WO2008013123A1

WO2008013123A1 - Device for driving concrete mixer drum

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Publication number: WO2008013123A1
Application number: PCT/JP2007/064382
Authority: WO
Inventors: Kunihiro Ando; Masaya Abe; Yoshihito Iwasaki
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2009-01-25
Also published as: JP4847242B2; CN101454177A; KR20090042934A; CN101454177B; US8104947B2; KR101058966B1; US20090282824A1; JP2008024260A; TW200806506A; TWI315703B

Description

明細書コンクリートミキサドラム駆動装置技術分野この発明は、可変容量油圧ポンプおよび油圧モータを備えるコンクリートミキサ車のミキサドラム駆動装置に関する。背景技術コンクリートミキサ車には、ホッパー等から投入された生コンクリートを撹拌および排出するミキサドラムを搭載している。ミキサドラムは油圧モータによって駆動される。

日本国特許庁カ 2000年に発行し JP2000— 272405Aは、このようなミキサドラムのための油圧駆動回路を提案している。

この油圧駆動回路において、油圧モータには可変容量油圧ポンプから方向切換弁を介して作動油が供給される。方向切換弁は、可変容量油圧ポンプが吐出した加圧作動油の油圧モータへの供給方向を選択するとともに、加圧作動油の油圧モータへの供給を遮断する機能を備えている。コンクリートミキサ車のオペレータが方向切換弁を操作することで、ミキサドラムは正転と逆転のいずれの方向にも回転する。また、オペレータが方向切換弁を停止セクションへと操作することで、ミキサドラムは回転を停止する。

可変容量油圧ポンプは、ァクチユエータの動作に応じてポンプ吐出流量を変化させる。ァクチユエータはポンプの吐出圧に応動する。ァクチユエータに導かれるボンプ吐出圧をロードセンシング弁が調整することで、油圧ポンプの吐出圧と油圧モータの負荷圧との差圧を所定値に保つ。この差圧が所定値に保たれることは油圧ボンプから油圧モータに供給される作動油の流量が一定に保たれることを意味する。その結果、內燃エンジンに駆動される油圧ポンプの回転速度が変化しても、ミキサドラムの回転速度は変化しない。発明の開示内燃エンジンのアイドル回転速度から高回転速度域まで、油圧ポンプの容量変化のみで油圧ポンプの吐出流量を一定に保つことは困難である。

そのため、油圧ポンプの吐出流量を一定に保っために、内燃エンジンの出力の調整が必要になることがある。例えば、内燃エンジンのアイドル回転速度から低回転速度域では、単位回転当たりの吐出量を増加させた油圧ポンプに十分な回転トルクを入力するため、内燃エンジンへの燃料供給量を増大する必要が生じる可能性がある。しかし、このような燃料供給制御は内燃エンジンの燃料消費量を増大させる。

この発明の目的は、したがって、生コンクリート用ミキサドラムを駆動する駆動源としての内燃エンジンの燃料消費量を少なくすことである。

以上の目的を達成するために、この発明は、コンクリートミキサドラムの駆動装置において、ミキサドラムに機械的に結合する油圧モータと、燃焼エンジンに駆動され、油圧モータへの加圧作動油の供給により油圧モータを回転駆動する可変容量型油圧ポンプ、可変容量型油圧ポンプは油圧モータへ供給される加圧作動油を吐出する吐出通路を備える、と、吐出通路への加圧作動油の吐出流量が一定に維持されるように、油圧ポンプの容量を変化させるメカニズムと、可変容量型油圧ポンプと一体に回転するチャージポンプと、チャージポンプの吐出圧の低下に応じて吐出通路から油圧モータへの加圧作動油の流通断面積を絞るバルブと、を備えて V、る。この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以降の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。図面の簡単な説明

FiGs. 1Aと IBはこの発明によるコンクリートミキサドラム駆動装置の油圧回路図である。

FIG. 2はコンクリートミキサドラム駆動装置が備える油圧ポンプの縦断面図である。

FIG. 3は FIG. 2の III一 III線に沿って切り取った油圧ポンプのポンプカバーの横断面図であり、停止セクションにおける方向切換弁を示す。

FIG. 4は FIG. 3に類似する力低速撹拌セクションにおける方向切換弁を示す。

FIG. 5は FIG. 3に類似する力 S、高速撹拌セクションにおける方向切換弁を示す FIG. 6は方向切換弁のパルブスプールのストローク距離に対するポンプ吐出流量 Qpの特性を示すダイアグラムである。

FIGs. 7Aと 7Bは方向切換弁が撹拌セクションにある場合のミキサドラムの回転速度特性を説明するダイアグラムである。

FIG. 8はバルブスプールのストローク距離とバルブスプールに作用するスプリング力との関係を説明するダイアグラムである。

FIG. 9はコンクリートミキサドラム駆動装置のチャージ圧力の特性を説明するダイアグラムである。

FIG. 10はこの発明の他の実施例による方向切換弁の縦断面図である。発明を実施するための最良の形態図面の FIGs. 1を参照すると、生コンクリート用ミキサ車のためのコンクリートミキサドラム駆動装置は、ポンプユニット 50、モータユニット 80、タンク 90と、これらを結ぶ油圧配管を備える。

モータユニット 80はトランスミッション 2を介してミキサドラム 1を回転駆動する油圧モータ 81を備える。

油圧モータ 81のふたつのポートには第 1の油圧通路 51と第 2の油圧通路 52とが接続される。油圧モータ 81は第 1の油圧通路 51と、第 2の油圧通路 52に選択的に供給される高圧作動油により、正逆両方向に回転する。

