強コンクリート等の製造が終了する。
【0109】
ここで、定置型のコンクリートプラント300では、例えば二バッチ分や三バッチ分のコンクリートを自動製造することから、制御盤において連続製造を設定しておくことにより、各バッチの製造における上記フローが連続的に実行されることになる。
【0110】
表示部68は、コンクリートの製造に際して、各種の初期設定を設定するための設定画面を表示する。
【0111】
表示部68はさらに、ミキサー50による各種材料のミキシングの際のミキサー負荷値の時刻歴波形を表示する。表示部68の同画面には、一次練りと二次練りのそれぞれの完了時点において設定されている、ミキサー負荷値(混練電力値や混練電流値等)に関する管理基準値(のレンジ)がプロットされている。
【0112】
管理者は、一次練りと二次練りのそれぞれの完了時点において、一次練り材と二次練り材がそれぞれに固有の管理基準値のレンジ内に入っているか否かを表示部68により確認することができる。ここで、図示例は、一次練りと二次練りのそれぞれの完了時点において、それぞれに固有の管理基準値との比較判定を行う形態であるが、その他、一次練りの完了時点でのみ管理基準値との比較判定を行う形態や、二次練りの完了時点でのみ管理基準値との比較判定を行う形態が適用されてもよい。例えば、一次練りと二次練りのいずれか一方の完了時点において管理基準値との比較判定を行うオプション、一次練りと二次練りの双方の完了時点において管理基準値との比較判定を行うオプションの中で、所望のオプションが選択できる形態であってよい。
【0113】
次に、図17図18A乃至図18Dを参照して、制御装置の制御フローの一例を説明する。
【0114】
制御装置60の表示画面には、図18Aに示すように設定操作画面68Aの一例である画面選択用の画面が表示される。この画面は、主画面や配合画面、タイマ画面、仕様画面、計量画面等の各種画面を選択できるタッチパネルとなっている。ここで、表示画面にはその他、カメラやビデオ等により撮像されたミキサー50内の練り混ぜ状況が表示されてもよい。
【0115】
まず、コンクリートの製造に当たり、初期設定を行う。この初期設定では、例えば一バッチ分もしくは1m分の配合を設定し、各種材料の投入時タイマを設定し、練り混ぜ時間タイマを設定し、配合番号を設定し、混練容量と練り回数を設定する。
【0116】
図18Bには、選択された配合画面の一例が示されている。容量設定としては、例えば一バッチの混練容量を設定し、練り回数にはバッチ数を設定する。S表面水設定では、砂の表面水率を設定し、G表面水設定では、砂利の表面水率を設定する。書込を選択すると計量画面に切り替わり、画面選択を選択すると画面選択画面に切り替わる。
【0117】
画面選択用の画面にてタイマ画面を選択することにより、図18Cに示す混練タイマ設定用画面に切り替わる。尚、タイマ画面にはその他、ミキサー50への材料放出待ちタイマを設定する、放出タイマ設定用画面等も存在するが、図示を省略する。
【0118】
図18Cに示すように、超高強度繊維補強コンクリート等を製造対象として一次練りと二次練りの双方がある場合は、一次練り時間、追加の一次練り時間、二次練り時間、追加の二次練り時間を設定し、普通コンクリートを製造対象とする場合は、二次練り時間等にゼロを設定する。
【0119】
ミキサーゲート開時間は、ミキサーゲート全開リミットスイッチ検知後、何秒後にゲートを閉めるかを設定する。また、ミキサーゲート半開時間1は、ミキサーゲートを半開1位置で止める時間を設定し、全閉から半開1、半開2、全開の開度を時間にて設定する。さらに、ミキサーゲート半開保持時間1は、ミキサーゲートを半開1状態で何秒保持するかを設定し、タイムアップで半開2動作に自動的に移行する。
【0120】
図18Dは、設定操作画面68Aにおける操作画面の一例を示している。この操作画面では、各混練時間の設定表示と経過表示(カウントダウン)を行い、混練時間の部分をタッチすると混練タイマに切り替わり、二次練り(二次混練)の有り無し表示や、追加練り1,2(追加の一次練り、追加の二次練り)の有り無しを表示する。
【0121】
全停止をタッチすると、ミキサ以外の計量機器が停止され、ミキサーゲート開自動/切(手動)では、自動側にて混練完了後、ミキサーゲートを自動で開閉し、混練完了後にミキサーゲートを開きたくない場合は切(手動)側に設定する。一次練り材や二次練り材のスランプを確認した後、自動側にてミキサーゲートが自動で開閉する。
