JP5825719B2 - ミキサドラム駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミキサドラム駆動装置に関するものである。

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に取付けられた螺旋状の複数のブレードで攪拌している。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、前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、生コンを排出するまでは、常に、ミキサドラム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。また、生コンをミキサドラムに積載している間は、固化を防止する等の理由から、常にミキサドラムを回転し続ける必要があるので、エンジンを停止することができない。そのため、打設現場で排出の順番待ちでミキサ車を停車中であっても、エンジンを駆動し続ける必要がある。この問題を解決するため、ミキサ車の停車中はエンジンによる油圧ポンプの駆動に代えて、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。

前記ミキサドラム駆動装置では、ミキサ車の停車中はエンジンによる油圧ポンプの駆動に代えて、電動機で副油圧ポンプを駆動してミキサドラムを正回転、逆回転させて、ミキサドラム内に積載される生コンの攪拌、投入および排出の全てを前記電動機で賄うようにしている。そのため、高出力の電動機を使用する必要があり、電動機や電源が大型になるという問題がある。また、従来のミキサドラム駆動装置では、電動機およびこの駆動に必要となる電源その他の部品も大型となり、ミキサ車の重量も重くなるという問題も生ずる。

そこで本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、電動機や電源の小型化に好適なミキサドラム駆動装置を提供することを目的とする。

本発明は、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油圧モータと、ミキサ車のエンジンの動力によって駆動されるとともに前記油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプと、を備えたミキサドラム駆動装置を対象とする。

本発明においては、ミキサドラムを攪拌回転させるように油圧モータへ油圧ポンプとは独立して圧油を供給可能な補助油圧ポンプと、補助油圧ポンプを回転駆動する複数の電動機と、を備える補助油圧装置を設ける。そして、ミキサドラムを攪拌回転中にエンジンが停止すると、補助油圧ポンプを回転駆動する複数の電動機を、ミキサドラムの負荷に応じて選択作動させることにより、ミキサドラムの攪拌回転数を予め設定した攪拌回転数に維持するようにしたことを特徴とする。

したがって、本発明では、ミキサ車の停車中におけるミキサドラム内に積載される生コンの攪拌を、エンジンに代わって、前記補助油圧装置の電動機で補助油圧ポンプを駆動する。このため、比較的低回転の攪拌を賄う小容量の補助油圧ポンプでよく、それを駆動する電動機も小型のものでよく、補助駆動源を小型化できると共に、バッテリから電動機に供給する最大電流値も低くでき、バッテリ寿命を長くできると共に、その容量を小さくすることができる。

しかも、本発明では、ミキサドラムの負荷に応じて前記補助油圧装置の前記複数の電動機を選択作動させて前記補助油圧ポンプを回転駆動させる。このため、バッテリから電動機に供給する最大電流値をミキサドラムの負荷に応じてより一層低くすることができ、バッテリ寿命をより一層長くできると共に、その容量をより一層小さくすることができる。また、小型の電動機が採用できるため、より低コストにできる。

本発明の第１実施例を示すミキサドラム駆動装置の概略構成図である。 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背面図である。 コントローラで実行される補助油圧装置の作動を示す制御フローチャートである。 コントローラで実行されるエンジンの再始動時の補助油圧装置の作動を示す制御フローチャートである。 直流電動機の特性を示す説明図である。 複数の直流電動機の作動を示す説明図である。 本発明の第２実施例を示すミキサドラム駆動装置の概略構成図である。 本発明の第３実施例を示すミキサドラム駆動装置の概略構成図である。

以下、本発明のミキサドラム駆動装置を一実施形態に基づいて説明する。図１〜３に示すように、ミキサ車Ｖは、コンクリートプラントでミキサドラムＭ内に投入された生コンを打設現場へ運搬するものである。また、打設現場にて生コンを排出した後においては、ミキサドラムＭ内に洗浄水を投入してミキサドラムＭ内を洗浄しながらコンクリートプラントへ戻るように使用される。

ミキサドラム駆動装置Ｓ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、これらを制御するコントローラ７と、を備える。油圧モータ３とミキサドラムＭとの間には、減速機が介装される場合もある。

また、本実施形態のミキサドラム駆動装置Ｓは、後述するように、油圧ポンプ４とは独立して、ミキサドラムＭを攪拌回転させるように油圧モータ３へ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を回転駆動する複数の直流電動機６と、を有する補助油圧装置ＳＤを備える。そして、ミキサドラムＭと当該ミキサドラムＭの回転駆動に必要な、油圧モータ３、油圧ポンプ４、補助油圧装置ＳＤおよびこれらを制御するコントローラ７は、架台Ｃに搭載されている。

