JP2012201145A

JP2012201145A - ミキサドラム駆動装置

Info

Publication number: JP2012201145A
Application number: JP2011065507A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Takahashi; 良光高橋
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-10-22
Also published as: AU2012232239B2; CN103459200B; WO2012128166A1; NZ615636A; EP2689958A1; EP2689958A4; US20140010035A1; AU2012232239A1; CN103459200A

Abstract

【課題】運搬効率の減少を招かずにミキサドラムを電動機で駆動することができるミキサドラム駆動装置を提供することである。
【解決手段】本発明の課題解決手段は、ミキサ車Ｖの架台Ｃに回転自在に搭載されるミキサドラムＭと、ミキサドラムＭを回転駆動する油圧モータ３と、ミキサ車ＶのエンジンＥの動力によって駆動されるとともに油圧モータ３に圧油を供給する油圧ポンプ４とを備えたミキサドラム駆動装置Ｓにおいて、ミキサドラムＭを撹拌回転させるように油圧モータ３へ油圧ポンプ４に独立して圧油を供給可能な補助油圧ポンプ５と、補助油圧ポンプ５を回転駆動する電動機６とを設け、ミキサドラムＭを撹拌回転させる場合に電動機６で補助油圧ポンプ５のみを駆動してミキサドラムＭを回転駆動させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ミキサドラム駆動装置に関する。

ミキサ車は、モルタルやレディミクストコンクリート等（以下、「生コン」という）を架台に回転自在に搭載されるミキサドラム内に積載して、生コン工場から工事現場まで運搬するものである。

そして、このミキサ車は、生コンを運搬するにあたり、生コンの品質劣化および固化を防止するためにミキサドラムを正回転させてミキサドラム内の取付けられた螺旋状の複数のブレードで絶えず攪拌しつづけるようにしている。また、ミキサ車は、ミキサドラムを先程とは逆回転させることでミキサドラム内の生コンを排出することができ、コンクリート打設現場に到着すると、上記のようにミキサドラムを逆回転させて生コンを打設箇所へ供給することができる。

上述のようにミキサ車にあっては、生コンがミキサドラム内に投入されると排出されるまでは、常に、これを回転させる必要があり、その駆動源としては、ミキサ車のエンジンを用いるのが一般的である。具体的には、ＰＴＯ（ＰｏｗｅｒＴａｋｅＯｆｆ）を介してエンジンの回転動力を油圧ポンプへ伝達し、油圧ポンプから吐出される圧油を油圧モータへ供給してこれを駆動し、油圧モータの回転でミキサドラムを回転駆動するようにしている。

このようなエンジンのみでミキサドラムを駆動するミキサドラム駆動装置では、特に、ミキサドラムを高速回転させる場合、エンジンの回転数を上げる必要があり、回転数を上げると騒音が発生するとともに燃料消費が激しくなる。

そこで、この問題を解決するため、エンジンによる油圧ポンプの駆動に併せて、電動機で副油圧ポンプを駆動して、ミキサドラムを回転駆動するミキサドラム駆動装置も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００７−２７８４３０号公報

しかしながら、特開２００７−２７８４３０号公報に開示されたミキサドラム駆動装置では、以下の問題がある。

上記ミキサドラム駆動装置では、ミキサ車の架台に副油圧ポンプ、これを駆動するための電動機、電動機を駆動するためのインバータ等を搭載しなくてはならず、エンジンにて駆動される油圧ポンプと電動機で駆動される副油圧ポンプで一つの油圧モータを駆動する関係上、ミキサ車の運転室とミキサドラムとの間の空間に駆動装置の全部を設置する必要があり、ミキサドラムの搭載スペースを圧迫する。このように、ミキサドラムの搭載スペースが圧迫されると生コン等の積載物の運搬量が減少し、運搬効率が悪化してしまう。さらに、運搬効率が悪化するので、その分、燃料消費量が増加するという問題もある。

