JP2017087776A - 生コンクリート温度測定装置及びこれを備えるミキサ車 - Google Patents

生コンクリート温度測定装置及びこれを備えるミキサ車 Download PDF

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Abstract

【課題】生コンクリートの付着を防止しつつ運搬中におけるミキサドラム内の生コンクリートの温度を測定可能な生コンクリート温度測定装置を提供する。【解決手段】ミキサ車10に搭載されるミキサドラム2内の生コンの温度を測定する生コンクリート温度測定装置100であって、ミキサドラム2の壁部に設けられ壁部を介して生コンの温度を測定する温度測定部30を備える。【選択図】図2

Description

本発明は、ミキサドラム内の生コンクリートの温度を測定する温度測定装置及びこれを備えるミキサ車に関するものである。
ミキサ車は、いわゆる生コンクリートであるレディミクストコンクリートを内容物として積載可能なミキサドラムを備え、生コンクリートを打設現場へと運搬する。
ミキサ車によって生コンクリートが運搬される際に、生コンクリートの温度が高くなると、スランプのロスが増加するなど生コンクリートに悪影響がある。このため、ミキサ車による生コンクリートの運搬時に、生コンクリートの温度を管理することが望まれる。
特許文献1には、ドラムの内壁に固定されるセンサ部を有するミキサ車が開示されている。特許文献1に開示のミキサ車では、センサ部として熱電対温度計などの温度センサを使用し、ドラムの内壁から突出するセンサ部が生コンクリートと接触することにより、生コンクリートの温度を測定する。
特開2008−49499号公報
特許文献1に開示のミキサ車では、ミキサドラムの内壁からセンサ部が突出しているため、センサ部周辺には生コンクリートが付着しやすい。センサ部に多量の生コンクリートが付着すると、生コンクリートの温度測定の精度が低下するため、付着した生コンクリートは除去する必要がある。
このように、ミキサドラムの内壁から突出するセンサ部を設けると、ミキサドラムの内壁面などにおいて付着した生コンクリートを除去する作業に加え、センサ部に付着した生コンクリートの除去作業を必要とする。したがって、特許文献1に開示のミキサ車では、ミキサドラム内部における生コンクリートの除去作業が多くなる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、生コンクリートの付着を防止しつつ運搬中におけるミキサドラム内の生コンクリートの温度を測定することが可能な生コンクリート温度測定装置を提供することを目的とする。
本発明は、ミキサ車に搭載されるミキサドラム内の生コンクリートの温度を測定する生コンクリート温度測定装置であって、前記ミキサドラム内の生コンクリートと対向して設けられ生コンクリートと接触する前記ミキサドラムの壁部を介して生コンクリートの温度を測定する温度測定部を備えることを特徴とする。
本発明によれば、温度測定部は、生コンクリートの温度をミキサドラムの壁部を介して非接触で測定するものであり、生コンクリートと接触して温度を測定するものではないため、温度測定部によって生コンクリートが付着することがない。したがって、生コンクリートの付着を助長することなく運搬中におけるミキサドラム内の生コンクリートの温度を測定することができる。
本発明の実施形態に係る生コンクリート温度測定装置を搭載したミキサ車の側面図である。 本発明の実施形態に係る生コンクリート温度測定装置を示す概念図である。 図2におけるB矢視図である。 本発明の実施形態に係る生コンクリート温度測定装置の第1変形例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る生コンクリート温度測定装置の第2変形例を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る生コンクリート温度測定装置の第2変形例における温度センサを示す拡大図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る生コンクリート温度測定装置100について説明する。
まず、図1及び図2を参照して、生コンクリート温度測定装置100を備えるミキサ車10の全体構成について説明する。なお、図2では、ミキサドラムに投入される生コンクリートを二点鎖線で表す。