ミキサドラムＭは、図２，３に示すように、架台Ｃ上のブラケットＴの先端に回転自在に設けられた一対のローラＲ，Ｒにより、後端側外周のローラリング２が支持され、前端の軸心部が油圧モータ３に連結されている。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前記架台Ｃに回転自在に取り付けられている。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油圧モータ３に連結されるドラムシェル１で形成されている。

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いる。油圧モータ３によりミキサドラムＭが正回転されると、ブレードは内部に積載される生コンを前方側に移動させながら攪拌する。また、油圧モータ３により、ミキサドラムＭが逆回転されると、生コンをブレードによって後端側に移動させてミキサドラムＭから排出させることができる。なお、ミキサドラムＭ内へ生コンを投入する際には、油圧モータ３によりミキサドラムＭを攪拌回転よりも高速で正回転させることになる。

したがって、ミキサドラムＭは、生コンを投入する際に利用される投入モードと、当該生コンを攪拌する際に利用される攪拌モードと、当該生コンを排出する際に利用される排出モードの三つのモードで回転される。攪拌モードでは、生コンの固化を防止しつつもスランプ値の上昇を抑制する必要のため、生コンの固化を防止でき得る程度の低速でミキサドラムＭを正回転させる。

図１に示すように、油圧ポンプ４と油圧モータ３とは、ループ状管路８で接続されている。油圧ポンプ４は、油圧モータ３へ向けて圧油を吐出する、例えば、可変容量型のピストンポンプ４により構成されている。そして、この油圧ポンプ４は、ＰＴＯ等を介してミキサ車ＶのエンジンＥの動力で回転駆動される。

一方向へ圧油を吐出する油圧ポンプ４を採用する場合には、油圧モータ３を双方向へ回転させるために、ループ状管路８の途中に、切換弁２０を設けている。この切換弁２０は、油圧ポンプ４の圧油を、油圧モータ３を正回転させるように油圧モータ３へ送る正回転位置２０Ｂと、油圧モータ３を逆回転させるように油圧モータ３へ送る逆回転位置２０Ａと、油圧モータ３と油圧ポンプ４の接続を遮断する中立位置２０Ｃとの三つの位置を備えた４ポート３位置切換弁である。

なお、油圧ポンプ４として、例えば、圧油の吐出方向を変更できる双方向吐出可能な油圧ポンプを採用してもよい。この場合には、油圧ポンプ４と油圧モータ３とをループ状管路８で接続して油圧ポンプ４の吐出方向を切換えることにより油圧モータ３を正逆双方向へ回転駆動させるようにする。この場合においては、切換弁２０は、図示しないが、ループ状管路８を連通させる連通位置と、遮断位置と、を備えるものを使用する。なお、油圧ポンプ４として可変容量型ピストンポンプを採用するものであれば、切換弁２０に代えて、その傾転角を調整して油圧ポンプ４の吐出量をゼロとするものであってもよい。このように、油圧ポンプ４の吐出量をゼロとすれば、ループ状管路８を油圧ポンプ４で遮断でき、この状態であれば、補助油圧ポンプ５を駆動してループ状管路８へ供給した圧油は、油圧ポンプ４から漏れることなくその全量を油圧モータ３に供給できる。

また、ミキサドラム駆動装置Ｓにあっては、ミキサ車ＶのオペレータがミキサドラムＭの回転モードを選択することができるように、選択レバー１４が設けられている。即ち、選択レバ一１４の操作によって、オペレータが選択した回転モードでミキサドラムＭを回転させることができる。

具体的には、オペレ−タは、選択レバー１４を、図中矢印Ａ方向へ操作することによって、ミキサドラムＭを高速で正回転させる投入モードと、ミキサドラムＭを低速で正回転させる攪拌モードと、ミキサドラムＭを高速で逆回転させる排出モードの各モードのいずれかを選択できる。より詳細には、選択レバー１４は、エンジンＥの図示しないガバナにリンク等を介して連結されている。このため、選択レバー１４により投入モードおよび排出モードが選択され且つ選択レバー１４を矢印Ｂ方向に操作する場合には、エンジンＥの回転数を上昇させて、油圧ポンプ４の圧油の吐出量を増加させて、ミキサドラムＭを高速回転させることができる。

選択レバー１４により選択されたミキサドラムＭの回転モードは、図示しない検出スイッチによりコントローラ７に入力される。コントローラ７は、選択レバー１４の検出スイッチに基づいて、切換弁２０を切換えるアクチュエータ等を駆動するようになっている。即ち、投入モードおよび攪拌モードでは、油圧モータ３を正回転させるように圧油を供給する正回転位置２０Bへ切換弁２０を切換え、排出モードでは、油圧モータ３を逆回転させるように圧油を供給する逆回転位置２０Ａへ切換弁２０を切換える。