第 1の油圧通路 51にはリリーフ弁 82が接続される。リリーフ弁 82には第 1の油圧通路 51の圧力がリリーフ弁 82の開弁方向のパイロット圧として作用する。リリーフ弁 82には第 2の油圧通路 52の圧力がピストン機構 84とオリフィス 86を介してリリーフ弁 82の閉弁方向のパイロット圧として作用する。リリーフ弁 82にはさらに、第 1の油圧通路 51の圧力がオリフィス 88を介してリリーフ弁 82の閉弁方向のパイロット圧として作用する。これらのパイロット圧の変化に応じて、リリーフ弁 82は第 1の油圧通路 5 1の圧力が第 2の油圧通路 52の圧力に対して急激に上昇した時に開き、第 1の油圧通路 51の作動油をチャージ通路 58に逃がした後、しばらくすると閉じる。この動作により油圧モータ 81に加わる第 1の油圧通路 51の圧力の急増に伴うショックを吸収する。

第 2の油圧通路 52にはリリーフ弁 83が接続される。リリーフ弁 83には第 2の油圧通路 52の圧力がリリーフ弁 83の開弁方向のパイロット圧として作用する。リリーフ弁 83には第 1の油圧通路 51の圧力がピストン機構 85とオリフィス 87を介してリリーフ弁 83の閉弁方向のパイロット圧として作用する。リリーフ弁 83にはさらに、第 2の油圧通路 52の圧力がオリフィス 89を介してリリーフ弁 83の閉弁方向の別のパイロット圧として作用する。これらのパイロット圧の変化に応じて、リリーフ弁 83は第 2の油圧通路 52の圧力が第 1の油圧通路 52の圧力に対して急激に上昇した時に開き、第 2 の油圧通路 52の作動油をチャージ通路 58に逃がした後、しばらくすると閉じる。この動作により油圧モータ 81に加わる第 2の油圧通路 52の圧力の急増に伴うショックを吸収する。

リリーフ弁 82と 83が提供するこうした機能は、ショックレス構造として知られている。

チャージ通路 58はチェック弁 55を介して第 1の油圧通路 51に接続される。またチャージ通路 58はチェック弁 56を介して第 2の油圧通路 52に接続される。

モータユニット 80のケーシングとタンク 90とはドレン通路 91を介して連通する。ドレン通路 91にはオイルクーラ 92とオイルフィルタ 93とが設けられる。

ポンプユニット 50は、内燃エンジン 60に駆動される油圧ポンプ 10、チャージポンプ 11、リリーフ弁 59、方向切換弁 20、ロードセンシング弁 40、アンロード弁 30、及ぴ高圧選択弁 16を備える。

チャージポンプ 11は油圧ポンプ 10と一体回転し、タンク 90から通路 95を通して吸込んだ作動油をチャージ通路 58に吐出する。チャージ通路 58の作動油は、チェック弁 55を介して第 1の油圧通路 51を、チェック弁 56を介して第 2の油圧通路 52をそれぞれ作動油で満たす役割をもつ。

チャージ通路 58はリリーフ弁 59を介してタンク 90に連通する。リリーフ弁 59は、チャージ通路 58の圧力が所定圧を超えて上昇すると、チャージポンプ 11から吐出される余剰作動油をタンク 90に戻す。

チャージポンプ 11が吸い込む作動油は通路 95を介してタンク 90から供給される。通路 95の途中にストレーナ 96が介装される。ポンプユニット 50のケーシングとモータユニット 80のケーシングとはドレン通路 97によって連通している。

油圧ポンプ 10には吸込通路 12と吐出通路 13がそれぞれ接続される。油圧ボンプ 10は吸込通路 12から吸込んだ作動油を加圧して吐出通路 13に吐出する。吸込通路 12にはチェック弁 54を介してチャージポンプ 11からの作動油が充填される。第 1の油圧通路 51と第 2の油圧通路 52は方向切換弁 20を介して、吸込通路 12 と吐出通路 13に接続される。これにより、油圧モータ 81と油圧ポンプ 10とが閉回路で接続される。

方向切換弁 20は基本的にはオペレータの操作レバー 34の操作によって切り換えられるセクション A—Dを備える。方向切換弁 20は排出セクション Aにおいては、吸込通路 12を第 1の油圧通路 51に、吐出通路 13を第 2の油圧通路 52に接続する。撹拌セクション Bまたは Dにおいては、吐出通路 13を第 1の油圧通路 51に、吸込通路 12を第 2の油圧通路 52に接続する。停止セクション Cにおいては、吸込通路 12 と吐出通路 13及び第 1の油圧通路 51と第 2の油圧通路 52をそれぞれ遮断状態に保つ。このようにして方向切換弁 20は油圧モータ 81の正転と逆転及ぴ停止を切り換える。排出セクション Aはミキサドラム 1が生コンクリートを排出する動作に適用される。撹拌セクション Bまたは Dはミキサドラム 1が生コンクリートを撹拌する動作に適用される。撹拌セクション Bと Dの違いについては、後で詳しく説明する。

油圧ポンプ 10には斜板式ピストンポンプを用いる。油圧ポンプ 10は斜板の傾転角を変化させるための油圧ァクチユエータ 14を備える。油圧ァクチユエータ 14は、吐出通路 13からロードセンシング弁 40を介してァクチユエータ通路 18へと導かれた'ァクチユエータ駆動圧に応じて斜板の傾転角を変化させる。油圧ァクチユエータ 14はァクチユエータ駆動圧が上昇するにつれて、傾転角を減少させる。