また、上記ミキサドラム駆動装置では、運転室とミキサドラムの間に駆動装置の全部の荷重がかかるので、架台やシャシフレームの強度を高める必要がある。このように、架台やシャシフレームの強度を強化すると、ミキサ車の車両重量（車両のみの重量）が重くなる。ここで、ミキサ車のミキサドラム内へ積載できる積載物の最大積載量は、車両総重量から車両重量を引いた値となるので、ミキサ車の車両重量が重くなればなるほど、最大積載量が減少して生コン等の積載物の運搬量が減少し、運搬効率が悪化してしまい、その分、燃料消費量が増加するという問題がある。

そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、運搬効率の減少を招かずにミキサドラムを電動機で駆動することができるミキサドラム駆動装置を提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明の課題解決手段は、ミキサ車の架台に回転自在に搭載されるミキサドラムと、当該ミキサドラムを回転駆動する駆動源とを備えたミキサドラム駆動装置において、上記駆動源が、上記架台の後部に設けた電動機を備え、当該電動機により上記ミキサドラムを回転駆動することを特徴とする。

本発明のミキサドラム駆動装置によれば、運搬効率の減少を招かずにミキサドラムを電動機で駆動することができる。また、本発明のミキサドラム駆動装置によれば、運搬効率の減少を招かないので、ミキサ車の燃料消費量を低減することができる。

また、駆動源を架台の後部に配置することで、従来のようなミキサドラム駆動装置のように油圧ポンプや減速機、電動機といった駆動源をミキサ車の運転室とミキサドラムとの間の空間に設置するものに比べて、前方の重量を低減することができ、シャシや架台の強度上の余裕ができ、その分、シャシや架台を軽量化することができる。

一実施の形態におけるミキサドラム駆動装置を示す図である。ミキサドラムを架台に搭載したミキサ車の側面図である。ミキサドラムを架台に搭載したミキサ車の架台に搭載されたミキサドラムの背面図である。一実施の形態の一変形例におけるミキサドラム駆動装置の斜視図である。一実施の形態の他の変形例におけるミキサドラム駆動装置を示す図である。他の実施の形態におけるミキサドラム駆動装置を示す図である。

以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明する。一実施の形態におけるミキサドラム駆動装置Ｓは、図１および図３に示すように、ミキサ車Ｖの架台Ｃに回転自在に搭載されるミキサドラムＭと、当該ミキサドラムＭを回転駆動する駆動源Ｄとを備えて構成されている。

ミキサ車Ｖは、車両前方に設置される運転室Ｏと、運転室Ｏの後方に設けた架台Ｃと、当該架台Ｃに取り付けた脚Ｔと、脚Ｔに回転自在に備え付けられた四つのドラムローラＲと、ドラムローラＲで下方から回転自在に支持されるミキサドラムＭとを備えるとともに、ミキサドラムＭの回転駆動に必要な駆動源Ｄを架台Ｃに搭載している。

ミキサドラムＭは、後端が開口する有底筒状に形成され、前端となる底部の軸心部が駆動源Ｄに連結されるドラムシェル１と、ドラムシェル１の後端側外周に設けられるローラリング２とを備えている。また、ミキサドラムＭは、図２および図３に示すように、ローラリング２を各ドラムローラＲで下から支持するようにして、架台Ｃに回転自在に取り付けられている。これにより、ミキサドラムＭは、後端側が上方に持ち上げられた前傾姿勢で架台Ｃに取り付けられている。

なお、図示はしないが、ドラムシェル１の内周側には、複数の螺旋状のブレードが設けられており、ミキサドラムＭが正回転すると、内部に積載される生コン等の積載物を当該ブレードによって内部側に移動させながら攪拌し、ミキサドラムＭが逆回転すると、該積載物を当該ブレードによって後端側に移動させてミキサドラムＭから排出することができるようになっている。また、このミキサドラムＭ内へ生コンを投入する際には、ミキサドラムＭを正回転させるが、撹拌回転よりも高速でミキサドラムＭを正回転させることになる。

