JP5784345B2 - ホースの巻取装置およびタンクローリ車 - Google Patents

Description

本発明は、ホースの巻取装置およびこれを備えたタンクローリ車に関するものである。

従来より、車体フレーム上に搭載したタンク内の灯油等を、ホースにより車外の家庭用タンク等に供給するタンクローリ車等においては、車両走行時にホースをドラムに巻き取る巻取装置が設けられている。このような巻取装置としては、ドラムの回転軸に駆動モータの駆動軸を直接連結させたダイレクトドライブ式の巻取装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）。このダイレクトドライブ式の巻取装置は、駆動モータの駆動により、自動的にホースをドラムに巻き取ることができるので、作業員がホースを巻き取る労力を低減させることができる。また、駆動モータを停止させた状態で作業員がホースを引っ張ることにより、駆動モータの駆動軸が逆回転し、ホースをドラムから引き出すことができるので、ホース先端のノズルが供給先のタンク等に届くまで、ホースを簡単に引き出すことができる。ホースを引き出した後、作業員がホース先端のノズル操作により吐出口を開くことで、タンク内の液体を車外の家庭用タンク等に供給できる。

実開平４−１０９９６９号公報

ところが、上記巻取装置では、ホースを介してタンク内の液体を供給する際に、ドラムに巻きついたホースがたるむ問題がある。詳細に説明すると、供給作業終了直前において、作業員が液体の供給量を微調整するためにノズルの吐出口を開閉すると、ホース内の液体の流動、流動停止が急激に行われ、ホース内でウォーターハンマ現象が発生し、ホースが脈動する。このとき、従来技術のようなダイレクトドライブ式の巻取装置では、液体供給作業中、ドラムは回転軸回りに回転可能となっているため、ホースが脈動によりドラムから余分に引き出される。この余分に引き出されたホースにより、ドラムに巻きつけられたホースがたるみ、巻取装置によるホースの巻取作業が困難となる。

上記課題を解決するために、ドラムの回転を規制するロック装置がノズルの開閉時にドラムの回転を規制し、ホースがドラムから余分に引き出されることを防止する構造も考えられるが、ドラムの回転を規制する専用の機械的なロック装置が必要となり、巻取装置全体が高価となる。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、駆動モータの駆動軸とドラムの回転軸を直接連結したダイレクトドライブ式の巻取装置に関して、ウォーターハンマ現象が発生したとしても、ドラムに巻きつけられたホースがたるむことを防止できるホースの巻取装置を安価に提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明のホースの巻取装置は、ホースが巻きつけられるドラムと、ドラムの回転軸に直接連結される駆動モータと、ドラムに巻きつけられたホースを引き出す引出動作と、駆動モータの駆動によりホースを巻き取る巻取動作とを行う巻取装置駆動機構とを有するホースの巻取装置において、前記巻取装置駆動機構の油圧回路は、油圧ポンプと、タンクと、油圧ポンプから駆動モータへ作動油を供給する供給側油路と、駆動モータからタンクへ作動油を戻す戻り側油路と、供給側油路と戻り側油路とを連通するバイパス油路と、戻り側油路上の、バイパス油路とタンクとの間に配置される第一電磁弁と、供給側油路と、戻り側油路と、バイパス油路とにより形成される引出油路上に配置され、ホースを引き出す方向に駆動モータが回転するような作動油の流れを妨げる第二電磁弁とを有するものである。これにより、第一電磁弁の操作により引出油路内で作動油が流動可能な状態にあるとき、第二電磁弁により、ホースを引き出す方向に駆動モータが回転するような作動油の流れを規制できるので、この状態でウォータハンマ現象が生じたとしても、巻取装置のドラムはホースを巻取る方向への回転を規制されるので、繰り出されてたるんだホースが、作業者の意図しないうちに巻き取られることを防止でき、巻取装置によるホースの巻取りが確実にできる。さらに、本発明はノズルの操作によって作動する機械的なロック装置を有することなく、電磁弁によって巻取装置のドラムの回転を規制することが出来るので、安価に行うことが出来る。