ロードセンシング弁 40はァクチユエータ通路 18をオリフィス 17を介してタンク 90 に開放する低圧セクション A1と、ァクユエータ通路 18を吐出通路 13に接続する高圧セクション B1とを備える。ロードセンシング弁 40は、吐出通路 13のポンプ吐出圧と、第 1の油圧通路 51と第 2の油圧通路 52の一方に生じる油圧モータ 81の負荷圧との差圧に応じた比率で低圧セクション A1と高圧セクション B1とを適用する。言い換えれば、ロードセンシング弁 40は、差圧に応じた割合で、油圧ポンプ 10の吐出圧を減圧して、ァクチユエータ通路 18に供給する。

なお、負荷圧はミキサドラム 1を回転駆動するために油圧モータ 81に加えられる圧力であり、油圧ポンプ 10のポンプ吐出圧と油圧モータ 81の負荷圧との差圧は吐出通路 13の加圧作動油流量に比例する。このために、ロードセンシング弁 40は、低圧セクション A1を適用する方向にロードセンシング弁 40を付勢するスプリング 43を備える。ロードセンシング弁 40は、スプリング 43と同じ向きのパイロット圧をロードセンシング弁 40に及ぼす第 1のパイロット通路 41を備える。ロードセンシング弁 40はまた、スプリング 43と逆向きのパイロット圧、すなわち高圧セクション B1を適用する方向にロードセンシング弁 40にパイロット圧を及ぼす第 2のパイロット圧通路 42を備える。

第 1のパイロット圧通路 41は高圧選択弁 16を介して第 1の油圧通路 51と第 2の油圧通路 52に接続される。高圧選択弁 16は第 1の油圧通路 51と第 2の油圧通路 5 2のうちの高圧側圧力、すなわち負荷圧が作用している側の圧力を第 1のパイロット圧通路 41に供給する。第 2のパイロット圧通路 42は吐出通路 13に接続される。高圧選択弁 16にはシャトル弁を用いることができる。

以上の構成により、油圧ァクチユエータ 14は、ミキサドラム 1の回転駆動時には、油圧ポンプ 10の吐出圧と油圧モータ 81の負荷圧との差圧が増大すると、油圧ボンプ 10の傾転角を減少させ、差圧が減少すると、油圧ポンプ 10の傾転角を増大させる。

ミキサドラム 1の運転を停止する際は、方向切換弁 20が停止セクション Cに切り換えられ、吐出通路 13と油圧モータ 81との接続が遮断される。その結果、ポンプ吐出圧が急上昇するのに伴い、ロードセンシング弁 40は高圧セクション B1のみを適用する。その結果、油圧ァクチユエータ 14に吐出通路 13のポンプ吐出圧が直接作用し、油圧ァクチユエータ 14は油圧ポンプ 10の傾転角をゼロに、すなわち油圧ポンプ 10のポンプ吐出流量をゼロにするように動作する。

アンロード弁 30は、油圧ポンフ 10の吐出圧と油圧モータ 81の負荷圧との差圧が第 1の所定差圧を超えると、吐出通路 13の油圧ポンプ 10の吐出作動油を吸込通路 12に逃がす機能を備える。アンロード弁 30は吐出通路 13と吸込通路 12を結ぶバィパス通路 19に設けられる。

アンロード弁 30はパイパス通路 19を遮断するロードセクション A2と、パイパス通路 19を開通し吐出通路 13をポンプ吸込通路 12に連通するアンロードセクション B2 とを備える。アンロード弁 30はロードセクション A2に向けてアンロード弁 30を付勢するスプリング 33を備える。

アンロード弁 30はスプリング 33と同じ向きのパイロット圧をアンロード弁 30に及ぼす第 1のパイロット通路 31を備える。アンロード弁 30はまた、スプリング 33と逆向きのパイロット圧、すなわちアンロードセクション B2を適用する方向にアンロード弁 30 にパイロット圧を及ぼす第 2のパイロット通路 32を備える。

第 1のパイロット圧通路 31は高圧選択弁 16を介して第 1の油圧通路 51と第 2の油圧通路 52に接続される。第 2のパイロット圧通路 32は吐出通路 13に接続される。

FIG. 2を参照すると、回転斜板式の油圧ポンプ 10は、ポンプハウジング 62とポンプハウジング 62に固定したポンプカバー 61とが形成するスペースに収装されたシリンダブロック 63と斜板 64を備える。

シリンダブロック 63はシャフト 65を介して回転駆動される。シャフト 65はポンプハウジング 62にベアリング 102を介して支持される。シャフト 65の先端はポンプカバー 61にベアリング 101を介して支持される。ポンプノヽウジング 6²から外部へ突出するシャフト 65は内燃エンジン 60に回転駆動される。

シリンダプロック 63には複数のシリンダ 66がシャフト 65の中心線 Oと平行に、中心線 Oを中心とする円周上に一定間隔で配置される。

各シリンダ 66にはピストン 68が揷入される。シリンダ 66内にはピストン 68によって容積室 67が画成される。各ピストン 68の一端はシリンダ 66から軸方向に突出し、シユー 69を介して斜板 64に当接する。シリンダプロック 63が回転すると、各ピストン 68 は斜板 64によって軸方向に駆動され、容積室 67を周期的に拡縮させる。

油圧ポンプ 10のポンプ吐出流量を可変とするため、斜板 64はトラニオン軸を介してポンプハウジング 62に傾転可能に支持される。ポンプノヽウジング 2内には斜板 64 を傾転角が大きくなる方向に付勢するスプリング 15が配置される。

