CN103442944A - 搅拌筒驱动装置 - Google Patents

Abstract

搅拌筒驱动装置包括：搅拌筒；液压马达；液压泵；辅助液压泵，其独立于液压泵地向液压马达供给压力油，使搅拌筒旋转而进行搅拌；以及直流有刷电动机，其用于驱动辅助液压泵而使该辅助液压泵旋转；在使搅拌筒旋转而进行搅拌的情况下，利用直流有刷电动机仅驱动辅助液压泵而对搅拌筒进行旋转驱动。

Description

搅拌筒驱动装置

技术领域

本发明涉及一种搅拌筒驱动装置。

背景技术

混凝土搅拌输送车用于将砂浆、新拌混凝土等（以下称为“预拌混凝土”）装载到以旋转自如的方式搭载于架台的搅拌筒内，并将砂浆、新拌混凝土等从预拌混凝土工厂输送到工程现场。

在输送预拌混凝土时，为了防止预拌混凝土的质量劣化以及固化，混凝土搅拌输送车不断地使搅拌筒进行正向旋转。利用搅拌筒的正向旋转使安装于搅拌筒内的螺旋状的多个刮板不断地持续搅拌预拌混凝土。另外，混凝土搅拌输送车能够通过使搅拌筒进行与正向旋转相反的反向旋转来排出搅拌筒内的预拌混凝土。若混凝土搅拌输送车到达混凝土浇注现场，则通过使搅拌筒进行反向旋转而向浇注部位供给预拌混凝土。

由此，混凝土搅拌输送车在从预拌混凝土被装入到搅拌筒内到被排出的期间，需要始终使搅拌筒旋转。作为在搅拌筒的旋转中使用的驱动源，通常使用混凝土搅拌输送车的发动机。具体而言，发动机的旋转动力经由PTO（Power Take Off）而传递到液压泵，自液压泵排出的压力油供给至液压马达，利用液压马达的旋转对搅拌筒进行旋转驱动。

在仅利用发动机驱动搅拌筒的搅拌筒驱动装置中，特别是在使搅拌筒进行高速旋转的情况下，需要提高发动机的转速。若提高发动机的转速，则会产生噪音，且燃料消耗量增加。

另外，在将预拌混凝土装载于搅拌筒的期间，出于防止固化等理由，需要始终持续旋转搅拌筒，因此无法停止发动机。因此，即使到达浇注现场，在等候排出次序的情况下，无论混凝土搅拌输送车是否处于停车中，都需要持续驱动发动机。

于是，JP2007-278430A公开了一种搅拌筒驱动装置，该搅拌筒驱动装置利用发动机驱动液压泵并利用电动机驱动副液压泵，从而对搅拌筒进行旋转驱动。

该搅拌筒驱动装置利用电动机驱动副液压泵，使搅拌筒进行正向旋转以及反向旋转，从而利用上述电动机提供装载于搅拌筒内的预拌混凝土搅拌、装入以及排出的全部作业。由此，在需要驱动电动机所必要的交换器的基础上，还需要使用高输出的电动机，因此会导致电动机、电源大型化。

由此，用于驱动电动机的部件个数增多，且电动机、驱动电动机所需要的电源、其它部件大型化，因此，搅拌筒搭载于架台的搭载性劣化，并且混凝土搅拌输送车的重量变重。由此，必须减小搅拌筒的装载容量，能够输送的预拌混凝土量减少，输送效率劣化。另外，由于输送效率劣化，因此燃料消耗量相应地增加。

发明内容

发明要解决的问题

该发明的目的在于提供一种能够在不使输送效率降低的前提下利用电动机驱动搅拌筒的搅拌筒驱动装置。

用于解决问题的方案

根据本发明的某方式，提供一种搅拌筒驱动装置，该搅拌筒驱动装置包括：搅拌筒，其以旋转自如的方式搭载于混凝土搅拌输送车的架台；液压马达，其用于驱动搅拌筒而使该搅拌筒旋转；液压泵，其由混凝土搅拌输送车的发动机的动力进行驱动，用于向液压马达供给压力油；辅助液压泵，其相对于液压泵独立地向液压马达供给压力油，使搅拌筒旋转而进行搅拌；以及直流有刷电动机，其用于驱动辅助液压泵而使该辅助液压泵旋转，在使搅拌筒旋转而进行搅拌的情况下，通过利用直流有刷电动机仅驱动辅助液压泵而对搅拌筒进行旋转驱动。