また、前記第二電磁弁は、両チェック弁を有するようにしてもよい。これにより、第一電磁弁を閉じ（消磁）、第二電磁弁を閉じた（消磁）際に、両チェック弁により駆動モータへの作動油の流れを止めることができるので、ノズル操作によるドラムの回転が規制され、ホースがたるむことを防止できる。

この発明は、ホース内を液体が流れるのを検知するとホースを引き出す方向に駆動モータが回転するような作動油の流れを妨げるように前記第二電磁弁を制御する制御装置を有するホースの巻取装置に関するものである。また、車両のシャシフレームと、前記シャシフレームの後部上面に搭載されるタンクと、前記シャシフレーム上に設けられる請求項１〜３に記載されたホースの巻取装置とを有するタンクローリ車に関するものである。これにより、巻取装置のホースを使用してタンク内の灯油等の液体を各家庭の家庭用タンクなどに供給する際に、ノズルの開閉によるウォータハンマ現象が発生したとしても、巻取装置のドラムはホースを巻取る方向への回転を規制されるので、繰り出されてたるんだホースが、作業者の意図しないうちに巻き取られることを防止でき、次の供給場所へタンクローリ車を移動させる際の巻取り装置によるホースの巻き取りを確実に行うことができる。

以上のように、本発明は、ウォーターハンマ現象が発生したとしても、ドラムに巻きつけられたホースがたるむことを防止できるホースの巻取装置を安価に提供することができる。

本発明のホースの巻取装置を搭載したタンクローリの左側面図。 タンクからホース先端のノズルまでの液体の流路を示す模式図。 巻取装置を車両後方から見た背面図。 巻取装置の左側面図。 巻取装置を駆動させる駆動モータ、パワーユニットの油圧回路図。 制御装置の構成を示すブロック図。 制御装置の制御に関するフローチャート。 本発明の他の実施例における巻取装置を駆動させる駆動モータ、パワーユニットの油圧回路図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明のホースの巻取装置を搭載したタンクローリＶの左側面図である。図１に示すように、タンクローリＶのシャシフレームＦ前部には運転席Ｃが設けられるとともに、シャシフレームＦ後部上面には、サブフレームＳを介してタンクＴが搭載されている。そして、運転席ＣとタンクＴとの間に、後述する巻取装置３が設けられている。

次に、タンクＴ内の液体をホース２１先端のノズル２２まで供給する液体の流路について説明する。図２は、タンクＴからホース２１先端のノズル２２までの液体の流路を示す模式図である。
図２に示すように、タンクＴ内の液体をタンクＴから巻取装置３まで供給する液体供給配管１は、タンクＴの底面に配置された底弁１１、四方弁１２、車両のＰＴＯ（図示せず）により駆動する油圧ポンプ１３、流量調整弁１４、ストレーナ１５、流量計１６、三方弁１７、車両側方から車外にタンクＴ内の液体を放出するための吐出口１８、ストップバルブ１９、液体供給配管１内の液体の流れの有無を検知し、液体の流れがある場合に制御指令を出力するフローセンサ２０を備えている。液体供給配管１の端部は、後述するように、中空としたドラム３８の回転軸３８ａに接続されており、ドラム３８の回転軸３８ａに形成されたホース取付部３８ｃに、ホース２１の一端が接続されている。ホース２１はドラム３８に巻きつけられており、ドラム３８からのホースを引き出す引出動作と、ドラムへのホースを巻き取る巻取動作を後述する巻取装置駆動機構Ｄにより行う。ホース２１の他端にはノズル２２が設けられており、ノズル２２を操作することにより、ノズル２２の吐出口が開閉され、タンクＴ内の液体を放出できる。