ミキサ車10は、いわゆる生コンクリートであるレディミクストコンクリート(以下、「生コン」と称する。)を架台1に搭載されたミキサドラム2にて運搬するものである。
図1に示すように、ミキサドラム2は、架台1に回転可能に搭載される容器である。ミキサドラム2は、回転軸2Aがミキサ車10の前後方向を向くように搭載される。また、ミキサドラム2は、架台1の後部に向かって徐々に高くなるように、前後に傾斜して搭載される。
ミキサドラム2は、その後端に開口部が形成され、開口部から生コンの投入と排出とが行われる。ミキサドラム2の開口部の上方には、生コンを投入するためのホッパー3が設けられる。
図2に示すように、ミキサドラム2の底部には、第一壁部としてのインナーガセット21と第二壁部としてのミキサドラム2の底壁部2Bとによって構成される二重壁部20が設けられる。
インナーガセット21は、鉄製の板部材であり、ミキサドラム2における底部の壁部である底壁部2Bから内側に突出して設けられる。インナーガセット21は、ミキサドラム2の壁部の一部を構成する。インナーガセット21は、生コンと接触すると共に、ミキサドラム2の底壁部2Bとの間で外気から遮断された内部空間22を区画する。生コンは、インナーガセット21に接触し、内部空間22内には流入しない。このように、生コンと接触するインナーガセット21と、インナーガセット21の外側に設けられる底壁部2Bと、によって二重壁部20が構成される。
ミキサドラム2における底壁部2Bの外側には、鉄製の板部材であるアウターガセット23が設けられる。ミキサドラム2にインナーガセット21とアウターガセット23とが設けられることにより、ミキサドラム2の底部の強度を向上させることができる。なお、ミキサドラム2には、アウターガセット23が設けられなくてもよい。この場合であっても、例えばミキサドラム2の底部からのインナーガセット21の突出量を大きくするなどインナーガセット21の剛性をより大きくすることにより、ミキサドラム2の底部の強度を向上させることができる。
ミキサドラム2は、ミキサ車10に搭載される走行用エンジン(図示省略)を動力源として駆動し、ミキサドラム2の回転軸2Aに連結されるドラム駆動装置4(図1参照)によって正逆転及び増減速する。ドラム駆動装置4は、コントローラ(図示省略)からの指令やコントロールレバー(図示省略)からの指令によって、ミキサドラム2の回転を制御する。ドラム駆動装置4によってミキサドラム2が正転運転される時には、ミキサドラム2内の生コンが攪拌され、また、ミキサドラム2が逆転運転される時には、ミキサドラム2内の生コンが外部へと排出される。なお、ミキサドラム2を駆動する動力源は走行用エンジンに限らず、例えば、ミキサドラム2を駆動するためのエンジン等の動力源を別に設けてもよい。
次に、図2及び図3を参照して、ミキサドラム2内の生コンの温度を測定する生コンクリート温度測定装置100ついて説明する。
図2に示すように、生コンクリート温度測定装置100は、生コンが接触する壁部としてのインナーガセット21に設けられる温度測定部としての温度センサ30と、ミキサドラム2の回転軸2Aに設けられ温度センサ30に電力を供給するスリップリング31と、を備える。
温度センサ30は、チップ状の温度測定センサである。温度センサ30は、インナーガセット21の壁面のうち、外側の壁面であるミキサドラム2の底壁部2B側の壁面21Aに貼り付けられる。言い換えれば、壁面21Aは、インナーガセット21の壁面のうち、ミキサドラム2の底壁部2Bに対向する壁面である。このように、温度センサ30は、内部空間22に臨んで、生コンとは非接触でインナーガセット21に設けられる。
また、温度センサ30は、図3に示すように、インナーガセット21の壁面21Aにおいて、径方向外側であって、周方向に90°の間隔を空けて4箇所に貼り付けられる。
インナーガセット21は鉄製であるため、ミキサドラム2内に生コンが投入されると、生コンの熱がインナーガセット21に伝達される。ミキサドラム2内への生コンの投入後、一定の時間が経過すると、インナーガセット21の温度は、生コンの温度とほぼ同じ温度となる。このため、インナーガセット21の壁面21Aに貼り付けられた温度センサ30は、生コンとは直接接触せず、インナーガセット21を介して生コンの温度を測定する。