以下参照附图详细地说明本发明的实施方式、本发明的优点。

附图说明

图1是表示本实施方式的搅拌筒驱动装置的图。

图2是将搅拌筒搭载于架台后的混凝土搅拌输送车的侧视图。

图3是搭载于混凝土搅拌输送车的架台的搅拌筒的后视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本申请发明的实施方式。

如图1和图3所示，本实施方式的搅拌筒驱动装置S包括：搅拌筒M，其以旋转自如的方式搭载于混凝土搅拌输送车V的架台C；液压马达3，其用于驱动搅拌筒M而使该搅拌筒M旋转；液压泵4，其由混凝土搅拌输送车V的发动机E的动力驱动，从而向液压马达3供给压力油；辅助液压泵5，其能够独立于液压泵4地向液压马达3供给压力油，以使搅拌筒M旋转而进行搅拌；直流有刷电动机6，其用于驱动辅助液压泵5而使该辅助液压泵5旋转；以及控制器7，其用于控制直流有刷电动机6。

混凝土搅拌输送车V具备安装于架台C的支脚T和以旋转自如的方式配置于支脚T的一对辊R、R，将搅拌筒M、搅拌筒M的旋转驱动所需的液压马达3、液压泵4、辅助液压泵5、直流有刷电动机6以及控制器7搭载于架台C。

搅拌筒M包括：鼓外壳1，其形成为后端开口的有底筒状，且该鼓外壳1的成为前端的底部的轴心部与液压马达3连结；以及辊环2，其设于鼓外壳1的后端侧外周。如图2和图3所示，搅拌筒M以利用辊R、R自下方支承辊环2的方式以旋转自如的方式安装于架台C。而且，搅拌筒M以后端侧向上方被抬高的前倾姿态安装于架台C。

在鼓外壳1的内周侧设有多个螺旋状的刮板。若搅拌筒M进行正向旋转，则能够利用该刮板一边使装载于内部的预拌混凝土等装载物向内部侧移动一边继续进行搅拌，若搅拌筒M进行反向旋转，则能够利用该刮板使装载物向后端侧移动并自搅拌筒M排出。而且，在向搅拌筒M内装入预拌混凝土时，使搅拌筒M以高于旋转而进行搅拌的速度进行正向旋转。

因而，在搅拌筒M的旋转模式中，包括在装入装载物时使用的装入模式、在搅拌装载物时使用的搅拌模式、在排出装载物时使用的排出模式这三个模式。在搅拌模式中，为了防止预拌混凝土固化并且抑制流动性指数上升，使搅拌筒M以能够防止预拌混凝土固化的程度的低速、例如1rpm～2rpm进行正向旋转。

在本实施方式中，以将作为装载物的预拌混凝土自混凝土工厂输送到浇注现场的情况为例进行了说明，但在浇注现场排出预拌混凝土之后，一边向搅拌筒M内注入清洗水进行清洗一边返回混凝土工厂的情况下，也能够应用本实施方式，在该情况下，清洗水成为装载物。

液压马达3设定为能够进行双向旋转，经由环状的管道8连接于液压泵4。液压马达3与搅拌筒M连结，在进行正向旋转的情况下使搅拌筒M正向旋转，在进行反向旋转的情况下使搅拌筒M反向旋转。另外，也可以在液压马达3和搅拌筒M之间安装减速器。

液压泵4是设于管道8的中途、且朝向液压马达3排出压力油的单向排出式液压泵。液压泵4经由PTO9而与混凝土搅拌输送车V的发动机E连结，利用发动机E的动力被旋转驱动。