また、選択レバー１４により攪拌モードを選択すると、油圧ポンプ４の吐出流量がエンジンＥの回転数の如何によらず一定となるように、油圧ポンプ４の傾転角を自動調節する図示しない調節機構が働いて、ミキサドラムＭはエンジンＥの回転数によらずに一定速度で正回転するようになっている。

本実施形態のミキサドラム駆動装置Ｓでは、前記構成に加えて、油圧ポンプ４とは独立して、ミキサドラムＭを低速で正回転（攪拌回転）させるように油圧モータ３へ圧油を供給可能な補助油圧装置ＳＤを備える。即ち、油圧モータ３を正回転させる際に、油圧ポンプ４から油圧モータ３へ圧油を供給する管路８側に、逆流防止のチェック弁１３を介して接続した圧油の供給管路１１と、同じく油圧モータ３から油圧ポンプ４へ圧油を戻す管路８側に、開閉弁１５を介して接続した圧油の排出管路１２と、を備える。

供給管路１１には、それぞれ直流電動機６で駆動される二つの補助油圧ポンプ５が並列接続により配置され、その下流側に逆流防止のチェック弁１３が配置されている。なお、供給管路１１には設定値以上の圧力上昇を抑制するようリリーフ弁１６が接続されている。前記逆流防止のチェック弁１３と開閉弁１５とは、エンジンＥによりミキサドラムＭを正回転および逆回転させる場合には遮断状態とされ、油圧ポンプ４と油圧モータ３とを接続するループ状管路８中を流れる圧油の流出を防止して閉回路が維持されるようにする。

二つの補助油圧ポンプ５は、それぞれ直流電動機６で駆動可能に構成され、各直流電動機６は、一方向へのみ回転するように電源Ｂａｔに接続されている。そして、コントローラ７よりのモータ駆動指令により、電源Ｂａｔからの電力供給を受けて直流電動機６が駆動すると、対応する補助油圧ポンプ５が回転する。各補助油圧ポンプ５は、直流電動機６により駆動されると、それぞれタンク１０の作動油を吸引して供給管路１１に吐出し、チェック弁１３を介してループ状管路８へ供給する。その際には、後述するように、排出管路１２の開閉弁１５がコントローラ７よりの開放指令により開放され、供給管路１１から供給した圧油により油圧モータ３を正回転させ、油圧モータ３から排出された作動油は、タンク１０へ戻る。また、供給管路１１の圧油の圧力は、圧力センサ（圧力スイッチ）１７により検出され、その検出信号がコントローラ７に入力される。

コントローラ７には、エンジン回転数を検出する回転数センサ１８よりの検出信号と、選択レバー１４により選択されたミキサドラムＭの回転モード信号と、供給管路１１の圧力センサ１７よりの圧力信号と、ミキサ車Ｖのイグニッションキー１９のキースイッチ信号が入力されている。コントローラ７は、これらの信号に基づいて、ミキサドラムＭの回転モード、エンジンＥの回転状態、を判定し、ミキサドラムＭの回転モードが攪拌モードであると判定される状態においてエンジンＥが停止されたと判定した場合には、複数の直流電動機６のいずれかを電源Ｂａｔよりの電力により駆動する。同時に、ループ状管路８に配置されている切換弁２０を遮断機能を備える中立位置２０Ｃに切換え、また、排出管路１２に配置されている開閉弁１５を開放位置に切換えるように作動させる。

また、コントローラ７は、いずれかの直流電動機６を電源Ｂａｔよりの電力により駆動している状態において、供給管路１１の圧力センサ１７の圧力信号が既定値を超えていると判定した場合には、複数の直流電動機６を電源Ｂａｔよりの電力により駆動する。また、コントローラ７は、エンジンＥが停止した後、再び、エンジンＥが始動されると、排出管路１２の開閉弁１５を遮断状態とし、全ての直流電動機６を停止させ、ループ状管路８に配置されている切換弁２０を正回転位置２０Ａに切換える。

図４はコントローラ７により、イグニッションキーのキースイッチ１９がエンジンＥを回転させるオン位置からオフ位置に切換えられる際に、その途中のアクセサリ位置を通過した時点から、起動されて定期的に実行される補助油圧装置ＳＤの制御フローチャートである。以下では、図４に示すフローチャートに基づいて、補助駆動装置の作動を説明する。