駆動源Ｄは、ミキサドラムＭの後方に設けられてドラムローラＲを回転駆動する電動機３を備えている。具体的には、駆動源Ｄは、電動機３と、電動機３に連結された減速機４と、減速機４の出力軸４ａに設けたスプロケット５と、各ドラムローラＲの回転軸ｒに設けたスプロケット６と、スプロケット５，６に巻回されるローラチェーン７と、電動機３へ電力を供給する電源Ｂａｔとを備えて構成されており、架台Ｃの後部に設置されている。架台Ｃにおけるミキサ車Ｖの進行方向となる前後方向の中央より後方を後部としており、駆動源Ｄは、架台Ｃの後部に設置される。なお、ローラチェーン７に張りを持たせつつ、スプロケット５，６へローラチェーン７を巻回するために、スプロケット５とスプロケット５との間およびスプロケット６，６間に補助車ｗを設けている。この補助車ｗは、ドラムローラＲと同様に脚Ｔに回転自在に取り付けられている。

そして、電動機３を正逆回転させることで、ドラムローラＲを正逆回転させることができ、これにより、ミキサドラムＭを正回転及び逆回転させることができるようになっている。

なお、この実施の形態では、電動機３は、回転型の電動機とされていて、ドラムローラＲの全部を駆動するために、スプロケット５，６およびローラチェーン７を用いているが、ローラチェーン７の代わりにベルトをスプロケット５，６に巻回して電動機３の動力をドラムローラＲへ伝達するようにしてもよい。また、スプロケット５，６およびローラチェーン７の動力伝達機構の他にも、歯車を用いて電動機３の動力をドラムローラＲへ伝達するようにしてもよい。

そして、この駆動源Ｄは、電源Ｂａｔから供給される電力で電動機３を駆動することで、ドラムローラＲを回転駆動し、このドラムローラＲの回転でミキサドラムＭを回転駆動する。この実施の形態では、四つのドラムローラＲの全てが電動機３によって回転駆動されることにより、一部のドラムローラＲとローラリング２との間にすべりが生じても、他のドラムローラＲでミキサドラムＭを回転駆動することができるので、ミキサドラムＭを安定して回転駆動することができる。ただし、複数のドラムローラＲのうち一部を電動機３で駆動して、他のドラムローラＲを駆動しないようにすることもできる。

また、ドラムローラＲの設置数は、ミキサドラムＭを車両進行方向に対して左右に偏りなく支持することができればよいので、二つ以上設けておけばよいが、上記したように、ドラムローラＲの設置数を増やして全部を電動機３で駆動する方が、ドラムローラＲの空転によるミキサドラムＭの回転不良の発生を抑制することができる点で有利となる。

なお、上記した例では、減速機４を設けているが、スプロケット５，６の歯数でも減速比を設定することができるので、減速機４を設けずともよく、電動機３のトルクが充分に大きいのであれば、特に、減速してドラムローラＲを回転駆動しなくともよい。

上記したように、このミキサドラム駆動装置Ｓにあっては、ミキサドラムＭを駆動する駆動源Ｄである電動機３が架台Ｃの後部へ設置され、ミキサ車Ｖの運転室ＯとミキサドラムＭとの間には駆動源Ｄが設置されないので、架台ＣへのミキサドラムＭの搭載スペースが大きく確保することができ、ミキサドラムＭの容量を圧迫することがなく、架台Ｃやミキサ車Ｖのシャシフレームの強度を強化する必要もない。したがって、このミキサドラム駆動装置Ｓでは、ミキサドラムＭの容量を充分に確保することができ、生コン積載量を充分に確保することができる。そのため、本発明のミキサドラム駆動装置Ｓによれば、生コンの運搬量の低下の問題を生じることがなく、運搬効率の減少を招かずにミキサドラムＭを電動機で駆動することができる。このように、本発明のミキサドラム駆動装置Ｓでは、運搬効率の減少を招かないので、ミキサ車Ｖの消費燃料量も低減させることができる。