为了利用向一个方向排出压力油的液压泵4使液压马达3向双向旋转而在管道8的中途设有切换阀20。切换阀20为三位四通的切换阀，包括向液压马达3输送液压泵4的压力油以使得液压马达3正向旋转的位置20a、向液压马达3输送液压泵4的压力油以使得液压马达3反向旋转的位置20b以及切断液压马达3和液压泵4之间的连接的位置20c这三个位置。

另外，液压泵4还可以设定为双向排出式。在该情况下，能够在不设置切换阀20的前提下利用环状的管道连接液压泵4和液压马达3，能够通过切换液压泵4的排出方向使液压马达3向正反双向进行旋转驱动。

辅助液压泵5设于用于将液压马达3和液压泵4之间的管道8中的一侧连接于油箱10的管道11的中途。液压马达3和液压泵4之间的管道8中的另一侧经由管道12连接于油箱10。

直流有刷电动机6与电源Bat连接，以便仅向一个方向旋转。辅助液压泵5由直流有刷电动机6驱动而进行旋转，自油箱10吸入油并朝向液压马达3排出。另外，在管道11和管道12的中途设有切换阀13。切换阀13为两位四通的切换阀，包括向液压马达3输送辅助液压泵5所排出的压力油以便使液压马达3正向旋转的位置13a、以及不经由液压马达3地使辅助液压泵5排出的压力油返回到油箱10的位置13b。

若直流有刷电动机6被来自电源Bat的供电驱动，则辅助液压泵5旋转，自油箱10吸入油，排出压力油。在切换阀13位于向液压马达3供给压力油的位置13a的情况下，自辅助液压泵5排出的压力油供给至液压马达3，液压马达3正向旋转。

本实施方式中的搅拌筒驱动装置S包括能够选择搅拌筒M的旋转模式的选择杆14。若混凝土搅拌输送车V的操作者操作选择杆14，则搅拌筒M以被选择的旋转模式进行旋转。具体而言，操作者通过向图中的虚线箭头方向操作选择杆14，能够从使搅拌筒M以高速进行正向旋转的装入模式、使搅拌筒M以低速进行正向旋转的搅拌模式以及使搅拌筒M以高速进行反向旋转的排出模式的各模式中选择任一模式。

选择杆14经由连杆等连结于发动机E的未图示的调速器，在装入模式和排出模式中，能够通过使发动机E的转速上升而使搅拌筒M高速旋转。另外，选择杆14能够驱动用于切换切换阀20的未图示的螺线管等驱动器。在装入模式和搅拌模式中，切换阀20切换到供给压力油以使得液压马达3正向旋转的位置20a，在排出模式中，切换阀20切换到供给压力油以使得液压马达3反向旋转的位置20b。

控制器7连接于若选择杆14位于搅拌模式则输出接通信号的接近开关15、以及设于用于连接电源Bat和直流有刷电动机6之间的电源线16的中途的开关17。在选择杆14位于搅拌模式的情况下，接近开关15的接通信号输入至控制器7。控制器7利用接近开关15的接通信号识别对搅拌筒M进行旋转而进行搅拌的指示。另外，控制器7只要是构成为能够进行上述判断并且能够通过向开关17输出信号而使开关17接通或切断即可。

控制器7接收接近开关15输入的接通信号，若识别使搅拌筒M旋转而进行搅拌的指示，则对开关17进行接通动作。由此，自电源Bat向直流有刷电动机6供电，对辅助液压泵5进行驱动。自辅助液压泵5供给的压力油驱动液压马达3，使搅拌筒M旋转而进行搅拌。

控制器7在上述开关17的接通动作的基础上还使切换阀13、20进行切换动作。控制器7连接于用于驱动切换阀13、20进行切换的未图示的螺线管等驱动器。在使搅拌筒M旋转而进行搅拌的情况下，切换阀13切换到朝液压马达3输送辅助液压泵5所排出的压力油的位置13a，切换阀20切换到在液压电路上自液压马达3切断液压泵4的位置20c。也就是说，搅拌筒M仅被直流有刷电动机6驱动而旋转，液压泵4和液压马达3之间的连接被切断。