スリップリング31は、回転体に対して電力供給を行うと共に、回転体との間で信号伝達を行う。図2に示すように、スリップリング31は、ミキサドラム2の回転軸2Aに設けられる中空管32に連結される。スリップリング31は、中空管32内を通る配線33によって、温度センサ30と電気的に接続される。
また、スリップリング31は、ミキサ車10に搭載されるバッテリー34と、コントローラが有するデータ処理部35と、に電気的に接続される。データ処理部35は、温度センサ30の測定結果を記憶、演算する。スリップリング31は、ミキサドラム2のインナーガセット21に貼りつけられた温度センサ30に対してバッテリー34からの電力を供給する。また、スリップリング31は、温度センサ30から温度測定結果を受信してデータ処理部35へ送信する。
次に、生コンクリート温度測定装置100の温度測定方法について説明する。
生コンの出荷時には、予めエンジンを始動してミキサドラム2を回転させ、回転するミキサドラム2内にホッパー3を通じて所定量の生コンが投入される。ミキサドラム2の回転により、生コンはミキサドラム2内で撹拌される。ミキサ車では、生コンを撹拌するために走行中においてもミキサドラム2が回転する。
ミキサドラム2内へ生コンが投入されると、生コンの熱がインナーガセット21に伝達され、インナーガセット21の温度が上昇する。生コンの投入後、一定時間が経過すると、インナーガセット21の温度上昇が小さくなり、やがてインナーガセット21は生コンの温度とほぼ同じ温度となって平衡状態(いわゆるサチレート状態)となる。
生コンの投入が完了すると、温度センサ30は、所定の測定周期でインナーガセット21を介して生コンの温度を測定する。生コンクリート温度測定装置100は、回転体に電力を供給可能なスリップリング31を備えるため、ミキサ車10が走行中であってミキサドラム2が回転していても、温度センサ30に電力を供給することができ、生コンの温度を測定することができる。
温度センサ30が測定した測定結果は、スリップリング31を通じてデータ処理部35に送信されて記憶される。データ処理部35に送信された測定結果は、例えば運転席内に設けられる表示器に送信され、表示器に測定結果である生コンの温度が表示される。したがって、生コンクリート温度測定装置100によれば、走行中のミキサ車10における生コンの温度を把握することができる。
以上のように、温度センサ30は、生コンの熱が伝達されて生コンの温度とほぼ同じ温度となったインナーガセット21の温度を測定することにより、生コンの温度を測定する。
インナーガセット21は、ミキサドラム2内の生コンと接触する一方、外気とは接触しない。よって、温度センサ30を内部空間22に臨むようにインナーガセット21に設けることにより、温度センサ30は外気の影響を受けにくく、生コンの温度を精度よく測定することができる。
また、インナーガセット21は板部材として形成されるため、生コンと接触する壁面(壁面21Aとは反対側の壁面)は凹凸が少なく生コンが付着しにくい。したがって、インナーガセット21への熱の伝達が妨げられにくいため、温度センサ30によりインナーガセット21を介して生コンの温度を精度よく測定することができる。
また、温度センサ30は、生コンが流入しない内部空間22側の壁面21Aに貼り付けられるため、温度センサ30を設けることによるミキサドラム2内の生コンの付着を防止することができる。さらに、4箇所に温度センサ30が設けられるため、例えばそれぞれの温度センサ30の測定結果を平均した値を算出することにより、温度測定の精度を向上させることができる。
また、ミキサドラム2内に投入する生コンの量が少ない場合には、インナーガセット21のうち径方向外側(図2中下側)の一部のみが生コンと接触する。このような場合であっても、温度センサ30はインナーガセット21の径方向外側に設けられるため、生コンの温度を測定することができる。
また、温度センサ30は生コンの熱が伝達されたインナーガセット21の温度を測定するものであるため、生コンの温度と測定結果との間に差が生じる場合もある。このような場合には、例えば、データ処理部35は蓄積された温度測定データに基づいて温度測定結果を補正する演算を行い、補正された温度を運転席内の表示器等に表示するようにしてもよい。温度測定結果を補正する演算を行うことにより、より正確な生コンの温度を算出することができる。
次に、図4から図6を参照して、生コンクリート温度測定装置100の変形例について説明する。