次に、巻取装置３について説明する。図３は、巻取装置３を車両後方から見た背面図である。図４は、巻取装置３の左側面図である。
図３、４に示すように、サブフレームＳの上面には、車幅方向に延びるベースフレーム３１が固定されている。ベースフレーム３１の上面には、車両高さ方向に延びる一対の支柱３２が車両前後方向に並んで固定されている。
一対の支柱３２の上端には、ベースフレーム３１とほぼ平行の載置面３２aが形成されている。車両前方側の支柱の載置面３２a上には、車両側方から見てＬ字状のブラケット３３がスペーサ３４を介してボルトにより固定されている。前記ブラケット３３の車両高さ方向に延びる面には丸孔３３aが形成されており、そのブラケット３３aの車両高さ方向に延びる面の車両前方側には、駆動モータ３５が固定されている。その駆動モータ３５の駆動軸３５aは、ブラケットの丸孔３３aを通り、ブラケット３３の反対側まで延びている。
車両後方側の支柱３２の載置面３２a上には、軸受３６がスペーサ３７を介してボルトにより固定されている。前記軸受３６には、一端が駆動モータ３５の駆動軸３５aと連結した後述するドラム３８の回転軸３８aの他端側が回動可能に支持されている。

次に、ドラム３８について説明する。ドラム３８は、回転軸３８ａ、一対のドラム側壁３８ｂ、ホース取付部３８ｃにより構成される。ドラム３８の中心には車両前後方向に延びる回転軸３８aが固定されている。この回転軸３８aの一端は駆動軸３５aに連結されることで駆動モータ３５に直接接続されている。また、回転軸３８aの他端側は軸受３６に支持されている。回転軸３８aは中空であり、回転軸３８aの車両前方側（駆動軸３５a側）端部は閉じており、車両後方側（軸受３６側）端部は開放されている。従って、ドラム３８の回転軸３８ａに駆動モータは直接連結されている。そして、回転軸３８aの車両後方側端部は、前記液体供給配管１の端部とロータリージョイントを介して接続されている。回転軸３８aには、円形のドラム側壁３８ｂが一対、車両前後方向に並んで固定されている。このドラム側壁３８ｂは、一端が回転軸より半径方向に延びる複数本の補強部材３８ｂ１と、この補強部材３８ｂ１の先端をつなぐ円形枠３８ｂ２とにより構成されている。一対のドラム側壁３８ｂの間には、前記回転軸３８aの中空部と内部が連通するホース取付部３８ｃが設けられ、このホース取付部３８ｃにはホース２１の一端が取付けられる。

車両前方側の支柱３２には、ドラム３８の外側（ドラム３８の車両前方側）からドラム３８内部へ突出可能なピン４０ａを有する手動ロック装置４０が取付けられている。手動ロック装置４０は、作業者が手動でピン４０ａがドラム３８内部へ突出させると、ドラム側壁３の補強部材３８ｂ１とピン４０ａとが接触し、ドラム３８の回転を規制する。これにより、車両走行時の車両の揺れによるドラム３８の回転を規制できる。

前記ベースフレーム３１の車両右側には、前記駆動モータ３５に作動油を供給するパワーユニット５０が取付けられている。また、ベースフレーム３１の車両左側には、巻取装置３の巻取速度を調整する速度調整レバー５１が取付けられている。

次に、ドラム３８からのホースを引き出す引出動作と、ドラムへのホースを巻取る巻取動作とを行う巻取装置駆動機構Ｄについて説明する。巻取装置駆動機構Ｄは、巻取装置３を駆動させる駆動モータ３５の油圧回路と、制御装置６０とにより構成される。
まず、巻取装置３を駆動させる駆動モータ３５の油圧回路について説明する。図５は、巻取装置３を駆動させる駆動モータ３５、パワーユニット５０の油圧回路図である。
図５に示すように、パワーユニット５０は、作動油を貯留するタンク５０ａ、作動油を駆動モータ３５に供給する油圧ポンプ５０ｂ、油圧ポンプ５０ｂを駆動するモータ５０ｃ、圧力制御弁５０ｄ、チェック弁５０ｅを有しており、図５に示すように接続して構成されている。