また、駆動源Ｄを架台Ｃの後部に配置することで、従来のようなミキサドラム駆動装置のように油圧ポンプや減速機、電動機といった駆動源をミキサ車の運転室とミキサドラムとの間の空間に設置するものに比べて、前方の重量を低減することができ、シャシや架台Ｃの強度上の余裕ができ、その分、シャシや架台Ｃを軽量化することができる。

さらに、ドラムローラＲを回転駆動することでミキサドラムＭを回転させるので、ミキサドラムＭの先端に軸を設けて当該軸を回転駆動する従来のミキサドラム駆動装置に比較して、電動機３の出力トルクが小さくても済むので、このミキサドラム駆動装置Ｓによれば、電動機３を軽量小型化することができる。また、精度良好なローラリング２に接触するドラムローラＲを用いてミキサドラムＭを回転させるので、ミキサドラムＭの回転数にムラが生じにくくなる利点がある。なお、ミキサドラムＭのローラリング２以外の外周に歯車等を設けて電動機３でミキサドラムＭを回転駆動することも可能である。

上記したところでは、電動機３を回転型の電動機としているが、図４に示した一実施の形態の一変形例におけるミキサドラム駆動装置Ｓ１のように、ミキサドラムＭのドラムシェル１の外周に周方向に、つまり、ドラムシェル１の外周に回転軸周りに、交互に異なる磁極が現れるように取り付けた複数の磁石９でなる磁界手段を設けておき、この磁界手段である磁石９とこれに対向する電機子１０とでなる電動機８を駆動源としてもよい。なお、この場合は、電動機３、減速機４、スプロケット５，６およびローラチェーン７の代わりに、電動機８をミキサ車Ｖの架台Ｃに設けていて、ドラムローラＲは、ミキサドラムＭを車両進行方向に対して左右に偏らずに支持できるように二つのみ設けられていて、図中で省略している脚Ｔに回転自在に取り付けている。その他のミキサ車Ｖの構造は上記したところと同様であり、詳しい説明を省略する。

電機子１０は、この場合、円弧状のフレーム１１と、フレーム１１に設けた磁歯１２のそれぞれに巻回されるコイル１３とを備えており、ミキサドラムＭの外周に設けた磁石９に磁歯１２を向けて対向させてある。コイル１３は、詳しくは図示しないがインバータを介して電源に接続されている。そして、この電動機８にあっては、コイル１３に電力供給して対向する磁石９を吸引、反発させることで、ミキサドラムＭを回転駆動するようになっている。つまり、駆動源である電動機８は、この場合、リニアモータを構成しており、ミキサドラムＭを正回転及び逆回転させることができるようになっており、やはり、架台Ｃの後部へ設けられている。なお、電動機８の具体的な設置位置は、脚Ｔの手前に設けてもよいし、ローラリング２の側部に磁石９を取り付け、ドラムローラＲを二つ設置しておき、ドラムローラＲ間に電機子１０を設けるようにしてもよい。

このように、電動機８を構成しても、ミキサドラムＭを駆動する駆動源である電動機８が架台Ｃの後部へ設置され、ミキサ車Ｖの運転室ＯとミキサドラムＭとの間には駆動源が設置されないので、架台ＣへのミキサドラムＭの搭載スペースが大きく確保することができ、ミキサドラムＭの容量を圧迫することがなく、架台Ｃやミキサ車Ｖのシャシフレームの強度を強化する必要もない。したがって、この図４に示した、一実施の形態の一変形例におけるミキサドラム駆動装置Ｓ１では、ミキサドラムＭの容量を充分に確保することができ、生コン積載量を充分に確保することができる。そのため、本発明のミキサドラム駆動装置Ｓ１によれば、生コンの運搬量の低下の問題を生じることがなく、運搬効率の減少を招かずにミキサドラムＭを電動機で駆動することができる。このように、本発明のミキサドラム駆動装置Ｓ１では、運搬効率の減少を招かないので、ミキサ車Ｖの消費燃料量も低減させることができる。