上記実施形態では、温度センサ30は、チップ状の温度測定センサである。これに代えて、例えばサーミスタやシート状の熱電対などその他の温度センサを使用してもよい。
また、上記実施形態では、生コンクリート温度測定装置100においては、スリップリング31を通じて温度センサ30に電力が供給され、温度センサ30の測定結果はスリップリング31を通じてデータ処理部35に送信される。
これに代えて、図4に示す第1変形例のように、生コンクリート温度測定装置100は、温度センサ30の検出結果を無線信号によって送信する送信機50と、送信機50から送信される無線信号を受信してデータ処理部35に送信する受信機51と、温度センサ30と送信機50とに電力を供給する測定用バッテリー52と、を備え、スリップリング31を使用せずに、生コンの温度を測定してもよい。
送信機50は、ミキサドラム2の内部であるアウターガセット23とミキサドラム2の底壁部2Bとの間の底部空間24内に設けられる。送信機50は、配線53によって温度センサ30に電気的に接続され、温度センサ30から測定結果を受信する。送信機50は、受信した測定結果を無線信号として送信する。
受信機51は、ミキサドラム2の外部に設けられ、送信機50から無線信号として送信された温度センサ30の測定結果を受信して、データ処理部35に送信する。
このような変形例では、温度センサ30の測定結果は、送信機50から無線信号として送信され受信機51を介してデータ処理部35に入力される。したがって、中空管32内を通して配線33を引き回す必要がないため、容易にミキサ車10に取り付けることができる。
また、中空管32内を通じて配線33を引き回す必要がないため、中空管32と配線33との接触により配線33が損傷して温度センサ30による生コンの温度測定が不能になることもない。よって、配線33の損傷を防止する対策などが不要になり、コストを低減できると共にミキサ車10への取付性がさらに向上する。
また、図5及び図6に示す第2変形例のように、アウターガセット23がミキサドラム2の回転軸2Aの外周に設けられる環状のフランジ2Cにボルト60を介して取り付けられる場合には、ボルト60の先端に温度センサ30を取り付けてもよい。
第2変形例では、図5及び図6に示すように、温度センサ30は、ボルト60の先端に取り付けられるセンサカバー130内に設けられる。センサカバー130は、半球状の先端部130Aを有し、熱伝導性が高い材質(例えばアルミニウム等)によって形成される。センサカバー130は、ミキサドラム2の底壁部2Bの貫通孔2D(図6参照)を通過して、先端部130Aがインナーガセット21における内部空間22側の壁面21Aに接触する。
温度センサ30は、センサカバー130に形成される凹部130Bの底部に取り付けられ、センサカバー130の先端部130Aを介してインナーガセット21の壁面21Aに接触する。ボルト60とセンサカバー130とは、両者の間にコイルばね(図示省略)が設けられることにより、伸縮可能(軸方向に相対移動可能)に構成される。これにより、ボルト60の締結時において、センサカバー130をインナーガセット21の壁面21Aに当接させた状態でボルト60を締めつけていくことで、インナーガセット21の壁面21Aに確実に当接させた状態で温度センサ30を取り付けることができる。
第2変形例では、温度センサ30の配線53は、ボルト60に軸方向に貫通して形成されるボルト貫通孔(図示省略)を通してアウターガセット23の外側に導かれる。この場合、温度センサ30の配線53は、第1変形例(図4参照)と同様に、送信機50に接続される。第2変形例において配線53を送信機50に接続する場合には、ミキサドラム2の回転に追従するように、送信機50はアウターガセット23の外側に取り付けられる。なお、温度センサ30の配線53は、上記実施形態のようにスリップリング31に接続されてもよい。また、温度センサ30の配線53は、ボルト貫通孔を通してアウターガセット23の外部に導かれずに、第1変形例のように、アウターガセット23の内側に取り付けられる送信機50に接続されてもよい。つまり、上記実施形態と第2変形例とを組み合わせてもよいし、第1変形例と第2変形例とを組み合わせてもよい。