斜板 64の傾転角を変えるァクチユエータ 14はリニアァクチユエータであり、内筒 1 4Aと斜板 64に当接するプランジャ 14Cとを備える。内筒 14Aはシャフト 65の中心線 Oと平行をなすようにポンプカバー 61に固定される。内筒 14Aの中心には軸方向にァクチユエータ通路 18が貫通する。内筒 14Aの外周にはプランジャ 14Cの基端に形成された外筒 14Pが摺動可能に嵌合する。

内筒 14Aを貫通したァクチユエータ通路 18の圧力は外筒 14Bの内側でプランジャ 14Cに作用する。その結果、プランジャ 14Cは斜板 64を図の右手方向に押し、スプリング 15に抗して斜板 64の傾転角を減少させる。油圧ポンプ 10の傾転角は、したがって、ァクチユエータ通路 18の圧力が上昇するにつれて減少する。

次に方向切換弁 20の構成を説明する。

方向切換弁 20は、前述のように、ふたつの撹拌セクション Bと Dを備える。撹拌セクシヨン Bと Dはいずれも吸込通路 12を第 2の油圧通路 52に、吐出通路 13を第 1の油圧通路 51に接続するが、セクション Dは、いずれの方向の油通に関しても流通断面積がセクション Bより大きい。つまり、セクション Dにおいてはセクション Bより、油圧モータ 81を駆動する加圧作動油の流量が多ぐ結果として、セクション Dにおいてはセクション Bよりもミキサドラム 1が高速で回転する。以下の説明ではセクション Bを低速撹拌セクション、セクション Dを高速撹拌セクションと称する。操作レバー 34が切換えるのは排出セクション Aと停止セクション Cと低速撹拌セクション Bの間のみである。低速撹拌セクション Bと高速撹拌セクション Dの切り換えはチャージポンプ 11 の吐出圧に依存して方向切換弁 20が自動的に行う。

方向切換弁 20に低速撹拌セクション Bと、高速撹拌セクション Dを設けたのは次の理由による。

すなわち、内燃エンジン 60のアイドル回転速度から最高回転速度に至る全回転速度領域を通じて、油圧ポンプ 10の容量変化のみで油圧ポンプ 10の吐出流量を一定に保つことは困難である。例えば、 1内燃エンジン 60のアイドル回転速度や低回転速度域で一定の吐出流量を維持しょうとすれば、内燃エンジン 60の出力トルクを増大させなければならない。エンジン出力トルクはエンジンの燃料消費量の増加なしには増力!]しない。

そこで、この方向切換弁 20は、内燃エンジン 60のアイドル回転速度域と低回転速度域での生コンクリートの撹拌において、第 1の油圧通路 51と第 2の油圧通路 52 の作動油の流量を少なく抑える。結果として、ミキサドラム 1の回転速度が低く抑えられるため、内燃エンジン 60への要求出力も抑制され、アイドル回転速度から低回転速度域における、内燃エンジン 60の燃料消費量の増加を防止できる。なお、低速撹拌セクション Bにおけるミキサドラム 1の回転速度はミキサドラム 1の定格回転速度あるレ、は通常運転速度より低レ、。

一方、内燃エンジン 60の回転速度が上昇すると、チャージポンプ 11の吐出圧が上昇する。低速撹拌セクション Bと高速撹拌セクション Dにおいては、チャージボンプ 11の吐出圧が、方向切換弁 20に対して高速撹拌セクション Dを適用する方向に作用する。その結果、チャージポンプ 11の吐出圧が上昇するにつれて、高速撹拌セクション Dの適用比率が高まり、対応してミキサドラム 1の回転速度が上昇する。このようにして、内燃エンジン 60の回転速度が一定速度以上なると、ミキサドラム 1は稼働に必要な定格回転速度で回転する。一定速度は例えば毎分 600— 800回転 (rpm)とする。

FIG. 3を参照すると、方向切換弁 20は主として油圧ポンプ 10のポンプカバー 6 1の内側に構成される。ポンプカバー 61の内側には吸込通路 12と吐出通路 13が形成される。油圧ポンプ 10においては、シリンダブロック 63が回転すると、ピストン 6 8の伸張ストローク距離において作動油が吸込通路 12から各容積室 67に吸込まれ、ピストン 68の収縮ストローク距離において各容積室 67から吐出通路 13へと加圧作動油が吐出される。ポンプカバー 61の内側には第 1の油圧通路 51と第 2の油圧通路 52も導かれる。

方向切換弁 20は、ポンプカバー 61を貫通するバルブ孔 23に嵌合するバルブスプール 70を備える。

バルブ孔 23の内周には吸込通路 12、吐出通路 13、第 1の油圧通路、第 2の油圧通路 52、及びチャージ通路 58にそれぞれ連通する環状溝が形成される。バルブスプール 70には 3つのランド咅 1576、 77、及び 78カ形成される。ランド部 76、 77、及び 78はバルブスプール 70のストローク位置に応じて環状溝間間を連通あるいは遮断する。ランド部 77の両端にはノッチ 77Aと 77Bが形成される。

操作レバー 34の一端にはピン 36が固定される。ピン 36はポンプ力パー 61に付設したケーシング 37に軸受 38を介して回転可能に支持される。ピン 36の先端にはカム 39が形成される。バルブスプール 70の一端は、バルブ孔 23からポンプ力パー 61の外側へと突出する。突出端にはカム 39と係合する環状溝 79が形成される。操作レバー 34によりピン 36が回動すると、カム 39が環状溝 79を画成するふたつの平行な壁面の一方を押し、バルブスプール 70を軸方向に変位させる。