さらに、電動機８では、ミキサドラムＭと非接触で回転動力を伝達するので、摩耗の心配がなく、ミキサドラム駆動装置Ｓ１が高寿命となる。

また、図５に示した一実施の形態の他の変形例におけるミキサドラム駆動装置Ｓ２のように、駆動源Ｄ１を、ドラムローラＲを回転駆動する油圧モータ１５と、当該油圧モータ１５に圧油を供給する油圧ポンプ１６と、当該油圧ポンプ１６を駆動する電動機１７とで構成するようにしてもよい。この場合、油圧モータ１５の動力を上述した減速機４、スプロケット５，６およびローラチェーン７を介してドラムローラＲに伝達している。一実施の形態のミキサドラム駆動装置Ｓと異なるのは、電動機１７の動力を油圧ポンプ１６および油圧モータ１５を介してドラムローラＲへ伝達するようにしている点である。そして、このミキサドラム駆動装置Ｓ２にあっても、上記した駆動源Ｄ１は、架台Ｃの後部に設けられている。

なお、油圧ポンプ１６と油圧モータ１５とはループ状の管路１８にて接続されており、回転型の電動機１７を正逆回転することで油圧ポンプ１６の圧油の吐出方向を切換えることができ、これにより、油圧モータ１５を正逆回転させてミキサドラムＭを正逆回転させることができる。

このように、駆動源Ｄ１を構成しても、当該駆動源Ｄ１が架台Ｃの後部へ設置され、ミキサ車Ｖの運転室ＯとミキサドラムＭとの間には駆動源が設置されないので、架台ＣへのミキサドラムＭの搭載スペースが大きく確保することができ、ミキサドラムＭの容量を圧迫することがなく、架台Ｃやミキサ車Ｖのシャシフレームの強度を強化する必要もない。したがって、この図５に示した、一実施の形態の他の変形例におけるミキサドラム駆動装置Ｓ２では、ミキサドラムＭの容量を充分に確保することができ、生コン積載量を充分に確保することができる。そのため、本発明のミキサドラム駆動装置Ｓ２によれば、生コンの運搬量の低下の問題を生じることがなく、運搬効率の減少を招かずにミキサドラムＭを電動機で駆動することができる。このように、本発明のミキサドラム駆動装置Ｓ１では、運搬効率の減少を招かないので、ミキサ車Ｖの消費燃料量も低減させることができる。

最後に、図６に示した他の実施の形態のミキサドラム駆動装置Ｓ３について説明する。このミキサドラム駆動装置Ｓ３にあっては、上記した一実施の形態のミキサドラム駆動装置Ｓの駆動源Ｄと同様の構成に加えて、電動機３とは独立してミキサドラムＭを回転駆動する油圧システムＰを備えている。具体的には、ミキサドラム駆動装置Ｓ３は、駆動源Ｄの構成の他に、ミキサドラムＭに回転駆動可能に連結される第二油圧モータ１９と、ミキサ車ＶのエンジンＥによって回転駆動されて第二油圧モータ１９に圧油を供給可能な第二油圧ポンプ２０とを備えている。この第二油圧モータ１９と第二油圧ポンプ２０は、ループ状の管路２１にて接続されている。また、第二油圧ポンプ２０は、エンジンＥの動力を外部へ取り出すＰＴＯ（ＰｏｗｅｒＴａｋｅＯｆｆ）２２を介してエンジンＥに接続されていて、エンジンＥによって回転駆動される。

また、第二油圧ポンプ２０は、双方向吐出型の油圧ポンプとされていて、第二油圧モータ１９へ供給する圧油の吐出方向を切換えることで、ミキサドラムＭを正逆回転させることができるようになっている。また、油圧システムＰは、架台Ｃのミキサ車Ｖの運転室ＯとミキサドラムＭとの間に設置されている。

このように、ミキサドラムＭの回転駆動システムが油圧システムＰと駆動源Ｄの二系統を備えることで、いずれか一方の何らかの支障があっても、ミキサドラムＭを駆動し続けることができる。