コンクリートプラントでミキサドラムＭ内に投入された生コンを積載したミキサ車Ｖが、ミキサドラムＭを回転させた状態で打設現場へ到着すると、ミキサ車Ｖは停車されるがエンジンＥの運転を継続させて、ミキサドラムＭ内の生コンの攪拌を継続させる。即ち、エンジンＥにより駆動される油圧ポンプ４よりの圧油がループ状管路８の一方を経由して油圧ポンプ４に供給され、油圧ポンプ４から排出された圧油が同じくループ状管路８の他方を経由して油圧ポンプ４に戻されている。ループ状管路８を流れる圧油は、逆流防止のチェック弁１３と遮断状態の開閉弁１５とにより、タンク１０への流出が阻止された状態で、ループ状管路８内を循環している。

この状態において、打設現場で待機する場合に、本実施形態では、イグニッションキーのキースイッチ１９がエンジンＥを回転させるオン位置からアクセサリ位置を経由してオフ位置に切換える。イグニッションキーがオン位置からアクセサリ位置に切換えられた時点から、図４に示すフローチャートが実行される。まず、ステップＳ１１およびステップＳ１２により、ミキサドラムＭの回転モードが攪拌モードか否かが判定され、次いでエンジンＥが停止されているか否かが判定される。ミキサドラムＭの回転モードは選択レバー１４の選択位置により、エンジンＥ停止はエンジン回転数センサ１８よりの回転信号により、夫々判定する。ミキサドラムＭの回転モードが攪拌モードでない場合およびエンジンＥが停止されていない場合には、処理ステップを終了するが、ミキサドラムＭの回転モードが攪拌モードであり且つエンジンＥが停止されている場合には、ステップＳ１３が実行される。なお、エンジンＥが停止しているか否かの判断は、エンジン回転パルス信号或いはアイドリングストップ信号の一方または両方に基づいて判定してもよい。

ステップＳ１３では、二つの直流電動機６のいずれか一つを電源Ｂａｔよりの電力により駆動し、ステップＳ１４では、ループ状管路８の切換弁２０を遮断状態の中立位置２０Ｃに切換え、次いで、ステップＳ１５により、排出管路１２の開閉弁１５が開放される。いずれか一つの直流電動機６の回転によりそれに連結された補助油圧ポンプ５が駆動され、タンク１０の作動油を吸引して供給回路に吐出する。また、エンジンＥが停止すると、それにより駆動されている油圧ポンプ４は停止状態となり、その圧油の吐出が停止されるため、切換弁２０によりループ状管路８より遮断される。このように油圧ポンプ４を油圧モータ３から遮断することで、補助油圧ポンプ５の圧油が油圧ポンプ４側へ回り圧力が逃げてしまうようなことがなく、効率よくミキサドラムＭを回転駆動することができる。

これにより、補助油圧ポンプ５で吐出された作動油は、切換弁２０により油圧ポンプ４から遮断されたループ状管路８の一方を経由して油圧モータ３に供給され、エンジンＥ駆動の油圧ポンプ４よりの圧油に代わって油圧モータ３を継続して攪拌回転させる。また、油圧モータ３から排出された圧油はループ状管路８の他方を経由して排出管路１２に導かれ、開放された開閉弁１５を経由してタンク１０に還流される。即ち、供給管路１１の補助油圧ポンプ５−チェック弁１３−ループ状管路８の一方−油圧モータ３−ループ状管路８の他方−排出管路１２の開閉弁１５−タンク１０−供給管路１１の補助油圧ポンプ５となる補助油圧回路が形成されて、油圧モータ３は補助油圧装置ＳＤにより攪拌回転が継続される。

ステップＳ１６では、圧力センサ１７により検出した補助油圧ポンプ５の吐出圧力が予め設定した規定値以内か否かを判定し、吐出圧力が予め設定した規定値以内である場合には今回の処理を終了する。また、補助油圧ポンプ５の吐出圧力が予め設定した規定値を超えている場合にはステップＳ１７へ進み、ステップＳ１７を実行した後に今回の処理を終了する。

直流電動機６は、図６に示すように、負荷トルクに応じて回転数が変化する特性を備える。即ち、負荷トルクが小さい場合には高い回転数となり、負荷トルクの増加に連れて回転数が低下するＴ−Ｎ特性を備える。このため、直流電動機６の負荷である補助油圧ポンプ５の負荷（吐出油圧）の上昇に応じて回転数が低下すると、補助油圧ポンプ５の単位時間当りの吐出量が低下することとなる。そして、補助油圧ポンプ５の吐出油圧は、ミキサドラムＭの回転抵抗、即ち、生コンの流動性を示すスランプ（ｓｌｕｍｐ）値の低下に応じて上昇する。即ち、ミキサドラムＭ内の生コンのスランプ値が低い場合には、ミキサドラムＭの回転抵抗が上昇し、それを回転させる油圧モータ３に供給する圧油の圧力も上昇する一方、ミキサドラムＭ内の生コンのスランプ値が高い場合には、ミキサドラムＭの回転抵抗が低下し、それを回転させる油圧モータ３に供給する圧油の圧力も低下する。