駆動モータ３５とパワーユニット５０とは、油圧ポンプ５０ｂから駆動モータ３５へ作動油を供給する供給側油路ｉと、駆動モータ３５からタンク５０ａへ作動油を戻す戻り側油路ｏとにより接続されている。供給側油路ｉには、スロットルチェックバルブ５２が設けられ、戻り側油路ｏには、励磁時には作動油の流れを許容し、消磁時には内蔵されたチェック弁により作動油の流れを規制する第一電磁弁５３が設けられている。なお、第一電磁弁５３は、後述するバイパス油路５４と戻り側油路ｏとの接続部と、タンク５０ａとの間に配置される。供給側油路ｉと戻り側油路ｏとはバイパス油路５４によりつながっている。これにより、前記供給側油路ｉと、戻り側油路ｏと、バイパス油路５４とにより、駆動モータ３５から出た作動油がバイパス油路５４を通り駆動モータ３５へ戻る引出油路ｈが形成される。前記このバイパス油路５４には、励磁時には作動油の流れを許容し、消磁時には内蔵されたチェック弁によりホースを引き出す方向に駆動モータが回転するような作動油の流れ（図５に示すＡ方向）を規制する第二電磁弁５５と、前記速度調整レバー５１により手動調節が可能な絞り弁５６が設けられている。

次に、巻取装置３を制御する制御装置６０について説明する。図６は、制御装置６０の構成を示すブロック図である。この制御装置６０はＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）の一部であって、ＣＰＵやメモリ等を有している。制御装置６０には、巻取装置３の電源である巻取装置電源スイッチ６１、タンクＴの車両左側側面に配置されたリモコンＲ（図４参照）に配置されたリモコンＲの電源であるリモコン電源スイッチ６２、リモコンＲに配置された巻取スイッチ６３及び引出スイッチ６４、フローセンサ２０からの操作指令が入力される。そして、制御装置６０より第一電磁弁５３、第二電磁弁５５の各ソレノイド５３ａ、５５ａに操作指令が出力される。また、制御装置６０は、フローセンサ２０が検知状態（液体供給配管１内を液体が流れている状態）から非検知状態（液体供給配管１内を液体が流れていない状態）となってから一定時間（本実施例では３秒）を計測するタイマ６６を内蔵している。なお、本実施例では、リモコンＲは車両左側側面に配置したが、車両右側側面に配置しても良い。

次に、巻取装置３によるホースの巻き取り、繰り出しを行う際に処理される制御装置６０の制御を、各家庭のタンクにタンクローリＶから灯油等を給油する作業に沿って説明する。図７は、制御装置６０の制御に関するフローチャートである。なお、図７に示す初期状態においては、第一制御弁５３、第二制御弁５５共に消磁となっている。

灯油等をタンクＴ内に収納したタンクローリＶは、灯油等を荷降ろしする各家庭まで移動した後、作業員が、手動ロック装置４０のロックを解除する。その後、制御装置は巻取装置電源スイッチ６１がＯＮされるのを待つ（ステップＳ１）。作業者が巻取装置電源スイッチ６１の電源をＯＮにする（ステップＳ１がＹｅｓ）と、制御装置はリモコン電源スイッチ６２がＯＮされるのを待つ（ステップＳ２）。

作業者がリモコン電源スイッチ６２をＯＮ（ステップＳ２がＹｅｓ）にした後、作業者はホース２１先端のノズル２２を車両から離れた、各家庭の灯油タンク等の近くまで移動させるために、ホース２１をドラム３８から引き出す作業を行う。このとき、作業者はノズル２２を操作していないため、図２に示す液体供給配管１内を灯油等がノズル２２に向けて流れておらず、フローセンサ２０からの操作指令がない（ステップＳ３）。この状態で、作業者は、ドラム３８がホース２１を引き出す方向に回転可能とするために、リモコンＲの引出スイッチ６４を押す（ステップＳ４）。制御装置６０は、引出スイッチ６４からの操作指令を受けて、第二制御弁５５のソレノイド５５ａに制御信号を出力し、第二制御弁５５を励磁する（ステップＳ５）。

第二制御弁５５が励磁されることで、図５に示す油圧回路内の作動油は、油圧回路中の引出油路ｈを通ることにより、駆動モータ３５側の作動油がタンク５０ａに戻ることなく駆動モータ３５へ戻ることが可能な状態となる。この状態で作業員がホース２１を引っ張ると、駆動モータ３５はドラム３８からホース２１が引き出される方向に回転し、作動油が図５の矢印Ａに示すように作動油が流れる。このため、ドラム３８からホース２１は引き出され、ホース２１先端のノズル２２を各家庭の灯油タンク等の近くまで移動させることができる。

