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公開番号2025100483
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2024224506
出願日2024-12-19
発明の名称構造部材の製造装置および構造部材の製造方法
出願人清水建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B28B 1/30 20060101AFI20250626BHJP(セメント,粘土,または石材の加工)
要約【課題】工程を増やすことなく水硬性混合物を積層して製造する構造部材の側面を任意の形状にできる構造部材の製造装置および構造部材の製造方法を提供する。
【解決手段】水硬性混合物2を吐出するノズル4と、ノズル4を移動させる移動部5と、を有し、ノズル4のノズル口41は、開口の形状が台形であり、台形の上底に対応する第1縁部421が台形の下底に対応する第2縁部422よりも長く設定され、移動部5は、ノズル4から吐出される水硬性混合物2が第1縁部421と接触して形成された面22が上面となり、第2縁部422と接触して形成された面21が下面となるようにノズル4を移動させるとともに、ノズル4から吐出された水硬性混合物2が下側から上側に向かって積層されるようにノズル4を移動させる。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
水硬性混合物を吐出するノズルと、
前記ノズルを移動させる移動部と、を有し、
前記ノズルのノズル口は、開口の形状が台形であり、前記台形の上底に対応する第１縁部が前記台形の下底に対応する第２縁部よりも長く設定され、
前記移動部は、前記ノズルから吐出される水硬性混合物が前記第１縁部と接触して形成された第１面が上面となり、前記第２縁部と接触して形成された第２面が下面となるように前記ノズルを移動させるとともに、前記ノズルから吐出された水硬性混合物が下側から上側に向かって積層されるように前記ノズルを移動させる構造部材の製造装置。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記ノズル口は、下方に開口し、
前記移動部は、前記ノズル口の前記第２縁部が前記第１縁部よりも前記ノズルの移動方向の前側に配置されるように前記ノズルを移動させる請求項１に記載の構造部材の製造装置。
【請求項３】
前記ノズル口の開口形状の前記台形の２つの斜辺のうち、一方の斜辺に対応する第３縁部と、他方の斜辺に対応する第４縁部とは、それぞれが前記第１縁部となす角度が異なる請求項１または２に記載の構造部材の製造装置。
【請求項４】
水硬性混合物を吐出するノズルを移動させて前記ノズルから吐出された水硬性混合物を下側から上側に向かって積層し、
前記ノズルのノズル口は、開口の形状が台形であり、前記台形の上底に対応する第１縁部が前記台形の下底に対応する第２縁部よりも長く設定され、
前記ノズルから吐出される水硬性混合物が前記第１縁部と接触して形成された第１面が上面となり、前記第２縁部と接触して形成された第２面が下面となるように前記ノズルを移動させる構造部材の製造方法。
【請求項５】
前記ノズル口から吐出されて形成された前記水硬性混合物の層を下側から上側に向かって積層して製造された構造部材の側面に前記ノズル口の開口形状の前記台形の斜辺に対応する面と、前記第１面がなす角部に対応する凹凸を形成する請求項４に記載の構造部材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造部材の製造装置および構造部材の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、セメント系材料を積層しながら構造部材を形成する付加製造技術が提案されている。例えば、特許文献１および２に開示されている付加製造装置は、ノズルから吐出されるセメント系材料を積層させて構造部材を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１８５６４５号公報
特開２０１８－０６９６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
付加製造装置のノズルから吐出されるセメント系材料を積層する場合、側面に積層される層間の凹凸が残り、平滑にならず縞模様が生じることがある。このため、側面の縞模様が形成される構造部材の美観や寸法精度の点で問題となる場合は、側面を研磨するなどの工程を増やす必要となる。
特許文献２には、付加製造装置のノズルから吐出されるセメント系材料を積層する際に、側方に設けた側面部材にセメント系材料を接触させることによって側面を平滑にする方法が開示されている。しかしながら、側面部材の製作や撤去などの工程が増え、施工作業が煩雑となる。