バルブ孔 23内には、パルプスプール 70のランド部 78の図の右手方向に向いた側面に臨むドレン圧室 26が形成される。ドレン圧室 26はポンプノヽウジング 2の内側と連通し、ドレン圧室 26の内側はタンク 90の圧力に等しいドレン圧に維持される。バルブスプール 70の図の左側の端部に相当するもう一方の端部にはピストン部 75が形成される。バルブスプール 70のもう一方の端部はバルブ孔 23からポンプ力パー 61の外側に突出する。バルブスプール 70のもう一方の端部を収装すベぐケ一シング 74がポンプカバー 61に付設される。ケーシング 74の内側には、バルプ孔 23より径の大きいシリンダ部 25が、バルブ孔 23に連続して形成される。ピストン部 7 5はシリンダ部 25の内周に嵌合する。シリンダ部 25にはピストン部 75に臨むパイ口ット圧室 24が形成される。パイロット圧室 24にはチャージ通路 58のチャージ圧がパィロット圧として導かれる。このパイロット圧はパイロット圧室 24において、ピストン部 75を介してバルブスプール 70を図の左向きに付勢する。

バルブスプール 70の中心には軸孔 27が軸方向に形成される。図におけるパルブスプール 70は停止セクション Cに位置している。停止セクション Cにおいては、パィロット圧室 24とドレン圧室 26が軸孔 27を介して連通する。

コイル状の第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72とがシリンダ部 25の一部であって、かつピストン部 75に関してパイロット圧室 24と反対側に位置するスプリング室 28に収装される。スプリング室 28にはポンプハウジング 2内からドレン圧が導かれる。第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72は、バルブスプール 70を排出セクション Aあるいは図中右手方向に向けて弾性支持する。なお、第 2のリターンスプリング 72はバルブスプール 70のストローク位置によらず、常にパネ力をバルブスプール 70に及ぼすカ、第 1のリターンスプリング 71は、バルブスプール 70が撹拌セクション Bまたは Dにある場合にのみバネカをパルブスブール 70に及ぼす。

第 1のリターンスプリング 71はバルブスプール 70と第 1アジャストスクリュー 73Bに挟持される。第 2のリターンスプリング 72は、バルブスプール 70と第 2アジャストスクリユー 73Aに挟持される。第 1アジャストスクリュー 73Bは筒状に形成された第 2アジャストスクリュー 73Aの中空部に螺合する。第 2アジャストスクリュー 73Aはケーシング 74の内周に嵌合する。

ケーシング 74に対する第 2アジャストスクリュー 73Aの螺合位置を変えることにより第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72のバネカを調節できる。さらに、第 2のアジャストスクリュー 73Aに対する第 1のアジャストスクリュー 73Bの螺合位置を変えることにより、第 1のリターンスプリング 71のパネ力を第 2のリターンスプリング 72のバネカ力独立して調節できる。

バルブスプール 70を排出セクション A方向に付勢するリターンスプリングとして、第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72に代えて、単一のスプリングゃ、 3つ以上のスプリングを設けても良い。

バルブスプール 70は操作レバー 34の操作に応じて軸方向に変位し、排出セクシヨン A、停止セクション C、撹拌セクション Bを選択的に適用する。操作レバー 34は再び操作されるまでディテント機構によって各操作位置に保持される。バルブスプール 70が操作レバー 34によって停止セクション Cに保持された状態では、方向切換弁 20は吸込通路 12及び吐出通路 13を、第 1の油圧通路及び第 2 の油圧通路 52から遮断してレ、る。

排出セクション Aは、停止セクション Cから操作レバー 34の操作でパルプスプール 70を図の右手方向へ所定距離変位させた位置に相当する。排出セクション Aでは、方向切換弁 20は吸込通路 12と第 1の油圧通路 51とを連通し、吐出通路 13と第 2の油圧通路 52とをランド部 77のノッチ 77Aを介して連通する。排出セクション A では、油圧モータ 81がミキサドラム 1を生コンクリート排出のために設定された回転方向へと回転させる。

FIG. 4を参照すると、低速撹拌セクション Bは、 FIG. 3に示す停止セクション Cから操作レバー 34の操作でパルブスプール 70を図の左方向に所定距離変位させた位置に相当する。撹拌セクション Bでは、図の矢印に示すように、吐出通路 13の加圧作動油がノッチ 77Bを通って第 1の油圧通路 51に流れ、第 2の油圧通路 52の作動油が吸込通路 12に流れる。その結果、第 1の油圧通路 51から第 2の油圧通路 52 へと油圧モータ 81内を作動油が循環し、油圧モータ 81はミキサドラム 1を生コンクリート撹拌のために設定された回転方向へと回転する。

FIG. 5に示す高速撹拌セクション Dにおける方向切換弁 20内の作動油の流通方向は、低速撹拌セクション Bにおける方向切換弁 20内の作動油の流通方向と同一である。セクション Bと Dのいずれにおいても、パイロット圧室 24とチャージ通路 58 とが軸孔 27によって連通する。

この方向切換弁 20においては、カム 39と環状溝 79の間に隙間 δが設けられる。 FIG. 4に示す低速撹拌セクション Bにおいては、隙間 δの範囲でバルブスプール 7 0が図の左手方向へと変位することで、吐出通路 13と第 1の油圧通路 51とを連通するノッチ 77Βの開口面積を増加させ、結果として油圧ポンプ 10のポンプ吐出流量を増加させる。