次に、作業者はノズル２２の先端を各家庭の灯油タンク等の給油口に差込んだ後、ノズル２２を操作し灯油タンク等にタンクＴの灯油等を供給する。このとき、液体供給配管１内を灯油等がノズル２２に向けて流れるので、フローセンサ２０がＯＮとなり、制御装置６０に操作指令が出力される（ステップＳ６がＹｅｓ）。すると制御装置６０は、フローセンサ２０からの操作指令を受けて、第二制御弁５５のソレノイド５５ａに制御信号を出力し、第二制御弁５５が消磁される（ステップＳ７）。
第二制御弁５５が消磁されることで、図５に示す矢印Ａ方向の流れが第二制御弁５５により妨げられるので、駆動モータ３５はドラム３８からホース２１が引き出される方向に回転できない。そのため、駆動モータがノズル開閉時にウォータハンマ現象が発生し、ホース２１が脈動したとしても、ホース２１を引き出す方向のドラム３８の回転が規制され、余分なホースが引き出されない。これにより、余分なホース２１の引き出しによるホース２１の弛みにより、巻取装置３の巻取動作が困難になることを防止できる。

その後、供給先への供給が終了間際となると、作業者はノズル２２の吐出口の開閉を繰り返し、液体の供給量を微調節する。このとき、作業者による最初のノズル２２の吐出口を閉鎖することで、液体供給配管１内の灯油等の流れが止まり、フローセンサ２０が非検知（ステップＳ８のＹｅｓ）となり、制御装置６０に向けて出力されていた操作指令が停止される（ステップＳ８がＹｅｓ）。それと同時に、操作指令の停止を受けて、制御装置６０内のタイマ６６がリセット（ステップＳ９）された後、計測を開始する（ステップＳ１０）。その後、作業者が液体の供給量を微調節のため、すぐにノズルを開放した場合は、タイマ６６が３秒経過しない（ステップＳ１１がＮｏ）状態で、フローセンサ２０がＯＮとなり（ステップＳ１２）、第二制御弁５５が消磁されたままとなる。このため、ノズルの吐出口を開閉することでホース２１内の液体が停止と流動が繰り返され、ウォータハンマ現象が連続して発生し、ホース２１が大きく脈動したとしても、ホース２１を引き出す方向のドラム３８の回転が規制され、余分なホースが引き出されずホース２１のたるみが発生しない。また、ノズル２２の吐出口を閉鎖してからタイマ６６が３秒計測する（ステップＳ１１がＹｅｓ）と、液体の供給量を微調節する作業が終了したものと判断し、第二制御弁５５を励磁する（ステップＳ１３）。これにより、次に灯油等を供給する隣の灯油タンク等の近くまでホース２１を引き出す際に、別の操作をすることなくホース２１の引き出しを行うことが出来る。

各家庭の灯油タンク等への給油が終了すると、タイマ６６が所定時間（本実施例では３秒）計測（ステップＳ１１のＹｅｓ）した後、第二制御弁５５を励磁し（ステップＳ１３）、作業者が巻取りスイッチをＯＮにするのを待つ。その後、作業者は巻取スイッチ６３をＯＮにする（ステップＳ１４）。すると、制御装置６０は、第一制御弁５３のソレノイド５３ａに操作指令を出力することによる第一制御弁５３の励磁と、第二制御弁５５のソレノイド５５ａへの操作指令を停止することによる第二制御弁５５の消磁と、モータ５０ｃに操作指令の出力することによるモータ５０ｃの駆動とを行う（ステップＳ１５）。

これにより、モータ５０ｃの駆動により油圧ポンプ５０ｂから吐出された作動油は、供給側油路ｉを通って駆動モータ３５に入り、戻り側油路ｏを通ってタンク５０ａに戻る。すると、作動油により駆動モータ３５がドラム３８にホース２１を巻き取る方向に回転し、巻取装置３にホース２１が巻き取られる。ホース２１の巻取りが完了すると、作業者は巻取スイッチ６３をＯＦＦにする（ステップＳ１６のＹｅｓ）。これにより、第一制御弁５３が消磁すると共にモータ５０ｃの駆動が停止（ステップＳ１７）し、巻取装置３を停止させる。その後、リモコン電源スイッチ６２をＯＦＦ（ステップＳ１８のＹｅｓ）、巻取電源スイッチ６１をＯＦＦ（ステップＳ１９のＹｅｓ）とした後、ロック装置４０のピン４０ａをドラム３８内部へ突出させ、ドラム３８の回転を規制する。その後、次の配送先へタンクローリＶを移動させる。