このように、第2変形例では、温度センサ30は、ボルト60の先端に取り付けられ、生コンと接触するインナーガセット21において生コンとは反対側の壁面21Aにセンサカバー130を介して接触することにより、インナーガセット21を介して生コンの温度を測定する。第2変形例によれば、アウターガセット23の取り付け用のボルト60を利用して温度センサ30を設けることができるため、温度センサ30を取り付けるための孔をアウターガセット23に別途形成する場合と比較して、強度低下を抑制することができる。また、温度センサ30は、ボルト60を取り外すことにより容易に着脱できるため、交換やメンテナンスを容易に行うことができる。また、センサカバー130が球面状の先端部130Aによって壁面21Aに接触し、温度センサ30は先端部130Aを介して壁面21Aに接触するため、センサカバー130と壁面21Aとを確実に接触させることができ、温度センサ30が外部から着脱可能に構成される場合であっても、確実に温度測定をすることができる。
また、上記実施形態では、温度センサ30は、インナーガセット21に対して周方向の4箇所に設けられるものである。これに代えて、1から3の温度センサ30が設けられてもよく、5以上の温度センサ30が設けられてもよい。また、温度センサ30をインナーガセット21に貼りつける位置は、周方向に等間隔であることが好ましいが、これに限らず任意の位置に貼り付けてよい。
また、上記実施形態では、ミキサドラム2の底部には、底壁部2Bの内側にインナーガセット21が設けられ、外側にアウターガセット23が設けられる。温度センサ30は、ミキサドラム2のインナーガセット21に設けられる。これに対し、ミキサドラム2にはインナーガセット21が設けられず、アウターガセット23と底壁部2Bによって二重壁部20が構成される場合には、生コンが接触するミキサドラム2の底壁部2Bに温度センサ30を貼り付ければよい。この場合は、生コンと接触するミキサドラム2の底壁部2Bが第一壁部であり、アウターガセット23が第二壁部である。
また、上記実施形態では、温度センサ30は、二重壁部20を構成するインナーガセット21に設けられる。これに代えて、温度センサ30は、生コンが接触するその他の壁部に設けられてもよい。例えば、温度センサ30は、ミキサドラム2内に設けられて生コンを撹拌するブレードに埋め込まれ、ブレードを介して生コンの温度を測定してもよい。
また、例えば、ミキサドラム2との間で内部空間を区画するようにミキサドラム2の外周面にカバーを設け、内部空間に臨むように温度センサ30をミキサドラム2の外周面に貼り付けてもよい。この場合には、内部空間に対向するミキサドラム2の壁部を第一壁部とし、カバーを第二壁部として、二重壁部が構成される。この場合にも、カバーによって外気などの影響が抑制されるため、生コンの温度を測定することができる。
また、上記実施形態では、温度センサ30は、インナーガセット21の壁面21Aに貼り付けられる。これに代えて、温度センサ30は、インナーガセット21の内部に埋め込まれるものでもよい。この場合には、生コンにより近い位置で温度測定をすることができるので、より精度よく生コンの温度を測定することができる。
温度センサ30がインナーガセット21の内部に埋め込まれる場合として、インナーガセット21の壁面のうち生コンと接触する壁面(壁面21とは反対側の壁面)に温度センサ30を収容する切欠きを設け、温度センサ30を樹脂材等によって覆うようにしてもよい。この場合、樹脂材等がミキサドラム2の壁部の一部を構成し、温度センサ30は、生コンには直接接触せず、樹脂材等を介して非接触で生コンの温度を測定することができる。このような場合には、温度センサ30を覆う樹脂材等は、生コンが付着しないように、ミキサドラム2の内部空間には突出せずインナーガセット21の壁面と連続するように設けることが望ましい。また、インナーガセット21の材質よりも熱伝導性が高い樹脂材等を使用することにより、より正確に生コンの温度を測定することができる。
以上のように、温度センサ30は、生コンと接触する内壁面を挟んで生コンと対向するようにミキサドラム2の壁部に設けられ、壁部を介して非接触で生コンの温度を測定するものであればよい。