FIG. 6を参照して、撹拌セクション Bと Dにおけるパルプスプール 70のストローク距離と、油圧ポンプ 10のポンプ吐出流量 Qpとの関係を説明する。バルブスプール 70が停止セクション Cにある状態をストローク距離ゼロとする。ストローク距離がゼロ力左右いずれの方向へ増大する場合も、ポンプ吐出流量 Qpはストローク距離とともに増加する。バルブスプール 70が FIG. 3の停止セクション Cから右手方向に動き、ストローク距離が S1に達すると、方向切換弁 20の低速撹拌セクション Bへの切り換えが完了する。さらに、パルブスプール 70のストローク距離が S2に達すると、方向切換弁 20の高速撹拌セクション Dへの切り換えが完了する。前者の切り換えは操作レバー 34の手動操作により行われ、後者の切り換えはチャージポンプ 11の吐出圧に応じて自動的に行われる。レバー隙間 δは S2— SIに相当する。

FIG. 4の低速撹拌セクション Bにおいて、内燃エンジン 60の回転速度が上昇すると、内燃エンジン 60により油圧ポンプ 10と一体に駆動されるチャージポンプ 11のチャージ圧力が上昇する。その結果、チャージ通路 58から通孔 27を介して導かれたパイロット圧室 24のパイロット圧が上昇し、パルブスプール 70は図の左手方向に変位する。この変位距離がレバー隙間 δに等しくなると、パルブスプール 70は FIG- 5に示す高速撹拌セクションに到達する。

操作レバー 34を操作して方向切換弁 20が撹拌セクション Bに切換えられた場合に、内燃エンジン 60がアイドル運転していれば、バルブスプール 70は FIG. 5に示すように、停止セクションからストローク距離 S 1の低速撹拌セクション Bに保持される。

内燃エンジン 60のアイドル運転時には、 FIG. 9に示すように、チャージ通路 58 の圧力は P1である。この圧力 P1はバルブ孔 23、バルブスプール 70の軸孔 27を通つてパイロット圧室 24に導かれる。

第 2のアジャストスクリュー 73Aのケーシング 74への螺合位置は、内燃エンジン 6

0がアイドル運転し、操作レバー 34が低速撹拌セクション Bに位置している状態で調整する。この状態で、バルブスプール 70のストローク距離が S1に等しくなるように、第 2のアジャストスクリュー 73Aのケーシング 74への螺合位置を設定する。この状態では、バルブスプール 70の環状溝 79とカム部 39とのレバー隙間 δが力ム部 39の右側にある。この状態は停止セクション Cと同じである。

エンジン回転速度がアイドル運転状態から上昇すると、 FIG. 9に示すようにパイロット圧室 24パイロット圧が P1から P2へと上昇する。その結果、パルプスプール 70 が FIG. 5に示すように、 FIG. 4の低速撹拌セクション Bから、レバー隙間 δに等しい距離をストロークすると、カム部 39が環状溝 79を画成する二つの壁面のもう一方に当接し、バルブスプール 70のそれ以上の変位は規制される。この状態が FIG. 5 の高速撹拌セクション Dに相当する。

バルブスプール 70が FIG. 4の左手方向に移動すると、ランド部 77のノッチ 77B の開口面積が増大する。その結果、 FIG. 6に示すようにポンプ吐出流量 Qpが Q1 から Q2へと増大し、油圧モータ 81の回転速度が內燃エンジン 60の回転速度に応じて上昇する。

エンジン回転速度の上昇に伴ってパイロット圧室 24のパイロット圧が P2を超えて上昇しても、バルブスプール 70は距離 S2を超えてはストロークしない。

このために、第 1のアジャストスクリュー 73Bの第 2のアジャストスクリュー 73Aへの螺合位置を、パイロット圧室 24のパイロット圧が P2に達した時に、バルブスプール 7 0のストローク距離力 2に等しくなるように設定する。

FIGs. 7Aと 7Bは、方向切換弁 20の撹拌セクション Bまたは Dにおける特性を示す。

FIG. 7Aにおいては、エンジン回転速度がアイドル回転速度から所定の中速回転速度に上昇する間に、バルブスプール 70がレバー隙間 δ相当の距離をストロークし、低速撹拌セクション Βから高速撹拌セクション Dに至る。したがって、ミキサドラム 1の回転速度は、エンジン回転速度がアイドル回転速度から所定の中速回転速度に上昇する間に、徐々に定格回転速度へと上昇する。言い換えれば、エンジン回転速度の上昇に対するこのようなミキサドラム 1の回転速度特性が得られるように. 第 1のリターンスプリングァ1と第 2のリターンスプリング 72のバネ特性を設定する。なお、 FIG. 7Aの破線は、第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72のパネ特性の設定により、高速撹拌セクション Dに到達するエンジン回転速度を調整可能であることを示す。

しかしながら、第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72の反発力が過小な場合には、 FIG. 7Bの実線に示すように、内燃エンジン 60がアイドル回転速度にある段階で、バルブスプール 70がレバー隙間 δ相当の距離をストロークし、高速撹拌セクション Dに至る。この場合には、内燃エンジン 60がアイドル回転速度にある段階で、ミキサドラム 1を定格回転速度で回転させることになり、内燃エンジン 60の出力を高めなければならず、結果的に内燃エンジン 60の燃料消費量が増大する。低速撹拌セクション Βを方向切換弁 20に設けずに、撹拌セクションを高速撹拌セクション Dのみで構成する場合も、第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72の反発力が過小な場合と同じ特性を示す。