【0122】
追加連1スタートで、一次練り完了後の追加練りを開始し、ミキサーを駆動させ、2次混練スタートで、追加練り1完了後の二次練りを開始し、混練材料を投入後にミキサーを駆動させる。
【0123】
追加連2スタートで、二次練り完了後の追加練りを開始し、ミキサーを駆動させ、自動排出スタートで、追加練り2完了後のミキサーゲートの自動排出を開始し、同時にミキサーを駆動する。
【0124】
上記する各種の設定操作画面68Aを利用しながら、制御装置60における各種の設定と、ミキサー50の駆動制御を実行する。
【0125】
図17に戻り、上記するように各種の初期設定を行った後(ステップS10)、制御装置60はミキサー50に対して所定時間の一次練りを実行させる(ステップS12)。
【0126】
所定時間の一次練りが完了して一次練り材が製造された段階で、制御装置60の表示画面68には、図19に示すように、一次練りの際のミキサー負荷値の時系列データと管理基準値が表示される。ここで、図19には、二次練り完了時点の時系列データまでが示されているが、実際は、一次練り完了時点においては、そこまでの時系列データと一次練りの際の管理基準値のみが表示される。
【0127】
図19では、時刻t0でミキサーを駆動して空練りを開始し、時刻t1で水を投入した後、ミキサー負荷値である混練電力値が時刻t2までに一気に上昇して一次ピークとなった後、一次練り時間として設定されている時刻t3までの間に混練電力値の収斂値が、設定されている一次管理基準値レンジ内に収まっているか否かが視認される。図示例では、収斂値が一次管理基準値レンジ内に収まっていることが表示されている。
【0128】
図17に戻り、一次練り完了時点で、一次練り材が一次管理基準値を満たしているか否かを判定し(ステップS14)、一次管理基準値を満たしていない場合、制御装置60はミキサー50に対して追加の一次練りを実行させる(ステップS16)。
【0129】
所定時間の追加の一次練りが完了して追加の一次練り材が製造された段階で、追加の一次練り材が一次管理基準値を満たしているか否かを再度判定し(ステップS18)、一次管理基準値を満たしていない場合、制御装置60はミキサー50に対して再度の追加の一次練りを実行させる(ステップS20)。
【0130】
一方、追加の一次練り材がミキサー負荷値に関する一次管理基準値を満たしている場合や、一次練りの段階で既に一次練り材がミキサー負荷値に関する一次管理基準値を満たしている場合、一次練り材や追加の一次練り材から所定量を取り出して試験体とし、試験体に対してフロー試験を実施する。
【0131】
フロー試験の結果、試験体がフロー値に関する一次管理基準値を満たしている場合に、一次練り材や追加の一次練り材が一次管理基準値を全て満たしているとし、二次練りに移行することができる。
【0132】
図19に示すように、一次管理基準値を満たしていることが確認された一次練り材や追加の一次練り材に対して、時刻t5で混練材料を投入した後、制御装置60は、ミキサー50に対して所定時間の二次練りを実行させる(図17のステップS22)。
【0133】
所定時間の二次練りが完了して二次練り材が製造された段階で、制御装置60の表示画面68には、図19に示すように、二次練りの際のミキサー負荷値の時系列データと管理基準値が表示される。図示例では、時刻t5で混練材料を投入した後、ミキサー負荷値である混練電力値が時刻t6までに一気に上昇して二次ピークとなった後、二次練り時間として設定されている時刻t7までの間に混練電力値の収斂値が、二次管理基準値レンジ内に収まっていることが表示されている。
【0134】
図17に戻り、二次練り完了時点で、二次練り材が二次管理基準値を満たしているか否かを判定し(ステップS24)、二次管理基準値を満たしていない場合、制御装置60はミキサー50に対して追加の二次練りを実行させる(ステップS26)。
【0135】
所定時間の追加の二次練りが完了して追加の二次練り材が製造された段階で、追加の二次練り材が二次管理基準値を満たしているか否かを再度判定し(ステップS28)、二次管理基準値を満たしていない場合、制御装置60はミキサー50に対して再度の追加の二次練りを実行させる(ステップS30)。
【0136】