前記ステップＳ１６では、検出した補助油圧ポンプ５の吐出圧が予め設定した規定圧以内である場合には、生コンのスランプ値によるミキサドラムＭの回転抵抗が比較的低く、いずれかの直流電動機６による補助油圧ポンプ５および油圧モータ３の回転数が予め設定した攪拌回転数に維持されている状態を示している。即ち、図７に示すように、いずれかの直流電動機６で充分にミキサドラムＭの攪拌回転数が確保されていることが確認できる。

しかし、検出した補助油圧ポンプ５の吐出圧が予め設定した規定圧を超えている場合には、生コンのスランプ値によるミキサドラムＭの回転抵抗が比較的高く、いずれかの直流電動機６による補助油圧ポンプ５および油圧モータ３の回転数が予め設定した攪拌回転数よりも低下してしまう。このため、ステップＳ１７において、図７に示すように、複数の直流電動機６を駆動して、二つ目の補助油圧ポンプ５によりその吐出流量を増大させて、油圧モータ３の回転数を予め設定した攪拌回転数まで上昇させる。この場合に、油圧モータ３へ供給する圧油流量は、同じ容量の補助油圧ポンプ５を採用している場合には、単数の補助油圧ポンプ５で供給する圧油流量の倍数の供給量を確保することができる。

なお、複数の補助油圧ポンプ５および直流電動機６の容量および定格は、必ずしも同じ容量・定格であることを必要とせず、大小異なる容量・定格であってもよい。複数の補助油圧ポンプ５および直流電動機６に大小異なる容量・定格を採用する場合には、夫々の組合せにより、吐出流量を柔軟に変更することができる。このようにして、ミキサドラムＭの回転抵抗が上昇しても、その攪拌回転数を予め設定した規定の回転数範囲に確保することができる。

以上の補助油圧装置ＳＤより圧油を供給してミキサドラムＭを回転駆動させている状態において、エンジンＥが始動された場合には、その時点から図５に示す制御フローチャートがコントローラ７により定期的に実行される。即ち、ステップＳ１８において、エンジンＥが始動されたか否かが、エンジン回転数センサ１８の出力値に基づいて判定され、エンジンＥが始動されていない場合には、今回の処理を終了して、補助油圧装置ＳＤによるミキサドラムＭの回転駆動（攪拌）を継続する。しかし、ステップＳ１８において、エンジンＥが始動されたと判定した場合には、ステップＳ１９〜２１を実行して、エンジンＥ駆動による油圧ポンプ４から吐出される圧油により油圧モータ３を駆動する状態に切換える。即ち、エンジンＥが再び始動されるまでは、補助油圧装置ＳＤによるミキサドラムＭの回転駆動（攪拌）を継続させる。

また、エンジンＥが再び始動された後には、ステップＳ１９により排出管路１２の開閉弁１５が遮断され、ステップＳ２０により複数の直流電動機６が電源Ｂａｔより切離されて停止し、ステップＳ２１によりループ状管路８の切換弁２０を正回転位置２０Ａに切換えられて、補助油圧装置ＳＤが解放される。そして、エンジンＥ駆動の油圧ポンプ４によりミキサドラムＭの攪拌回転が開始される。このように補助油圧ポンプ５を油圧モータ３から遮断することで、油圧ポンプ４の圧油が補助油圧ポンプ５側へ回り補助油圧ポンプ５を介してタンク１０へ圧力が逃げることを防止する。

図８に示す第２実施例のミキサドラム駆動装置Ｓでは、補助油圧装置ＳＤの補助油圧ポンプ５および直流電動機６の構成のみが、第１実施例と相違している。その他の構成は第１実施例と同様に構成されている。

本実施例の補助油圧装置ＳＤは、一個の補助油圧ポンプ５を複数の直流電動機６で駆動可能とした構成を備える。そして、圧力センサ１７で検出した補助油圧ポンプ５の吐出圧が予め設定した規定圧以内である場合には、生コンのスランプ値によるミキサドラムＭの回転抵抗が比較的低く、いずれかの直流電動機６による補助油圧ポンプ５および油圧モータ３の回転数が予め設定した攪拌回転数に維持される。