逆に、第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72の反発力が過大な場合には、 FIG. 7Bの破線に示すように、内燃エンジン 60の回転速度が中速域を超えても、バルブスプール 70は高速撹拌セクション Dに到達せず、ミキサドラム 1 の回転速度は定格回転速度に到達しない。

ここで、第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72の自由長について説明する。この方向切換弁 20において、第 2のリターンスプリング 72は、パルブスプール 70のストローク位置によらず、常にバルブスプール 70に FIGs. 3— 5の右手方向にバネカを及ぼす。言い換えれば、バルブスプール 70が排出セクション Aに位置している状態であっても、バルブスプール 70にパネ力を及ぼすことができるように、その自由長を設定する。

これに対して、第 1のリターンスプリング 71は、パルプスプール 70が FIG. 3に示す停止セクション Cにある状態で、パルプスプール 70と第 1のリターンスプリング 71 の端部との間にクリアランス sが提供されるように、その自由長を設定する。

FIG. 8を参照すると、第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72の自由長を以上のように設定することで、バルブスプール 70のストローク距離と、バルブスプール 70に加わるパネ力との関係は、ストローク距離 S1において変化することになる。ここで、ストローク距離 S1は、第 1のリターンスプリング 71がバルブスプール 70に当接する位置に相当する。ストローク距離 S1を超えてバルブスプール 70が高速撹拌セクション D方向に変位すると、ストローク距離の増加に対してバルブスプール 70に加わるバネカは、ストローク距離がストローク距離 S1に満たない場合と比べてより大きな割合で上昇する。

以上のように、このコンクリートミキサドラム駆動装置によれば、内燃エンジン 60の回転速度が上昇し、チャージポンプ 11の吐出圧が上昇するのに応じて、方向切換弁 20が低速撹拌セクション Bから高速撹拌セクション Dへと移行し、油圧モータ 81 に供給される加圧作動油の流通面積が拡大する。

その結果、内燃エンジン 60の回転速度がアイドル回転速度領域あるいは低速回転速度領域にある場合には、ミキサドラム 1の回転速度は低く抑えられ、内燃ェンジン 60の回転速度が所定の中速回転速度へと上昇するにつれてミキサドラム 1の回転速度も定格回転速度へと上昇する。したがって、内燃エンジン 60がアイドル回転速度領域あるいは低速回転速度領域にある場合の、內燃エンジン 60の燃料消費量を低減し、この領域におけるエンジンノイズを低減することができる。

このコンクリートミキサドラム駆動装置によれば、方向切換弁 20のバルブスプール 70がパイロット圧室 24に導かれるチャージ圧力に応動することで、加圧作動油の流通面積を変化させるので、部品点数を増やすことなぐ上記の機能を実現可能である。

さらに、このコンクリートミキサドラム駆動装置においては、バルブスプール 70を第 1のリターンスプリング 71と第 2のリターンスプリング 72とで支持したので、第 1のリターンスプリング 71を、低速撹拌セクション Bと高速撹拌セクション Dとの間の移行の特性の設定のみに用いることができる。したがって、ミキサドラム 1の好ましい回転特性を容易に実現することが可能である。このコンクリートミキサドラム駆動装置においては、内燃エンジン 60の回転速度に応じて変化するチャージポンプ 11の吐出圧、すなわちチャージ圧力をパイロット圧としてパルブスプール 70に作用させるので、内燃エンジン 60の回転速度にミキサドラム 1の回転速度を精度良く対応させることが可能である。

FIG. 10を参照して、方向切換弁 20の構成に関するこの発明の他の実施例を説明する。

この実施例においては、方向切換弁 20のバルブスプール 70に形成される軸孔 2 7力低速撹拌セクション Bでパイロット圧室 24と吸込通路 12とを連通するように構成する。

FIGs. 1Aに示すように、チャージポンプ 11が作動油を吐出するチャージ通路 5 8はチェック弁 54を介して吸込通路 12に接続されている。したがって、可変容量油圧ポンプ 10に吸込み用作動油を供給する吸込通路 12はチャージポンプ 11の吐出圧とほぼ等しい圧力となる。

この実施例では、バルブスプール 70に作用させるパイロット圧として、チャージ通路 58の圧力を用いる代わりに、吸込通路 12の圧力を用いる。

吸込通路 12の圧力は、チャージポンプ 11の吐出圧、すなわちチャージ通路 58 のチャージ圧力とほぼ等しいので、この構成によっても内燃エンジン 60の回転速度に応じてミキサドラム 1の回転速度を高めることが可能である。この実施例によれば、ポンプカバー 61にチャージ通路 58を形成する必要がないので、ポンプ力パー 61 の構成が第 1の実施例より簡易であり、コンクリートミキサドラム駆動装置の製造コストを削減することができる。

以上の説明に関して 2006年 7月 25日を出願日とする日本国における特願 2006 — 202092号、の内容をここに引用により合体する。

以上、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明して来たが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。例えば、油圧ポンプ 10を駆動ソースには、内燃エンジン 60に代えて、いかなる燃焼エンジンを用、ても良！ /、。産業上の利用可能性以上のように、この発明はコンクリートミキサ車の燃料消費量の節減に好ましい効果をもたらす。