次に、他実施例について説明する。この他実施例は、前述の実施例と基本構成は同じであるが、油圧回路において異なる点がある。なお、前述の実施例と同じ構成については、同一の符号を付ける。

図８は他の実施例の油圧回路図である。図８の油圧回路も図５の油圧回路図とほぼ同様であるが、第二制御弁５５のポートのひとつが、両チェック弁となっている点で構成が異なっている。
これにより、図５の油圧回路図の場合は、ノズル２１から灯油等を供給する際や車両走行時に、油圧回路内の作動油が矢印Ａの反対回り（ドラム３８がホース２１を巻取る方向）に流れることが出来るため、ホース２１の脈動によりドラム３８がホース２１を巻取る方向に回転し、ホース２１が無理に引っ張られる恐れがあるが、図８の油圧回路では、両チェック弁により油圧回路内の作動油が矢印Ａの反対回りに流れることも規制するため、ホース２１に無理な力が作用せず、ホース２１の損傷を防止できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、引出スイッチ６４や巻取スイッチ６３をリモコンに設けたが、巻取装置３の近くなどの車両側に設けても良い。この場合、ホース２１を巻き取る際に、作業員が必ず巻取装置３の近くにいるため、ホース巻取時に、巻き取られたホースが歩行者や近くの建築物等に接触しないことを目視しながら巻き取ることが出来、安全である。

また、本実施例においては、液体供給配管１内の液体の流れの有無を検知するフローセンサ２０からの制御信号により第二制御弁５５の励磁、消磁を行う構成としたが、引出停止スイッチを無線により遠隔操作可能なリモコンに配置するようにしてもよい。これにより、引出停止スイッチの操作により、第二制御弁５５が励磁され、ホース２１を引き出す方向へのドラム３８の回転が規制され、余分なホースが引き出されない。

Ｖ タンクローリ
Ｔ タンク
１ 液体供給配管
３ 巻取装置
３５ 駆動モータ
５３ 第一電磁弁
５４ バイパス油路
５５ 第二電磁弁
６０ 制御装置
ｉ 供給側油路
ｏ 戻り側油路
ｈ 引出油路

Claims (4)

1. ホースが巻きつけられるドラムと、
   ドラムの回転軸に直接連結される駆動モータと、
   ドラムに巻きつけられたホースを引き出す引出動作と、駆動モータの駆動によりホースを巻き取る巻取動作とを行う巻取装置駆動機構とを有するホースの巻取装置において、
   前記巻取装置駆動機構の油圧回路は、
   油圧ポンプと、
   タンクと、
   油圧ポンプから駆動モータへ作動油を供給する供給側油路と、
   駆動モータからタンクへ作動油を戻す戻り側油路と、
   供給側油路と戻り側油路とを連通するバイパス油路と、
   戻り側油路上の、バイパス油路とタンクとの間に配置される第一電磁弁と、
   供給側油路と、戻り側油路と、バイパス油路とにより形成される引出油路上に配置され、ホースを引き出す方向に駆動モータが回転するような作動油の流れを妨げる第二電磁弁とを有する、ホースの巻取装置。
2. 前記第二電磁弁は、両チェック弁を有する、請求項１に記載のホースの巻取装置。
3. ホース内を液体が流れるのを検知するとホースを引き出す方向に駆動モータが回転するような作動油の流れを妨げるように前記第二電磁弁を制御する制御装置を有する請求項１又は２に記載のホースの巻取装置。
4. 車両のシャシフレームと、
   前記シャシフレームの後部上面に搭載されるタンクと、
   前記シャシフレーム上に設けられる請求項１〜３に記載されたホースの巻取装置と、
   を有する、タンクローリ車。

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