【０００５】
一方で、付加製造装置で製造される構造部材を、埋設型枠として使用する場合、埋設型枠と埋設型枠に打設されるコンクリートとの付着を良好にするために埋設型枠の側面に敢えて凹凸が形成することが考えられる。
【０００６】
そこで、本発明は、工程を増やすことなく水硬性混合物を積層して製造する構造部材の側面を任意の形状にできる構造部材の製造装置および構造部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る構造部材の製造装置は、水硬性混合物を吐出するノズルと、前記ノズルを移動させる移動部と、を有し、前記ノズルのノズル口は、開口の形状が台形であり、前記台形の上底に対応する第１縁部が前記台形の下底に対応する第２縁部よりも長く設定され、前記移動部は、前記ノズルから吐出される水硬性混合物が前記第１縁部と接触して形成された面が上面となり、前記第２縁部と接触して形成された面が下面となるように前記ノズルを移動させるとともに、前記ノズルから吐出された水硬性混合物が下側から上側に向かって積層されるように前記ノズルを移動させる。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る構造部材の製造方法は、水硬性混合物を吐出するノズルを移動させて前記ノズルから吐出された水硬性混合物を下側から上側に向かって積層し、前記ノズルのノズル口は、開口の形状が台形であり、前記台形の上底に対応する第１縁部が前記台形の下底に対応する第２縁部よりも長く設定され、前記ノズルから吐出される水硬性混合物が前記第１縁部と接触して形成された第１面が上面となり、前記第２縁部と接触して形成された第２面が下面となるように前記ノズルを移動させる。
【０００９】
本発明による構造部材の製造装置および構造部材の製造方法では、ノズルから吐出される水硬性混合物が第１縁部と接触して形成された第１面が上面となり、第２縁部と接触して形成された第２面が下面となる。すなわち、ノズル４から吐出された水硬性混合物は、上側部分の幅寸法よりも下側部分の幅寸法の方が小さくなる。
既に形成されている水硬性混合物の層の上に新たに水硬性混合物の層が積層されると、下側の層は、上側の層の重さによって押しつぶされる。下側の層は、上側部分よりも下側部分のほうが幅方向に大きく広がるように押しつぶされる。
このとき、ノズル口の開口の台形の形状を調整することによって、押しつぶされた層の下側部分と上側部分とを略同じ幅寸法にすることができる。これにより、押しつぶされた下側の層の断面形状は、略長方形になる。さらに、積層を行うと、各層が上側の層の重さによって押しつぶされ、断面形状が台形から長方形になる。これにより、下側の層の上側部分と上側の層の下側部分とが略同じ幅寸法となり、下側の層と上側の層との間に凹凸が形成されず、水硬性混合物が積層されて製造された構造部材の側面が平滑になる。
また、ノズル口の開口の台形の形状を調整することによって、押しつぶされた層の上側部分の幅寸法を下側部分の幅寸法よりも大きくでき、各層の断面形状を上底が下底よりも長い台形にすることができる。各層の断面形状の台形の斜辺に対応する面が上側から下側に向かって漸次幅方向の内側に向かう傾斜面になる。そして、その傾斜面の下方には、下側の層の上面がその傾斜面の下端位置よりも幅方向の外側に突出した状態に配置されている。これにより、水硬性混合物が積層されて製造された構造部材の側面には、下側の層の上面と、上側の層の側面の傾斜面とが交互に配列することによって凹凸が形成される。構造部材の側面に沿ってコンクリートや目地材などの材料を充填する場合、構造部材の側面の凹部に入り込んだ材料は、凹部を形成する下側の層の上面の上に載った状態となり、安定した状態で凹部に充填される。また、凹部に充填された材料が凹部からはみ出た場合も、凹部の内部に充填された材料が安定した状態で凹部にとどまることにより、下方に落下しにくい構造となる。その結果、構造部材の側面に沿って材料を充填する際の施工性がよい。
本発明による構造部材の製造装置および構造部材の製造方法では、積層された水硬性混合物の側面を平滑にするために、研磨したり、積層する際に側面を平滑にするために側面を押さえる仮設部材を設置したりする必要がない。このように、本発明による構造部材の製造装置および構造部材の製造方法では、工程を増やすことなく水硬性混合物が積層されて製造された構造部材の側面を平滑にできる。
【００１０】
本発明に係る構造部材の製造装置では、前記ノズル口は、下方に開口し、前記移動部は、前記ノズル口の前記第２縁部が前記第１縁部よりも前記ノズルの移動方向の前側に配置されるように前記ノズルを移動させてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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