一方、追加の二次練り材がミキサー負荷値に関する二次管理基準値を満たしている場合や、二次練りの段階で既に二次練り材がミキサー負荷値に関する二次管理基準値を満たしている場合、二次練り材や追加の二次練り材から所定量を取り出して試験体とし、試験体に対してフロー試験を実施する。
【0137】
フロー試験の結果、試験体がフロー値に関する二次管理基準値を満たしている場合に、二次練り材や追加の二次練り材が二次管理基準値を全て満たしていることとし、超高強度繊維補強コンクリート等の製造が終了する。
【0138】
図示する制御装置60による制御フローによれば、高品質な一次練り材や二次練り材を製造することができる。
【0139】
また、表示画面68にてミキサー負荷値を確認しながら製造管理することにより、特に混練材料を投入して混練する際の高負荷によるミキサーのダウンや、関連機器の故障を防止することができる。
【0140】
尚、図示を省略するが、一人もしくは複数の管理者の所有するタブレット等の携帯端末にも、表示画面68や設定操作画面68Aと同様の画面があり、ミキサー50から離れた位置にいる管理者等が遠隔にてミキサー50の混練の際の各種設定を行い、ミキサー負荷値等と管理基準値との関係を確認できるように構成されていてもよい。
【0141】
以上の制御装置60による制御フローは、制御装置60にインストール等されているプログラムにより、実行されることになる。
【0142】
[実施形態に係る混練材料供給装置]
次に、図20乃至図23を参照して、各例に係るコンクリートプラントが備える、実施形態に係る混練材料供給装置の一例について説明する。ここで、図20は、実施形態に係る混練材料供給装置の一例を示す斜視図であり、図21は、混練材料供給装置を構成する安全策の内部に、繊維貯蔵装置である収容体が収容されている状況を示す図である。また、図22は、図20に続いて、収容体が上方に移動し、ミキサーの上方で収容体が回動している状況を示す図であり、図23は、図22に続いて、収容体がさらに回動して混練材料をミキサーに投入している状況を示す図である。
【0143】
混練材料供給装置80は、定置型のコンクリートプラント200,300の構成要素となり、ミキサー50に対して混練材料を供給するための外付け装置である。
【0144】
図20に示すように、混練材料供給装置80は、ミキサー50の近傍の路上に立設して、上方に昇降機84を備え、二条の案内レール85を備えている昇降架台83と、混練材料が収容される収容体81とを有する。
【0145】
図21に示すように、昇降架台83の前方の路上には開閉自在な安全策82が設置されており、安全策82の内部に収容されている収容体81に対して、所定量の混練材料が投入される。収容体81への混練材料の投入後は、安全策82が閉じられ、以後、収容体81の上方への牽引に移行する。
【0146】
昇降架台83の上方には、ホイスト等の昇降機84が設置されている。一方、昇降架台83には二条の案内レール85が路上から上方に向かって傾斜した態様で相互に並行に設置されている。
【0147】
図20に示すように、収容体81は、両端に車輪81dを備えた車輪軸81bと、同様に両端に車輪81eを備えた車輪軸81cと、収容体81に回動自在に取り付けられている回動取っ手81fを備えている。
【0148】
車輪軸81bの備える二つの車輪81dと、他の車輪軸81cの備える二つの車輪81eはそれぞれ、二条の案内レール85に移動自在に係合している。ホイスト84から延びるワイヤWは回動取っ手81fに取り付けられている。
【0149】
ここで、収容体81は、その上方に不図示の開閉蓋が回動自在に設けられていてもよい。また、収容体81は不図示の計量器を備えていて、計量器は、収容される混練材料の収容許容量に関する収容許容値を格納し、収容される混練材料が収容許容値に達した際に警報を発するように構成されてもよい。
【0150】
図21に示すように例えば一バッチ分の混練材料が収容体81に投入された後、図20に示すようにホイスト84を駆動し、ワイヤWを介して収容体81を二条の案内レール85に沿ってミキサー50の投入口の上方へZ1方向に牽引する。図20に示すように、二本の車輪軸81b、81cのうち、車輪軸81bが移動方向前方に位置している。
【0151】
また、図20に示すように、各案内レール85は、その上方で二方向に枝分かれした二つの分岐レール86a、86bを備えており、下方の案内レール85と二方向の分岐レール86a、86bにより、正面視Yの字状のレールを形成している。