这样，通过自液压马达3切断液压泵4，能够防止辅助液压泵5的压力油绕向液压泵4侧并经由液压泵4退避到油箱10，能够高效地对搅拌筒M进行旋转驱动。

另外，若操作者操作选择杆14而自使搅拌筒M旋转从而进行搅拌的搅拌模式切换到其他的模式，则控制器7通过切断开关17而使直流有刷电动机6停止。而且，切换阀13切换到在液压电路上自液压马达3切断辅助液压泵5的位置13b、即切断辅助液压泵5和液压马达3之间的连接的位置13b，根据选择杆14所指示的模式，切换阀20切换为使液压马达3进行正向旋转或者反向旋转。

这样，通过自液压马达3切断辅助液压泵5，能够防止液压泵4的压力油绕回辅助液压泵5侧并经由辅助液压泵5退避到油箱10，从而能够高效地使搅拌筒M进行装入旋转或排出旋转。

另外，还可以将切换阀20的驱动器的控制权自控制器7付与选择杆14，在选择杆14的控制下切换切换阀20。另外，在能够利用控制器7识别选择杆14是否指示了各模式中任一模式的情况下，也可以利用控制器7接受来自选择杆14的指示，利用控制器7控制切换阀20的驱动器。

另外，取代利用螺旋管切换切换阀13和切换阀20，也可以经由连杆等连结选择杆14和切换阀20，通过操作选择杆14对切换阀20进行切换。同样，开关17也可以经由连杆等连结于选择杆14，从而连动于选择杆14的动作。

本实施方式的搅拌筒驱动装置S在使搅拌筒M旋转而进行搅拌的情况下，仅使用直流有刷电动机6使搅拌筒M旋转而进行搅拌。由此，相比于仅利用电动机进行装入、搅拌以及排出搅拌筒M的全部的功能的情况，由于电动机所要求的最大转矩较小即可，因此不需要交换器，而能够使直流有刷电动机6和电源Bat小型化。

而且，由直流有刷电动机6使搅拌筒M旋转而进行搅拌，只要以恒定转速驱动该直流有刷电动机6，就能够将向液压马达3供给的压力油的油量保持为恒定，因此，能够使搅拌筒M以恒定的转速旋转。

在此，在利用发动机驱动液压泵使搅拌筒M旋转而进行搅拌的情况下，由于发动机转速根据混凝土搅拌输送车的行驶状况而变化，因此，液压泵的转速也根据发动机转速而变化，无法使搅拌筒M以恒定转速旋转而进行搅拌。因此，在以往的搅拌筒驱动装置中，使用能够调节排出流量的可变容量式的泵作为液压泵，以使得即使发动机转速变化，液压泵的排出流量也恒定。具体而言，使用能够通过调节偏转角来调节排出流量的活塞泵，根据发动机转速的变化调节偏转角从而排出恒定的流量。

相对于此，由于本实施方式的搅拌筒驱动装置S在使搅拌筒M旋转而进行搅拌时能够使用直流有刷电动机6使搅拌筒M以恒定的转速旋转，因此，不必为了使搅拌筒M以恒定转速旋转并进行搅拌而控制液压泵4的排出流量。由此，不必使用可变容量式的泵作为液压泵4，实现了液压泵4的小型轻量化，并且不需要用于控制流量的装置。

而且，由于能够实现直流有刷电动机6和电源Bat的轻量小型化、废除交换器、实现液压泵4的轻量小型化以及废除用于控制液压泵4的流量的装置，因此，能够充分地确保搅拌筒M的容量。而且，由于混凝土搅拌输送车V变轻，因词能够使预拌混凝土装载量相应地增加。由此，能够在不导致预拌混凝土的输送量降低所带来的输送效率降低的前提下利用电动机驱动搅拌筒M。

而且，由于不会导致输送效率降低，因此，能够使混凝土搅拌输送车V的燃料消耗量降低。另外，由于仅在旋转搅拌的情况下通过驱动辅助液压泵5使筒体旋转，因此，辅助液压泵5的转速优选为单向恒定，直流有刷电动机6的转速也优选为恒定旋转。