また、この実施の形態では、電動機３はミキサドラムＭから強制的に回転せしめられると発電機としても機能するモータジェネレータとされている。したがって、第二油圧モータ１９および第二油圧ポンプ２０によって、ミキサドラムＭを回転駆動することで、電動機３に発電させて電源Ｂａｔを充電することができるようになっている。また、この油圧システムＰは、上記したミキサドラム駆動装置Ｓ１，Ｓ２のいずれにも適用することができ、ミキサドラム駆動装置Ｓ１，Ｓ２にあっても電動機８，１７が発電機としても機能するようにしておけば、電源Ｂａｔを充電することができる。

そして、この油圧システムＰは、架台Ｃのミキサ車Ｖの運転室ＯとミキサドラムＭとの間に設置されているが、駆動源Ｄは架台Ｃの後部に設けられているので、ミキサドラム駆動装置Ｓ３の荷重が架台Ｃのミキサ車Ｖの運転室ＯとミキサドラムＭとの間に集中することがないので、ミキサドラム駆動装置Ｓ３にあっては、架台Ｃやミキサ車Ｖのシャシフレームの強度を強化する必要はない。そのため、ミキサ車Ｖの車両重量を低減することができるので、最大積載量の減少を招くことがない。

そのため、このミキサドラム駆動装置Ｓ３にあっては、ミキサドラムＭの容量を充分に確保することができ、生コン積載量を充分に確保することができる。したがって、本発明のミキサドラム駆動装置Ｓ３によれば、生コンの運搬量の低下の問題を生じることがなく、運搬効率の減少を招かずにミキサドラムＭを電動機で駆動することができる。このように、本発明のミキサドラム駆動装置Ｓ３では、運搬効率の減少を招かないので、ミキサ車Ｖの消費燃料量も低減させることができる。

また、電源Ｂａｔの蓄電残量が少なくなると、油圧システムＰにてミキサドラムＭを回転駆動して、電動機３，８，１７の発電によって電源Ｂａｔを充電することが可能であり、運搬途中にミキサドラムＭの回転が停止してしまう恐れもない。そして、充分に電源Ｂａｔを充電した後は、電動機３，８，１７にてミキサドラムＭを回転駆動することができるので、商用電源を利用して頻繁に電源Ｂａｔを充電しなくてはならない煩わしさもない。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

３，１７電動機
８駆動源としての電動機
９磁石
１０電機子
１９第二油圧モータ
２０第二油圧ポンプ
Ｃ架台
Ｄ，Ｄ１駆動源
Ｅエンジン
Ｍミキサドラム
Ｒドラムローラ
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ミキサドラム駆動装置
Ｖミキサ車

Claims

ミキサ車の架台に回転自在に搭載されるミキサドラムと、当該ミキサドラムを回転駆動する駆動源とを備えたミキサドラム駆動装置において、上記駆動源が、上記架台の後部に設けた電動機を備え、当該電動機により上記ミキサドラムを回転駆動することを特徴とするミキサドラム駆動装置。
上記電動機は、上記ミキサドラムの後方外周に設けたローラリングに当接し当該ミキサドラムを下方から回転支持するドラムローラを回転駆動することにより、上記ミキサドラムを回転駆動することを特徴とするミキサドラム駆動装置。
上記ドラムローラを複数設け、当該ドラムローラの全部を上記電動機で回転駆動することを特徴とする請求項２に記載のミキサドラム駆動装置。
上記駆動源は、上記ドラムローラを回転駆動する油圧モータと、当該油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプと、当該油圧ポンプを駆動する上記電動機とを備えたことを特徴とする請求項２または３に記載のミキサドラム駆動装置。
上記電動機は、上記ミキサドラムの後方外周に設けられて周方向に交互に異なる磁極が現れる磁界手段と、磁界手段に対向する電機子とでなるリニアモータであることを特徴とする請求項１に記載のミキサドラム駆動装置。
上記ミキサドラムに回転駆動可能に連結される第二油圧モータと、上記ミキサ車のエンジンによって回転駆動されて上記第二油圧モータに圧油を供給可能な第二油圧ポンプを備え、上記電動機は上記ミキサドラムの回転によって発電することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のミキサドラム駆動装置。