【0152】
上方に牽引された収容体81は、図22に示すように、移動方向前方に位置している車輪軸81bの二つの車輪81dが、各案内レール85の上方にあるミキサー50側の分岐レール86aへZ2方向に入り込んでいく。この段階で、移動方向後方に位置している車輪軸81cの二つの車輪81eは、各案内レール85の途中位置にある。
【0153】
収容体81がさらに上方に牽引され、分岐レール86aの先端に二つの車輪81dが到達することにより、車輪軸81bが先行停止する。
【0154】
収容体81がさらに上方に牽引されると、先行停止している車輪軸81bを回動中心として収容体81がZ3方向に回動していく。
【0155】
図23に示すように、収容体81のさらなる回動により、移動方向後方に位置している車輪軸81cの二つの車輪81eは、枝分かれしている他方の分岐レール86bへZ4方向に入り込んでいく。
【0156】
そして、収容体81がさらに上方に牽引されると、車輪軸81bを回動中心として収容体81がさらに回動され、分岐レール86bの先端に二つの車輪81eが到達した段階で、収容体81がさらにZ5方向へ回動し、収容体81内に収容されていた混練材料の全量がミキサー50内に投入される。
【0157】
ミキサー50への混練材料の投入後は、ホイスト84による牽引を解除して収容体81を二条の案内レール85に沿って徐々に降下させ、安全策82の内部に戻すことにより、次のバッチ分の混練材料の投入準備状態とされる。
【0158】
混練材料供給装置80によれば、比較的シンプルな構成の装置で大きな占有面積を必要とせず、効率的な混練材料のミキサー50への投入を実現することができる。
【0159】
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【0160】
10:運搬車両
11:荷台
15:アウトリガー
16:ジャッキ
18:発電機
20,20A,20B:プラントユニット
21:フレーム架構
22:作業ステージ
23:手摺り
25:ミキサー架台
26:レール
27:支持脚
28:支持脚
29:車輪
31A:粗骨材貯蔵装置(骨材貯蔵装置)
31B:細骨材貯蔵装置(骨材貯蔵装置)
32A:粗骨材投入口(骨材投入口)
32B:細骨材投入口(骨材投入口)
33A:粗骨材貯蔵ホッパ
34A:粗骨材搬送装置(骨材搬送装置、ベルトコンベア)
34B:細骨材搬送装置(骨材搬送装置、ベルトコンベア)
35:粉体貯蔵装置
36:粉体投入口
38:粉体搬送装置(スクリューコンベア)
41:水タンク
42:供給管
43a:供給ポンプ
43b:流量計
43c:開閉弁
45:添加剤タンク
46:供給管
47a:供給ポンプ
47b:流量計
47c:開閉弁
50:ミキサー
51:ミキサー本体
51a:ブレード
51b:ロードセル
52a,52b,52c,52d、52e,52f:受け入れ口
53a,53b,53c,53d:開閉弁
54:ミキシングモータ
55:スライド治具(エンドレスコロ)
55a:治具本体
55b:コロ
56:脱落防止手段
57:ストッパー
58:飛び跳ね防止カバー
60:制御装置
67:通信部
67A:制御部
67B:判定部
68:表示部(表示画面)
68A:設定操作画面
69:格納部
71A:外付け粗骨材貯蔵装置(外付け骨材貯蔵装置)
71B:外付け細骨材貯蔵装置(外付け骨材貯蔵装置)
74A:外付け粗骨材搬送装置(外付け骨材搬送装置、ベルトコンベア)
74B:外付け細骨材搬送装置(外付け骨材搬送装置、ベルトコンベア)
75:外付け粉体貯蔵装置
78:外付け粉体搬送装置(スクリューコンベア)
80:混練材料供給装置
81:混練材料貯蔵装置(外付け混練材料貯蔵装置、収容体)
81b、81c:車輪軸
81d、81e:車輪
81f:回動取っ手
82:安全策
83:混練材料搬送装置(外付け混練材料搬送装置、昇降架台)
84:昇降機(ホイスト)
85:案内レール
86a,86b:分岐レール
100:車載型のコンクリートプラント(コンクリートプラント)
200,300:定置型のコンクリートプラント(コンクリートプラント)
W:ワイヤ
L:レバーブロック
C:チェーン
R:路面
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18A
図18B
図18C
図18D
図19
図20
図21
図22
図23