この発明の実施例が包含する排他的性質あるいは特長は以下のようにクレームされる。

Claims

請求の範囲

1. コンクリートミキサドラムの駆動装置において：

ミキサドラム（1)に機械的に結合する油圧モータ（81)と；

燃焼エンジン（60)に駆動され、油圧モータ（81)への加圧作動油の供給により油圧モータ（81)を回転駆動する可変容量型油圧ポンプ（10)、可変容量型油圧ボンプ（10)は油圧モータ（81)へ供給される加圧作動油を吐出する吐出通路（13)を備える、と；

吐出通路（13)への加圧作動油の吐出流量が一定に維持されるように、油圧ボンプ（10)の容量を変化させるメカニズム（14， 16, 40)と；

可変容量型油圧ポンプ（10)と一体に回転するチャージポンプ（11)と；チャージポンプ（11)の吐出圧の低下に応じて吐出通路（13)から油圧モータ（8 1)への加圧作動油の流通断面積を絞るバルブと；

を備る。

2. 請求の範囲第 1項のコンクリートミキサドラムの駆動装置において、チャージポンプ（11)は固定容量型ポンプで構成される。

3. 請求の範囲第 2項のコンクリートミキサドラムの駆動装置において、バルブ（20) はチャージポンプ（11)の吐出圧が、燃焼エンジン（60)のアイドル回転速度より高い所定のエンジン回転速度相当値より高い場合は、流通断面積を最大値に保つように構成される。

4. 請求の範囲第 1項のコンクリートミキサドラムの駆動装置において、可変容量型油圧ポンプ（10)は吸込通路（12)をさらに備え、コンクリートミキサドラムの駆動装置は油圧モータ ('81)への作動油の供給と油圧モータ（81)からの作動油の排出を可逆的に行う第 1の油圧通路（51)と第 2の油圧通路（52)さらに備え、バルブ（20)は吸込通路（12)を第 1の油圧通路（51)に接続し、吐出通路（13)を第 2の油圧通路 (52)に接続するする排出セクション (A)と、吸込通路（12)を第 2の油圧通路（52) に接続し、吐出通路（13)を第 1の油圧通路（51)に接続するする撹拌セクション (B, D)と、吸込通路（12)及び吐出通路（13)を第 1の油圧通路（51)及び第 2の油圧通路（52)から遮断する停止セクション（C)とを有するとともに、流通断面積は吐出通路（13)と第 1の油圧通路（51)との間の流通断面積で構成される。

5. 請求の範囲第 4項のコンクリートミキサドラムの駆動装置において、方向切換弁 (20)は排出セクション (A)と撹拌セクション（B， D)と停止セクション（C)とをバルブスプール（70)のストローク位置に応じて切換えるスプールバルブで構成される。

6. 請求の範囲第 5項のコンクリートミキサドラムの駆動装置において、撹拌セクション (B, D)は流通断面積を所定の面積に維持する高速撹拌セクション (D)と、所定の面積力流通断面積を狭める低速撹拌セクション (B)とを備え、方向切換弁（20) はバルブスプール（70)を高速撹拌セクション（D)から低速撹拌セクション（B)に向けて付勢するスプリング（71)と、スプリング（71)のバネ力と逆向きに、バルブスプール（70)にチャージポンプ（11)の吐出圧を作用させるパイロット圧室（24)とをさらに備える。

7. 請求の範囲第 6項のコンクリートミキサドラムの駆動装置において、方向切換弁 (20)は排出セクション (A)と撹拌セクション（B， D)と停止セクション (C)とを手動により切換えるための操作レバー（34)をさらに備え、チャージポンプ（11)の吐出圧に応じた低速撹拌セクション（B)と高速撹拌セクション（D)との切り換えは、操作レバ一 (34)が撹拌セクション (B, D)を選択した状態で行われる。

8. 請求の範囲第 7項のコンクリートミキサドラムの駆動装置において、操作レバー (34)を撹拌セクション (B, D)に位置した状態で、バルブスプール（70)は所定範囲 ( δ )の変位が許容され、低速撹拌セクション（Β)はバルブスプールが所定範囲 ( δ )の一端に位置する場合に実現し、高速撹拌セクション（D)はバルブスプールが所定範囲（ δ )のもう一端に位置する場合に実現する。

9. 請求の範囲第 6項のコンクリートミキサドラムの駆動装置において、スプリング (71)はバルブスプール（70)が撹拌セクション（Β, D)に位置している場合にのみバルブスプール（70)にバネカを及ぼすように構成され、方向切換弁（20)はバルブスプール（70)のストローク位置によらずにスプリング（71)と同方向の弾性支持力を及ぼす第 2のスプリング (72)をさらに備える。

10.請求の範囲第 6項のコンクリートミキサドラムの駆動装置において、方向切換弁 (20)は可変容量型油圧ポンプ（10)と一体のユニットに収装される。

11. 請求の範囲第 10項のコンクリートミキサドラムの駆動装置において、チャージポンプ（11)の吐出圧を吸込通路（12)に導入するチェック弁（54)をさらに備え、パィロット圧室（24)は吸込通路（12)に接続される。

12. 請求の範囲第 1項から第 10項のいずれかのコンクリートミキサドラムの駆動装置において、可変容量型油圧ポンプ（10)は斜板 (64)の傾転角に応じて加圧作動油の吐出流量を変化させる斜板ポンプで構成され、メカニズム（14， 16， 40)は、油圧モータ（81)の負荷圧を取り出す高圧選択弁（16)と、吐出通路（13)の圧力と負荷圧との差圧に応じてァクチユエータ駆動圧力を生成するロードセンシング弁（40) と、ァクチユエータ駆動圧力に応じて斜板（54)の傾転角を変化させる油圧ァクチュエータ（14)とを備える。