JP2016164068A - ミキサドラム駆動装置 - Google Patents
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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を回転駆動する駆動源Dとを備えたミキサドラム駆動装置において、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、駆動源Dが、架台Cの後部に設けた電動機3を備え、ミキサドラムMの後方外周に設けたローラリング2に当接しミキサドラムMを下方から回転支持する複数のドラムローラRを設け、電動機3が、減速機4を介してドラムローラRの回転軸rに設けられたスプロケット6と、減速機4とスプロケット6との間および各スプロケット6,6間に設けられた補助車wに巻き回されたローラチェーン7またはベルトを駆動することにより、ドラムローラRを回転駆動させて、ミキサドラムMを回転駆動することを特徴とする。【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(Power Take Off)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)。
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、上記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、上記ミキサドラムは、後端側が上方に持ち上げられた前傾姿勢で上記架台に取り付けられ、上記駆動源が、上記架台の後部に設けた電動機を備え、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上記ミキサドラムを下方から回転支持する複数のドラムローラを設け、上記電動機が、減速機を介して上記ドラムローラの回転軸に設けられたスプロケットと、上記減速機と上記スプロケットとの間および上記各スプロケット間に設けられた補助車に巻き回されたローラチェーンまたはベルトを駆動することにより、上記ドラムローラを回転駆動させて、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。さらに、ローラチェーンまたはベルトが補助車を介してスプロケットに巻き回されているため、ローラチェーンまたはベルトに張りを持たせることができる。
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(Power Take Off)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。
2・・・ローラリング、3,17・・・電動機、5,6・・・スプロケット、7・・・ローラチェーン、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、w・・・補助車
Claims (4)
- 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、上記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、
上記ミキサドラムは、後端側が上方に持ち上げられた前傾姿勢で上記架台に取り付けられ、
上記駆動源が、上記架台の後部に設けた電動機を備え、
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上記ミキサドラムを下方から回転支持する複数のドラムローラを設け、
上記電動機が、減速機を介して上記ドラムローラの回転軸に設けられたスプロケットと、上記減速機と上記スプロケットとの間および上記各スプロケット間に設けられた補助車に巻き回されたローラチェーンまたはベルトを駆動することにより、上記ドラムローラを回転駆動させて、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1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、上記油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプと、上記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1または2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3のいずれか一項に記載のミキサドラム駆動装置。
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Legal Events
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