また、上記実施形態では、温度測定部は、インナーガセット21に直接接触する温度センサ30である。生コンに接触するインナーガセット21に直接温度センサ30が接触することにより、生コンの温度を精度よく測定することができる。しかしながら、これに代えて、温度測定部は、非接触でインナーガセット21の温度を測定し、インナーガセット21を介して生コンの温度を測定するものでもよい。例えば、温度測定部は、インナーガセット21の表面温度を非接触で測定する放射温度計やサーモグラフィ等でもよい。非接触式の温度測定部は、一定範囲を占める測定領域内の温度を測定するものであり、温度センサ30のような接触式のものと比較して、測定対象における広範囲の温度を測定することができる。よって、非接触式の温度測定部を備えることにより、ミキサドラム2内の生コンの量が異なる場合に対しての生コンの温度測定が容易になる。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
生コンクリート温度測定装置100によれば、ミキサドラム2の底部におけるインナーガセット21は生コンの熱が伝達されるため、温度センサ30はインナーガセット21を介して生コンの温度を測定することができる。また、温度センサ30は、インナーガセット21を介して生コンの温度を非接触で測定するものであり、生コンと接触して温度を測定するものではないため、温度センサ30によって生コンが付着することがない。したがって、生コンの付着を防止しつつ運搬中におけるミキサドラム2内の生コンクリートの温度を測定することができる。
また、インナーガセット21は、ミキサドラム2内の生コンと接触する一方、外気とは接触しないものである。このため、温度センサ30を内部空間22に臨むようにインナーガセット21に設けることにより、温度センサ30は外気の影響を受けにくく、生コンの温度をより精度よく測定することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
10 ミキサ車
2 ミキサドラム
2A 回転軸
2B 底壁部(第二壁部)
100 生コンクリート温度測定装置
20 二重壁部
21 インナーガセット(第一壁部)
22 内部空間
23 アウターガセット
30 温度センサ(温度測定部)
31 スリップリング

Claims (8)

  1. ミキサ車に搭載されるミキサドラム内の生コンクリートの温度を測定する生コンクリート温度測定装置であって、
    前記ミキサドラム内の生コンクリートと対向して設けられ生コンクリートと接触する前記ミキサドラムの壁部を介して生コンクリートの温度を測定する温度測定部を備えることを特徴とする生コンクリート温度測定装置。
  2. 前記ミキサドラムには、生コンクリートと接触する第一壁部と前記第一壁部の外側に設けられる第二壁部とによって構成される二重壁部が設けられ、
    前記第二壁部は、前記第一壁部との間で内部空間を区画し、
    前記温度測定部は、前記内部空間に臨んで前記第一壁部に設けられることを特徴とする請求項1に記載の生コンクリート温度測定装置。
  3. 前記二重壁部は、前記ミキサドラムの底部に設けられることを特徴とする請求項2に記載の生コンクリート温度測定装置。
  4. 前記第一壁部は、前記ミキサドラムにおける底部の内壁面に設けられる板状のインナーガセットであることを特徴とする請求項3に記載の生コンクリート温度測定装置。
  5. 前記ミキサドラムの回転軸に設けられ前記温度測定部に電力を供給するスリップリングをさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の生コンクリート温度測定装置。
  6. 前記ミキサドラム内に設けられ前記温度測定部の測定結果を無線信号によって送信する送信機と、
    前記ミキサドラム外に設けられ前記送信機から送信される前記無線信号を受信する受信機と、をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の生コンクリート温度測定装置。
  7. ボルトを介して前記ミキサドラムの回転軸に取り付けられ前記ミキサドラムの底部を外側から覆うアウターガセットをさらに備え、
    前記温度測定部は、前記ボルトの先端に取り付けられ、生コンクリートと接触する前記ミキサドラムの前記壁部に接触することにより、前記壁部を介して生コンクリートの温度を測定することを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の生コンクリート温度測定装置。
  8. 請求項1から7のいずれか一つに記載の生コンクリート温度測定装置を備えることを特徴とするミキサ車。
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