しかし、圧力センサ１７で検出した補助油圧ポンプ５の吐出圧が予め設定した規定圧を超えている場合には、生コンのスランプ値によるミキサドラムＭの回転抵抗が比較的高く、いずれかの直流電動機６による補助油圧ポンプ５および油圧モータ３の回転数が予め設定した攪拌回転数よりも低下する。この場合に、本実施例では、二つ目の直流電動機６を駆動して、補助油圧ポンプ５の回転数を上昇させることによりその吐出流量を増大させて、油圧モータ３の回転数を予め設定した攪拌回転数まで上昇させる。

油圧モータ３へ供給する圧油流量は、同じ定格出力の直流電動機６を採用している場合には、単数の直流電動機６で補助油圧ポンプ５を駆動する場合に比較して、補助油圧ポンプ５で供給する圧油流量の倍数の供給量を確保することができる。なお、使用する複数の直流電動機６の定格出力を同じにする必要はなく、ミキサドラムＭで攪拌する生コンのスランプ値の下限および上限の範囲内で、補助油圧ポンプ５に加える定格トルクを調整可能であれば、定格出力の異なる直流電動機６を組合わせて使用することができる。

図９に示す第３実施例のミキサドラム駆動装置Ｓでは、補助油圧装置ＳＤの供給管路１１及び排出管路１２のチェック弁１３及び開閉弁１５に代えて、方向切換弁２１を設ける構成のみが、第１実施例と相違している。その他の構成は第１実施例と同様に構成されている。

本実施例の補助油圧装置ＳＤの供給管路１１及び排出管路１２に設ける方向切換弁２１は、供給管路１１及び排出管路１２に接続した一対のポートと、ループ状管路８のそれぞれに接続した一対のポートと、を備える。そして、方向切換弁２１は、いずれのポートも遮断する中立位置２１Ｃと、ミキサドラムＭを正転させるように供給管路１１よりの圧油をループ状管路８へ供給するとともにループ状管路８の低圧側を排出管路１２へ接続する正回転位置２１Ｂと、ミキサドラムＭを逆転させるように供給管路１１よりの圧油をループ状管路８へ供給するとともにループ状管路８の低圧側を排出管路１２へ接続する逆回転位置２１Ａと、を備える。

この方向切換弁２１は、エンジンＥが停止されるまでは中立位置２１Ｃにあり、エンジンＥが停止された時点及びその後の選択レバー１４の検出スイッチに基づいて、コントローラ７により、図示しないソレノイド等のアクチュエータを駆動することによりその位置が切換えられる。即ち、エンジンＥが停止された時点で、攪拌モード若しくは投入モードであると、中立位置２１Ｃから油圧モータ３を正回転させるように圧油を供給する正回転位置２１Ｂへ切換え、排出モードであると、中立位置２１Ｃから油圧モータ３を逆回転させるように圧油を供給する逆回転位置２１Ａへ切換える。また、エンジンＥの停止後において、選択レバー１４が操作されてミキサドラムＭの回転モードが変更され場合には、変更された回転モードに基づいて方向切換弁２１が切換えられる。

このエンジンＥの停止中においては、第１実施例と同様に、供給管路１１の圧油圧力に基づいて作動させる直流電動機の数を変化させることにより、油圧モータ３へ供給する圧油流量を確保し、ミキサドラムＭの回転数は予め設定した回転数に維持される。

なお、ミキサドラムＭの回転モードが中立モードに変更された場合には、油圧モータ３を停止させるように中立位置２１Ｃへ切換え、同時に、直流電動機６及び補助油圧ポンプ５を停止させて圧油の供給を停止させる。また、方向切換弁２１は、エンジンＥが停止状態から再始動された場合には、選択レバー１４により選択されているミキサドラムＭの回転モードに関わりなく、中立位置２１Ｃに切換えられ、同時に、直流電動機６及び補助油圧ポンプ５を停止させて圧油の供給を停止させる。

本実施例では、エンジン停止中においても、ミキサドラムＭの回転モードを、攪拌モード、投入モード、停止モード及び排出モードと変更することができる。また、ミキサドラムＭの回転速度を正転方向若しくは逆転方向に予め設定した回転数で回転させることができる。

なお、前記実施形態では、補助油圧装置ＳＤとして、一個若しくは２個の補助油圧ポンプ５を２個の直流電動機６で駆動するものについて説明した。しかし、複数の直流電動機６は２個に限定されるものではなく、例えば、３個以上の直流電動機６を用いるものであってもよく、また、それぞれ定格出力の相違する直流電動機６をミキサドラムＭの負荷に応じて、それらを組合せて使い分けるものであってもよい。