而且，由于能够实现直流有刷电动机6和电源Bat的轻量小型化、废除交换器、实现液压泵4的轻量小型化以及废除控制液压泵4的流量的装置，且不需要交换器，因此，能够降低制造成本。

而且，由于搅拌筒M的驱动系统为发动机E和直流有刷电动机6这两个系统，因此，即使在任一系统中因产生某些障碍而导致无法驱动搅拌筒M，也能够利用另一系统旋转驱动搅拌筒M。

而且，也可以在PTO9和液压泵4之间设置离合器，在搅拌筒M的旋转搅拌过程中切断发动机E和液压泵4之间的连接，该情况下，由于能够仅在混凝土搅拌输送车V的行驶中使用发动机E的动力，因此能够进一步降低燃料消耗。

另外，在本实施方式中，在选择杆14位于指示搅拌模式的位置的情况下，控制器7利用来自通过靠近选择杆14而输出接通信号的接近开关15的接通信号来识别搅拌筒M处于旋转搅拌中，但也可以使用其他传感器来识别已选择搅拌模式的情况，还能够取代选择杆14使用操作按钮、选择开关。

而且，在支承搅拌筒M的支脚T设置用于检测搅拌筒M的重量的重量传感器，在已指示搅拌筒M旋转而进行搅拌的基础上，利用重量传感器检测到的重量超过预定重量的情况下，也可以通过驱动直流有刷电动机6而对搅拌筒M进行旋转驱动。在搅拌筒M中装载有预拌混凝土、清洗水等装载物的状态和未装载预拌混凝土、清洗水等装载物的状态下，装载有装载物的搅拌筒M较重。因而，能够通过将上述预定重量设定为超过空的搅拌筒M的重量来判断在搅拌筒M内是否装载有预拌混凝土等装载物。

该情况下，即使因操作者的操作失误导致欲使空的搅拌筒M旋转而进行搅拌，由于利用重量传感器检测到的重量未超过预定重量，因此，能够防止在发动机停止时因直流有刷电动机6的驱动而导致浪费电力。

另外，也能够通过在管道8中检测沿着使液压马达3正向旋转时的压力油的流动方向比液压马达3靠上游侧的压力来判断在搅拌筒M内是否装载有预拌混凝土、清洗水等装载物。在于搅拌筒M装载有装载物的状态和未装载有装载物的状态下，由于在对装载有装载物的状态的搅拌筒M进行旋转驱动时需要较大的转矩，因此，向液压马达3供给的压力油的压力也相应地变大。因而，通过将上述预定压力设定为在将装载物装载在搅拌筒M的状态下驱动液压马达3时的压力油的压力，能够判断在搅拌筒M内是否装载有装载物。

另外，取代压力传感器，也可以设置利用上述预定压力接通而向控制器7输出接通信号的压力开关，在输入有接通信号的情况下，控制器7判断为在搅拌筒M内装载有装载物。

以上说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

本申请基于2011年3月24日向日本国特许厅申请的日本特愿2011-065506主张优先权，作为参考，该申请的全部内容被引入入到本说明书中。

Claims (1)

1.一种搅拌筒驱动装置，其中，

该搅拌筒驱动装置包括：

搅拌筒，其以旋转自如的方式搭载于混凝土搅拌输送车的架台；

液压马达，其用于驱动上述搅拌筒而使该搅拌筒旋转；

液压泵，其由上述混凝土搅拌输送车的发动机的动力进行驱动，用于向上述液压马达供给压力油；

辅助液压泵，其相对于上述液压泵独立地向上述液压马达供给压力油，使上述搅拌筒旋转而进行搅拌；以及

直流有刷电动机，其用于驱动上述辅助液压泵而使该辅助液压泵旋转；

在使上述搅拌筒旋转而进行搅拌的情况下，通过利用上述直流有刷电动机仅驱动上述辅助液压泵而对上述搅拌筒进行旋转驱动。

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