また、前記実施形態では、ミキサドラムＭの回転負荷を検出するものとして、補助油圧ポンプ５の吐出圧を検出するものについて説明した。しかし、ミキサドラムＭの回転負荷を、ミキサドラムＭや補助油圧ポンプ５または直流電動機６の回転数により検出するものであってもよい。

また、前記実施形態では、ミキサドラムＭの回転モードを、選択レバー１４の選択位置により実行するものについて説明した。しかし、ミキサドラムＭの回転モードの制御を選択レバー１４で行わず、例えば、操作ボタンや選択スイッチ等で行うようにしてもよい。

以上説明した本実施形態のミキサドラム駆動装置Ｓにおいては、補助油圧装置ＳＤとして、ミキサドラムＭを攪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、前記補助油圧ポンプ５を回転駆動する複数の直流電動機６とを備える。そして、ミキサドラムＭを攪拌回転中にエンジンＥを停止すると、ミキサドラムＭの負荷に応じて複数の直流電動機６を選択作動させて補助油圧ポンプ５を回転駆動させるようにした。

即ち、ミキサ車Ｖの停車中におけるミキサドラムＭ内に積載される生コンの攪拌を、エンジンＥに代わって、直流電動機６で補助油圧ポンプ５を駆動するため、比較的低回転の攪拌を賄う小容量の補助油圧ポンプ５でよい。このため、それを駆動する直流電動機６も小型のものでよく、補助油圧装置ＳＤを小型化できると共に、電源Ｂａｔから直流電動機６に供給する最大電流値も低くでき、バッテリ寿命を長くできると共に、その容量を小さくすることができる。

しかも、ミキサドラムＭの負荷に応じて前記複数の直流電動機６を選択作動させて前記補助油圧ポンプ５を回転駆動させるため、電源Ｂａｔから直流電動機６に供給する最大電流値をミキサドラムＭの負荷に応じてより一層低くすることができ、バッテリ寿命をより一層長くできると共に、その容量をより一層小さくすることができる。また、小型の直流電動機６が採用できるため、より低コストとできる。

さらに、ミキサドラムＭの負荷に応じて使用する直流電動機６の作動数を増加させるため、補助油圧ポンプ５の吐出量を所定範囲に確保でき、ミキサドラムＭの攪拌回転数変化を抑制できる。

また、図１に示すミキサドラム駆動装置Ｓにおいては、補助油圧装置ＳＤが、複数の補助油圧ポンプ５を備え、それぞれの補助油圧ポンプ５が対応する直流電動機６に連結されている。このため、必要に応じて吐出容量の異なる補助油圧ポンプ５を組合わせて採用することができ、補助油圧ポンプ５を駆動する直流電動機６も補助油圧ポンプ５に適合する定格出力のものを採用すればよい。

また、補助油圧装置ＳＤの補助油圧ポンプ５の吐出圧を圧力センサ（圧力スイッチ）１７により検出することにより、前記ミキサドラムＭの負荷を検出するため、ミキサドラムＭの負荷に応じて作動させる直流電動機６の数量を自動的に変更することができる。また、圧力センサ１７の作動を判定するのみでよいため、制御が簡単である。

また、図８に示すミキサドラム駆動装置Ｓにおいては、少なくとも一個の補助油圧ポンプ５を備え、補助油圧ポンプ５には複数の直流電動機６に連結されている。このため、補助油圧装置ＳＤの構造が簡素化でき、小型化でき、低コストにできる。また、使用する直流電動機６の定格出力も補助油圧ポンプ５に加わる負荷状態の変動に対応して選択することができる。

油圧ポンプ４と油圧モータ３とを接続する管路８にはエンジン停止時に油圧ポンプ４と油圧モータ３との接続を遮断する切換弁２０を設け、補助油圧装置ＳＤは、補助油圧ポンプ５から吐出した圧油をチェック弁１３を介して、切換弁２０により遮断された管路８から油圧モータ３へ供給する供給管路１１と、油圧モータ３から切換弁２０により遮断された管路８に排出された圧油を開閉弁１５を介してタンク１０へ排出する排出管路１２と、を備える。このため、エンジンＥの回転中は油圧ポンプ４により、またエンジン停止時には補助油圧装置ＳＤの補助油圧ポンプ５により、確実に油圧モータ３を回転駆動することができる。なお、チェック弁１３及び開閉弁１５に代えて、図９に示す方向切換弁２１であってもよい。

エンジンＥの停止時には、切換弁２０は開放位置から遮断位置に切換えられるとともに開閉弁１５は遮断位置から開放位置に切換えられ、油圧モータ３は補助油圧装置ＳＤの選択作動された複数の電動機６により回転駆動される補助油圧ポンプ５からチェック弁１３を介して供給される圧油により回転駆動される。図９に示す方向切換弁２１においては、中立位置２１Ｃから正回転位置２１Ｂ若しくは逆回転位置２１Ａに切換えられる。このため、エンジン停止後においても油圧モータ３の回転駆動を継続させることができる。

停止されたエンジンＥが再始動された時には、チェック弁１３は逆流を防止する機能を発揮し、開閉弁１５は開放位置から遮断位置に切換えられるとともに切換弁２０は遮断位置から開放位置に切換えられ、油圧モータ３は油圧ポンプ４からの圧油により回転駆動される。図９に示す方向切換弁２１においては、正回転位置２１Ｂ若しくは逆回転位置２１Ａから中立位置２１Ｃに切換えられる。このため、エンジンＥの再始動後における油圧モータ３の圧油源を補助油圧装置ＳＤから油圧ポンプ４に切換えて、油圧モータ３を継続して回転駆動することができる。

３ 油圧モータ
４ 油圧ポンプ
５ 補助油圧ポンプ
６ 直流電動機
７ コントローラ
８ ループ状管路
１１ 供給管路
１２ 排出管路
１３ チェック弁
１４ 選択レバー
１５ 開閉弁
１７ 圧力センサ（圧力スイッチ）
２０ 切換弁
２１ 方向切換弁
Ｂａｔ 電源
Ｃ 架台
Ｅ エンジン
Ｍ ミキサドラム
Ｒ ローラ
Ｓ ミキサドラム駆動装置
ＳＤ 補助油圧装置
Ｖ ミキサ車

Claims (8)

1. 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油圧モータと、ミキサ車のエンジンの動力によって駆動されるとともに前記油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプと、を備えたミキサドラム駆動装置において、
   前記ミキサドラムを攪拌回転させるように前記油圧モータへ前記油圧ポンプとは独立して圧油を供給可能な補助油圧ポンプと、前記補助油圧ポンプを回転駆動する複数の電動機と、を備える補助油圧装置を設け、
   前記ミキサドラムを攪拌回転中に前記エンジンが停止すると、前記補助油圧ポンプを回転駆動する前記複数の電動機を、前記ミキサドラムの負荷に応じて選択作動させることにより、前記ミキサドラムの攪拌回転数を予め設定した攪拌回転数に維持するようにしたことを特徴とするミキサドラム駆動装置。
2. 前記補助油圧装置は、複数の補助油圧ポンプを備え、夫々の補助油圧ポンプが対応する電動機に連結されてい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。
3. 前記補助油圧装置は、少なくとも一個の補助油圧ポンプを備え、補助油圧ポンプは複数の電動機に連結されてい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。
4. 前記補助油圧装置の補助油圧ポンプの吐出圧を検出することにより、前記ミキサドラムの負荷が検出されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のミキサドラム駆動装置。
5. 前記油圧ポンプと油圧モータとを接続する管路にはエンジン停止時に前記油圧ポンプと油圧モータとの接続を遮断する切換弁を設け、
   前記補助油圧装置は、補助油圧ポンプから吐出した圧油を、チェック弁を介して、前記管路を経由して油圧モータへ供給する供給管路と、油圧モータから前記管路に排出された圧油を、開閉弁を介して、タンクへ排出する排出管路と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のミキサドラム駆動装置。
6. 前記油圧ポンプと油圧モータとを接続する管路にはエンジン停止時に前記油圧ポンプと油圧モータとの接続を遮断する切換弁を設け、
   前記補助油圧装置は、補助油圧ポンプから吐出した圧油を、中立位置を備える方向切換弁を介して、前記管路を経由させて油圧モータへ供給する供給管路と、油圧モータから前記管路に排出された圧油を、前記方向切換弁を介してタンクへ排出する排出管路と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のミキサドラム駆動装置。
7. 前記エンジンの停止時には、前記切換弁は開放位置から遮断位置に切換えるとともに前記開閉弁若しくは方向切換弁は遮断位置から開放位置に切換え、
   前記油圧モータは、補助油圧装置の選択作動された複数の電動機により回転駆動される補助油圧ポンプから、チェック弁若しくは方向切換弁を介して供給する圧油により回転駆動されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のミキサドラム駆動装置。
8. 前記停止されたエンジンが再始動された時には、前記開閉弁若しくは方向切換弁を開放位置から遮断位置に切換えるとともに前記切換弁は遮断位置から開放位置に切換え、
   前記油圧モータは前記油圧ポンプからの圧油により回転駆動されることを特徴とする請求項７に記載のミキサドラム駆動装置。

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